技术领域
[0001] 本
发明主要涉及发动机技术领域，特指一种旋转活塞式发动机。
背景技术
[0002] 活塞式发动机主要有往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机两类。活塞式燃油发动机通常是指燃油在汽缸里燃烧膨胀，推动活塞下行带动
曲轴旋转，以此形式输出动
力的发动机，它利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转
动能，由于存在
曲柄等相关传动机构，不仅结构复杂，而且可靠性较低。旋转活塞式发动机研制并应用成功的是1957年由德国人汪克尔(Wankel)发明的三
角转子旋转活塞发动机，此发动机功率
密度相对较大，应用前景可观，但由于转子形状复杂导致制造成本高昂，并且存在密封困难、低速时动力性能差、燃油经济性差等难以解决的问题，使得旋转活塞式发动机理论上的优越性到目前为止未能得到充分发挥。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题就在于：针对
现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、体积小、静音性好、可靠性高的连续旋转活塞式发动机。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
[0005] 一种旋转活塞式发动机，包括缸体、旋转活塞和
输出轴；
[0006] 所述缸体与旋转活塞同轴安装且之间形成圆环状
工作空间；
[0007] 所述输出轴贯穿所述缸体和旋转活塞并同轴安装，所述输出轴与所述旋转活塞紧固相连并做连续旋转运动；
[0008] 所述旋转活塞的外周壁上设置有活塞片，所述缸体的内周壁上设置有连续旋转运动以关闭或打开圆环状工作空间的旋转式
阀门；处于关闭状态时的所述旋转式阀门与所述活塞片组合，以将所述圆环状空间划分为
燃烧室与排气室；
[0009] 所述活塞片与旋转式阀门之间设有联动机构，以使旋转式阀门随活塞片旋转
位置变化打开或关闭圆环状工作空间。
[0010] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0011] 所述旋转式阀门包括阀片和
转轴，所述阀片呈圆弧状，所述转轴安装于圆弧状的阀片的中心，所述阀片以转轴为定轴做连续旋转运动；所述阀片与所述旋转活塞的周壁相
接触以关闭圆环状工作空间，所述阀片与所述旋转活塞的周壁相脱离以打开圆环状工作空间。
[0012] 所述转轴的一端或/和两端，且与所述阀片相对的一侧设置有
配重块，用于抵消阀片的偏心力矩。
[0013] 所述配重块呈扇形。
[0014] 所述缸体上开设有门槽，所述阀片的端部在门槽内转动。
[0015] 所述联动机构包括主动轮和从动轮，所述主动轮安装于所述输出轴上，所述从动轮安装于所述转轴上，所述主动轮与所述从动轮之间通过传动带进行传动。
[0016] 所述传动带的一侧设置有张紧组件，用于对传动带进行张紧。
[0017] 所述张紧组件包括张紧轮、
弹簧和
连杆，所述连杆的中段转动安装于所述缸体上，所述张紧轮安装于连杆的一端，所述弹簧的一端固定于缸体上，另一端与所述连杆的另一端相连；所述连杆的另一端在弹簧的弹力下旋转，从而使另一端的张紧轮张紧所述传动带。
[0018] 所述主动轮和从动轮均为
链轮，传动带为链条；或者所述主动轮和从动轮均为皮带轮，传动带为皮带。
[0019] 所述联动机构包括主动轮和从动轮，所述主动轮安装于所述输出轴上，所述从动轮安装于所述转轴上，所述主动轮与从动轮之间相互
啮合。
[0020] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0021] 本发明的旋转活塞式发动机，旋转活塞做圆形连续旋转运动，相对于之前的偏心旋转方式(如三角转子旋转活塞发动机)，连续旋转方向始终保持不变，旋转更加顺畅，不存在一些偏心摩擦或碰撞，减少了摩擦或碰撞，静音性更好，同时也保证了工作可靠性；旋转活塞做圆形连续旋转运动，旋转方向相同，不存在变化，不存在惯性的重量缺失；旋转活塞做圆形连续旋转运动，不使用偏心结构等旋转结构，从而使得结构更加简单、使得体积也更小，重量轻，适用于比功率大的应用场合。
[0022] 本发明的旋转活塞式发动机，采用旋转式阀门实现对工作空间(或工作行程)的划分，整体结构简单；旋转式密封方式的工作可靠性高且更易于实现，相对于开合式或者往复式密封方式，此种方式工作顺畅，无部件之间的碰撞，进一步减少了噪音。开合式阀门与输出轴之间设有联动机构，使得旋转式阀门与输出轴上的旋转活塞的活塞片同步运动，不会存在阀门与活塞片相互干涉等影响，大幅提高开合式阀门
