旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，包括電控單元、旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成、空氣壓縮系統(tǒng)、儲氣裝置、冷卻系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、發(fā)電存儲設(shè)備、應(yīng)急啟動電機(jī)、尾氣處理裝置；其中燃料供給系統(tǒng)與空氣壓縮系統(tǒng)連接，空氣壓縮系統(tǒng)與儲氣裝置連接，儲氣裝置與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成連接，旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成與動力輸出軸連接；動力輸出軸與空氣壓縮系統(tǒng)連接，旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成還與冷卻系統(tǒng)、尾氣處理裝置連接。本發(fā)明將儲氣罐與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成相結(jié)合，燃料與空氣混合物在旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成中燃燒做功，能在各種工況下穩(wěn)定運(yùn)行，解決了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)熱效率低、工作的轉(zhuǎn)速范圍較窄等問題，具有工作轉(zhuǎn)速范圍寬泛、壓縮比高、燃燒效率高等特點(diǎn)。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬動力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種內(nèi)燃機(jī)，具體是一種旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)是通過使燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動力的設(shè)備，是一種將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱力發(fā)動機(jī)，是目前世界上廣泛使用的一種動力設(shè)備，具有體積小、質(zhì)量小、便于移動、熱效率高、起動性能好的特點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)的主要原理大同小異，以活塞式內(nèi)燃機(jī)最為普遍，均是通過將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入氣缸內(nèi)部的高壓燃燒室燃燒，利用產(chǎn)生的燃?xì)鈩恿ν苿踊钊\(yùn)動產(chǎn)生動力。為了提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率，需要根據(jù)不同的工況對油氣混合的比例、點(diǎn)火的時機(jī)等因素進(jìn)行精確控制，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，即使如此，熱效率仍然不高，一般內(nèi)燃機(jī)的熱效率都低于40 %，同時，由于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)工作的轉(zhuǎn)速一般是800轉(zhuǎn)/分鐘到6000轉(zhuǎn)/分鐘，在高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速區(qū)域，發(fā)動機(jī)的熱效率會不同程度的下降，因此，在汽車應(yīng)用上，一般需要變速器對內(nèi)燃機(jī)的動力輸出進(jìn)行變換，以適應(yīng)車輛起步、加速以及不同速度的要求。目前普遍使用的自動變速器本身的傳動效率不是很高，約有30%左右的動力被變速器損耗，因而整個動力系統(tǒng)的效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，將空氣(或空氣與燃料的混合物)進(jìn)行壓縮并存儲到儲氣罐中，儲氣罐與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成相結(jié)連，空氣與燃料的混合物在旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成中燃燒，利用燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)鈴娜紵抑芟蜓厍芯€方向高速噴出，推動相關(guān)部件旋轉(zhuǎn)做功，解決了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)熱效率低、工作轉(zhuǎn)速范圍較窄等問題，具有工作轉(zhuǎn)速范圍寬泛、壓縮比高、燃燒效率高等特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
