本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種飛輪發(fā)動機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

發(fā)動機(jī)是一種能夠把其它形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，主要分類有內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)主要為汽油發(fā)動機(jī)，外燃機(jī)主要為斯特林發(fā)動機(jī)、蒸汽機(jī)及電動機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)通常是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)的主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)通常為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，而曲柄連桿機(jī)構(gòu)通常具有復(fù)雜的配氣機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪音大，效率低且體積大的弊端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的飛輪發(fā)動機(jī)及其控制方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種飛輪發(fā)動機(jī)，包括外殼、內(nèi)部飛輪、閥門和壓氣機(jī)，所述內(nèi)部飛輪設(shè)置在外殼內(nèi)，且所述外殼與內(nèi)部飛輪之間形成燃燒室；所述外殼上開設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口通過閥門與燃燒室相通，所述進(jìn)氣口與壓氣機(jī)的泵輪排氣管相連，所述出氣口通過內(nèi)部飛輪與燃燒室相通，且所述壓氣機(jī)的出氣口與出氣口相連；所述外殼上還連接有燃燒組件，所述燃燒組件與燃燒室相通，所述內(nèi)部飛輪上設(shè)有輸出軸，且所述輸出軸給外部輸出動力；

所述進(jìn)氣口與燃燒室相通的位置為第一位置，內(nèi)部飛輪逆時針旋轉(zhuǎn)至第一位置時，所述閥門打開，所述進(jìn)氣口與燃燒室相通，所述壓氣機(jī)壓縮的壓力空氣通過進(jìn)氣口進(jìn)入燃燒室內(nèi)；所述外殼內(nèi)壁上進(jìn)氣口和出氣口之間的區(qū)域為第二位置，所述內(nèi)部飛輪旋轉(zhuǎn)至第二位置時，所述閥門關(guān)閉，所述燃燒組件給燃燒室進(jìn)行燃燒做工；所述出氣口與燃燒室相通的位置為第三位置，所述內(nèi)部飛輪旋轉(zhuǎn)至第三位置時，所述閥門關(guān)閉，且所述出氣口打開，所述燃燒室內(nèi)的廢氣從出氣口排出至壓氣機(jī)；所述內(nèi)部飛輪從第一位置至第三位置不斷循環(huán)旋轉(zhuǎn)，且所述輸出軸不斷給外部輸出動力。

其中，所述內(nèi)部飛輪上還設(shè)有兩個凸緣，每個凸緣均抵持在外殼的內(nèi)壁上，且兩個凸緣對稱分布在內(nèi)部飛輪上；所述閥門上設(shè)有一個凹位，且所述凹位的兩端分別向外延伸有第一凸起和第二凸起；所述凸緣旋轉(zhuǎn)至第一位置時，所述第一凸起抵持在凸緣的側(cè)壁上，且所述進(jìn)氣口通過凹位與燃燒室相通；所述凸緣旋轉(zhuǎn)至第二位置時，所述第二凸起抵持在進(jìn)氣口上；所述凸緣旋轉(zhuǎn)至第三位置時，所述第二凸起抵持在進(jìn)氣口上，且所述出氣口與燃燒室相通。

其中，所述閥門包括第一端面、第二端面和第三端面，且所述第一端面、第二端面和第三端面三者兩兩相接；所述凹位、第一凸起和第二凸起均設(shè)置在第一端面上，所述第二端面貫穿外殼內(nèi)壁與內(nèi)部飛輪可接觸連接，且所述第三端面上連接有彈簧。

其中，每個凸緣均包括第一弧面和第二弧面，所述第一弧面的一端和第二弧面的一端均固定在內(nèi)部飛輪上且和內(nèi)部飛輪一體成型，所述第一弧面的另一端和第二弧面的另一端相接且抵持在外殼的內(nèi)壁上，且所述第一弧面的長度小于第二弧面的長度。

