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转子发动机

阅读:138发布:2020-05-19

专利汇可以提供转子发动机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种结构简单、可靠性高、自身功耗低、磨损小的 转子 发动机 。三 块 隔板夹着两个圆柱体通过 螺栓 紧固, 主轴 横贯这个整体的圆心并用销键紧固构成转子;隔板,圆柱体上开有凹槽,圆柱体上开四个贯穿主轴的圆孔,四块滑片在凹槽内可自由滑动,圆孔内置强 力 弹簧 ,将滑片推向 气缸 内壁;中间隔板上开有两个通孔,滑块的径向移动控制着通孔的导通与关闭;三块隔板将气缸内腔分成两个相对独立的气缸腔室,月牙形 凸块 上开有进、排气孔及点火孔。一个工作循环在缸体的两个腔室内同时进行,第一气缸腔内完成吸气和 压缩行程 ,第二气缸腔内则完成作功和排气行程。,下面是转子发动机专利的具体信息内容。

1.一种转子发动机,其特征在于一个缸体具有两个气缸腔室,一个工作循环在两个气缸 腔室内同时进行,一个气缸腔内完成吸气和压缩行程,另一个气缸腔内则完成作功和排气行 程。转子发动机结构包括带有进、排气孔和点火孔的缸体、带有轴承座的前后端盖、横贯前 后端盖的转子三个部分。转子由三隔板、两个带凹槽的圆柱体、一根主轴、四块滑片和四 根弹簧构成;中间隔板开有两个通孔,压缩后的混合燃气经过通孔完成位置转换;三块隔板 将气缸分成两个相对独立的气缸腔室,两块月牙型凸块成一度紧固在气缸体上下腔内,进、 排气孔分别在月牙型凸块上,点火孔开在月牙型凸块末端;气缸内壁及弹簧控制滑片的径向 移动,滑片的径向移动控制通孔导通和闭合;转子由前后端盖上的轴承颈支承在主轴承上旋 转;转子上安装有叶轮,与转子腔壁构成,对缸体和转子进行冷却;利用离心将机油 输送到运动部件进行润滑;气缸腔室通过弧形密封块、环形密封圈、圆筒形密封圈对转子和 缸体进行气体密封。
2.根据权利要求1所述的转子发动机,其特征在于①串连在一个气缸体内的被隔板隔成 两个相对独立的气缸腔室的结构:两个气缸腔室分别独自完成吸气/压缩行程,作功/排气 行程,气缸腔室内表面形状:圆形与月牙型凸块内侧面弧线构成的封闭曲线及由此曲线拉伸 形成的封闭曲面;②转子结构:由三块隔板、两个带凹槽的圆柱体、一根主轴、四块滑片、 四根弹簧、一个叶轮、中间隔板开有两个通孔,压缩后的混合燃气经通孔的导通与关闭转换 位置,滑块的径向移动控制通孔的导通与关闭,转子上叶轮与转子内腔壁构成水泵,对气缸 体和转子进行冷却,利用离心力将机油输送到运动部件进行润滑;③气缸腔室气体密封结构: 通过弧形密封块32,33、环形密封圈34、圆筒形密封圈35对运动部件进行气体密封, 弧形密封块32形状:90°圆弧与线段相连并相切;弧形密封块33形状:60°圆弧;环形密 封圈34形状:扁平带切口且断面宽的圆环;圆筒形密封圈35形状:带切口的薄圆筒。