[0006]一種旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，包括電控單元(E⑶)、旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成、空氣壓縮系統(tǒng)、儲氣裝置、冷卻系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、發(fā)電存儲設(shè)備、應(yīng)急啟動電機(jī)、尾氣處理裝置；電控單元(ECU)是整個內(nèi)燃機(jī)的控制中樞，利用傳感器采集油門、剎車、溫度、壓力、速度等的參數(shù)并分析運(yùn)算，進(jìn)而對各種開關(guān)、閥門等部件進(jìn)行控制，對整個發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制，保證整個內(nèi)燃機(jī)安全協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；潤滑系統(tǒng)包括油泵、限壓閥、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器，主要對內(nèi)燃機(jī)的各個部件提供潤滑、冷卻、清潔、密封、防銹等作用，與普通內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)類似；發(fā)電存儲設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、蓄電池等，發(fā)電機(jī)可以向蓄電池充電，用于提供內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的電能；燃料供給系統(tǒng)為內(nèi)燃機(jī)提供能源，確保燃料在內(nèi)燃機(jī)中高效燃燒；空氣壓縮系統(tǒng)通過管道與儲氣裝置連接，可將空氣(或者空氣、燃料混合氣)壓縮，形成高壓氣體并輸送到儲氣裝置存儲；儲氣裝置通過氣體噴管與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成連接，由儲氣裝置將高壓氣體噴進(jìn)旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成中進(jìn)行燃燒；旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成設(shè)置輸出軸，高壓氣體在旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成燃燒所形成的高壓燃?xì)鈴膰娚淇籽厍邢蚋咚賴姵?，形成力偶推動噴射環(huán)旋轉(zhuǎn)，再通過圓盤傳遞動力到輸出軸進(jìn)而傳遞到動力輸出軸上，實(shí)現(xiàn)動力輸出?’動力輸出軸通過傳動機(jī)構(gòu)與空氣壓縮系統(tǒng)連接，可為空氣壓縮系統(tǒng)提供動力；旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成還與冷卻系統(tǒng)連接，由冷卻系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室溫度和壓縮氣體的溫度進(jìn)行冷卻；旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成通過管道與尾氣處理裝置連接，由尾氣處理裝置對燃燒后產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行無害化處理并降低噪音，使之符合環(huán)保要求；應(yīng)急啟動電機(jī)用于儲氣罐中氣體壓力嚴(yán)重不足時啟動內(nèi)燃機(jī)，正常情況下內(nèi)燃機(jī)啟動不需要應(yīng)急啟動電機(jī)。
[0007]所述燃料供給系統(tǒng)與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)燃料供給系統(tǒng)類似，對于使用液體燃料的內(nèi)燃機(jī)，一般包括油箱、油泵、燃油濾清器、輸油管、燃油噴射裝置，燃油噴射裝置用以將燃油霧化，使燃油與空氣進(jìn)行混合以利于充分燃燒，燃油噴射裝置可與空氣壓縮系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，亦可直接與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成相連(類似于內(nèi)燃機(jī)的缸內(nèi)直噴)。對于使用氣體燃料的內(nèi)燃機(jī)，燃料供給系統(tǒng)則更為簡單。
[0008]所述空氣壓縮系統(tǒng)主要用于將空氣(或者空氣燃料混合氣)壓縮，形成高壓氣體，為了獲得較高的內(nèi)燃機(jī)功率和燃燒效率，壓縮氣的壓強(qiáng)一般要超過10個大氣壓以上，甚至可以達(dá)到數(shù)十個大氣壓。只要滿足壓力和壓縮效率的要求，現(xiàn)有的多種壓縮方式可供選擇。綜合考慮各種因素，活塞式空氣壓縮機(jī)通過多級壓縮可輸出的氣體壓力較高，壓縮效率較高，體積較小，因此采用活塞式空氣壓縮機(jī)較為理想。活塞式空氣壓縮機(jī)已經(jīng)廣泛使用，具體結(jié)構(gòu)不在此贅述。氣體被壓縮后，溫度會升高，為了降低燃燒室的燃燒溫度，空氣壓縮系統(tǒng)可以利用冷卻系統(tǒng)將壓縮后的氣體降溫。
