一种双涡旋负压内燃发动机的制作方法
一种双涡旋负压内燃发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机领域，具体是一种双涡旋负压内燃发动机。
【背景技术】
[0002]汽车/船舶/传动件的动力源，大多是内燃的热能动力装置，简称内燃发动机机或内燃机。内燃机是借助工质的流体(含液体、气体或粉末状固体)状态，在密封容器内爆炸燃烧，燃烧的热能以不同方式转变为机械能。1876年德国人奥托在大气压力式基础上，首先提出了往复活塞式四冲程汽车发动机，也就是说活塞式汽车发动机采用了进气、压缩、做功、排气四个冲程工作程序，使发动机的热能效率转化为活塞的直线运动，通过横向的曲轴再转化为旋转运动的经典模式。1846年，出现了当今转子发动机工作室的几何结构，设计了使用外旋轮线的第一辆概念发动机。当时，这些概念都没有实用化，直到汪克尔在1957年研制，出现汪克尔转子发动机，本文称其为平面旋转内燃发动机。内燃机经过一百二十多年的改进、调整和改革，出现有废气涡轮增压技术等。发动机出现了往复式、奎西式、星型、涡轮轴式、三角转子式、涡轮涡扇式、涡旋喷气式等不少品种。增加了发动机热能和热机工作效率，减少有害气体的排放。
[0003]目前，内燃机动力源大多应用的是活塞式、平面旋转式、涡旋/渦轮式发动机，基本的“四冲程”工作程序工作原理并没有变动。由于内燃机热力学原理的缺陷、构造装置的不合理性、加上热力机前端进气加压限制性等因素，使传统内燃机的改进、发展达到了极限。
[0004]1928年美国科学家狄拉克率先提出了“真空海概念”，说“真空海有无穷尽的能源”。如果说内燃机的燃烧室在常压、常温、常密度环境下工作的物质能，称熵；在负压、低温、低密度环境下工作的非物质能，称焓。真空概念的提出，意味着传统的内燃机的燃烧室，于爆炸点之前的常温常压常密度(PtlVcZTci)环境受到了冲击。如何提高内燃机热能及工作效率一直是科学家们努力探索、攻克的方向。
[0005]不少科学家在内燃机的P(压力)V(容积)/T(温度)原理上下功夫力，出现如:降低爆炸点温度的“超低温发动机”;改变物质性能的“质子发动机”;降低爆炸起点压力的“负压发动机”等。也有采用新能源概念的发动机。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种节省能源、高热效、高容量、高功率、长寿、安全、环保、易制作、易维修的双涡旋负压内燃发动机，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]—种双祸旋负压内燃发动机，包括稳压油箱、主轴杆、轴杆套、正向筒体、燃烧室、内燃机外壳、反向筒体与惯性飞轮，主轴杆贯穿内燃机外壳以及内燃机外壳内部含有的正向筒体、燃烧室与反向筒体，正向筒体依次通过正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片与燃烧室的一侧连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈密封，正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片之间设有能转动的圆盘控制片；燃烧室的另一侧依次通过燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片与反向筒体连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈密封，燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片之间设有能转动的圆盘控制片；正向筒体、反向筒体与主轴杆之间均设有轴杆套，正向筒体、反向筒体上均设有涡旋叶片及叶道，燃烧室上设有两个电子点火喷头，且两个电子点火喷头之间通过氢燃料管道连接；稳压油箱安装在主轴杆的一端，且稳压油箱通过进油管道连接正向筒体，稳压油箱内设有油箱内稳压调整泡；惯性飞轮安装在主轴杆的另一端；内燃机外壳与反向筒体的连接处设有内燃发动机排气口 ；正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片、燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片是固定安装在主轴杆上；圆盘控制片、正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片、燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片上均设有含周期性依序布置的圆孔或点。
[0009]流体或含氧燃料从稳压油箱中进入正向筒体的旋转的涡旋叶片及叶道，受到径向与轴向压缩成为高压气流，高压气流在固定的正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片的圆孔、点及能转动的圆盘控制片的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，经过排气-汲气控制工作后进入燃烧室，且形成燃烧室的负压、低温环境，低温氢燃料由氢燃料管道进入处于负压、低温环境下的燃烧室，燃烧室内同时有低温氢燃料与流体或含氧燃料的混合，电子点火喷头点火爆炸燃烧，燃烧后成为超高能高压气流，超高能高压气流在固定的燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片的圆孔及点及能转动的圆盘控制片的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，进入反向筒体的涡旋叶片及叶道，超高能高压气流在涡旋叶片及叶道内进行径向与轴向扩张膨胀，直接推动涡旋叶片及叶道旋转，涡旋叶片及叶道带动主轴杆旋转做功，做功后涡旋叶片及叶道在惯性飞轮的带动下惯性旋转，继续产生排气及汲气控制工作。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述正向筒体为正圆锥形筒体，涡旋叶片及叶道包括涡旋叶片与涡旋叶道，正向筒体的涡旋叶片的弧形曲率中心与轴向气流方向一致的。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述反向筒体为倒圆锥形筒体；反向筒体的涡旋叶片的弧形曲率中心方向与气流前进方向相反。
[0012]作为本发明进一步的方案:所述燃烧室的形状是不转动的空心圆球。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0014](I)目前，国内外对涡轮/涡扇以及正在研制的涡叶(含三维涡旋叶道)构造，主要依靠涡叶/涡轮/涡扇参数进行排列组合的风动试验，很难取得高效成果，必须依赖数学模型，发明人已提出了三维涡旋动力学(称“五元流”)数学模型，能以最小的代价制造正反向涡叶(叶道)，突破性地解决新型内燃机涡叶制造的关键性难题。
