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专利号: 2018112079120
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液体变容式机械;液体泵或弹性流体泵
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃气喷射发动机,其特征在于该发动机包括左凸轮(1)、柱塞组件(3)、右凸轮(4)、转动缸体(6)、大齿圈(2)、中心轴(13)、左箱体(17)、左端盖(20)、叶轮(21),起动电机(18)、内喷管(25)、外喷管(19)、右箱体(5)、右端盖(7)、导电环(10)、转盘(8)、火花塞(14)、导流管(29)、阀芯(28)及弹簧(27);所述左凸轮(1)的内孔轴线与左箱体(17)的内孔轴线重合,所述左凸轮(1)与所述左箱体(17)固定连接,所述右凸轮(4)的内孔轴线与所述右箱体(5)的内孔轴线重合,所述右凸轮(4)与所述右箱体(5)固定连接,所述左箱体(17)的内孔轴线与右箱体(5)的内孔轴线重合,所述左箱体(17)的右端与所述右箱体(5)的左端配合定位并固定连接,所述右端盖(7)与所述右箱体(5)的右端配合定位并固定连接,所述左箱体(17)、右箱体(5)及所述右端盖(7)构成发动机的机座;所述柱塞组件(3)由滚轮(3a)、短轴(3b)、轴套(3f)、轴瓦(3c)、柱塞(3d)和密封环(3e)组成,所述短轴(3b)与所述柱塞(3d)一端的径向孔通过所述轴瓦(3c)形成铰接,所述短轴(3b)的轴线与所述柱塞(3d)的轴线垂直且位于同一平面,所述短轴(3b)与所述轴套(3f)间隙配合,所述短轴(3b)与所述滚轮(3a)固定连接,所述短轴(3b)、轴套(3f)及所述滚轮(3a)的轴线重合,所述短轴(3b)、轴套(3f)及所述滚轮(3a)对称布置在所述柱塞(3d)轴线的两侧,所述柱塞(3d)的另一端设置密封槽用于安装所述密封环(3e),所述短轴(3b)、轴套(3f)、所述滚轮(3a)及所述柱塞(3d)构成径向移动单元;所述转动缸体(6)、所述大齿圈(2)和所述中心轴(13)都是轴对称结构,所述转动缸体(6)、所述大齿圈(2)和所述中心轴(13)三者的轴线重合,所述转动缸体(6)与所述大齿圈(2)固定连接,所述转动缸体(6)与所述中心轴(13)固定连接,所述转动缸体(6)上径向布置若干结构相同的气缸,所述气缸的轴线位于同一回转平面上且沿所述转动缸体(6)圆周均匀分布,所述气缸与所述柱塞组件3中的所述柱塞3d无间隙滑动配合,所述转动缸体(6)、大齿圈(2)、中心轴(13)及所述径向移动单元构成压气转子;所述中心轴(13)通过轴承支承在所述左箱体(17)和所述右箱体(5)的内孔中,所述中心轴(13)的一端固定安装所述叶轮(21),所述中心轴(13)的另一端作为动力输出端;所述转动缸体(6)位于所述机座的左内腔,所述转动缸体(6)左端面的内环面与所述左箱体(17)辐板的端面平面接触形成无间隙的滑动副,所述转动缸体(6)右端面的内环面与所述右箱体5辐板的端面平面接触形成无间隙的滑动副,所述转动缸体(6)左端面的外环面与所述左凸轮(1)的端面平面接触形成间隙配合,所述转动缸体(6)右端面的外环面与所述右凸轮(4)的端面平面接触形成间隙配合,所述转动缸体(6)的左端面和右端面上设有相同的气口连通气缸内腔,所述转动缸体(6)的外环面和内环面之间设有气道连通所述转动缸体(6)的左端面和右端面,所述转动缸体(6)外围的气缸两侧设置径向槽与所述轴套3f的外圆形成滑动配合;所述左凸轮(1)和所述右凸轮(4)位于所述转动缸体(6)的两侧,所述左凸轮(1)的右端面和所述右凸轮(4)的左端面上设有轴向的凸轮槽,所述左凸轮(1)右端面上的凸轮槽的理论廓线与所述右凸轮(4)左端面上的凸轮槽的理论廓线相同,所述滚轮(3a)的外圆与所述凸轮槽的廓面接触能够推动所述径向移动单元在所述转动缸体(6)上的径向移动;所述起动电机(18)与所述左箱体(17)固定连接,所述起动电机(18)的轴线平行于所述压气转子的回转轴线,所述起动电机(18)轴端的小齿轮与所述大齿圈(2)的齿轮啮合,用于驱动所述压气转子单方向转动;所述左箱体(17)的内孔与所述左凸轮(1)的外圆配合定位,所述左箱体(17)的辐板与所述左凸轮(1)的端面接触并周向固定,所述左箱