[0009]所述儲氣裝置由一個或數(shù)個儲氣罐組成(儲氣罐的使用個數(shù)可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域而定)，用于存儲空氣壓縮系統(tǒng)輸出的壓縮氣體，儲氣罐的進(jìn)氣口通過管道與空氣壓縮系統(tǒng)連接，出氣口通過多根氣體噴管與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室連接，每根氣體噴管都有獨(dú)立的氣體閥，壓縮氣體通過氣體噴管噴進(jìn)燃燒室。
[0010]所述旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成是燃料燃燒做功的部件，包括左燃燒室壁、右燃燒室壁、由左燃燒室壁和右燃燒室壁構(gòu)成的燃燒室，左、右燃燒室壁設(shè)計(jì)為圓柱形結(jié)構(gòu)，二者之間通過連接管進(jìn)行連接；燃燒室壁內(nèi)部設(shè)置用于冷卻的冷卻腔，冷卻腔中充滿冷卻液，冷卻腔與冷卻系統(tǒng)連接，冷卻液可以在冷卻系統(tǒng)的冷卻液泵的作用下循環(huán)流動，使冷卻液通過散熱器得到冷卻，用以保護(hù)燃燒室壁免受高溫燃?xì)獾臒g；受電控單元控制，燃燒室工作時，根據(jù)油門踏板信號及當(dāng)時的內(nèi)燃機(jī)工作狀態(tài)，電控單元控制哪些氣體噴管的氣體閥打開，前端儲氣罐中的壓縮氣體將通過被打開的氣體噴管噴進(jìn)燃燒室(如果燃料在壓縮的過程中已經(jīng)提前與空氣進(jìn)行混合，則混合氣在燃燒室中被電熱絲點(diǎn)燃，如果燃料在空氣壓縮過程中未與空氣混合，則燃料可以直接噴射進(jìn)燃燒室，在燃燒室中與空氣混合后再被電熱絲點(diǎn)燃)；電熱絲放置在燃燒室內(nèi)部，環(huán)繞在連接管周圍，主要用于啟動時將燃料空氣混合氣點(diǎn)燃，當(dāng)燃燒室內(nèi)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，燃?xì)馊紵母邷乜梢允够旌蠚怏w持續(xù)燃燒；氣體噴管圍繞連接管在燃燒室內(nèi)呈多點(diǎn)分布，如果氣體噴管中是燃料與空氣的混合氣，則氣體噴管的直徑不宜太大，利用管道的猝熄效應(yīng)，防止燃燒室的高溫燃?xì)饪赡芡ㄟ^氣體噴管串燒到儲氣罐內(nèi)發(fā)生爆炸；左右燃燒室壁圍成的圓柱形燃燒室周向環(huán)繞著噴射環(huán)，噴射環(huán)上有切向的噴射孔，噴射孔在噴射環(huán)上呈對稱分布；噴射環(huán)與圓盤連接，在圓盤上設(shè)置輸出軸，燃燒室工作時，高壓燃?xì)鈴膰娚淇籽厍邢蚋咚賴姵觯纬闪ε纪苿訃娚洵h(huán)旋轉(zhuǎn)，再通過圓盤傳遞動力到輸出軸。由于噴射環(huán)溫度較高，噴射環(huán)外部裝有散熱片用于散熱降溫。在燃燒室外側(cè)設(shè)置尾氣收集罩，利用尾氣收集罩可收集燃燒室排放的尾氣。
[0011]左燃燒室壁上有通孔，通孔一端與外界相通，另一端與燃燒室相通，通孔與連接管平行，通孔中有柱塞，柱塞可以在通孔中移動，柱塞另外的一端固定在支架上，柱塞外套著彈簧，彈簧一端也固定在支架上，另一端固定在左燃燒室壁外側(cè)。當(dāng)燃燒室工作時，如果加大進(jìn)氣量(加大油門)，則燃燒室內(nèi)壓力升高，從而在柱塞右側(cè)的壓力也加大，在反作用力推動下，彈簧被拉伸，燃燒室向右移動，這時，噴射環(huán)上的原來一些被右燃燒室壁封閉的噴射孔被打開，使燃燒室內(nèi)的壓力不至于上升太快，當(dāng)油門加到最大時，燃燒室移動到最右端，噴射環(huán)上的噴射孔全部打開。噴射環(huán)高速轉(zhuǎn)動時由于離心力相應(yīng)增加，考慮到材料強(qiáng)度，當(dāng)噴射環(huán)轉(zhuǎn)速達(dá)到上限值時，內(nèi)燃機(jī)必須進(jìn)行斷油，以防止噴射環(huán)在離心力作用下遭到破壞。
[0012]所述冷卻系統(tǒng)包括散熱器、冷卻液泵和管道及溫度傳感器等，與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)類似，主要用于冷卻燃燒室溫度和冷卻壓縮氣體的溫度。
[0013]所述應(yīng)急啟動電機(jī)與空氣壓縮系統(tǒng)相連，為空氣壓縮系統(tǒng)提供短期動力。當(dāng)儲氣罐裝置中氣體壓力嚴(yán)重不足時，內(nèi)燃機(jī)無法正常啟動，就需要應(yīng)急啟動電機(jī)帶動空氣壓縮系統(tǒng)，向前端儲氣罐中充氣，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時，氣體閥打開，電熱絲通電，內(nèi)燃機(jī)啟動，應(yīng)急啟動電機(jī)隨即關(guān)閉。當(dāng)前端儲氣罐在正常壓力范圍內(nèi)時，內(nèi)燃機(jī)啟動不需要使用應(yīng)急啟動電機(jī)。
[0014]所為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述燃料供給系統(tǒng)的燃油噴射裝置可以不和空氣壓縮系統(tǒng)相連，而是直接與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室相連，將燃料直接噴射到燃燒室內(nèi)，使燃料與空氣在燃燒室中混合后再燃燒。