[0015](2)氢燃料为液氢与氢燃料辅助材料(液氧)在内燃机的应用，本发明提出二条回路的燃料专输道，分别输送由管道输送液氢，由正向筒体输送液氧，解决了可长期连续加注燃料，通过氢冷却及排气汲气控制的负压低温形成低温内燃机。
[0016](3)采用三维涡旋涡叶片，具有比活塞式，平面旋转式产生较长的、连续的作用时间、空间、距离。
[0017](a)能产生较大的作用力(加速度)，有利于提高工效。
[0018](b)叶片与流体或含氧燃料摩擦小(符合流体力学原理)，涡叶叶片无气流冲击现象。
[0019](c)对燃料品质要求相村较宽松，适应较宽的燃料使用范围，(从液态到固体粉末颗料或混合燃料皆可使用)。
[0020](4)燃烧室构造简单，二个半圆球的拼合的燃烧室，内部除了一个主轴外有较大的、又能在超低温、负压、低密度的燃烧空间充分发挥燃烧。
[0021](5)本发明构造简单合理，可以从大容量到小容量方便进行模块式制作、维修，也可以单机驱动或组装联合驱动。
[0022]所以，本发明具有的优点为:
[0023](I)通过六程序工作，具有在燃烧室内实现超低温、负压、低密度的燃烧环境，产生超过传统内燃机的超高压超能量膨胀气流，具有节省能源、高热效、高容量、高功率。
[0024](2)膨胀气流能量直接转化为旋转能，省却传统机械内部中间环节的机械损耗，具有尚功效。
[0025](3)本发明燃料可以多样化(燃油、燃气、粉末状固体燃料)。
[0026](4)本发明具有长寿、安全、环保、易制作、易维修、多用途等。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的总装示意图。
[0028]图2是本发明的正向筒体示意图。
[0029]图3是本发明的反向筒体示意图。
[0030]图4是本发明的燃烧室示意图。
[0031]图5是本发明的工作流程图。
[0032]图6是本发明的六程序热效率示意图。
[0033]图7是本发明的六程序的各圆形控制片工作示意图。
[0034]图中:1-稳压油箱、2-进油管道、3-主轴杆、4-轴杆套、5-正向涡旋叶片及叶道、
6-正向筒体、7-圆盘控制片、8-电子点火喷头、9-氢燃料管道、10-燃烧室、11-内燃机外壳、12-反向筒体、13-惯性飞轮、14-正向筒体底部圆盘控制片、15-燃烧室前端圆盘控制片、16-燃烧室后端圆盘控制片、17-反向筒体底部圆盘控制片、18-内燃发动机排气口、19-圆盘控制片密封圈、20-油箱内稳压调整泡。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]实施例1
[0037]请参阅图1-7，本发明实施例中，一种双涡旋负压内燃发动机从两个方面着手:其一、工作原理的拓展；其二、构造的创新。
[0038]—、工作原理的拓展；
[0039](I)本发明工作原理中，传统的是四程序控制工作，即压缩-燃烧-膨胀做功-排气，一百多年来几乎没有变动，其燃烧室的主要特征:于爆炸点之前的常温常压常密度(ρ0ν0/τ0)环境工作，热效率在(ΡΛ/Τ。)与(PmaxVmax/Tmax)，其中人为地用冷却剂的超低温除夕卜。目前内燃机工作原理的应用已达到极限很难提高。
[0040](2)本发明的双祸旋负压内燃发动机提出一种六程序控制工作。在遵守内燃机热力原理上，热机六程序工作程序。即:(负压低温环境)进气-压缩-燃烧-膨胀做功-排气-汲气负压，实施热机六程序工作程序。其燃烧室的主要特征:于燃烧室爆炸点之前越过常温常压常密度(ΡΛ/%)点，到达低温负压低密度的(Pj/o环境工作点，热效率在(Peve/Te)与燃烧室条件的低温负压低密度激发超高的(PcmaxVanaxZXmax)，同样地其中人为地用冷却剂的超低温除外。在热机卡诺热能循环图效率上(PJ/O-T-J。./!'。.)，热能面积显著地超过传统内燃机热能循环图效率。
[0041]二、构造的创新
[0042](I)本发明构造的创新点在于把相当于活塞部件移至汽缸外，燃烧室10内部仅有一根转动的主轴杆3贯穿而过，燃烧室?ο爆炸点之后，产生的超高的膨胀高能热气流进入涡旋叶片及叶道5内直接成为旋转力，減去传统内燃机的转化方旋转的零部件。
[0043](2)所说的双涡旋负压内燃发动机构造，主要包括:稳压油箱1、涡旋叶片及叶道5、正向筒体6、燃烧室10、内燃机外壳11、反向筒体12、圆盘控制片7、主轴杆3、惯性飞轮13等。主轴杆3从中贯穿而过，串联成一个整体的发动机装置。
[0044](3)所说的双涡旋负压内燃发动机的主轴杆3贯穿轴杆套4，带动正向筒体6及反向筒体12上的涡旋叶片及叶道5同步旋转工作，称双涡旋工作机体。图1是本发明的内燃机构造示意图。
[0045](4)所说的双涡旋负压内燃发动机的正向筒体6，包括涡旋叶片及叶道5，涡旋叶片及叶道5包括涡旋叶片与涡旋叶道，正向筒体6为正圆锥形筒体，正向筒体6内设有沿轴向环绕的多条带状的涡旋叶片，且其连接轴杆套4上，形成涡旋叶道。涡旋叶片及叶道5半径由大而小，其涡旋叶片与轴杆套4的倾角由垂直到平行的螺距自小而大，涡旋叶片弧度成形(与轴杆套4的倾角)由垂直到水平，正向筒体6的涡旋叶片的弧形曲率中心与轴向气流方向一致的。图2是本发明的正向筒体示意图。
[0046](5)所说的双涡旋负压内燃发动机的反向筒体12，包括:涡旋叶片及叶道5，是由涡旋叶片与轴杆套4组成的叶道，反向筒体12为倒圆锥形筒体。反向筒体12的涡旋叶片的弧形曲率中心方向与气流前进方向相反，具有扩散流体涡旋工作的，涡旋叶片及叶道5的半径由小而大，涡旋叶片与轴杆套4的倾角由平行到垂直。图3是本发明的反向筒体示意图。
[0047](6)所说的双涡旋负压内燃发动机的燃烧室10，是不转动的固定空心圆球，正向筒体6与燃烧室10之间设有正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15，正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15之间另设有与主轴杆3连接的可转动的圆盘控制片7，燃烧室10的另一端与反向筒体12之间设有燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17，燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17之间另设有与主轴杆3连接的可转动的圆盘控制片7，主轴杆3带动前后两个圆盘控制片7同步旋转，圆盘控制片7沿环向周期性分布的圆孔及点的连通与否控制装置的启闭，负压环境下进气、压缩、爆炸燃烧、做功、排气、汲气产生低温负压、六个工作流程。即:与传统四程序相比，多增加排气、汲气两个工作控制程序，称六程序内燃机。图4是本发明的燃烧室示意图。
