CN114483292A - 一种通轴式内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种通轴式内燃机，采用了压缩腔和燃烧腔同轴设置的结构；压缩腔内的气体是利用随轴转动的叶片与阀体之间的相对位置关系变化所带来的体积变化来实现压缩和排气；燃烧腔也是利用叶片与阀体之间的相对位置关系变化来实现燃烧空间和排气空间的转化；燃烧空间的气体燃烧推动转轴旋转；本发明的优点是：由于采用了压缩腔和燃烧腔同轴分别设置的结构，压缩腔内的气体是利用叶片与阀体之间的相对位置关系来实现压缩和排气，因此，可通过调整叶片的形状、排气口的开闭位置来实现压缩比的调整；主要优点：做功密度大，低速状态下动力充足；压缩室工作环境相对温和，因此可以使用较低要求的材料，降低了生产成本。

Description

一种通轴式内燃机
技术领域
本发明涉及机械领域，具体是一种内燃机。
背景技术
现有的内燃机一般以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。该种内燃机缺陷是传动机构低转速扭矩不足，曲柄连杆占用空间大，全部缸体工作环境恶劣，对材料要求高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种通轴式内燃机，采用了压缩腔和燃烧腔同轴设置的结构；压缩腔内的气体是利用随轴转动的叶片与阀体之间的相对位置关系变化所带来的体积变化来实现压缩和排气；燃烧腔也是利用叶片与阀体之间的相对位置关系变化来实现燃烧空间和排气空间的转化；燃烧空间的气体燃烧推动转轴旋转；具体结构为：
包括一转轴，转轴上设置压缩腔和燃烧腔；所述压缩腔包括压缩腔体，转轴贯穿所述压缩腔体，压缩腔内的转轴上均匀设置多个叶片一，叶片一间设置径向阀体一；所述阀体一的两端分别设置进气口一和排气口一；
所述燃烧腔包括燃烧腔体，转轴贯穿所述燃烧腔体，燃烧腔内的转轴上均匀设置多个叶片二，叶片二间设置径向阀体二；所述径向阀体二的两端分别设置进气口二和排气口二；所述进气口旁的燃烧腔体上设置火花塞；
所述压缩腔和燃烧腔间的转轴上设置隔板；所述隔板设置通孔，所述通孔的两端分别与排气口一和进气口二连通；
压缩腔的前端设置前端盖，燃烧室的后端设置后端盖；前端盖设置进气口一，后端盖上设置排气口二；前端盖、隔板分别与压缩腔的轴向两端抵接，隔板、后端盖分别与燃烧腔的两端抵接。
所述燃烧腔体和压缩腔体上设置霍尔元件，所述压缩腔和燃烧腔体内的转轴上均设置磁铁。
所述阀体一和阀体二均包括在腔体内沿转轴径向设置的阀体，所述阀体与径向设置的滑动机构连接。
所述滑动机构为双凸轮结构，即：叶片一和/或叶片二均为凸轮型；所述阀体的底部也为凸轮型并且与叶片一和/或叶片二抵接。
所述滑动机构为电机驱动结构，即阀体的外端与驱动轴固定连接，驱动轴由电机驱动沿转轴的径向滑动。
所述滑动机构为电磁驱动结构，即阀体具有磁性，阀体的外端设置电磁线圈，通过改变线圈的电流方向驱动阀体沿转轴径向滑动。
所述隔板的通孔设置喷油嘴。
霍尔元件、火花塞及喷油嘴均与控制芯片连接。
所述转轴与起动机连接。
本发明的优点是：由于采用了压缩腔和燃烧腔同轴分别设置的结构，压缩腔内的气体是利用叶片与阀体之间的相对位置关系来实现压缩和排气，因此，可通过调整叶片的形状、排气口的开闭位置来实现压缩比的调整；由于没有往复式滑动，因此，不会产生滑动摩擦，延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为压缩腔结构示意图；
图3为燃烧腔结构示意图；
