技术领域
[0001] 本
发明涉及
热能与动
力领域，尤其
内燃机中的
转子发动机。
背景技术
[0002] 传统发动
机体积大，运动部件多，
热损失大，功率
密度小，活塞与汽缸有较大作用力因为严重摩擦限制了高级阻热材料和
绝热材料的应用，同时活塞由于做往复运动因而其做功行程固定，在做功行程末期燃烧后的气体仍有大量热能可用于做功而被排出发动机外，而现在已知的转子发动机多摩擦严重，燃油经济性差，排放性能差，为此，本发明提供了一种功率密度大，摩擦强度小，热损失小，可轻易实现发动机变
排量技术和起停技术，与传统活塞发动机先进技术兼容性高，燃油经济性好，排放性好的新型发动机。
发明内容
[0003] （一）技术方案
[0004] 为了解决现有发动机上述不足，本发明提供了一种活塞转子发动机，包括：环形
气缸体、转子、气
门挡板、轨道盘还可以根据需要设置提高性能的辅助气门、冷却管、发动机
外壳、
燃烧室气流状态控制装置和控制发动机在转子转动时气门挡板和辅助气门是否进行开闭行为的气门挡板控制装置和辅助气门控制装置；环形
气缸体与转子、轨道盘同轴设置，环形气缸体内部是环形的空腔将转子包裹在其中，转子上的转子
输出轴穿过环形气缸体的轴心处的
轴承孔连接轨道盘，工作时，环形气缸体不旋转，转子和轨道盘绕着他们共同轴线旋转，且转子和轨道盘无相对转动；环形气缸体上设置有燃烧室壳体，气门挡板沿周向设置在燃烧室壳体两端，根据需要可在燃烧室壳体上设置
火花塞、
喷油器和或燃烧室气流状体控制装置，燃烧室气流状体控制装置可以影响燃烧室中压缩气体的流动状态，辅助气门设置在环形气缸体上，用于增加进排气效果；轨道盘上有控制气门挡板和辅助气门的凹槽轨道和/或
齿轮，气门挡板和辅助气门的开闭都受到轨道盘的直接或间接控制，当需要转子转动而气门挡板和辅助气门始终处于关闭状态而不进行循环开闭行为时需要设置气门挡板控制装置和辅助气门控制装置，气门挡板控制装置连接轨道盘和气门挡板，传递力或力矩，并能使气门挡板脱离轨道盘的控制或接入轨道盘的控制，辅助气门控制装置连接轨道盘和辅助气门，传递力或力矩，并能使辅助气门脱离轨道盘的控制或接入轨道盘的控制；轨道盘上的凹槽轨道控制气门挡板侧边的凸柱使气门挡板升起让活塞能通过，轨道盘控制气门挡板下降使气门挡板将环形的汽缸分割成单独的空间用于燃烧做功、进气、压缩、排气；冷却管由圆盘状缸体件上的环形冷却管和圆环状缸体件上的轴向冷却管组成，与环形气缸体
接触；发动机外壳将环形气缸体、轨道盘大部分包围，并在发动机外壳上开有了冷
风进气口和热风排气口，通过轨道盘转动时在冷风进气口吸入或压入过滤好的空气，在热风排气口产生一定压力排出到大气、进气系统或和
驾驶室，冷却发动机同时为进气增温和或为燃烧室提供暖气。
[0005] 所述环形汽缸体由最
外圈的圆环状缸体件和圆环状缸体件两侧的圆盘状缸体件组成，形成中空的环形汽缸体，圆环状缸体件和圆盘状状缸体件上对应
位置设置有
螺栓孔，圆环状缸体件通过螺栓将圆盘状缸体件固定在其两侧，也可以是一侧的圆盘状缸体件和圆环状缸体件加工为一体，另一侧的圆盘状缸体件通过螺栓固定圆环状缸体件上。所述转子安装在中空的环形汽缸体内，转子设置有凸起的活塞，转子嵌套在环形汽缸体内，转子转动时活塞扫过汽缸体内表面，活塞转动时扫过的空间即为汽缸，转子与汽缸体内表面接触但无
