盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)，所要解決的問題是：采用曲柄連桿活塞機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)機(jī)械構(gòu)造的，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)、機(jī)械設(shè)備裝置等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件受力復(fù)雜交變。本發(fā)明主要由固定件：主氣缸、前后氣缸端蓋；運(yùn)動(dòng)件：單片主軸、副氣缸組成。本發(fā)明的要點(diǎn)是，通過單片主軸和副氣缸在主氣缸內(nèi)聯(lián)動(dòng)軸向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)缸腔結(jié)構(gòu)容積的交變與主軸旋轉(zhuǎn)的正逆轉(zhuǎn)換，為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，氣體壓縮機(jī)，機(jī)械設(shè)備等，提供旋轉(zhuǎn)式的機(jī)械構(gòu)造。本發(fā)明的有益效果是：不需要配氣機(jī)構(gòu)和正時(shí)系統(tǒng)、工作介質(zhì)適應(yīng)寬泛、工作過程進(jìn)行完善度高、無逆慣性干擾、體量小、效率高，可廣泛用于車、船、飛行器、多種機(jī)械設(shè)備及裝置上，裝備整合使用。
【專利說明】
盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)、多種機(jī)械設(shè)備裝置的基礎(chǔ)機(jī)械構(gòu)造。具體說是提供一種旋轉(zhuǎn)式機(jī)械構(gòu)造的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)、及多種機(jī)械設(shè)備裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前采用曲柄連桿活塞機(jī)構(gòu)的:內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)、機(jī)械裝置等，被廣泛的裝配在車、船、飛行器、工業(yè)機(jī)械設(shè)備裝置上使用。經(jīng)過一百多年的不斷改進(jìn)、優(yōu)化，融合新材料、新技術(shù)，使其能量轉(zhuǎn)化效率得到了很大程度提高。但其部件受力復(fù)雜交變、配氣機(jī)構(gòu)正時(shí)系統(tǒng)發(fā)生的額外功耗、過大的機(jī)械震動(dòng)及噪音、效率低、難加工、體積大、故障多、成本高等諸多不可回避的問題，阻礙著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量性能的發(fā)展。在新構(gòu)造研發(fā)方面:三角活塞轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)(汪克爾引擎)等，未能順利完善。使得曲柄連桿活塞機(jī)構(gòu)的原始構(gòu)造沒有得到有效改變和替代。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)，以這種旋轉(zhuǎn)式機(jī)械構(gòu)造為基礎(chǔ)，制造內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)、多種機(jī)械設(shè)備裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:它主要由:運(yùn)動(dòng)件:單片主軸1、副氣缸2。固定件:主氣缸3、氣缸端蓋4、氣缸端蓋5組成。部件組裝后在主氣缸內(nèi)構(gòu)成A、B兩個(gè)容積固定的缸腔，帶有單片的主軸與主氣缸，軸向同心，副氣缸的外缸壁與主氣缸的內(nèi)缸壁內(nèi)切，副氣缸的內(nèi)缸壁與單片主軸的軸頸外切,連接兩個(gè)切點(diǎn)并通過單片主軸中心的直線為氣缸中心線。主氣缸內(nèi)缸壁在切點(diǎn)處有條形密封裝置6，主軸軸頸有徑向膨脹密封裝置7，滿足主氣缸和主軸與副氣缸配合部位的密封需要。主軸及副氣缸由端蓋軸向定位8，單片主軸的單片由副氣缸的開口處9穿過，副氣缸的開口與單片交合處設(shè)有鎖芯式扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)密封裝置10，通過單片與副氣缸的聯(lián)接，單片主軸與副氣缸實(shí)現(xiàn)了同步聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)A腔為一個(gè)完整缸腔時(shí)(圖4)，單片位置為A缸腔的單片起旋位。當(dāng)B腔為一個(gè)完整缸腔時(shí)(圖
5)，單片位置為B缸腔的單片起旋位。A、B兩個(gè)缸腔的單片起旋位，單片所處的方向相反，并且單片與氣缸中心線重合。單片主軸旋轉(zhuǎn)，單片旋離起旋位時(shí)，單片將A、B缸腔切分為Al腔、A2腔；B1腔、B2腔。單片主軸及副氣缸單向旋轉(zhuǎn)引發(fā)A腔B腔結(jié)構(gòu)及Al腔、A2腔；B1腔、B2腔容積的交變。通過主軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在密閉的缸腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)缸腔結(jié)構(gòu)容積的交變與主軸旋轉(zhuǎn)的正逆轉(zhuǎn)換，為適用的工作介質(zhì)在氣缸內(nèi)完成工作過程，提供旋轉(zhuǎn)式基礎(chǔ)機(jī)械構(gòu)造。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:工作過程進(jìn)行完善度高、機(jī)械功率損失少、無逆慣性干擾、零部件少、裝配簡單、節(jié)省材料、加工成本低、體量小、功率大、效率高。
【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0007]圖1、圖2是本發(fā)明盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)的部件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖3是盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)與燃?xì)鈾C(jī)組合，及導(dǎo)氣槽與導(dǎo)氣孔的工作配合的示意圖。
[0009]
[0010]圖4是A腔單片起旋位的平面示意圖。
[0011]圖5是B腔單片起旋位的平面示意圖。
