一种带旋转式供排气系统的发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机，特别是一种带旋转式供排气系统的发动机。
【背景技术】
[0002]发动机是一种能够把热能量转化为机械能的机器，目前汽柴油发动机仅仅依靠活塞做功来提供动能，产生的动能中进排气需消耗33%以上动能，冷却需消耗发动机28.5%动能，汽柴油发动机的效率仅仅为27%左右，效率非常低，大量的能量被浪费掉了。
[0003]气门作为发动机的重要组成部分，负责向发动机内输入新鲜空气并排出废气，其中发动机进气是通过进气门控制进气量和进气的时间，发动机排气是通过排气门控制排气量和排气时间。现有发动机的进气门和排气门在工作的时候会产生一定的敲击噪音，和高压气体排出产生的爆炸噪音，并且排出的废气为高温高压包含了大量的能量，直接排出去后会造成大量的能量流失，使发动机的效率降低。
[0004]长城汽车股份有限公司申请的申请号为201410510087.7的专利公开了一种发动机，该发动机包括:燃油导轨；多个连接管；多个喷油器，多个喷油器分别通过多个连接管连接在燃油导轨上；用于检测多个喷油器的工作状态的多个喷油检测装置；多个燃油加热装置，多个燃油加热装置分别对应多个连接管设置，每个燃油加热装置包括:加热器组件，加热器组件包括温度检测模块和加热器；驱动器；控制器，控制器分别与多个喷油检测装置和多个发动机燃油加热装置相连。该发动机能够减小燃油湿壁与机油稀释现象，使发动机燃烧过程更加充分，而且产生更少的积碳和碳氢排放物，提高了发动机的热效率，同时降低了油耗。但是该专利是通过提高汽油的燃烧效率来提高发动机的效率，没有解决进排气和散热问题。
[0005]申请号为201510051930.4的专利公开了一种高效节能发动机，具体包括发动机机架及其上设置的动力传递系统、火花塞、喷油器和进排气系统，动力传递系统包括作为动力主传动系统的曲柄连杆机构和与曲柄连杆机构对应的动力加速补偿装置；动力加速补偿装置包括与主动力活塞对应设置在同一气缸体内的加速补偿活塞、与加速补偿活塞连接的加速补偿活塞杆；所述加速补偿活塞杆与曲轴之间连接有加速补偿传动机构，所述加速补偿传动机构包括与曲轴连接的链轮传动机构、与加速补偿活塞杆连接的连杆机构、与连杆机构连接的凸轮传动机构，凸轮传动机构与链轮传动机构之间连接有齿轮传动机构。该专利能减少发动机抖动和降低噪音，运行平稳。但是该件专利也是通过提高燃油的通用性来提高发动机的效率，没有解决进排气和散热问题。
[0006]由上可知，导致发动机效率低下的原因主要是进排气和冷却消耗过多的能量，但是目前尚无很好的解决办法。
【发明内容】
[0007]本发明所解决的技术问题在于提供一种带旋转式供排气系统的发动机。
[0008]实现本发明目的的技术解决方案为:一种带旋转式供排气系统的发动机，包括气缸、活塞、连杆、曲轴、输出轴、喷油嘴和火花塞，所述连杆通过曲轴与输出轴相连，带动输出轴转动，气缸的顶部开有一个进气\排气口，气缸的上方设置为发动机提供进气、排气的旋转阀门，所述旋转阀门位于进气\排气口的正上方并与其相配合。
[0009]所述旋转阀门的外形为圆柱形，旋转轴贯穿圆柱形阀门并位于圆柱形旋转阀门的中轴线上，该圆柱形旋转阀门可绕旋转轴旋转，旋转阀门包括相互隔断的进气通道和排气通道，圆柱形旋转阀门的侧壁开有相邻的进气口和排气口，其中进气口位于进气通道的一端，进气通道的另一端位于圆柱形旋转阀门的一个底部，排气口位于排气通道的一端，排气通道的另一端位于圆柱形旋转阀门的另一个底部，旋转阀门旋转时，排气口和进气口能依次与气缸顶部的进气\排气口相连通。
[0010]所述圆柱形旋转阀门内进气通道和排气通道之间通过隔板隔开，二者之间不连通，进气口和排气口之间通过中间挡板隔开，开有进气通道端口的圆柱形旋转阀门的底部设有进气口挡板，开有排气通道端口的圆柱形旋转阀门的底部设有排气口挡板。
[0011]所述排气通道内设置固定叶片，该固定叶片固定在旋转轴上。
[0012]靠近圆柱形旋转阀门进气端的旋转轴上设置螺纹，所述进气端为与进气通道相连通的端口。
[0013]圆柱形旋转阀门排气端的后方设置一组叶轮，该组叶轮固定在旋转轴上，所述排气端为排气通道的另一个端口，相邻两个叶轮之间设置导流片。