[0048]1、本发明工作流程
[0049]稳压油箱I中的流体或含氧燃料(燃油、燃气、粉末状固体燃料、双轨道供氢、氧液体)进入旋转的涡旋叶片及叶道5，受到径向与轴向压缩成为高压气流，高压气流在不可转动的正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15的圆孔、点及可转动的圆盘控制片7的圆孔及点的周期性分布，依序控制圆孔及点的(e，g，a，b，c，f，e......)启闭通过后，
进入前程序排气-汲气控制工作后进入燃烧室10中并为其提供氧燃料，形成负压、低温环境，有低温氢燃料由氢燃料管道9进入处于负压、低温环境下的燃烧室10，同时，电子点火喷头8点火爆炸燃烧，燃烧后成为超乎常规内燃机的超高能高压气流，超高能高压气流在不可转动的燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17的圆孔及点及可转动的圆盘控制片7的圆孔及点的周期性分布，在燃烧点后依序控制的(e，g，a，b，c，f，e……)启闭通过后，进入涡旋叶片及叶道5，超高能高压气流在涡旋叶片及叶道5内，进行径向与轴向扩张膨胀，直接推动涡旋叶片及叶道5旋转，涡旋叶片及叶道5带动主轴杆3旋转做功，做功后涡旋叶片及叶道5在惯性飞轮13的带动下惯性旋转，继续产生排气及汲气控制工作，处于负压低温的燃烧环境，扩大了内燃机热能效率。图5是本发明的工作流程图。
[0050]2、六程序控制工作原理及装置
[0051]所述的双涡旋负压内燃发动机六程序工作原理及装置:正向筒体6圆形底部，反向筒体12圆形顶部及连接燃烧室10前后两端部的正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15、燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17称为定片，定片之间，分别设有可旋转的圆盘控制片7，称动片，定片与动片都有沿环向周期性依序布置的孔或点与位罝对应的(e，g，a，b，c，f，e……)，其中动片沿环向分布有周期性依序的圆孔及点对应着正向筒体圆形底部周期性依序分布的圆孔及点(e，g，a，b，C，f，e……)与反向筒体圆形顶部周期性依序分布的圆孔及点(e，g，a，b，c，f，e……)，它们组成多个单元的点、孔，按六程序工作制均匀分布的圆周组成一个圆周的多六程序工作制。图6是本发明的六程序热效率不意图。
[0052]当主轴杆3带动旋转的圆盘控制片7转动，对应的动片与定片点、孔之间产生周期性启与闭；由此进行对应的六程序多工作区进行工作循环。其中一个单元工作循环序有:(e)-eg进气-(g)-ga压缩_(a)_ab燃烧-(b)-be膨胀做功_(c)_cf排气-(f)-fe负压汲气-(e)，实施热机六程序工作程序。
[0053]3、本发明的工作流程图
[0054](I)本发动机工作流程为:一(g)—压缩过程(ga) — (a)—燃烧过程(ab) — (b)—热膨胀做切过程(be) — (c)—排气过程(Cf) — (f)—负压汲气过程(fe) — (e)—进气过程(eg)―，两箭头之间的内容则上述相应工作程序。图5是本发明的工作流程图。
[0055](2)低温氢燃料(低温剂)在六程序圆孔或点的(e，g，a，b，C，f，e……)控制下由氢燃料管道9进入燃烧室10 (此前燃烧室10处于排气、汲气负压状态)，同步，流体或含氧燃料由正向筒体6及正向筒体底部圆盘控制片14、圆盘控制片7、燃烧室前端圆盘控制片15的圆孔或点(e，g，a，b, c，f, e......)均勾进入高压流体充分混合，电子点火喷头8燃烧下，充分燃烧反应，产生超强大的膨胀气流，膨胀气流通过燃烧室后端圆盘控制片16、圆盘控制片7、反向筒体底部圆盘控制片17的圆孔或点(e，g，a，b，c，f，e……)，均匀进入反向筒体12，此时膨胀气体沿涡旋叶片及叶道5驱动旋转，产生动力源，同步驱动正向筒体6内部涡旋叶片及叶道5、主轴杆3、惯性飞轮13旋转，由此持续地、循环地做功。本发明中的低温氢燃料除了燃烧的作用，还能降低燃烧室10起点温度，有利于实现燃烧室10的低温环境。
[0056](3)传统的发动机通常有进气、压缩、燃烧、做功四个程序，这时燃烧室10的工作环境处于常温常压(即ΡΛ/g —高温高压(即pmvm/Tm)，热机的热效率能:c = PfflVffl/Tm-PQVX的差值。
[0057](4)为了提高发动机热效率，若加大PmVm/Tm的方式受到了限制，当前已达到了极限状态。于是出现了另一条思路，通过热机气缸燃烧前的超低温、超低压(负压)(即Ρενε/Te)方式来提高热效率值，有:c = PcmaxVmcmax/Tmcmax-PeVe/TeO
[0058]其中:C= C0+Ce= (P CfflaxVCfflax/TCfflax-P0V0/ T0)(传统内燃机热能)+ (PciVcZTc1-PeVe/!;)(本发明内燃机直接增加的热能)。
[0059](5)本发明提出热机六程序工作制，即汲气(负压)_进(燃)气-压缩-燃烧-做功-排气，多了汲气(负压)与(主动)排气，两个工作程序，制造了完整的(pj/υ低温(内冷)、负压的燃烧室10工作环境，提高了热机工作效率，负压(低密度)还可以减少燃烧室10器壁的温差变化，创造了燃烧室10及主轴杆3工作的良好环境。图6是本发明的热机六程序热效率不意图。
[0060]4、本发明的各控制片工作示意图。
[0061](I)所说的发动机控制片，包括燃烧室10两端的圆形控制片，分别有正向筒体底部圆盘控制片14、圆盘控制片7、燃烧室前端圆盘控制片15及燃烧室后端圆盘控制片16、圆盘控制片7、反向筒体底部圆盘控制片17，圆形控制片内沿环向，以控制工作单元为均匀分布周期，组成多个工作单元程序。其中以一个工作程序的示意图为例，均设罝圆孔或点的
(e，g，a，b，c，f，e......)，控制片有定片:正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15及燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17，动片有圆盘控制片7。当主轴杆3带动动片与定片圆孔或点之间产生周期性的启与闭。形成六程序控制控制片，其中:1)排气点孔直径大于进气点孔。2)b-c间有金属导线连接以电子点火。
[0062](2)、进一步说明六程序控制控制片工作流程:
[0063](eg)、有进气动片点(g)与进气定片点(O)，实施启；(进气)
[0064]排气动片点(g)与排气定片点(0)，实施闭；
[0065](ga)、有进气动片点(a)与进气定片点(O)，实施闭；(压缩)
[0066]排气动片点(a)与排气定片点(0)，实施闭；
[0067](ab)、有进气动片点(b)与进气定片点(O)，实施闭；(点火燃烧)
