技术领域
背景技术
[0002] 常用的往复式
汽油发动机主要由缸筒和
活塞组成;其主要缺点如下:(1)其工作从始至终都存在着较大的工作
压力角,又是滑动摩擦,因此由工作压力角造成的机械损耗太大。如在上死点和下死点
位置,工作压力角达90度,高压燃气产生的压力向外一点功率也不输出,这时的能耗全消耗在机械
变形上。(2)在由旋转运动变直线运动中是由缸筒和活塞作直线导向,因此缸筒与活塞使用一段时间后从圆形变成了椭圆,损害了密封和使用寿命。(3)由于在
上止点前是混合气压缩阶段,也是动力消耗阶段,在上止点前提前点火增加了压缩混合气压力,同时给混合气压缩增加了额外的动力损耗。(4)其尾气压力还是很高时就排放掉了,为此每台往复式
汽油发动机都装有消声器来减少噪音污染。因往复式汽油发动机结构原因,它无法利用这部分尾气压力。(5)在往复式汽油发动机中,为了防止出现爆燃,设置的混合气压缩比都比较低,因此混合气的
温度也低,不利于油气最佳充分混合。(6)在往复式汽油发动机中较难控制节能又环保的
均质压燃燃烧时间,因往复式汽油发动机最怕在上止点前发生爆燃,而点火式均质压燃燃烧方式就是爆燃。所以均质压燃燃烧方式在往复式汽油发动机中较难实施,尤其是在经常变速情况下就更难实施,这主要是往复式汽油发动机无法改变的结构造成的。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种节能和环保的转子发动机。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案:
[0005] 一种转子发动机,包括转子总成及
传动系统、
燃烧室总成和
压缩机总成;所述转子总成包括转子缸筒、前盖、后盖、安装在
主轴上的左转子、安装在
副轴上的右转子和底座;
[0006] 所述左转子和右转子为单齿转子,左转子和右转子的结构相同,每个转子由
轮毂、
轮辋、
轮辐和单齿组成;在左转子的单齿的下方和右转子的单齿的上方的轮辋上分别设有
啮合槽;左转子与右转子的中心的连线为基准线,当所述右转子的单齿的径向中心线与所述基准线重合时,所述左转子的单齿的径向中心线与所述基准线的夹角β=13°;
[0007] 所述转子缸筒为放置左、右转子的一对连体缸筒,所述一对连体缸筒的内壁的上、下交界线平行,所述上、下交界线的中点至左转子的中心的夹角α=59°;
[0008] 所述转子缸筒、左转子、右转子、前盖和后盖以及相应的密封组件组成密封的燃气做功腔,所述相应的密封组件包括:位于左、右转子的轮辋两
侧壁上的密封组件,位于左、右转子的单齿两侧壁上的密封组件,位于左、右转子齿顶面上的密封组件和位于前、后盖内壁上的密封组件;
[0009] 所述主轴和副轴分别通过
轴承安装在前、后盖上;
[0010] 在所述前盖与所述上交界线对应的下方设有高压燃气进气孔,在所述下交界线两侧的一对连体缸筒的内壁上分别设有一个尾气排气孔;
[0011] 所述前、后盖的下部为下
支撑板,所述下支撑板通过
螺栓固定在底座上;
[0012] 所述燃烧室总成的高压排气
门座 与位于所述前盖上的高压燃气进气孔处的与高压排气门座相适配的管形第三连接座密封连接;
[0013] 所述燃烧室总成的中压进气连接座与位于压缩机总成的上盖上的第二连接座密封连接;
[0014] 位于所述压缩机缸筒座上的缸筒座连接板固定在所述前盖上的第一连接座上。
[0015] 所述传动系统由
压缩机活塞传动子系统、压缩机进气门传动子系统、燃烧室中压进气门传动子系统、燃烧室点火机构传动子系统和燃烧室高压排气传动子系统组成;
[0016] 所述压缩机活塞传动子系统包括位于主轴上的主轴
齿轮、与主轴齿轮啮合的位于副轴上的副轴齿轮、与副轴齿轮啮合的位于中介轴上的介轴大齿轮、位于中介轴上的介轴
小齿轮、与介轴小齿轮啮合的位于活塞启动轴上的活塞启动轴齿轮和位于活塞启动轴另一端上的偏心盘;在所述偏心盘上设有偏心孔;所述中介轴和活塞启动轴分别通过轴承安装在所述下支撑板上;
[0017] 所述压缩机进气门传动子系统包括位于主轴上的进气
凸轮、与压缩机的上盖铰接的进气单
摇臂、进气挺杆和与燃烧室
外壳体铰接的进气双摇臂;所述进气凸轮推动进气单摇臂的一端 ,所述进气挺杆的两端分别与进气单摇臂和进气双摇臂的一端相适配,所述进气双摇臂的另一端推动压缩机进气门动作;
[0018] 所述燃烧室中压进气门传动子系统包括位于主轴上的中压进气凸轮、一端与燃烧室后盖铰接的中压进气单摇臂、中压进气挺杆、与前盖铰接的中压进气第一双摇臂和与燃烧室中压进气门压簧盖铰接的中压进气第二双摇臂;所述中压进气凸轮推动中压进气单摇臂的一端,所述中压进气挺杆的两端分别与中压进气单摇臂和中压进气第一双摇臂的一端相适配,所述中压进气第一双摇臂的另一端推动中压进气第二双摇臂,中压进气第二双摇臂推动燃烧室中压进气门;
[0019] 所述燃烧室点火机构传动子系统包括位于主轴上的装有
电极的点火正时分配盘;
[0020] 所述燃烧室高压排气传动子系统包括位于主轴上的燃排气凸轮、一端与压缩机缸筒座上的燃排气第一平台立轴铰接的燃排气单摇臂、燃排气第一挺杆、与燃烧室高压排气门压簧盖铰接的燃排气双摇臂、燃排气第二挺杆和角
