一種帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)，特別是一種帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)是一種能夠把熱能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，目前汽柴油發(fā)動機(jī)僅僅依靠活塞做功來提供動能，產(chǎn)生的動能中進(jìn)排氣需消耗33%以上動能，冷卻需消耗發(fā)動機(jī)28.5%動能，汽柴油發(fā)動機(jī)的效率僅僅為27%左右，效率非常低，大量的能量被浪費掉了。
[0003]氣門作為發(fā)動機(jī)的重要組成部分，負(fù)責(zé)向發(fā)動機(jī)內(nèi)輸入新鮮空氣并排出廢氣，其中發(fā)動機(jī)進(jìn)氣是通過進(jìn)氣門控制進(jìn)氣量和進(jìn)氣的時間，發(fā)動機(jī)排氣是通過排氣門控制排氣量和排氣時間?，F(xiàn)有發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門在工作的時候會產(chǎn)生一定的敲擊噪音，和高壓氣體排出產(chǎn)生的爆炸噪音，并且排出的廢氣為高溫高壓包含了大量的能量，直接排出去后會造成大量的能量流失，使發(fā)動機(jī)的效率降低。
[0004]長城汽車股份有限公司申請的申請?zhí)枮?01410510087.7的專利公開了一種發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)包括:燃油導(dǎo)軌；多個連接管；多個噴油器，多個噴油器分別通過多個連接管連接在燃油導(dǎo)軌上；用于檢測多個噴油器的工作狀態(tài)的多個噴油檢測裝置；多個燃油加熱裝置，多個燃油加熱裝置分別對應(yīng)多個連接管設(shè)置，每個燃油加熱裝置包括:加熱器組件，加熱器組件包括溫度檢測模塊和加熱器；驅(qū)動器；控制器，控制器分別與多個噴油檢測裝置和多個發(fā)動機(jī)燃油加熱裝置相連。該發(fā)動機(jī)能夠減小燃油濕壁與機(jī)油稀釋現(xiàn)象，使發(fā)動機(jī)燃燒過程更加充分，而且產(chǎn)生更少的積碳和碳?xì)渑欧盼?，提高了發(fā)動機(jī)的熱效率，同時降低了油耗。但是該專利是通過提高汽油的燃燒效率來提高發(fā)動機(jī)的效率，沒有解決進(jìn)排氣和散熱問題。
[0005]申請?zhí)枮?01510051930.4的專利公開了一種高效節(jié)能發(fā)動機(jī)，具體包括發(fā)動機(jī)機(jī)架及其上設(shè)置的動力傳遞系統(tǒng)、火花塞、噴油器和進(jìn)排氣系統(tǒng)，動力傳遞系統(tǒng)包括作為動力主傳動系統(tǒng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)和與曲柄連桿機(jī)構(gòu)對應(yīng)的動力加速補償裝置；動力加速補償裝置包括與主動力活塞對應(yīng)設(shè)置在同一氣缸體內(nèi)的加速補償活塞、與加速補償活塞連接的加速補償活塞桿；所述加速補償活塞桿與曲軸之間連接有加速補償傳動機(jī)構(gòu)，所述加速補償傳動機(jī)構(gòu)包括與曲軸連接的鏈輪傳動機(jī)構(gòu)、與加速補償活塞桿連接的連桿機(jī)構(gòu)、與連桿機(jī)構(gòu)連接的凸輪傳動機(jī)構(gòu)，凸輪傳動機(jī)構(gòu)與鏈輪傳動機(jī)構(gòu)之間連接有齒輪傳動機(jī)構(gòu)。該專利能減少發(fā)動機(jī)抖動和降低噪音，運行平穩(wěn)。但是該件專利也是通過提高燃油的通用性來提高發(fā)動機(jī)的效率，沒有解決進(jìn)排氣和散熱問題。
[0006]由上可知，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)效率低下的原因主要是進(jìn)排氣和冷卻消耗過多的能量，但是目前尚無很好的解決辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)。
[0008]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)，包括氣缸、活塞、連桿、曲軸、輸出軸、噴油嘴和火花塞，所述連桿通過曲軸與輸出軸相連，帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，氣缸的頂部開有一個進(jìn)氣\排氣口，氣缸的上方設(shè)置為發(fā)動機(jī)提供進(jìn)氣、排氣的旋轉(zhuǎn)閥門，所述旋轉(zhuǎn)閥門位于進(jìn)氣\排氣口的正上方并與其相配合。