[0068]排气动片点(b)与排气定片点(0)，实施闭；
[0069](be)、有进气动片点(C)与进气定片点(0)，实施闭；
[0070]排气动片点(C)与排气定片点(O)，实施启；(做功)
[0071](Cf)、有进气动片点(f)与进气定片点(0)，实施闭；
[0072]排气动片点⑴与排气定片点(O)，实施启；(排气)
[0073](fe)、有进气动片点(e)与进气定片点(0)，实施闭；
[0074]排气动片点(e)与排气定片点(O)，实施启；(汲气负压)
[0075]其中，(做功)支撑内燃机主轴杆3的旋转，带动(压缩)，(排气)，(汲气负压)，(惯性飞轮)等工作。图7是本发明的控制片工作示意图。
[0076](3)、进一步地，所述的高速气流下如何最大地保持轴向气流以提高叶片的工作效率，是当前旋转机械的难题。本发明的发动机控制片所设的圆盘控制片的点孔(e，g，a，b，c，f，e……)，在高速旋转下的定片与动片的启与闭时为保持高压轴向气流下有最大的通过量，关键点是正反向涡旋叶片的形状构造起决定作用。鉴于正反向三维涡旋叶道符合流体力学原理，使流体在叶道内阻力最小，轴向态-旋转态之间实现无阻碍的有序流动，发挥气流最大的工作效率。
[0077]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0078]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种双祸旋负压内燃发动机，包括稳压油箱(I)、主轴杆(3)、轴杆套(4)、正向筒体(6)、燃烧室(10)、内燃机外壳(11)、反向筒体(12)与惯性飞轮(13)，其特征在于，主轴杆⑶贯穿内燃机外壳(11)以及内燃机外壳(11)内部含有的正向筒体(6)、燃烧室(10)与反向筒体(12)，正向筒体(6)依次通过正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)与燃烧室(10)的一侧连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈(19)密封，正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)之间设有能转动的圆盘控制片(7);燃烧室(10)的另一侧依次通过燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)与反向筒体(12)连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈(19)密封，燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)之间设有能转动的圆盘控制片(7);正向筒体(6)、反向筒体(12)与主轴杆(3)之间均设有轴杆套⑷，正向筒体(6)、反向筒体(12)上均设有涡旋叶片及叶道(5)，燃烧室(10)上设有两个电子点火喷头(8)，且两个电子点火喷头(8)之间通过氢燃料管道(9)连接；稳压油箱(I)安装在主轴杆(3)的一端，且稳压油箱⑴通过进油管道⑵连接正向筒体(6)，稳压油箱⑴内设有油箱内稳压调整泡(20);惯性飞轮(13)安装在主轴杆(3)的另一端；内燃机外壳(11)与反向筒体(12)的连接处设有内燃发动机排气口(18);正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)、燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)是固定安装在主轴杆(3)上；所述圆盘控制片(7)、正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)、燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)上均设有含周期性依序布置的圆孔或点； 流体或含氧燃料从稳压油箱(I)中进入正向筒体(6)的旋转的涡旋叶片及叶道(5)，受到径向与轴向压缩成为高压气流，高压气流在固定的正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)的圆孔、点及能转动的圆盘控制片(7)的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，经过排气-汲气控制工作后进入燃烧室(10)，且形成燃烧室(10)的负压、低温环境，低温氢燃料由氢燃料管道(9)进入处于负压、低温环境下的燃烧室(10)，燃烧室(10)内同时有低温氢燃料与流体或含氧燃料的混合，电子点火喷头(8)点火爆炸燃烧，燃烧后成为超高能高压气流，超高能高压气流在固定的燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)的圆孔及点及能转动的圆盘控制片(7)的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，进入反向筒体(12)的涡旋叶片及叶道(5)，超高能高压气流在涡旋叶片及叶道(5)内进行径向与轴向扩张膨胀，直接推动涡旋叶片及叶道(5)旋转，涡旋叶片及叶道(5)带动主轴杆(3)旋转做功，做功后涡旋叶片及叶道(5)在惯性飞轮(13)的带动下惯性旋转，继续产生排气及汲气控制工作。2.根据权利要求1所述的双涡旋负压内燃发动机，其特征在于，所述正向筒体(6)为正圆锥形筒体，涡旋叶片及叶道(5)包括涡旋叶片与涡旋叶道，正向筒体(6)的涡旋叶片的弧形曲率中心与轴向气流方向一致的。3.根据权利要求1所述的双涡旋负压内燃发动机，其特征在于，所述反向筒体(12)为倒圆锥形筒体；反向筒体(12)的涡旋叶片的弧形曲率中心方向与气流前进方向相反。4.根据权利要求1所述的双涡旋负压内燃发动机，其特征在于，所述燃烧室(10)的形状是不转动的空心圆球。
【专利摘要】本发明公开了一种双涡旋负压内燃发动机，包括稳压油箱、主轴杆、轴杆套、正向筒体、燃烧室、内燃机外壳、反向筒体与惯性飞轮，主轴杆贯穿内燃机外壳以及内燃机外壳内部含有的正向筒体、燃烧室与反向筒体，正向筒体依次通过正向筒体底部圆盘控制片、圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片与燃烧室的一侧连接，燃烧室的另一侧依次通过燃烧室后端圆盘控制片、圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片与反向筒体连接，稳压油箱安装在主轴杆的一端，且稳压油箱通过进油管道连接正向筒体，稳压油箱内设有油箱内稳压调整泡；惯性飞轮安装在主轴杆的另一端。本发明具有节省能源、高热效、高容量、高功率、长寿、安全、环保、易制作、易维修、多用途的特点。
【IPC分类】F02C3/04, F02C3/14
