專利名稱：旋板式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
旋板式內(nèi)燃機(jī)一、 技術(shù)領(lǐng)域該實(shí)用新M "旋板式內(nèi)燃機(jī)"，是涉及一種以熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種動力機(jī)械，本實(shí) 用新型，設(shè)計出了旋板式內(nèi)燃機(jī)的塞本工作原理和結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)本工作原理和基本結(jié)構(gòu)可 拓展設(shè)計為汽車、摩托車發(fā)動機(jī)，輪船發(fā)動機(jī)，各種燃油、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，航空發(fā)動機(jī)等各類 動力機(jī)械。二、 背景技術(shù)1876年德國r.程師奧托制成了按四沖程原理工作的內(nèi)燃機(jī)，使熱機(jī)的熱能利用率由蒸 汽機(jī)的10%左右，提高到內(nèi)燃機(jī)的40%左右，這是內(nèi)燃機(jī)劃時代的進(jìn)步。隨著時代的進(jìn)步和科技發(fā)展，活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)已暴露出了很多的問題和不足。首先 活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、重量大、零件多且要求加工精度高，故造價成 本高。其次活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)摩擦損失大、工作效率低、燃料損耗大、熱能利用率低， 從而耗油量大。再則汽缸燃燒,爆發(fā)力大，故噪音大；燃燒不完全的尾氣排量大，造成嚴(yán) 重的環(huán)境污染等。而且活塞式內(nèi)燃機(jī)只能使用汽油、柴油、液化天然氣，受到燃料的限制， 而近年來新開發(fā)的如醇類、烴類等很多新能源均不能使用。三、 發(fā)明內(nèi)容針對活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)以上的諸多問題，本實(shí)用新型提供一種旋板式內(nèi)燃機(jī)，它設(shè)計 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、造價成本低，摩擦損失小、熱能利用率高、耗油量小、噪音震動小，無環(huán)境污染，而且各種液體燃料、氣體燃料都能正常使用并可不設(shè)散熱降溫系統(tǒng)的內(nèi) 燃機(jī)。1、技術(shù)方案本實(shí)用新型將活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣，活塞帶動聯(lián)桿，聯(lián)桿再帶 動曲軸，曲軸又帶動聯(lián)桿，聯(lián)桿再帶動活塞的復(fù)雜工作過程簡化為旋板直接帶動主軸并同時 完成四個沖程工作的技術(shù)方案，并將活塞的往返運(yùn)動改成了旋板的同向轉(zhuǎn)動，大大降低了燃 機(jī)的摩擦損失及慣性損失。并增設(shè)了汽化室，油咀噴油在汽化室內(nèi)。殼體為橢圓柱形或圓柱 形。襯套裝在殼體內(nèi)，外壁與殼體內(nèi)壁配合，用固定螺釘擰緊固定，襯套外壁與殼體內(nèi)壁形 成的空間為汽化室，下部為存油槽；襯套上開有進(jìn)氣口和排氣口，電咀裝在襯套上，油咀裝 在殼體上；主軸中部較粗，并開有旋板槽，旋板為長方塊形，外邊為圓弧形，內(nèi)邊為對應(yīng)的 凸凹狀，旋板裝入主軸的旋板槽內(nèi)，再將主軸裝入襯套內(nèi)；前蓋和后蓋分別裝上軸承、彈簧片、擋板、密封墊后套入主軸兩邊裝在殼體兩端。2、 T.作原理如(圖l)所示起動機(jī)帶動主軸順時針旋轉(zhuǎn)，旋板由于離心力的作用從旋板槽中甩出，緊靠襯套內(nèi)壁； 空氣從進(jìn)氣口(16)吸入汽化室(17)與油咀噴出的油混合汽化為燃?xì)?再從襯套進(jìn)口(18)隨著旋 板的轉(zhuǎn)動吸入燃燒室(19)內(nèi)，未汽化完的燃料流入存油槽(20)內(nèi)，待繼續(xù)汽化(特別是啟動時)； 當(dāng)A旋板轉(zhuǎn)過電咀，B旋板關(guān)閉襯套進(jìn)氣口(18)時，電咀點(diǎn)火，點(diǎn)燃燃燒室的燃?xì)?