一种极限轮式发动机系统
技术领域
本发明涉及轮式发动机领域，具体而言，涉及一种极限轮式发动机系统。
背景技术
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机(往复活塞式发动机)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、喷气发动机、电动机等。
目前，汽车、摩托、轮船等交通工具的动力来源大多是往复活塞式发动机，即一个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。
现有技术中，发动机原理复杂，工艺繁琐，生产成本高，燃油效率低，一般燃料的利用率很少超过40％，柴油机的效率普遍比汽油机高，但其体积也更为庞大。
发明内容
针对现有技术中发动机原理复杂，工艺繁琐，生产成本高，燃油效率低，一般燃料的利用率很少超过40％，柴油机的效率普遍比汽油机高，但其体积也更为庞大的问题，本发明的目的在于提供一种极限轮式发动机系统，其结构简单，零部件少，没有复杂的活动零件，因此该发动机相对传统四冲程往复式发动机而言制作工艺简单、生产成本低、效率更高、设备使用寿命更长。
本发明的实施例是这样实现的：
一种极限轮式发动机系统，壳体内设置有做功转轮，壳体上设置有排气口，壳体上连接有燃烧室，燃烧室内设置有限位器模块，燃烧室内设置有燃气喷嘴和点火装置，燃烧室上设置有进气阀，做功转轮通过联轴器连接有空气压缩机，空气压缩机设置有出气口，空气压缩机的出气口与进气阀连接。
在本发明的一些实施例中，限位器模块包括单向排气阀，单向排气阀的一端与燃烧室内壁铰接连接，单向排气阀的另一端铰接连接有活动杆，活动杆远离单向排气阀的一端贯穿燃烧室，活动杆的一侧设置有限位凸块，燃烧室的外壁连接有电磁铁，所述电磁铁连接有限位卡扣，所述限位卡口上套设有第二弹簧，限位凸块与限位卡扣相配合，活动杆上设置有复位弹簧，复位弹簧位于燃烧室内部。
在本发明的一些实施例中，上述做功转轮上设置有数个挡片。
在本发明的一些实施例中，上述壳体上设置有数个燃烧室，壳体内部与燃烧室内部相通。
在本发明的一些实施例中，上述燃烧室内设置有喷嘴组，喷嘴组包括两个燃气喷嘴，两个燃气喷嘴相对设置，燃烧室内设置有多组喷嘴组。
在本发明的一些实施例中，上述单向排气阀上套设有密封圈。
在本发明的一些实施例中，上述壳体上设置有数个排气口。
在本发明的一些实施例中，上述供油装置包括油箱，油箱内设置有油泵，油泵连接有油管，油管上依次连接有供油单向阀、汽油汽化器和可燃气体单向阀。
在本发明的一些实施例中，上述燃烧室内设置有压力传感器
在本发明的一些实施例中，上述空气压缩机内设置有氧气传感器。
在本发明的一些实施例中，上述做功转轮的横截面与壳体的横截面大小相匹配。
本发明提供的一种极限轮式发动机系统，具有如下优点或有益效果：其结构简单，零部件少，没有复杂的活动零件，因此该发动机相对传统四冲程往复式发动机而言制作工艺简单、生产成本低、效率更高、设备使用寿命更长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明壳体连接燃烧室结构示意图；
图2为本发明供油装置结构示意图；
图3为本发明做功转轮与空气压缩机结构示意图；
图4为本发明限位器模块结构示意图。
图中标示：1-壳体，2-做功转轮，3-排气口，4-燃烧室，5-电磁铁，6-复位弹簧，7-单向排气阀，8-燃气喷嘴，9-进气阀，10-油箱，11-油泵，12-汽油汽化器，13-供油单向阀，14-可燃气体单向阀，15-联轴器，16-空气压缩机，17-进气口，18-出气口，19-活动杆，20-隔板，21-限位凸块，22-限位卡扣，23-电机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
