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CN109139241A - 大功率高速旋转齿轮内燃机 - Google Patents

大功率高速旋转齿轮内燃机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大功率高速旋转齿轮内燃机，包括机壳、机壳盖、上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组，所述的机壳内设有可容纳上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组的内腔，所述机壳外侧设有两组进气口、出气口、火花塞，所述机壳设有冷却液通道及冷却液进口、冷却液出口，所述大齿轮、小齿轮、机壳、机壳盖分别在机壳内上部与下部形成两组低压进气区、高压压缩区、燃烧区、排气区，所述的进气口分别与低压进气区连通，所述的出气口分别设有排气阀并与排气区连通，所述的火花塞分别设于燃烧区。本发明具有结构简单、体积小、重量轻、制造成本低、运动部件少、机构寿命长、转速快、压缩比可以合理设计、扭拒大、节能环保等优点。

Description

大功率高速旋转齿轮内燃机
技术领域
本发明涉及内燃机设备技术领域，尤其涉及一种大功率高速旋转齿轮内燃机。
背景技术
目前技术上的内燃机结构：有转子发动机和曲轴往复活塞结构发动机；曲轴往复活塞结构发动机有庞大的曲轴连杆机构，复杂的配气机构，制造工艺复杂、制造精度要求非常高等原因，德国人菲加士·汪克尔（Felix Wankel，1902-1988）发明转子发动机（WankelEngine、Rotary Engine），转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，克服了传统的往复活塞式发动机的缺陷，它的构造可以说比传统的往复活塞式发动机简单了2倍，运动部件也只有转子和输出轴。
例如，马自达RX8匹配的转子发动机，它独具特色的双转子发动机，9000多转/分的转速和231匹马力的强大功率，仅仅只有1.3升的排气量，它的优点是制造工艺简单、体积小、重量轻、转速快、压缩比大、输出功率强大无振动等特点！但也有：旋转三角块碰撞外壳，机构寿命短、扭拒小、油耗高等缺陷，如果在发动机上添加涡轮增压系统，能解决油耗问题，但结构又复杂多了。
发明内容
本发明是为了解决现有转子发动机存在的缺陷问题，提供一种具有结构简单、体积小、重量轻、制造成本低、运动部件少、机构寿命长、转速快、压缩比可以合理设计、扭拒大、节能环保等优点，可在智能技术控制下理论上可实现零排放，燃油利用效率大大提高的大功率高速旋转齿轮内燃机。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：大功率高速旋转齿轮内燃机，包括机壳、机壳盖、上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组，所述的机壳内设有可容纳上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组的内腔，所述机壳外侧设有两组进气口、出气口、火花塞，所述机壳设有冷却液通道及冷却液进口、冷却液出口，所述机壳底部设有与上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组对应的大齿轮轴孔、小齿轮轴孔，所述的机壳盖与机壳密封固定，所述的上部大齿轮组、下部大齿轮组分别包括大齿轮、大齿轮盖、大齿轮轴、齿轮活塞、活塞环、凸轮块、滑轮、缸套，所述的小齿轮组包括小齿轮、小齿轮轴，所述的大齿轮内设有一个位于中心的凸轮块及排列在凸轮块四周的四组齿轮活塞与活塞环组合，所述的大齿轮侧面设有与四组齿轮活塞与活塞环组合一一对应的缸套槽，所述大齿轮缸套槽两侧分别设有反力弹簧槽及反力弹簧，所述的大齿轮盖与大齿轮固定，所述的大齿轮轴依次穿过机壳、大齿轮、凸轮块、大齿轮盖、机壳盖，所述的小齿轮轴依次穿过机壳、小齿轮、机壳盖，所述的凸轮块设有六边形凸台及与六边形凸台配合的凸轮盖，所述的滑轮通过转轴固定在齿轮活塞上，所述滑轮与凸轮轮廓顶紧，所述的缸套设于缸套槽内，所述的齿轮活塞可在缸套内往复运动，所述齿轮活塞上设有与小齿轮啮合的齿轮带，所述的上部大齿轮组大齿轮、下部大齿轮组大齿轮分别与小齿轮啮合，所述大齿轮、小齿轮、机壳、机壳盖分别在机壳内上部与下部形成两组低压进气区、高压压缩区、燃烧区、排气区，所述的进气口分别与低压进气区连通，所述的出气口分别设有排气阀并与排气区连通，所述的火花塞分别设于燃烧区。齿轮活塞上设有齿轮带的目的是：当大齿轮的缸套槽旋转到与小齿轮接合时，活塞上的齿轮刚好与小齿轮的咬合，达到密封作用；滑轮通过转轴固定在齿轮活塞上，沿凸轮边的轨迹运动，决定齿轮活塞的工作状态：密封、吸气、压缩气体等。