，燃?xì)馊?燒膨脹，形成強(qiáng)大的推動力推動A旋板向下轉(zhuǎn)動，從而帶動主軸順時針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)A旋板 轉(zhuǎn)動到襯套右下方排氣口(21)時，排氣口打開，燃燒室內(nèi)的燃?xì)庖呀?jīng)完全燃燒膨脹完畢，將 被B旋板擠壓從排氣口排出。這樣4塊旋板交替工作，內(nèi)燃機(jī)便進(jìn)入正常工作狀態(tài)。燃機(jī) 起動起來后，燃燒室產(chǎn)生的熱量由襯套上部傳向汽化室，向燃料和空氣預(yù)熱促進(jìn)汽化，同時 燃料和空氣又為燃燒室降溫，相互進(jìn)行熱交換，由此可不設(shè)立水循環(huán)降溫系統(tǒng)。如(圖4)所示，帶壓氣六旋板內(nèi)燃機(jī)，當(dāng)燃?xì)鈴囊r套進(jìn)口吸入后，隨著旋板的轉(zhuǎn)動，兩 旋板間的空間逐漸縮小，至燃燒室位置時空間縮小2-3倍，從而燃?xì)鈮毫σ簿吞岣吡?2^3 倍。如(圖5)所示，八旋板三燃室內(nèi)燃機(jī)是將三組進(jìn)氣、燃燒、排氣的工作過程合為一機(jī)輪 流點(diǎn)火燃燒的設(shè)計。3、 旋板式內(nèi)燃機(jī)與活塞式內(nèi)燃機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)之比較即有益效果()旋板式內(nèi)燃機(jī)有進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功和排氣四個沖程，也就是主軸轉(zhuǎn)動兩圈一個 氣缸才能完成一次作功，而旋板式內(nèi)燃機(jī)，主軸轉(zhuǎn)動一圈(如圖1)4塊旋板就完成了 4次作 功，相當(dāng)于8個氣缸的內(nèi)燃機(jī)的工作，(如圖4)6塊旋板就完成了6次作功，相當(dāng)于i2個氣 缸的內(nèi)燃機(jī)工作，(如圖5)8塊旋板就完成了 24次作功，相當(dāng)于48個汽缸的工作。再加上 活塞式內(nèi)燃機(jī)的活塞、聯(lián)桿、曲軸所占有的空間和重量，所以在相等功率的情況下比較，旋 板式內(nèi)燃機(jī)的體積、重量和零件的數(shù)量只有活塞式內(nèi)燃機(jī)的體積、重量和零件數(shù)量的十分之 一左右。(2)活塞式內(nèi)燃機(jī)要求活塞在氣缸內(nèi)的密封性非常好，因此活塞脹圈在氣缸內(nèi)壁的緊度 較大，8個活塞完成4個沖程的往返摩擦所造成的摩擦損失和慣性損失以及8根聯(lián)桿與活塞 環(huán)，曲軸之間的摩擦損失相當(dāng)大。旋板式內(nèi)燃機(jī)的燃燒室不需要很密封，由于燃燒室吸入的 燃?xì)鈮毫Σ淮螅褪窃谌紵蛎洉r(如圖l)所示，向A旋板左右兩側(cè)外漏氣的方向與旋板高 速轉(zhuǎn)動的方向一致，因此氣不易漏出；向B旋板后漏出的燃?xì)庥只氐较乱蝗紵遥粫?成燃燒損失，且B旋板冒出的高度很少，漏氣也不大；主軸倒面，由于主軸高速轉(zhuǎn)動的離心力會阻止燃燒室反向向軸心的潟氣。所以旋板和主軸的兩側(cè)設(shè)計為間隙配合，沒有摩擦損 火旋板的頂面只是靠離心力而壓在襯套內(nèi)側(cè)，緊度不大，摩擦損失也不人。(3) 活塞式內(nèi)燃機(jī)直接將油噴入氣缸內(nèi)點(diǎn)火燃燒，沒有預(yù)熱汽化的過程，燃燒速度慢， 活塞的行程又有限，特別是人馬力時，噴油較多，還沒等油完全汽化燃燒，活塞就已到達(dá)終 l卜.點(diǎn)進(jìn)入排氣過程，將未燃盡的燃?xì)馀懦?，造成?yán)重的空氣污染，而且燃料損耗量就大，熱 能利用率低。旋板式內(nèi)燃機(jī)是將油噴在汽化室內(nèi)，讓油在汽化室內(nèi)充分預(yù)熱汽化，而吸入燃燒室的 完全是預(yù)熱后的燃?xì)?，燃燒速度快，而且A旋板從點(diǎn)火燃燒開始到排氣口有充分的燃錄時 間和膨脹空間，不論使用多大馬力，也能完全燃燒作功，排出的不會有燃?xì)?，所以無環(huán)境污 染，燃料損耗相當(dāng)小，加上摩擦損失也很小，故耗油量就小，熱能利用率高。(4) 活塞式內(nèi)燃機(jī)活塞上始點(diǎn)到汽缸頂部有存氣空間，大約占全汽缸體積的20%，在排 氣的時候這20%的燃燒廢氣不能排出汽缸外，又進(jìn)入到下一進(jìn)氣沖程，減少了20%的新進(jìn) 氣量，從而降低了燃燒質(zhì)量和20%的工作效率。