应力，因此可使用阻热性能很好的材料加工汽缸的表面和转子，转子通过环形汽缸体两侧圆盘状缸体件圆心处的轴承固定在汽缸体内，转子通过延长出的转子输出轴刚性连接轨道盘。
[0006] 转子上的活塞可以是一个也可以是偶数个，有多个活塞时活塞均匀分布在转子上，燃烧室的数量应和活塞的数量相同。
[0007] 下面以两个燃烧室两个活塞的活塞转子发动机介绍其工作原理如图3-图12：
[0008] 所述的活塞转子发动机有传统活塞发动机的四个行程：做功行程、
压缩行程、进气行程和排气行程，在只有两个活塞和两个燃烧室的活塞转子发动机中，转子转动时由活塞和气门挡板将环形汽缸分成了四个单独的空间，同时进行四种不同的行程，当转子顺
时针转动时，这四个
密闭空间进行的行程位置顺序为：做功行程，压缩行程，进气行程和排气行程，做功行程膨胀气体推动活塞转动，燃烧室A中的气体燃烧做功推动活塞A转动，活塞A的前进方向的反方向的密闭空间为做功行程的空间，活塞A
挤压其前进方向的气体到下一燃烧室B，活塞A前进方向的密闭空间为压缩行程的空间，对称位置的活塞B前行使得后方产生
真空度，新鲜气体流入，活塞B前进方向的反方向的空间为进气行程的空间，活塞B前进压缩挤出上一做功循环产生的废气，活塞B前进方向的空间为排气行程的空间，活塞A压缩的气体进入燃烧室B，压缩气在活塞A前进方向受到气门挡板的阻碍，产生高压，通过燃烧室上方空旷空间转移动活塞A后方，点火做功，活塞A前进方向的气门挡板上行，活塞A通过，开始循环。循环过程中气门挡板起着关键作用，气门挡板的起落使得转子上的活塞能顺利通过并重新分配行程所需密闭空间，并使压缩气由活塞A前方转移到活塞后方点火做功继续推动活塞前行。
[0009] 所述圆环状缸体件沿着圆环设置有进排气口、燃烧室壳体，燃烧室壳体下方的由圆盘状缸体件和进排气门挡板围着的空间为燃烧室，为了增加发动机进排气效率还可以增设辅助进排气口。紧挨燃烧室壳体一边设置进气口一边设置排气口，有多个燃烧室进排气口交替出现，因为进排气口较大，且气门挡板宽度大于环形缸体件，所以圆环状缸体件被分割为多个部分，可分为燃烧室缸体件和剩余部分，但装配后他们大体呈现圆环形。圆环状缸体件上设置有多个螺栓孔，根据圆环状缸体件和圆盘状缸体件的配合形式可将螺栓孔分为径向形式和轴向形式，为径向形式时圆环状缸体件包围圆盘状缸体件，为轴向形式时圆盘状缸体件夹住圆环状缸体件。
[0010] 所述燃烧室壳体向上凸起，根据需要设置有火花塞孔，喷油器孔和导流板孔，也可以只有喷油器孔用于柴油做功，也可以只有火花塞孔，也可以没有导流板孔，也可以由多个喷油孔或盒火花塞孔，根据需要可以自由组合。火花塞孔安装点火装置，喷油孔安装喷油装置，导流板孔安装导流板
连杆，有多个火花塞孔或和喷油孔的作用是：可以根据工况调整点火时间，点火位置，
点火顺序，喷油时间，喷油位置，喷油顺序等。气流挡板连杆下方连接导流板，导流板可以影响燃烧室里的气体流动状态，增加燃烧效率。
[0011] 所述转子由活塞、内缸体和转子输出轴组成，活塞设置在内缸体外圈，是内缸体的突起，内缸体连接转子输出轴，转子输出轴通过轴承固定于圆盘状缸体件圆心处，并将整个转子固定于环形汽缸体之内，内缸体与环形汽缸体形成密闭空间（气门关闭时），活塞与气门挡板又形成了单独的封闭空间，用于燃烧做功行程，压缩行程，进气行程，排气行程的进行。活塞型如长纸条挤压凸起，过渡圆滑，活塞与环形汽缸体内表面既汽缸密封接触但无应力，因此可使用高性能绝热阻热材料。内缸体上有设置有通孔，用于内缸体搅动空气带走活塞和内缸体的热量。
