CN105888730B

CN105888730B - 盘式单片轴流腔变机构

Info

Publication number: CN105888730B
Application number: CN201410464866.8A
Authority: CN
Inventors: 段国强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2034-09-15
Also published as: CN105888730A

Abstract

本发明提供了一种盘式单片轴流腔变机构，所要解决的问题是：采用曲柄连杆活塞机构为基础机械构造的，内燃发动机、气动发动机、气体压缩机、机械设备装置等，结构复杂、部件受力复杂交变。本发明主要由，固定件：主气缸、前后气缸端盖；运动件：单片主轴、副气缸，组成。本发明的要点是，通过单片主轴和副气缸在主气缸内联动轴向旋转，实现缸腔结构容积的交变与主轴旋转的正逆转换，为内燃发动机，气动发动机，气体压缩机，机械设备等，提供旋转式的机械构造。本发明的有益效果是：不需要配气机构和正时***、工作介质适应宽泛、工作过程进行完善度高、无逆惯性干扰、体量小、效率高，可广泛用于车、船、飞行器、多种机械设备及装置上，装备整合使用。

Description

盘式单片轴流腔变机构

技术领域

本发明涉及内燃发动机、气动发动机、气体压缩机、多种机械设备装置的基础机械构造。具体说是提供一种旋转式机械构造的内燃发动机、气动发动机、气体压缩机、及多种机械设备装置。

背景技术

目前采用曲柄连杆活塞机构的：内燃发动机、气动发动机、气体压缩机、机械装置等，被广泛的装配在车、船、飞行器、工业机械设备装置上使用。经过一百多年的不断改进、优化，融合新材料、新技术，使其能量转化效率得到了很大程度提高。但其部件受力复杂交变、配气机构正时***发生的额外功耗、过大的机械震动及噪音、效率低、难加工、体积大、故障多、成本高等诸多不可回避的问题，阻碍着工业产品质量性能的发展。在新构造研发方面：三角活塞转子机构(汪克尔引擎)等，未能顺利完善。使得曲柄连杆活塞机构的原始构造没有得到有效改变和替代。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种盘式单片轴流腔变机构，以这种旋转式机械构造为基础，制造内燃发动机、气动发动机、气体压缩机、多种机械设备装置。

本发明的目的是这样实现的：它主要由：运动件：单片主轴1、副气缸2。固定件：主气缸3、气缸端盖4、气缸端盖5组成。部件组装后在主气缸内构成A、B两个容积固定的缸腔，带有单片的主轴与主气缸，轴向同心，副气缸的外缸壁与主气缸的内缸壁内切，副气缸的内缸壁与单片主轴的轴颈外切，连接两个切点并通过单片主轴中心的直线为气缸中心线。主气缸内缸壁在切点处有条形密封装置6，主轴轴颈有径向膨胀密封装置7，满足主气缸和主轴与副气缸配合部位的密封需要。主轴及副气缸由端盖轴向定位8，单片主轴的单片由副气缸的开口处9穿过，副气缸的开口与单片交合处设有锁芯式扭转滑动密封装置10，通过单片与副气缸的联接，单片主轴与副气缸实现了同步联动旋转。旋转过程中，当A腔为一个完整缸腔时(图4)，单片位置为A缸腔的单片起旋位。当B腔为一个完整缸腔时(图5)，单片位置为B缸腔的单片起旋位。A、B两个缸腔的单片起旋位，单片所处的方向相反，并且单片与气缸中心线重合。单片主轴旋转，单片旋离起旋位时，单片将A、B缸腔切分为A1腔、A2腔；B1腔、B2腔。单片主轴及副气缸单向旋转引发A腔B腔结构及A1腔、A2腔；B1腔、B2腔容积的交变。通过主轴的连续旋转，在密闭的缸腔内，实现缸腔结构容积的交变与主轴旋转的正逆转换，为适用的工作介质在气缸内完成工作过程，提供旋转式基础机械构造。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：工作过程进行完善度高、机械功率损失少、无逆惯性干扰、零部件少、装配简单、节省材料、加工成本低、体量小、功率大、效率高。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。

