本发明属于消声器领域，尤其涉及一种节能消声型的柴油发动机。
背景技术
柴油机具有输出动能强劲，性能可靠的优点，特别是柴油机的尾气排出过程中蕴含大量冲击动能，不仅会造成浪费，同时还带来了剧烈噪音。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种充分利用尾气冲击动能的一种节能消声型的柴油发动机。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种节能消声型的柴油发动机，包括消声器外壳体和消声器内壳体；所述消声器外壳体为柱状壳体结构，所述消声器外壳体的内壁与所述消声器内壳体外壁之间形成消音空腔层，所述消音空腔层中填充有玻璃纤维消音棉；
所述消声器内壳体包括从左至右依次同轴心一体化连接的左内壳体、中内壳体和右内壳体；中内壳体和右内壳体分别为柱状壳体结构，所述左内壳体的内腔为左换能消声腔，所述右内壳体的内腔为右消声腔，所述中内壳体的外径同时小于所述左内壳体和右内壳体的外径；所述中内壳体内部设置有同轴心的尾气过渡通道；所述尾气过渡通道两端分别同轴心连通所述左换能消声腔和右消声腔；
还包括排气管，所述排气管的一端连通连接所述右消声腔的右端，所述排气管的另一端连通环境大气压；
左换能消声腔内同轴心转动设置有反冲旋转轮；所述反冲旋转轮为空心轮状结构，所述反冲旋转轮内部设置有同轴心的尾气蓄压腔，所述反冲旋转轮的轮面呈圆周阵列分布有若干凸起，各所述凸起上均设置有尾气喷口，各所述尾气喷口内侧均连通反冲旋转轮内部的尾气蓄压腔，且各所述尾气喷口的喷气方向沿所述反冲旋转轮的切线逆时针方向平行，各所述尾气喷口喷射尾气的反冲力带动所述反冲旋转轮顺时针旋转。
进一步的，所述排气管的入口处设置有尾气催化转化器，所述催化转化器中呈阵列分布有若干催化转化通道；各所述催化转化通道将所述右消声腔与排气管之间相互导通。
进一步的，还包括转动输出轴；所述反冲旋转轮的左右两侧壁分别为左轮壁和右轮壁；所述转动输出轴的一端穿过所述尾气过渡通道并同轴心固定连接所述反冲旋转轮的右轮壁；所述转动输出轴的尾气过渡通道处同轴心同步固定设置有被动叶轮，所述被动叶轮上的被动叶片上设置均匀镂空有若干过气孔；所述尾气过渡通道中流过尾气时，可带动所述被动叶轮顺时针旋转；所述转动输出轴的另一端从所述消声器外壳体的右侧壁体可转动穿出，并且转动输出轴的另一端同步连接发电机的机芯转子；所述转动输出轴与所述右内壳体的右端壁体通过密封轴承转动连接。
进一步的，所述右消声腔的中段同轴心设置有消声环片，所述消声环片外圈一体化连接所述右消声腔内壁，所述消声环片中部设置有输出轴穿过孔，所述转动输出轴可转动穿过所述输出轴穿过孔；所述消声环片上呈圆周阵列均布有若干消声镂空孔。
进一步的，所述转动输出轴一体化连接所述右轮壁，所述左轮壁的左侧同轴心一体化连接有左右贯通的套管；还包括长度大于所述套管的滑动管，所述滑动管同轴心滑动穿设于所述套管内侧，所述滑动管内为贯通的滑动通道，所述滑动管外壁与所述套管内壁间隙配合，所述滑动管左端一体化同轴心设置有弹簧挡环，所述弹簧挡环外径大于所述套管外径；所述套管外壁还套设有平衡弹簧，所述平衡弹簧的一端顶压所述左轮壁，另一端顶压所述弹簧挡环；所述滑动管的右端还一体化设置有活动轮芯，且所述活动轮芯位于所述尾气蓄压腔中，且所述活动轮芯为与所述尾气蓄压腔同轴心的柱形空腔结构，且所述轮芯的左右侧壁分别为左轮芯壁和右轮芯壁，所述活动轮芯的内腔为尾气分流腔，所述尾气分流腔同轴心连通所述滑动通道；所述轮芯的圆柱壁面上镂空设置有若干分流消声孔，若干所述分流消声孔沿所述轮芯轴线呈圆周阵列均布，各所述分流消声孔将所述尾气分流腔和所述尾气蓄压腔之间相互连通。
