无曲轴旋转式阿特金森循环发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，包括压缩气缸和工作气缸，工作气缸内设有第一转盘，压缩气缸内设有第二转盘，第一转盘和第二转盘上分别设有摆臂活塞，各摆臂活塞分别铰接连接在第一转盘、第二转盘上；工作气缸缸壁上设有第一凸起、储压气门和火花塞，第一凸起与第一转盘的周面紧密贴合以形成密封，工作气缸内还设有排气口，储压气门内设有喷油嘴，摆臂活塞、第一转盘、工作气缸能够形成供油雾燃烧的封闭空间；压缩气缸缸壁上设有第二凸起、压缩气缸进气口和压缩气缸出气口，第二凸起与第二转盘的周面紧密贴合以形成密封，压缩气缸出气口和储压气门通过管道相连。热效率高、污染少、使用寿命长。本发明专利技术应用于内燃机领域。

Crankless rotary Atkinson cycle engine

The invention discloses a crankshaft-free rotating Atkinson cycle engine, which comprises a compression cylinder and a working cylinder. The working cylinder is provided with a first rotating disc, a second rotating disc is arranged in the compression cylinder, and a swing arm piston is respectively arranged on the first rotating disc and the second rotating disc, and the swing arm pistons are articulated and connected with the first rotating disc and the second rotating disc respectively. The cylinder wall of the working cylinder is provided with a first protrusion, a pressure storage valve and a spark plug. The first protrusion is closely connected with the circumference of the first rotating disc to form a seal. The working cylinder is also provided with an exhaust port, and a fuel nozzle is arranged in the pressure storage valve. The swing arm piston, the first rotating disc and the working cylinder can form a closed space for fuel mist combustion. The cylinder wall of the compression cylinder is provided with a second bulge, an air inlet of the compression cylinder and an air outlet of the compression cylinder. The second bulge is closely connected with the circumference of the second rotating disc to form a seal, and the air outlet of the compression cylinder and the pressure storage valve are connected through a pipe. High thermal efficiency, less pollution and long service life. The invention is applied to the field of internal combustion engines.