[0014]所述叶轮的数量为3个，装有该组叶轮的外壳的内壁设置消音棉。
[0015]旋转轴上设置第一带轮，输出轴上设置第二带轮，第一带轮与第二带轮之间通过皮带连接，第一带轮与第二带轮的直径比为2:1。
[0016]排气口有两边与旋转轴相平行，进气口也有两边与旋转轴相平行，进气口在圆柱形旋转阀门外壁开口所占弧度为102.5°，排气口在圆柱形旋转阀门外壁开口所占弧度也为102.5 °，旋转阀门的进气口和排气口大小相同。
[0017]气缸顶部进气\排气口在为圆弧状，该进气\排气口在气缸底部的投影为长方形，该进气\排气口上设置密封垫片，圆柱形旋转阀门上设置两个密封圈，靠近排气端的为第一密封圈，另一个为第二密封圈，密封圈与密封垫片之间相紧靠密封；圆柱形旋转阀门上还设置触发火花塞和喷油嘴工作的凸起，气缸顶部进气\排气口长度与旋转阀门进气口、排气口长度相等，弧度为30°，弧度半径与转阀门半径相等。
[0018]本发明与现有技术相比，其显著优点为:1)本发明的带旋转式供排气系统的发动机简化了现有发动机的结构，利用旋转阀门代替现有发动机的进气门和排气门，通过旋转阀门的旋转实现进气和排气的功能，结构简单，不容易损坏，维修方便；并且由于利用旋转阀门替代了进气门和排气门，避免现有发动机的进气门和排气门在工作的时候会产生一定的敲击噪音，和高压气体排出产生的爆炸噪音，节省了能量；2)本发明的带旋转式供排气系统的发动机燃烧产生的高温高压气体具有三次做功效果，第一次做功为活塞的做功，第二次做功为气缸中排出的废气推动旋转阀门排气通道中固定叶片21旋转做功，第三次做功为废气推动出气端口的叶轮旋转做功，通过上述三次做功，大大提高了发动机的能量转换效率，并且第二次做功和第三次做功能消耗掉废气中的温度及压力和噪音，减少了发动机冷却系统和消音糸统的动力消耗；3)由于相邻叶轮之间设置导流片，该导流片可以引导废气的吹动方向，增加对叶轮的吹力，提高废气的利用率；4)装有该组叶轮的外壳的内壁设置消音棉，再次降低了本发明发动机的噪音；5)由于在靠近圆柱形旋转阀门进气端的旋转轴上设置螺纹，增加了进气的效率，提高了发动机的效率；6)在进气\排气口上设置密封垫片15，圆柱形旋转阀门上设置两个密封圈，密封圈与密封垫片之间相紧靠密封；密封圈的作用是保证气缸上方的进气\排气口与旋转阀门3上的进气口、排气口连通的时候没有气体从接缝处漏出，提高了发动机的进气、排气效率；7)本发明简化了发动机装置，利用旋转阀门3上的第一触发凸起和第二触发凸起取代了现有发动机上的喷油和点火部分装置，使发动附加结构大大减少，工作精度则更进一步提高；本发明是将现有发动机进气、排气、点火、喷油、消音五套系统合五为一。
[0019]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的带旋转式供排气系统的发动机整体结构示意图。
[0021]图2为本发明的带旋转式供排气系统的发动机整体结构立体图。
[0022]图3为本发明的带旋转式供排气系统的发动机整体结构(A-A)剖视图。
[0023]图4为旋转阀门结构示意图。
[0024]图5为旋转阀门的(B-B)剖视图。
[0025]图6为叶轮结构示意图。
[0026]图7为旋转阀门与叶轮组的位置结构图。
[0027]图8为旋转阀门与叶轮组的结构(C-C)剖视图。
[0028]图9为本发明的带旋转式供排气系统的发动机爆炸图。
[0029]图10为现有发动机的配气相位示意图。
[0030]图11为本发明的旋转阀门中进气口、排气口和气缸顶端进气\排气口在阀门旋转周向上的角度示意图。
[0031]图12为本发明的旋转阀门进气\排气口结构示意图。
[0032]图中编号所代表的含义为:1_气缸，2-旋转阀门外壳，3-旋转阀门，4-第一触发凸起，5-旋转轴，6-第一带轮，7-皮带，8-输出轴，9-第二带轮，10-第一密封圈，11-第一叶轮，12-第二叶轮，13-第三叶轮，14-第二触发凸起，15-密封垫片，16-曲轴，17-连杆，18-活塞，19-第二密封圈，20-第二密封圈凹槽，21-固定叶片，22-第一密封圈凹槽，23-进气口挡板，24-中间挡板，25-出气口挡板，26-排气P，27-阀门壁，