[實用新型]一種多能源直軸混合動力發動機

有效

• 申請號: 200820108300.1
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN201202533Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 趙清濤;劉洪亮;李強
• 申請（專利權）人: 趙清濤
• 主分類號: F02B75/40
• 分類號: F02B75/40;F01L9/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所
• 代理人: 羅文群

技術領域

本實用新型涉及一種多能源直軸混合動力發動機，屬于發動機技術領域。

背景技術

現有的發動機，包括往渦輪噴氣發動機(燃氣輪機)，往復活塞式發動機，三角轉子等發動機。其中，渦輪噴氣發動機(燃氣輪機)功率大，體積大，燃料消耗量也大，在民用工業上使用不夠靈活，僅能在大型機械設備(噴氣飛機、發電站、輪船等)上普及使用，限制了其使用空間。復活塞--連桿--曲軸動力輸出結構，凸輪軸氣門換氣機構機械震動大，噪音大，效率低，發動機的總熱能轉換效率不超過30％。這種結構的發動機技術已發展到極至。汪克爾三角轉子式內燃機，其轉子活塞及氣缸制造工藝復雜，發動機運行耐久性差，功率受到限制。

現有往復活塞發動機熱能與機械能轉換輸出結構——汽缸-活塞-連桿-曲軸結構有結構復雜，運行不穩，功率受限，體積較大的缺點，即由曲軸轉動和連桿擺動造成的大震動，引起的偏塞，汽缸密封不嚴，功率降低的缺點，連桿-曲軸結構運轉空間大引起內燃機機體占用空間大的缺點，多活塞氣缸時，雖然汽缸活塞可進行直列、對置、V形、W形排列，但多缸時，內燃機體積變大，而且曲軸過長，會由于輸出端飛輪負荷扭力的作用將曲軸徑向扭轉，各缸活塞與凸輪軸氣門結構的運行會協調不一，內燃機運轉不穩定，震動劇烈，因此曲軸的長度受到限制，汽缸活塞的數量受到限制。連桿-曲軸結構的內燃機在其體積受限的情況下，有不宜制造更大功率發動機的缺點。活塞-連桿-曲軸結構運轉質量大，機械能消耗大。機殼的一體化結構決定了氣缸的數量，限制了內燃機的功率或制作更大功率的發動機。

近年來，人們對礦物能源煤、石油、天然氣的消耗量越來越大，CO₂、CO、NO_x、CH等有害氣體排放量越來越大，對大氣環境造成污染，溫室效應越來越嚴重。當今，節能環保成為世界的主題，加之燃料價格不斷上漲，所以更應提高燃料熱利用率，減少環境污染。

人們對制氫儲氫技術的進步，制造生物能源的技術的提高，給發動機提供了新型的清潔能源，給發動機提供了更加廣闊的發展空間。隨著人們對新能源的開發利用，各種蓄電池、燃料電池、高效太陽能電池相繼開發研究出來，解決了電動機的能源問題，電動機體積小，效率高，環境污染小，應用靈活，優勢明顯，有著廣闊的發展前景。

發明內容

本實用新型的目的是提出一種多能源直軸混合動力發動機，改進已有發動機的結構，使發動機的結構模塊化、分單元組裝，而且結構簡單。可以多機任意組合成為串、并聯結構，以組成任意功率的發動機，使用多種現有的氣體和液體燃料燃燒或電能做功。

本實用新型提出的多能源直軸混合動力發動機，包括發動機、轉換器和電動發動機，發動機、轉換器和電動發動機依次相連。

上述多能源直軸混合動力發動機中，所述的發動機包括外殼、內殼、空氣濾清器、節氣門、廢氣渦輪、冷卻液循環渦輪、電動機、壓氣渦輪、中冷器、液壓臂、汽缸套、汽缸蓋、活塞、輸出軸、冷卻液溫度補償活塞、冷卻液溫度補償彈簧、換熱器、蒸汽渦輪、導流葉片、散熱器、潤滑油濾清器、潤滑油溫度補償活塞、潤滑油溫度補償彈簧、冷卻液循環管、空氣循環管、廢氣循環管和真空腔；

所述的空氣濾清器和節氣門同軸固定在發動機前口外殼中心線上，廢氣渦輪、冷卻液循環渦輪、電動機、壓氣渦輪、中冷器、液壓臂、汽缸套、汽缸蓋和活塞從左至右依次同軸固定在內殼一邊的中心線上；中冷器與汽缸蓋之間形成高壓氣室，液壓臂置于高壓氣室內，液壓臂的活塞與汽缸蓋相連；所述的汽缸蓋和活塞置于汽缸套內，活塞外表面設有半圓凹槽，汽缸套上開有鋼球固定孔，活塞與汽缸套通過鋼球相互聯動，汽缸蓋為一渦輪，汽缸蓋內部設有電磁進氣門，活塞為一渦輪，活塞內部設有排氣門，活塞與汽缸蓋之間形成燃燒室；

所述的輸出軸固定在內殼另一邊的中心線上，輸出軸與活塞之間形成潤滑油腔，輸出軸的端部插入活塞內；所述的冷卻液溫度補償活塞、換熱器、蒸汽渦輪、導流葉片、散熱器、潤滑油濾清器和潤滑油溫度補償活塞從左至右依次同軸固定在輸出軸上，冷卻液溫度補償彈簧置于冷卻液溫度補償活塞與換熱器之間，潤滑油溫度補償彈簧置于潤滑油溫度補償活塞與外殼端部之間；

所述的內殼置于外殼內，內殼和外殼之間由內向外依次布置有冷卻液循環管、空氣循環管和真空腔，廢氣循環管沿圓周均布在冷卻液循環管和空氣循環管之間。

上述多能源直軸混合動力發動機中，所述的轉換器包括第一軸、第二軸、第三軸，內嚙合套、外嚙合套、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第一制動器、第二制動器、前行星齒輪、后行星齒輪、第一軸齒圈固定盤、第三軸齒圈固定盤和第一軸內液壓油管；