通过图1-图4，一种极限轮式发动机系统，包括壳体1，壳体1内设置有做功转轮2，壳体1上设置有排气口3，壳体1上连接有燃烧室4，燃烧室4内设置有限位器模块，燃烧室4内设置有燃气喷嘴8和点火装置，燃烧室4上设置有进气阀9，做功转轮2通过联轴器连接有空气压缩机16，空气压缩机16的出气口18与进气阀9连接。
上述实施方式中，燃烧室4与壳体1形成一定的倾斜角度，做功转轮上的叶片具有一定的角度，此设计在装置做功时可以使转换的效率更高，壳体1内设置有做功转轮2，做功转轮2固定在壳体1内部，做功转轮2的轴通过联轴器15连接空气压缩机16的轴，做功转轮2转动时带动空气压缩机16转动，空气压缩机16的叶轮转速越快空气离心压力越大，空气压缩机16制造的正压空气直接供给燃烧室4的进气阀9，拥有换气和空气增压的功能，壳体1上连接有燃烧室4且壳体1内部与燃烧室4相通，燃烧室4内设置了限位器，燃烧室4的内部分为两部分，一部分由限位器组成的第一腔体，第二部分由可燃气体、燃气喷嘴8和点火装置组成的第二腔体，第二腔体中的燃气喷嘴8通过油管连接有供油装置。工作原理：燃烧室4与做功转轮2通过限位器模块，做功转轮2在运动过程中不影响燃烧室4。燃烧室4完成爆燃后限位器模块继续进行排气及换气，做功转轮2的叶片与空气压缩机16的叶轮同步转动，当高转速时离心叶片产生的正压空气直接供给进气阀9，进气阀9前端压力大于燃烧室4内空气压力时进气阀9自动开启进行换气，换气完成后进气阀9自动关闭，然后燃烧室4内燃气喷嘴8注入可燃气体，接着点火装置进行点火产生爆燃，其中可燃物(含液化天然气、气化汽油、可燃蒸气、氢气等)在密闭空间中与空气混合达到一定的浓度后会形成可燃物爆炸极限，形成预混气，对密闭空间内爆炸极限的预混气体进行点火后瞬间产生爆炸。爆燃使燃烧室4内空气产生高温高压气流，高压气流顶开限位器模块后冲向做功转轮叶片直接产生扭矩，扭矩使做功转轮叶片开始转动产生做功，燃烧室4内爆燃后高温高压气流通过单向排气阀7跑到壳体1内空间，给与做功转轮2定向气流推力，定向气流及压力推动做功转轮2转向最近的排气口3释放空气压力，转动形成扭矩，达到做功的目的，做功转轮2的叶片与空气压缩机16的叶轮为连体结构，做功转轮2转动时空气压缩机16同步转动，空气压缩机16转速越快空气压缩压力越大，空气离心机制造的正压空气直接供给燃烧室4的进气阀9，起到换气、空气增压的功能，做功后燃烧室4再次开始换气，关闭单向排气阀7，关闭进气阀9，接着燃气喷嘴8动作，点火装置再次爆燃做功。
上述实施方式中的有益效果：其结构简单，零部件少，没有复杂的活动零件，因此该发动机相对传统四冲程往复式发动机而言制作工艺简单、生产成本低、效率更高、设备使用寿命更长，做功转轮2结构为圆形单体结构，没有复杂的运动，因此做功转轮2可高转速运行(可轻松突破10000转，传统民用发动机一般为5000转)，转速越高，发动机功率越大，做功转轮2直径越大扭矩越大，因此发动机可做到小排量大功率或大扭矩，可满足大部分市场车辆需求；燃烧室4与做功转轮2通过单向排气阀7完全分开，互不影响，做功转轮2在依靠惯性旋转时燃烧室4可不参与工作，做功转轮2停止状态时燃烧室4也可以处于准备阶段，避免了燃烧室4内出现做无用功的情况，同时做功转轮2与燃烧室4没有接触所以大量减少做功转轮2的摩擦，因摩擦减少导致运行能量消耗减少。
作为一种较优的实施方式，限位器模块包括单向排气阀7，单向排气阀7的一端与燃烧室4内壁铰接连接，单向排气阀7的另一端铰接连接有活动杆19，活动杆19远离单向排气阀7的一端贯穿燃烧室4，活动杆19的一侧设置有限位凸块21，燃烧室4的外壁连接有电磁铁5，所述电磁铁5连接有限位卡扣22，限位卡扣22上套设有第二弹簧，限位凸块21与限位卡扣22相配合，活动杆19上设置有复位弹簧6，复位弹簧6位于燃烧室4内部。
