一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统及发动机

本发明涉及内燃机，更具体的说是涉及一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统及发动机。

背景技术：

1、由于旋转对置活塞发动机的特殊结构，在相同转速下其做功频率是传统往复活塞式内燃机的两倍；如专利文献cn113006932a公开的一种缸内直喷旋转对置活塞发动机，相比于汪克尔发动机(1954年由德国费·汪克尔felixheinrichwankle发明的三角形活塞式发动机)，旋转对置活塞发动机没有燃烧室狭长特点导致的热效率低的缺点；相较于二冲程发动机，旋转对置活塞发动机进排气冲程相对独立，换气效率更加充分。旋转对置活塞发动机取消了复杂的曲柄连杆机构和配气机构，实现了内燃机的小型化和轻量化。

2、此外，旋转对置活塞发动机结构简单、运转平稳且噪音较低，有效突破了传统往复活塞式发动机功率提升的瓶颈，作为一款高功率密度发动机，将有望应用于混合动力汽车、小型无人机、装甲车辆辅助动力系统等。

3、由于旋转对置活塞发动机具有较短的做功周期，经冷却液散失的热量约为传统往复式活塞发动机的65％，从而显著降低了冷却散热的能耗损失，提高了发动机的能量传递效率；然而，经冷却液较少的热量损失造成旋转对置活塞发动机较高的热负荷，导致燃烧室壁面的温度较高，影响发动机的可靠性。活塞表面和轴表面为燃烧室壁面的一部分，所以需要针对活塞和轴系设计高效冷却系统。旋转对置活塞发动机作为一种新型的内燃机，尚未见相关报道及文件阐述关于旋转对置活塞发动机活塞及轴系冷却系统的设计。

4、因此，如何提供一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明的一个目的在于提出一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，另一个目的在于提供一种具有旋转对置活塞轴系冷却系统的发动机，解决旋转对置活塞发动机冷却的问题。

2、本发明提供了一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，包括：

3、动力输出轴，所述动力输出轴一端设有轴肩，且所述轴肩向外延伸形成动力输出轴的活塞安装段，所述活塞安装段对置安装有动力输出轴第一活塞和动力输出轴第二活塞，所述动力输出轴另一端为嵌套端；所述动力输出轴内由一端向另一端沿轴线开设有动力输出轴进油道及动力输出轴出油道，并在动力输出轴进油道及动力输出轴出油道之间对应开设动力输出轴进油歧道及动力输出轴出油歧道，动力输出轴进油歧道及动力输出轴出油歧道对应所述动力输出轴不同的横截面径向开设，并与动力输出轴第一活塞和动力输出轴第二活塞连通；

4、嵌套轴，所述动力输出轴的另一端嵌入与其同心的所述嵌套轴的嵌套轴轴孔内，且向外延伸出嵌套轴轴孔；所述轴肩与所述嵌套轴轴孔的端面配合；所述嵌套轴靠近所述轴肩侧对置安装有嵌套轴第一活塞和嵌套轴第二活塞；所述嵌套轴沿平行于其轴线方向开设有嵌套轴进油道和嵌套轴出油道，所述嵌套轴在不同的横截面方向开设有与嵌套轴第一活塞和嵌套轴第二活塞连通的嵌套轴进油歧道及嵌套轴出油歧道；

5、进油油瓦和出油油瓦，所述嵌套轴远离所述嵌套轴第一活塞和嵌套轴第二活塞侧的外壁上设置有嵌套轴进油环槽和嵌套轴出油环槽，嵌套轴进油环槽和嵌套轴出油环槽与进油油瓦和出油油瓦一一对应，并形成嵌套轴进油主通道和嵌套轴出油主通道。

6、进一步地，所述动力输出轴第一活塞和所述动力输出轴第二活塞结构相同，所述动力输出轴第一活塞的底部设有动力输出轴第一活塞销，所述动力输出轴第一活塞销与设置在所述动力输出轴活塞安装段上的动力输出轴第一活塞销槽配合，动力输出轴第二活塞底部的动力输出轴第二活塞销与设置在所述动力输出轴活塞安装段上的动力输出轴第二活塞销槽配合；

7、所述嵌套轴第一活塞和嵌套轴第二活塞结构相同，所述嵌套轴第一活塞底部设有嵌套轴第一活塞销，且与所述嵌套轴靠近所述轴肩侧设置的嵌套轴第一活塞销槽相配合；嵌套轴第二活塞销与嵌套轴靠近所述轴肩侧设置的嵌套轴第二活塞销槽相配合。

8、进一步地，所述进油油瓦内径与所述嵌套轴外径相同且同心过渡配合，所述进油油瓦开设有进油孔及进油槽，所述进油槽与嵌套轴进油环槽形成嵌套轴进油主通道；

9、所述出油油瓦内径与所述嵌套轴外径相同且同心过渡配合，所述出油油瓦开设有出油孔及出油槽，所述出油槽与嵌套轴出油环槽形成嵌套轴出油主通道。

10、进一步地，所述动力输出轴进油歧道、动力输出轴出油歧道为直线型通道，且位于所述动力输出轴的不同截面；嵌套轴进油歧道、嵌套轴出油歧道为弧线型通道，且位于所述嵌套轴的不同截面。

11、进一步地，所述动力输出轴第一活塞和所述动力输出轴第二活塞的内部油道均包括：所述动力输出轴第一活塞底部设有活塞进油孔一和活塞出油孔一，活塞进油孔一一端与所述动力输出轴进油歧道连通，另一端与活塞端面进油道一连通；活塞出油孔一一端与活塞端面出油道一连通，另一端与所述动力输出轴出油歧道连通；所述活塞端面进油道一与所述活塞端面出油道一通过多条活塞周向油道一连通。

