專利名稱：缸體固定、空間傳輸機(jī)構(gòu)傳動中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，特別是一種缸體固體、空間傳輸機(jī)構(gòu)傳動中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
在中國發(fā)明專利申請公開說明書02125235.1所公開的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，仍采用普通的曲柄連桿機(jī)構(gòu)向外輸出功率。以普通曲柄連桿機(jī)構(gòu)和較多數(shù)量升降氣門所構(gòu)成的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)通常在結(jié)構(gòu)、重量和平衡性等方面難以達(dá)到要求。而近十幾年發(fā)展起來的擺盤等空間傳輸機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)新頻簡單，但由于這種空間動力傳輸機(jī)構(gòu)并不容易與普通四行程內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行很好的組合，使空間傳輸機(jī)構(gòu)在動力裝置中應(yīng)用范圍并不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在上述中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)循環(huán)過程基礎(chǔ)上，提供一種具有較少氣門、結(jié)構(gòu)緊湊簡單的缸體固定，空間傳輸機(jī)構(gòu)傳動中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，該中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)不僅具有最高的循環(huán)效率，而且還具有各種不同的結(jié)構(gòu)類型。
在本發(fā)明的缸體固定、空間傳輸機(jī)構(gòu)傳動中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)基本布置方式中，它具有設(shè)在壓氣缸體和作功缸體上的繞輸出軸環(huán)形排列的壓氣汽缸和作功汽缸，壓氣缸體和作功缸體以對置形式設(shè)在帶動輸出軸的空間傳輸機(jī)構(gòu)兩側(cè)，壓氣汽缸中的壓氣活塞和作功汽缸中的動力活塞分別通過各自的連桿與空間傳輸機(jī)構(gòu)的通過軸承傾斜安裝在輸出軸上的擺盤相連，或者通過各自的連桿與相應(yīng)的繞輸出軸徑向布置的曲軸相連，各曲軸內(nèi)端所設(shè)的錐齒輪分別與輸出軸上的中心錐齒輪嚙合；輸出軸穿過壓氣缸體向外伸出，另一端伸進(jìn)作功缸體，在作功汽缸上設(shè)有排氣門，作功汽缸經(jīng)排氣門與裝有回?zé)崞鞯呐艢夤苈废噙B，作功汽缸利用陶瓷隔熱層進(jìn)行隔熱、并采用在汽缸內(nèi)壁上設(shè)置密封環(huán)的密封方式；所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)還包括副缸和其內(nèi)的配氣活塞，配氣活塞把副缸分成大副缸和小副缸(被活塞桿占用部分容積)，副缸設(shè)在繞固定內(nèi)軸轉(zhuǎn)動的副缸體上并呈環(huán)形排列，副缸內(nèi)的配氣活塞經(jīng)穿過缸蓋的活塞桿、十字頭和連桿與傾斜布置的周轉(zhuǎn)斜盤相連，周轉(zhuǎn)斜盤直接固定在經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)被輸出軸帶動的從動軸的端部；在壓氣汽缸的缸蓋上設(shè)有通氣口，在靠壓氣缸體外側(cè)的輸出軸上相應(yīng)位置設(shè)有能遮擋住通氣口的壓氣閥盤，在壓氣汽缸進(jìn)行進(jìn)氣和壓縮排出過程中，壓氣汽缸的通氣口可分別被相對應(yīng)的壓氣閥盤上所設(shè)的半環(huán)進(jìn)氣口和出氣口溝通，半環(huán)進(jìn)氣口的另一側(cè)與外端蓋上相對應(yīng)的進(jìn)氣環(huán)道連通，出氣口與設(shè)在壓氣閥盤和輸出軸內(nèi)的出氣管路連通，該出氣管路從輸出軸向外通出，與外圍的通氣座內(nèi)壁上所設(shè)的通氣環(huán)槽連通，通氣環(huán)槽再經(jīng)中間冷卻器與副缸體的固定內(nèi)軸上所設(shè)的充氣閥口連通；在作功汽缸的缸蓋上設(shè)有軸向開口(或向內(nèi)側(cè)徑向開口)的燃?xì)馔饪冢谳敵鲚S上的與缸蓋的相對應(yīng)位置設(shè)有供氣閥盤，供氣閥盤通過其上相應(yīng)的側(cè)端面(或外圓面)能遮擋住作功汽缸的燃?xì)馔饪冢谧鞴ζ走M(jìn)行作功過程中，作功汽缸的燃?xì)馔饪诳杀还忾y盤側(cè)端面(或外圓面)上所設(shè)的供氣閥口溝通，供氣閥盤內(nèi)的主燃?xì)獾姥厝細(xì)夤苈吠ㄏ蚬忾y口；在副缸體的大副缸和小副缸上分別設(shè)有上通氣口和下通氣口，副缸體被帶動運(yùn)轉(zhuǎn)時，小副缸的下通氣口在轉(zhuǎn)到吸氣位置后，與固定內(nèi)軸上的充氣閥口溝通，在轉(zhuǎn)到排氣位置時，又與設(shè)在固定內(nèi)軸上的換氣出口溝通，換氣出口經(jīng)固定內(nèi)軸內(nèi)的管路向外通出、與排氣管路內(nèi)的回?zé)崞鬟B通，回?zé)崞鞯某鰵舛藙t與副缸體外殼側(cè)面的閥盤上所設(shè)的熱氣進(jìn)口連通，在閥盤上還設(shè)有相應(yīng)的熱氣出口；當(dāng)大副缸轉(zhuǎn)到吸氣位置時，大副缸的上通氣口與閥盤上的熱氣進(jìn)口溝通，在大副缸完成二次壓縮、轉(zhuǎn)到熱氣排出位置時，大副缸的上通氣口又與閥盤上的熱氣出口溝通；熱氣出口經(jīng)供氣管路和帶燃料噴射器的燃燒室與供氣閥盤上的主燃?xì)獾肋B通。
為適應(yīng)實際中壓氣汽缸在某些工況下所增加的進(jìn)氣量，在壓氣汽缸的缸蓋上增設(shè)有帶出氣單向閥的提前出氣口，該出氣口經(jīng)出氣單向閥與通向中間冷卻器的管路連通。
壓氣汽缸進(jìn)氣量的變化也要求在閥盤上的熱氣出口之前位置增設(shè)適當(dāng)數(shù)量的熱氣提前出口，所增設(shè)的熱氣提前出口分別經(jīng)出氣單向閥與熱氣出口的供氣管路連通。