旋板式內(nèi)燃機(jī)可將燃燒后的廢氣全部排出機(jī)外，燃燒室進(jìn)入的完全是新鮮空氣，大大提 高了工作質(zhì)量和作功效率。(5) 活塞式內(nèi)燃機(jī)是空氣高度壓縮后點(diǎn)火燃燒，這樣爆發(fā)力太大，故造成噪音大，震動 人。特別是單缸的摩托車，4缸的載重汽車，噪音污染相當(dāng)嚴(yán)重。旋板式內(nèi)燃機(jī)不壓縮或較低壓縮空氣，爆發(fā)力較小，設(shè)計自然就相當(dāng)于8個汽缸、12 個汽缸、48個汽缸工作，所以丄作平穩(wěn)，噪音熏動小。(6) 活塞式內(nèi)燃機(jī)直接將油噴入汽缸內(nèi)點(diǎn)火燃燒，沒有預(yù)熱氣化過程，所以只限于汽油、 柴油、液化氣等揮發(fā)性特別強(qiáng)的燃料才能使用，就這樣燃燒都不完全，象煤油、醇類、烴類、 炭5、炭6等很多新能源由于揮發(fā)性較差或燃點(diǎn)較高，均無法使用，受到燃料的限制。旋板 式內(nèi)燃機(jī)設(shè)計有汽化室，讓燃料在汽化室內(nèi)充分預(yù)熱汽化，大大提高了燃料的點(diǎn)火溫度和燃 燒速度。所以煤油、醇類、烴類、等很多新近開發(fā)的價格較低的液體燃料、氣體燃料均能正 常使用，大大降低了使用成本，大量使用新能源，也是目前發(fā)展的方向。(7) 活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒熱量很大，機(jī)體升溫很髙，為了散熱均需要單獨(dú)設(shè)立散熱系統(tǒng)， 如汽車發(fā)動機(jī)就設(shè)有龐大的水箱，主要靠循環(huán)水散熱降溫，這樣又增大了發(fā)動機(jī)的體積、重 量及加工生產(chǎn)成本等。旋板式內(nèi)燃機(jī)直接利用燃料與空氣在汽化室內(nèi)與燃燒室相互進(jìn)行熱交 換，既為燃料預(yù)熱汽化加溫，又為燃燒室進(jìn)行了散熱降溫，完全可以不設(shè)專門的散熱降溫系 統(tǒng)，這樣又減少了發(fā)動機(jī)的體積，重量及加工生產(chǎn)成本。4、本實(shí)用新型的功能及用途旋板式內(nèi)燃機(jī)，如圖(l)的設(shè)計為不帶壓氣的4旋板單燃室內(nèi)燃機(jī)，它直接吸入燃?xì)猓?燃燒作功，爆發(fā)力很小，故噪音1t常小，可用作摩托車發(fā)動機(jī)等較小功率的動力機(jī)械；圖(勺 的設(shè)計為6旋板帶壓氣的單燃室內(nèi)燃機(jī)，它將吸入的燃?xì)鈮嚎s2—3個壓力后進(jìn)入燃燒室燃 燒作功，這樣可進(jìn)一步增人功率和減小內(nèi)燃機(jī)的體積和重量，可用作汽車發(fā)動機(jī)等中等功率 的動力機(jī)械圖(5)的設(shè)計為8旋板3燃室內(nèi)燃機(jī)，可另外帶動一個壓氣機(jī)，提高空氣壓力 后再輸入燃機(jī)內(nèi)，可用作大型發(fā)電機(jī)、輪船發(fā)動機(jī)等大功率的動力機(jī)械，通過齒輪變速，轉(zhuǎn) 速提高4一5倍，達(dá)到轉(zhuǎn)速i0000轉(zhuǎn)/分以上，可用作航空發(fā)動機(jī)。四、
1、 (圖1)是4旋板單燃室式內(nèi)燃機(jī)正面結(jié)構(gòu)及原理示意圖。2、 (圖2)是旋板式內(nèi)燃機(jī)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。3、 (圖3)是4塊旋板形狀及裝配位置示意圖。4、 (圖4)是帶壓氣6旋板單燃室式內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。 5 (圖5)是8旋板三燃室式內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。五具體實(shí)施方式
(
