氣門結構渦軸發動的製造方法
2023-05-04 22:48:01 2
氣門結構渦軸發動的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種氣門結構的渦軸發動機，涉及發動機及葉輪機領域。解決了傳統活塞發動機功率重量比小的問題，具有轉子發動機的諸多優點，同時具有轉子發動機所不具備的自由增容擴散特點，可以在不改變發動機物理結構的情況下，靈活設計發動機的功率，比開放式通道的渦軸發動機效率高。本實用新型通過簡單的渦輪組和旋轉氣門組實現能量轉化，結構簡單，成本低廉，廣泛適合於汽車，船舶，飛機，水利，電力等眾多行業。
【專利說明】氣門結構渦軸發動機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機，葉輪機。
【背景技術】
[0002]傳統的軸傳動發動機主要是活塞發動機，渦軸發動機和渦漿發動機。
[0003]往復式活塞發動機功率重量比小，體積龐大，應用於汽車，船舶及飛機上時，佔用空間大，自身耗費的能量大。在使用過種中容易因為過熱而出現拉缸抱軸等故障，造成較大的維修成本。
[0004]其它活塞式發動機結構比較複雜，生產不易，維修不便，難以廣泛適用。
[0005]另有平衡的轉子發動機(專利號01134215.3)的發動機，結構新穎，但因為其轉子氣室有限，功率也受到很大限制，必須增加設計尺寸來改善。
[0006]渦軸和渦漿發動機功率重量比大，但是由於結構複雜，造價昂貴，並且氣體通道為開放式結構，導致發動機油耗高，不適於大規模民用。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是提供一種結構簡單，可靠性高，體積小的發動機，它具有較大的功率重量比，良好經濟使用性能，較低的製造成本。
[0008]本實用新型的解決方案如圖1，由殼體(1)，燃氣室(2)，渦輪(3)，旋轉氣門(4)，增壓器(5)組成，旋轉氣門(4)將渦輪(3)的葉片之間的氣室分隔為增容腔(6)和減容腔
(7)，渦輪(3)與殼體保持良好的氣密性，旋轉氣門(4)與殼體保持良好的氣密性，同時與渦輪輪轂也保持良好的氣密性；旋轉氣門(4)做間歇運動，在渦輪(3)的葉片通過旋轉氣門
(4)時旋轉切換，其餘時間保持靜止密封。渦輪(3)與旋轉氣門(4)之間通過齒輪，槽輪等機構鋼性傳動，保證渦輪(3)與旋轉氣門(4)之間的間隙，避免相互幹涉。
[0009]作為本實用新型的改進如圖2，伸縮氣門⑶將渦輪(3)的葉片之間的氣室分隔為增容腔(6)和減容腔(7)，伸縮氣門(8)做間歇運動，在渦輪(3)的葉片通過時縮回，其餘時間保持伸出密封。渦輪(3)與伸縮氣門(8)之間通過齒輪，凸輪等機構鋼性傳動，保證渦輪
(3)與伸縮氣門⑶之間的間隙，避免相互幹涉。
[0010]作為本實用新型的改進如圖3，蝸杆氣門(9)將渦輪(3)的葉片間的氣室分隔成不完全密封型的增容腔(6)和減容腔(7)，渦輪(3)的葉片通過蝸杆葉片之間的通道進行秘室切換，渦輪(3)與蝸杆氣門(9)之間通過齒輪機構鋼性傳動，保證渦輪(3)與蝸杆氣門(9)之間的間隙，避免相互幹涉。
[0011]作為本實用新型的推廣，燃氣室(2)連接高能氣體發生器，將氣體引入到渦輪(3)增容腔(6)，將氣體能量轉化為渦輪軸的扭矩，可作為葉輪機作用。
[0012]本實用新型的優點是，結構簡單，體積小，噪音小，相對其它渦輪發動機有優越的燃實用新型濟性，因此製造成本也相對低廉，能為搭載本實用新型的汽車，船舶以及飛機減少自重，節省空間。[0013]本實用新型的另一個優點在於，密閉式的氣體通道設計，自由的容積擴散性能，使其相實用新型它渦輪發動機有明顯優越的燃油經濟性。
[0014]本實用新型的另一個優點在於，渦輪與殼體為非接觸式結構，發動機過出現過熱時也不會導致渦輪和殼體的異常磨損，提高發動機使用壽命，降低維修成本。
[0015]本實用新型的另一個優點在於，可以作為單元體多級聯合使用，增加發動機功率，降低發動機轉速，減少能量損失。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]附圖中:
[0017]圖1為旋轉式氣門結構示意圖
[0018]圖2為伸縮式氣門結構示意圖
[0019]圖3為蝸杆式氣門結構示意圖
【具體實施方式】
[0020]殼體（1）採用分體鑄造，與氣門(3)葉片和渦輪⑷葉片配合的表面採用相對粗糙的特性，但要求平面度，圓度，錐度要小。中缸體水冷式設計。