铁形挺板;所述燃排气凸轮推动燃排气单摇臂的一端,所述燃排气第一挺杆的两端分别与燃排气单摇臂和燃排气双摇臂的一端相适配,燃排气第二挺杆的两端分别与燃排气双摇臂和角铁形挺板的一端相适配,角铁形挺板推动燃烧室高压排气门。
[0021] 所述压缩机总成包括压缩机本体、
连杆滑
块机构和进气门机构;所述压缩机本体包括压缩机缸筒、活塞、压缩机缸筒座、上盖和下盖;所述压缩机缸筒位于压缩机缸筒座内,在活塞的周壁上设有
活塞环,所述上、下盖、分别与压缩机缸筒座通过螺栓相连接,在所述上盖上设有与燃烧室中压进气门相适配的中压进气门座;在所述上盖上还设有进气门进气管,在所述进气门进气管上设有进气门竖管;所述进气门机构包括压缩机进气门、进气门内、外
弹簧、、进气门上、下簧座、和进气门圆键;所述进气门竖管与进气门进气管相连通,在所述进气门竖管中装有设有轴孔的进气门下簧座,所述压缩机进气门从压缩机缸筒中依次穿过上盖上的进气孔、进气门下簧座的轴孔并伸出所述轴孔,在压缩机进气门上套有进气门内、外弹簧、,在压缩机进气门的顶端通过进气门圆键固定有进气门上簧座;在所述下盖的底面上设有一对导向
滚动轴承支撑竖板;
[0022] 在所述压缩机缸筒座的侧壁上设有燃排气第一平台立轴座,在燃排气第一平台立轴座上设有燃排气第一平台立轴;
[0023] 在所述上盖上设有进气单摇臂第一平台立轴座,在进气单摇臂第一平台立轴座上装有进气单摇臂第一平台立轴;
[0024] 所述连杆滑块包括连杆、滑块和导向滚动轴承;所述连杆由上、下轴套、和连接上、下轴套的一对
连接杆组成;所述下轴套与偏
心轴通过轴承安装在一起,所述偏心轴的另一端固定在所述偏心盘上的偏心孔中;
[0025] 所述滑块由滑块
支架和
活塞杆连接
套管组成;所述滑块支架为“H”型支架,在“H”型支架的下部设有与所述连杆的上轴套相连接的连杆销轴孔,所述活塞杆连接套管位于“H”型支架的横梁上,在所述活塞杆连接套管和“H”型支架的上部分别设有与活塞杆相连接的活塞杆销轴孔;所述活塞杆穿入活塞杆连接套管后通过活塞下销轴与滑块铰接。
[0026] 所述燃烧室总成包括燃烧室主体、中压进气门机构和高压排气门机构;
[0027] 所述燃烧室主体包括外壳体、燃烧室前盖、燃烧室后盖、位于所述外壳体中的燃气腔壳体;在所述燃烧室前盖的上部设有
冷却水进水
管接头,在靠近燃烧室前盖的所述外壳体的侧壁上设有冷却水
排水管接头,在所述外壳体与燃气腔壳体之间为燃气腔壳体冷却水腔室;
[0028] 在所述外壳体的上壁上设有安装中压进气门
复位弹簧的第一弹簧腔;
[0029] 在所述外壳体的下壁上设有中压进气门的导向孔,燃烧室中压进气门位于燃气腔壳体的前方;
[0030] 在与所述燃烧室中压进气门的下端对应的外壳体的下表面上固定有中压进气门连接座;
[0031] 在靠近燃烧室后盖的外壳体的左侧壁上设有安装高压排气门复位弹簧的第二弹簧腔,在外壳体的右侧壁上设有高压排气门导向孔,燃烧室高压排气门位于燃气腔壳体的后方,在所述燃烧室高压排气门的右端对应的外壳体侧壁上固定有高压排气门座;
[0032] 所述中压进气门机构和高压排气门机构的结构相同,所述中压进气门机构包括燃烧室中压进气门、中压进气门的内、外复位弹簧、、中压进气门套管、进气门上、下簧座、和燃烧室中压进气门压簧盖;
[0033] 所述中压进气门套管上端与第一弹簧腔密封连接,其下端与所述中压进气门的导向孔密封连接,并在其上端面由空心
螺母压紧,燃烧室中压进气门依次穿过中压进气门导向孔、中压进气门套管、第一弹簧腔后伸出第一弹簧腔;所述中压进气门内、外复位弹簧套在燃烧室中压进气门上,其下端坐在进气门下簧座上,所述进气门下簧座坐在燃烧室中压进气门的台阶上,中压进气门内、外复位弹簧的上方为进气门上簧座,在第一弹簧腔的上端口设有燃烧室中压进气门压簧盖,在燃烧室中压进气门压簧盖的中心孔套有轴套;
[0034] 在所述燃烧室中压进气门的顶端通过中压进气门圆键固定有与中压进气第二双摇臂相
接触的中压进气门驱动套;在中压进气门驱动套的下方为中压进气双摇臂第三平台立轴;
[0035] 在所述外壳体上部左侧壁上设有进气双摇臂立轴;在所述外壳体的中部左侧壁上设有第二平台立轴,在第二平台立轴的下方为角铁形挺板;在所述燃烧室后盖上设有中压进气单摇臂第一平台立轴。
[0036] 所述位于左、右转子的轮辋两侧面上的密封组件由2-3道圆环形密封子组件和与2-3道圆环形密封子组件相交的均布的径向密封子组件组成;各道圆环形密封子组件的结构相同,其中中间一道圆环形密封子组件包括圆环凹槽、均布在圆环凹槽中的
盲孔中的第二密封柱、位于相邻第二密封柱之间的圆环凹槽中的第二弧形密封条、位于每个第二弧形密封条下方的两个盲孔中的压簧;所述第二弧形密封条的两端分别位于相应的第二密封柱顶面上的凹槽中;所述第二密封柱的下方套在第一压簧上;
[0037] 所述径向密封子组件包括位于径向相邻两个密封柱之间的凹槽中的第一、第二径向密封条、和位于第一、第二径向密封条的下方的凹槽的盲孔中压簧,每个径向密封条的两端位于相应的密封柱顶面上的凹槽中。
[0038] 所述位于左、右转子的单齿两侧壁上的密封组件包括位于单齿侧壁上并且与第三密封柱在同一径向线上的第四密封柱、位于第三至第四密封柱之间的径向凹槽中的第三径向密封条;所述第四密封柱位于盲孔中,并且第四密封柱底部套在压簧上;所述第三径向密封条的两端分别位于第三和第四密封柱顶面上的凹槽中,在第三径向密封条的下方设有两个压簧。
