一种自清洁型发动机
阅读说明：本技术 一种自清洁型发动机 (Self-cleaning engine ) 是由 郭大聪 李健 朱峰 姜鑫 吴正 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明属于发动机领域,具体的说是一种自清洁型发动机,发动机主体和尾喷管,尾喷管的外侧固定安装有支撑环,支撑环的内部安装有可滑动的活动座,活动座的底端安装有清洁刷,支撑环的内部转动安装有内转环和外转环,内转环的内部活动插接有控制板,主座的内部转动安装有与外转环啮合连接的单向棘轮,单向棘轮上安装有发条组件；活动座移动时,通过固定齿板和中间齿轮驱动活动齿板下移,活动齿板通过连板带动清洁刷移动至尾喷管内部,清洁刷可充分的与尾喷管的内壁接触,提高了清除面积,通过设置摆陀感应发动机主体的振动并摆动,实现了在发动机不工作时自动进行除积碳工作的功能,清理及时,且无需人工操作,使用方便。(The invention belongs to the field of engines, in particular to a self-cleaning engine, which comprises an engine main body and a tail spray pipe, wherein a support ring is fixedly arranged on the outer side of the tail spray pipe, a slidable movable seat is arranged in the support ring, a cleaning brush is arranged at the bottom end of the movable seat, an inner rotating ring and an outer rotating ring are rotatably arranged in the support ring, a control plate is movably inserted in the inner rotating ring, a one-way ratchet wheel meshed and connected with the outer rotating ring is rotatably arranged in the main seat, and a clockwork spring assembly is arranged on the one-way ratchet wheel; when the sliding seat moves, the sliding tooth plates are driven to move downwards through the fixed tooth plates and the intermediate gear, the sliding tooth plates drive the cleaning brushes to move to the tail spray pipe through the connecting plates, the cleaning brushes can be in full contact with the inner wall of the tail spray pipe, the clearing area is improved, vibration and swing of the pendulum gyro induction engine main body are achieved, the function of automatically removing carbon deposition work when the engine does not work is achieved, cleaning is timely, manual operation is not needed, and the use is convenient.)
技术领域
本发明属于发动机领域，具体的说是一种自清洁型发动机。
背景技术
发动机是汽车和航空等领域中的重要动力推动设备，常见的发动有涡喷发动机和涡扇发动机等，发动机一般由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其工作原理是空气由进气道进入发动机，经过压缩过程、等压加热过程、膨胀过程和等压放热过程后，从尾喷管高速喷射而出，产生高速喷流的动能，发动机使用石化燃料作为能源，在长时间工作后，会在气门处产生积碳的问题，积碳是指燃料在不完全燃烧时所产生的胶状沉积物，不清理掉的话，会导致发动机会出现比较严重的抖动，还会导致油耗越来越高。