说明书全文

技术领域

发明涉及发动机

背景技术

日常所见的发动机,多为往复活塞内燃机,通常称作活塞式发动机,其四个工作行程: 吸气、压缩、作功、排气,都是通过活塞的上、下往复运动完成。活塞式发动机结构包括: 缸体和端盖组成的气缸腔体;活塞、连杆曲轴飞轮组实现工作循环;气组、气门传动构 成配气系统;燃油供给系统;润滑系统;冷却系统;点火系统;起动系统。活塞的往复运动 带动连杆,推动曲轴旋转,这里存在着四个问题:①磨损大:活塞高速近似直线运动,通过 连杆(连杆兼有上下及左右摆动两种动作)推动曲轴作不等速圆周运动,由于惯性,机件的 冲击大,活塞环、气缸套、轴瓦、连杆、曲轴的滑动磨损大;②自身功耗大:作功时活塞 带动连杆,连杆推动曲轴,或者吸气、压缩、排气过程中,曲轴及飞轮储存的能量通过连杆, 带动活塞运动,在功率传输过程中,力传递方向与运动方向都不同且不断变化,通过力的分 解来分析,相当一部分力作用到气缸内壁和曲轴上,消耗了部分能量;配气结构的凸轮也消 耗了部分能量;③可靠性差:配气机构气门开关时间的迟早;活塞接近上点时,状态不稳定, 点火正时超前会爆缸,损坏机件;④机械结构复杂,电子控制系统繁杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、可靠性高、自身功耗低、磨损小、运转时输出功率 强劲平稳,能量转换效率高的内燃发动机。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
转子发动机,其特点是一个缸体具有两个气缸腔室,一个工作循环在两个气缸腔室内同 时进行,一个气缸腔内完成吸气和压缩行程,另一个气缸腔内则完成作功和排气行程。转子 发动机结构包括带有进、排气孔和点火孔的缸体、带有轴承座的前后端盖、横贯前后端盖的 转子三个部分。转子由三隔板、两个带凹槽的圆柱体、一根主轴、四块滑片和四根弹簧构 成;中间隔板开有两个通孔,压缩后的混合燃气经过通孔完成位置转换,参见图1;三块隔 板将气缸分成两个相对独立的气缸腔室,两块月牙型凸块成一度紧固在气缸体上下腔内, 参见图2;进、排气孔分别在月牙型凸块上,点火孔开在月牙型凸块末端;气缸内壁及弹簧 控制滑片的径向移动,滑片的径向移动控制通孔导通和闭合,参见图3、图4;转子由前后端 盖上的轴承颈支承在主轴承上旋转;转子上安装有叶轮,与转子腔壁构成,对缸体和转 子进行冷却;利用离心力将机油输送到运动部件进行润滑;气缸腔室通过弧形密封块、环形 密封圈、圆筒形密封圈对转子和缸体进行气体密封。
转子发动机的工作原理如下:参见图3、图4,一个工作循环开始时,A气缸腔内滑片 5吸入混合燃气,滑片7压缩混合燃气;B气缸腔内滑片8通过月牙形凸块27中点时,通 孔导通,高压混合燃气经通孔流入B气缸腔内;B气缸腔内滑片8离开月牙形凸块27中点 时吸入高压混合燃气,滑片6处于排气状态;A气缸腔内滑片7通过月牙形凸块26中点时, 通孔关闭;通孔关闭前一定时间,点火系统点燃高压混合燃气,燃气高压爆发,推动滑片8 作功;此时变成滑片7吸入混合燃气,滑片5压缩混合燃气;当滑片6排气结束,接近月 牙形凸块27中点时,开始下一个工作循环。
附图说明
图1为本发动机的转子结构剖视图;
图2为本发动机的气缸腔体结构剖视图;
图3为本发动机的吸气和压缩气缸腔体A结构示意图;
图4为本发动机的作功和排气气缸腔体B结构示意图;
图5为本发动机滑片与气缸内壁密封方式的局部放大示意图;
图6为本发动机滑片与隔板表面的密封方式的局部放大示意图;
图7为本发动机隔板表面与月牙形凸块端面的密封方式的局部放大示意图;
图8为本发动机月牙形凸块柱面与圆柱体外表面的密封方式的局部放大示意图;
图9为本发动机隔板与气缸内壁及前后端盖板的密封方式的局部放大示意图;
图10为本发动机的水冷却循环结构剖视图;
图11A、图11B、图11C为木发动机吸气/压缩、高压混合气位置交换、作功/排气三个 工作过程的原理图;
图12为本发动机总体结构剖视图。