[0015]所為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述連接動力輸出軸與空氣壓縮系統(tǒng)的傳動機(jī)構(gòu)是齒輪傳動機(jī)構(gòu)，并在齒輪傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置主離合器，通過動力輸出軸為空氣壓縮系統(tǒng)提供動力，由于動力輸出軸轉(zhuǎn)速有時候較高，因此在齒輪傳動機(jī)構(gòu)中配備減速齒輪減速，以降低空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。主離合器受電控單元控制，根據(jù)需要進(jìn)行離合，一般而言，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉、加速或者主儲氣罐中達(dá)到額定壓力時，主離合器處于分離狀態(tài)，其他時候處于結(jié)合狀態(tài)。進(jìn)一步的，對于汽車用內(nèi)燃機(jī)，上述齒輪傳動機(jī)構(gòu)中另設(shè)置副離合器，利用副離合器為空氣壓縮機(jī)提供另一個動力，這套減速齒輪的速比較主離合器的速比小，當(dāng)汽車剎車時，啟用副離合器，使空氣壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將汽車的動能轉(zhuǎn)化為壓縮混合氣，實(shí)現(xiàn)剎車能量回收。
[0016]所為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室外側(cè)的尾氣收集罩中安裝葉輪，考慮到內(nèi)燃機(jī)在低速運(yùn)行時燃燒室噴出的氣體具有較高的動能，可通過葉輪對氣體動能進(jìn)行利用，用于氣體壓縮或者發(fā)電，類似于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓裝置。
[0017]本發(fā)明將儲氣罐與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成相結(jié)合，利用燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)鈴娜紵抑芟蜓厍芯€方向高速噴出，推動相關(guān)部件旋轉(zhuǎn)做功，能在低速、高速、低載荷、重載荷等各種工況下穩(wěn)定運(yùn)行，解決了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)熱效率低、工作轉(zhuǎn)速范圍較窄等問題，具有工作轉(zhuǎn)速范圍寬泛、壓縮比高、燃燒效率高等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的另一種軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖中:1、散熱器；2、冷卻液栗；3、如端儲氣iip ;4、王儲氣iip ;5、副儲氣iip ;6、活塞式空氣壓縮機(jī)；7、油箱；8、燃油噴射裝置；9、主離合器；10、副離合器；11、動力輸出軸；12、發(fā)電機(jī)；13尾氣處理裝置；14、旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成；15、冷卻液輸出管；16、冷卻液輸入管；17、柱塞；18、彈簧；19、氣體噴管；20、冷卻腔；21、左燃燒室壁；22、噴射環(huán)；23、散熱片；24、尾氣收集罩；25、噴射孔；26、圓盤；27、輸出軸；28、連接管；29、電熱絲；30、右燃燒室壁；31、燃燒室。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0023]在圖1、2中所示的結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)包括電控單元(ECU)、旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成14、空氣壓縮系統(tǒng)、應(yīng)急啟動電機(jī)、儲氣裝置、冷卻系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、發(fā)電存儲設(shè)備、尾氣處理裝置；電控單元(ECU)與普通內(nèi)燃機(jī)的電控單元結(jié)構(gòu)和功能類似，是整個內(nèi)燃機(jī)的控制中樞，利用傳感器采集油門、剎車、溫度、壓力、速度等的參數(shù)并分析運(yùn)算，進(jìn)而對各種開關(guān)、閥門等部件進(jìn)行控制，從而對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，保證整個內(nèi)燃機(jī)安全協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；潤滑系統(tǒng)包括油泵、限壓閥、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器，主要對內(nèi)燃機(jī)的各個部件提供潤滑、冷卻、清潔、密封、防銹等