现有技术中也出现了一些关于清理发动机积碳的技术方案，如申请号为CN202011251118.3的一项中国专利公开了一种汽车发动机陈积碳清理用清碳机，包括水箱、四组支腿、盖板、出水管、出水阀和U型管，通过对排入汽车发动机内的氢氧气体进行干燥处理，可有效降低气体中的水汽含量，提高气体纯净度，避免水汽对其燃烧状态造成影响。
但是这种设备结构复杂，占用空间大，在使用时，需要将使用发动机的汽车等设备停机后或将发动机拆卸下来后才能进行使用，操作复杂，而且需要人工进行操作，不能与发动机配合安装一体使用，使用过程中存在诸多不便，而一般的发动机中也不具备清理积碳的功能，导致在实际使用过程中带来负面影响。
为此，本发明提供一种自清洁型发动机。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决发动机积碳清理麻烦的问题，本发明提出一种自清洁型发动机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种自清洁型发动机，包括发动机主体和尾喷管，尾喷管的外侧固定安装有支撑环，支撑环的内部安装有可滑动的活动座，活动座的底端安装有清洁刷，工作时，初始状态下，清洁刷位于尾喷管的外侧，不会对尾喷管的喷气工作造成影响，在清洁时，移动活动座，使得清洁刷移动至与尾喷管的内壁接触，然后驱动清洁刷沿着尾喷管的内壁滚动，即可清除掉尾喷管内壁上的积碳。
优选的，所述发动机主体包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮机构、尾喷管和附件传动装置，进气道内设置有调节锥；工作时，进气道用以引导空气顺利的进入压气机，其中间设计的调节锥可以有效防止满负荷运载时，进气道发生喘振和低转速运转时的进气量不足，压气机为双转子轴流式，作用是压缩空气，燃烧室由数个火焰筒组成，是燃油与空气混合燃烧的地方，涡轮为双轴二级轴反力式，燃烧室产生的火焰所用在涡轮上，涡轮再带动压气机旋转，附件传动装置用来安装传动发动机的一些附件，比如燃油泵，供回油泵，转速传感器等。
优选的，所述支撑环的内部转动安装有内转环和外转环，内转环位于外转环的内部，内转环、外转环和尾喷管位于同一轴心线上，内转环上滑动安装有均匀分布的活动座，活动座的内部活动插接有活动齿板，活动齿板通过连板与清洁刷活动连接，内转环上且位于活动座的内部固定安装有固定齿板，固定齿板与活动齿板之间通过中间齿轮啮合连接，中间齿轮转动安装在活动座上；工作时，活动座向支撑环的中心处移动时，带动中间齿轮下移，由于固定齿板固定在内转环上不会移动，因此，固定齿板驱动中间齿轮旋转，中间齿轮再驱动活动齿板下移，活动齿板在活动座的内部下移，并通过连板带动清洁刷移动，实现了清洁刷在随着活动座轴向移动至尾喷管内部后，被活动齿板推动，径向伸入至尾喷管的内部，清洁刷可充分的与尾喷管的内壁接触，提高了清除面积。
优选的，所述固定齿板上设置有与中间齿轮相啮合的齿牙，齿牙包括直齿段和单向棘齿段；活动座下移时，中间齿轮先是与单向棘齿段接触，此时，单向棘齿段不会带动中间齿轮旋转，活动齿板也就不会下移，随后直齿段与中间齿轮接触，驱动中间齿轮旋转，活动齿板才会下移并带动清洁刷伸入到尾喷管内部，实现了在清洁刷移动至尾喷管的内侧壁位置之后才会伸入到尾喷管内部，避免了清洁刷磕碰到尾喷管环壁上的情况。
优选的，所述内转环上活动安装有均匀分布的偏心板，偏心板的数量与活动座相匹配，偏心板通过铰接板与活动座活动连接，偏心板上安装有从动齿轮，外转环的内壁上设置有与从动齿轮相啮合的卡齿；工作时，转动外转环，外转环通过卡齿和从动齿轮带动所有的偏心板同时旋转，偏心板通过铰接板带动活动座移动，通过这种设置，只需操作外转环，即可实现所有的清洁刷同时工作的效果，操作简单。
优选的，所述内转环的内部活动插接有控制板，尾喷管的外侧壁上设置有环形分布的卡块，控制板的底端设置有与卡块对应的卡槽，控制板的顶端设置有与卡齿对应的卡槽，控制板通过传动板与偏心板活动连接，传动板活动安装在内转环上；工作时，偏心板通过传动板固定住控制板的位置，初始状态下，控制板与卡块卡接固定住，由于控制板插接在内转环内，因此，内转环也被固定住无法旋转，进而保持了活动座和清洁刷的位置稳定性，避免了这些结构随意滑动造成过度磨损以及碰损的情况，外转环旋转带动偏心板偏转后，偏心板通过传动板带动控制板移动，使得控制板与卡块分离且与卡齿卡接，此时，内转环与外转环连为一体，旋转的外转环可带动内转环上的清洁刷沿着尾喷管内壁滚动，对尾喷管内壁进行全面清理，提高了清理效果。