开关工作的可靠性。
[0023] 本发明的旋转活塞式发动机，联动机构采用机械式的主从动轮配合形式，结构简单、工作可靠、保证发动机工作可靠性。
附图说明
[0024] 图1为本发明的整体立体结构示意图。
[0025] 图2为本发明的立体结构示意图(去掉上盖)。
[0026] 图3为本发明的立体结构示意图(去掉上缸体)。
[0027] 图4为本发明的缸体内部立体结构示意图。
[0028] 图5a为本发明的缸体内部俯视结构示意图之一。
[0029] 图5b为本发明的缸体内部俯视结构示意图之二。
[0030] 图5c为本发明的缸体内部俯视结构示意图之三。
[0031] 图中标号表示：1、缸体；101、上缸体；102、下缸体；103、门槽；104、燃烧室；1041、进气口；1042、进气组件；1043、点火塞；105、排气室；1051、排气口；1052、排气组件；106、上盖；2、旋转活塞；201、活塞片；3、输出轴；4、旋转式阀门；401、阀片；402、转轴；403、配重块；5、联动机构；501、主动轮；502、从动轮；503、传动带；504、张紧组件；5041、连杆；5042、张紧轮；
5043、弹簧。
具体实施方式
[0032] 以下结合
说明书附图和具体
实施例对本发明作进一步描述。
[0033] 如图1至图5所示，本实施例的旋转活塞式发动机，包括缸体1、旋转活塞2和输出轴3；其中缸体1包括上缸体101和下缸体102；旋转活塞2安装于上缸体101与下缸体102之间且与整个缸体1同轴安装，整个缸体1与旋转活塞2之间形成圆环状工作空间；输出轴3贯穿缸体1和旋转活塞2并同轴安装，输出轴3与旋转活塞2紧固相连，并绕其本身的轴线做连续旋转运动，输出轴3为动力轴，用于将动力进行输出；旋转活塞2的外周壁上设置有活塞片201，缸体1的内周壁上设置有连续旋转运动以关闭或打开圆环状工作空间的旋转式阀门4，在旋转式阀门4处于关闭位置时，旋转式阀门4与旋转活塞2的
侧壁接触，并与活塞片201相互组合，将圆环状空间划分为
密封性的燃烧室104与排气室105；活塞片201与开合式阀门4之间设有联动机构5，以使旋转式阀门4随活塞片201旋转位置变化而打开或关闭圆环状工作空间。在进行工作时，在活塞片201与旋转式阀门4之间相互配合将工作空间密闭成燃烧室
104，然后再通过向燃烧室104内喷射压缩空气和
燃料，并进行点火，通过燃料燃烧膨胀而作用于活塞片201，使得活塞片201旋转而带动旋转活塞2转动，即输出轴3转动，从而使得动力的输出；与此同时，与燃烧室104相邻的排气室105则同步将上次燃烧时残留的燃烧气体经燃烧室104内的排气口1051排出，结束一个工作行程，再进入下一个工作行程。
[0034] 通过以上旋转式结构进行连续做圆形旋转运动而实现动力的输出，具体有以下效果：
[0035] 一个是旋转活塞2做圆形连续旋转运动，相对于之前的偏心旋转方式(如三角转子旋转活塞式发动机)，连续旋转方向始终保持不变，旋转更加顺畅，不存在一些偏心摩擦或碰撞，减少了摩擦或碰撞，静音性更好，同时也保证了工作可靠性；
[0036] 二个是旋转活塞2做圆形连续旋转运动，旋转方向相同，不存在变化，不存在惯性的重量缺失；
[0037] 三个是旋转活塞2做圆形连续旋转运动，不使用偏心结构等旋转结构，从而使得结构更加简单、使得体积也更小，重量轻，适用于比功率大的应用场合；
[0038] 四个是采用旋转式阀门4实现对工作空间(或工作行程)的划分，整体结构简单；旋转式密封方式的工作可靠性高且更易于实现，相对于开合式或者往复式密封方式，此种方式工作顺畅，无部件之间的碰撞，进一步减少了噪音；
[0039] 五个是旋转式阀门4与输出轴3之间设有机械式的联动机构5，使得开合式阀门4与输出轴3上的旋转活塞2的活塞片201同步运动，不会存在阀门与活塞片201相互干涉等影响，大幅提高发动机工作的可靠性。
[0040] 上述旋转活塞式发动机可应用于
汽车、
船舶、
飞行器等海陆空设备上。
[0041] 本实施例中，旋转式阀门4包括阀片401和转轴402，阀片401呈圆弧状，转轴402安装于圆弧状的阀片401的中心，转轴402的两端则转动安装于缸体1的上下两侧(即分别转动安装于上缸体101和下缸体102上)，阀片401以转轴402为定轴做连续旋转运动；阀片401与旋转活塞2的周壁相接触以关闭圆环状工作空间，阀片401与旋转活塞2的周壁相脱离以打开圆环状工作空间，如图5所示，在阀片401在做圆周旋转运动时，在一时间段内，阀片401会与旋转活塞2的周壁相接触，从而将圆环状工作空间进行分隔；在另一时间段内，阀片401会与旋转活塞2的周壁相脱离，此时阀片401不会有分隔作用。上述旋转式阀门4的结构，采用连续旋转的方式，工作顺畅，不会出现硬性碰撞等，从而减小噪音，同时也降低了对各部件强度的要求(碰撞的方式对部件的强度要求更高)；另外，整体结构简单、工作可靠且易于实现。
