一种离心泵式喷水推进水陆两用装置及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水陆两用装置，尤其是一种离心栗式喷水推进水陆两用装置及其工作方法。
【背景技术】
[0002]水陆两用汽车概念提出已经很久了，但却一直因为结构复杂，容易损坏、操作难度大等原因不能推广，甚至连高档越野汽车，军用汽车也是不具备此项功能。
[0003]经过检索，以下相近技术领域的现有专利技术以及已公开的技术。
[0004]—种陆上模式和水上模式可运行的水陆两用车(CN 103917387A)，包括:船身；设置在船身中的至少一个间断部(轮舱)；以及至少部分地位于该至少一个间断部(轮舱)中的至少一个可缩回的轮或履带组件。船身是滑行船身；且该至少一个间断部(轮舱)被设置在水陆两用车的船身的前半部中。水陆两用车进一步包括至少一个导管，其通向该至少一个间断部(轮舱)中或在该至少一个间断部处开放，或者设置有通向该至少一个间断部中或在该至少一个间断部处开放的入口且被配置成用于在使用中引导流体离开该至少一个间断部(轮舱)。
[0005]—种水陆两用车(CN 102941785A)，属于一种交通工具，主要解决传统车辆功能单一、在突然遭遇暴雨或山洪时无法自救的问题。其结构包括装置、船舱和浮子构成，在装置的后座部分设有底部内凹、边缘平齐的船舱，船舱的的左右侧及后面均设有可折叠伸缩的浮子，浮子全部打开后将船舱四周包围起来。本发明结构简单，使用安全、方便，尤其适用于经常出现暴雨及山洪的地区以及水产养殖户使用。
[0006]经过分析比较，现有水陆两用车的设计思路主要是在车后部安装螺旋桨类推力结构或轮式推挤方式作为提供水中动力的推进装置，当这些设计普遍存在如下缺点:
[0007]⑴机械结构设计复杂，容易出故障，需要对原有汽车动力系统进行改进，增加传动结构，加装转向结构，同时必须加装独立的控制机构，费时费力，对于将轮机械结构传动较难实现，而且行驶时容易造成轮内万向传动过热，造成危险。
[0008]⑵容易损坏，螺旋桨容易在汽车行驶时时受到碰撞，在河流中航行也容易受到河底的剐蹭，造成螺旋桨损坏。
[0009]⑶造价高昂，一套水下推力装置的设计改装费用至少在数万元左右，难以得到实际推广应用。
[0010]综上所述，现有的推进装置基本上都存在结构复杂、容易损坏、操作难度大、成本高等问题，难以推广使用。至今，高档越野汽车以及军用汽车也基本上不具备水陆两用功能，但实际的汽车行驶的途中，往往需要经过河流和浅滩等，尤其是遇到恶劣天气还会有城市积水问题，这都会出现将车辆阻隔在道路上，尤其是基础设施不太完善的地方积水问题尤为突显，因此，目前急需开发一种能够推广应用的可以实现汽车水陆两用的推进装置。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种的离心栗式喷水推进水陆两用装置及其工作方法，其结构简单合理，成本低廉，在几乎不增加汽车基本造价前提下，实现汽车的水陆两用功能。
[0012]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0013]—种离心栗式喷水推进水陆两用装置，其特征在于:水陆两用装置安装有离心栗式喷水推进装置，喷水推进装置包括轮架、传动轴、驱动轮、离心栗壳以及离心结构，在两用喷水推进装置下部安装轮架，轮架上转动安装传动轴，传动轴的外端同轴驱动安装有一驱动轮，传动轴带动驱动轮旋转，在传动轴上同轴安装有离心栗壳及离心结构，传动轴驱动离心结构同轴旋转带动水流进行离心运动，离心栗壳与轮架相对静止，离心栗壳将离心后的水流进行转向输出。
[0014]而且，所述离心栗壳的方向人工调节。
[0015]而且，所述离心结构为离心叶轮，离心栗壳同轴转动调节安装在传动轴上，离心叶轮同轴安装在离心栗壳内；传动轴穿过离心叶轮中心的传动轴孔驱动离心叶轮转动；
[0016]离心栗壳的结构具体为:离心栗壳主体为圆柱筒形结构，离心栗壳的轴向端面上制有进水口，在离心栗壳主体一侧的切线方向制有导流出水口。
[0017]而且，在离心栗壳的进水口一端的传动轴上同轴安装有一吸水叶轮。
[0018]而且，所述离心结构包括环形挡水板以及轮毂式离心叶轮，在轮毂内周同轴固装有一环形挡水板，该环形挡水板中部制有进水口 ；在挡水板内侧的轮毂内同轴安装有一轮毂式离心叶轮，该轮毂式离心叶轮径向均布固装在轮毂内并由轮毂驱动进行同轴旋转；在轮毂式离心叶轮内侧的传动轴上同轴套装有一导流栗壳，导流栗壳的主体为圆柱筒形结构，该导流栗壳中心制有传动轴孔，导流栗壳临近轮毂式离心叶轮的端面外周均制有环形的进水口，在导流栗壳主体一侧的切线方向制有导流出口。