作为优选，所述的机壳底部设有底座。
作为优选，所述的齿轮活塞设有与反力弹簧对应的反力弹簧座，所述齿轮活塞还设有可容纳滑轮的滑轮槽、固定转轴的轴孔。反力弹簧为压缩弹簧，作用是克服齿轮活塞的离心力。
作为优选，所述的凸轮块设有润滑油进口、润滑油出口、润滑油内部喷口、润滑油储存腔。其中凸轮块上的六边形凸台与凸轮盖上六边形孔配合固定，发动机内部冷却、润滑液从凸轮块润滑油进口进去，润滑油出口出来，从润滑油内部喷口喷出。
作为优选，所述的大齿轮盖设有与大齿轮缸套槽对应的弧形槽。
作为优选，所述的机壳进气口设有气体检测传感器。
作为优选，所述的大齿轮与小齿轮的齿数比为2：1。大、小齿轮的压力角、齿高系数、齿顶隙系数均相等，大齿轮转逆时针转1圈，小齿轮顺时针转2圈。
本方案是在液压齿轮泵的原理上演变而成的，这是一台双缸八冲程齿轮旋转发动机，也可以由多台双缸齿轮发动机合并成更大功率的发动机。
本发明具有如下有益效果：结构简单、体积小、重量轻、制造成本低、运动部件少、机构寿命长、转速快、压缩比可以合理设计、扭拒大、节能环保等优点，可在智能技术控制下理论上可实现零排放，燃油利用效率大大提高。
附图说明
图1是本发明的一种外形结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1的后视图。
图4是本发明的带大齿轮盖内部结构示意图。
图5是图4移除大齿轮盖的内部结构示意图。
图6是本发明大齿轮的结构示意图。
图7是本发明齿轮活塞及活塞环组合的结构示意图。
图8是本发明凸轮块的结构示意图。
图9是本发明大齿轮盖的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1至图9所示，大功率高速旋转齿轮内燃机，包括机壳、机壳盖、上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组，所述的机壳内设有可容纳上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组的内腔，所述机壳外侧设有两组进气口、出气口、火花塞，所述机壳设有冷却液通道及冷却液进口、冷却液出口，所述机壳底部设有与上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组对应的大齿轮轴孔、小齿轮轴孔，所述的机壳盖与机壳密封固定，所述的上部大齿轮组、下部大齿轮组分别包括大齿轮、大齿轮盖、大齿轮轴、齿轮活塞、活塞环、凸轮块、滑轮、缸套，所述的小齿轮组包括小齿轮、小齿轮轴，所述的大齿轮内设有一个位于中心的凸轮块及排列在凸轮块四周的四组齿轮活塞与活塞环组合，所述的大齿轮侧面设有与四组齿轮活塞与活塞环组合一一对应的缸套槽，所述大齿轮缸套槽两侧分别设有反力弹簧槽及反力弹簧，所述的大齿轮盖与大齿轮固定，所述的大齿轮轴依次穿过机壳、大齿轮、凸轮块、大齿轮盖、机壳盖，所述的小齿轮轴依次穿过机壳、小齿轮、机壳盖，所述的凸轮块设有六边形凸台及与六边形凸台配合的凸轮盖，所述的滑轮通过转轴固定在齿轮活塞上，所述滑轮与凸轮轮廓顶紧，所述的缸套设于缸套槽内，所述的齿轮活塞可在缸套内往复运动，所述齿轮活塞上设有与小齿轮啮合的齿轮带，所述的上部大齿轮组大齿轮、下部大齿轮组大齿轮分别与小齿轮啮合，所述大齿轮、小齿轮、机壳、机壳盖分别在机壳内上部与下部形成两组低压进气区、高压压缩区、燃烧区、排气区，所述的进气口分别与低压进气区连通，所述的出气口分别设有排气阀并与排气区连通，所述的火花塞分别设于燃烧区；
所述的机壳底部设有底座；
所述的齿轮活塞设有与反力弹簧对应的反力弹簧座，所述齿轮活塞还设有可容纳滑轮的滑轮槽、固定转轴的轴孔；
所述的凸轮块设有润滑油进口、润滑油出口、润滑油内部喷口、润滑油储存腔；
所述的大齿轮盖设有与大齿轮缸套槽对应的弧形槽；
所述的机壳进气口设有气体检测传感器；
所述的大齿轮与小齿轮的齿数比为2：1。
具体使用过程是：本发明齿轮旋转发动机的大齿轮在辅助直流电机的带动下作逆时针方向高速旋转时，小齿轮顺时针方向旋转，在4形成低压区。当混合气体进入低压区4后，有小部分气体进入小齿轮旋转通道在小齿轮惯性下又回到低压区；大部分气体经大、小齿轮咬合挤压在5形成高压区。当齿轮活塞、组合气环9运行到气体高压区5时，齿轮活塞在反力弹簧和高压气体的作用下，向里收缩，带着混合气体运行到8燃烧区时在凸轮的作用下压缩气体，外加火花塞点火时，发动机爆发，大齿轮在惯性作用下做逆时针运动（小齿轮顺时针方向旋转）；带着燃烧后的混合气体运行到1排气区，经气体传感器检测后判定是否燃烧充分，决定是否排气。如果燃烧充分，智能控制系统起动控制阀排气。反之不排气；混合在大齿轮的惯性作用又带入低压区再次进入高压区，再来一次燃烧……当然在智能控制下也可以决定是否供油。
上部大齿轮组、下部大齿轮组同时工作，形成双缸八冲程内燃机。

