CN109958490A - 托瓦旋转配气发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种托瓦旋转配气的发动机其结构是发动机旋转轴体植入托瓦以弹性材料为托衬，上端使用耐磨材料可以是金属或非金属制成，用托瓦托住旋转配气轴，当配气结束行程时行程密闭，周而复始进行气体交换。气轴选用双层内外壁中间空体形成空腔设计，中间空体空腔可注入冷却介质并循环带走热量，满足高温高压苛刻工况环境要求。
Description
技术领域
本发明涉及发动机领域，特别是涉及一种具有托瓦旋转配气发动机。
背景技术
目前，公知的内燃机其进/排气是由凸轮轴顶起顶杆，压缩摇臂弹簧使气门杆向下或向上张开/关闭进行配气。进气、排气均由各独立的通道来完成。进气阀密封度由压力弹簧的压力而决定的，所以为了密封严密，弹簧压力理论设计的越大越好，结果开启气阀消耗了大量有功功率，为了有效的关闭，高速无误动作又增加了反方向绕制的双弹簧。每增加弹簧都要增加功率消耗，（减少功率输出增加燃料无功消耗：白烧油不出力）由于进排气的不畅，阻止了有效功率的输出。这种设计缺陷使现有内燃机60%有效功率基本内耗掉，而实际可输出的功率只有理论热值功27-31.5%。
发明内容
将现有复杂的由凸轮轴、顶杆、摇臂、气门等诸多零件精加工组成的进排气系统，构思设计为旋转的具有托瓦旋转配气的发动机。由于进排气通道的畅通，它可以将现有的燃料燃烧热值有效利用，使其燃爆膨胀力得到充分发挥作用，输出功率较现有的内燃机提高约3-5%。本发明是在发明人先前发明的旋转配气发动机的旋转轴上，增加弹性可上下移动的托瓦，构成具有托瓦的旋转配气发动机。本发明构思是以圆周无终极止点进行托瓦密封与通透的极端运用，而形成的一种新型结构的内燃机，其结构是将一圆形旋转轴体的部位，植入托瓦以弹性材料为托衬上端使用耐磨材料可以是金属或非金属制成，用托瓦托住旋转配气轴，在旋转配气轴旋转到开口处进行行程配气，当配气结束时行程密闭，周而复始进行气体交流完成配气循环。根据曲轴旋转与活塞行程的冲程角度，可在适当圆周面上决定进排气开口大小与位置，并且在不需要进排气时由托瓦良好密闭漏气，使爆燃的燃料膨胀的热能充分得以利用。选用双层内外壁中间空体形成空腔设计，中间空体空腔可注入冷却介质并循环带走热量，这样就可使用一般常规材料满足高温高压苛刻环境要求，外壁要满足高压气体工况，内壁排气管需满足一定的耐温耐氧化要求，进气管则无耐温要求，外壁可设计为管形，气缸与气缸之间设计出多道沟槽以密封互不串气。汽油机进气为具有一定空燃比或普通的空气，柴油机则是纯净饱和空气。
旋转轴体配气一端与定时齿轮系统连接，另一端与进排气系统连接。排气通过消音净化系统排入大气。
旋转轴体两端同时还要具有内中空空腔可注入冷却介质循环流动的出入口，并把出入口制造成液泵体，泵轮与外壳体形成液泵系，再与散热器连接构成完整的自循环冷却系统，旋转配气轴内腔泵轮推动内液循环。可省去现有内燃机的独立水泵，进一步减少制造成本与重量及材料消耗缩小体积。
旋转轴体两端出入口不制造成液泵系，可直接使用发动机的冷却循环系统，只设计成冷却介质循环通道。
旋转轴体两端内中空空腔设计为与外界直通的出入通道，以空气为流动介质散热。轴流强制排风散热。透平机机理散热。
附图说明
图1是本发明的托瓦旋转配气发动机。
图1中 1.托瓦，2.托衬，3.轴外壁，4.进气轴冷却通道，5.轴内壁，6.内托瓦，7.内托衬，8.气缸冷却通道，9.缸壁，10.缸筒，11.点火喷油位，12.瓦盖，13.耐温内托瓦，14.气道，15.耐温托瓦，16活塞，17.连杆，18.曲轴，19曲轴座，20.排气轴冷却介质通道，21.排气轴外壁，22.排气轴内壁，23.耐温内托衬，24.耐温托衬，25.瓦盖瓦。
图2中 1.气轴锁紧,2.气轴输出,3.固定外壳,4.气轴叶轮,5.输出轴,6.气轴内腔,7.气道,8.密封环,9.叶轮锁紧,10.密封轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。在图1中，托瓦（1）内托瓦（6）裹着进气轴外壁（3），托衬（2）内托衬（7）用以托起托瓦使之与轴外壁紧密贴合可转动又密不透气，确保气缸内由控燃位（11）点燃或喷油爆燃的气体不外泄泻推动活塞（16）经连杆（17）驱使曲轴（18）绕曲轴座 (19)做以固定点为圆心的圆周旋转运动，输出燃烧的热值功，废气由气道（14）送入消音器再经净化排入大气，燃料燃烧温度约在1773—2733K（1500—2500℃）为使旋转配气轴及缸体不被烧毁，进气轴外壁（3）与进气轴内壁（5）中间设计成空腔体构成气轴冷却介质通道（4），排气轴外壁（21）排气轴内壁（22）中间设计成空腔体构成排气轴冷却介质通道（20），耐温托瓦（15）耐温内托瓦（13）是用来裹着排气轴外壁（21），耐温托衬（24）耐温内托衬（23）用以托起耐温托瓦使之与排气轴外壁紧密贴合可转动又密不透气，用于旋转排气轴密封，排气轴冷却介质通道（20）、气缸冷却介质通道（8）、进气轴冷却介质通道（4）、充满冷却介质经散热器循环泵形成循环散热系完成热置换，旋转配气轴外壁直接与燃烧汽缸接触高温高压气体,固设有排气轴耐热、耐磨、耐压的外壁层（21）、进气轴耐热、耐磨、耐压外壁层（3）要用耐磨耐热双重性能的材料或渗碳、石墨瓦等确保性能需要，排气轴耐热内壁（22）不考虑耐磨性只考虑表面耐热及冷却介质循环压及排气最大瞬间压力值，预留压缩比空间的大小由燃烧的燃料决定。，
图2，是本发明的托瓦旋转配气发动机的旋转配气轴泵轮与轴体冷却介质通道的剖面示意图，工作原理：当发动机启动由配气轴输出（2）带动配气轴泵轮（4）旋转与静态的固定外壳（3）产生单一方向的相对运动而使气轴内腔（6）内的液态冷却介质流动带走了气道（7）内壁的高温，泵轮推动内液循环从而保护进排气轴能够在气缸活塞顶端高温态下托瓦密封旋转配气。
Claims (5)
1.一种托瓦旋转配气发动机，气缸体顶端有托瓦，托瓦与旋转配气轴密闭滑动结合。
2.根据权利要求1所述的托瓦旋转配气发动机，其特征在于：托瓦由托衬弹性托起。
3.根据权利要求1所述的托瓦旋转配气发动机，其特征在于：旋转配气轴内腔泵轮推动内冷却液态介质循环。
4.根据权利要求1所述的托瓦旋转配气发动机，其特征在于：转轴体两端出入口不制造成液泵系，可直接使用发动机的冷却循环系统，只设计成冷却介质循环通道。
5.根据权利要求1所述的托瓦旋转配气发动机，其特征在于：旋转配气轴两端内中空空腔设计为与外界直通的出入通道，以空气为流动介质散热，轴流强制排风散热。
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