[0039] 所述位于左、右转子齿顶面上的密封组件结构相同;其中,位于右转子齿顶面上的密封组件由齿顶密封条和三道消除
离心力机构组成;所述齿顶密封条位于齿顶中部的水平凹槽中,并且位于第四密封柱的左侧的通槽内;所述三道消除离心力机构均布在右转子的上表面上的凹槽中,并且三道消除离心力机构的结构相同;
[0040] 其中第三道消除离心力机构由一端钩住齿顶密封条上表面上的盲孔的短拉杆、长拉杆、
扭簧、扭簧导轴和
配重组成;所述长拉杆通过其左端的
螺纹孔与位于短拉杆右端主面上的孔之间通过调节螺栓连接;所述扭簧套在扭簧导轴上,扭簧的一端固定配重,扭簧的另一端压住长拉杆的另一端;
[0041] 所述右转子的上表面是指当左、右转子处于啮合位置时的上表面;
[0042] 左转子的齿顶面密封条的三道消除离心力机构位于左右转子处于啮合位置时的上表面上。
[0043] 所述位于前、后盖内壁上的密封组件的结构相同,其中位于后盖内壁上的密封组件由位于与所述下交界线上方相对应的后盖内壁上的倒U形槽中的倒U形密封条、均布在倒U形槽中的盲孔中弹簧和位于弹簧上方的圆柱密封销、位于倒U形槽下方的成“八”字形安装的过渡
簧片组成;所述过渡簧片通过螺钉固定在相应的凹槽中。
[0044] 所述转子总成还包括转子缸筒水冷循环系统,所述转子缸筒水冷循环系统包括均布在转子缸筒周壁上并且与转子缸筒轴线平行的冷却水通道,均布在前、后盖上与相邻两个冷却水通道相连通的
循环水槽;在后盖内壁上的下部分别设有左冷却水进水口和右冷却水进水口,在后盖内壁的上部分别设有左冷却水出水口和右冷却水出水口;
[0045] 所述燃烧室总成还包括燃烧室水冷循环系统,所述燃烧室水冷循环系统包括位于燃气腔壳体周围的燃气腔壳体冷却水腔、与燃气腔壳体冷却水腔相连通的高压排气门座冷却水腔、与燃气腔壳体冷却水腔相连通的中压进气门连接座冷却水腔、位于燃烧室前盖上的冷却水进水管接头和位于外壳体上的冷却水排水管接头。
[0046] 所述转子总成还包括转子
风冷系统,所述转子风冷系统包括位于所述后盖与主轴齿轮之间的左引风筒、位于所述后盖与副轴齿轮之间的右引风筒;所述左、右引风筒为喇叭口状,它们的出风口分别为左、右转子的轮辐所对应的后盖位置上的冷却风进风口,所述主轴齿轮和副轴齿轮的轮辐为风叶状轮辐,在所述前盖的相应位置处分别设有左冷却风排风口和右冷却风排风口。
[0047] 本发明的有益效果如下:
[0048] (1)本发明燃烧室总成中的燃气腔在点火前5°就和压缩机总成中的中压气道断开了,在任何情况下高压燃气都不会进入压缩机,第一解决了往复式汽油发动机因点火提前角造成的功耗,第二根据高压燃气进不了压缩机,转子缸筒容积可以大于压缩机缸筒容积的好几倍,从而废气排出的压力就可以任意调节,直到充分利用尾气压力为止。
[0049] (2)在压缩机总成中,采用了导向滚动轴承作为滑块的直线导向机构,在有压力角存在下,把滑动摩擦变成了
滚动摩擦,减少了摩擦损失。
[0050] (3)转子工作时,燃气推动转子的单齿旋转做功的压力角始终为零,所以节能,解决了
往复式发动机因工作压力角大造成的功率损耗。
[0051] (4)利用混合气的充分混合节能:①本发明混合气在压缩机缸筒中完成压缩后,在输入燃气腔时,混合气须经过中压气门,而后拐三道弯,混合气才完全进入燃气腔,在这个过程中使混合气进一步充分混合。②混合气温度越高越有利于油气混合,本发明混合气压缩比为19:1,经过汽油降温,混合气温度应在550℃左右,所以本发明的油气混合更充分了,从而减少了
碳烟排放,节能又环保。
[0052] (5)本发明采用点火式均质压燃燃烧方式,因均质压燃采用稀薄
空燃比,燃气的温度低于1600℃,所以氮
氧化物排放少,
散热少,因此节能环保,解决了均质压燃燃烧方式在往复式发动机中较难实施的问题。
附图说明
[0053] 图1为本发明的主视图;
[0054] 图2为图1的左视图;
[0055] 图3为图1的俯视图;
[0056] 图4为图1的后视图;
[0057] 图5为转子总成中的前盖及相关零部件的主视图;
[0058] 图6为图5的A-A剖视图;
[0059] 图7为图6的I处局部放大图;
[0060] 图8为图6的II处局部放大图;
[0061] 图9为图5的B-B剖视图;
[0062] 图10为图9的III处局部放大图;
[0063] 图11为右转子上的密封组件的结构示意图;
[0064] 图12为图11的C-C剖面图;
[0065] 图13为图12的IV处局部放大图;
[0066] 图14为图11的A向视图;
[0067] 图15为图11的齿顶面B向局部放大图;
[0068] 图16为图14的V处局部放大图;
[0069] 图17为图14的D-D剖视图;
[0070] 图18为转子总成的后盖主视图;
[0071] 图19为图18的VI处局部放大图;
[0072] 图20为图18的E-E剖视图;
[0073] 图21为图20的VII处局部放大图;
[0074] 图22为本发明去掉前盖后的主视图;
[0075] 图23为传动系统的结构示意图;