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)閥門的外形為圓柱形，旋轉(zhuǎn)軸貫穿圓柱形閥門并位于圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門的中軸線上，該圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)閥門包括相互隔斷的進(jìn)氣通道和排氣通道，圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門的側(cè)壁開有相鄰的進(jìn)氣口和排氣口，其中進(jìn)氣口位于進(jìn)氣通道的一端，進(jìn)氣通道的另一端位于圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門的一個底部，排氣口位于排氣通道的一端，排氣通道的另一端位于圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門的另一個底部，旋轉(zhuǎn)閥門旋轉(zhuǎn)時，排氣口和進(jìn)氣口能依次與氣缸頂部的進(jìn)氣\排氣口相連通。
[0010]所述圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門內(nèi)進(jìn)氣通道和排氣通道之間通過隔板隔開，二者之間不連通，進(jìn)氣口和排氣口之間通過中間擋板隔開，開有進(jìn)氣通道端口的圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門的底部設(shè)有進(jìn)氣口擋板，開有排氣通道端口的圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門的底部設(shè)有排氣口擋板。
[0011]所述排氣通道內(nèi)設(shè)置固定葉片，該固定葉片固定在旋轉(zhuǎn)軸上。
[0012]靠近圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門進(jìn)氣端的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置螺紋，所述進(jìn)氣端為與進(jìn)氣通道相連通的端口。
[0013]圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門排氣端的后方設(shè)置一組葉輪，該組葉輪固定在旋轉(zhuǎn)軸上，所述排氣端為排氣通道的另一個端口，相鄰兩個葉輪之間設(shè)置導(dǎo)流片。
[0014]所述葉輪的數(shù)量為3個，裝有該組葉輪的外殼的內(nèi)壁設(shè)置消音棉。
[0015]旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置第一帶輪，輸出軸上設(shè)置第二帶輪，第一帶輪與第二帶輪之間通過皮帶連接，第一帶輪與第二帶輪的直徑比為2:1。
[0016]排氣口有兩邊與旋轉(zhuǎn)軸相平行，進(jìn)氣口也有兩邊與旋轉(zhuǎn)軸相平行，進(jìn)氣口在圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門外壁開口所占弧度為102.5°，排氣口在圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門外壁開口所占弧度也為102.5 °，旋轉(zhuǎn)閥門的進(jìn)氣口和排氣口大小相同。
[0017]氣缸頂部進(jìn)氣\排氣口在為圓弧狀，該進(jìn)氣\排氣口在氣缸底部的投影為長方形，該進(jìn)氣\排氣口上設(shè)置密封墊片，圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門上設(shè)置兩個密封圈，靠近排氣端的為第一密封圈，另一個為第二密封圈，密封圈與密封墊片之間相緊靠密封；圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門上還設(shè)置觸發(fā)火花塞和噴油嘴工作的凸起，氣缸頂部進(jìn)氣\排氣口長度與旋轉(zhuǎn)閥門進(jìn)氣口、排氣口長度相等，弧度為30°，弧度半徑與轉(zhuǎn)閥門半徑相等。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為:1)本發(fā)明的帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)簡化了現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，利用旋轉(zhuǎn)閥門代替現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門，通過旋轉(zhuǎn)閥門的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)進(jìn)氣和排氣的功能，結(jié)構(gòu)簡單，不容易損壞，維修方便；并且由于利用旋轉(zhuǎn)閥門替代了進(jìn