具体实施方式

本转子发动机,如图1所示,其转子结构:隔板2、3、4夹着圆柱体9、10,通过螺 栓紧固成一体,主轴1横贯这个整体的圆心并通过销键紧固;隔板,圆柱体上开有凹槽,滑 片5、6、7、8可在凹槽内自由滑动,参见图3、图4;每个圆柱体凹槽上开两个贯穿主轴 的圆孔,内置强力弹簧13、14、15、16,将滑片推向气缸内壁;滑片5与6,滑片7与8 成一锐角;隔板3上开有两个通孔11、12,气缸内壁及弹簧控制滑片的径向移动,滑块的径 向移动控制着通孔的导通与关闭。
气缸体内镶圆筒状气缸套,参见图2、图3、图4,隔板2、3、4将气缸分成两个相对 独立的气缸腔体A、B;气缸腔体A内有月牙形凸块26并开有进气孔29;气缸腔体B上有 月牙形凸块27并开有排气孔30和点火孔31;月牙形凸块成一角度紧固在气缸套上,月牙 型凸块内侧与圆柱体外表面相切,月牙型凸块内侧边缘与圆筒状气缸套内表面相连,连接处 曲率变化连续,滑片可平稳滑过;改变月牙形凸块之间角度或高度,可改变空气压缩比。
转子装入气缸体内,由前后端盖上的轴承颈支承在主轴承上旋转,参见图12。
任何设想的内燃机,如果解决不了压缩、作功两个行程的气缸腔室气体密封问题,就只 能是设想,无法转化为实用的发动机。
滑片与气缸内壁的密封,参见图5,弧形密封块32嵌在滑片上;滑片在弹簧力和离心 力作用下,压向气缸内壁,形成一次密封;高压侧,弧形密封块32被高压推向气缸内壁, 形成二次密封。
滑片与隔板的密封,参见图6,高压将滑片向隔板凹槽另一侧压紧,实行密封。
隔板与月牙形凸块端面的密封,参见图7,弧形密封块32嵌套在月牙形凸块端面上; 高压侧,弧形密封块32被高压推向隔板内表面,实行密封。
圆柱体与月牙形凸块的密封,参见图8,弧形密封块33嵌套在月牙形凸块的柱面上; 高压侧,弧形密封块33被高压推向圆柱体外表面,实行密封。
隔板与气缸内表面及前后端盖的密封,参见图9,环形密封圈34嵌在隔板圆周面与气 缸内表面各自凹槽上,高压将环形密封圈34推向凹槽外壁实现隔板圆周面与气缸内表面 的密封;圆筒形密封圈35嵌在隔板外表面与前后端盖内表面各自凹槽上,高压将圆筒形密 封圈35推向凹槽内壁,实现隔板外表面与前后端盖内表面的密封。
冷却系统,参见图10,低温水从前端盖24上进水孔22流入隔板上叶轮17中心,隔 板2、前端盖24与水密封圈19形成密封腔室18,转子带动叶轮旋转,叶片将水抛向圆周, 形成水泵,一部分水从前端盖24经气缸体28流向后端盖25,另一部分水经转子也流向后 端盖25,低温水变成高温水,从出水孔23流出,实现对发动机的冷却。
润滑系统:主轴是空心的,两端用塞子堵住,注油口开在两端盖轴承位置,前后端盖轴 承位及转子上运动部件在主轴对应位置,根据需要机油量的多少开有相应大小的孔;转子旋 转,机油由于离心力的作用,沿径向自动流向需要润滑的部件;机油在月牙形凸块油气密封 处流出,进入集油槽,实现对发动机的润滑。
发动机起动后,形成水循环和机油循环,对发动机进行冷却和润滑,参见图11A,A气 缸腔内滑片5吸入混合燃气,滑片7压缩混合燃气;B气缸腔内滑片8通过月牙型凸块27 中点时,通孔导通,高压的混合燃气通隔板3的通孔,进入B气缸腔内;参见图11B,滑片 8离开月牙型凸块27中点,吸入高压混合燃气,滑片6处于排气状态;A气缸腔内滑片7 通过月牙型凸块26中点时,通孔关闭;通孔关闭前一定时间,点火系统点燃B气缸腔高压 混合燃气,燃气高压爆发,推动滑片作功;参见图11C,A气缸腔内滑片7离开月牙形凸块 中点26后变成吸入混合燃气,滑片5则变成压缩混合燃气;参见图11A,B气缸腔内滑片 6继续旋转,当滑片6排气完毕,到达月牙型凸块27中点时,滑片8开始排气,进入下一 个工作循环的的开始。
汽油从进气孔由喷油嘴喷入,由于气流及缸体温度预热,得以雾化,然后压缩,在经过 通孔时再次急气流作用,二次雾化,混合燃气更混合均匀,有利于燃烧充分,动力性强,环 境污染少。
以上所述均以汽油为假设燃料,如果是柴油作燃料,只需调小月牙型凸块26、27的夹 角,增大压缩比,再将点火孔31的火花塞换成喷油嘴即可,参见图4;如果是其它燃料,象 酒精或可燃性压缩气体,修改燃料注入口即可。
本转子发动机,高温高压气体推动滑片绕圆周旋转,动力直接作功,没有被分解,无需 配气结构,发动机自身功耗低;转子作圆周运动,转子和缸体均能得到水冷却,机件所受机 械冲击力和热冲击小,磨损小;利用转子旋转,内置水泵,利用离心力,自动润滑部件,无需 配气结构,点火正时虽影响功率,但不会损坏发动机,转子质量大,可取消飞轮,结构简单 可靠;一个工作循环是180°,作功180°,相当于四缸活塞式发动机,运转时输出功率强劲平 稳,因此,本转子发动机是一台效重比高,能量转换效率高,持久耐用的内燃发动机。
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