能量转换效率。
[0053]假设现有压力式阀门发动机燃烧产生总功率为100% L,扣除排气消耗功率33%，冷却需消耗发动机28.5%的动能，输出时仅剩余38.5%动能(100% -33% -28.5 % =38.5%)。通过实验验证，相同发动机采用本发明旋转式阀门进排气机构，排气做功(第二次做功和第三次做功)增加功率为20%，冷却消耗功率降低到18%，输出时动能为100%+20% -18%= 102%。则同排量发动使用本发明装置后功率是原来的2.65倍(102%/38.5%= 2.65)，大大提高了发动机的效率。
[0054]排气口有两边与旋转轴5相平行，进气口也有两边与旋转轴5相平行，进气口 28在圆柱形旋转阀门3外壁开口所占弧度为102.5°，排气口 30在圆柱形旋转阀门3外壁开口所占弧度也为102.5°。
[0055]结合图12，气缸I顶部进气\排气口为圆弧状，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15，圆柱形旋转阀门3上设置两个密封圈，靠近排气端的为第一密封圈10，另一个为第二密封圈19，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。所述第一密封圈10位于开在旋转阀门周向的第一密封圈凹槽22内，第二密封圈19位于开在旋转阀门周向的第二密封圈凹槽20内。
[0056]圆柱形旋转阀门3上还设置触发火花塞和喷油嘴工作的凸起，该凸起的位置根据发动机的喷油、点火时间确定，气缸I顶部进气\排气口长度与旋转阀门3进气口、排气口的长度相等，弧度为30°，弧度半径与旋转阀门3半径相等。这样可以保证旋转阀门3与气缸I顶部进气\排气口能很好的配合。
[0057]本发明的发动机配气相位与现有发动机的配气相位相同，遵循现有发动机的配气原理。在同一时间段内，发动机曲轴旋转两周，旋转阀门旋转一周。
[0058]结合图10，从旋转阀门出气端看，EF为气缸顶部的进气\排气口，该排气口在圆柱形旋转阀门3旋转周向弧度为30°，图11为旋转阀门3横截面，发动机曲轴运转二周，旋转阀门3运转一周。图11中旋转阀门3上的D、A、B、C点分别对应发动机压缩上止点、做功下止点、排气上止点和吸气下止点。而发动机进排气需要满足图10中的配气时间要求，本发明旋转阀门3排气口弧度位置为Al到BI (102.5° )，旋转阀门3进气口弧度位置为BI到C(102.5° )。图11为旋转阀门3按逆时针方向旋转，做功行程结束前排气门要提前打开，本发明旋转阀门3排气口弧度位置为Al到B1，A1按逆时针方向旋转到气缸顶部的进气\排气口 E点时开始排气，BI按逆时针方向旋转到气缸顶部的进气\排气口 F点时排气口完全关闭，排气周期为:102.5° (Al到BI弧度)+30° (气缸顶部的进气\排气口 EF的弧度)=132.5° ；B1按逆时针方向旋转到气缸顶部的进气\排气口 E点时开始进气，C点按逆时针方向旋转到气缸顶部的进气\排气口 F点时进气口完全关闭，进气周期为:102.5° (BI到C点弧度为)+30° (气缸顶部的进气\排气口 EF的弧度)=132.5°。
[0059]本发明满足了压缩周期为75°，做功周期为65°的严格要求.而且最大限度增加了进排气门打开的周期量.本发明还满足了排气与吸气有时间上的交差的要求，即当图11中的BI点按逆时针方向旋转到气缸顶部的进气\排气口 E点时，进气门开始打开，排气门还未关闭，当BI点继续按逆时针方向旋转到气缸顶部的进气\排气口 F点时，进气门完全打开，排气门才完全关闭。
[0060]由上可知，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。
【主权项】
1.一种带旋转式供排气系统的发动机，包括气缸(I)、活塞(18)、连杆(17)、曲轴(16)、输出轴(8)、喷油嘴和火花塞，所述连杆(17)通过曲轴(16)与输出轴(8)相连，带动输出轴(8)转动，其特征在于，气缸(I)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(3)，所述旋转阀门(3)位于进气\排气口的正上方并与其相配合。2.根据权利要求1所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，所述旋转阀门(3)的外形为圆柱形，旋转轴(5)贯穿圆柱形阀门(3)并位于圆柱形旋转阀门(3)的中轴线上，该圆柱形旋转阀门(3)可绕旋转轴(5)旋转，旋转阀门(3)包括相互隔断的进气通道和排气通道，圆柱形旋转阀门(3)的侧壁开有相邻的进气口(28)和排气口(30)，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(3)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(3)的另一个底部，旋转阀门(3)旋转时，排气口和进气口能依次与气缸(I)顶部的进气\排气口相连通。3.根据权利要求2所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，圆柱形旋转阀门(3)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(24)隔开，开有进气通道端口的圆柱形旋转阀门(3)的底部设有进气口挡板(23)，开有排气通道端口的圆柱形旋转阀门(3)的底部设有排气口挡板(25)。4.根据权利要求2或3所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，排气通道内设置固定叶片(21)，该固定叶片固定在旋转轴(5)上。5.根据权利要求2所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，靠近圆柱形旋转阀门(3)进气端的旋转轴(5)上设置螺纹，所述进气端为与进气通道相连通的端口。6.根据权利要求2所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，圆柱形旋转阀门(3)排气端的后方设置一组叶轮，该组叶轮固定在旋转轴(5)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(29)。7.根据权利要求6所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，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。8.根据权利要求2所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，旋转轴(5)上设置第一带轮(6)，输出轴(8)上设置第二带轮(9)，第一带轮(6)与第二带轮(9)之间通过皮带(7)连接，第一带轮(6)与第二带轮(9)的直径比为2:1。9.根据权利要求2所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，排气口有两边与旋转轴(5)相平行，进气口也有两边与旋转轴(5)相平行，进气口(28)在圆柱形旋转阀门(3)外壁开口所占弧度为102.5°，排气口(30)在圆柱形旋转阀门(3)外壁开口所占弧度也为102.5°，旋转阀门(3)的进气口(28)和排气口(30)大小相同。10.根据权利要求2所述的带旋转式供排气系统的发动机，其特征在于，气缸(I)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(15)，圆柱形旋转阀门(3)上设置两个密封圈，靠近排气端的为第一密封圈(10)，另一个为第二密封圈(19)，密封圈与密封垫片之间相紧靠密封；圆柱形旋转阀门(3)上还设置触发火花塞和喷油嘴工作的凸起，气缸(I)顶部进气\排气口长度与旋转阀门(3)进气口、排气口长度相等，弧度为30°，弧度半径与转阀门(3)半径相等。
【专利摘要】本发明公开了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。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，避免了原来环形排气口排气产生的爆炸噪音及进气门杆和排气门杆工作时与各自的凸轮轴碰撞产生的噪音。
【IPC分类】F02B41/10, F01L7/02, F01L7/18, F02F1/22, F02F11/00, F01L7/14
【公开号】CN104963739
【申请号】CN201510402200
【发明人】周海燕, 周万松
【申请人】周海燕, 周万松
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月9日