其中，所述燃燒組件包括噴油嘴和火嘴，所述噴油嘴和火嘴均設(shè)置在外殼上，所述噴油嘴通過供油組件供油，且所述噴油嘴和火嘴均與燃燒室相通。

其中，所述壓氣機(jī)的泵輪排氣管的進(jìn)氣壓力范圍為5-10KG/CM2。

其中，所述外殼的形狀為圓柱狀，且所述內(nèi)部飛輪的形狀為圓柱帶弧面形狀。

其中，所述壓氣機(jī)為渦輪式壓氣機(jī)、機(jī)械式壓氣機(jī)或電動式壓氣機(jī)中的一種。

其中，該飛輪發(fā)動機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種飛輪發(fā)動機(jī)的控制方法，包括以下具體步驟：

步驟1，內(nèi)部飛輪逆時針旋轉(zhuǎn)至第一位置，閥門打開，壓氣機(jī)的壓縮空氣由泵輪排氣管從進(jìn)氣口進(jìn)入燃燒室內(nèi)；

步驟2，閥門關(guān)閉，壓縮空氣停止進(jìn)入燃燒室，點(diǎn)燃燃燒組件，且燃燒組件開始做工，內(nèi)部飛輪由第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置，且輸出軸給外部輸出動力；

步驟3，內(nèi)部飛輪由第二位置旋轉(zhuǎn)至第三位置，閥門關(guān)閉，出氣口與燃燒室相通，燃燒室內(nèi)的廢氣從出氣口排出至壓氣機(jī)的渦輪進(jìn)氣口，燃燒廢氣驅(qū)動壓氣機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)，壓氣機(jī)內(nèi)部的渦輪與泵輪在同一軸上，從而泵輪旋轉(zhuǎn)將新鮮空氣加壓泵入進(jìn)氣口；

步驟4，內(nèi)部飛輪由第三位置旋轉(zhuǎn)至第一位置，重復(fù)步驟1-3，直至外部結(jié)束做工。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的飛輪發(fā)動機(jī)及其控制方法，使用時，內(nèi)部飛輪逆時針旋轉(zhuǎn)，閥門打開，使得壓氣機(jī)的壓力空氣進(jìn)入燃燒室內(nèi)后，閥門關(guān)閉，點(diǎn)燃燃燒組件，使得燃燒室內(nèi)爆炸燃燒，從而推動內(nèi)部飛輪轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動效率高；當(dāng)內(nèi)部飛輪旋轉(zhuǎn)至第三位置時，出氣口打開，使得燃燒室內(nèi)的廢氣能夠從出氣口排出至壓氣機(jī)內(nèi)，壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)將新鮮空氣加壓再泵入進(jìn)氣口；內(nèi)部飛輪每轉(zhuǎn)一周，做工兩次，使得輸出軸給外部輸出動力兩次，運(yùn)動部件少且大都是旋轉(zhuǎn)，內(nèi)阻小且噪音小，從而實(shí)現(xiàn)靜音及低速大扭矩；內(nèi)部飛輪旋轉(zhuǎn)過程，進(jìn)氣壓力高且不斷進(jìn)氣，能充分燃燒完成能量轉(zhuǎn)換，性能佳。本發(fā)明的發(fā)動機(jī)具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、零部件少、重量輕、效率高且環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的第一使用狀態(tài)圖；

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的第二使用狀態(tài)圖；

圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的第三使用狀態(tài)圖；

圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的第四使用狀態(tài)圖；

圖6為圖3中M的放大圖；

圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例飛輪發(fā)動機(jī)的控制方法的方框示意圖；

圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。

主要元件符號說明如下：

1、外殼 2、內(nèi)部飛輪

3、閥門 4、壓氣機(jī)