作用，與普通內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)類似；發(fā)電存儲設(shè)備包括發(fā)電機(jī)15、蓄電池等,發(fā)電機(jī)15通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)與動力輸出軸11連接，由動力輸出軸11帶動發(fā)電機(jī)15工作可以向蓄電池充電，用于提供內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的電能；燃料供給系統(tǒng)與空氣壓縮系統(tǒng)連接，可以將燃油噴射至空氣壓縮系統(tǒng)中與壓縮空氣進(jìn)行混合；空氣壓縮系統(tǒng)通過管道與儲氣裝置連接，可將空氣或者空氣燃料混合氣壓縮，形成高壓氣體并輸送到儲氣裝置存儲，空氣壓縮系統(tǒng)還與應(yīng)急啟動電機(jī)相連，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)無法正常啟動，由應(yīng)急啟動電機(jī)為空氣壓縮系統(tǒng)提供短期動力帶動空氣壓縮系統(tǒng)工作；儲氣裝置通過管道與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成14連接，由儲氣裝置將高壓氣體噴進(jìn)旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成進(jìn)行燃燒；旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成14通過傳動機(jī)構(gòu)與動力輸出軸11連接，高壓氣體在旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成燃燒所形成的高壓燃?xì)鈴膰娚淇籽厍邢蚋咚賴姵?，形成力偶推動噴射環(huán)旋轉(zhuǎn)，再通過圓盤傳遞動力到輸出軸上；動力輸出軸11通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)與空氣壓縮系統(tǒng)連接，并在齒輪傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置主離合器9、副離合器10，通過動力輸出軸為空氣壓縮系統(tǒng)提供動力，在齒輪傳動機(jī)構(gòu)中配備減速齒輪減速，以降低空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，主離合器9、副離合器10受電控單元控制，分別和不同速比的減速齒輪相連，進(jìn)而控制空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速；旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成還與冷卻系統(tǒng)連接，由冷卻系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室溫度和壓縮氣體的溫度進(jìn)行冷卻；旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成通過管道與尾氣處理裝置13連接，由尾氣處理裝置對燃燒后產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行無害化處理并降低噪音，使之符合環(huán)保要求。
[0024]所述燃料供給系統(tǒng)與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)燃料供給系統(tǒng)類似，包括油箱7、油泵、燃油濾清器、輸油管、燃油噴射裝置8，燃油噴射裝置與空氣壓縮系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，燃油噴射裝置可以將燃油噴射入空氣壓縮系統(tǒng)中，使燃油與空氣進(jìn)行混合并進(jìn)行壓縮。
[0025]所述空氣壓縮系統(tǒng)采用活塞式空氣壓縮機(jī)6，主要用于將空氣或者空氣燃料混合氣壓縮，形成高壓氣體。在活塞式空氣壓縮機(jī)6中配備空氣過濾裝置，用于保持空氣的潔凈，其進(jìn)氣口與燃料供給系統(tǒng)的燃油噴射裝置8連接，使燃油霧化后再與空氣混合，有利于燃油與空氣混合更充分，噴射的油量根據(jù)預(yù)先設(shè)定的空燃比，由電控單元進(jìn)行控制；混合氣被壓縮后，溫度會升高，為了降低燃燒室的燃燒溫度，空氣壓縮系統(tǒng)可以利用冷卻系統(tǒng)將壓縮后的氣體降溫。
[0026]所述儲氣裝置由三個儲氣罐組成，分別是前端儲氣罐3、主儲氣罐4和副儲氣罐5，用于存儲空氣壓縮系統(tǒng)輸出的壓縮混合氣，其中主儲氣罐4和副儲氣罐5的進(jìn)氣口分別通過管道與活塞式空氣壓縮機(jī)6連接，出氣口分別與前端儲氣罐3的進(jìn)氣口連接，前端儲氣罐3的進(jìn)氣口還有一根輸氣管與活塞式空氣壓縮機(jī)6相連，由電控單元進(jìn)行控制，活塞式空氣壓縮機(jī)6輸出的高壓氣體優(yōu)先輸出給前端儲氣罐3，待前端儲氣罐達(dá)到額定壓力后再輸出給王、副兩個儲氣te，王儲氣te 4和副儲氣5中的聞壓氣體可以單向流入如端儲氣te 3，反之則不行。前端儲氣罐的出氣口通過多根氣體噴管19與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室連接，每根氣體噴管都有獨(dú)立的氣體閥，壓縮氣體通過氣體噴管19噴進(jìn)燃燒室31。副儲氣罐主要用于汽車，其他場合可以不配備。主儲氣罐和副儲氣罐交替使用，用于剎車能量回收，當(dāng)汽車制動時，空氣壓縮系統(tǒng)將汽車動能轉(zhuǎn)化為高壓混合氣按一定的策略存儲于主、副儲氣罐中，從而實(shí)現(xiàn)剎車能量回收。