[0076] 图24为图23的左视图;
[0077] 图25为传动系统的传动原理之一的示意图;
[0078] 图26为传动系统的传动原理之二的示意图;
[0079] 图27为转子缸筒的轴侧图;
[0080] 图28为燃烧室总成的主视图;
[0081] 图29为图28的F-F剖视图;
[0082] 图30为图28的G-G剖视图;
[0083] 图31为压缩机总成的主视图;
[0084] 图32为图31的左视图;
[0085] 图33为图31的H-H剖视图;
[0086] 图34为压缩机总成的连杆的轴侧图;
[0087] 图35为压缩机总成的滑块的轴侧图;
[0088] 图36为燃气腔与转子的燃气做功腔的连接示意图(即图1的I-I剖视图);
[0089] 图37为压缩机缸筒与燃气腔的连接示意图(即图1的J-J剖视图);
[0090] 图38为混合气和高压燃气流动线路示意图;
[0091] 图39—图45为本发明的工作流程示意图。
[0092] 在图1-图27和图39-图45中,1转子总成及传动系统,2燃烧室总成,3压缩机总成,1-1
轴承盖,1-2副轴,1-3第一连接座,1-4中介轴,1-5轴承压盖,1-6轴承压盖,1-7活塞启动轴,1-8偏心盘,1-9偏心孔,1-10底座,1-11介轴大齿轮,1-12前盖,1-13进气凸轮,1-14燃排气凸轮,1-15点火正时分配盘,1-16左冷却风排风口,1-17注
密封胶孔,1-18中压进气双摇臂第二平台立轴座,1-19中压进气双摇臂第二立轴,1-20高压燃气进气孔,1-21轮辐,1-22十字筋支撑,1-23冷却水通道,1-24燃气做功腔,1-25右转子,1-26转子缸筒,1-27后盖,1-28活塞启动轴齿轮,1-29介轴小齿轮,1-30右引风筒,1-31副轴齿轮,
1-32~1-35
密封圈,1-36轴承压盖,1-37轴承座,1-38轴承,1-39中压进气凸轮,1-40左转子,1-41主轴齿轮,1-42主轴,1-43循环水槽,1-44第三弧形密封条,1-45第一径向密封条,
1-46第三连接座,1-47第四密封柱,1-48第三径向密封条,1-49第二径向密封条,1-50第一密封柱,1-51第二压簧,1-52扭簧导轴
螺纹孔,1-53第三压簧,1-54第一弧形密封条,1-55单齿,1-56配重,1-57扭簧导轴,1-58长拉杆,1-59扭簧,1-60调整螺栓,1-61短拉杆,1-62齿顶密封条,1-63冷却风进风口,1-64过渡簧片,1-65 倒U型密封条,1-66 圆柱密封销,
1-67弹簧,1-68燃排气单摇臂,1-69燃排气第一挺杆,1-70燃排气双摇臂,1-71燃排气第二挺杆,1-72进气单摇臂,1-73进气挺杆,1-74进气双摇臂,1-75进气双摇臂调整螺栓,1-76中压进气单摇臂,1-77中压进气挺杆,1-78中压进气第一双摇臂,1-79中压进气第二双摇臂,1-80基准线,1-81压缩机活塞上止点,1-82废气气流,1-83高压燃气流,1-84第二弧形密封条,1-85第三密封柱,1-86第二密封柱,1-87压簧,1-88下支撑板,1-89轮辋,1-90轮毂,1-91啮合槽,1-92右冷却风排风口,1-93左冷却水进水口,1-94右冷却水进水口,1-95左冷却水出水口,1-96右冷却水出水口,1-97左引风筒,1-98尾气排气孔;
[0093] 在图28~图30中,2-1中压进气双摇臂第三平台立轴,2-2燃烧室中压进气门压簧盖,2-3外壳体,2-4冷却水进水管接头,2-5高压排气门座,2-6中压进气门连接座,2-7燃烧室前盖,2-8冷却水排水管接头,2-9角铁形挺板,2-10第二平台立轴,2-11燃气第二平台支板,2-12燃烧室高压排气门压簧盖,2-13
火花塞,2-14进气双摇臂立轴,2-15燃烧室中压进气门,2-16中压进气门驱动套,2-17轴套,2-18进气门上簧座,2-19中压进气门内复位弹簧,2-20中压进气门外复位弹簧,2-21进气门下簧座,2-22空心螺母,2-23冷却水通道,2-24燃烧室燃气进入中压气门通道,2-25
定位销孔,2-26螺栓孔,2-27中压进气单摇臂第一平台立轴,2-28燃气腔壳体冷却水腔,2-29燃气中间座冷却水通道,2-30燃烧室高压排气门,2-31从燃气腔进燃气气门通道口,2-32火花塞电极,2-33燃烧室后盖,2-34燃气腔,
2-35垂直火花塞,2-36中压进气门圆键,2-37中压进气门套管,2-38下密封垫,2-39弹性挡圈,2-40燃气门压簧盖上轴套,2-41通燃气门通道,2-42中压气门通道,2-43上螺母,2-44下簧座,2-45外弹簧,2-46内弹簧,2-47上簧座,2-48圆键外套,2-49圆键,2-50弹性挡圈,
2-51密封垫,2-52高压排气门气门套,2-53高压排气门座冷却水腔,2-54中压进气门连接座冷却水腔,2-55
化油器,2-56燃气流,2-57混合气气流,2-58燃气腔壳体,2-59第一弹簧腔,2-60第二弹簧腔,2-61燃气腔壳体盖;