进一步的，还包括发动机排气管，所述发动机排气管的尾气出气端同轴心伸入所述外壳体的左换能消声腔内，且所述发动机排气管的尾气出气端同轴心插入所述滑动通道的左端，且发动机排气管的尾气出气端与所述滑动通道内壁滑动配合；所述发动机排气管的尾气出气端的管壁沿轴线方向镂空设置有若干条状平衡孔，各所述条状平衡孔的长度方向与所述发动机排气管的轴线方向平行，若干条状平衡孔沿所述发动机排气管的轴线呈圆周阵列分部；
所述右轮芯壁向右位移至接触右轮壁状态下，各干条状平衡孔完全导通所述左腔；所述左轮芯壁向左位移至与所述左轮盘接触状态下，滑动通道的内壁滑动至完全封闭各干条状平衡孔。
有益效果：本发明的结构简单，尾气通过尾气过渡通道的过程中，高速流动的尾气带动了被动叶轮顺时针旋转，驱动被动叶轮的顺时针旋转的扭力和驱动反冲旋转轮的扭力形成合力，进而进一步增加了转动输出轴的输出扭力，使转动输出轴的输出更加强劲。
附图说明
附图1为本装置整体结构示意图；
附图2为本装置的立体剖视图；
附图3为柴油发动机中等功率运转时本装置的正剖视图；
附图4为本装置隐去反冲旋转轮结构后的立体剖视图；
附图5为附图3标记18处的局部放大示意图；
附图6为反冲旋转轮结构示意图；
附图7为反冲旋转轮沿轴线横截面示意图；
附图8为反冲旋转轮纵剖立体示意图；
附图9为轮芯结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至9所示的一种节能消声型的柴油发动机，包括消声器外壳体81和消声器内壳体；所述消声器外壳体81为柱状壳体结构，所述消声器外壳体81的内壁与所述消声器内壳体外壁之间形成消音空腔层85，所述消音空腔层85中填充有玻璃纤维消音棉；
所述消声器内壳体包括从左至右依次同轴心一体化连接的左内壳体2、中内壳体87和右内壳体86；中内壳体87和右内壳体86分别为柱状壳体结构，所述左内壳体2的内腔为左换能消声腔5，所述右内壳体86的内腔为右消声腔89，所述中内壳体87的外径同时小于所述左内壳体2和右内壳体86的外径；所述中内壳体87内部设置有同轴心的尾气过渡通道88；所述尾气过渡通道88两端分别同轴心连通所述左换能消声腔5和右消声腔89；
还包括排气管82，所述排气管的一端连通连接所述右消声腔89的右端，所述排气管82的另一端连通环境大气压；
左换能消声腔5内同轴心转动设置有反冲旋转轮6；所述反冲旋转轮6为空心轮状结构，所述反冲旋转轮6内部设置有同轴心的尾气蓄压腔10，所述反冲旋转轮6的轮面6.1呈圆周阵列分布有若干凸起20，各所述凸起20上均设置有尾气喷口19，各所述尾气喷口19内侧均连通反冲旋转轮6内部的尾气蓄压腔10，且各所述尾气喷口19的喷气方向19.1沿所述反冲旋转轮6的切线逆时针方向平行，各所述尾气喷口19喷射尾气的反冲力带动所述反冲旋转轮6顺时针旋转。
所述排气管82的入口处设置有尾气催化转化器93，所述催化转化器93中呈阵列分布有若干催化转化通道94；各所述催化转化通道94将所述右消声腔89与排气管82之间相互导通。