【公开号】CN104895674
【申请号】CN201510187088
【发明人】汪一平
【申请人】汪一平
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月20日
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机领域，具体是一种双涡旋负压内燃发动机。
【背景技术】
[0002]汽车/船舶/传动件的动力源，大多是内燃的热能动力装置，简称内燃发动机机或内燃机。内燃机是借助工质的流体(含液体、气体或粉末状固体)状态，在密封容器内爆炸燃烧，燃烧的热能以不同方式转变为机械能。1876年德国人奥托在大气压力式基础上，首先提出了往复活塞式四冲程汽车发动机，也就是说活塞式汽车发动机采用了进气、压缩、做功、排气四个冲程工作程序，使发动机的热能效率转化为活塞的直线运动，通过横向的曲轴再转化为旋转运动的经典模式。1846年，出现了当今转子发动机工作室的几何结构，设计了使用外旋轮线的第一辆概念发动机。当时，这些概念都没有实用化，直到汪克尔在1957年研制，出现汪克尔转子发动机，本文称其为平面旋转内燃发动机。内燃机经过一百二十多年的改进、调整和改革，出现有废气涡轮增压技术等。发动机出现了往复式、奎西式、星型、涡轮轴式、三角转子式、涡轮涡扇式、涡旋喷气式等不少品种。增加了发动机热能和热机工作效率，减少有害气体的排放。
[0003]目前，内燃机动力源大多应用的是活塞式、平面旋转式、涡旋/渦轮式发动机，基本的“四冲程”工作程序工作原理并没有变动。由于内燃机热力学原理的缺陷、构造装置的不合理性、加上热力机前端进气加压限制性等因素，使传统内燃机的改进、发展达到了极限。
[0004]1928年美国科学家狄拉克率先提出了“真空海概念”，说“真空海有无穷尽的能源”。如果说内燃机的燃烧室在常压、常温、常密度环境下工作的物质能，称熵；在负压、低温、低密度环境下工作的非物质能，称焓。真空概念的提出，意味着传统的内燃机的燃烧室，于爆炸点之前的常温常压常密度(PtlVcZTci)环境受到了冲击。如何提高内燃机热能及工作效率一直是科学家们努力探索、攻克的方向。
[0005]不少科学家在内燃机的P(压力)V(容积)/T(温度)原理上下功夫力，出现如:降低爆炸点温度的“超低温发动机”;改变物质性能的“质子发动机”;降低爆炸起点压力的“负压发动机”等。也有采用新能源概念的发动机。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种节省能源、高热效、高容量、高功率、长寿、安全、环保、易制作、易维修的双涡旋负压内燃发动机，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]—种双祸旋负压内燃发动机，包括稳压油箱、主轴杆、轴杆套、正向筒体、燃烧室、内燃机外壳、反向筒体与惯性飞轮，主轴杆贯穿内燃机外壳以及内燃机外壳内部含有的正向筒体、燃烧室与反向筒体，正向筒体依次通过正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片与燃烧室的一侧连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈密封，正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片之间设有能转动的圆盘控制片；燃烧室的另一侧依次通过燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片与反向筒体连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈密封，燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片之间设有能转动的圆盘控制片；正向筒体、反向筒体与主轴杆之间均设有轴杆套，正向筒体、反向筒体上均设有涡旋叶片及叶道，燃烧室上设有两个电子点火喷头，且两个电子点火喷头之间通过氢燃料管道连接；稳压油箱安装在主轴杆的一端，且稳压油箱通过进油管道连接正向筒体，稳压油箱内设有油箱内稳压调整泡；惯性飞轮安装在主轴杆的另一端；内燃机外壳与反向筒体的连接处设有内燃发动机排气口 ；正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片、燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片是固定安装在主轴杆上；圆盘控制片、正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片、燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片上均设有含周期性依序布置的圆孔或点。
[0009]流体或含氧燃料从稳压油箱中进入正向筒体的旋转的涡旋叶片及叶道，受到径向与轴向压缩成为高压气流，高压气流在固定的正向筒体底部圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片的圆孔、点及能转动的圆盘控制片的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，经过排气-汲气控制工作后进入燃烧室，且形成燃烧室的负压、低温环境，低温氢燃料由氢燃料管道进入处于负压、低温环境下的燃烧室，燃烧室内同时有低温氢燃料与流体或含氧燃料的混合，电子点火喷头点火爆炸燃烧，燃烧后成为超高能高压气流，超高能高压气流在固定的燃烧室后端圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片的圆孔及点及能转动的圆盘控制片的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，进入反向筒体的涡旋叶片及叶道，超高能高压气流在涡旋叶片及叶道内进行径向与轴向扩张膨胀，直接推动涡旋叶片及叶道旋转，涡旋叶片及叶道带动主轴杆旋转做功，做功后涡旋叶片及叶道在惯性飞轮的带动下惯性旋转，继续产生排气及汲气控制工作。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述正向筒体为正圆锥形筒体，涡旋叶片及叶道包括涡旋叶片与涡旋叶道，正向筒体的涡旋叶片的弧形曲率中心与轴向气流方向一致的。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述反向筒体为倒圆锥形筒体；反向筒体的涡旋叶片的弧形曲率中心方向与气流前进方向相反。
