轂形活塞式航空發動的製造方法

2023-04-27 22:53:51

轂形活塞式航空發動的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種圓柱體的轂形多列式活塞式航空發動機。發動機的多個缸體裝在外環箍10內，中心一個曲軸箱1上可裝有3個以上8個以下的氣缸體，相鄰二個缸體之間的空隙裝有發動機各種附件是一臺體積小重量輕的適合升力風扇和亞音速飛行器用的動力裝置。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種活塞式發動機。 轂形活塞式航空發動機

【背景技術】
[0002] 在亞音速飛行器和現代先進汽車領域活塞式發動機尚有一定份額。但發動機的體 積笨重，不能實現亞音速飛行器的垂直起降和廉價飛行。人類無奈選擇高鐵和動車，高架軌 道對生態環境的破壞讓人痛心。噴氣式發動機的推重比很大，但體積大的噴管和刺耳的噪 音以及複雜的渦輪葉片高昂的造價也難以在城鄉之間實現自由飛行的普及。
[0003] 總之現代技術沒有適用於升力風扇的可裝在旋轉葉片中心即將轂中心的輕量化 的發動機致使飛行器難於垂直起降。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種軸向尺寸小的適用亞音速飛行和升力風扇的動力裝置。 滿足廣大鄉鎮區間廉價飛行對航空發動機的需求。
[0005] 為達到上述目的，本發明的技術方案是：將傳統的單缸發動機的曲軸箱改制成可 安裝2個以上至多安裝八個氣缸的曲軸箱。以曲軸為中心，缸體加缸蓋氣門機構總成在內 的單缸機最小高度為半徑，呈幅射狀在曲軸箱周邊設置安裝3至8個缸體的平面和氣缸套 筒的止口，外形似星形發動機的外觀，而曲軸連杆機構是單缸發動機的典型結構，沒有星形 航空發動機曲柄的付連杆和複雜的平面運動付。傳統星形發動機為保持氣缸體在一個氣 缸的較小的軸向尺寸上不得不加長連杆中心距，從而使星形發動機的缸蓋外緣圓周直徑很 大。用於航空器它的迎風阻力很大，而地面交通更無法使用這種龐大體積的發動機。本發 明的外形酷似星形發動機，但正體結構卻是完全不同的。首先本發明的活塞式發動機是以 一個單缸汽油機的結構為基體，以單缸機的總高度為半徑，每缸都有類似單缸機的曲柄和 單獨的連杆，較短中心距的連杆使發動機正體的直徑較小。本發明採用的多片薄片狀曲柄 的外徑上裝有輕窄系列滾動軸承，以隧道式曲軸箱方式布置，獲得了一個體積小的剛性很 大可傳遞大扭矩的多列式圓柱形即轂形的獨特的發動機結構。
[0006] 轂式發動機的具體結構如下：在以發動機曲軸為中心的一個單缸發動機從軸心到 氣門缸蓋外緣的高度為半徑的圓周內布置3個以上8個以下的相同活塞直徑和排量的氣 缸，實現一個曲軸箱的多列式缸體結構。發動機的工作容積可以做得很大，發動機的體積明 顯減小的同時重量也大幅減輕。這種以曲軸箱為中心的多缸發動機可以在精確加工各缸蓋 外圓後將全部缸體放入這個特製的圓筒中，圓筒的外壁厚可用5毫米的鋁合金大直徑無縫 管制成，它可以精確的緊箍在各缸蓋之外，將各缸體壓緊在中心曲軸箱上。這種圓筒形布置 可實現發動機不用缸體螺栓固定，同時由於合圍框形的盒式結構，其強度剛性極大，從而減 輕了許多傳統發動機為提高強度不得不增加結構重量的作法。這種發動機各氣缸之間的剩 餘空間可以用於安裝起動發電機、水泵、進氣系統零部件、廢氣渦輪增壓器等附件，而發動 機的軸向尺寸不用加大，從而獲得了體積重量比很小的活塞式發動機。外形整潔。這種圓 形的單排缸體可以組合成雙排或三排串連組成一臺大排量的發動機十分方便。發動機的圓 柱形體即轂形外圓的前後兩面各安裝適當厚度的合金蓋板，蓋板上可有各種水電油氣管路 孔道和固定發動機用的螺栓。蓋板和圓形外環是發動機獲得力學極大剛性的重要措施。支 持大功率發動機的穩定運轉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0008] 圖1是本發明的主視平面示意圖。
[0009] 圖2是本發明的剖視圖。