上述实施方式中，单向排气阀7的一端与燃烧室4内壁的延伸端20铰接连接，单向排气阀7的另一端与活动杆铰接连接，此装置没工作时单向排气阀7把燃烧室和壳体1内部隔绝开来，工作时燃烧室4空气产生高温高压气流，高压气流顶开单向排气阀7，单向排气阀7顶着活动杆19上升，复位弹簧6被压缩，限位卡扣22上套设有第二弹簧，当复位弹簧6被压缩到极限时电磁铁5断电，第二弹簧在弹力的作用下使限位卡扣22向活动杆19靠近，限位卡扣22与活动杆19上的限位凸块21配合，活动杆19无法进行移动，当排气完成后电磁铁5通电控制限位卡扣22远离活动杆19，此时活动杆19不再被限位，活动杆19在复位弹簧的作用下向燃烧室4内部移动，燃烧室4与壳体1内部再次被隔绝开，燃烧室内设置了隔板20，活动杆19贯穿隔板20，防止气体从活动杆与燃烧室4之间的缝隙排出。
作为一种较优的实施方式，做功转轮2上设置有数个挡片。
作为一种较优的实施方式，壳体1上设置有数个燃烧室4，壳体1内部与燃烧室4内部相通。
上述实施方式中，壳体1内部与燃烧室4内部相通可以实现壳体1内部与燃烧室4内部气体的转换。
作为一种较优的实施方式，燃烧室4内设置有喷嘴组，喷嘴组包括两个燃气喷嘴8，两个燃气喷嘴8相对设置，燃烧室4内设置有多组喷嘴组。
上述实施方式中，燃气喷嘴8相对设置，燃气喷嘴8同时喷气可以使可燃气体与空气快速混合，燃烧室4内空气与可燃气体达到最佳比例时停止喷气。
作为一种较优的实施方式，单向排气阀7靠近活动杆19的一端上套设有两层密封圈。
上述实施方式中，单向排气阀7靠近活动杆19的一端上套设有两层密封圈，活动杆19在复位弹簧6的作用下向下移动，活动杆19给与单向排气阀7压力，单向排气阀7在压力的作用下使燃烧室4与壳体1内部产生了更好的隔绝效果，密封圈采用硅胶密封圈，硅胶密封圈具有十分良好的耐高温性和耐低温性以及耐电晕性和电弧性，硅胶密封圈还具有良好的耐老化性，硅胶密封圈比普通的橡胶圈具有更好的弹性，即使是在零下六七十度环境中，也能够保持比较好的弹性，硅胶密封圈它具有好的抗拉力性，能够在非常强大的拉力下面做到不断裂，不变形的效果，硅胶密封圈它具有好的密封性，能够做到完全密封，不会让一滴水进入密封空间里，硅胶密封圈能够在长时间的使用下，颜色不会有任何的改变，不会发黄，也不会褪色，硅胶密封圈它对于环境的适应能力也是非常的强，能够将其放置于强温下面进行加热后，都能够很好地保持其原来的形状和状态，做到完全的不变，而且在高温的环境下面也不会产生任何的有害物质成分，硅胶密封圈它具有非常良好的保险的效果，能够使食物或是其他需要保鲜的物品有非常良好的保持其新鲜程度的功能，而且这种产品它还不会产生任何有害物质，是属于完全的无毒无害的绿色健康环保的一项产品。单向排气阀7的周围固定连接密封圈可以更好的隔绝燃烧室4与壳体1内部之间的空气流动，达到更好的密封效果。
作为一种较优的实施方式，壳体1上设置有数个排气口3。
上述实施方式中，其中壳体1上设置有2个排气口3，2个排气口3之间等距设置，可以达到更好的排气效果。
作为一种较优的实施方式，供油装置包括油箱10，油箱10内设置有油泵11，油泵11连接有油管，油管上依次连接有供油单向13、汽油汽化器12和可燃气体单向阀14。
上述实施方式中，汽油气化器12内可燃气体压力低于设定气压时，汽油气化器12自动开始气化汽油工作，可燃气体压力达到最大值后自动停止，汽油气化器12内汽油液位显示为低液位时，油箱10内油泵11自动启动对汽油汽化器12内进行充油直到最大液位，汽油汽化器12通过供油单向阀13与油箱10完全分开，油箱10内空间为常压状态，汽油汽化器12内空间为高压可燃气体状态。
上述实施方式的有益效果：发动机的燃气喷嘴8为气体喷嘴，可以使用汽油、液化气天然气氢气等可燃物，控制器可以预设多个燃料驱动程序，因此发动机可以解决传统发动机燃料单一，无法快速更换燃料类型的缺点。
作为一种较优的实施方式，空气压缩机16包括第二壳体，第二壳体上设置有进气口17和出气口18，第二壳体内设置有叶轮，叶轮连接有轴，轴的另一端通过联轴器15与做功转轮2连接。
上述实施方式中，做功转轮2与空气压缩机16叶轮为连体结构，做功转轮2转动时空气压缩机16同步转动，空气压缩叶机16转速越快空气离心压力越大，空气压缩机16制造的正压空气直接供给燃烧室4的进气阀9，起到换气、空气增压的功能。