[0012]作为本发明进一步的方案:所述燃烧室的形状是不转动的空心圆球。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0014](I)目前，国内外对涡轮/涡扇以及正在研制的涡叶(含三维涡旋叶道)构造，主要依靠涡叶/涡轮/涡扇参数进行排列组合的风动试验，很难取得高效成果，必须依赖数学模型，发明人已提出了三维涡旋动力学(称“五元流”)数学模型，能以最小的代价制造正反向涡叶(叶道)，突破性地解决新型内燃机涡叶制造的关键性难题。
[0015](2)氢燃料为液氢与氢燃料辅助材料(液氧)在内燃机的应用，本发明提出二条回路的燃料专输道，分别输送由管道输送液氢，由正向筒体输送液氧，解决了可长期连续加注燃料，通过氢冷却及排气汲气控制的负压低温形成低温内燃机。
[0016](3)采用三维涡旋涡叶片，具有比活塞式，平面旋转式产生较长的、连续的作用时间、空间、距离。
[0017](a)能产生较大的作用力(加速度)，有利于提高工效。
[0018](b)叶片与流体或含氧燃料摩擦小(符合流体力学原理)，涡叶叶片无气流冲击现象。
[0019](c)对燃料品质要求相村较宽松，适应较宽的燃料使用范围，(从液态到固体粉末颗料或混合燃料皆可使用)。
[0020](4)燃烧室构造简单，二个半圆球的拼合的燃烧室，内部除了一个主轴外有较大的、又能在超低温、负压、低密度的燃烧空间充分发挥燃烧。
[0021](5)本发明构造简单合理，可以从大容量到小容量方便进行模块式制作、维修，也可以单机驱动或组装联合驱动。
[0022]所以，本发明具有的优点为:
[0023](I)通过六程序工作，具有在燃烧室内实现超低温、负压、低密度的燃烧环境，产生超过传统内燃机的超高压超能量膨胀气流，具有节省能源、高热效、高容量、高功率。
[0024](2)膨胀气流能量直接转化为旋转能，省却传统机械内部中间环节的机械损耗，具有尚功效。
[0025](3)本发明燃料可以多样化(燃油、燃气、粉末状固体燃料)。
[0026](4)本发明具有长寿、安全、环保、易制作、易维修、多用途等。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的总装示意图。
[0028]图2是本发明的正向筒体示意图。
[0029]图3是本发明的反向筒体示意图。
[0030]图4是本发明的燃烧室示意图。
[0031]图5是本发明的工作流程图。
[0032]图6是本发明的六程序热效率示意图。
[0033]图7是本发明的六程序的各圆形控制片工作示意图。
[0034]图中:1-稳压油箱、2-进油管道、3-主轴杆、4-轴杆套、5-正向涡旋叶片及叶道、
6-正向筒体、7-圆盘控制片、8-电子点火喷头、9-氢燃料管道、10-燃烧室、11-内燃机外壳、12-反向筒体、13-惯性飞轮、14-正向筒体底部圆盘控制片、15-燃烧室前端圆盘控制片、16-燃烧室后端圆盘控制片、17-反向筒体底部圆盘控制片、18-内燃发动机排气口、19-圆盘控制片密封圈、20-油箱内稳压调整泡。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]实施例1
[0037]请参阅图1-7，本发明实施例中，一种双涡旋负压内燃发动机从两个方面着手:其一、工作原理的拓展；其二、构造的创新。
[0038]—、工作原理的拓展；
[0039](I)本发明工作原理中，传统的是四程序控制工作，即压缩-燃烧-膨胀做功-排气，一百多年来几乎没有变动，其燃烧室的主要特征:于爆炸点之前的常温常压常密度(ρ0ν0/τ0)环境工作，热效率在(ΡΛ/Τ。)与(PmaxVmax/Tmax)，其中人为地用冷却剂的超低温除夕卜。目前内燃机工作原理的应用已达到极限很难提高。
[0040](2)本发明的双祸旋负压内燃发动机提出一种六程序控制工作。在遵守内燃机热力原理上，热机六程序工作程序。即:(负压低温环境)进气-压缩-燃烧-膨胀做功-排气-汲气负压，实施热机六程序工作程序。其燃烧室的主要特征:于燃烧室爆炸点之前越过常温常压常密度(ΡΛ/%)点，到达低温负压低密度的(Pj/o环境工作点，热效率在(Peve/Te)与燃烧室条件的低温负压低密度激发超高的(PcmaxVanaxZXmax)，同样地其中人为地用冷却剂的超低温除外。在热机卡诺热能循环图效率上(PJ/O-T-J。./!'。.)，热能面积显著地超过传统内燃机热能循环图效率。
[0041]二、构造的创新
[0042](I)本发明构造的创新点在于把相当于活塞部件移至汽缸外，燃烧室10内部仅有一根转动的主轴杆3贯穿而过，燃烧室?ο爆炸点之后，产生的超高的膨胀高能热气流进入涡旋叶片及叶道5内直接成为旋转力，減去传统内燃机的转化方旋转的零部件。
[0043](2)所说的双涡旋负压内燃发动机构造，主要包括:稳压油箱1、涡旋叶片及叶道5、正向筒体6、燃烧室10、内燃机外壳11、反向筒体12、圆盘控制片7、主轴杆3、惯性飞轮13等。主轴杆3从中贯穿而过，串联成一个整体的发动机装置。
[0044](3)所说的双涡旋负压内燃发动机的主轴杆3贯穿轴杆套4，带动正向筒体6及反向筒体12上的涡旋叶片及叶道5同步旋转工作，称双涡旋工作机体。图1是本发明的内燃机构造示意图。
[0045](4)所说的双涡旋负压内燃发动机的正向筒体6，包括涡旋叶片及叶道5，涡旋叶片及叶道5包括涡旋叶片与涡旋叶道，正向筒体6为正圆锥形筒体，正向筒体6内设有沿轴向环绕的多条带状的涡旋叶片，且其连接轴杆套4上，形成涡旋叶道。涡旋叶片及叶道5半径由大而小，其涡旋叶片与轴杆套4的倾角由垂直到平行的螺距自小而大，涡旋叶片弧度成形(与轴杆套4的倾角)由垂直到水平，正向筒体6的涡旋叶片的弧形曲率中心与轴向气流方向一致的。图2是本发明的正向筒体示意图。
[0046](5)所说的双涡旋负压内燃发动机的反向筒体12，包括:涡旋叶片及叶道5，是由涡旋叶片与轴杆套4组成的叶道，反向筒体12为倒圆锥形筒体。反向筒体12的涡旋叶片的弧形曲率中心方向与气流前进方向相反，具有扩散流体涡旋工作的，涡旋叶片及叶道5的半径由小而大，涡旋叶片与轴杆套4的倾角由平行到垂直。图3是本发明的反向筒体示意图。
[0047](6)所说的双涡旋负压内燃发动机的燃烧室10，是不转动的固定空心圆球，正向筒体6与燃烧室10之间设有正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15，正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15之间另设有与主轴杆3连接的可转动的圆盘控制片7，燃烧室10的另一端与反向筒体12之间设有燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17，燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17之间另设有与主轴杆3连接的可转动的圆盘控制片7，主轴杆3带动前后两个圆盘控制片7同步旋转，圆盘控制片7沿环向周期性分布的圆孔及点的连通与否控制装置的启闭，负压环境下进气、压缩、爆炸燃烧、做功、排气、汲气产生低温负压、六个工作流程。即:与传统四程序相比，多增加排气、汲气两个工作控制程序，称六程序内燃机。图4是本发明的燃烧室示意图。