在本發(fā)明的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，除上述最簡單的燃燒室布置方式外，還可以通過設(shè)置循環(huán)泵來讓燃燒室能進(jìn)行連續(xù)的燃燒過程，在這種布置方式中，閥盤上的熱氣出口經(jīng)供氣管路后分成兩股，一股經(jīng)循環(huán)泵和通氣管與帶燃料噴射器的燃燒室相連通，該燃燒室伸進(jìn)供氣閥盤上的主燃?xì)獾纼?nèi)，在燃燒室的出口對應(yīng)位置，主燃?xì)獾赖牟糠謪^(qū)段向外擴(kuò)張形成回流區(qū)，另一股經(jīng)燃燒室與主燃?xì)獾乐g形成的外圍通氣道與回流區(qū)連通。
在能使用煤炭等固體燃料的燃燒爐布置方式中，閥盤上的熱氣出口經(jīng)供氣管路后分成兩股，一股經(jīng)循環(huán)泵、帶固體燃料供給系統(tǒng)的燃燒爐、離心式除塵器和燃?xì)夤苈放c供氣閥盤上的主燃?xì)獾肋B通，另一股直接與燃?xì)夤苈愤B通。
作功汽缸的排氣門這樣控制，在采用擺盤傳動機(jī)構(gòu)時，輸出軸經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動套裝在通氣管上的從動輪同向同速轉(zhuǎn)動，在從動輪的內(nèi)側(cè)設(shè)有排氣凸輪，該凸輪可分別依次經(jīng)相應(yīng)的頂桿和搖臂帶動相應(yīng)的作功汽缸上的排氣門。
在上述采用單獨(dú)擺盤傳動機(jī)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，所設(shè)的擺盤會產(chǎn)生不平衡的振動力，為消除擺盤的振動力，壓氣汽缸內(nèi)的壓氣活塞經(jīng)連桿與另設(shè)的通過軸承傾斜安裝在輸出軸上的壓氣擺盤相連，壓氣擺盤與擺盤反向傾斜對置布置，在壓氣擺盤上設(shè)有較大直徑的配重環(huán)。
除上述采用擺盤傳動機(jī)構(gòu)外，在采用曲軸、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，在各曲軸的外端分別裝有排氣凸輪，該凸輪經(jīng)頂桿和搖臂帶動所對應(yīng)的作功汽缸的排氣門。
在采用曲軸、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)后，在輸出軸上的中心錐齒輪與各曲軸上的錐齒輪齒數(shù)相同，同時在作功缸體上均布四個作功汽缸時，相應(yīng)的四個繞輸出軸徑向布置的曲軸的外側(cè)向中心錐齒輪方向傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌?，讓各曲軸上的錐齒輪之間互不接觸。而在輸出軸上的中心錐齒輪的齒數(shù)是各曲軸上的錐齒輪的二倍時，相應(yīng)的設(shè)在壓氣閥盤上的半環(huán)進(jìn)氣口和出氣口所占的相位角度按1/2倍縮小，所形成的二套氣口各占180°的角度范圍；設(shè)在供氣閥盤上的供氣閥口形成兩個，并相隔180°角分開布置。
本發(fā)明的缸體固體、空間傳輸機(jī)構(gòu)傳動中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)因只把作功汽缸的排氣門制成的升降式氣門，其它汽缸都采用轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)，這使機(jī)體的結(jié)構(gòu)相對簡單；所采用的空間傳輸機(jī)構(gòu)不僅包括擺盤傳動機(jī)構(gòu)，還包括徑向布置的曲軸、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)，從而豐富了發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)類型、使不同結(jié)構(gòu)類型的發(fā)動機(jī)具有不同的使用特點(diǎn)。為適應(yīng)所使用的不同氣體、液體及固體燃料，可相應(yīng)配置不同結(jié)構(gòu)的燃燒室或燃燒爐，這一特點(diǎn)擴(kuò)展了發(fā)動機(jī)的燃料適應(yīng)范圍，實際中，可發(fā)展出一種能使用多種固體燃料的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、動力源和船舶等領(lǐng)域的全新動力裝置。另外，用一個燃燒室或燃燒爐向全部作功汽缸提供作功燃?xì)猓粌H使燃燒過程更容易集中控制，而且通過設(shè)置循環(huán)泵，所進(jìn)行的連續(xù)燃燒過程也有利于減少排氣中污染物的含量。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1、是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)基本實施方式的剖視圖。
圖2、是在圖1中壓氣汽缸基礎(chǔ)上增設(shè)由出氣單向閥控制的出氣口結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3、是圖1中供氣閥盤和作功汽缸的局部放大剖視圖。
圖4、沿圖3中C-C線的剖視圖。
圖5、沿圖1中A-A線的剖視圖。
圖6、沿圖1中B-B線的剖視圖。
圖7和圖8是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的工作過程原理圖。
圖7中①進(jìn)氣過程 ②壓縮排出過程 ③中間冷卻過程圖8中④回?zé)徇^程 ⑤燃燒作功過程 ⑥排氣過程圖9、是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)采用雙擺盤傳動機(jī)構(gòu)的實施方式剖視圖。
圖10、是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)采用錐齒輪傳動、曲軸徑向布置實施方式的剖視圖。
圖11、是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的另一種采用錐齒輪傳動、曲軸徑向布置實施方式的剖視圖。
圖12、沿圖11中D-D線的剖視圖。
發(fā)明實施方式 圖1所示的是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的基本實施方式，圖2至圖6是圖1中各不同結(jié)構(gòu)剖視及示意圖。在圖1中，壓氣汽缸16設(shè)在左側(cè)的壓氣缸體15上，作功汽缸64設(shè)在右側(cè)的作功缸體62上，所設(shè)的壓氣汽缸和作功汽缸都是繞輸出軸84呈環(huán)形排列，壓氣缸體15和作功缸體64以對置的形式設(shè)在帶動輸出軸84的空間傳輸機(jī)構(gòu)83兩側(cè)。在這里，空間傳輸機(jī)構(gòu)采用的是擺盤傳動裝置，擺盤94通過軸承97傾斜安裝在輸出軸84的斜軸頸92上。壓氣汽缸16中的壓氣活塞26經(jīng)連桿27和球頭28與擺盤94的左側(cè)相連，作功汽缸64中的動力活塞74通過連桿75和球頭76與擺盤94的右側(cè)相連。在擺盤94朝向作功缸體62的一側(cè)設(shè)有錐齒輪95，相應(yīng)的在作功缸體上設(shè)有錐齒輪63，兩錐齒輪數(shù)相同，以構(gòu)成擺盤94的約束機(jī)構(gòu)。裝有擺盤的輸出軸84穿過壓汽缸體15從左側(cè)向外伸出，另一端伸進(jìn)右側(cè)的作功缸體62。