[0027]所述旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成14包括左燃燒室壁21、右燃燒室壁30、由左燃燒室壁和右燃燒室壁構(gòu)成的燃燒室31，左、右燃燒室壁設(shè)計(jì)為圓柱形結(jié)構(gòu)，二者之間通過連接管28進(jìn)行連接；左、右燃燒室壁內(nèi)部設(shè)置用于冷卻的冷卻腔20，冷卻腔中充滿冷卻液，冷卻腔通過冷卻液輸入管16、冷卻液輸出管15與冷卻系統(tǒng)連接，冷卻液可以在冷卻系統(tǒng)的冷卻液泵2的作用下循環(huán)流動，使冷卻液通過散熱器I得到冷卻，用以保護(hù)燃燒室壁免受高溫燃?xì)獾臒g；受電控單元控制，燃燒室工作時，根據(jù)油門踏板信號及當(dāng)時的內(nèi)燃機(jī)工作狀態(tài)，電控單元控制哪些氣體噴管的氣體閥打開，前端儲氣罐中的壓縮氣體將通過被打開的氣體噴管噴進(jìn)燃燒室31 ;電熱絲29設(shè)置在燃燒室內(nèi)部，環(huán)繞在連接管周圍，用于啟動時將燃料空氣混合氣點(diǎn)燃，當(dāng)燃燒室內(nèi)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，燃?xì)馊紵母邷乜梢允够旌蠚怏w持續(xù)燃燒；氣體噴管19圍繞連接管28在燃燒室內(nèi)呈多點(diǎn)分布，如果氣體噴管中是燃料與空氣的混合氣，則氣體噴管的直徑不宜太大，利用管道的猝熄效應(yīng)，防止燃燒室的高溫燃?xì)饪赡芡ㄟ^氣體噴管串燒到儲氣罐內(nèi)發(fā)生爆炸；左、右燃燒室壁圍成的圓柱形燃燒室31周向環(huán)繞著噴射環(huán)22,噴射環(huán)上有切向的噴射孔25,噴射孔在噴射環(huán)上呈對稱分布；噴射環(huán)22與圓盤26連接，在圓盤上設(shè)置輸出軸27，輸出軸27通過傳動機(jī)構(gòu)與動力輸出軸11連接，輸出軸27將動力傳遞給動力輸出軸11，進(jìn)而為空氣壓縮系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)等提供動力，燃燒室工作時，高壓燃?xì)鈴膰娚淇籽厍邢蚋咚賴姵?，形成力偶推動噴射環(huán)22旋轉(zhuǎn)，再通過圓盤26帶動輸出軸27旋轉(zhuǎn)，由輸出軸27傳遞動力到動力輸出軸，實(shí)現(xiàn)動力輸出；在噴射環(huán)外部裝有散熱片23用于散熱降溫，避免噴射環(huán)溫度過高；在燃燒室外側(cè)設(shè)置尾氣收集罩24，用于收集燃燒室排放的尾氣，在尾氣收集罩24中安裝葉輪，可通過葉輪對尾氣動能進(jìn)行利用，用于氣體壓縮或者發(fā)電，類似于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓裝置。
[0028]左燃燒室壁上有通孔，通孔一端與外界相通，另一端與燃燒室相通，通孔與連接管28平行，通孔中有柱塞17，柱塞可以在通孔中移動，柱塞另外的一端固定在支架上，柱塞外套著彈簧18，彈簧一端固定在支架上，另一端固定在左燃燒室壁21外側(cè)。當(dāng)燃燒室工作時，如果加大進(jìn)氣量(加大油門)，則燃燒室內(nèi)壓力升高，從而在柱塞17右側(cè)的壓力也加大，在反作用力推動下，彈簧18被拉伸，燃燒室31向右移動，這時，噴射環(huán)22上的原來一些被右燃燒室壁封閉的噴射孔25被打開，使燃燒室內(nèi)的壓力不至于上升太快，當(dāng)油門加到最大時，燃燒室移動到最右端，噴射環(huán)上的噴射孔全部打開。噴射環(huán)高速轉(zhuǎn)動時由于離心力相應(yīng)增加，考慮到材料強(qiáng)度，當(dāng)噴射環(huán)轉(zhuǎn)速達(dá)到上限值時，內(nèi)燃機(jī)必須進(jìn)行斷油，以防止噴射環(huán)在離心力作用下遭到破壞；噴射環(huán)內(nèi)部溫度較高，可采用高溫陶瓷材料，噴射環(huán)外部的散熱片23可以防止溫度過高導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降，造成噴射環(huán)22破壞。