[0048]1、本发明工作流程
[0049]稳压油箱I中的流体或含氧燃料(燃油、燃气、粉末状固体燃料、双轨道供氢、氧液体)进入旋转的涡旋叶片及叶道5，受到径向与轴向压缩成为高压气流，高压气流在不可转动的正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15的圆孔、点及可转动的圆盘控制片7的圆孔及点的周期性分布，依序控制圆孔及点的(e，g，a，b，c，f，e......)启闭通过后，
进入前程序排气-汲气控制工作后进入燃烧室10中并为其提供氧燃料，形成负压、低温环境，有低温氢燃料由氢燃料管道9进入处于负压、低温环境下的燃烧室10，同时，电子点火喷头8点火爆炸燃烧，燃烧后成为超乎常规内燃机的超高能高压气流，超高能高压气流在不可转动的燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17的圆孔及点及可转动的圆盘控制片7的圆孔及点的周期性分布，在燃烧点后依序控制的(e，g，a，b，c，f，e……)启闭通过后，进入涡旋叶片及叶道5，超高能高压气流在涡旋叶片及叶道5内，进行径向与轴向扩张膨胀，直接推动涡旋叶片及叶道5旋转，涡旋叶片及叶道5带动主轴杆3旋转做功，做功后涡旋叶片及叶道5在惯性飞轮13的带动下惯性旋转，继续产生排气及汲气控制工作，处于负压低温的燃烧环境，扩大了内燃机热能效率。图5是本发明的工作流程图。
[0050]2、六程序控制工作原理及装置
[0051]所述的双涡旋负压内燃发动机六程序工作原理及装置:正向筒体6圆形底部，反向筒体12圆形顶部及连接燃烧室10前后两端部的正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15、燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17称为定片，定片之间，分别设有可旋转的圆盘控制片7，称动片，定片与动片都有沿环向周期性依序布置的孔或点与位罝对应的(e，g，a，b，c，f，e……)，其中动片沿环向分布有周期性依序的圆孔及点对应着正向筒体圆形底部周期性依序分布的圆孔及点(e，g，a，b，C，f，e……)与反向筒体圆形顶部周期性依序分布的圆孔及点(e，g，a，b，c，f，e……)，它们组成多个单元的点、孔，按六程序工作制均匀分布的圆周组成一个圆周的多六程序工作制。图6是本发明的六程序热效率不意图。
[0052]当主轴杆3带动旋转的圆盘控制片7转动，对应的动片与定片点、孔之间产生周期性启与闭；由此进行对应的六程序多工作区进行工作循环。其中一个单元工作循环序有:(e)-eg进气-(g)-ga压缩_(a)_ab燃烧-(b)-be膨胀做功_(c)_cf排气-(f)-fe负压汲气-(e)，实施热机六程序工作程序。
[0053]3、本发明的工作流程图
[0054](I)本发动机工作流程为:一(g)—压缩过程(ga) — (a)—燃烧过程(ab) — (b)—热膨胀做切过程(be) — (c)—排气过程(Cf) — (f)—负压汲气过程(fe) — (e)—进气过程(eg)―，两箭头之间的内容则上述相应工作程序。图5是本发明的工作流程图。
[0055](2)低温氢燃料(低温剂)在六程序圆孔或点的(e，g，a，b，C，f，e……)控制下由氢燃料管道9进入燃烧室10 (此前燃烧室10处于排气、汲气负压状态)，同步，流体或含氧燃料由正向筒体6及正向筒体底部圆盘控制片14、圆盘控制片7、燃烧室前端圆盘控制片15的圆孔或点(e，g，a，b, c，f, e......)均勾进入高压流体充分混合，电子点火喷头8燃烧下，充分燃烧反应，产生超强大的膨胀气流，膨胀气流通过燃烧室后端圆盘控制片16、圆盘控制片7、反向筒体底部圆盘控制片17的圆孔或点(e，g，a，b，c，f，e……)，均匀进入反向筒体12，此时膨胀气体沿涡旋叶片及叶道5驱动旋转，产生动力源，同步驱动正向筒体6内部涡旋叶片及叶道5、主轴杆3、惯性飞轮13旋转，由此持续地、循环地做功。本发明中的低温氢燃料除了燃烧的作用，还能降低燃烧室10起点温度，有利于实现燃烧室10的低温环境。
[0056](3)传统的发动机通常有进气、压缩、燃烧、做功四个程序，这时燃烧室10的工作环境处于常温常压(即ΡΛ/g —高温高压(即pmvm/Tm)，热机的热效率能:c = PfflVffl/Tm-PQVX的差值。
[0057](4)为了提高发动机热效率，若加大PmVm/Tm的方式受到了限制，当前已达到了极限状态。于是出现了另一条思路，通过热机气缸燃烧前的超低温、超低压(负压)(即Ρενε/Te)方式来提高热效率值，有:c = PcmaxVmcmax/Tmcmax-PeVe/TeO
[0058]其中:C= C0+Ce= (P CfflaxVCfflax/TCfflax-P0V0/ T0)(传统内燃机热能)+ (PciVcZTc1-PeVe/!;)(本发明内燃机直接增加的热能)。
[0059](5)本发明提出热机六程序工作制，即汲气(负压)_进(燃)气-压缩-燃烧-做功-排气，多了汲气(负压)与(主动)排气，两个工作程序，制造了完整的(pj/υ低温(内冷)、负压的燃烧室10工作环境，提高了热机工作效率，负压(低密度)还可以减少燃烧室10器壁的温差变化，创造了燃烧室10及主轴杆3工作的良好环境。图6是本发明的热机六程序热效率不意图。
[0060]4、本发明的各控制片工作示意图。
[0061](I)所说的发动机控制片，包括燃烧室10两端的圆形控制片，分别有正向筒体底部圆盘控制片14、圆盘控制片7、燃烧室前端圆盘控制片15及燃烧室后端圆盘控制片16、圆盘控制片7、反向筒体底部圆盘控制片17，圆形控制片内沿环向，以控制工作单元为均匀分布周期，组成多个工作单元程序。其中以一个工作程序的示意图为例，均设罝圆孔或点的
(e，g，a，b，c，f，e......)，控制片有定片:正向筒体底部圆盘控制片14、燃烧室前端圆盘控制片15及燃烧室后端圆盘控制片16、反向筒体底部圆盘控制片17，动片有圆盘控制片7。当主轴杆3带动动片与定片圆孔或点之间产生周期性的启与闭。形成六程序控制控制片，其中:1)排气点孔直径大于进气点孔。2)b-c间有金属导线连接以电子点火。
[0062](2)、进一步说明六程序控制控制片工作流程:
[0063](eg)、有进气动片点(g)与进气定片点(O)，实施启；(进气)
[0064]排气动片点(g)与排气定片点(0)，实施闭；
[0065](ga)、有进气动片点(a)与进气定片点(O)，实施闭；(压缩)
[0066]排气动片点(a)与排气定片点(0)，实施闭；
[0067](ab)、有进气动片点(b)与进气定片点(O)，实施闭；(点火燃烧)
