驻济沂水籍优秀企业家代表:新型内燃机新在哪里?

项目简介：一种新型内燃机          文章来源：于魁江  

专利申请号：2013104649115     发明人: 于魁江  电话：13869185589   18953100157

　　大家都知道现在往复活塞式发动机发明应用至今已逾百年，在全世界动力应用中占有不容置疑不允或缺的重要性与广博性，其各项技术以十分的成熟，其技术上可以说已经达顶点，但必须指出的是：往复活塞式结构属接触摩擦并且气缸径固定不可变决定其容积也就固定不变，还有活塞行程决定了压缩比同样是固定不可变，也就是说往复式活塞发动机只能始终工作在“定容、定压、定功率”的工作模式中，这就是该型发动机的先天性结构缺陷，这一重大缺陷决定了其必将被无接触摩擦、可变容变压的新的发动机所代替，这是优胜劣汰的自然法则。

　　为了克服这一重大缺陷，机械设计工程师们尝试了很多…最成功的是涡轮喷气发动机！涡轮喷气发动机比较理想，无接触摩擦、结构简单、体积小、能效高等诸多优点，可以说完全解决了往复活塞式发动机所存在的这种先天性结构缺陷，在航空工业中得到了很广泛的应用，技术已经很成熟。现在已发展出了多个系列多种型号应用在不同领域的航空飞行器上，如涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机等很多，其中在直升机上应用的涡轮轴发动机也称轴流发动机在进一步改进后已经在轮船、坦克等非航空领域应用。为什么不能大规模应用在非航空领域？主要原因在于涡轮轴发动机依然存在着工作转速适用范围窄，尤其是低速工作效率低，油耗偏高等缺点！现还还只能在军用舰船、坦克上（不在乎油耗）使用。

　　本发明就是针对涡轮轴发动机的低速时工作效率低，油耗高的缺点和不足，对传统的涡轮轴发动机进行了全新的设计与改进，完全打破了传统设计框架，做功转子采用非透平式结构，采用最先进的3D打印技术制造的复合型非透平式做功转子取代原始的透平式涡轮做功转子，最大程度的提高了低速工作效能！在世界上首次应用复合型非透平式做功转子，从而使涡轮技术真正达到低速化。完全解决了其工作转速适用范围窄、尤其低速工作效率低下、油耗较高的缺点，同时采用首创可变燃烧室技术。使其可以广泛应用到非航空领域中如车辆、轮船、发电设备、低速航空器中代替现有的往复活塞式发动机。该技术为世界首创，拥有完全自主知识产权，这将是内燃机史上的又一重大技术革新。

　　现有技术分析：燃压共轴的涡轮轴发动机其转速适应范围较窄，主要是因为压气转子和做功转子之间的转速比不可变，多个自由做功转子的涡轮轴发动机上其多个自由做功转子在一个燃气通道内，多个自由做功转子之间的转速还是受流量限制其相互制约，使压气转子输出压缩空气的压缩比或流量调控范围相对较窄，分轴式涡轮轴发动机即轴流燃气机虽然做到了燃压分轴，但是其压气做功转子和功率输出做功转子还是同在一个燃气通道内，其在低速工作时压气转子跟做功转子仍然相互制约，无法做到高低速相互适应，使其功率输出范围和工况适应范围相对较窄，再就是现有技术中燃气轮机的做功转子几乎全都是透平式的涡轮或页轮，其形状、周/排气量都相对固定不变，使其在相同工作气压下做功转子的排气量相对固定不变，这就是燃气轮机低速时耗油较高的问题所在，不能在低速条件下使用，还有就是其喷气口的大小、燃烧室的形状、容积固定不变，使燃料从喷射、混合、点火、燃烧到做功转子的距离都相对固定不变，使燃料适用范围相对较窄，不能使用多种燃料，这就是现有技术所存在的不足之处。

　　本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种做功转子在相同压力下周/排气量和燃烧室的形状以及做功转子和压气转子之间的转速比都可调可变可控，其转速适用范围较宽、功率输出范围较宽、可在复杂工况条件下工作、在不更换机器硬件的情况下可实现多燃料互换的一种新型内燃机技术方案。可实现全电控技术操作，由于其体积/功率比的优越性特别适合于计算机编程智能控制系统的混合动力平台的开发。

    我们熟知的汽车发动机都采用历史最悠久的活塞往复式工作原理，还有一种现存的汽车发动机采用万克尔转子式工作原理。但早在上世纪六十年代，克莱斯勒就研制成功一种很有发展潜力的汽车发动机—燃气涡轮轴发动机，并安装在一款外形酷似宇宙飞船、内饰设计时尚前卫的“肌肉”跑车上，这款车就是目前仅存世两辆的Turbine三速自动变速箱使Turbine驾驶起来变得很轻松，车上的转速表是最吸引人的地方之一，最高读数高达每分钟6万转，这台貌似高压锅的燃气涡轮轴发动机，在44600转时输出并不惊人的130马力，但是扭力输出高达575牛/米，使这辆陆地飞船0至100公里/小时加速用时仅10秒，最高时速达201公里，在当时，这样的数据非常惊人。在航空业中直升机也采用涡轮轴发动机，主要原因就是结构简单、工作效率高、重量轻、扭力输出巨大。克莱斯勒的特别技术部门正是看重涡轮轴发动机的这一特点，所以才决定应用在汽车上。其实这辆Turbine在当时已经很成熟，厂方曾请数万人进行试用，而且好评如潮这台神奇发动机的正常使用寿命在16万公里左右，百公里油耗在8.6至12.7升左右，发动机可以使用大部分可燃液体，可谓“万用燃料”发动机。除了3秒的动力迟滞外，高频尖利的运转声浪让人想起喷气式客机，但这绝对不是噪音，相信会让很多人更有驾驶激情。可是美国政府为了防止这一尖端技术被他国获取，以种种理由禁止民用。

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