[0012] 环形汽缸体的圆环状缸体件上的燃烧室附近设有进气口和排气口，装配好后在其中安装有进气门挡板和排气门挡板，环形汽缸体两侧的圆盘状缸体件在进气口和排气口的对应位置设置有径向的开口槽，用以放置进排气门挡板和限制进排气门挡板的运动方向。环形汽缸体两侧的圆盘状缸体件的开口槽处的外侧安装有和开槽方向一致的两排滚轮，滚轮的轴向和环形汽缸体轴向一致，两排滚轮最小接触距离等于进排气门挡板的厚度，气门挡板会在两排滚轮间上下移动（相对于轴心）因此进排气门挡板可沿开口槽轻松移动而不与开槽有应力接触。
[0013] 所述进排气门挡板分为进气门挡板和排气门挡板，他们兼有进排气功能和形成单独行程空间用于燃烧做功，排气，进气和压缩的作用。进气门挡板和排气门挡板形状相似，对称布置与燃烧室两端，转子先经过的气门挡板是排气门挡板，后进过的是进气门挡板。气门挡板由挡板和气门两部分组成，也可做为一体，气门挡板上端为矩形，矩形下方两端有比活塞略高的长脚，长脚的作用是气门挡板升起时填补两侧圆盘汽缸体上的开槽的空间，防止气体由环形汽缸体跑出。在挡板的两侧或一侧有突出的凸柱，气门挡板安装在环形汽缸体后挡板两侧或一侧的凸柱突出于环形汽缸体外，凸柱垂直于环形汽缸体，其上可安装滚子或轴承，并嵌套在轨道盘中的轨道中用以控制气门挡板升起和下降。气门安装在挡板周向的一侧，当挡板在最高位置（相对圆心）时气门堵住气门口，气门闭合，当挡板下行时气门逐渐开启，气门宽度与转子中活塞宽度相等，小于挡板宽度，气门下端为圆弧形，有下端边缘到上端平滑过渡，减少进排气阻力。气门挡板工作在高温环境，但高温工作面无高
摩擦力，可以使用高性能绝热阻热材料。
[0014] 为了实现气门挡板在合适的时间上升和下降，本发明设置了控制气门挡板升降的轨道盘，轨道盘同转子一同旋转，轨道盘上设置有连续凹槽既轨道，凹槽截面形状为矩形，气门挡板两侧或一侧的凸柱（可加滚子或轴承合称轴承滚子）正好嵌入其内，气门挡板因为受到环形汽缸体上滚轮的限制，只能沿径向移动，当凹槽轨道对凸柱产生作用力时凸柱在径向的分力控制气门挡板的升降。根据活塞的形状可以计算出气门挡板应何时起降，从而可计算出连续凹槽的轨迹，因为活塞为平滑凸起，所以，凹槽的轨迹变化平滑，大致分为两个圆弧，两圆弧一个半径大一个半径小，由平滑曲线链接。推算可知所以进气门挡板或排气门挡板可用同一条凹槽轨道控制其升降，但进气门挡板和排气门挡板不可用一条凹槽轨道控制升降，且两者的凹槽轨道正好对称设置，势必会使两者轨道有相交之处，相交的地方会使气门挡板的凸柱进入错误的轨道，为此这两条凹槽轨道的截面设置为宽度和深度各不相同，凹槽深者宽度较窄，这样，较粗的凸柱进不到较窄的凹槽轨道，较长的凸柱也不会进入较浅的凹槽轨道。为了使作用在气门挡板的作用力更为均衡减除磨损，应当在环形汽缸体两侧各设置一个轨道盘，当只有一侧受到轨道盘控制时可以在进排气门挡板一侧设置多于一个凸柱这样有利于减少磨损，也可以进排气门挡板两侧设置凸柱，同时受到轨道盘控制。