在本發(fā)明的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，除作功汽缸采用升降式氣門進(jìn)行排氣外，其它各汽缸都采用轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)。在壓氣汽缸16中，為形成轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)，在缸蓋17上設(shè)有通氣口18，而在靠壓氣缸體外側(cè)輸出軸84上的相應(yīng)位置設(shè)有能遮擋住通氣口18的壓氣閥盤85，在壓氣閥盤上面設(shè)有半環(huán)進(jìn)氣口89和出氣口90，半環(huán)進(jìn)氣口89的另一側(cè)與外端蓋30上相對應(yīng)的進(jìn)氣環(huán)道31連通。在壓氣閥盤85隨輸出軸84轉(zhuǎn)動時，在壓氣汽缸16進(jìn)氣過程中，壓氣汽缸的通氣口18與壓氣閥盤上的半環(huán)進(jìn)氣口89溝通，外界的空氣可沿外端蓋30上的進(jìn)氣環(huán)道31經(jīng)相通的半環(huán)進(jìn)氣口89從通氣口18進(jìn)入壓氣汽缸。在壓氣汽缸16進(jìn)行壓縮排出過程中，壓氣汽缸的通氣口18與壓氣閥盤85上的出氣口90溝通，壓氣汽缸內(nèi)被壓縮到一定程度的壓縮空氣這時可經(jīng)通氣口18進(jìn)入已溝通的壓氣閥盤上的出氣口90，因出氣口90與設(shè)在壓氣閥盤85和輸出軸84內(nèi)的出氣管路91連通，該出氣管路從輸出軸上向外通出后，與外圍所設(shè)的通氣座內(nèi)壁上的通氣環(huán)槽22連通，通氣環(huán)槽再經(jīng)管路23和中間冷卻器24與副缸體44的固定內(nèi)軸56上的充氣閥口58連通，所以進(jìn)入出氣口90的壓縮空氣在經(jīng)中間冷卻器24變成低溫壓縮空氣后，便會流向副缸體44的充氣閥口58。在具體實施中，壓氣汽缸的通氣口18所占開口角度能滿足進(jìn)氣時的流通截面即可，相配合的壓氣閥盤85上的半環(huán)進(jìn)氣口89和出氣口90各自所處的角度位置和所占的開口角度要滿足一般氣泵的運(yùn)行特性。
在壓氣汽缸的壓氣閥盤85上所設(shè)的出氣口90有著固定的開口角度，雖然這一角度被設(shè)計成能適應(yīng)大部分功率及轉(zhuǎn)速狀態(tài)，但實際中，為增加輸出功率或回收剎車能量(車用時)而通過增壓等方式額外增加進(jìn)氣量時，固定的出氣口開口角便無法適應(yīng)這種狀態(tài)。為此，可采用圖2中所示的結(jié)構(gòu)，在壓氣汽缸16的缸蓋17上再增設(shè)帶出氣單向閥21的提前出氣口20，該出氣口經(jīng)出氣單向閥與通向中間冷卻器的管路23連通。這樣，當(dāng)壓氣汽缸16額外增加進(jìn)氣量后，被壓氣活塞26壓縮的壓縮空氣提前達(dá)到出氣壓力時，多吸進(jìn)的空氣便會沖開出氣單向閥21，先從提前出氣口20進(jìn)入通向中間冷卻器的管路23，在壓氣閥盤85上的出氣口90轉(zhuǎn)到與壓氣汽缸的通氣口18溝通位置后，汽缸內(nèi)的大部分壓縮空氣便會經(jīng)阻力更小的通氣口18和出氣口90進(jìn)入與中間冷卻器連通的管路23，這時出氣單向閥21在彈簧作用下隨后關(guān)閉，如圖2中下側(cè)壓氣汽缸16狀態(tài)所示。
作功汽缸64所進(jìn)行的排氣過程由升降式排氣門控制，如圖1所示，在作功汽缸64上設(shè)有排氣門71，作功汽缸經(jīng)排氣門71與裝有回?zé)崞?0的排氣管路78相連。為減少作功汽缸64的散熱損失，作功汽缸利用陶瓷隔熱層72進(jìn)行隔熱，并采用在汽缸內(nèi)壁上設(shè)置密封環(huán)70的密封方式。同時，也要讓陶瓷隔熱層72的下側(cè)邊緣與汽缸內(nèi)壁之間形成充氣環(huán)槽82，以便在動力活塞74快進(jìn)行完排氣過程、到開始作功過程之間的時間內(nèi)，由控制閥(圖中未畫)控制向充氣環(huán)槽82內(nèi)充入經(jīng)冷卻的低溫壓縮空氣，使其進(jìn)入動力活塞74與隔瓷隔熱層72之間的縫隙中，對動力活塞進(jìn)行冷卻；在使用固體燃料的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，也可吹走進(jìn)入縫隙內(nèi)的少量灰份，同時在作功過程開始后，還可阻止含有灰份的燃?xì)庀蚩p隙內(nèi)進(jìn)入。
向作功汽缸64內(nèi)進(jìn)入的作功燃?xì)庥奢敵鲚S84上所設(shè)的供氣閥盤122控制，供氣閥盤122設(shè)在輸出軸84上的與缸蓋65相對應(yīng)的位置，在作功汽缸的缸蓋65上設(shè)有面向供氣閥盤122而軸向開口的燃?xì)馔饪?7，供汽閥盤122通過其上相應(yīng)的側(cè)端面能遮擋住作功汽缸64的燃?xì)馔饪?7，在作功汽缸進(jìn)行作功過程時，如圖1中下側(cè)作功汽缸內(nèi)移到上止點(diǎn)的動力活塞74所示狀態(tài)，作功汽缸的燃?xì)馔饪?7可被供氣閥盤122側(cè)端面上設(shè)有的能提供作功燃?xì)獾墓忾y口125溝通，供氣閥盤122內(nèi)的主燃?xì)獾?26向內(nèi)沿燃?xì)夤苈吠ㄏ蚬忾y口125。
由于供氣閥盤122的主燃?xì)獾?26內(nèi)流通是高溫高壓作功燃?xì)猓瑸楸苊飧邷馗邏喝細(xì)獾臒崃可⑹?，同時也防止供氣閥盤受燃?xì)饧訜岫^熱，在主燃?xì)獾?26和通向供氣閥口125的燃?xì)夤苈穬?nèi)壁上都要設(shè)有陶瓷隔熱層130。對于供氣閥盤122與作功汽缸的缸蓋65之間的密封，可采用如圖3和圖4中所示的方案，在缸蓋65上的燃?xì)馔饪?7外圍設(shè)置二道密封環(huán)70即可。另外，為防止作功燃?xì)庋剌敵鲚S84向外泄漏，也要在靠供氣閥盤側(cè)的輸出軸84上設(shè)置密封環(huán)103。