[0094] 在图31~图38中,3-1进气门竖管,3-2进气门进气管,3-3上盖,3-4压缩机缸筒座,3-5缸筒座连接板,3-6下盖,3-7缸筒下盖立轴,3-8滑块,3-9连杆,3-10偏心轴,3-11活塞下销轴,3-12活塞,3-13燃排气第一平台立轴,3-14燃排气第一平台立轴座,3-15进气单摇臂一平台立轴,3-16进气门外弹簧,3-17进气门内弹簧,3-18进气门上簧座,3-19压缩机进气门,3-20缸筒
台面加强筋,3-21螺纹轴凹槽,3-22连杆销轴,3-23缸筒座纵向定位块,3-24缸筒座水平加强筋,3-25缸筒座水平向定位块,3-26上缸盖与燃烧室联接螺纹孔凸台,3-27第二连接座,3-28压缩机缸筒,3-29进气门下簧座,3-30进气门圆键,3-31中压进气门座,3-32连杆大头压盖,3-33连杆大头轴承,3-34连杆销轴孔,3-35活塞杆销轴孔,3-36活塞杆连接套管,3-37活塞环,3-38导向滚动轴承,3-39导向滚动轴承支撑板,3-40进气单摇臂第一平台立轴座,3-41上轴套,3-42连接杆,3-43下轴套,3-44滑块支架。
具体实施方式
[0095] 由图1-图38所示的
实施例可知,本实施例包括转子总成及传动系统1、燃烧室总成2和压缩机总成3;所述转子总成包括转子缸筒1-26、前盖1-12、后盖1-27、安装在主轴1-42上的左转子1-40、安装在副轴1-2上的右转子1-25和底座1-10(见图5和图6);
[0096] 所述左转子1-40和右转子1-25为单齿转子,左转子1-40和右转子1-25的结构相同,每个转子由轮毂1-90、轮辋1-89、轮辐1-21和单齿1-55组成(见图6和图11);在左转子的单齿的下方和右转子的单齿的上方的轮辋1-89上分别设有啮合槽1-91;左转子1-40与右转子1-25的中心的连线为基准线1-80,当所述右转子1-25的单齿的径向中心线与所述基准线1-80重合时,所述左转子1-40的单齿的径向中心线与所述基准线1-80的夹角β= 13°(见图11和图22);
[0097] 所述转子缸筒1-26为放置左、右转子的一对连体缸筒,所述一对连体缸筒的内壁的上、下交界线平行,所述上、下交界线的中点至左转子1-40的中心的夹角α=59°(见图18和图16);
[0098] 所述转子缸筒1-26、左转子1-40、右转子1-25、前盖1-12和后盖1-27以及相应的密封组件组成密封的燃气做功腔1-24(见图6);所述相应的密封组件包括:位于左、右转子的轮辋1-89两侧壁上的密封组件,位于左、右转子的单齿两侧壁上的密封组件,位于左、右转子齿顶面上的密封组件和位于前、后盖内壁上的密封组件;
[0099] 所述主轴1-42和副轴1-2分别通过轴承安装在前、后盖上(见图6和图11);
[0100] 在图9中的Ⅲ处局部放大图(即图10)中,表明了轴承外侧的密封结构。
[0101] 在所述前盖1-12与所述上交界线对应的下方设有高压燃气进气孔1-20(见图5),在所述下交界线两侧的一对连体缸筒的内壁上分别设有一个尾气排气孔1-98(见图27);
[0102] 所述前、后盖的下部为下支撑板1-88,所述下支撑板1-88通过螺栓固定在底座1-10上(见图5);
[0103] 所述燃烧室总成2的高压排气门座2-5 与位于所述前盖1-12 上的高压燃气进气孔1-20处的与高压排气门座相适配的管形第三连接座1-46密封连接(见图36);
[0104] 所述燃烧室总成2的中压进气连接座2-6与位于压缩机总成3的上盖3-3上的第二连接座3-27密封连接(见图37);
[0105] 位于所述压缩机缸筒座3-4上的缸筒座连接板3-5固定在所述前盖1-12上的第一连接座1-3上(见图5和图31)。
[0106] 所述传动系统由压缩机活塞传动子系统、压缩机进气门传动子系统、燃烧室中压进气门传动子系统、燃烧室点火机构传动子系统和燃烧室高压排气传动子系统组成;
[0107] 所述压缩机活塞传动子系统包括位于主轴1-42上的主轴齿轮1-41、与主轴齿轮1-41啮合的位于副轴1-2上的副轴齿轮1-31、与副轴齿轮1-31啮合的位于中介轴1-4上的介轴大齿轮1-11、位于中介轴1-4上的介轴小齿轮1-29、与介轴小齿轮1-29啮合的位于活塞启动轴1-7上的活塞启动轴齿轮1-28和位于活塞启动轴1-7另一端上的偏心盘1-8;
在所述偏心盘1-8上设有偏心孔1-9;所述中介轴1-4和活塞启动轴1-7分别通过轴承安装在所述下支撑板1-88上(见图5、图6和图9);
[0108] 所述压缩机进气门传动子系统包括位于主轴1-42上的进气凸轮1-13、与压缩机的上盖铰接的进气单摇臂1-72、进气挺杆1-73和与燃烧室外壳体铰接的进气双摇臂1-74;所述进气凸轮1-13推动进气单摇臂1-72的一端 ,所述进气挺杆1-73的两端分别与进气单摇臂1-72和进气双摇臂1-74的一端相适配,所述进气双摇臂1-74的另一端推动压缩机进气门3-19动作(见图23、图26和图33);
[0109] 所述燃烧室中压进气门传动子系统包括位于主轴1-42上的中压进气凸轮1-39、一端与燃烧室后盖2-33铰接的中压进气单摇臂1-76、中压进气挺杆1-77、与前盖1-12铰接的中压进气第一双摇臂1-78和与燃烧室中压进气门压簧盖2-2铰接的中压进气第二双摇臂1-79;所述中压进气凸轮1-39推动中压进气单摇臂1-76的一端,所述中压进气挺杆1-77的两端分别与中压进气单摇臂1-76和中压进气第一双摇臂 1-78的一端相适配,所述中压进气第一双摇臂1-78的另一端推动中压进气第二双摇臂1-79,中压进气第二双摇臂