还包括转动输出轴3；所述反冲旋转轮6的左右两侧壁分别为左轮壁9和右轮壁11；所述转动输出轴3的一端穿过所述尾气过渡通道88并同轴心固定连接所述反冲旋转轮6的右轮壁11；所述转动输出轴3的尾气过渡通道88处同轴心同步固定设置有被动叶轮90，所述被动叶轮90上的被动叶片92上设置均匀镂空有若干过气孔91；所述尾气过渡通道88中流过尾气时，可带动所述被动叶轮90顺时针旋转；所述转动输出轴3的另一端从所述消声器外壳体81的右侧壁体可转动穿出，并且转动输出轴3的另一端同步连接发电机51的机芯转子；所述转动输出轴3与所述右内壳体86的右端壁体通过密封轴承13转动连接。
所述右消声腔89的中段同轴心设置有消声环片84，所述消声环片84外圈一体化连接所述右消声腔89内壁，所述消声环片84中部设置有输出轴穿过孔95，所述转动输出轴3可转动穿过所述输出轴穿过孔95；所述消声环片84上呈圆周阵列均布有若干消声镂空孔96。
所述转动输出轴3一体化连接所述右轮壁11，所述左轮壁9的左侧同轴心一体化连接有左右贯通的套管24；还包括长度大于所述套管24的滑动管25，所述滑动管25同轴心滑动穿设于所述套管24内侧，所述滑动管25内为贯通的滑动通道4.1，所述滑动管25外壁与所述套管24内壁间隙配合，所述滑动管25左端一体化同轴心设置有弹簧挡环14，所述弹簧挡环14外径大于所述套管24外径；所述套管24外壁还套设有平衡弹簧15，所述平衡弹簧15的一端顶压所述左轮壁9，另一端顶压所述弹簧挡环14；所述滑动管25的右端还一体化设置有活动轮芯7，且所述活动轮芯7位于所述尾气蓄压腔10中，且所述活动轮芯7为与所述尾气蓄压腔10同轴心的柱形空腔结构，且所述轮芯7的左右侧壁分别为左轮芯壁23.1和右轮芯壁23，所述活动轮芯7的内腔为尾气分流腔16，所述尾气分流腔16同轴心连通所述滑动通道4.1；所述轮芯7的圆柱壁面上镂空设置有若干分流消声孔17，若干所述分流消声孔17沿所述轮芯7轴线呈圆周阵列均布，各所述分流消声孔17将所述尾气分流腔16和所述尾气蓄压腔10之间相互连通。
还包括发动机排气管4，所述发动机排气管4的尾气出气端4.2同轴心伸入所述外壳体2的左换能消声腔5内，且所述发动机排气管4的尾气出气端4.2同轴心插入所述滑动通道4.1的左端，且发动机排气管4的尾气出气端4.2与所述滑动通道4.1内壁滑动配合；所述发动机排气管4的尾气出气端4.2的管壁沿轴线方向镂空设置有若干条状平衡孔8，各所述条状平衡孔8的长度方向与所述发动机排气管4的轴线方向平行，若干条状平衡孔8沿所述发动机排气管4的轴线呈圆周阵列分部；
所述右轮芯壁23向右位移至接触右轮壁11状态下，各干条状平衡孔8完全导通所述左腔56；所述左轮芯壁23.1向左位移至与所述左轮盘9接触状态下，滑动通道4.1的内壁滑动至完全封闭各干条状平衡孔8。
如图1至9所示，本发明的方法，过程以及技术进步整理如下：
在柴油发动机没有启动时，由于弹簧挡环14、滑动管25和轮芯7为一体的部件，在平衡弹簧15将弹簧挡环14向左方向顶压作用下，使轮芯7的左轮芯壁23.1向左位移至接触左轮壁9内侧，此时滑动管25的内壁刚好完全堵塞全部的条状平衡孔8；
发动机运行过程中，气缸的排气门连续向发动机排气管4排出尾气，进而发动机排气管4的尾气出气端4.2向轮芯7的尾气分流腔16中喷出尾气，进而轮芯7的右轮芯壁23内侧受到向右的气体冲击力；