图4为隔板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明，如图1所示，本发明包括一转轴1，转轴上设置压缩腔2和燃烧腔3；
如图2所示，压缩腔2包括压缩腔体21，转轴1贯穿所述压缩腔体21，压缩腔内的转轴1上均匀设置多个叶片一22，叶片一22间设置径向阀体一23；所述阀体一23的两端分别设置进气口一25和排气口一24；压缩腔的工作原理是：假设转轴1顺时针旋转，则叶片一22与接近方向的阀体一23所形成的空间由于体积不断缩小，形成压缩空间28，压缩后的气体从排气口一24排出；相反，叶片一22与远离方向的阀体一23间的空间不断增大，形成吸气空间29，因此，气体会从进气口一25进入吸气空间29；当叶片一与阀体一快要接触时，由于采用了机械式的双凸轮结构或由霍尔元件27与磁铁26组成的感应机构，通过电机驱动的方式或电磁吸引、释放方式来对阀体一23进行径向移动，以保证不会与叶片一干涉且将叶片一的两端分割成压缩空间28和形成吸气空间29；而当下一组叶片越过阀体一时，吸气空间相对下一个叶片一变成压缩空间，压缩空间变成下一个吸气空间，周而复始，气体不断被吸收、压缩排放至燃烧腔。
燃烧腔的结构如图3所示，包叶片一22间设置径向阀体一23；所述阀体一23的两端分别设置进气口二35和排气口二34；进气口二35的旁边的燃烧腔体31上设置火花塞36；
燃烧腔的工作原理是：假设转轴1顺时针旋转，则叶片二32与远离方向的阀体二33所形成的空间内体积变大，由于进气口二35和压缩腔的排气口一24连通，经压缩后的气体进入该空间，在火花塞点火后，形成燃烧空间37，而由于叶片二32与转轴1固定，燃烧后增大的气体会推动转轴1顺时针转动；
相反，叶片二32与远离方向的阀体二33间的空间体积不断缩小，形成排气空间38，因此，燃烧后的气体会从排气口二34排出；当叶片二与阀体二快要接触时，由于采用了机械式的双凸轮结构或由霍尔元件与磁铁组成的感应机构，通过电机驱动的方式或电磁吸引、释放方式来对阀体二33进行径向移动，以保证不会与叶片二干涉且将叶片二的两端分割成压缩空间排气空间；而当下一组叶片越过阀体二时，燃烧空间相对下一个叶片一变成排气空间，排气空间变成下一个燃烧空间，周而复始，气体不断被吸收、压缩、点燃、排放，推动转轴1不断转动。
为保证磁铁26随着转轴1转动，可在转轴上设置圆盘，磁铁固定在圆盘上；霍尔元件可固定在燃烧腔和压缩腔的壳体上；这样就保证了磁铁与霍尔元件的相对转动；通过霍尔元件感应的到转轴的转动角度，进而通过控制芯片来控制阀体一、阀体二、火花塞等动作；为了保证压缩腔与燃烧腔的气体连接，在所述压缩腔和燃烧腔间的转轴上设置隔板；所述隔板设置通孔，当隔板随转轴1转动至预定角度时，所述通孔的两端分别与排气口一和进气口二对应，以保证压缩腔的气体可通过隔板的通孔进入燃烧腔；由于隔板随转轴同时转动，因此，当隔板的通孔没有与排气口一和进气口二对应时，相应地，所述压缩腔和燃烧腔为密闭空间。
压缩腔的前端设置前端盖5，燃烧室的后端设置后端盖6；前端盖设置进气口一25，后端盖上设置排气口二34。前端盖、隔板分别与压缩腔的轴向两端抵接，隔板、后端盖分别与燃烧腔的两端抵接。
所述阀体一和阀体二均包括在腔体内沿转轴径向设置的阀体，所述阀体与径向设置的滑动机构连接。
所述滑动机构的一种形式为双凸轮结构，即：叶片一和/或叶片二均为凸轮型；所述阀体的底部也为凸轮型并且与叶片一和/或叶片二抵接。这种结构借助于叶片来推动阀体的径向向外移动，而阀体的外部与弹性元件抵接，这样，当叶片转过阀体后，在弹性元件的驱动下，阀体迅速下移，与两侧的叶片形成新的腔体。