优选的，所述支撑环的顶端固定连接有主座，主座的内部转动安装有与外转环啮合连接的单向棘轮，单向棘轮上安装有发条组件，主座的内部且位于单向棘轮的上方滑动安装有活动板，活动板的底部设置有与单向棘轮相匹配的棘爪板，主座的内部且位于活动板的上方活动安装有摆陀，摆陀与活动板活动连接；工作时，棘爪板与单向棘轮组成单向旋转机构，发动机主体在工作时不断振动，使得摆陀来回摆动，通过设置摆陀可以更好的感应发动机主体的振动并做出摆动，摆陀带动活动板和棘爪板上下往复移动，对棘爪板带动单向棘轮旋转，对发条组件进行拧紧蓄能，发动机主体不工作时静止，摆陀、活动板和棘爪板静止，单向棘轮在发条组件的作用下回转并带动外转环旋转，然后外转环带动清洁刷工作，实现了在发动机不工作时自动进行除积碳工作的功能，清理及时，且无需人工操作，使用方便。
优选的，所述棘爪板包括关于单向棘轮对称分布的两个爪板，爪板上设置有与单向棘轮匹配的棘齿；工作时，通过这种设置，无论活动板是上移还是下移，都会有一个爪板对单向棘轮进行驱动，避免了单个爪板与单向棘轮配合结构中，爪板驱动单向棘轮存在间隙，导致单向棘轮出现来回摆动，对发条组件的拧紧效率变低的情况。
优选的，所述主座的内部设置有与活动板对应的导向杆，摆陀上设置有插入活动板内部的插块，活动板的内部开设有与插块对应的长槽，工作时，通过这种设置摆陀的摆动，可带动活动板稳定的上下移动，进而确保了棘爪板与单向棘轮的配合稳定性。
优选的，所述主座的内部固定安装有开关座，开关座的内部放置有触压球，开关座的内部且位于触压球的下方设置有挡板，挡板的内部开设有与触压球对应的通孔，通孔的直径小于触压球的直径，摆陀的侧面安装有臂杆，臂杆的端部插入至触压球的下方，开关座的底端设置有控制发条组件的开关键，工作时，开关键用来控制发条组件的锁死和活动，摆陀摆动时，通过臂杆挤压触压球向上滚动，使得触压球与开关键不接触，此时，发条组件处于锁死的状态，只会被拧紧，不会释放能量；当触压球与开关键接触时，此时发条组件可释放能量旋转。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的自清洁型发动机，移动活动座，通过固定齿板和中间齿轮驱动活动齿板下移，活动齿板通过连板带动清洁刷移动至尾喷管内部，清洁刷可充分的与尾喷管的内壁接触，提高了清除面积，具备了清除积碳功能。
2.本发明所述的自清洁型发动机，活动座下移时，中间齿轮先是与单向棘齿段接触，此时，单向棘齿段不会带动中间齿轮旋转，活动齿板也就不会下移，随后直齿段与中间齿轮接触，驱动中间齿轮旋转，活动齿板才会下移并带动清洁刷伸入到尾喷管内部，实现了在清洁刷移动至尾喷管的内侧壁位置之后才会伸入到尾喷管内部，避免了清洁刷磕碰到尾喷管环壁上的情况。
3.本发明所述的自清洁型发动机，通过设置控制板，初始状态下，控制板与卡块卡接固定住内转环，避免了这些结构随意滑动造成过度磨损以及碰损的情况，外转环偏转后，控制板与卡齿卡接，与外转环连为一体，使得清洁刷沿着尾喷管内壁滚动，进行全面清理，提高了清理效果。
4.本发明所述的自清洁型发动机，通过设置摆陀可以更好的感应发动机主体的振动并做出摆动，摆陀的摆动带动带动外转环和清洁刷工作，实现了在发动机不工作时自动进行除积碳工作的功能，清理及时，且无需人工操作，使用方便。
4.本发明所述的自清洁型发动机，具备自动清除积碳的功能，且结构简单，清理积碳的结构占用空间小，可实现在发动机不工作时自动进行积碳清理工作，使用方便，具备较强的实用性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明发动机主体示意图；
图2是本发明尾喷管与支撑环正面剖视图；
图3是本发明尾喷管与支撑环侧视剖视图；
图4是本发明支撑环内部结构正面剖视图；
图5是本发明活动连接结构侧视剖视图；
图6是本发明固定齿板与活动齿板侧视图；
图7是本发明实施例一中主座内部结构侧视图；
图8是本发明实施例二中主座内部结构侧视图；
图9是本发明实施例二中触压球安装结构侧视图；