在配合壓氣汽缸和作功汽缸所設(shè)的副缸45中，其內(nèi)的配氣活塞50把副缸分成大副缸46和小副缸48(被活塞桿51占用部分容積)，副缸45設(shè)在繞固定內(nèi)軸56轉(zhuǎn)動的副缸體44上并呈環(huán)形排列，副缸內(nèi)的配氣活塞50經(jīng)穿過缸蓋的活塞桿51、十字頭52和連桿53與傾斜布置的周轉(zhuǎn)斜盤54相連。周轉(zhuǎn)斜盤54直接固定在從動軸152的端部，從動軸經(jīng)其上的從動輪153、傳動帶154和輸出軸84上的主動輪155被帶動。因周轉(zhuǎn)斜盤54通過其上的錐齒輪55帶動副缸體44上的錐齒輪57，在周轉(zhuǎn)斜盤被帶動運(yùn)轉(zhuǎn)時，相應(yīng)的副缸體也隨之同速旋轉(zhuǎn)。在副缸體44轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)小副缸48的下通氣口49在轉(zhuǎn)到吸氣位置后，與固定內(nèi)軸56上的充氣閥口58溝通，在轉(zhuǎn)到排氣位置時，又與設(shè)在固定內(nèi)軸上的換氣出口59溝通。由圖1可見，換氣出口59經(jīng)固定內(nèi)軸中的管路向外通出、再經(jīng)管路79與排氣管路78內(nèi)的回?zé)崞?0連通，回?zé)崞鞯某鰵舛藙t經(jīng)管路81與副缸體外殼36側(cè)面的閥盤37上所設(shè)的熱氣進(jìn)口38連通。在閥盤37上還設(shè)有相應(yīng)的熱氣出口40。當(dāng)大副缸46隨副缸體轉(zhuǎn)到吸氣位置時，大副缸的上通氣口47與閥盤37上的熱氣進(jìn)口38溝通，在大副缸46內(nèi)的配氣活塞50向上止點(diǎn)移動完成二次壓縮、轉(zhuǎn)到熱氣排出位置時，大副缸46的上通氣口47又與閥盤上的熱氣出口40溝通，以便讓配氣活塞50把大副缸內(nèi)的熱壓縮空氣經(jīng)溝通的上通氣口47和熱氣出口40壓出大副缸，經(jīng)供氣管路61流向所設(shè)的燃燒室132進(jìn)行燃燒。
側(cè)閥盤37上的熱氣進(jìn)口38和熱氣出口40所占的角度如圖5所示，在大副缸內(nèi)的配氣活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)行時，從a角度處開始到b處為止，大副缸46(虛線所示)的上通氣口47與熱氣進(jìn)口38處于溝通狀態(tài)，讓被回?zé)崞骷訜崃说臒釅嚎s空氣能進(jìn)入大副缸。在b-c角度范圍內(nèi)，是大副缸內(nèi)的配氣活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)方向運(yùn)行，對已吸入的熱壓縮空氣進(jìn)行二次壓縮。當(dāng)被壓縮的熱壓縮空氣達(dá)到與燃燒室及相連通的高壓管路內(nèi)的壓力相同時，所設(shè)的熱氣出口40也從C角度處開啟，以便讓大副缸46(虛線所示)中的配氣活塞在c-d角度范圍內(nèi)把熱壓縮空氣壓出大副缸。d-a間的距離范圍是間隔角m，大副缸的上通氣口47所占角度小于間隔角m，以防止熱氣出口40中的作功燃?xì)饨?jīng)上通氣口47向熱氣進(jìn)口38泄漏。另外，因功率變化和進(jìn)氣量增加而使大副缸內(nèi)的熱壓縮空氣提前達(dá)到規(guī)定壓力時，為避免配氣活塞對熱壓縮空氣進(jìn)行不必要的壓縮，在閥盤37上的熱氣出口40之前位置增設(shè)有適當(dāng)數(shù)量的熱氣提前出口41，所增設(shè)的熱氣提前出口分別經(jīng)出氣單向閥42與熱氣出口的供氣管路61連通，以便讓超過壓力的熱壓縮空氣能從所增設(shè)的熱氣提前出口41經(jīng)出氣單向閥42進(jìn)入供氣管路61。圖中依次增設(shè)了兩個熱氣提前出口41，以適應(yīng)較大的壓力變化范圍。
設(shè)在副缸體固定內(nèi)軸56上的充氣閥口58和換氣出口59所占角度如圖6所示，由于小副缸48在吸氣、排氣過程中不對壓縮空氣進(jìn)行壓縮，充氣閥口58和換氣出口59所占的開口角度較大，可使換氣過程更流暢的進(jìn)行。但小副缸48的下通氣口49所占角度要略小于固定內(nèi)軸56上充氣閥口58和換氣出口59之間的間隔距離，以防止兩氣口之間相互竄氣。
對于熱氣出口40之外所設(shè)的燃燒室或燃燒爐等燃燒裝置，因使用的氣體、液體或固體燃料不同，其燃燒裝置的差別也很大。最簡單的方式是讓熱氣出口40經(jīng)供氣管路61和帶燃料噴射器134的燃燒室132直接與供氣閥盤122上的主燃?xì)獾?26連通，但在這種布置中，如供氣閥盤122上的供氣閥口125不能同時溝通兩個作功汽缸64的燃?xì)馔饪?7時，會使進(jìn)入燃燒室的壓縮空氣只能以流動、停頓、流動的間斷流動方式通過燃燒室，這就要求燃料噴射器134也能配合氣體的間斷流動方式噴射燃料，并在燃燒室內(nèi)進(jìn)行間斷式燃燒。為減少燃燒過程中污染物的產(chǎn)生，讓燃燒室內(nèi)的燃燒過程能連續(xù)進(jìn)行，在圖1的實施方式中增設(shè)了循環(huán)泵136，其結(jié)構(gòu)布置由圖可見，閥盤37上的熱氣出口40經(jīng)供氣管路61后分成兩股，一股經(jīng)循環(huán)泵136和通氣管138與帶燃料噴射器134的燃燒室132相連通，燃燒室132伸進(jìn)供氣閥盤122上的主燃?xì)獾?26內(nèi)。另外，在燃燒室132的出口處對應(yīng)位置，主燃?xì)獾?26的部分區(qū)段向外擴(kuò)張形成回流區(qū)128，出供氣管路61的另一股管路145經(jīng)燃燒室132與主燃?xì)獾?26之間形成的外圍通氣道129與回流區(qū)128連通。這樣，在燃燒室132連續(xù)燃燒而產(chǎn)生作功燃?xì)鈺r，當(dāng)供氣閥盤122上的供氣閥口125與作功汽缸64的燃?xì)馔饪?7溝通時，如圖1中下側(cè)作功汽缸所示狀態(tài)，燃燒室132產(chǎn)生的作功燃?xì)獗銜M(jìn)入作功汽缸推動其內(nèi)的動力活塞74下行作功。當(dāng)供氣閥盤的供氣閥口125轉(zhuǎn)過作功汽缸的燃?xì)馔饪?7時，燃室產(chǎn)生的作功燃?xì)鈺簳r流向回流區(qū)128，而在供氣閥口125又與燃?xì)馔饪?7溝通時，從燃燒室132流出的和儲存在回流區(qū)128的作功燃?xì)夤餐M(jìn)入作功汽缸64。循環(huán)泵136的輸氣量與輸出軸84的轉(zhuǎn)速相對應(yīng)，未被循環(huán)泵吸入的氣體作為二次空氣經(jīng)另一股管路流向燃燒室出口處的回流區(qū)128。
在圖1所示的采用擺盤94傳動機(jī)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，各作功汽缸64的排氣門71是由裝在通氣管138上的排氣凸輪140進(jìn)行控制的，由圖可見，輸出軸84經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動套裝在通氣管138上的從動輪139與輸出軸保持同速同向轉(zhuǎn)動，在從動輪的內(nèi)側(cè)設(shè)有控制排氣門的排氣凸輪140，該凸輪分別依次經(jīng)相應(yīng)的頂桿142和搖臂143帶動相應(yīng)的作功汽缸64上的排氣門71。因全部作功汽缸的排氣門只用一個排氣凸輪140循環(huán)控制，相應(yīng)簡化了排氣門的控制機(jī)構(gòu)。
