[发明专利]惯量旋转动力发动机

说明书

技术领域

本发明涉及自由活塞式发动机领域。

背景技术

在发动机领域中，所谓自由活塞式发动机包括直线式自由活塞式发动机和摆动式自由活塞式发动机。近年来，自由活塞式发动机的研究和开发倍受关注。实验表明，自由活塞式发动机具有效率高，污染物生成少，造价低等优势。但自由活塞式发动机也有其发展的瓶颈即往复运动的动力输出如何高效，可靠地转化为旋转动力源使用。虽然目前有不少研究中有利用液压动力系统或发电系统等将自由活塞式发动机往复式运动输出转化成旋转或其他形式的动力源，但其转换的效率和成本都需要进一步的改进。若采用传统的曲轴式，则使自由活塞的最大优势无法得以体现，与传统的往复式发动机基本上没有区别。除此之外，当自由活塞式发动机采用四冲程工作模式时，对发动机配气机构的控制就很难实现。为此本发明人申请了自由活塞式旋转动力发动机(专利申请号200820180152.4)，通过在自由活塞式发动机中设置弹性曲柄连杆机构将直线往复式和摆动式运动转化为旋转动力输出，发动机的效率较目前已有的转化方式高，且输出的旋转动力可作正时控制。但该机构中由于设置了弹簧，导致该机构体积大，且在发动机高速运行时，弹性曲柄连杆机构中的弹簧会进行高频率的压缩变形，这样不仅造成了能量的损耗，还加快了弹簧的磨损，从而影响了发动机的效率和寿命，要是能够提出一种更高效的，更可靠的将自由活塞式发动机的往复直线式或摆动式动力输出转化为旋转动力输出的新型解决方案，将进一步提高自由活塞式发动机的应用前景。

发明内容

为了能够高效的，可靠的将自由活塞式发动机的往复直线式或摆动式动力输出转化为旋转动力输出，进一步提高自由活塞式发动机的效率，本发明公开了一种惯量旋转动力发动机，包括：自由活塞式发动机，行星轴，具体实现形式如下：

所述行星轴与齿轮A固连，所述齿轮A与齿轮B相互啮合，所述齿轮A与旋转惯量体A直接或间接连接，所述齿轮B设为具有一定惯量的惯量齿轮C或设为与旋转惯量体B直接或间接连接，所述行星轴与旋转结构件转动连接，所述自由活塞式发动机的直线往复式或摆动式动力输出端直接或间接与所述齿轮B连接，或所述自由活塞式发动机的直线往复式或摆动式动力输出端直接或间接与所述旋转结构件连接。

所述旋转惯量体A设为飞轮A，或设为具有一定惯量的惯量齿轮D，或设为相互啮合的齿轮C和惯量齿轮E构成的惯量结构体A，或设为设置有惯性蓄能结构A的旋转体A，所述旋转惯量体B设为飞轮B，或设为具有一定惯量的惯量齿轮F，或设为相互啮合的齿轮D和惯量齿轮G构成的惯量结构体B，或设为设置有惯性蓄能结构B的旋转体B。

所述行星轴设为差速器壳体内的行星轮轴，所述齿轮A设为所述差速器壳体内的行星轮，所述旋转惯量体A设为所述差速器的半轴齿轮A，所述半轴齿轮A直接或间接与旋转惯量体C连接，所述齿轮B设为所述差速器的半轴齿轮B，所述半轴齿轮B直接或间接与所述旋转惯量体B连接，所述自由活塞式发动机的直线往复式或摆动式动力输出端直接或间接与行星轮轴连接。

所述旋转体A和所述旋转体B设置的惯性蓄能结构会依据转速的变化自动调节旋转体惯量的大小。

本发明中所述自由活塞式发动机是指直线式自由活塞式发动机、摆动活塞式发动机、摆动活塞式转子发动机、弧形缸转子发动机和弧形缸摆动活塞式发动机。这类发动机具有共同的特点，活塞在爆炸冲程开始时就具有力矩，而且没有可以用来对四冲程发动机的配气机构等系统进行正时控制的旋转动力源。所谓摆动活塞式发动机是指活塞在气缸内摆动，形成容积变化，而构成的发动机，此种发动机的活塞和气缸不作圆周运动；所谓摆动活塞式转子发动机，是指与摆动活塞式发动机结构相同，但活塞在摆动的同时还作圆周运动；弧形缸摆动活塞式发动机和弧形缸转子发动机的结构与摆动活塞式发动机和摆动活塞式转子发动机的结构不同，所谓弧形缸摆动活塞式发动机是指气缸的中心线设为弧形，气缸的断面设为圆形或非圆形，活塞的活塞连接件设在气缸的燃烧室密封段之外，将气缸和活塞中的一类设为固定式的发动机；若将气缸和活塞设为以所述气缸中心弧线的圆心为圆心旋转并相对摆动式，则构成所谓弧形缸转子发动机。摆动活塞式发动机和弧形缸摆动活塞式发动机各自均具有两个摆动系统。