氣門結(jié)構(gòu)渦軸發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣門結(jié)構(gòu)的渦軸發(fā)動機，涉及發(fā)動機及葉輪機領(lǐng)域。解決了傳統(tǒng)活塞發(fā)動機功率重量比小的問題，具有轉(zhuǎn)子發(fā)動機的諸多優(yōu)點，同時具有轉(zhuǎn)子發(fā)動機所不具備的自由增容擴散特點，可以在不改變發(fā)動機物理結(jié)構(gòu)的情況下，靈活設(shè)計發(fā)動機的功率，比開放式通道的渦軸發(fā)動機效率高。本發(fā)明通過簡單的渦輪組和旋轉(zhuǎn)氣門組實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，廣泛適合于汽車，船舶，飛機，水利，電力等眾多行業(yè)。
【專利說明】氣門結(jié)構(gòu)渦軸發(fā)動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機，葉輪機。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的軸傳動發(fā)動機主要是活塞發(fā)動機，渦軸發(fā)動機和渦漿發(fā)動機。
[0003]往復(fù)式活塞發(fā)動機功率重量比小，體積龐大，應(yīng)用于汽車，船舶及飛機上時，占用空間大，自身耗費的能量大。在使用過種中容易因為過熱而出現(xiàn)拉缸抱軸等故障，造成較大的維修成本。
[0004]其它活塞式發(fā)動機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)不易，維修不便，難以廣泛適用。
[0005]另有平衡的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(專利號01134215.3)的發(fā)動機，結(jié)構(gòu)新穎，但因為其轉(zhuǎn)子氣室有限，功率也受到很大限制，必須增加設(shè)計尺寸來改善。
[0006]渦軸和渦漿發(fā)動機功率重量比大，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，并且氣體通道為開放式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致發(fā)動機油耗高，不適于大規(guī)模民用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，體積小的發(fā)動機，它具有較大的功率重量比，良好經(jīng)濟使用性能，較低的制造成本。
[0008]本發(fā)動機的解決方案如圖1，由殼體(I)，燃氣室(2)，渦輪⑶，旋轉(zhuǎn)氣門⑷，增壓器(5)組成，旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)氣門(4)做間歇運動，在渦輪(3)的葉片通過旋轉(zhuǎn)氣門(4)時旋轉(zhuǎn)切換，其余時間保持靜止密封。渦輪(3)與旋轉(zhuǎn)氣門(4)之間通過齒輪，槽輪等機構(gòu)鋼性傳動，保證渦輪(3)與旋轉(zhuǎn)氣門(4)之間的間隙，避免相互干涉。
[0009]作為本發(fā)明的改進如圖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⑶做間歇運動，在渦輪(3)的葉片通過時縮回，其余時間保持伸出密封。渦輪(3)與伸縮氣門(8)之間通過齒輪，凸輪等機構(gòu)鋼性傳動，保證渦輪(3)與伸縮氣門(8)之間的間隙，避免相互干涉。
[0010]作為本發(fā)明的改進如圖3，蝸桿氣門(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)的葉片通過蝸桿葉片之間的通道進行秘室切換，渦輪(3)與蝸桿氣門(9)之間通過齒輪機構(gòu)鋼性傳動，保證渦輪(3)與蝸桿氣門(9)之間的間隙，避免相互干涉。
[0011]作為本發(fā)明的推廣，燃氣室(2)連接高能氣體發(fā)生器，將氣體引入到渦輪(3)增容腔(6)，將氣體能量轉(zhuǎn)化為渦輪軸的扭矩，可作為葉輪機作用。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，噪音小，相對其它渦輪發(fā)動機有優(yōu)越的燃油經(jīng)濟性，因此制造成本也相對低廉，能為搭載本發(fā)明的汽車，船舶以及飛機減少自重，節(jié)省空間。
[0013]本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，密閉式的氣體通道設(shè)計，自由的容積擴散性能，使其相對其它渦輪發(fā)動機有明顯優(yōu)越的燃油經(jīng)濟性。
[0014]本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，渦輪與殼體為非接觸式結(jié)構(gòu)，發(fā)動機過出現(xiàn)過熱時也不會導(dǎo)致渦輪和殼體的異常磨損，提高發(fā)動機使用壽命，降低維修成本。
[0015]本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，可以作為單元體多級聯(lián)合使用，增加發(fā)動機功率，降低發(fā)動機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)式氣門結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖2為伸縮式氣門結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖3為蝸桿式氣門結(jié)構(gòu)示意圖