以上對圖1中本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的基本實施方式進(jìn)行了詳細(xì)的說明，圖7和圖8是根據(jù)圖1中基本實施方式所描繪的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的工作過程原理圖。圖7和圖8所示的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)的工作過程包括進(jìn)氣、壓縮排出、中間冷卻、回?zé)?、燃燒作功和排氣六個熱力循環(huán)過程。
一、進(jìn)氣過程，如圖7①所示，當(dāng)輸出軸上的擺盤94使壓氣汽缸16內(nèi)的壓氣活塞26從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，同時也讓旋轉(zhuǎn)的壓氣閥盤85上的半環(huán)進(jìn)氣口89把壓氣汽缸16與外端蓋上的環(huán)形氣道31溝通時，即圖7①中下側(cè)壓氣汽缸16所示狀態(tài)，外界的空氣沿箭頭1所示方向經(jīng)半環(huán)進(jìn)氣口89進(jìn)入壓氣汽缸16，讓壓氣汽缸進(jìn)行進(jìn)氣過程。壓氣活塞26移到下止點(diǎn)后，半環(huán)進(jìn)氣口89也轉(zhuǎn)過所對應(yīng)的壓氣汽缸16，進(jìn)氣過程結(jié)束。
二、壓縮排出過程，如圖7②所示，進(jìn)氣過程結(jié)束后，壓氣閥盤85上的半環(huán)進(jìn)氣口也轉(zhuǎn)過所對應(yīng)的壓氣汽缸，而其中的壓氣活塞被擺盤94帶動離開下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)行，壓縮吸進(jìn)壓氣汽缸16中的壓縮空氣。當(dāng)空氣被壓縮到與中間冷卻器24內(nèi)的壓縮空氣壓力相同時，壓氣閥盤85上的出氣口90也轉(zhuǎn)到與該壓氣汽缸相對應(yīng)的溝通位置(圖7②中上側(cè)壓氣汽缸所示狀態(tài))，向上止點(diǎn)運(yùn)行的壓氣活塞26便把壓氣汽缸內(nèi)的壓縮空氣沿箭頭2所示方向經(jīng)壓氣閥盤上的出氣口90向外排出，再沿箭頭3方向流向中間冷卻器24。壓氣閥盤上的出氣口90轉(zhuǎn)過壓氣汽缸16后，壓縮排出過程結(jié)束。
三、中間冷卻過程，如圖7③所示，被排出壓氣汽缸的壓縮空氣沿箭頭3方向流過中間冷卻器24后，壓縮空氣的壓縮熱被中間冷卻器導(dǎo)致外界，使壓縮后的壓縮空氣溫度和壓氣相應(yīng)降低，讓壓氣活塞所消耗的壓縮功也相應(yīng)減少。在副缸體44的小副缸48轉(zhuǎn)到與固定內(nèi)軸56上的充氣閥口58溝通位置而進(jìn)行吸氣時，流過中間冷卻器24的低溫壓縮空氣便沿箭頭4方向經(jīng)開通的充氣閥口58隨配氣活塞50進(jìn)入小副48，然后中間冷卻過程結(jié)束。
四、回?zé)徇^程，如圖8④所示，當(dāng)副缸體44的小副缸48轉(zhuǎn)到與固定內(nèi)軸56上的熱氣出口59溝通位置而進(jìn)行排氣，同時大副缸46也轉(zhuǎn)到與側(cè)閥盤37上的熱氣進(jìn)口38溝通位置而進(jìn)行吸氣后，隨著配氣活塞50向小副缸方向的運(yùn)行，從小副缸48排出的低溫壓縮空氣沿箭頭5方向流向回?zé)崞?0，而被回?zé)崞魍饷娓邷嘏艢饧訜崃说臒釅嚎s空氣沿箭頭6方向進(jìn)入大副缸46。在大副缸46和小副缸48轉(zhuǎn)過相應(yīng)的熱氣進(jìn)口38和換氣出口59后，回?zé)徇^程結(jié)束。
回?zé)徇^程中，因小副缸48的部分容積被活塞桿51占用，小副缸的容積相應(yīng)小于大副缸46，讓回?zé)崞?0內(nèi)被加熱了的熱壓縮空氣能在大副缸46中相應(yīng)膨脹，其壓力并不上升，使回?zé)崮茉诘葔籂顟B(tài)中進(jìn)行，因等壓狀態(tài)使進(jìn)入回?zé)崞鞯牡蜏貕嚎s空氣不會發(fā)生壓力變化而升溫，仍能被快流出回?zé)崞鞯臏囟纫呀档偷呐艢饧訜幔屌艢鉄崃磕鼙换責(zé)崞骰疚M。由于排氣溫度通?？蛇_(dá)到500℃-600℃，從中間冷卻器來的低溫壓縮空氣被回?zé)崞骷訜岷?，其溫度升幅可達(dá)到300℃-400℃，所吸收的排氣熱量將在作功過程中轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿ο蛲廨敵?，直接提高了發(fā)動機(jī)的循環(huán)熱效率。因中間冷卻可減少壓氣活塞壓縮功的消耗，而回?zé)嵊肿屟h(huán)的熱效率直接提高，因此，本發(fā)明的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)在進(jìn)行完中間冷卻和回?zé)徇^程后，將使發(fā)動機(jī)的熱效率大幅度提高。
五、燃燒作功過程，如圖8⑤所示，上述回?zé)徇^程結(jié)束后，配氣活塞50開始對進(jìn)入大副缸46內(nèi)的熱壓縮空氣進(jìn)行二次壓縮，當(dāng)熱壓縮空氣被壓縮到其力與燃燒室132內(nèi)的壓力相等時，大副缸46也轉(zhuǎn)到圖8⑤所示的與側(cè)閥盤37上的熱氣出口40相溝通位置，讓配氣活塞50把大副缸內(nèi)的熱壓縮空氣排出大副缸，沿箭頭7所示方向流向燃燒室132，與燃料噴射器134噴出的燃料混合燃燒，所形成的高溫高壓作功燃?xì)庠诠忾y盤122上的供氣閥口125轉(zhuǎn)到應(yīng)進(jìn)行作功的作功汽缸64位置后，沿箭頭12方向經(jīng)供氣閥口進(jìn)入作功汽缸64，推動其內(nèi)的動力活塞74下行作功，動力活塞所受到的作用力經(jīng)連桿75傳給擺盤94，再通過輸出軸84向外輸出。
動力活塞74行到下止點(diǎn)后，燃燒作功過程結(jié)束。
六、排氣過程，如圖8⑥所示，在作功汽缸64內(nèi)的動力活塞移到下止點(diǎn)完成燃燒作功過程后，又將向上止點(diǎn)移動開始進(jìn)行排氣過程，這時相應(yīng)的排氣門71也被凸輪控制開啟，讓動力活塞74把作功汽缸內(nèi)作功后的高溫廢氣經(jīng)排氣門向外排出，沿箭頭13方向流向回?zé)崞?0，加熱回?zé)崞鲀?nèi)的低溫壓縮空氣，讓排氣中的熱量被充分回收。動力活塞74移到上止點(diǎn)后，排氣門71關(guān)閉，排氣過程結(jié)束。