所述滑动机构的另外一种形式为电机驱动结构，即阀体的外端与驱动轴固定连接，驱动轴为齿条，电机的输出轴上设置齿轮，所述齿轮与齿条啮合，电机的正反转来驱动阀体沿径向来回滑动。
还有另外一种结构，所述滑动机构为电磁驱动结构，即阀体具有磁性，阀体的外端设置电磁线圈，通过改变线圈的电流方向驱动阀体沿转轴径向滑动。
为保证气体的良好雾化，便于燃烧，所述隔板的通孔设置喷油嘴。利用喷油嘴两侧的压力差，使得通过的油气雾化。
如现有技术的内燃机，还包括霍尔元件、火花塞及喷油嘴均与控制芯片连接。霍尔元件可采用市购产品，控制芯片也可采用汽车制造业常用的控制芯片；
为保证内燃机的启动，所述转轴与起动机连接；通过起动机来带动转轴旋转，进而发动内燃机。

Claims (9)

1.一种通轴式内燃机，其特征在于：采用了压缩腔和燃烧腔同轴设置的结构；压缩腔内的气体是利用随轴转动的叶片与阀体之间的相对位置关系变化所带来的体积变化来实现压缩和排气；燃烧腔是利用叶片与阀体之间的相对位置关系变化来实现燃烧空间和排气空间的转化；燃烧空间的气体燃烧推动转轴旋转。
2.根据权利要求1所述的通轴式内燃机，其特征在于具体结构为：包括一转轴，转轴上设置压缩腔和燃烧腔；所述压缩腔包括压缩腔体，转轴贯穿所述压缩腔体，压缩腔内的转轴上均匀设置多个叶片一，叶片一间设置径向阀体一；所述阀体一的两端分别设置进气口一和排气口一；
所述燃烧腔包括燃烧腔体，转轴贯穿所述燃烧腔体，燃烧腔内的转轴上均匀设置多个叶片二，叶片二间设置径向阀体二；所述径向阀体二的两端分别设置进气口二和排气口二；所述进气口旁的燃烧腔体上设置火花塞；
所述压缩腔和燃烧腔间的转轴上设置隔板；所述隔板设置通孔，所述通孔的两端分别与排气口一和进气口二对应；
压缩腔的前端设置前端盖，燃烧室的后端设置后端盖；前端盖设置进气口一，后端盖上设置排气口二；前端盖、隔板分别与压缩腔的轴向两端抵接，隔板、后端盖分别与燃烧腔的两端抵接。
3.根据权利要求2所述的通轴式内燃机，其特征在于：所述阀体一和阀体二均包括在腔体内沿转轴径向设置的阀体，所述阀体与径向设置的滑动机构连接。
4.根据权利要求3所述的通轴式内燃机，其特征在于：所述滑动机构为双凸轮结构，即：叶片一和/或叶片二均为凸轮型；所述阀体的底部也为凸轮型并且与叶片一和/或叶片二抵接。
5.根据权利要求3所述的通轴式内燃机，其特征在于：所述燃烧腔体和压缩腔体上设置霍尔元件，所述压缩腔和燃烧腔体内的转轴上均设置磁铁；所述滑动机构为电机驱动结构，即阀体的外端与驱动轴固定连接，驱动轴有电机驱动沿转轴径向滑动。
6.根据权利要求3所述的通轴式内燃机，其特征在于：所述燃烧腔体和压缩腔体上设置霍尔元件，所述压缩腔和燃烧腔体内的转轴上均设置磁铁；所述滑动机构为电磁驱动结构，即阀体具有磁性，阀体的外端设置电磁线圈，通过改变线圈的电流方向驱动阀体沿转轴的径向滑动。
7.根据权利要求2所述的通轴式内燃机，其特征在于：所述隔板的通孔内设置喷油嘴。
8.根据权利要求5或6所述的任一通轴式内燃机，其特征在于：霍尔元件、火花塞及喷油嘴均与控制芯片连接。
9.根据权利要求2所述的通轴式内燃机，其特征在于：所述转轴与起动机连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2111595A (en) * 1981-12-04 1983-07-06 Ken Hsu Song A rotary gas compressor
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