【技术实现步骤摘要】
无曲轴旋转式阿特金森循环发动机
本专利技术涉及内燃机领域，尤其涉及一种无曲轴旋转式阿特金森循环发动机。
技术介绍
目前使用最广泛的是一种往复式活塞发动机，其技术已非常成熟，使用寿命与可靠性大幅提升，但结构相当复杂，并且存在几大先天性的缺点无法得到有效解决：第一，由于结构原因，活塞到达做功行程最低点时，排气门必须打开，而此时气缸内有大量的高温高压气体得不到有效利用，排出的大量气体造成了空气污染，排气时产生的噪音造成了严重的噪音污染。第二，由于连杆和活塞本身的质量而存在的惯性，在高速运行时会产生极大的振动，同时还造成了巨大的能源浪费。第三，由于活塞环与气缸的磨损，在长时间使用之后其中的间隙会越来越大，形成密封不良，使热能利用率降低，使磨损极限过早出现。公开号为CN102791961A公开了一种旋转式发动机，其采用的技术方案摒弃了往复式活塞而采用旋转的转盘，对上述的缺陷做出了一定的改善，但其能源利用率、空气污染等方面的改善仍然不甚理想。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述技术问题。为此，本专利技术提出一种无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，通过工作气缸和压缩气缸的双缸设置，摒弃了传统内燃机采用往复活塞做功的方式，采用摆臂活塞的旋转做功的方式，去除了往复活塞等不必要的零件，提高了能源的利用率，同时减少了对密封件的磨损，减少了废气的排放和噪音的污染，运行平稳。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，包括压缩气缸和工作气缸，所述工作气缸内设有第一转盘，所述压缩气缸内设有第二转盘，所述第一转盘和第二转盘上分别设有摆臂活塞，各摆臂活塞分别铰接连接在第一转盘、第二转盘上；所述工作气缸缸壁上设有第一凸起、储压气门和火花塞，所述第一凸起与第一转盘的周面紧密贴合以形成密封，所述工作气缸内还设有排气口，所述储压气门内设有喷油嘴，所述摆臂活塞、第一转盘、工作气缸能够形成供油雾燃烧的封闭空间；所述压缩气缸缸壁上设有第二凸起、压缩气缸进气口和压缩气缸出气口，所述第二凸起与第二转盘的周面紧密贴合以形成密封，所述压缩气缸出气口和储压气门通过管道相连；储压气门，用于给工作气缸提供燃烧所需要的压缩空气。进一步改进的，所述压缩气缸和工作气缸通过共用一个气缸侧壁而相连，所述第一转盘和第二转盘分别为圆形，所述第一转盘和第二转盘通过转轴相连而能够同步转动；所述摆臂活塞为扇形，所述摆臂活塞的曲面端为工作端，所述摆臂活塞与工作端相对的一端为铰接端，各铰接端分别铰接连接在第一转盘和第二转盘上，所述第一转盘、第二转盘的端部分别设有与摆臂活塞外形相对应的转盘开口以用于为摆臂活塞提供旋转路径，所述转盘开口处分别设有第一弹性元件以用于使摆臂活塞分别与工作气缸缸壁、压缩气缸缸壁紧密接触而形成密封；所述工作气缸的摆臂活塞在第一转盘的带动下沿工作端至铰接端的方向旋转；所述排气口设在工作气缸侧壁或气缸侧壁上；所述排气口、第一凸起、储压气门、火花塞沿第一转盘的旋转方向依次设置；所述压缩气缸的摆臂活塞在第二转盘的带动下沿铰接端至工作端的方向旋转，所述压缩气缸出气口、第二凸起、压缩气缸进气口沿第二转盘的旋转方向依次设置。进一步改进的，所述储压气门包括气门管体和活塞杆，所述活塞杆的端部分别设有弹簧座和气门头，所述活塞杆中部设有密封活塞，所述气门头设在气门管体与工作气缸相连的一端，所述气门管体内部沿气门管体的截面设有固定挡环，所述固定挡环设在密封活塞和弹簧座之间，所述固定挡环和弹簧座之间设有第二弹性元件，所述气门管体中部设有进气管，所述进气管设在气门头和密封活塞之间，所述进气管和压缩气缸出气口通过管道连通。进一步改进的，所述进气管和压缩气缸出气口之间设有压缩空气输送系统，所述压缩空气输送系统包括用于过滤机油的机油拦截装置和用于辅助加气的加速储气罐。