由于壓氣汽缸和作功汽缸是繞輸出軸84呈形排列的，壓氣汽缸16所進(jìn)行的進(jìn)氣和壓縮排出過程、作功汽缸64所進(jìn)行的作功和排氣過程都是隨輸出軸的轉(zhuǎn)動方向依次循環(huán)進(jìn)行的，而對各汽缸中所進(jìn)行的工作過程描述也僅以處在上側(cè)或下側(cè)位置的汽缸工作狀態(tài)為參照。由于作功汽缸64內(nèi)的動力活塞74每進(jìn)行一次上下往復(fù)移動都有一次作功過程，動力活塞是以二沖程方式工作的。另外，環(huán)形布置的作功汽缸64也使輸出軸84在180°范圍內(nèi)被作功驅(qū)動力作用，并且這部分作功驅(qū)動力還帶動著輸出軸84同向同速旋轉(zhuǎn)。
圖9示出的是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)采用雙擺盤對置傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方式，由于圖1實施方式中的擺盤在擺動時會產(chǎn)生很大的不平衡力，為使擺盤的不平衡力能被平衡，在圖9的布置方式中，壓氣汽缸16內(nèi)的壓氣活塞26經(jīng)連桿27與另設(shè)的通過軸承傾斜安裝在輸出軸84上的壓氣擺盤98相連，所設(shè)的壓氣擺盤98與被作功汽缸64作用的擺盤94反向傾斜對置布置，使擺盤94的不平衡力能被所設(shè)的壓氣擺盤98抵消。由于壓氣汽缸的最大工作壓力相對較低，所設(shè)的壓氣活塞26、連桿27和壓氣擺盤98通常也被制作得相對輕便，使擺盤98所產(chǎn)生的總的不平衡力不足以平衡右側(cè)擺盤94的不平衡力，為此，在壓氣擺盤98上還設(shè)有較大直徑的配重環(huán)102。圖9中壓氣擺盤98和擺盤94分別通過各自的拉桿104和拉桿105與外殼14內(nèi)的銷座106相連，以構(gòu)成擺盤的約束機(jī)構(gòu)。在壓氣擺盤98與擺盤94之間還設(shè)有通過軸承支撐著輸出軸84的傘形支撐內(nèi)板35，從而使機(jī)體的結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)。
圖10是本發(fā)明中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)采用錐齒輪傳動、曲軸徑向布置的結(jié)構(gòu)方式，與上述實施方式中的擺盤傳動機(jī)構(gòu)不同，在這種結(jié)構(gòu)布置中，壓氣汽缸16和作功汽缸64以對置方式分別設(shè)在繞輸出軸84徑向布置的曲軸112兩側(cè)，壓氣汽缸的壓氣活塞26和作功汽缸中的動力活塞74分別通過各自的連桿27和75與相應(yīng)的曲軸112相連。在所設(shè)的各曲軸112內(nèi)端設(shè)有錐齒輪110，錐齒輪110又分別與輸出軸84上的中心錐齒輪109相嚙合，以使環(huán)形布置的各作功汽缸所產(chǎn)生的動力能被輸出軸向外輸出。在圖10中的實施方式中，輸出軸84上的中心錐齒輪109與各曲軸112上的錐齒輪110具有相同的齒數(shù)，在這種傳動布置方式中，最多只能設(shè)四個作功汽缸和四個壓氣汽缸，并且在作功缸體62上均布四個作功汽缸64時，相應(yīng)的四個繞輸出軸徑向布置的曲軸112的外側(cè)還要向中心錐止輪109方向傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌龋员阕尭髑S上的錐齒輪110之間互不接觸，防止各齒輪間產(chǎn)生自鎖不能轉(zhuǎn)動。由于各曲軸112的傾斜布置，也相應(yīng)的使壓氣汽缸和作功汽缸隨之傾斜設(shè)置。在只設(shè)三個徑向布置的曲軸112時，因各曲軸上的錐齒輪110具有了足夠的安裝空間，所設(shè)的曲軸112便可與輸出軸84保持垂直，相應(yīng)的壓氣汽缸16和作功汽缸64也與輸出軸84平行布置。采用三或四個作功汽缸，只相當(dāng)于六或八缸普通四行程內(nèi)燃機(jī)，因此圖10中的結(jié)構(gòu)類型適合制成中小功率的動力裝置。
采用曲軸、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)后，為能控制作功汽缸的排氣門，如圖10中所示，在各曲軸112的外端分別裝有排氣凸輪118，該凸輪經(jīng)頂桿119和搖臂120帶動所對應(yīng)的作功汽缸64的排氣門71。圖10中的實施方式采用了不設(shè)循環(huán)泵的簡單管路系統(tǒng)，燃燒室132的出氣端直接伸在供氣閥盤122上的主燃?xì)馔ǖ?26中，這就要求燃料噴射器134能適應(yīng)燃燒室132內(nèi)間斷流動的氣流狀態(tài)，以有效控制燃燒過程中污染物的產(chǎn)生。另外，供氣閥盤122上的供氣閥口125設(shè)在了供氣閥盤的外圓面124上，而作功汽缸缸蓋65上的燃?xì)馔饪?7則向內(nèi)側(cè)徑向開口。當(dāng)供氣閥口125轉(zhuǎn)過作功汽缸64的燃?xì)馔饪?7后，供氣閥盤122的外圓面124便會封堵住燃?xì)馔饪?7，以防止進(jìn)入作功汽缸中的作功燃?xì)庑孤?br> 在圖11本發(fā)明的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)中，采用的也是錐齒輪傳動、曲軸繞輸出軸徑向布置的結(jié)構(gòu)方式，但與圖10中實施方式不同，輸出軸84上的中心錐齒輪109的齒數(shù)是各曲軸112上錐齒輪110的二倍，在這種錐齒輪傳動方案中，徑向布置的曲軸112通過其內(nèi)端的錐齒輪110減速帶動輸出軸84的中心錐齒輪109。由于所設(shè)的錐齒輪之間的傳動比發(fā)生了改變，相應(yīng)的設(shè)在壓氣閥盤85上的半環(huán)進(jìn)氣口和出氣口90所占的相位角度也按1/2倍縮小，所形成的兩套氣口如圖12所示，各占180°的角度范圍。同樣，設(shè)在供氣閥盤122上的供氣閥口125相應(yīng)的形成兩個，所占的相位角度也同時縮小，并相隔180°角分開布置。由于設(shè)置了兩個供氣閥口，作功時便會有兩個作功汽缸同時作功，為使動力輸出扭矩波動變化較小，應(yīng)采用較多數(shù)量的作功汽缸，但因受錐齒輪布置空間的限制，圖11中的結(jié)構(gòu)方案最多可設(shè)置六個作功汽缸(參看圖12中虛線位置布局所示)，相當(dāng)于十二缸普通四行程內(nèi)燃機(jī)。