[0042] 如图4和图5所示，进一步地，在上述阀片401旋转的过程中，会出现偏心力矩的情况，不利于各部件的工作
稳定性。在此
基础上，在转轴402的两端，且与阀片401相对的一侧设置有配重块403，配重块403随转轴402同步转动，用于抵消阀片401在旋转过程中产生的偏心力矩，保证工作的可靠性，同时转轴402两端的配重块403能够转轴402的轴线方向上的不对称性。具体地，在转轴402的两端均设置配重块403，配重块403呈扇形，与扇形阀片401相对，其在转轴402上的安装位置根据实际情况进行选择。另外，在上缸体101和下缸体102与阀片401接触的位置处均设置有门槽103，阀片401的上下两侧边则卡设于门槽103内，其中门槽103的形状呈圆形，使得阀片401在圆形门槽103内转动，对阀片401的转动位置进行限制，进一步提高阀片401工作的可靠性。
[0043] 如图2和图3所示，本实施例中，联动机构5通过上盖106罩设于缸体1上。联动机构5包括主动轮501和从动轮502，主动轮501安装于输出轴上，从动轮502安装于转轴上，主动轮501与从动轮502之间通过传动带503进行传动。具体地，主动轮501和从动轮502均为链轮，传动带503为链条，通过对主动轮501和从动轮502大小的设计，使得从动轮502上的阀片跟随主动轮501上的活塞片位置变化进行有规律的旋转，实现工作空间内的开启与关闭。上述联动机构5结构简单、机械联动、可靠性高。当然，在其它实施例中，主动轮501和从动轮502可以均为皮带轮，传动带503为皮带；或者主动轮501和从动轮502均为
齿轮，两者直接啮合或者通过其它中间齿轮进行传动等。另外，在链条的一侧设置有张紧组件504，用于对传动带503进行张紧，保证主动轮501和从动轮502之间的可靠传动，保证活塞片与阀片之间无干涉等影响。具体地，张紧组件504包括张紧轮5042、弹簧5043和连杆5041，连杆5041的中段转动安装于缸体上，张紧轮5042安装于连杆5041的一端，弹簧5043的一端固定于缸体上，另一端与连杆5041的另一端相连；连杆5041的另一端在弹簧5043的弹力下旋转，从而使另一端的张紧轮5042张紧传动带503，上述张紧组件504结构简单、易于实现。
[0044] 本实施例中，活塞片201和旋转式阀门4的数量均为两个，活塞片201均匀分布在旋转活塞2的外周壁上，旋转式阀门4均匀分布在缸体1的内周壁上。在进行数量选择时，大多选择偶数对并均匀分布，以形成对称式分布，不会产生偏心力，保证结构的稳定性，同时多个燃烧室104，在一个圆形运动轨道内可以具有多个工作行程，从而可以使得整体结构更小。当然，在此并不对具体数量进行限定，在其它实施例中，也可以根据燃料种类等实际情况来对其数量进行选择。
[0045] 本实施例中，用于喷射燃油或燃气等燃料、以及压缩空气的进气组件1042通过进气口1041(如图5a中的A1和A2位置处)向燃烧室104喷射混合气体，再通过此处的点火塞进行点火爆炸做功；排气口1051则位于靠近阀片401位置处，即在一个行程的结束位置处，燃烧后的气体通过排气口1051进入排气组件1052，再排出缸外。
[0046] 具体工作过程再依照图5a～5c进行详细说明：
[0047] 如图5a所示，在活塞片201刚通过A1位置处阀片401所在位置后，阀片401转动而处于关闭位置，从而使得阀片401与活塞片201之间形成
密闭空间，即燃烧室104(如图5a中Y空间)；处于A1位置的
喷嘴向燃烧室104内喷射燃料和压缩空气，然后
火花塞点火，此时燃料燃烧产生的压力作用于活塞片201上，使得旋转活塞2继续逆
时针转动，带动输出轴3输出动力；与此同时，与燃烧室104相邻的排气室105(如图5a中B空间)内，还残留上次燃烧的气体，在活塞片201的作用下，使得残留气体从排气口1051排出，从而结束一个行程，结束状态如图5b所示；
[0048] 在结束上一个行程后，下一个工作行程处的阀片401(A2位置处)旋转至打开状态，以便于活塞片201通过,如图5c所示，然后按上述工作过程进行下一个工作行程的喷气点火爆炸做功。
[0049] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