在发动机运行功率较低时：右轮芯壁23内侧受到向右的气体冲击力较弱，还不足以克服平衡弹簧15的弹力，因而滑动管25的内壁还是完全堵塞全部的条状平衡孔8的状态，进而发动机排气管4所排出的尾气全部排向尾气分流腔16中，此时尾气分流腔16中的尾气通过若干分流消声孔17排出至尾气蓄压腔10中，尾气分流腔16中的尾气通过若干分流消声孔17排出至尾气蓄压腔10的过程起到阻性消声的效果；随着尾气蓄压腔10中的尾气逐渐累积，进而尾气蓄压腔10中的尾气从各个凸起20上的尾气喷口19喷出至左换能消声腔5中，由于各尾气喷口19的喷气方向19.1沿所述反冲旋转轮6的切线逆时针方向平行，因此尾气喷口19喷射尾气的反冲力带动所述反冲旋转轮6顺时针连续旋转，进而反冲旋转轮6带动转动输出轴3和发电机定子一同旋转，进而起到发电的效果，最终左换能消声腔5中的尾气通过尾气过渡通道88进入到右消声腔89中，尾气通过尾气过渡通道88的过程中，高速流动的尾气带动了被动叶轮90顺时针旋转，驱动被动叶轮90的顺时针旋转的扭力和驱动反冲旋转轮6的扭力形成合力，进而进一步增加了转动输出轴3的输出扭力，使转动输出轴3的输出更加强劲；与此同时，被动叶片92上的若干过气孔91起到缓冲降低尾气过渡通道88中的冲击波对被动叶片92的冲击效果，使被动叶轮90运转更加平稳，削弱被动叶轮90所受的瞬间冲击力，同时还降低了气体经过尾气过渡通道88的阻力的作用；然后尾气从尾气过渡通道88进入到右消声腔89中，右消声腔89中尾气的残余冲击波在消声环片84的阻性消声作用下被进一步削弱，从而起到消声效果；最终右消声腔89中的尾气经过催化转化器93的催化反应后，通过排气管82排出大气压环境；
当发动机运行状态为中等功率状态时：右轮芯壁23内侧受到向右的气体冲击力变强，进而克服平衡弹簧15的弹力，在冲击力作用下，弹簧挡环14、滑动管25和轮芯7同步向右位移一段距离，进而进一步压缩平衡弹簧15，直至右轮芯壁23内侧受到向右的气体冲击力与平衡弹簧15将弹簧挡环14向左方向顶压力达到新的动态平衡，由于滑动管25向右滑动了一段距离，因而发动机排气管4的尾气出气端4.2管壁条状平衡孔8的左半部已经脱离滑动通道4.1的内壁，进而条状平衡孔8的左半部此时直接通左腔56，因而从发动机排气管4所排出的尾气中一部分尾气直接通过条状平衡孔8的左半部排向左换能消声腔5中，另一部分尾气进入到尾气分流腔16并最终从各个凸起20上的尾气喷口19喷出至左换能消声腔5中，进而利用气体反冲力驱动反冲旋转轮6旋转，起到发电的效果；该中等功率状态下通过第一圈平衡孔8.1和第二圈平衡孔8.2的泄气作用主动削弱了发动机排气管4的排气阻力，维持了发动机的排气冲程的正常工况，让该装置在对尾气冲击动能的回收利用过程中不影响发动机的正常排气冲程；
当发动机运行状态为高功率状态时：右轮芯壁23内侧受到向右的气体冲击力开始远大于平衡弹簧15的弹力，进而进一步压缩平衡弹簧15，在冲击力作用下，弹簧挡环14、滑动管25和轮芯7同步向右位移，直至左轮芯壁23.1与所述左轮壁9相互接触接触，此时由于滑动管25向右做了极限滑动，，因而发动机排气管4的尾气出气端4.2管壁的条状平衡孔8全部直接通通能量转换腔58，因而从发动机排气管4所排出的尾气中一部分尾气直接通过条状平衡孔8排向左换能消声腔5中，另一部分尾气进入到尾气分流腔16并最终从各个凸起20上的尾气喷口19喷出至左换能消声腔5中，进而利用气体反冲力驱动反冲旋转轮6旋转，起到发电的效果；该高等功率状态下通过第一圈平衡孔8.1、第二圈平衡孔8.2、第三圈平衡孔8.3和第四圈平衡孔8.4的泄气作用最大限度主动削弱了发动机排气管4的排气阻力，维持了高功率状态下的发动机的排气冲程的正常工况，让该装置在对尾气冲击动能的回收利用过程中不影响发动机的正常排气冲程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。