[0015] 所述活塞转子发动机的环形汽缸体上设置有燃烧室，燃烧室壳体下方的由圆盘状缸体件和进排气门挡板围着的空间为燃烧室，燃烧室的作用是倒换可燃压缩气在活塞的前后位置，交换行程空间使发动机可以循环四冲程工作，还有点火做功的作用。压缩行程末期活塞推动其前方大量新鲜空气或可燃气进入燃烧室，燃烧室两边活塞后经过的进气门挡板处于最低位置（相对圆心），活塞和进气门挡板形成了单独密闭空间进行压缩空气，但这时的新鲜空气或可燃气在活塞运动的前方，为了使压缩的气体移动到活塞的后方以便点火做功继续推动活塞前行要将活塞前方的气体交换到活塞后方，其方法是：活塞先进过的排气门挡板在活塞通过后开始沿活塞后表面下行（这时后经过进气门挡板处于最低位置），两者接触但无作用力（由轨道盘保证）将活塞后方气体与压缩气隔绝，活塞继续前行，由于前方空间太小，活塞前方气体通过燃烧室中上面空旷位置移动到活塞后方，在此过程，如果活塞前端触及进气门挡板，则进气门挡板会沿活塞前表面上升，接触而无作用力（由轨道盘保证），当活塞行出燃烧室气体位置交换便结束。此过程的一个非常重要的好处是增加了可燃混合气的紊流作用，这对火焰的燃烧速度有着重要影响，因此该发明的转子发动机可以进行均质燃烧，提高发动机动力性从而提高了其燃油经济性。为了进一步加强燃烧室内气体的流动状态，本发明的发动机设计了燃烧室气流状态控制装置：安装在燃烧室内的导流板也可以增加压缩气的紊流度，所述导流板安装在燃烧室顶部空旷位置不会影响活塞的通过，导流板通过燃烧室壳体的圆柱通孔连接控制装置，可绕圆柱通孔转动一定
角度，控制导流板的角度，可有数个导流板，其不受强应力作用可使用高性能绝热和阻热材料，圆柱通孔内设有
密封圈防止燃烧室中的高压气体漏出汽缸体。在本发明的转子发动机中还能实现分层燃烧这一重要的提高燃油经济性的技术，而且更易实现，其实现形式有多种，可通过控制导流板的角度和控制喷油器的喷油开始时间，将喷油器安装在燃烧室顶部靠近进气挡板的一端，点火装置安装在燃烧室顶部靠进排气门挡板的一端，活塞压缩气体将要进入燃烧室时喷油器喷油，这时活塞前小距离内的空气由于高速转动的活塞压缩形成了高压气体，而靠近进气门挡板处的新鲜工资处于较小的压缩状态，此时喷入的燃油其油束末端正好位于活塞前小距离的高压气体内，而油束末端只有少量燃油，而靠近进气门挡板的低压气体中含有大量燃油，随着活塞前行，活塞后部形成相对真空度，活塞前部小距离内的高压气体由于压差首先进入燃烧室顶部并进入活塞后部，形成稀混合气，随着活塞继续前行燃烧室中靠近进气门挡板的高浓度混合气沿燃烧室顶面压入活塞后部，在火花塞附近形成高浓度可燃混合气，而在远离火花塞的附近形成低浓度可燃混合气，分层燃烧便可实现。也可以通过二次喷油技术，喷油器在活塞进入燃烧室时喷人一定量燃油，在活塞移动到燃烧室中部时再喷一次油，第一次喷油会在活塞后部形成稀薄可燃混合气，第二次喷油形成的高浓度可燃混合气沿活塞顶部移动到火花塞附近，形成火花塞附近混合气浓度高，远离火花塞的地方混合气浓度低的分层燃烧气体，火花塞点火形成分层燃烧。因此本发明的发动机燃烧室壳体上可安装多个喷油器或和点火器，以实现多种燃烧形态适应工况需求。
