活塞压气式喷气发动机

摘要

本发明涉及一种活塞压气式喷气发动机，由活塞式压气机、燃烧室、水车式涡轮、喷管等部分共同组成的活塞压气式喷气发动机，活塞压气机承担进气、压缩和排气工作，压缩气经单向气阀传输到燃烧室中喷入燃油气经燃油气与空气混合后点火，点燃燃烧室内燃油气与空气的混合物完成爆燃能量以喷气推力输出动力，在燃烧室与喷管间设置的水车式涡轮在完成喷气推力输出动力的同时部分喷气推力驱动水车式涡轮转动转化为轴功率输出并完成整个工作循环。

说明书

技术领域：本发明涉及一种活塞压气式喷气发动机,通过对燃油燃烧做功输出动力的一种装置。

背景技术：目前，公知的发动机有活塞式、三角转子式、涡轮式。活塞发动机依靠燃油在燃烧室内燃烧推动活塞在气缸内做往复直线运动，再由连杆和曲轴将往复运动转化为曲轴旋转运动输出轴功率。活塞式发动机的燃油在气缸内产生的膨胀气体不仅不能够输出喷气推力，还具有体积大、功效低、配器及曲轴连杆机构的零部件在工作过程中产生严重的振动及噪声等缺点；三角转子式发动机由燃油燃烧推动茧状壳体内的三角转子作旋轮线旋转,并由与三角转子相联而套在主轴外缘上的大齿轮作偏心运动驱动主轴上的小齿轮转动做功输出轴功率，三角转子式发动机的燃油在气缸内产生的膨胀气体同样不能够输出喷气推力，还具有低扭矩以及偏心振动等缺点；涡轮式发动机由压缩机、燃烧室、涡轮机三大部份协同工作输出动力，涡轮式发动机通过燃烧室燃烧的膨胀气体驱动涡轮转动能够以喷气推力和轴功率方式输出动力，但涡轮式发动机的热力学效率较低，故通常采取增加压气机转速或增加叶轮级数提高增压比或大量喷射燃油以及提高涡轮前温度提高推重比等手段弥补和增加输出功率，从而衍生各机件在极端恶劣条件下的工作特点以及结构复杂、体积庞大、工作稳定性低、高耗油、机械制造难度大等缺点。

发明内容：本发明涉及一种活塞压气式喷气发动机，通过燃油在燃烧缸内与空气混合燃烧产生的燃烧能量以喷气推力为动力，同时又将喷气推力转化为轴功率输出的工作方式。活塞压气式喷气发动机具有输出功率大、结构简单、工作平稳流畅、应用范围广的特点。

本发明解决技术问题所采用的方案是：由活塞式压气机、燃烧室、水车式涡轮、喷管等部分共同组成的活塞压气式喷气发动机，由活塞压气机承担进气、压缩和排气工作，压缩气经单向气阀传输到燃烧室中喷入燃油气经燃油气与空气混合后点火，点燃燃烧室内燃油气与空气的混合物完成爆燃能量以喷气推力输出动力，在燃烧室与喷管间设置的水车式涡轮在完成喷气推力输出动力的同时部分喷气推力驱动水车式涡轮转动转化为轴功率输出并完成整个工作循环。

本发明通过以下方法达到目的：由缸体、活塞、活塞环、曲轴、连杆以及一个单向进气阀和单向排气阀等零部件组成活塞式压气机。其特点是：单向进气阀和单向排气阀是分开工作的，当气缸中的活塞运行到上止点时排气阀关闭，当活塞开始向下运行时由于气缸内为负压状态进气阀打开进气，当活塞向下运行到下止点时吸气工作完成，进气阀关闭；当活塞开始向上运行时由于气缸内气压为正压状态排气阀打开排气，当活塞向上运行到上止点时排气工作完成，排气阀关闭,在活塞式压气机中的活塞作一次往复运动周期中，压气机完成一次吸气和一次排气工作。从排气管排出的空气在经多只分流管进入燃烧室底端的掺混头，掺混头有小孔与油气管连接，从分流管进入的空气在掺混头处与燃油气掺混后汇入燃烧室，经火花塞点火使燃烧室内的油气混合物迅速爆燃产生膨胀气体从喷管喷出产生喷气推力。在燃烧室与喷管间设置有水车式涡轮，在燃烧室内产生的膨胀气体从喷管喷出产生喷气推力的同时，该喷气推力的部分能量作用于水车式涡轮的叶轮片转化为轴功率带动活塞式压气机工作。

工作过程中，活塞压气式喷气发动机，燃烧室内油气混合物燃烧是脉动式燃烧过程，燃烧产生的爆燃气体从喷管内以脉冲式推力完成动力输出，脉冲的频率与活塞的运行周期有关联性，通过控制活塞的运行周期能够控制脉冲式喷气输出的工作频率。

本发明中，增加进入燃烧室的空气容量的解决方法为：一、增加活塞压气机气缸内壁半径，二、增加活塞运行的行程长度，三、增加活塞运行的工作频率。

附图说明：

图1为本发明活塞压气式喷气发动机纵剖面结构示意图

图2为图1中A1—A纵剖面结构示意图

具体实施方式：

一种活塞压气式喷气发动机：由缸体(1)、活塞(2)、活塞环(3)、曲轴(4)、连杆(5)以及一个单向进气阀(6)和单向排气阀(7)等零部件组成活塞式压气机(8)对空气进行进气、排气，压缩气经单向气阀排气管(9)传输到分气筒(10)后经分流管(11)分流并与掺混头(12)前端开口的油气管喷入的燃油气汇入掺混头(12)与燃油气掺混后喷入燃烧室(13)中，由火花塞点火爆燃，爆燃气体在喷管(14)内推动水车式涡轮(15)转动做功后，在以喷气推力为动力从喷管(14)排出。水车式涡轮(15)有两个轴输出端，其中输出端经链接器(16)与曲轴(4)连接使活塞式压气机工作，另一轴输出端连接磁电机并转换为电力供用电器工作。

本实施例中的活塞压气式喷气发动机，体现了结构简单、工作平稳可靠等优点。通过调整燃烧室容积和气缸容积以及燃烧室工作频率能够达到活塞压气式喷气发动机的相关工作效率。