12、进一步地，所述嵌套轴第一活塞和嵌套轴第二活塞的内部油道均包括：所述嵌套轴第一活塞底部设有活塞进油孔二和活塞出油孔二，活塞进油孔二一端与所述嵌套轴进油歧道连通，另一端与活塞端面进油道二连通；活塞出油孔二一端与活塞端面出油道二连通，另一端与嵌套轴出油歧道连通；所述活塞端面进油道二与所述活塞端面出油道二通过多条活塞周向油道二连通。

13、本发明提供的一种具有旋转对置活塞轴系冷却系统的发动机，包括发动机本体及与所述发动机配合的如上述所述的发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统。

14、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，通过对动力输出轴油道和嵌套轴油道的单独设计，实现了机油顺利地流过活塞及轴系内部油道，进而实现旋转对置活塞发动机的可靠冷却。

15、所述动力输出轴进油道、所述动力输出轴出油道均位于动力输出轴轴线上，所述动力输出轴进油歧道、动力输出轴出油歧道为直线型通道，所述动力输出轴进油歧道与所述动力输出轴出油歧道在不同动力输出轴横截面，避免了所述动力输出轴进油道、动力输出轴出油道的直接相通，进而避免了机油短路。

16、由于所述嵌套轴沿轴心方向开设有嵌套轴轴孔，并与所述动力输出轴相配合，所述嵌套轴为空心轴，因此所述的嵌套轴进油歧道、嵌套轴出油歧道为弧线型，所述嵌套轴进油歧道与所述嵌套轴出油歧道在不同嵌套轴截面，避免了所述嵌套轴进油歧道、嵌套轴出油歧道的直接相通，进而避免了机油短路。

17、旋转对置活塞发动机每两个对置的活塞分别与动力输出轴、嵌套轴一一对应连接，两根轴嵌套配合并由发动机缸体支撑。为了实现排气、进气、压缩、膨胀做功四个冲程，两组活塞需要分别带动动力输出轴和嵌套轴以不同模式做同向旋转运动，本发明的冷却系统保证了旋转对置活塞发动机可靠冷却。

技术特征：

1.一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，其特征在于，所述动力输出轴第一活塞(3)和所述动力输出轴第二活塞(4)结构相同，所述动力输出轴第一活塞(3)的底部设有动力输出轴第一活塞销(31)，所述动力输出轴第一活塞销(31)与设置在所述动力输出轴(1)活塞安装段上的动力输出轴第一活塞销槽(141)配合，动力输出轴第二活塞(4)底部的动力输出轴第二活塞销与设置在所述动力输出轴(1)活塞安装段上的动力输出轴第二活塞销槽(142)配合；

3.根据权利要求1所述的一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，其特征在于，所述进油油瓦(8)内径与所述嵌套轴(2)外径相同且同心过渡配合，所述进油油瓦(8)开设有进油孔(82)及进油槽(81)，所述进油槽(81)与嵌套轴进油环槽(22)形成嵌套轴进油主通道；

4.根据权利要求1所述的一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，其特征在于，所述动力输出轴进油歧道、动力输出轴出油歧道为直线型通道，且位于所述动力输出轴(1)的不同截面；嵌套轴进油歧道、嵌套轴出油歧道为弧线型通道，且位于所述嵌套轴(2)的不同截面。

5.根据权利要求2所述的一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，其特征在于，所述动力输出轴第一活塞(3)和所述动力输出轴第二活塞(4)的内部油道均包括：所述动力输出轴第一活塞(3)底部设有活塞进油孔一(32)和活塞出油孔一(36)，活塞进油孔一(32)一端与所述动力输出轴进油歧道连通，另一端与活塞端面进油道一(33)连通；活塞出油孔一(36)一端与活塞端面出油道一(35)连通，另一端与所述动力输出轴出油歧道连通；所述活塞端面进油道一(33)与所述活塞端面出油道一(35)通过多条活塞周向油道一(34)连通。

6.根据权利要求2所述的一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统，其特征在于，所述嵌套轴第一活塞(5)和嵌套轴第二活塞(6)的内部油道均包括：所述嵌套轴第一活塞(5)底部设有活塞进油孔二(52)和活塞出油孔二(56)，活塞进油孔二(52)一端与所述嵌套轴进油歧道连通，另一端与活塞端面进油道二(53)连通；活塞出油孔二(56)一端与活塞端面出油道二(55)连通，另一端与嵌套轴出油歧道连通；所述活塞端面进油道二(53)与所述活塞端面出油道二(55)通过多条活塞周向油道二(54)连通。

7.一种具有旋转对置活塞轴系冷却系统的发动机，包括发动机本体及与所述发动机配合的如权利要求1-6任一项所述的发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统。

技术总结
本发明涉及一种发动机旋转对置活塞的轴系冷却系统及发动机，轴系冷却系统包括动力输出轴和与其嵌套配合的嵌套轴，动力输出轴内沿轴线开设有动力输出轴进油道及动力输出轴出油道，在动力输出轴进油道及动力输出轴出油道之间对应开设动力输出轴进油歧道及动力输出轴出油歧道，动力输出轴进油歧道及动力输出轴出油歧道对应动力输出轴不同的横截面径向开设，与动力输出轴第一活塞和动力输出轴第二活塞连通；嵌套轴沿平行于其轴线方向开设有嵌套轴进油道和出油道，在不同的横截面方向开设有与嵌套轴第一活塞和第二活塞连通的嵌套轴进油歧道及出油歧道；嵌套轴进油环槽和出油环槽与进油油瓦和出油油瓦一一对应，形成嵌套轴进油主通道和出油主通道。

技术研发人员：高建兵,王余枫,高健,李旭东,刘志宇,杨晨帆,宋纪龙,付忠惠
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15