5、燃燒組件 6、彈簧

11、進(jìn)氣口 12、出氣口

21、輸出軸 22、凸緣

31、第一端面 32、第二端面

33、第三端面

51、噴油嘴 52、火嘴

221、第一弧面 222、第二弧面

311、凹位 312、第一凸起

313、第二凸起

3A、閥門

11A、進(jìn)氣口 12A、出氣口

21A、輸出軸 22A、凸緣

3B、閥門

11B、進(jìn)氣口 12B、出氣口

21B、輸出軸 22B、凸緣。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

本發(fā)明包括三個實(shí)施例，第一實(shí)施例中，參閱圖1-6，本發(fā)明飛輪發(fā)動機(jī)，包括外殼1、內(nèi)部飛輪2、閥門3和壓氣機(jī)4，內(nèi)部飛輪2設(shè)置在外殼1內(nèi)，且外殼1與內(nèi)部飛輪2之間形成燃燒室；外殼1上開設(shè)有進(jìn)氣口11和出氣口12，進(jìn)氣口11通過閥門3與燃燒室相通，進(jìn)氣口11與壓氣機(jī)4的泵輪排氣管相連，出氣口12通過內(nèi)部飛輪2與燃燒室相通，且壓氣機(jī)4的出氣口與出氣口12相連；外殼1上還連接有燃燒組件5，燃燒組件5與燃燒室相通，內(nèi)部飛輪2上設(shè)有輸出軸21，且輸出軸21給外部輸出動力；

請參閱圖2-5，進(jìn)氣口11與燃燒室相通的位置為第一位置，內(nèi)部飛輪2逆時針旋轉(zhuǎn)至第一位置時，閥門3打開，進(jìn)氣口11與燃燒室相通，壓氣機(jī)4壓縮的壓力空氣通過進(jìn)氣口11進(jìn)入燃燒室內(nèi)；外殼1內(nèi)壁上進(jìn)氣口11和出氣口12之間的區(qū)域為第二位置，內(nèi)部飛輪2旋轉(zhuǎn)至第二位置時，閥門3關(guān)閉，燃燒組件5給燃燒室進(jìn)行燃燒做工；出氣口12與燃燒室相通的位置為第三位置，內(nèi)部飛輪2旋轉(zhuǎn)至第三位置時，閥門3關(guān)閉，且出氣口12打開，燃燒室內(nèi)的廢氣從出氣口12排出至壓氣機(jī)4；內(nèi)部飛輪2從第一位置至第三位置不斷循環(huán)旋轉(zhuǎn)，且輸出軸21不斷給外部輸出動力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的飛輪發(fā)動機(jī)，使用時，內(nèi)部飛輪2逆時針旋轉(zhuǎn)，閥門3打開，使得壓氣機(jī)4的壓力空氣進(jìn)入燃燒室內(nèi)后，閥門3關(guān)閉，點(diǎn)燃燃燒組件5，使得燃燒室內(nèi)爆炸燃燒，從而推動內(nèi)部飛輪2轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動效率高；當(dāng)內(nèi)部飛輪2旋轉(zhuǎn)至第三位置時，出氣口12打開，使得燃燒室內(nèi)的廢氣能夠從出氣口12排出至壓氣機(jī)4內(nèi)，壓氣機(jī)4旋轉(zhuǎn)將新鮮空氣加壓再泵入進(jìn)氣口11；內(nèi)部飛輪2每轉(zhuǎn)一周，做工兩次，使得輸出軸21給外部輸出動力兩次，運(yùn)動部件少且大都是旋轉(zhuǎn)，內(nèi)阻小且噪音小，從而實(shí)現(xiàn)靜音及低速大扭矩；內(nèi)部飛輪2旋轉(zhuǎn)過程，進(jìn)氣壓力高且不斷進(jìn)氣，能充分燃燒完成能量轉(zhuǎn)換，性能佳。本發(fā)明的發(fā)動機(jī)具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、零部件少、重量輕、效率高且環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。

