[發明專利]陶瓷復式發動機

無效

• 申請號: 200610166826.0
• 申請日: 2006-12-11
• 公開（公告）號: CN101201013A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 蔡盛龍;蔡勒
• 申請（專利權）人: 蔡盛龍;蔡勒
• 主分類號: F02B53/00
• 分類號: F02B53/00;F02B41/10;F02B55/14;F02B55/02;F02B55/16;F02B53/08;F02N15/02
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技術領域

本發明涉及內燃機，特別指旋轉活塞及渦輪發動機。

背景技術

內燃機是靠壓縮工質，然后向工質加入熱量，利用工質受熱膨脹做功實現其燃料化學能向機械能轉化的。工質的壓縮方式不同，對環境產生的效果也就不同。渦輪機是利用葉輪機械實現工質壓縮和做功的，工作時需要大量的工質氣體參加工作。做功后的燃氣仍具有較高的溫度，由于工質質量很大，隨尾氣排出的熱能也較大?；钊麢C依靠密閉容器容積變化來實現工質壓縮和發出功率，參與工作的氣體質量較少，因而尾氣排熱損失較小。然而，活塞機的可變容積，是由固定構件(缸體)和運動構件(活塞)之間的相對運動實現的。固定構件和運動構件之間的相對運動又是由特定的約束機構(如曲柄連桿機構、曲柄行星機構)管理的。由于約束機構的存在，沒有證據證明，固定構件和運動構件之間沒有良好和有效的密封而能夠使活塞機正常運轉。由于約束機構和工質壓力的作用，固定構件、運動構件和密封元件三者之間存在著力的相互作用。受材料性能的限制，它們之間必須得到良好的潤滑和冷卻，否則其密封元件會因磨損、摩擦和過熱變形而失效。因此，傳統的活塞發動機(無論是往復機還是轉子機)必須設置潤滑系統和冷卻系統。潤滑系統的存在，無疑增加了能耗和排氣污染，冷卻系統辛勤工作的結果卻是白白耗散了熱能。傳統活塞機在壓縮比設計時，汽油機要防止提前壓燃和爆震，柴油機要考慮曲柄連桿機構的機械負荷強度，這些都使得傳統活塞機壓縮比設計受到了一定的限制。由于它們的配氣是通過構件約束來實現的，有些約束構件既是配氣部件，又是功率傳遞部件，考慮到使用功能和結構強度的共同要求，其實體體積和質量都相對較大，形狀和結構較為復雜。

二十世紀六十年代出現的高溫結構陶瓷，具有良好的耐熱性，很高的硬度，極小的線脹系數，優異的耐化學侵蝕性和抗變形能力，引起了人們的極大興趣，急切希望能在內燃機上應用陶瓷材料以期大幅提高熱機效率。但是，高溫結構陶瓷有一個致命弱點就是它的脆性。傳統活塞機的固定構件、運動構件和密封元件之間存在著力的作用和相對運動，工作時會產生沖擊和振動。為了滿足工作原理上的要求，這些構件形狀各異，受力復雜，制作工序繁多，工藝難度較大。顯然，傳統的活塞機是不適合采用陶瓷作為其高溫部件材料的。這也很好地解釋了高溫結構陶瓷從出現至今還沒有在活塞機上成功地得到商業應用的根本原因。如何避免由于陶瓷脆性所帶來的對其加工和使用上的限制，已經成為高溫結構陶瓷材料在內燃機上應用成敗的關鍵。

雖然，往復式活塞發動機的性能正在日益提高，但造價也因此提高了。而且由于閥門傳動機構及活塞連桿裝置的往復質量產生的不可避免的慣性力限制，其性能要繼續獲得大幅度的改進，有一定的困難。三角旋轉活塞發動機沒有往復運動質量，成功地避免了慣性力的限制，但又出現了科里奧里力的困擾，使得缸面容易形成震紋，密封系統效果遠不及往復式活塞發動機，導致怠速不穩，空載易超速，排氣污染大，在現代苛刻的低污染和低油耗標準要求的條件下，其總體性能水平要想超過往復式活塞發動機，仍有待進一步改進和完善。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供一種新型的陶瓷復式發動機。其解決上述問題所采取的技術方案是：

1、采用氣動活塞配氣技術；

2、采用高溫結構陶瓷材料；

3、采用活塞和渦輪兩種方式換能。

本發明的有益效果是，提高發動機的熱效率，降低排氣污染和噪聲，簡化發動機的結構，提高機械效率，降低制造成本。附加效益是，功重比高，運轉平穩，性能可靠，冷起動迅速，使用壽命長，使用成本低，維護簡單易行。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

圖1是發動機的等軸測剖視圖(附件略)。

圖2是單元體A的等軸測視圖。

圖3是單元體B的等軸測視圖。

圖4是單元體C的等軸測剖視圖。

圖5是發動機的左視圖(附件略)，A-A是它的主剖視圖。

圖6是發動機的前視圖(附件略)，B-B是它的主剖視圖。

圖7是發動機的前視圖(附件略)，C-C是它的主剖視圖。

圖8是發動機的前視圖(附件略)，D-D是它的主剖視圖。

圖9是發動機的前視圖(附件略)，E-E是它的主剖視圖。

圖10是發動機的前視圖(附件略)，F-F是它的主剖視圖。

圖11是動力活塞左右二等角軸測視圖。

圖12是配氣活塞等軸測視圖。

圖13是起動凸輪等軸測視圖。

圖14是止逆棘輪等軸測視圖。

圖15是進氣端陶瓷缸蓋等軸測視圖。

圖16是陶瓷缸體等軸測視圖。