作为一种较优的实施方式，燃烧室4内设置有压力传感器。
上述实施方式中，通过压力传感器可以获知燃烧室4内的压力情况，可以做到燃烧室4内可燃物与空气的浓度比例达到爆炸极限后才点火，爆炸极限点火后会产生爆炸性燃烧，从而使可燃物的燃烧效率达到最大化，燃烧效率的提升直接影响燃料的消耗速度，因此油耗相对传统发动机而言油耗更低。
作为一种较优的实施方式，空气压缩机16内设置有氧气传感器。
上述实施方式中，通过氧气传感器可以获知空气压缩机16内的氧气含量，可以做到燃烧室4内可燃物与空气的浓度比例达到爆炸极限后才点火，爆炸极限点火后会产生爆炸性燃烧，从而使可燃物的燃烧效率达到最大化，燃烧效率的提升直接影响燃料的消耗速度，因此油耗相对传统发动机而言油耗更低。
作为一种较优的实施方式，做功转轮2的横截面与壳体1的横截面大小相匹配。
作为一种较优的实施方式，控制器通过压力传感器、氧气传感器，感应燃烧室及空气压缩机16内空气，控制燃烧室4内点火装置器进行点火，通过空气压缩机16的压力传感器判断燃烧室4的单向排气阀7开启时间。工作原理：燃烧室4与做功转轮2通过单向排气阀7分开，单向排气阀7开启后被限位器卡住，无法自动通过复位弹簧6复位，需要控制电磁铁复位限位器5，做功转轮2在运动过程中不影响燃烧室4。燃烧室4完成爆燃后单向排气阀7继续进行排气及换气，做功转轮2的叶片与空气压缩机16的叶轮同步转动，当高转速时离心叶片产生的正压空气直接供给进气阀9，进气阀9前端压力大于燃烧室4内空气压力时进气阀9自动开启进行换气，换气完成后发动机电磁铁松开限位器5后单向排气阀7自动复位停止换气，进气阀9自动关闭，然后燃烧室4内燃气喷嘴8注入可燃气体，接着点火装置进行点火产生爆燃，其中可燃物(含液化天然气、气化汽油、可燃蒸气、氢气等)在密闭空间中与空气混合达到一定的浓度后会形成可燃物爆炸极限，形成预混气，对密闭空间内爆炸极限的预混气体进行点火后瞬间产生爆炸。爆燃使燃烧室4内空气产生高温高压气流，高压气流顶开单向排气阀7后冲向做功转轮叶片直接产生扭矩，扭矩使做功转轮叶片开始转动产生做功，燃烧室4内爆燃后高温高压气流通过单向排气阀7跑到壳体1内空间，给与做功转轮2定向气流推力，定向气流及压力推动做功转轮2转向最近的排气口3释放空气压力，转动形成扭矩，达到做功的目的，做功转轮2的叶片与空气压缩机16的叶轮为连体结构，做功转轮2转动时空气压缩机16同步转动，空气压缩机16转速越快空气压缩压力越大，空气离心机制造的正压空气直接供给燃烧室4的进气阀9，起到换气、空气增压的功能，做功后燃烧室4再次开始换气，关闭单向排气阀7，关闭进气阀9，接着燃气喷嘴8动作，点火装置再次爆燃做功。
作为一种较优的实施方式，做功转轮2通过转动连接有电机可以作为发电机及启动电机使用。
电机23包括第三壳体，第三壳体上设置磁铁，线圈。控制器通过判断发动机转速判断电机23是否介入驱动，低转速时可以利用电机23低速扭矩驱动发动机维持一定的转速，高速时利用电机23发电储存，可以使发动机在停止状态、低转速时与高转速形成互补作用，提升燃油效率。
综上，本发明的实施例提供一种极限轮式发动机系统，有益效果：其结构简单，零部件少，没有复杂的活动零件，因此该发动机相对传统四冲程往复式发动机而言制作工艺简单、生产成本低、效率更高、设备使用寿命更长，做功转轮2结构为圆形单体结构，没有复杂的运动，因此做功转轮可高转速运行(可轻松突破10000转，传统民用发动机一般为5000转)，转速越高，发动机功率越大，做功转轮2直径越大扭矩越大，因此发动机可做到小排量大功率或大扭矩，可满足大部分市场车辆需求；燃烧室4与做功转轮2通过单向排气阀7完全分开，互不影响，做功转轮2在依靠惯性旋转时燃烧室4可不参与工作，做功转轮2停止状态时燃烧室4也可以处于准备阶段，避免了燃烧室4内出现做无用功的情况，同时做功转轮2与燃烧室4没有接触所以大量减少做功转轮2的摩擦。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