进一步改进的，所述工作气缸的侧面或压缩气缸的侧面设有配气室，所述配气室包括壳体和凸轮，所述凸轮设在壳体的内部，所述凸轮传动连接在转轴上，所述凸轮周面设有第三凸起，所述壳体顶部设有液压传动机构；所述液压传动机构包括顶端封闭的液压管，所述液压管底端和壳体相连，所述液压管内设有液压杆，所述液压杆的顶端设有液压活塞，所述液压杆的底端转动连有与第三凸起相对应的转动轮，所述液压管壁内设有由液压管中部至液压管顶端并与外界连通的泄压通道，沿液压活塞周面设有与泄压通道相对应的环形槽，所述液压管的上端连有连通管道，所述液压管、连通管道、气门管体依次连通，所述连通管道与气门管体连接处设有用于推动弹簧座的推动装置，所述推动装置和液压活塞的通路之间填充有液压流体介质，所述液压管顶端设有单向补充阀。进一步改进的，所述工作端边缘设有活塞密封条，所述活塞密封条设在摆臂活塞的侧面；沿第一转盘侧面的边缘、第二转盘侧面的边缘分别设有转盘侧面密封环，转盘侧面密封环为圆弧形，转盘侧面密封环的首端与工作端紧密接触，转盘侧面密封环的末端与第一转盘、第二转盘之间分别设有弹簧以提高密封效果。所述转盘开口处设有与工作端曲面处相对应的开口密封条，所述第一凸起、第二凸起处分别设有气缸密封条，各气缸密封条分别嵌入在工作气缸缸壁和压缩气缸缸壁内，各气缸密封条分别与工作气缸、压缩气缸之间设有第三弹性元件以用于使气缸密封条分别紧贴于第一转盘、第二转盘的周面。进一步改进的，所述压缩气缸和工作气缸的底端设有油箱，所述压缩气缸侧壁内、工作气缸侧壁以及共用的气缸侧壁内分别设有回油槽，所述第一转盘侧面、第二转盘侧面分别设有两条圆弧形的刮油条，各刮油条的首端分别靠近第一转盘的边缘、第二转盘的边缘，各刮油条的末端分别靠近第一转盘的中心、第二转盘的中心且与回油槽相对应以形成通路；所述摆臂活塞内设有“S”形摆臂润滑槽，所述摆臂润滑槽首端延伸至工作端的后端，所述摆臂润滑槽的末端延伸至摆臂活塞的铰接处，所述刮油条首端、摆臂活塞铰接处和转轴之间分别通过油路依次连通；所述工作气缸缸壁表面沿第一凸起下方至油箱设有回油路。进一步改进的，所述回油路包括若干“V”字形油路，所述“V”字形油路设在工作气缸缸壁表面，所述“V”字形油路的“V”头端分别延伸至工作气缸侧壁、气缸侧壁，各“V”字形油路的“V”字底端通过油路依次连通。进一步改进的，所述压缩气缸缸壁上还设有进气泄压口，所述进气泄压口设有进气泄压阀，所述进气泄压口设在第二转盘由进气口旋转至出口的路径上。进一步改进的，所述压缩气缸出气口设有出气控制阀。本专利技术的有益效果是：通过工作气缸和压缩气缸的双缸设置，摒弃了传统内燃机采用往复活塞做功的方式，采用摆臂活塞的旋转做功的方式，运行平稳，发动机振动更小，去除了往复活塞等不必要的零件；通过压缩气缸将压缩的空气通过储压气门进入工作气缸，通过储压气门进入的空气混合喷油嘴喷出的油雾，经过火花塞点火后，在工作气缸形成的封闭空间内燃烧，瞬间产生高温高压，相对于传统的往复活塞式发动机，具有更高的热效率，对于密封件的磨损也更少，废气、噪音的排放也随之减少，发动机的使用寿命也更长。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术连接原理示意图。图2是图1中B处剖面图。图3是图1中A处剖面图图。图4是图1中C处剖面图图。图5是工作气缸部分密封示意图图。图6是图2中D处剖面图。图7是图2中F处剖面图。图8是图3中E处剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，其特征在于：包括压缩气缸和工作气缸，所述工作气缸内设有第一转盘(11)，所述压缩气缸内设有第二转盘(12)，所述第一转盘(11)和第二转盘(12)上分别设有摆臂活塞(14)，各摆臂活塞(14)分别铰接连接在第一转盘(11)、第二转盘(12)上；所述工作气缸缸壁(114)上设有第一凸起(1141)、储压气门(116)和火花塞(117)，所述第一凸起(1141)与第一转盘(11)的周面紧密贴合以形成密封，所述工作气缸内还设有排气口(118)，所述储压气门(116)内设有喷油嘴(1169)，所述摆臂活塞(14)、第一转盘(11)、工作气缸能够形成供油雾燃烧的封闭空间；所述压缩气缸缸壁(115)上设有第二凸起(1151)、压缩气缸进气口(119)和压缩气缸出气口(120)，所述第二凸起(1151)与第二转盘(12)的周面形成密封，所述压缩气缸出气口(120)和储压气门(116)通过管道相连；储压气门(116)，用于给工作气缸提供燃烧所需要的压缩空气。

【技术特征摘要】