1-79推动燃烧室中压进气门2-15(见图22-图26、图29和图6);
[0110] 所述燃烧室点火机构传动子系统包括位于主轴1-42上的装有电极的点火正时分配盘1-15(见图6);正时分配盘1-15上装有电极,是调整火花塞2-13点火时间用的(见图6和图28)。
[0111] 所述燃烧室高压排气传动子系统包括位于主轴1-42上的燃排气凸轮1-14、一端与压缩机缸筒座3-4上的燃排气第一平台立轴3-13铰接的燃排气单摇臂1-68、燃排气第一挺杆1-69、与燃烧室高压排气门压簧盖2-12铰接的燃排气双摇臂1-70、燃排气第二挺杆1-71和角铁形挺板2-9;所述燃排气凸轮1-14推动燃排气单摇臂1-68的一端,所述燃排气第一挺杆1-69的两端分别与燃排气单摇臂1-68和燃排气双摇臂1-70的一端相适配,燃排气第二挺杆1-71的两端分别与燃排气双摇臂1-70和角铁形挺板2-9的一端相适配,角铁形挺板2-9推动燃烧室高压排气门2-30(见图23、图26、图30和图31)。
[0112] 所述压缩机总成3包括压缩机本体、连杆滑块机构和进气门机构;所述压缩机本体包括压缩机缸筒3-28、活塞3-12、压缩机缸筒座3-4、上盖3-3和下盖3-6;所述压缩机缸筒3-28位于压缩机缸筒座3-4内,在活塞3-12的周壁上设有活塞环3-37,所述上、下盖3-3、3-6分别与压缩机缸筒座3-4通过螺栓相连接,在所述上盖3-3上设有与燃烧室中压进气门2-15相适配的中压进气门座3-31;在所述上盖3-3上还设有进气门进气管3-2,在所述进气门进气管3-2上设有进气门竖管3-1;所述进气门机构包括压缩机进气门3-19、进气门内弹簧3-17、外弹簧3-16、进气门上簧座3-18、下簧座3-29和进气门圆键3-30;所述进气门竖管3-1与进气门进气管3-2相连通,在所述进气门竖管3-1中装有设有轴孔的进气门下簧座3-29,所述压缩机进气门3-19从压缩机缸筒3-28中依次穿过上盖上的进气孔、进气门下簧座3-29的轴孔并伸出所述轴孔,在压缩机进气门3-19上套有进气门内弹簧
3-17、外弹簧3-16,在压缩机进气门3-19的顶端通过进气门圆键3-30固定有进气门上簧座
3-18;在所述下盖3-6的底面上设有一对导向滚动轴承支撑竖板3-39(见图33、图32和图
29);
[0113] 在所述压缩机缸筒座3-4的侧壁上设有燃排气第一平台立轴座3-14,在燃排气第一平台立轴座3-14上设有燃排气第一平台立轴3-13(见图31);
[0114] 在所述上盖3-3上设有进气单摇臂第一平台立轴座3-40,在进气单摇臂第一平台立轴座3-40上装有进气单摇臂第一平台立轴3-15;
[0115] 所述连杆滑块包括连杆3-9、滑块3-8和导向滚动轴承3-38;所述连杆3-9(见图34)由上轴套3-41、下轴套3-43和连接上、下轴套的一对连接杆3-42组成;所述下轴套3-43与偏心轴3-10通过轴承安装在一起,所述偏心轴3-10的另一端固定在所述偏心盘1-8上的偏心孔1-9中(见图32);
[0116] 所述滑块3-8(见图35和图33)由滑块支架3-44和活塞杆连接套管3-36组成;所述滑块支架3-44为“H”型支架,在“H”型支架的下部设有与所述连杆3-9的上轴套3-41相连接的连杆销轴孔3-34,所述活塞杆连接套管3-36位于“H”型支架的横梁上,在所述活塞杆连接套管3-36和“H”型支架的上部分别设有与活塞杆相连接的活塞杆销轴孔3-35;
所述活塞杆穿入活塞杆连接套管3-36后通过活塞下销轴3-11与滑块3-8铰接(见图32)。
[0117] 所述燃烧室总成2包括燃烧室主体、中压进气门机构和高压排气门机构;
[0118] 所述燃烧室主体包括外壳体2-3、燃烧室前盖2-7、燃烧室后盖2-33、位于所述外壳体2-3中的燃气腔壳体2-58;在所述燃烧室前盖2-7的上部设有冷却水进水管接头2-4,在靠近燃烧室前盖2-7的所述外壳体2-3的侧壁上设有冷却水排水管接头2-8,在所述外壳体2-3与燃气腔壳体2-58之间为燃气腔壳体冷却水腔室2-28(见图28-图30);
[0119] 在所述外壳体2-3的上壁上设有安装中压进气门复位弹簧的第一弹簧腔2-59;
[0120] 在所述外壳体2-3的下壁上设有中压进气门的导向孔,燃烧室中压进气门2-15位于燃气腔壳体2-58的前方;
[0121] 在与所述燃烧室中压进气门2-15的下端对应的外壳体2-3的下表面上固定有中压进气门连接座2-6;
[0122] 在靠近燃烧室后盖2-33的外壳体2-3的左侧壁上设有安装高压排气门复位弹簧的第二弹簧腔2-60,在外壳体2-3的右侧壁上设有高压排气门导向孔,燃烧室高压排气门2-30位于燃气腔壳体2-58的后方,在所述燃烧室高压排气门2-30的右端对应的外壳体
2-3侧壁上固定有高压排气门座2-5;
[0123] 所述中压进气门机构和高压排气门机构的结构相同,所述中压进气门机构包括燃烧室中压进气门2-15、中压进气门的内、外复位弹簧2-19、2-20、中压进气门套管2-37、进气门上、下簧座2-18、2-21和燃烧室中压进气门压簧盖2-2(见图29和图30);