[0019]而且，所述水陆两用装置为车或其他水陆两用的载体装置。
[0020]一种离心栗式喷水推进水陆两用装置的工作方法:步骤为:
[0021 ] ⑴轮在水中转动时，通过离心叶轮对水体的离心挤压作用将水向传动轴的垂直方向强制推送，由进水口被吸入离心栗壳内；
[0022]⑵水流转向，进入离心栗壳的水受离心叶轮作用，水在随离心叶轮做圆周运动过程中，同时在离心力的作用下自离心叶轮中心向外周抛出，水流由离心叶轮获得了速度會K ;
[0023]⑶产生推力，被甩向叶轮外缘的水流，经蜗形离心栗壳的流道流至离心栗壳的出水口，水流与轴向方向成一定角度喷出，水流喷出产生反作用力最终作用在轮架上；
[0024]⑷在水自叶轮抛出时，叶轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是液体不断地由进水口被吸入离心栗壳内，重复步骤⑴至步骤⑷。
[0025]而且，对于安装吸水叶轮的装置，在步骤⑴中，首先由吸水叶轮加速将水导入离心栗壳的进水口。
[0026]本发明的优点和积极效果是:
[0027]1、本装置的采用矢量喷水推进装置可以安装在四驱车的四个轮或两驱车的两个驱动轮上，对于四驱车，车辆在水中可以获取动力后实现车辆水中的转向和前进双重功能；对于两驱车，可以安装在两个前动力轮中，前轴主动轮对导向喷口进行调整实现水中转向、前进双重功能。
[0028]2、本装置的结构简单，维护简便，实现方便，可以实现涉水、渡水功能，而且可以适用于水体较浅的地方使用，安装有本推进装置的车辆，由于转动的螺旋桨在轮内部，在较浅的河底自动使用轮滚动前进的模式前进，而不会对螺旋桨轮产生影响。
[0029]3、本装置在四驱车的四个轮上均设有推进装置，分别单独提供动力，减小了现有技术中的螺旋桨结构可能被异物缠绕后造成的停机的风险。
【附图说明】
[0030]图1为实施例1离心栗式喷水推进水陆两用装置的剖面图；
[0031]图2为实施例1离心栗式喷水推进水陆两用装置侧面图；
[0032]图3为实施例1离心栗式喷水推进水陆两用装置正面详图(去除驱动轮);
[0033]图4为实施例1离心栗式喷水推进水陆两用装置背面详图(去除驱动轮);
[0034]图5为实施例2离心栗式喷水推进水陆两用装置整体剖面图；
[0035]图6为实施例2离心栗式喷水推进水陆两用装置侧面图(驱动轮剖视);
[0036]图7为实施例2中离心栗壳的内侧结构示意图；
[0037]图8为实施例2中离心栗壳的外侧结构示意图；
[0038]图9为车轮的力学分析图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0040]一种离心栗式喷水推进水陆两用装置，本水推进水陆两用装置安装有离心栗式喷水推进装置。
[0041]喷水推进装置包括轮架8、传动轴7、驱动轮、离心栗壳以及离心结构，在两用喷水推进装置下部安装有用于安装驱动轮的轮架，轮架转动安装传动轴，传动轴的外端同轴驱动安装有一驱动轮，驱动轮由同轴紧密套装的轮毂2和轮胎I组成，传动轴带动驱动轮旋转，驱动轮主要用于在陆地上行驶。
[0042]在传动轴上同轴安装有离心栗壳及离心结构，传动轴驱动离心结构同轴旋转带动水流进行离心运动，离心栗壳与轮架相对静止，离心栗壳将离心后的水流进行转向输出，产生推进力。
[0043]离心栗壳的方向人工调节。
[0044]本推进装置的工作原理为:
[0045]当传动轴带动离心结构旋转时，水流由进水口进入离心栗壳内，一方面随离心叶轮做圆周运动，另一方面在离心力的作用下自离心叶轮中心向外周抛出，水流由离心叶轮获得了速度能；被甩向叶轮外缘的水流，经蜗形离心栗壳的流道流至离心栗壳的出水口 ；水流在液体自叶轮出水口抛出时，离心叶轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是水流不断地由离心栗壳进水口被吸入，水流经过离心栗壳后与轴向方向成一定角度喷出，该角度大于0°且小于180°，水流经过离心栗壳的挤出室导流作用后，水流转向产生反作用力作用在轮架上，从而产生前进动力；离心栗壳转动调节安装在传动轴上，通过调整离心栗壳转动角度，可以控制离心栗出水口朝向，从而使水流向传动轴垂直的不同方向喷出，产生前进、后退的作用力。
[0046]本实施例所述水陆两用装置为车或其他水陆两用的载体装置。
[0047]本离心栗式喷水推进装置可以安装在四驱车的四个轮内，或在两驱车两侧对称的驱动轮内安装。
[0048]实施例1
[0049]离心栗式喷水推进装置
[0050]参见附图1至附图4所示结构，为了便于说明以附图1所示方向为例进行描述，右侧为驱动轮外侧，左侧为驱动轮内侧；在推进装置下部安装有用于安装驱动轮的轮机8，轮