)氣門和排氣門，避免現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門在工作的時候會產(chǎn)生一定的敲擊噪音，和高壓氣體排出產(chǎn)生的爆炸噪音，節(jié)省了能量；2)本發(fā)明的帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體具有三次做功效果，第一次做功為活塞的做功，第二次做功為氣缸中排出的廢氣推動旋轉(zhuǎn)閥門排氣通道中固定葉片21旋轉(zhuǎn)做功，第三次做功為廢氣推動出氣端口的葉輪旋轉(zhuǎn)做功，通過上述三次做功，大大提高了發(fā)動機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率，并且第二次做功和第三次做功能消耗掉廢氣中的溫度及壓力和噪音，減少了發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和消音糸統(tǒng)的動力消耗；3)由于相鄰葉輪之間設(shè)置導(dǎo)流片，該導(dǎo)流片可以引導(dǎo)廢氣的吹動方向，增加對葉輪的吹力，提高廢氣的利用率；4)裝有該組葉輪的外殼的內(nèi)壁設(shè)置消音棉，再次降低了本發(fā)明發(fā)動機(jī)的噪音；5)由于在靠近圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門進(jìn)氣端的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置螺紋，增加了進(jìn)氣的效率，提高了發(fā)動機(jī)的效率；6)在進(jìn)氣\排氣口上設(shè)置密封墊片15，圓柱形旋轉(zhuǎn)閥門上設(shè)置兩個密封圈，密封圈與密封墊片之間相緊靠密封；密封圈的作用是保證氣缸上方的進(jìn)氣\排氣口與旋轉(zhuǎn)閥門3上的進(jìn)氣口、排氣口連通的時候沒有氣體從接縫處漏出，提高了發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣、排氣效率；7)本發(fā)明簡化了發(fā)動機(jī)裝置，利用旋轉(zhuǎn)閥門3上的第一觸發(fā)凸起和第二觸發(fā)凸起取代了現(xiàn)有發(fā)動機(jī)上的噴油和點火部分裝置，使發(fā)動附加結(jié)構(gòu)大大減少，工作精度則更進(jìn)一步提高；本發(fā)明是將現(xiàn)有發(fā)動機(jī)進(jìn)氣、排氣、點火、噴油、消音五套系統(tǒng)合五為一。
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)立體圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)(A-A)剖視圖。
[0023]圖4為旋轉(zhuǎn)閥門結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為旋轉(zhuǎn)閥門的(B-B)剖視圖。
[0025]圖6為葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為旋轉(zhuǎn)閥門與葉輪組的位置結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖8為旋轉(zhuǎn)閥門與葉輪組的結(jié)構(gòu)(C-C)剖視圖。
[0028]圖9為本發(fā)明的帶旋轉(zhuǎn)式供排氣系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)爆炸圖。
[0029]圖10為現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的配氣相位示意圖。
[0030]圖11為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)閥門中進(jìn)氣口、排氣口和氣缸頂端進(jìn)氣\排氣口在閥門旋轉(zhuǎn)周向上的角度示意圖。
[0031]圖12為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)閥門進(jìn)氣\排氣口結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中編號所代表的含義為:1_氣缸，2-旋轉(zhuǎn)閥門外殼，3-旋轉(zhuǎn)閥門，4-第一觸發(fā)凸起，5-旋轉(zhuǎn)軸，6-第一帶輪，7-皮帶，8-輸出軸，9-第二帶輪，10-第一密封圈，11-第一葉輪，12-第二葉輪，13-第三葉輪，14-第二觸發(fā)凸起，15-密封墊片，16-曲軸，17-連桿，18-活塞，19-第二密封圈，20-第二密封圈凹槽，21-固定葉片，22-第一密封圈凹槽，23-進(jìn)氣口擋板，24-中間擋板，25-出氣口擋板，26-排氣P，27-閥門壁，