圖11中的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)為使用固體燃料設(shè)置了相應(yīng)的燃燒爐148，采用燃燒爐后，閥盤37上的熱氣出口40經(jīng)供氣管路61后分成二股，一股經(jīng)循環(huán)泵136、帶固體燃料供給系統(tǒng)147的燃燒爐148、離心式除塵器149和燃?xì)夤苈?50與供氣閥盤122上的主燃?xì)獾?26連通，另一股管路145直接與燃?xì)夤苈?50連通。被大副缸排出的熱壓縮空氣也沿管路流向兩個方向，一股進(jìn)入循環(huán)泵136，另一股流向管路145，循環(huán)泵136把吸入的熱壓縮空氣沿箭頭9方向送入燃燒爐148與固體燃料146燃燒，所形成的能連續(xù)流動的作功燃?xì)庠谘丶^10方向通過離心式除塵器149時，有助于分離出作功燃?xì)庵兴幕曳荨．?dāng)進(jìn)入燃?xì)夤苈?50內(nèi)的作功燃?xì)庖蚬忾y盤122上的供氣閥口125未開啟而停頓下來時，從離心式除塵器流出的作功燃?xì)獗銜簳r進(jìn)入管路145，在供氣閥口125開通后，進(jìn)入管路145內(nèi)的作功燃?xì)庠偻瑥碾x心式除塵器149流出的作功燃?xì)庋丶^12共同流向供氣閥口125，進(jìn)入作功汽缸推動動力活塞74下行作功。
以上對本發(fā)明的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)不同結(jié)構(gòu)類型和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的說明，在和利用燃燒室或燃燒爐向作功汽缸提供作功燃?xì)鈺r，由于沒有普通內(nèi)燃機(jī)那種在上止點(diǎn)進(jìn)行的快速燃燒過程，通常燃?xì)獾淖罡邏毫Σ皇呛芨撸诎压忾y盤122上的供氣閥口125制成較大的開口角后，也會讓作功燃?xì)獾淖罡呷紵龎毫Υ蟠蟮陀谄胀ㄆ蜋C(jī)的最高燃燒壓力，因此，可把這種結(jié)構(gòu)的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)制作得相對輕便一些，使擺盤或曲軸所受的壓力相應(yīng)減少，也有利于延發(fā)動機(jī)的使用壽命。由于燃燒室及相應(yīng)的連通管路具有較大的內(nèi)部容積，在實際使用時會讓加速的響應(yīng)性相應(yīng)降低，所以本發(fā)明的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)適合用于加速性要求不要的車輛和動力源等，更適合作為船舶的動力裝置長時間運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種缸體固定、空間傳輸機(jī)構(gòu)傳動中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，它具有設(shè)在壓氣缸體(15)和作功缸體(62)上的繞輸出軸(84)環(huán)形排列的壓氣汽缸(16)和作功汽缸(64)，壓氣缸體(15)和作功缸體(62)以對置形式設(shè)在帶動輸出軸(84)的空間傳輸機(jī)構(gòu)(83)兩側(cè)，壓氣汽缸(16)中的壓氣活塞(26)和作功汽缸(64)中的動力活塞(74)分別通過各自的連桿與空間傳輸機(jī)構(gòu)的通過軸承傾斜安裝在輸出軸(84)上的擺盤(94)相連，或者通過各自的連桿與相應(yīng)的繞輸出軸(84)徑向布置的曲軸(112)相連，各曲軸內(nèi)端所設(shè)的錐齒輪(110)分別與輸出軸(84)上的中心錐齒輪(109)嚙合；輸出軸(84)穿過壓氣缸體(15)向外伸出，另一端伸進(jìn)作功缸體(62)，在作功汽缸(64)上設(shè)有排氣門(71)，作功汽缸經(jīng)排氣門(71)與裝有回?zé)崞?80)的排氣管路(78)相連，作功汽缸(64)利用陶瓷隔熱層進(jìn)行隔熱、并采用在汽缸內(nèi)壁上設(shè)置密封環(huán)的密封方式；所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)還包括副缸(45)和其內(nèi)的配氣活塞(50)，配氣活塞把副缸(45)分成大副缸(46)和小副缸(48)(被活塞桿占用部分容積)，副缸(45)設(shè)在繞固定內(nèi)軸(56)轉(zhuǎn)動的副缸體(44)上并呈環(huán)形排列，副缸內(nèi)的配氣活塞(50)經(jīng)穿過缸蓋的活塞桿(51)、十字頭(52)和連桿(53)與傾斜布置的周轉(zhuǎn)斜盤(54)相連，周轉(zhuǎn)斜盤直接固定在經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)被輸出軸(84)帶動的從動軸(152)的端部，本發(fā)明的特征是在壓氣汽缸(16)的缸蓋(17)上設(shè)有通氣口(18)，在靠壓氣缸體(15)外側(cè)的輸出軸(84)上相應(yīng)位置設(shè)有能遮擋住通氣口(18)的壓氣閥盤(85)，在壓氣汽缸(16)進(jìn)行進(jìn)氣和壓縮排出過程中，壓氣汽缸的通氣口(18)可分別被相對應(yīng)的壓氣閥盤(85)上所設(shè)的半環(huán)進(jìn)氣口(89)和出氣口(90)溝通，半環(huán)進(jìn)氣口(89)的另一側(cè)與外端蓋(30)上相對應(yīng)的進(jìn)氣環(huán)道(31)連通，出氣口(90)與設(shè)在壓氣閥盤(85)和輸出軸(84)內(nèi)的出氣管路(91)連通，該出氣管路從輸出軸向外通出，與外圍的通氣座內(nèi)壁上所設(shè)的通氣環(huán)槽(22)連通，通氣環(huán)槽再經(jīng)中間冷卻器(24)與副缸體(44)的固定內(nèi)軸(56)上所設(shè)的充氣閥口(58)連通；在作功汽缸(64)的缸蓋(65)上設(shè)有軸向開口(或向內(nèi)側(cè)徑向開口)的燃?xì)馔饪?67)，在輸出軸(84)上的與缸蓋(65)相對應(yīng)位置設(shè)有供氣閥盤(122)，供氣閥盤通過其上相應(yīng)的側(cè)端面(或外圓面)能遮擋住作功汽缸(64)的燃?xì)馔饪?67)，在作功汽缸進(jìn)行作功過程中，作功汽缸的燃?xì)馔饪?67)可被供氣閥盤(122)側(cè)端面(或外圓面)上所設(shè)的供氣閥口(125)溝通，供氣閥盤(122)內(nèi)的主燃?xì)獾?126)沿燃?xì)夤苈吠ㄏ蚬忾y口(125)；在副缸體(44)的大副缸(46)和小副缸(48)上分別設(shè)有上通氣口(47)和下通氣口(49)，副缸體被帶動運(yùn)轉(zhuǎn)時，小副缸(48)的下通氣口(49)在轉(zhuǎn)到吸氣位置后，與固定內(nèi)軸(56)上的充氣閥口(58)溝通，在轉(zhuǎn)到排氣位置時，又與設(shè)在固定內(nèi)軸(56)上的換氣出口(59)溝通，換氣出口經(jīng)固定內(nèi)軸內(nèi)的管路向外通出、與排氣管路(78)內(nèi)的