[0016] 所述的环形汽缸体的圆环形缸体件上两相邻燃烧室之间可以根据需要设置辅助气门口，当只有一个燃烧室时辅助气门口在远离燃烧室的两气门挡板之间。辅助气门口上安装有辅助气门，辅助气门有辅助气门主部、辅助气门主部两侧的突出的短轴或加工的圆孔、辅助气门控制臂和控制臂上的轴承滚子组成，分为辅助排气门和辅助进气门，辅助排气门在其下方的气体为排气行程的气体时开启，在活塞将要通过该气门前关闭；辅助进气门在其下方的气体为进气行程的气体时开启，在进气行程结束时关闭。上述辅助气门因为高温面无强应力接触，所以可使用高性能绝热阻热材料。辅助气门固定于环形汽缸体上，并可绕该辅助气门主部两侧的突出的短轴或加工的圆孔向环形汽缸体内开启，向环形汽缸体内开启的目的是在辅助气门关闭时能承受汽缸体内高压气体的推力和增加
密封性。辅助气门的开启和关闭不需要想进排气门挡板那样精确控制，因此其控制机构相对简单，可以通过在轨道盘上最外圈安装齿轮，环形汽缸体上安装有
减速齿轮组，轨道盘上的齿轮和减速齿轮组中高速轴上的大齿轮
啮合，带动高速轴上的
小齿轮，小齿轮又与低速轴上大齿轮啮合，如果低速轴的转速和
发动机转速相同则为输出轴，否则继续减速到和发动转速相同，输出轴上安装有
凸轮，辅助气门的控制臂上的轴承滚子在凸轮的作用下打开辅助气门，其余状态下由
弹簧作用于控制臂使气门关闭，和传统活塞发动机气门的工作原理相似，也可以在轨道盘上增设轨道，由轨道控制轴承滚子的位移，从而控制辅助气门的开闭。
[0017] 本发明的活塞转子发动机的压缩比可以通过改变活塞的形状和燃烧室的大小来控制，燃烧室越大，点燃时气体体积就越大，压缩比就越小；活塞体积越小，点燃时燃烧室内气体体积就越大，压缩比越小，因此该发明的发动机通过改变燃烧室和活塞的形状体积形成不同的压缩比，因此能使用各种
燃料用于燃烧做功。如果想改变一个已经做好的发动机的排量和/或压缩比只需要更换发动机的转子和轨道盘即可，还可以通过更换燃烧室壳体来实现。因为活塞体积越小与其配合的进排气门挡板的运行变化越激烈，因此，排气门挡板下行至最低点时进气门挡板上行至最高点时的活塞为最佳选择。
[0018] 并发明的转子发动机还轻易实现了其他发动机不易实现的发动机变排量技术和
汽车暂时性停止时发动机快速停止燃烧做功，需要起动时快速使发动机燃烧做功起停技术，并使发动机起停技术有了新的含义：不再是发动机停转，而是发动继续转动但不消耗燃料。当并列多个本发明的发动机的组合成大功率发动机中当需要某一个或多发动机停止做功减少油耗时，只要将所有的气门挡板移动至最高点位置（相对于轴心）并使进排气门挡板的凸柱脱离轨道盘的控制，辅助气门处于关闭状态并脱离凸轮或轨道盘的控制，这时转子虽然继续转动，但不会有压缩气体的过程，汽缸内的气体会随着转子的转动而转动，气体状态不发生改变，因而发动机转动但不需燃料，转动阻力极小。同样的道理当汽车需要临时停止时为了节约燃油应当关闭对发动机的燃油供给，同时将所有的进排气门挡板移动到最高位置（相对于轴心）并使气门挡板的凸柱脱离轨道盘的控制，辅助气门关闭状态并脱离凸轮或轨道盘的控制，转子在环形汽缸体内继续转动，不引起汽缸内气体状态的变化，因而转动阻力极小，当发动机需要燃烧做功时，将所有进排气门挡板的凸柱引入轨道盘的轨道内，使轨道盘继续控制进排气门挡板完成正常工作，并使辅助气门处于被凸轮控制状态即可，因为转子仍有较大
动能，所有可以快速压缩新鲜工资，点燃做功，使发动机能够快速实现起动，当汽车需要较长时间暂时停车时，为了防止发动机转速低于最低启动转速，可引入一台小型
电机（或启动电机）电机通电工作带动发动机旋转，将发动机的转速保持在最低启动转速之上。上述过程需要附属设备如
空调，
液压泵等脱离发动机的驱动，可将本发明活塞转子发动机驱动附属设备的