Claims (7)

1.一种大功率高速旋转齿轮内燃机，其特征在于，包括机壳、机壳盖、上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组，所述的机壳内设有可容纳上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组的内腔，所述机壳外侧设有两组进气口、出气口、火花塞，所述机壳设有冷却液通道及冷却液进口、冷却液出口，所述机壳底部设有与上部大齿轮组、下部大齿轮组、小齿轮组对应的大齿轮轴孔、小齿轮轴孔，所述的机壳盖与机壳密封固定，所述的上部大齿轮组、下部大齿轮组分别包括大齿轮、大齿轮盖、大齿轮轴、齿轮活塞、活塞环、凸轮块、滑轮、缸套，所述的小齿轮组包括小齿轮、小齿轮轴，所述的大齿轮内设有一个位于中心的凸轮块及排列在凸轮块四周的四组齿轮活塞与活塞环组合，所述的大齿轮侧面设有与四组齿轮活塞与活塞环组合一一对应的缸套槽，所述大齿轮缸套槽两侧分别设有反力弹簧槽及反力弹簧，所述的大齿轮盖与大齿轮固定，所述的大齿轮轴依次穿过机壳、大齿轮、凸轮块、大齿轮盖、机壳盖，所述的小齿轮轴依次穿过机壳、小齿轮、机壳盖，所述的凸轮块设有六边形凸台及与六边形凸台配合的凸轮盖，所述的滑轮通过转轴固定在齿轮活塞上，所述滑轮与凸轮轮廓顶紧，所述的缸套设于缸套槽内，所述的齿轮活塞可在缸套内往复运动，所述齿轮活塞上设有与小齿轮啮合的齿轮带，所述的上部大齿轮组大齿轮、下部大齿轮组大齿轮分别与小齿轮啮合，所述大齿轮、小齿轮、机壳、机壳盖分别在机壳内上部与下部形成两组低压进气区、高压压缩区、燃烧区、排气区，所述的进气口分别与低压进气区连通，所述的出气口分别设有排气阀并与排气区连通，所述的火花塞分别设于燃烧区。
2.根据权利要求1所述的大功率高速旋转齿轮内燃机，其特征在于，所述的机壳底部设有底座。
3.根据权利要求1所述的大功率高速旋转齿轮内燃机，其特征在于，所述的齿轮活塞设有与反力弹簧对应的反力弹簧座，所述齿轮活塞还设有可容纳滑轮的滑轮槽、固定转轴的轴孔。
4.根据权利要求1所述的大功率高速旋转齿轮内燃机，其特征在于，所述的凸轮块设有润滑油进口、润滑油出口、润滑油内部喷口、润滑油储存腔。
5.根据权利要求1所述的大功率高速旋转齿轮内燃机，其特征在于，所述的大齿轮盖设有与大齿轮缸套槽对应的弧形槽。
6.根据权利要求1所述的大功率高速旋转齿轮内燃机，其特征在于，所述的机壳进气口设有气体检测传感器。
7.根据权利要求1所述的大功率高速旋转齿轮内燃机，其特征在于，所述的大齿轮与小齿轮的齿数比为2：1。
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