图1、图2是本发明盘式单片轴流腔变机构的部件结构示意图。

图3是盘式单片轴流腔变机构内燃发动机的压气机与燃气机组合，及导气槽与导气

孔的工作配合的示意图。

图4是A腔单片起旋位的平面示意图。

图5是B腔单片起旋位的平面示意图。

图6至图9是同轴双缸盘式单片轴流腔变机构内燃发动机的工作循环平面示意图。

具体实施方式

盘式单片轴流腔变机构内燃发动机：该发动机不需要配气机构和正时***。根据不同工作介质及工作需求，确定合理的压缩比和燃料燃气的供给及发火方式，采用压力流体润滑及合理的密封装置和冷却***。因腔变特性，盘式单片轴流腔变机构内燃发动机采用同轴双缸或同轴多缸的结构。同轴双缸发动机就是两付盘式单片轴流腔变机构的轴向叠加，相邻的端盖整合为一个间隔板11，构成压气机与燃气机的组合(图3)。压气机设有进气口并配备进气装置，燃气机设有排气口及装置。A腔工作过程：间隔板与两个副气缸的滑动接触面与A腔单片起旋位的重合部，设有A腔导气孔12，在两个副气缸与间隔板的滑动接触面的端面上分别设有燃气机导气槽13、压气机导气槽14。根据主轴旋转方向，燃气机单片15与压气机单片16相应错开一定角度做为压缩角，压缩角的角度取决于所需的缸内几何压缩比，燃气机单片在前，先到达A腔起旋位17，当燃气机的单片离开A腔起旋位时(图6)，燃气机导气槽、压气机导气槽与间隔板的导气孔重合并构成导气通路，压气机A2腔内18的压力介质经过通路进入燃气机A1腔内19，随着旋转的继续，压气机单片旋转到A腔起旋位时(图7)，压力介质已完全由压气机A2腔导入至燃气机A1腔，同时两个导气槽旋过导气孔，两个副气缸端面与间隔板的滑动接触面关闭导气槽与导气孔的导气通路。燃气机A1腔19按给定的发火方式燃烧作功，驱动单片主轴旋转，将燃气机A2腔20废气排出，压气机A1腔21吸入工作介质，压气机A2腔22则压缩工作介质，为燃气机A1腔下一次作功做准备。压气机A腔与燃气机A腔共同完成了进气、压缩、作功、排气的工作循环。B腔工作过程：B腔的导气槽与导气孔的通路原理与A腔相同，间隔板设有B腔导气孔23，主轴与间隔板的滑动接触面的端面上设有燃气机导气槽24和压气机导气槽25(图8、图9)，压气机B腔与燃气机B腔共同完成，进气、压缩、作功、排气的工作循环。结构设计上A腔、B腔可单腔单独工作。A腔与B腔的做功位置错开180度，当结构设计为A、B腔共同工作时，盘式单片轴流腔变机构内燃发动机具备更大更均匀的作功扭矩。

盘式单片轴流腔变机构气动发动机：同轴单缸或同轴多缸排列，在A、B两个缸腔的起旋位的两侧分别开设进气道与排气道，进气道接通压力介质，排气道与控制阀及大气相通，盘式单片轴流腔变机构气动发动机工作。

盘式单片轴流腔变机构气体压缩机：同轴单缸或同轴多缸排列，在A、B两个缸腔的起旋位的两侧分别开设进气道与排气道，由外动力驱动单片主轴做旋转运动，盘式单片轴流腔变机构空气压缩机工作。

将盘式单片轴流腔变机构内燃发动机、气动发动机、气体压缩机，配装于车、船、飞行器上使用，结构简单、体积小、功率大、性能好、降低配装环境要求，并且盘式单片轴流腔变机构，可以广泛在多种机械设备及装置上整合使用。