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明) 具體結(jié)構(gòu)如(圖l、圖2)所示主要由殼體(l)、主軸(2)、旋板(3)、襯套(4)、電咀(5)、油咀(6)、前蓋(7)、后蓋(8)、主軸前后兩軸承(9)、擋板(IO)、彈簧片(U)、密封墊(12)、定位銷 (13)、以及裝配螺釘(14)固定螺釘(15)等構(gòu)成。襯套(4)上裝上電咀(5)后裝入殼樹1)中，用3 組闊定螺釘(15)擰緊固定；旋板(3)銜圖3游(3—1)、 (3—2)、裝入主軸(2)—個平面的旋板槽 內(nèi)，(3—3)、 (3—4庫入主軸另一個平面的旋板槽內(nèi)，然后將主軸(2)裝入襯套(4)中；前蓋(7) 和后蓋(8)分別裝上軸承(9)、彈簧片(ll)、擋板(IO),在殼體兩端墊上密封蟄(12)后，分別將 前蓋(7)和后蓋(8)套入主軸(2)裝在殼體(1)兩端，對準(zhǔn)定位銷(!3)后壓入，并用裝配螺釘(14) 擰緊固定。殼體上裝上油咀(6)。(圖1)是四旋板單燃室內(nèi)燃機(jī)，其殼體和襯套為橢圓柱形，主軸上裝有四塊旋板，主軸裝在殼體的左側(cè)，右側(cè)的空間為一個燃燒室；(圖4)是帶壓氣六旋板單燃室內(nèi)燃機(jī)，其 殼體和襯套為更大的橢圓柱形，主軸上裝有六塊旋板，主軸裝在殼體和襯套的中央，左側(cè)的空間為壓氣室，右側(cè)的空間為一個燃燒室；(圖5)是八旋板三燃室內(nèi)燃機(jī)，其殼體為圓柱 形，襯套內(nèi)壁近似于三棱柱形，主軸上裝有八塊旋板，主軸與襯套之間形成的三個空間分別 為二個燃燒室，分別裝有三個油咀和三個電咀，并有三個進(jìn)氣口和三個出氣口。
權(quán)利要求1、旋板式內(nèi)燃機(jī)主要由殼體、主軸、旋板、襯套、電咀、油咀、前蓋板、后蓋板、主軸前后軸承、擋板、彈簧片、密封墊、定位銷、裝配螺釘、固定螺釘?shù)葮?gòu)成，其特征是殼體為橢圓柱形或圓柱形，襯套上裝上電咀后裝入殼體內(nèi)，外壁與殼體內(nèi)壁配合；襯套外壁與殼體內(nèi)壁形成的空間為汽化室，下部為存油槽；主軸中部較粗并開有旋板槽，旋板為長方形，外邊為圓弧形，內(nèi)邊為對應(yīng)的凸凹狀，將旋板裝入主軸的旋板槽內(nèi)，然后將主軸裝入襯套中，前蓋和后蓋分別裝上軸承、彈簧片、擋板，在殼體兩端墊上密封墊后，分別將前蓋和后蓋套入主軸裝在殼體兩端，對準(zhǔn)定位銷后壓入，并用裝配螺釘擰緊固定；殼體上裝上油咀，油咀噴油在汽化室內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋板式內(nèi)燃機(jī)，其特征是可設(shè)計為 四旋板單燃室內(nèi)燃機(jī)，其殼體和襯套為橢圓柱形，主軸上裝有四塊旋 板，主軸裝在殼體和襯套的左側(cè)，右側(cè)的空間為一個燃燒室；可設(shè)計 為帶壓氣六旋板單燃室內(nèi)燃機(jī)，其殼體和襯套為更大的橢圓柱形，主 軸上裝有六塊旋板，主軸裝在殼體和襯套的中央，左側(cè)的空間為壓氣 室，右側(cè)的空間為一個燃燒室；可設(shè)計為八旋板三燃室內(nèi)燃機(jī)，其殼 體為圓柱形，襯套內(nèi)壁近似于三棱柱形，主軸上裝有八塊旋板，主軸 與襯套之間形成的三個空間分別為三個燃燒室，分別裝有三個油咀和 三個電咀，并有三個進(jìn)氣口和三個排氣口。
專利摘要一種體積小、重量輕、噪音震動小、高效、節(jié)油，各種液體燃料、氣體燃料均能使用的旋板式內(nèi)燃機(jī)。它將活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)分別進(jìn)行四個沖程的復(fù)雜工作過程簡化為燃燒推動旋板直接帶動主軸并同時完成四個沖程工作的技術(shù)方案。并將活塞的往返運(yùn)動改成了旋板的同向轉(zhuǎn)動，大大降低了燃機(jī)的摩擦損失及慣性損失。它殼體為橢圓柱形或圓柱形，襯套裝在殼體內(nèi)，主軸中部較粗并開有旋板槽，旋板裝入主軸后再裝入襯套內(nèi)，前后蓋裝上軸承、彈簧片、擋板、密封墊后套入主軸裝在殼體兩端。本實(shí)用新型設(shè)計出了該燃機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特征，可拓展開發(fā)為汽車、摩托車發(fā)動機(jī)，輪船發(fā)動機(jī)，各種燃油、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)以及航空發(fā)動機(jī)等各類動力機(jī)械。
文檔編號F02B53/02GK201092883SQ20072012909
公開日2008年7月30日 申請日期2007年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月25日
發(fā)明者陳昌全 申請人:陳昌全