[0124] 所述中压进气门套管2-37上端与第一弹簧腔2-59密封连接,其下端与所述中压进气门的导向孔密封连接,并在其上端面由空心螺母2-22压紧,燃烧室中压进气门2-15依次穿过中压进气门导向孔、中压进气门套管2-37、第一弹簧腔2-59后伸出第一弹簧腔2-59;所述中压进气门内复位弹簧2-19、外复位弹簧2-20套在燃烧室中压进气门2-15上,其下端坐在进气门下簧座2-21上,所述进气门下簧座2-21坐在燃烧室中压进气门2-15的台阶上,中压进气门内、外复位弹簧2-19、2-20的上方为进气门上簧座2-18,在第一弹簧腔
2-59的上端口设有燃烧室中压进气门压簧盖2-2,在燃烧室中压进气门压簧盖2-2的中心孔套有轴套2-17;
[0125] 在所述燃烧室中压进气门2-15的顶端通过中压进气门圆键2-36固定有与中压进气第二双摇臂1-79相接触的中压进气门驱动套2-16;在中压进气门驱动套2-16的下方为中压进气双摇臂第三平台立轴2-1;
[0126] 在所述外壳体2-3上部左侧壁上设有进气双摇臂立轴2-14;在所述外壳体2-3的中部左侧壁上设有第二平台立轴2-10,在第二平台立轴2-10的下方为角铁形挺板2-9;在所述燃烧室后盖2-33上设有中压进气单摇臂第一平台立轴2-27(见图28和图29)。
[0127] 所述位于左、右转子的轮辋1-89两侧面上的密封组件由2-3道圆环形密封子组件(在本实施例中采用了3道圆环形密封组件)和与2-3道圆环形密封子组件相交的均布的径向密封子组件组成;各道圆环形密封子组件的结构相同,其中中间一道圆环形密封子组件包括圆环凹槽、均布在圆环凹槽中的盲孔中的第二密封柱1-86、位于相邻第二密封柱1-86之间的圆环凹槽中的第二弧形密封条1-84、位于每个第二弧形密封条1-84下方的两个盲孔中的压簧;所述第二弧形密封条1-84的两端分别位于相应的第二密封柱1-86顶面上的凹槽中;所述第二密封柱1-86的下方套在第一压簧1-51上(见图11和图13);
[0128] 所述径向密封子组件包括位于径向相邻两个密封柱之间的凹槽中的第一径向密封条1-45、第二径向密封条1-49、位于第一径向密封条1-45和第二径向密封条1-49的下方凹槽的盲孔中压簧1-87,每个径向密封条的两端位于相应的密封柱顶面上的凹槽中。
[0129] 所述位于左、右转子的单齿两侧壁上的密封组件包括位于单齿侧壁上并且与第三密封柱1-85在同一径向线上的第四密封柱1-47、位于第三至第四密封柱之间的径向凹槽中的第三径向密封条1-48;所述第四密封柱1-47位于盲孔中,并且第四密封柱1-47底部套在压簧上;所述第三径向密封条1-48的两端分别位于第三和第四密封柱顶面上的凹槽中,在第三径向密封条1-48的下方设有两个压簧(见图13和图11)。
[0130] 所述位于左、右转子齿顶面上的密封组件结构相同;其中,位于右转子1-25齿顶面上的密封组件由齿顶密封条1-62和三道消除离心力机构组成;所述齿顶密封条1-62位于齿顶中部的水平凹槽中,并且位于第四密封柱1-47的左侧的通槽内;所述三道消除离心力机构均布在右转子1-25的上表面上的凹槽中,并且三道消除离心力机构的结构相同;
[0131] 其中第三道消除离心力机构由一端钩住齿顶密封条1-62上表面上的盲孔的短拉杆1-61、长拉杆1-58、扭簧1-59、扭簧导轴1-57和配重1-56组成;所述长拉杆1-58通过其左端的螺纹孔与位于短拉杆1-61右端主面上的孔之间通过调节螺栓连接;所述扭簧1-59套在扭簧导轴1-57上,扭簧1-59的一端固定配重1-56,扭簧1-59的另一端压住长拉杆1-58的另一端;
[0132] 所述右转子1-25的上表面是指当左、右转子处于啮合位置时的上表面;
[0133] 左转子1-40的齿顶面密封条的三道消除离心力机构位于左右转子处于啮合位置时的上表面上(见图14-图17)。
[0134] 因为在两个转子的单齿啮合点的上下共有59°没有转子缸筒内壁(见图18),齿顶密封条1-62(见图15)在转子不同转速运行时会产生不同的离心力,当齿顶密封条1-62转到没有径向缸筒内壁时会飞离单齿,造成碰撞损坏。为此在和右转子和左转子的单齿1-55的上表面上设有三道结构相同的消除离心力机构(见图14-图16和图17),这一结构消除了齿顶密封条1-62在不同转速下产生的离心力干扰和飞出齿顶问题。其中调整螺栓
1-60在使用中根据齿顶密封条磨损情况,调整齿顶密封条1-62高低,在扭簧1-59预
应力下保证齿顶密封条1-62顶部到内壁间距离在0.4mm左右,确保与内壁相遇时过渡(见图17)。
[0135] 所述消除离心力机构的工作原理如下:
[0136] 当转子旋转时,所述扭簧1-59一端的配重1-58所产生的的离心力与扭簧另一端的各组件所产生的离心力相等并且相互抵消,这样消除了齿顶密封条1-62所产生的干扰离心力。所述各组件为短拉杆1-61、调整螺栓1-60、长拉杆1-58和齿顶密封条1-62。