[0068]排气动片点(b)与排气定片点(0)，实施闭；
[0069](be)、有进气动片点(C)与进气定片点(0)，实施闭；
[0070]排气动片点(C)与排气定片点(O)，实施启；(做功)
[0071](Cf)、有进气动片点(f)与进气定片点(0)，实施闭；
[0072]排气动片点⑴与排气定片点(O)，实施启；(排气)
[0073](fe)、有进气动片点(e)与进气定片点(0)，实施闭；
[0074]排气动片点(e)与排气定片点(O)，实施启；(汲气负压)
[0075]其中，(做功)支撑内燃机主轴杆3的旋转，带动(压缩)，(排气)，(汲气负压)，(惯性飞轮)等工作。图7是本发明的控制片工作示意图。
[0076](3)、进一步地，所述的高速气流下如何最大地保持轴向气流以提高叶片的工作效率，是当前旋转机械的难题。本发明的发动机控制片所设的圆盘控制片的点孔(e，g，a，b，c，f，e……)，在高速旋转下的定片与动片的启与闭时为保持高压轴向气流下有最大的通过量，关键点是正反向涡旋叶片的形状构造起决定作用。鉴于正反向三维涡旋叶道符合流体力学原理，使流体在叶道内阻力最小，轴向态-旋转态之间实现无阻碍的有序流动，发挥气流最大的工作效率。
[0077]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0078]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种双祸旋负压内燃发动机，包括稳压油箱(I)、主轴杆(3)、轴杆套(4)、正向筒体(6)、燃烧室(10)、内燃机外壳(11)、反向筒体(12)与惯性飞轮(13)，其特征在于，主轴杆⑶贯穿内燃机外壳(11)以及内燃机外壳(11)内部含有的正向筒体(6)、燃烧室(10)与反向筒体(12)，正向筒体(6)依次通过正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)与燃烧室(10)的一侧连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈(19)密封，正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)之间设有能转动的圆盘控制片(7);燃烧室(10)的另一侧依次通过燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)与反向筒体(12)连接，且其连接处采用圆盘控制片密封圈(19)密封，燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)之间设有能转动的圆盘控制片(7);正向筒体(6)、反向筒体(12)与主轴杆(3)之间均设有轴杆套⑷，正向筒体(6)、反向筒体(12)上均设有涡旋叶片及叶道(5)，燃烧室(10)上设有两个电子点火喷头(8)，且两个电子点火喷头(8)之间通过氢燃料管道(9)连接；稳压油箱(I)安装在主轴杆(3)的一端，且稳压油箱⑴通过进油管道⑵连接正向筒体(6)，稳压油箱⑴内设有油箱内稳压调整泡(20);惯性飞轮(13)安装在主轴杆(3)的另一端；内燃机外壳(11)与反向筒体(12)的连接处设有内燃发动机排气口(18);正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)、燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)是固定安装在主轴杆(3)上；所述圆盘控制片(7)、正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)、燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)上均设有含周期性依序布置的圆孔或点； 流体或含氧燃料从稳压油箱(I)中进入正向筒体(6)的旋转的涡旋叶片及叶道(5)，受到径向与轴向压缩成为高压气流，高压气流在固定的正向筒体底部圆盘控制片(14)、燃烧室前端圆盘控制片(15)的圆孔、点及能转动的圆盘控制片(7)的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，经过排气-汲气控制工作后进入燃烧室(10)，且形成燃烧室(10)的负压、低温环境，低温氢燃料由氢燃料管道(9)进入处于负压、低温环境下的燃烧室(10)，燃烧室(10)内同时有低温氢燃料与流体或含氧燃料的混合，电子点火喷头(8)点火爆炸燃烧，燃烧后成为超高能高压气流，超高能高压气流在固定的燃烧室后端圆盘控制片(16)、反向筒体底部圆盘控制片(17)的圆孔及点及能转动的圆盘控制片(7)的圆孔及点上周期性分布，控制圆孔及点的启闭依序通过后，进入反向筒体(12)的涡旋叶片及叶道(5)，超高能高压气流在涡旋叶片及叶道(5)内进行径向与轴向扩张膨胀，直接推动涡旋叶片及叶道(5)旋转，涡旋叶片及叶道(5)带动主轴杆(3)旋转做功，做功后涡旋叶片及叶道(5)在惯性飞轮(13)的带动下惯性旋转，继续产生排气及汲气控制工作。2.根据权利要求1所述的双涡旋负压内燃发动机，其特征在于，所述正向筒体(6)为正圆锥形筒体，涡旋叶片及叶道(5)包括涡旋叶片与涡旋叶道，正向筒体(6)的涡旋叶片的弧形曲率中心与轴向气流方向一致的。3.根据权利要求1所述的双涡旋负压内燃发动机，其特征在于，所述反向筒体(12)为倒圆锥形筒体；反向筒体(12)的涡旋叶片的弧形曲率中心方向与气流前进方向相反。4.根据权利要求1所述的双涡旋负压内燃发动机，其特征在于，所述燃烧室(10)的形状是不转动的空心圆球。
【专利摘要】本发明公开了一种双涡旋负压内燃发动机，包括稳压油箱、主轴杆、轴杆套、正向筒体、燃烧室、内燃机外壳、反向筒体与惯性飞轮，主轴杆贯穿内燃机外壳以及内燃机外壳内部含有的正向筒体、燃烧室与反向筒体，正向筒体依次通过正向筒体底部圆盘控制片、圆盘控制片、燃烧室前端圆盘控制片与燃烧室的一侧连接，燃烧室的另一侧依次通过燃烧室后端圆盘控制片、圆盘控制片、反向筒体底部圆盘控制片与反向筒体连接，稳压油箱安装在主轴杆的一端，且稳压油箱通过进油管道连接正向筒体，稳压油箱内设有油箱内稳压调整泡；惯性飞轮安装在主轴杆的另一端。本发明具有节省能源、高热效、高容量、高功率、长寿、安全、环保、易制作、易维修、多用途的特点。
【IPC分类】F02C3/04, F02C3/14
【公开号】CN104895674
【申请号】CN201510187088
【发明人】汪一平
【申请人】汪一平
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月20日
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