体(17)的辐板上设置轴向的低压气入口(a)和洁净气入口(b),所述左箱体(17)辐板左侧的进气腔(A)与所述低压气入口a相通,所述左箱体(17)与所述左端盖(20)形成的洁净气腔(B)与所述洁净气入口(b)相通,所述左端盖(20)与所述左箱体(17)固定连接并对支承所述中心轴(13)的轴承进行轴向定位,所述左端盖(20)外周上设有空滤盘允许空气进入所述洁净气腔(B),所述叶轮(21)位于所述进气腔(A)内用于增加输入空气的压力;所述内喷管(25)与所述左箱体(17)固定连接,所述内喷管(25)是空心的管道,所述内喷管(25)的前端设有喷口,所述内喷管(25)径向穿过所述左箱体(17)的外壁和内壁与所述洁净气腔B连通,所述外喷管(19)与所述左箱体(17)固定连接,所述外喷管(19)是空心的管道,所述外喷管(19)的前端设有喷口,所述外喷管(19)的喷口位于所述叶轮(21)和所述低压气入口(a)之间,所述外喷管(19)径向穿过左箱体(17)的外壁与进气腔(A)连通;所述右箱体(5)的内孔与所述右凸轮(4)的外圆配合定位,所述右箱体(5)的辐板与所述右凸轮(4)的端面接触并周向固定,所述右箱体(5)的辐板上设有轴向的低压气出口(d)和高压气出口(c),所述低压气出口(d)与所述转动缸体(6)的气道(6b)相通,所述高压气出口(c)与所述转动缸体(6)右端面的气口(6a)间歇相通,所述右箱体(5)的圆周上设置排气口;所述压气转子与所述机座形成封闭的润滑油腔(C),所述右箱体(5)的外圆周上设置与所述润滑油腔C相通的润滑油入口(O0)和润滑油出口(O1),润滑油从所述机座上方的所述润滑油入口(O0)吸入而从所述机座下方的所述润滑油出口(O1)排出;所述转盘(8)、火花塞(14)、导流管(29(O0)、阀芯(28)及所述弹簧(27)组成喷气转子,所述喷气转子位于所述机座的右腔并将所述机座的右腔分隔成集气腔(F)和排气腔(E),所述集气腔(F)与所述低压气入口(a)相通,所述排气腔(E)与所述右箱体(5)圆周上设有的排气口相通,所述转盘(8)的左端面与所述右箱体(5)的辐板表面接触形成无间隙的平面滑动副,所述转盘(8)的右端外圆柱面与所述右端盖(7)形成间隙配合,所述转盘(8)与所述中心轴(13)的轴线重合并与中心轴(13)周向固定而轴向由圆螺母组固定;所述转盘(8)的内圆周上设置主燃烧室(D),所述主燃烧室(D)的左侧壁有进气口(8d),所述进气口(8d)与所述高压出气口(c)间歇相通,所述主燃烧室(D)的右侧壁上固定安装所述火花塞(14),所述火花塞(14)的外伸端与所述导电环(10)的导体接触并能够相对滑动;所述转盘(8)的外圆周上设置C形气道(8b),所述C形气道(8b)的入口位于所述转盘(8)的左侧,而所述C形气道(8b)的出口位于所述转盘(8)的右侧,所述C形气道(8b)的入口段是圆柱形孔并经圆锥面过渡到断面渐缩的圆弧形通道,所述C形气道(8b)的出口处设有喷嘴(8e),所述喷嘴(8e)接近所述转盘(8)的外圆周;所述C形气道(8b)入口段的圆柱形孔轴线与所述转盘(8)的回转平面之间的夹角为α,所述C形气道(8b)入口段的圆柱形孔轴线沿圆柱形孔轴线所在圆周的切线方向,所述喷嘴(8e)的喷射方向平行于所述转盘8的回转平面且沿所述转盘(8)的切线方向;所述阀芯(28)和所述导流管(29)皆为轴对称结构,两者的轴线重合,所述阀芯(28)的外圆面与所述C形气道(8b)入口段的圆柱形孔间隙配合形成环形腔(8a),所述阀芯(28)前端与所述C形气道入口段的圆锥面之间形成环形的出口节流通道,直气道(8c)连通所述环形腔(8a)和所述主燃烧室(D),所述导流管(29)与所述C形气道(8b)入口配合定位并固定连接,所述导流管(29)的内锥孔、所述阀芯(28)的内孔和所述C形气道(8b)依次相通;所述弹簧(27)是螺旋压缩弹簧,所述弹簧(27)位于所述导流管(29)和所述阀芯(28)之间,所述弹簧(27)的作用力始终将所述阀芯(28)的前端与所述C形气道(8b)入口段的圆锥面保持接触使上述出口节流通道处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的一种燃气喷射发动机,其特征在于所述左凸轮(1)和所述右凸轮(4)的端面上沿圆周均匀分布有m段凸轮槽,m≥2,每段凸轮槽由两部分凸轮轮廓组成,即吸气轮廓和压气轮廓,齿廓面是直纹面。