[0137] 所述位于前、后盖内壁上的密封组件的结构相同,其中位于后盖内壁上的密封组件由位于与所述下交界线上方相对应的后盖内壁上的倒U形槽中的倒U形密封条1-65、均布在倒U形槽中的盲孔中弹簧1-67和位于弹簧1-67上方的圆柱密封销1-66、位于倒U形槽下方的成“八”字形安装的过渡簧片1-64组成;所述过渡簧片1-64通过螺钉固定在相应的凹槽中(见图18-图21)。
[0138] 在左、右转子的单齿1-55的两侧壁上都装有第三径向密封条1-48(见图11),在所述前、后盖的内壁上也装有倒U形密封条1-65(见图19),当第三径向密封条1-48与倒U形密封条1-65相遇时,也会互相碰撞。为此在所述前、后盖上装有过渡簧片1-64(见图20),过渡簧片1-64在上述两
密封件互遇前把第三径向密封条1-48压下,使第三径向密封条1-48顶面与转子侧面一样高,两密封件就不会碰撞了。其中倒U形密封片的作用主要是封住两转子相切处的两端至转子端面第三弧形密封条1-44
外圈(废气侧)所泄露的高压燃气(见图18、图20和图11)。
[0139] 所述转子总成还包括转子缸筒水冷循环系统,所述转子缸筒水冷循环系统包括均布在转子缸筒周壁上并且与转子缸筒轴线平行的冷却水通道1-23,均布在前、后盖上与相邻两个冷却水通道1-23相连通的循环水槽1-43;在后盖内壁上的下部分别设有左冷却水进水口1-93和右冷却水进水口1-94,在后盖内壁的上部分别设有左冷却水出水口1-95和右冷却水出水口1-96(见图27和图18)。
[0140] 所述燃烧室总成还包括燃烧室水冷循环系统,所述燃烧室水冷循环系统包括位于燃气腔壳体2-58周围的燃气腔壳体冷却水腔2-28、与燃气腔壳体冷却水腔2-28相连通的高压排气门座冷却水腔2-53、与燃气腔壳体冷却水腔2-28相连通的中压进气门连接座冷却水腔2-54、位于燃烧室前盖2-7上的冷却水进水管接头2-4和位于外壳体2-3上的冷却水排水管接头2-8(见图29和图30)。
[0141] 所述转子总成还包括转子风冷系统,所述转子风冷系统包括位于所述后盖1-27与主轴齿轮1-41之间的左引风筒1-97、位于所述后盖与副轴齿轮1-31之间的右引风筒1-30;所述左、右引风筒为喇叭口状,它们的出风口分别为左、右转子的轮辐所对应的后盖位置上的冷却风进风口1-63,所述主轴齿轮和副轴齿轮的轮辐为风叶状轮辐,在所述前盖的相应位置处分别设有左冷却风排风口1-16和右冷却风排风口1-92(见图6、图18和图
5)。
[0142] 本实施例的工作流程如下(见图39~45):
[0143] 本发明的压缩机做一次吸、压是360°,在压缩机360°吸、压的同时转子缸筒完成爆、排,这就是本发明在360°中完成的吸、压、爆、排。
[0144] 由于本发明的转子是旋转运动,而活塞是直线运动,无法在一个平面图上显示,但活塞的运动角度与转子运动角度是同步的,下面在转子平面图上只显示单齿与活塞运动的对应角度的位置关系。
[0145] 在图39~45中,主要表示各气门和火花塞动作时,左、右转子的单齿在转子缸筒中所处的位置,因为左、右转子旋转的角度是同步的,下面仅以右转子的旋转角度为例。
[0146] (一)压缩机工作流程在转子上的相应位置
[0147] 在图39中,右转子1-25的单齿所处位置是压缩机活塞上止点1-81的位置,此时压缩机进气门3-19开启,开始进气,燃烧室中压进气门2-15关闭。
[0148] 在图40中,右转子1-25的单齿从图39中的压缩机活塞上止点1-81的位置顺
时针旋转290度后的位置,也就是压缩机的活塞从活塞上止点运动290度的情况,此时燃烧室中压进气门2-15打开,压缩机开始向燃烧室供压缩混合气。
[0149] 在图41中,右转子1-25的单齿从图40中的位置顺时针旋转70度后的位置,也就是活塞运动70度的情况,压缩机进气门3-19开启,同时燃烧室中压进气门2-15关闭,压缩机活塞旋转360度后又回到了压缩机活塞上止点1-81的位置。
[0150] (二)燃烧室工作流程在转子上的对应位置
[0151] 在图42中,右转子1-25的单齿从图41中的压缩机活塞上止点1-81的位置顺时针旋转5度后的位置,这5度是防止两种工作重叠的间隔,此时燃烧室内两个火花塞点火,使燃烧室内19:1的混合气压力迅速超过汽油22个自燃压力,促使燃烧室内混合气完成均质压燃燃烧。
[0152] 在图43中,右转子1-25的单齿从图42中的位置顺时针旋转45度后的位置,这其中45度是点火提前角范围,是用来适应转子发动机在不同转速下混合气充分燃烧的不同角度,另外转子发动机设不同转速点火提前角是为了尽量减少燃气在燃烧室中存留时间造成
热损失。这时燃烧室高压排气门2-30打开,高压燃气进入转子缸筒推动转子单齿旋转做功,图43也可看到高压燃气流1-83和废气气流1-82在转子缸筒1-26内所处的位置。
[0153] 在图44中,右转子1-25的单齿从图43中的位置顺时针旋转235度后的位置,这时燃烧室高压排气门2-30关闭,由剩余高压燃气继续推动转子单齿旋转,图44也可看到高压燃气流1-83和废气气流1-82在转子缸筒1-26内所处位置。
[0154] 在图45中,右转子1-25的单齿从图44中的位置顺时针旋转28度后的位置,转子的单齿旋转到尾气排放口排气,图45也可看到废气气流1-82转子缸筒1-26内所处的位置。