图中：1、发动机主体；101、进气道；102、压气机；103、燃烧室；104、涡轮机构；105、尾喷管；2、支撑环；3、内转环；4、外转环；5、活动座；6、清洁刷；7、活动齿板；8、连板；9、固定齿板；10、中间齿轮；11、偏心板；12、铰接板；13、从动齿轮；14、卡齿；15、控制板；16、卡块；17、传动板；18、主座；19、单向棘轮；20、发条组件；21、活动板；22、棘爪板；23、摆陀；24、开关座；25、触压球；26、臂杆；27、开关键。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一
如图1至图7所示，本发明所述的自清洁型发动机，包括发动机主体1和尾喷管105，尾喷管105的外侧固定安装有支撑环2，支撑环2的内部安装有可滑动的活动座5，活动座5的底端安装有清洁刷6，工作时，初始状态下，清洁刷6位于尾喷管105的外侧，不会对尾喷管105的喷气工作造成影响，在清洁时，移动活动座5，使得清洁刷6移动至与尾喷管105的内壁接触，然后驱动清洁刷6沿着尾喷管105的内壁滚动，即可清除掉尾喷管105内壁上的积碳。
所述发动机主体1包括进气道101、压气机102、燃烧室103、涡轮机构104、尾喷管105和附件传动装置，进气道101内设置有调节锥；工作时，进气道101用以引导空气顺利的进入压气机102，其中间设计的调节锥可以有效防止满负荷运载时，进气道101发生喘振和低转速运转时的进气量不足，压气机102为双转子轴流式，作用是压缩空气，燃烧室103由数个火焰筒组成，是燃油与空气混合燃烧的地方，涡轮为双轴二级轴反力式，燃烧室103产生的火焰所用在涡轮上，涡轮再带动压气机102旋转，附件传动装置用来安装传动发动机的一些附件，比如燃油泵，供回油泵，转速传感器等。
所述支撑环2的内部转动安装有内转环3和外转环4，内转环3位于外转环4的内部，内转环3、外转环4和尾喷管105位于同一轴心线上，内转环3上滑动安装有均匀分布的活动座5，活动座5的内部活动插接有活动齿板7，活动齿板7通过连板8与清洁刷6活动连接，内转环3上且位于活动座5的内部固定安装有固定齿板9，固定齿板9与活动齿板7之间通过中间齿轮10啮合连接，中间齿轮10转动安装在活动座5上；工作时，活动座5向支撑环2的中心处移动时，带动中间齿轮10下移，由于固定齿板9固定在内转环3上不会移动，因此，固定齿板9驱动中间齿轮10旋转，中间齿轮10再驱动活动齿板7下移，活动齿板7在活动座5的内部下移，并通过连板8带动清洁刷6移动，实现了清洁刷6在随着活动座5轴向移动至尾喷管105内部后，被活动齿板7推动，径向伸入至尾喷管105的内部，清洁刷6可充分的与尾喷管105的内壁接触，提高了清除面积。
所述固定齿板9上设置有与中间齿轮10相啮合的齿牙，齿牙包括直齿段和单向棘齿段；活动座5下移时，中间齿轮10先是与单向棘齿段接触，此时，单向棘齿段不会带动中间齿轮10旋转，活动齿板7也就不会下移，随后直齿段与中间齿轮10接触，驱动中间齿轮10旋转，活动齿板7才会下移并带动清洁刷6伸入到尾喷管105内部，实现了在清洁刷6移动至尾喷管105的内侧壁位置之后才会伸入到尾喷管105内部，避免了清洁刷6磕碰到尾喷管105环壁上的情况。
所述内转环3上活动安装有均匀分布的偏心板11，偏心板11的数量与活动座5相匹配，偏心板11通过铰接板12与活动座5活动连接，偏心板11上安装有从动齿轮13，外转环4的内壁上设置有与从动齿轮13相啮合的卡齿14；工作时，转动外转环4，外转环4通过卡齿14和从动齿轮13带动所有的偏心板11同时旋转，偏心板11通过铰接板12带动活动座5移动，通过这种设置，只需操作外转环4，即可实现所有的清洁刷6同时工作的效果，操作简单。
所述内转环3的内部活动插接有控制板15，尾喷管105的外侧壁上设置有环形分布的卡块16，控制板15的底端设置有与卡块16对应的卡槽，控制板15的顶端设置有与卡齿14对应的卡槽，控制板15通过传动板17与偏心板11活动连接，传动板17活动安装在内转环3上；工作时，偏心板11通过传动板17固定住控制板15的位置，初始状态下，控制板15与卡块16卡接固定住，由于控制板15插接在内转环3内，因此，内转环3也被固定住无法旋转，进而保持了活动座5和清洁刷6的位置稳定性，避免了这些结构随意滑动造成过度磨损以及碰损的情况，外转环4旋转带动偏心板11偏转后，偏心板11通过传动板17带动控制板15移动，使得控制板15与卡块16分离且与卡齿14卡接，此时，内转环3与外转环4连为一体，旋转的外转环4可带动内转环3上的清洁刷6沿着尾喷管105内壁滚动，对尾喷管105内壁进行全面清理，提高了清理效果。