請參閱圖2，內(nèi)部飛輪2上還設(shè)有兩個凸緣22，每個凸緣22均抵持在外殼1的內(nèi)壁上，且兩個凸緣22對稱分布在內(nèi)部飛輪2上；閥門3上設(shè)有一個凹位311，且凹位311的兩端分別向外延伸有第一凸起312和第二凸起313；凸緣22旋轉(zhuǎn)至第一位置時，第一凸起312抵持在凸緣22的側(cè)壁上，且進(jìn)氣口11通過凹位311與燃燒室相通；凸緣22旋轉(zhuǎn)至第二位置時，第二凸起313抵持在進(jìn)氣口11上；凸緣22旋轉(zhuǎn)至第三位置時，第二凸起313抵持在進(jìn)氣口11上，且出氣口12與燃燒室相通。兩個凸緣22對應(yīng)一個閥門3和一個進(jìn)氣口11，兩個凸緣22均可以堵住出氣口12。

請參閱圖2-3，閥門3包括第一端面31、第二端面32和第三端面33，且第一端面31、第二端面32和第三端面33三者兩兩相接；凹位311、第一凸起312和第二凸起313均設(shè)置在第一端面31上，第二端面32貫穿外殼1內(nèi)壁與內(nèi)部飛輪2可接觸連接，且第三端面33上連接有彈簧6。彈簧6使得閥門3能夠與內(nèi)部飛輪2的端面或凸緣22可接觸性連接，當(dāng)?shù)谝煌蛊?12抵持在凸緣22上，進(jìn)氣口11通過凹位311與外殼1內(nèi)部相通，使得凸緣22、第一凸起312之間夾持成密閉的燃燒室，當(dāng)壓氣機(jī)4的壓縮空氣進(jìn)入時，凸緣22被氣壓推動后，帶動內(nèi)部飛輪2逆時針轉(zhuǎn)動，此時點(diǎn)燃燃燒組件5，燃燒室就能夠爆炸燃燒，推動內(nèi)部飛輪2高速旋轉(zhuǎn)。

請參閱圖3，每個凸緣22均包括第一弧面221和第二弧面222，第一弧面221的一端和第二弧面222的一端均固定在內(nèi)部飛輪2上且和內(nèi)部飛輪2一體成型，第一弧面221的另一端和第二弧面222的另一端相接且抵持在外殼1的內(nèi)壁上，且第一弧面221的長度小于第二弧面222的長度。第一弧面221的另一端和第二弧面222的另一端抵持的外殼1的內(nèi)壁上，當(dāng)?shù)谝煌蛊?12抵持在第一弧面221上時，有利于燃燒室的形成，而第一弧面221的長度小于第二弧面222的長度使得氣壓能夠有效推動凸緣22。

請參閱圖6，燃燒組件5包括噴油嘴51和火嘴52，噴油嘴51和火嘴52均設(shè)置在外殼1上，噴油嘴51通過供油組件供油，且噴油嘴51和火嘴52均與燃燒室相通。噴油嘴51用于加油，火嘴52用于點(diǎn)火，當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入燃燒室內(nèi)時，給噴油嘴51加油，且點(diǎn)燃火嘴52，即可實(shí)現(xiàn)燃燒室的點(diǎn)燃；供油組件為現(xiàn)有技術(shù)中給噴油嘴51供油的器件，只要能給噴油嘴供油的組件均可。

本實(shí)施例中，壓氣機(jī)4的泵輪排氣管的進(jìn)氣壓力范圍為5-10KG/CM2。該進(jìn)氣壓力能夠保證足夠的進(jìn)氣壓力。

本實(shí)施例中，外殼1的形狀為圓柱狀，且內(nèi)部飛輪2的形狀均為圓柱帶弧面形狀。

本實(shí)施例中，壓氣機(jī)4為渦輪式壓氣機(jī)、機(jī)械式壓氣機(jī)或電動式壓氣機(jī)中的一種。本案的中的壓氣機(jī)4為渦輪式壓氣機(jī)。