【具體實施方式】
[0010] 本發明的一臺四衝程四缸呈十字形布置的1升排量的發動機的圓柱體的轂形結 構如圖1所示。
[0011] 在曲軸箱1的上下左右四個方向分別安裝4個內徑為81毫米的氣缸體2、3、4、5 缸體中的活塞17、18、19和20缸體上方分別裝有4個四衝程進排氣門燃燒室火花塞及有正 時機構的氣缸蓋6、7、8和9,轂形薄壁外環卡箍10牢固的套在4個氣缸和4個缸蓋上，曲柄 前主軸35的旋轉方向是順時針的，在四個呈十字形布置的缸體之間的位置中分別安裝起 動發電機11、廢氣渦輪增壓器12、進氣系統總成13、冷卻水泵14、氣缸體的冷卻可以用水冷 或風冷。
[0012] 本發明的轂形發動機的剖視圖如圖2所示。
[0013] 在圖2中圓形外環卡箍10牢固的固定在轂形發動機的前蓋板15、後蓋板16和缸 蓋7和9上面，在活塞17、19的下方可清楚的看見曲軸箱1內的隧道內裝有多達5片的曲柄 21、22、23、24和25,而活塞17和19的下方也裝有片式的連杆26、27、28和29,連杆大頭的 兩側是曲柄21和22,每兩片曲柄依次用曲柄銷過盈剛性聯接，使4個連杆分別獨立安裝在 各缸體活塞當中連成整體的曲柄軸轉動時可實現活塞的往復運動使發動機按內燃機傳統4 行程方式運轉發出動力。
[0014] 在曲軸箱1的隧道內和發動機5片曲柄之間分別裝有5付輕窄系列的滾動軸承 30、31、32、33和34。在曲柄21的一側裝有可輸出動力的前左主軸35,在曲柄25的一側裝 有後右主軸36可同步輸出動力或逆向輸入扭矩起動發動機。本實施例中的發動機的活塞 直徑是81毫米，在每個活塞下方的五片曲柄和四付連杆總厚度僅為70毫米，發動機缸體水 套的厚度是110毫米，發動機的外形尺寸為直徑360毫米和厚度120毫米。這臺1. 0升排 量的發動機的全部體積為12升。綜上所述的實施例證實了本發明的發動機具有體積小、重 量輕的特徵。是現代活塞式航空發動機的一大進步。
【權利要求】
1. 一種活塞式航空發動機包括曲軸箱多列式氣缸體，其特徵在於：中心曲軸箱1的四 周和圓環形箍環10內可呈幅射狀安裝3個以上多至8個的氣缸體和缸蓋。
2. 根據權利要求1的發動機曲軸箱1內裝有多片曲柄和每缸一個連杆的曲軸連杆機 構，曲柄軸通過每缸一個的曲柄銷緊固連接形成裝在曲軸箱1隧道內滾動軸承上的曲柄連 杆機構實現發動機的往復運動。
3. 如權利要求1所述的多列式氣缸體和各種發動機的附件是裝在圓環箍10和前後蓋 板15、16組成的盒式結構的轂形圓柱體內部剛性極大，外形是美觀整潔的。
4. 如權利要求3所述的圓形盒式發動機獨特的結構徑向受力於外環可以不用螺栓固 定缸蓋、缸體和曲軸箱實現無縫隙剛性對接。
5. 如權利要求1所述的發動機的轂形結構內可安裝各種直徑的活塞氣缸和實行前後 主軸35、36同時同步輸出動力。
6. 如權利要求1所述的多列式轂形發動機的安裝孔洞可開設在圓筒形外形的任意位 置，方便固定發動機於動力輸出的位置。
7. 如權利要求1所述的多列式轂形發動機可以是二衝程、四衝程的汽油機或柴油機。
8. 如權利要求1所述的多列式轂形發動機氣缸蓋氣門機構可以是菌形2個或4個氣門 的進排氣門、旋轉氣門或其他新型氣門機構。
9. 如權利要求1所述的多列式轂形發動機可以是單排的、雙排的或三連排串接的實現 大排量的發動機組合。
【文檔編號】F02B75/22GK104121092SQ201410290993
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】王啟振, 王紹龍, 劉佳 申請人:王啟振, 王紹龍