[0012]圖6至圖9是同軸雙缸盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)平面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī):該發(fā)動(dòng)機(jī)不需要配氣機(jī)構(gòu)和正時(shí)系統(tǒng)。根據(jù)不同工作介質(zhì)及工作需求，確定合理的壓縮比和燃料燃?xì)獾墓┙o及發(fā)火方式，采用壓力流體潤滑及合理的密封裝置和冷卻系統(tǒng)。因腔變特性，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)采用同軸雙缸或同軸多缸的結(jié)構(gòu)。同軸雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)就是兩付盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)的軸向疊力口，相鄰的端蓋整合為一個(gè)間隔板11，構(gòu)成壓氣機(jī)與燃?xì)鈾C(jī)的組合(圖3)。壓氣機(jī)設(shè)有進(jìn)氣口并配備進(jìn)氣裝置，燃?xì)鈾C(jī)設(shè)有排氣口及裝置。A腔工作過程:間隔板與兩個(gè)副氣缸的滑動(dòng)接觸面與A腔單片起旋位的重合部，設(shè)有A腔導(dǎo)氣孔12，在兩個(gè)副氣缸與間隔板的滑動(dòng)接觸面的端面上分別設(shè)有燃?xì)鈾C(jī)導(dǎo)氣槽13、壓氣機(jī)導(dǎo)氣槽14。根據(jù)主軸旋轉(zhuǎn)方向，燃?xì)鈾C(jī)單片15與壓氣機(jī)單片16相應(yīng)錯(cuò)開一定角度做為壓縮角，壓縮角的角度取決于所需的缸內(nèi)幾何壓縮比，燃?xì)鈾C(jī)單片在前，先到達(dá)A腔起旋位17，當(dāng)燃?xì)鈾C(jī)的單片離開A腔起旋位時(shí)(圖
6)，燃?xì)鈾C(jī)導(dǎo)氣槽、壓氣機(jī)導(dǎo)氣槽與間隔板的導(dǎo)氣孔重合并構(gòu)成導(dǎo)氣通路，壓氣機(jī)A2腔內(nèi)18的壓力介質(zhì)經(jīng)過通路進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)Al腔內(nèi)19，隨著旋轉(zhuǎn)的繼續(xù)，壓氣機(jī)單片旋轉(zhuǎn)到A腔起旋位時(shí)(圖7)，壓力介質(zhì)已完全由壓氣機(jī)A2腔導(dǎo)入至燃?xì)鈾C(jī)Al腔，同時(shí)兩個(gè)導(dǎo)氣槽旋過導(dǎo)氣孔，兩個(gè)副氣缸端面與間隔板的滑動(dòng)接觸面關(guān)閉導(dǎo)氣槽與導(dǎo)氣孔的導(dǎo)氣通路。燃?xì)鈾C(jī)Al腔19按給定的發(fā)火方式燃燒作功，驅(qū)動(dòng)單片主軸旋轉(zhuǎn)，將燃?xì)鈾C(jī)A2腔20廢氣排出，壓氣機(jī)Al腔21吸入工作介質(zhì)，壓氣機(jī)A2腔22則壓縮工作介質(zhì)，為燃?xì)鈾C(jī)Al腔下一次作功做準(zhǔn)備。壓氣機(jī)A腔與燃?xì)鈾C(jī)A腔共同完成了進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣的工作循環(huán)。B腔工作過程:B腔的導(dǎo)氣槽與導(dǎo)氣孔的通路原理與A腔相同，間隔板設(shè)有B腔導(dǎo)氣孔23，主軸與間隔板的滑動(dòng)接觸面的端面上設(shè)有燃?xì)鈾C(jī)導(dǎo)氣槽24和壓氣機(jī)導(dǎo)氣槽25 (圖8、圖9)，壓氣機(jī)B腔與燃?xì)鈾C(jī)B腔共同完成，進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣的工作循環(huán)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上A腔、B腔可單腔單獨(dú)工作。A腔與B腔的做功位置錯(cuò)開180度，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為A、B腔共同工作時(shí)，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具備更大更均勻的作功扭矩。
[0014]盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī):同軸單缸或同軸多缸排列，在A、B兩個(gè)缸腔的起旋位的兩側(cè)分別開設(shè)進(jìn)氣道與排氣道，進(jìn)氣道接通壓力介質(zhì)，排氣道與控制閥及大氣相通，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。
[0015]盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)氣體壓縮機(jī):同軸單缸或同軸多缸排列，在A、B兩個(gè)缸腔的起旋位的兩側(cè)分別開設(shè)進(jìn)氣道與排氣道，由外動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單片主軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)空氣壓縮機(jī)工作。
[0016]將盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)，配裝于車、船、飛行器上使用，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功率大、性能好、降低配裝環(huán)境要求，并且盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)，可以廣泛在多種機(jī)械設(shè)備及裝置上整合使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)，是一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體壓縮機(jī)、多種機(jī)械裝置設(shè)備的旋轉(zhuǎn)式基礎(chǔ)機(jī)械構(gòu)造，它主要由，固定件:主氣缸、氣缸前后端蓋，運(yùn)動(dòng)件:單片主軸、副氣缸組成，其特征是:在主氣缸內(nèi)，單片主軸與副氣缸聯(lián)動(dòng)，軸向旋轉(zhuǎn)，引發(fā)缸腔的結(jié)構(gòu)和容積發(fā)生連續(xù)的交變，實(shí)現(xiàn)缸腔結(jié)構(gòu)容積的交變與主軸旋轉(zhuǎn)的正逆轉(zhuǎn)換，并可同軸多缸疊加組合使用。2.按照權(quán)利要求1所述的，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。3.按照權(quán)利要求1所述的，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。4.按照權(quán)利要求1所述的，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)氣體壓縮機(jī)。5.按照權(quán)利要求1所述的，盤式單片軸流腔變機(jī)構(gòu)機(jī)械裝置及設(shè)備。
【文檔編號(hào)】F01C1/00GK105888730SQ201410464866
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年9月15日
【發(fā)明人】段國強(qiáng)
【申請(qǐng)人】段國強(qiáng)