[0021]旋轉氣門(4)可以採用整體式或分體式的四葉片結構，分體式可以減少後期維修成本，葉片葉尖採用光滑設計，可以採用與殼體的接觸式密封提升氣門室的密封性能。
[0022]渦輪(3)採用分體式設計，分為輪轂和葉片，葉片葉尖採用光滑設計，可安裝前後環形密封側板，可增加渦輪葉片數量提升渦輪室的密封性能。
[0023]作為渦輪(3)的另一改進方式，輪轂設計成帶增壓式輻條結構，渦輪葉片設計為中空。進氣空氣通過空氣濾進入渦輪中部，經過輪轂增壓後通過中空的渦輪葉片，從環形密封側板出來，通過殼體通道進入增加器，進一步增壓後進入燃氣室。
[0024]渦輪軸上安裝齒輪，通過一個正時惰輪與槽輪機構連，槽輪安裝在旋轉氣門軸上。確保渦輪與旋轉氣門協調運動，並保證渦輪與旋轉氣門之間間隙。
[0025]燃氣室(2)產生的高能燃體直接進入渦輪的增容腔(6)釋放能量，推動渦輪(3)旋轉，輸出扭矩。釋放能量後的氣體隨渦輪氣室旋轉，在減容腔(7)的作用下，排出殼體
(I)，剩餘的能量進入增壓器(5)，增加進氣壓力進入下一循環。
[0026]作為本實用新型的另一實施方式，採用圖2的伸縮氣門結構，氣門數量最少，但氣門室結果尺寸較大。
[0027]作為本實用新型的另一實施方式，採用圖3的蝸杆氣門結果，能消除間歇運動產生的衝擊，但是因為增容腔(6)和減容腔(7)為非封閉式結構，效率比圖1，圖2結構稍低。
[0028]作為本實用新型的另一實施方式，由高能燃氣或蒸氣發生器產生高能氣體，接入渦輪(3)的增容腔(6)，然後通過減容腔(7)排出，再進入冷凝器凝結，最後進入燃氣或者蒸氣發生器進行下一循環。
【權利要求】
1.一種氣門結構渦軸發動機，它包括:殼體(1)，與渦輪和氣門配合，保持氣密性；燃氣室(2)，供燃料燃燒並將產生的高能氣體引入渦輪(3);氣門(4)，通過間歇運動與渦輪配合完成渦輪氣室增容腔(6)和減容腔(7)的切換，並與渦輪(3)的輪轂保持良好的氣密性；渦輪(3)，將增容腔(6)中的燃氣輸送到減容腔(7)，產生扭矩，傳遞給渦輪軸；增壓器(5)，利用排氣能量增加燃氣室(2)的進氣壓力。
2.根據權利要求1所述的一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，氣門(4)為旋轉氣門，它通過氣門葉片將渦輪⑶兩片葉片之間的氣室分割成增容腔(6)和減容腔(7);當渦輪⑶的葉片通過氣門⑷的葉片時，旋轉氣門⑷旋轉切換，其餘時間保持靜止狀態。
3.根據權利要求1所述的一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，氣門(8)為伸縮式氣門，它通過氣門葉片將渦輪⑶兩片葉片之間的氣室分割成增容腔(6)和減容腔(7);當渦輪⑶的葉片通過伸縮氣門⑶時，伸縮氣門⑶縮回，其餘時間保持伸出狀態。
4.根據權利要求1所述的一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，氣門(9)為蝸杆式氣門，它通過螺旋葉片將渦輪(3)兩片葉片之間的氣室分割成增容腔(6)和減容腔(7);當渦輪(3)的葉片通過持續轉動的氣門(9)的螺旋葉片通道實現渦輪氣室的分割和切換。
5.根據權利要求2所述的一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，一個渦輪(3)配合多個旋轉式氣門和多個燃氣室。
6.根據權利要求3所述的一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，一個渦輪(3)配合多個伸縮式氣門和多個燃氣室。
7.根據權利要求4所述的一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，一個渦輪(3)配合多個蝸杆式氣門和多個燃氣室。
8.根據權利要求1所述的一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，燃氣室(2)不燃燒燃料，僅作為高能流體引入渦`輪(3)的通道，由外部引入高能流體，推動渦輪做功。
9.根據權利要求1至8所述的任一種氣門結構渦軸發動機，其特徵在於，渦輪(3)與氣門之間通過齒輪機構和間歇機構等剛性傳動，渦輪與氣門的葉片之間不直接受力傳動。
【文檔編號】F02C7/00GK203614228SQ201320570431
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】遊濤 申請人:遊濤