本實(shí)施例中，該飛輪發(fā)動機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。

請參閱圖2-5和圖7，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種飛輪發(fā)動機(jī)的控制方法，包括以下具體步驟：

步驟S1，如圖2，內(nèi)部飛輪逆時針旋轉(zhuǎn)至第一位置，閥門打開，壓氣機(jī)的壓縮空氣由泵輪排氣管從進(jìn)氣口進(jìn)入燃燒室內(nèi)；

步驟S2，如圖3，閥門關(guān)閉，壓縮空氣停止進(jìn)入燃燒室，點(diǎn)燃燃燒組件，且燃燒組件開始做工，內(nèi)部飛輪由第一位置旋轉(zhuǎn)至第二位置，且輸出軸給外部輸出動力；

步驟S3，如圖4-5，內(nèi)部飛輪由第二位置旋轉(zhuǎn)至第三位置，閥門關(guān)閉，出氣口與燃燒室相通，燃燒室內(nèi)的廢氣從出氣口排出至壓氣機(jī)的渦輪進(jìn)氣口，燃燒廢氣驅(qū)動壓氣機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)，壓氣機(jī)內(nèi)部的渦輪與泵輪在同一軸上，從而泵輪旋轉(zhuǎn)將新鮮空氣加壓泵入進(jìn)氣口；

步驟S4，內(nèi)部飛輪由第三位置旋轉(zhuǎn)至第一位置，重復(fù)步驟S1-S3，直至外部結(jié)束做工。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的飛輪發(fā)動機(jī)的控制方法，使用時，內(nèi)部飛輪逆時針旋轉(zhuǎn)，閥門打開，使得壓氣機(jī)的壓力空氣進(jìn)入燃燒室內(nèi)后，閥門關(guān)閉，點(diǎn)燃燃燒組件，使得燃燒室內(nèi)爆炸燃燒，從而推動內(nèi)部飛輪轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動效率高；當(dāng)內(nèi)部飛輪旋轉(zhuǎn)至第三位置時，出氣口打開，使得燃燒室內(nèi)的廢氣能夠從出氣口排出至壓氣機(jī)內(nèi)，壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)將新鮮空氣加壓再泵入進(jìn)氣口；內(nèi)部飛輪每轉(zhuǎn)一周，做工兩次，使得輸出軸給外部輸出動力兩次，而且運(yùn)動部件少且大都是旋轉(zhuǎn)，內(nèi)阻小且噪音小，從而實(shí)現(xiàn)靜音及低速大扭矩；內(nèi)部飛輪旋轉(zhuǎn)過程，進(jìn)氣壓力高且不斷進(jìn)氣，能充分燃燒完成能量轉(zhuǎn)換，性能佳。本發(fā)明的發(fā)動機(jī)具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、零部件少、重量輕、效率高且環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)。

請參閱圖8，為本發(fā)明的第二實(shí)施例，只有一個凸緣22A，且設(shè)有兩個進(jìn)氣口11A，兩個出氣口12A，一個輸出軸21A，兩個閥門3A，凸緣22A每經(jīng)過一次進(jìn)氣口11A可以做工一次，因此飛輪每轉(zhuǎn)一周可以做工兩次。

請參閱圖9，為本發(fā)明的第三實(shí)施例，凸緣22B的個數(shù)為四個，一個出氣口12B，一個輸出軸21B，一個進(jìn)氣閥門3B，在調(diào)整出氣口12B的位置后就可以做到飛輪旋轉(zhuǎn)一周可以做工四次的效果，同樣也可以更多次。如果將圖8和圖9的概念融合起來在同一飛輪發(fā)動機(jī)上那將是巨大的能量輸出，同樣條件它的扭矩將遠(yuǎn)超燃?xì)廨啓C(jī)，功率遠(yuǎn)超其他內(nèi)燃機(jī)。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實(shí)施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。