3.根据权利要求1所述的一种燃气喷射发动机,其特征在于所述转动缸体(6)是轴对称结构,由具有N个辐条的圆盘和N个圆锥台组合形成,N≥2,辐条外侧的圆盘端面是所述转动缸体(6)外环面,辐条内侧的圆盘端面是所述转动缸体(6)内环面,辐条之间的空间形成所述转动缸体(6)的气道(6b),圆锥台的轴线位于同一平面上且垂直于圆盘轴线,N个与圆锥台的轴线重合的气缸沿圆盘圆周均匀分布,圆盘两侧端面上分别设置N个气口(6a),所述气口(6a)与对应的气缸底部相通。

4.根据权利要求1所述的一种燃气喷射发动机,其特征在于所述左箱体(17)辐板上设有m个洁净气入口(b),所述洁净气入口(b)的周向弧长对应于所述左凸轮(1)和所述右凸轮(4)的吸气轮廓,所述洁净气入口(b)与所述洁净气腔(B)相通;所述右箱体(5)的辐板上设有m个高压气出口(c),所述高压气出口(c)的周向弧长对应于所述左凸轮(1)和所述右凸轮(4)上的压气轮廓。

5.根据权利要求1所述的一种燃气喷射发动机,其特征在于所述转盘(8)的主燃烧室(D)是断面为矩形或圆形的环形腔,所述主燃烧室(D)左侧壁的进气口(8d)数量为m,m≥2,所述进气口(8d)均匀分布在同一圆周上,两个结构相同的所述火花塞(14)固定安装在所述主燃烧室(D)的右侧壁上,所述火花塞(14)位于同一圆周上且沿圆周均布。

6.根据权利要求1所述的一种燃气喷射发动机,其特征在于所述转盘(8)上的C形气道(6b)数量N≥2,所述C形气道(6b)沿所述转盘(8)的圆周均匀分布,形成动平衡性能好的轴对称转盘结构,所述转盘(8)采用耐磨且耐高温材料制造。

7.根据权利要求1所述的一种燃气喷射发动机,其特征在于所述阀芯(28)的数量与所述C形气道(8b)的数量相同,所述阀芯(28)的内孔是光滑的圆柱形通孔,所述阀芯(28)的外圆面是阶梯形圆柱面,该阶梯形圆柱面与所述C形气道(8b)的入口段构成所述环形腔(8a),所述阀芯(28)采用耐磨且耐高温材料制造。

8.根据权利要求1所述的一种燃气喷射发动机,其特征在于所述C形气道(8b)入口段的圆柱形孔轴线与转盘(8)的回转平面之间的夹角α=30~40°。