回?zé)崞?80)連通，回?zé)崞鞯某鰵舛藙t與副缸體外殼(36)側(cè)面的閥盤(37)上所設(shè)的熱氣進(jìn)口(38)連通，在閥盤(37)上還設(shè)有相應(yīng)的熱氣出口(40)；當(dāng)大副缸(46)轉(zhuǎn)到吸氣位置時，大副缸的上通氣口(47)與閥盤(37)上的熱氣進(jìn)口(38)溝通，在大副缸(46)完成二次壓縮、轉(zhuǎn)到熱氣排出位置時，大副缸的上通氣口(47)又與閥盤(37)上的熱氣出口(40)溝通；熱氣出口(40)經(jīng)供氣管路(61)和帶燃料噴射器(134)的燃燒室(132)與供氣閥盤(122)上的主燃?xì)獾?126)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是在壓氣汽缸(16)的缸蓋(17)上增設(shè)帶出氣單向閥(21)的提前出氣口(20)，該出氣口經(jīng)出氣單向閥與通向中間冷卻器(14)的管路(23)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是在閥盤(37)上的熱氣出口(40)之前位置增設(shè)適當(dāng)數(shù)量的熱氣提前出口(41)，所增設(shè)的熱氣提前出口分別經(jīng)出氣單向閥(42)與熱氣出口的供氣管路(61)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是閥盤(37)上的熱氣出口(40)經(jīng)供氣管路(61)后分成兩股，一股經(jīng)循環(huán)泵(136)和通氣管(138)與帶燃料噴射器(134)的燃燒室(132)相連通，該燃燒室伸進(jìn)供氣閥盤(122)上的主燃?xì)獾?126)內(nèi)，在燃燒室(132)的出口對應(yīng)位置，主燃?xì)獾?126)的部分區(qū)段向外擴(kuò)張形成回流區(qū)(128)，另一股經(jīng)燃燒室(132)與主燃?xì)獾?126)之間形成的外圍通氣道(129)與回流區(qū)(128)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是閥盤(37)上的熱氣出口(40)經(jīng)供氣管路(61)后分成兩股，一股經(jīng)循環(huán)泵(136)、帶固體燃料供給系統(tǒng)的燃燒爐(148)、離心式除塵器(140)和燃?xì)夤苈?150)與供氣閥盤(122)上的主燃?xì)獾?126)連通，另一股直接與燃?xì)夤苈?150)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是在采用擺盤傳動機(jī)構(gòu)時，輸出軸(84)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動套裝在通氣管(138)上的從動輪(139)同向同速轉(zhuǎn)動，在從動輪(139)的內(nèi)側(cè)設(shè)有排氣凸輪(140)，該凸輪可分別依次經(jīng)相應(yīng)的頂桿(142)和搖臂(143)帶動相應(yīng)的作功汽缸(64)上的排氣門(71)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是壓氣汽缸(16)內(nèi)的壓氣活塞(26)經(jīng)連桿(27)與另設(shè)的通過軸承傾斜安裝在輸出軸(84)上的壓氣擺盤(98)相連，壓氣擺盤(98)與擺盤(94)反向傾斜對置布置，在壓氣擺盤(98)上設(shè)有較大直徑的配重環(huán)(102)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是在采用曲軸、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)時，在各曲軸(112)的外端分別裝有排氣凸輪(18)，該凸輪經(jīng)頂桿(119)和搖臂(120)帶動所對應(yīng)的作功汽缸的排氣門(71)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是輸出軸(84)上的中心錐齒輪(109)與各曲軸(112)上的錐齒輪(110)齒數(shù)相同，在作功缸體(62)上均布四個作功汽缸(64)時，相應(yīng)的四個繞輸出軸徑向布置的曲軸(112)的外側(cè)向中心錐齒輪(109)方向傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌?，讓各曲軸上的錐齒輪(110)之間互不接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，其特征是輸出軸(84)上的中心錐齒輪(109)的齒數(shù)是各曲軸(112)上的錐齒輪(110)的二倍，相應(yīng)的設(shè)在壓氣閥盤(85)上的半環(huán)進(jìn)氣口(89)和出氣口(90)所占的相位角度按1/2倍縮小，所形成的二套氣口各占180°的角度范圍；設(shè)在供氣閥盤(122)上的供氣閥口(125)形成兩個，并相隔180°角分開布置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種缸體固定、空間傳輸機(jī)構(gòu)傳動中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)，包括繞輸出軸84環(huán)形排列的壓氣汽缸16和作功汽缸64，所設(shè)的副缸45設(shè)在繞固定內(nèi)軸56轉(zhuǎn)動的副缸體44上并呈環(huán)形排列，副缸45通過連接管路與壓氣汽缸16、中間冷卻器24、回?zé)崞?0和作功汽缸64的相互連接，構(gòu)成了高效的中冷回?zé)釀恿ρb置。因只有作功汽缸采用了升降式排氣門，其它汽缸都采用的是轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)，這使發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)相應(yīng)簡化。在本發(fā)明中，通過設(shè)置不同的燃燒室或燃燒爐，便可使用不同的氣體、液體或固體燃料，從而擴(kuò)大了發(fā)動機(jī)的燃料使用范圍，本發(fā)明的中冷回?zé)醿?nèi)燃機(jī)可制成不同功率的動力裝置，適用于車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械和船舶等領(lǐng)域。
文檔編號F02B29/04GK101089377SQ20061008692
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者韓培洲 申請人:韓培洲