1.无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，其特征在于：包括压缩气缸和工作气缸，所述工作气缸内设有第一转盘(11)，所述压缩气缸内设有第二转盘(12)，所述第一转盘(11)和第二转盘(12)上分别设有摆臂活塞(14)，各摆臂活塞(14)分别铰接连接在第一转盘(11)、第二转盘(12)上；所述工作气缸缸壁(114)上设有第一凸起(1141)、储压气门(116)和火花塞(117)，所述第一凸起(1141)与第一转盘(11)的周面紧密贴合以形成密封，所述工作气缸内还设有排气口(118)，所述储压气门(116)内设有喷油嘴(1169)，所述摆臂活塞(14)、第一转盘(11)、工作气缸能够形成供油雾燃烧的封闭空间；所述压缩气缸缸壁(115)上设有第二凸起(1151)、压缩气缸进气口(119)和压缩气缸出气口(120)，所述第二凸起(1151)与第二转盘(12)的周面形成密封，所述压缩气缸出气口(120)和储压气门(116)通过管道相连；储压气门(116)，用于给工作气缸提供燃烧所需要的压缩空气。2.根据权利要求1所述的无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，其特征在于：所述压缩气缸和工作气缸通过共用一个气缸侧壁(111)而相连，所述第一转盘(11)和第二转盘(12)分别为圆形，所述第一转盘(11)和第二转盘(12)通过转轴(1)相连而能够同步转动；所述摆臂活塞(14)为扇形，所述摆臂活塞(14)的曲面端为工作端(141)，所述摆臂活塞(14)与工作端(141)相对的一端为铰接端(142)，各铰接端(142)分别铰接连接在第一转盘(11)和第二转盘(12)上，所述第一转盘(11)、第二转盘(12)的端部分别设有与摆臂活塞(14)外形相对应的转盘开口(121)以用于为摆臂活塞(14)提供旋转路径，所述转盘开口(121)处分别设有第一弹性元件(122)以用于使摆臂活塞(14)分别与工作气缸缸壁(114)、压缩气缸缸壁(115)紧密接触而形成密封；所述排气口(118)设在工作气缸侧壁(112)或气缸侧壁(111)上；所述工作气缸的摆臂活塞(14)在第一转盘(11)的带动下沿工作端(141)至铰接端(142)的方向旋转；所述排气口(118)、第一凸起(1141)、储压气门(116)、火花塞(117)沿第一转盘(11)的旋转方向依次设置；所述压缩气缸的摆臂活塞(14)在第二转盘(12)的带动下沿铰接端(142)至工作端(141)的方向旋转，所述压缩气缸出气口(120)、第二凸起(1151)、压缩气缸进气口(119)沿第二转盘(12)的旋转方向依次设置。3.根据权利要求1所述的无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，其特征在于：所述储压气门(116)包括气门管体(1161)和活塞杆(1162)，所述活塞杆(1162)的端部分别设有弹簧座(1163)和气门头(1164)，所述活塞杆(1162)中部设有密封活塞(1165)，所述气门头(1164)设在气门管体(1161)与工作气缸相连的一端，所述气门管体(1161)内部沿气门管体(1161)的截面设有固定挡环(1166)，所述固定挡环(1166)设在密封活塞(1165)和弹簧座(1163)之间，所述固定挡环(1166)和弹簧座(1163)之间设有第二弹性元件(1167)，所述气门管体(1161)中部设有进气管(1168)，所述进气管(1168)设在气门头(1164)和密封活塞(1165)之间，所述进气管(1168)和压缩气缸出气口(120)通过管道连通。4.根据权利要求3所述的无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，其特征在于：所述进气管(1168)和压缩气缸出气口(120)之间设有压缩空气输送系统，所述压缩空气输送系统包括用于过滤机油的机油拦截装置(21)和用于辅助加气的加速储气罐(22)。5.根据权利要求3所述的无曲轴旋转式阿特金森循环发动机，其特征在于：所述工作气缸的侧面或压缩气缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭建文，
申请(专利权)人：谭建文，
类型：发明
国别省市：湖南,43