[0029]所述冷卻系統(tǒng)包括散熱器1、冷卻液泵2、冷卻液輸入管16、冷卻液輸出管15及溫度傳感器等，與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)類似，主要用于冷卻燃燒室溫度和冷卻壓縮氣體的溫度。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)理念，本發(fā)明所提供的旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成還有另外一種結(jié)構(gòu)，如圖3所示，這種結(jié)構(gòu)與前述的結(jié)構(gòu)類似，但略有區(qū)別，主要區(qū)別在于:前述的結(jié)構(gòu)噴射環(huán)是旋轉(zhuǎn)的，燃燒室主體部分是固定的，而圖3所示的結(jié)構(gòu)則是:噴射環(huán)與燃燒室壁連成一體，工作時整個燃燒室都是旋轉(zhuǎn)的，壓縮氣體、冷卻液和混合氣體通過同軸的管道輸送到燃燒室，由噴射孔調(diào)節(jié)環(huán)對噴射孔的開閉進(jìn)行控制；電熱絲的電能由電刷輸送。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，包括電控單元、潤滑系統(tǒng)、發(fā)電存儲設(shè)備、冷卻系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、尾氣處理裝置，其特征在于:還包括旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成、空氣壓縮系統(tǒng)、儲氣裝置、應(yīng)急啟動電機(jī)；其中燃料供給系統(tǒng)與空氣壓縮系統(tǒng)連接，空氣壓縮系統(tǒng)通過管道與儲氣裝置連接，儲氣裝置通過氣體噴管與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成連接，旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成通過傳動機(jī)構(gòu)與動力輸出軸連接，動力輸出軸通過傳動機(jī)構(gòu)與空氣壓縮系統(tǒng)連接，旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成還與冷卻系統(tǒng)連接，旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成通過管道與尾氣處理裝置連接； 所述燃料供給系統(tǒng)包括油箱、油泵、燃油濾清器、輸油管、燃油噴射裝置，燃油噴射裝置與空氣壓縮系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接； 所述空氣壓縮系統(tǒng)配備空氣過濾裝置，其進(jìn)氣口與燃料供給系統(tǒng)的燃油噴射裝置連接； 所述儲氣裝置由一個或數(shù)個儲氣罐組成，儲氣罐的進(jìn)氣口通過管道與空氣壓縮系統(tǒng)連接，出氣口通過多根氣體噴管與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室連接，每根氣體噴管都有獨(dú)立的氣體閥； 所述旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成包括左燃燒室壁、右燃燒室壁、由左燃燒室壁和右燃燒室壁構(gòu)成的燃燒室，左、右燃燒室壁設(shè)計(jì)為圓柱形結(jié)構(gòu)，二者之間通過連接管進(jìn)行連接；燃燒室壁內(nèi)部設(shè)置用于冷卻的冷卻腔，冷卻腔中充滿冷卻液，冷卻腔與冷卻系統(tǒng)連接；電熱絲放置在燃燒室內(nèi)部，環(huán)繞在連接管周圍；氣體噴管圍繞連接管在燃燒室內(nèi)呈多點(diǎn)分布，左、右燃燒室壁圍成的圓柱形燃燒室周向環(huán)繞著噴射環(huán)，噴射環(huán)上有切向的噴射孔，噴射孔在噴射環(huán)上呈對稱分布；噴射環(huán)與圓盤連接，在圓盤上設(shè)置輸出軸，輸出軸通過傳動機(jī)構(gòu)與動力輸出軸連接；噴射環(huán)外部裝有散熱片；在燃燒室外側(cè)設(shè)置尾氣收集罩； 左燃燒室壁上有通孔，通孔一端與外界相通，另一端與燃燒室相通，通孔與連接管平行，通孔中有柱塞，柱塞另外的一端固定在支架上，柱塞外套著彈簧，彈簧一端也固定在支架上，另一端固定在左燃燒室壁外側(cè)； 所述應(yīng)急啟動電機(jī)與空氣壓縮系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于:所述空氣壓縮系統(tǒng)為活塞式空氣壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于:所述燃料供給系統(tǒng)的燃油噴射裝置直接與旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于:所述連接動力輸出軸與空氣壓縮系統(tǒng)的傳動機(jī)構(gòu)是齒輪傳動機(jī)構(gòu)，并在齒輪傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置主離合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于:所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)中另設(shè)置副離合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)噴氣式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于:在旋轉(zhuǎn)噴氣燃燒室總成的燃燒室外側(cè)的尾氣收集罩中安裝葉輪。
【文檔編號】F02C3/14GK104265456SQ201410361233
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】向兵 申請人:向兵