所述支撑环2的顶端固定连接有主座18，主座18的内部转动安装有与外转环4啮合连接的单向棘轮19，单向棘轮19上安装有发条组件20，主座18的内部且位于单向棘轮19的上方滑动安装有活动板21，活动板21的底部设置有与单向棘轮19相匹配的棘爪板22，主座18的内部且位于活动板21的上方活动安装有摆陀23，摆陀23与活动板21活动连接；工作时，棘爪板22与单向棘轮19组成单向旋转机构，发动机主体1在工作时不断振动，使得摆陀23来回摆动，通过设置摆陀23可以更好的感应发动机主体1的振动并做出摆动，摆陀23带动活动板21和棘爪板22上下往复移动，对棘爪板22带动单向棘轮19旋转，对发条组件20进行拧紧蓄能，发动机主体1不工作时静止，摆陀23、活动板21和棘爪板22静止，单向棘轮19在发条组件20的作用下回转并带动外转环4旋转，然后外转环4带动清洁刷6工作，实现了在发动机不工作时自动进行除积碳工作的功能，清理及时，且无需人工操作，使用方便。
所述棘爪板22包括关于单向棘轮19对称分布的两个爪板，爪板上设置有与单向棘轮19匹配的棘齿；工作时，通过这种设置，无论活动板21是上移还是下移，都会有一个爪板对单向棘轮19进行驱动，避免了单个爪板与单向棘轮19配合结构中，爪板驱动单向棘轮19存在间隙，导致单向棘轮19出现来回摆动，对发条组件20的拧紧效率变低的情况。
所述主座18的内部设置有与活动板21对应的导向杆，摆陀23上设置有插入活动板21内部的插块，活动板21的内部开设有与插块对应的长槽，工作时，通过这种设置摆陀23的摆动，可带动活动板21稳定的上下移动，进而确保了棘爪板22与单向棘轮19的配合稳定性。
实施例二
如图8至图9所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：主座18的内部固定安装有开关座24，开关座24的内部放置有触压球25，开关座24的内部且位于触压球25的下方设置有挡板，挡板的内部开设有与触压球25对应的通孔，通孔的直径小于触压球25的直径，摆陀23的侧面安装有与触压球25对应的臂杆26，臂杆的端部26插入至触压球25的下方，且臂杆的端部26位于挡板的上方，开关座24的底端设置有控制发条组件20的开关键27，开关键27位于触压球25的下方，工作时，开关键27用来控制发条组件20的锁死和活动，发条组件20和开关键27可采用电气控制的结构，也可采用固定销等机械控制结构，摆陀23摆动时，通过臂杆26挤压触压球25向上滚动，使得触压球25与开关键27不接触，开关键27不被触发，此时，发条组件20处于锁死的状态，只会被拧紧，不会释放能量；当触压球25与开关键27接触时，开关键27被触发，此时发条组件20可释放能量旋转。
工作原理：
发动机主体1在工作时不断振动，使得摆陀23来回摆动，通过设置摆陀23可以更好的感应发动机主体1的振动并做出摆动，摆陀23带动活动板21和棘爪板22上下往复移动，对棘爪板22带动单向棘轮19旋转，对发条组件20进行拧紧蓄能，发动机主体1不工作时静止，摆陀23、活动板21和棘爪板22静止，单向棘轮19在发条组件20的作用下回转并带动外转环4旋转，外转环4通过卡齿14和从动齿轮13带动所有的偏心板11同时旋转，偏心板11通过铰接板12带动活动座5移动；
活动座5向支撑环2的中心处移动时，带动中间齿轮10下移，由于固定齿板9固定在内转环3上不会移动，因此，固定齿板9驱动中间齿轮10旋转，中间齿轮10再驱动活动齿板7下移，活动齿板7在活动座5的内部下移，并通过连板8带动清洁刷6移动，实现了清洁刷6在随着活动座5轴向移动至尾喷管105内部后，被活动齿板7推动，径向伸入至尾喷管105的内部，进行刮刷清理积碳工作，通过这种设置，清洁刷6可充分的与尾喷管105的内壁接触，提高了清除面积。
活动座5下移时，中间齿轮10先是与单向棘齿段接触，此时，单向棘齿段不会带动中间齿轮10旋转，活动齿板7也就不会下移，随后直齿段与中间齿轮10接触，驱动中间齿轮10旋转，活动齿板7才会下移并带动清洁刷6伸入到尾喷管105内部，实现了在清洁刷6移动至尾喷管105的内侧壁位置之后才会伸入到尾喷管105内部，避免了清洁刷6磕碰到尾喷管105环壁上的情况；
通过设置内转环3和外转环4，实现了所有的清洁刷6同时工作的效果，结构简单，使用方便，
通过设置摆陀23和发条组件20，实现了在发动机不工作时自动进行除积碳工作的功能，清理及时，且无需人工操作，节约成本，使用方便。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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