Claims

1.盘式单片轴流腔变机构，是一种内燃发动机、气动发动机、气体压缩机、多种机械装置设备的旋转式基础机械构造，它主要由固定件、主气缸、气缸前后端盖、运动件、单片主轴、副气缸组成，其特征是：组装后在主气缸内构成A、B两个容积固定的缸腔，单片主轴与主气缸，轴向同心，副气缸的外缸壁与主气缸的内缸壁内切，副气缸的内缸壁与单片主轴的轴颈外切，连接两个切点并通过单片主轴中心的直线为气缸中心线；

主气缸内缸壁在切点处有条形密封装置，单片主轴轴颈有径向膨胀密封装置，满足主气缸和单片主轴与副气缸配合部位的密封需要；单片主轴及副气缸由端盖轴向定位，单片主轴的单片由副气缸的开口处穿过，副气缸的开口与单片交合处设有锁芯式扭转滑动密封装置，通过单片与副气缸的联接，旋转过程中，当A腔为一个完整缸腔时，单片位置为A缸腔的单片起旋位；当B腔为一个完整缸腔时，单片位置为B缸腔的单片起旋位；A、B两个缸腔的单片起旋位，单片所处的方向相反，并且单片与气缸中心线重合；单片主轴旋转，单片旋离起旋位时，单片将A、B缸腔切分为A1腔、A2腔、B1腔、B2腔；单片主轴及副气缸单向旋转引发A腔B腔结构及A1腔、A2腔、B1腔、B2腔容积的交变；在主气缸内，单片主轴与副气缸联动，轴向旋转，引发缸腔的结构和容积发生连续的交变，实现缸腔结构容积的交变与主轴旋转的正逆转换，并可同轴多缸叠加组合使用；盘式单片轴流腔变机构内燃发动机，因腔变特性，盘式单片轴流腔变机构内燃发动机采用同轴双缸或同轴多缸的结构；同轴双缸发动机采用两付盘式单片轴流腔变机构轴向叠加，相邻的端盖整合为一个间隔板，构成压气机与燃气机的组合；压气机设有进气口并配备进气装置，燃气机设有排气口及装置；A腔工作过程：间隔板与两个副气缸的滑动接触面与A腔单片起旋位的重合部，设有A腔导气孔，在两个副气缸与间隔板的滑动接触面的端面上分别设有燃气机导气槽、压气机导气槽；根据单片主轴旋转方向，燃气机单片与压气机单片相应错开一定角度做为压缩角，压缩角的角度取决于所需的缸内几何压缩比，燃气机单片在前，先到达A腔起旋位，当燃气机的单片离开A腔起旋位时，燃气机导气槽、压气机导气槽与间隔板的导气孔重合并构成导气通路，压气机A2腔内的压力介质经过通路进入燃气机A1腔内，随着旋转的继续，压气机单片旋转到A腔起旋位时，压力介质已完全由压气机A2腔导入至燃气机A1腔，同时两个导气槽旋过导气孔，两个副气缸端面与间隔板的滑动接触面关闭导气槽与导气孔的导气通路；燃气机A1腔按给定的发火方式燃烧作功，驱动单片主轴旋转，将燃气机A2腔废气排出，压气机A1腔吸入工作介质，压气机A2腔则压缩工作介质，为燃气机A1腔下一次作功做准备；压气机A腔与燃气机A腔共同完成了进气、压缩、作功、排气的工作循环；B腔工作过程：B腔的导气槽与导气孔的通路原理与A腔相同，间隔板设有B腔导气孔，主轴与间隔板的滑动接触面的端面上设有燃气机导气槽和压气机导气槽，压气机B腔与燃气机B腔共同完成，进气、压缩、作功、排气的工作循环；结构设计上A腔、B腔可单腔单独工作。