【具體實施方式】
[0020]殼體⑴采用分體鑄造，與氣門(3)葉片和渦輪⑷葉片配合的表面采用相對粗糙的特性，但要求平面度，圓度，錐度要小。中缸體水冷式設(shè)計。
[0021]旋轉(zhuǎn)氣門(4)可以采用整體式或分體式的四葉片結(jié)構(gòu)，分體式可以減少后期維修成本，葉片葉尖采用光滑設(shè)計，可以采用與殼體的接觸式密封提升氣門室的密封性能。
[0022]渦輪(3)采用分體式設(shè)計，分為輪轂和葉片，葉片葉尖采用光滑設(shè)計，可安裝前后環(huán)形密封側(cè)板，可增加渦輪葉片數(shù)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(shè)計成帶增壓式輻條結(jié)構(gòu)，渦輪葉片設(shè)計為中空。進氣空氣通過空氣濾進入渦輪中部，經(jīng)過輪轂增壓后通過中空的渦輪葉片，從環(huán)形密封側(cè)板出來，通過殼體通道進入增加器，進一步增壓后進入燃氣室。
[0024]渦輪軸上安裝齒輪，通過一個正時惰輪與槽輪機構(gòu)連，槽輪安裝在旋轉(zhuǎn)氣門軸上。確保渦輪與旋轉(zhuǎn)氣門協(xié)調(diào)運動，并保證渦輪與旋轉(zhuǎn)氣門之間間隙。
[0025]燃氣室(2)產(chǎn)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(zhuǎn)，輸出扭矩。釋放能量后的氣體隨渦輪氣室旋轉(zhuǎn)，在減容腔(7)的作用下，排出殼體
(I)，剩余的能量進入增壓器(5)，增加進氣壓力進入下一循環(huán)。
[0026]作為本發(fā)明的另一實施方式，采用圖2的伸縮氣門結(jié)構(gòu)，氣門數(shù)量最少，但氣門室結(jié)果尺寸較大。
[0027]作為本發(fā)明的另一實施方式，采用圖3的蝸桿氣門結(jié)果，能消除間歇運動產(chǎn)生的沖擊，但是因為增容腔(6)和減容腔(7)為非封閉式結(jié)構(gòu)，效率比圖1，圖2結(jié)構(gòu)稍低。
[0028]作為本發(fā)明的另一實施方式，由高能燃氣或蒸氣發(fā)生器產(chǎn)生高能氣體，接入渦輪
(3)的增容腔￠)，然后通過減容腔(7)排出，再進入冷凝器凝結(jié)，最后進入燃氣或者蒸氣發(fā)生器進行下一循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣門結(jié)構(gòu)的渦軸發(fā)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)，產(chǎn)生或輸送燃氣或其它高能氣體進入渦輪(3);旋轉(zhuǎn)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，并與渦輪(3)的輪轂保持良好的氣密性；渦輪(3)，將增容腔￠)中的燃氣輸送到減容腔(7)，產(chǎn)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(jù)權(quán)利要求1的一種機器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)氣門(4)將兩片渦輪(3)葉片之間的氣室分割成增容腔(6)和減容腔(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種機器，其特征在于，間歇運動的旋轉(zhuǎn)氣門(4)和渦輪相配合，渦輪(3)的葉片通過旋轉(zhuǎn)氣門(4)的葉片時，旋轉(zhuǎn)氣門(4)旋轉(zhuǎn)切換，其余時間保持靜止密封狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的一種機器，其特征在于，伸縮氣門(8)與渦輪(3)相配合，當渦輪(3)的葉片通過伸縮氣門(8)時，伸縮氣門(8)縮回，其余時間保持伸出密封狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的一種機器，其特征在于，蝸桿氣門(9)與渦輪(3)相配合，當渦輪(3)的葉片通過蝸桿氣門(9)的蝸桿通道實現(xiàn)渦輪氣室的分割。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5的一種機器，其特征在于，一個渦輪(3)配合一個或多個旋轉(zhuǎn)氣門(4)、伸縮氣門(8)或蝸桿氣門(9)，一個或多個燃氣室(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種發(fā)動機，其特征在于，燃料進入燃氣室(2)燃燒產(chǎn)生高能氣體，推動渦輪(3)轉(zhuǎn)動做功。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的一種葉輪機，其特征在于，不自行產(chǎn)生高能氣體，只是引外部高能氣體從燃氣室(2)處直接進入渦輪的增容腔，推動渦輪轉(zhuǎn)動做功，無需外高增壓器(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任一項所述的機器，其特征在于，渦輪(3)與旋轉(zhuǎn)氣門(4)之間通過與其同軸的齒輪和間歇機構(gòu)剛性傳動，渦輪(3)與蝸桿氣門(9)之間通過齒輪機構(gòu)剛性傳動，渦輪⑶與旋轉(zhuǎn)氣門⑷或蝸桿氣門(9)的葉片之間并不直接受力傳動。
【文檔編號】F02C3/00GK104454170SQ201310418899
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】游濤 申請人:游濤