驱动轮单独设置，不与转子时时同步转动，并引入和换挡机构同样的离合机构来实现活塞转子发动机对附属设备的驱动轮的驱动与否，当需要驱动附属设备时驱动轮传递发动机输出的转矩，当不需要驱动时驱动轮不传递发动机输出的转矩。
[0019] 为了实现上述过程，在所述的进排气门挡板的凸柱上安装一个可沿着凸柱轴向移动轴承滚子，此时的凸柱长度不足以嵌人凹槽轨道内，当轴承滚子向凹槽内伸人时轴承滚子可在凹槽轨道内运动，由此形成凹槽轨道对轴承滚子的控制进而控制进排气门挡板的移动，轴承滚子的圆柱面上有一圈突起的圆柱环，当进排气门挡板移动到最高位置时，轴承滚子圆柱面上突起的圆柱环进入了与其形状相对应的卡槽中，该卡擦可沿凸柱的轴向移动，进而带动轴承滚子在轴向移动，与卡槽连接一柱针，柱针随卡槽一起移动，当卡槽向环形汽缸体移动时控制轴承滚子也向环形汽缸体移动使得轴承滚子脱离轨道盘控制，同时随卡槽一起移动的柱针插入进排气门挡板上的柱孔内防止进排气门挡板向下移动。卡槽固定于环形汽缸体上，由电机或液压驱动，且卡槽固定在凸柱上行的最高位置处。因为只有进排气门挡板移动到最高位置才可以将其脱离轨道盘的控制，否则活塞将与进排气门挡板形成运动干涉，有多种方法使气门挡板脱离轨道盘控制，在具体实施中将会讲到。
[0020] 辅助气门的控制臂直接与辅助气门连接，控制臂上连接弹簧使辅助气门处于常闭状态，当转子转动过程中需要一直关闭辅助气门时，控制臂需脱离凸轮的控制，为此将控制臂做成可以在环形汽缸体轴向自由移动T型控制臂，并且不与辅助气门主部直接为一体，在连接辅助气门主部的位置加工出T型盒，T型控制臂分为横臂和竖臂，T型盒也分为横向部分和竖向部分。T型盒横向部分直接接与辅助气门主部，T制臂可以放置在T型盒子内，横臂放置于T型盒横向部分，竖臂放置于T型盒竖向部分，T型盒的竖向部分较T型杆的竖臂宽，T型盒的横向部分与T型臂的横臂宽度或半径一致，所以T型臂只能沿着T型盒的横向移动一定距离。当不需要T型臂受到凸轮控制时将T型臂沿横臂移动一定距离（大于凸轮宽度）轴承滚子脱离凸轮控制，当需要凸轮控制T型臂时，控制T型臂沿横臂移动的工作位置即可。T型臂的移动受卡槽的限制，该卡槽固定在环形汽缸体上，由电机驱动其横向移动，T型臂的竖臂夹在其中拨动竖杆横向移动，或T型臂横臂的一端受到卡槽的限制使其沿横臂可以移动，使T型控制臂进入凸轮控制或脱落凸轮控制。上述过程需要在辅助气门为关闭状态下的对应轨道盘位置进行，有多种方法使辅助气门脱离轨道盘控制，在具体实施中将会讲到。
[0021] 本发明的活塞转子发动机对密封性有较高要求，其中有密封性要求的有：a环形内缸体与环形汽缸体接触的环形部位，其密封方法为将在环形内缸体和环形汽缸体接触的圆环形部位加工出圆形的凹槽，可单独在环形内缸体或环形汽缸体上加工，也可同时在两者对应位置加工，同时在转子汽缸体和环形汽缸体上加工凹槽形成的密封性较好，在凹槽中防止有圆环形密封圈，可加过多道凹槽放置多个密封圈，应将最外圈的密封圈应使用高阻热性的材料。其余密封圈之间的接触面应有良好的润滑；b活塞与环形汽缸体的密封，活塞再环形汽缸体内转动进行压缩气体，燃烧做功，进气和排气，因此气体不能由活塞和环形汽缸体内的接触面流出到其他行程空间里，所以活塞应与环形汽缸体内表面密封配合，活塞的两个平直侧面与环形汽缸体始终接触但无应力，因此在可在活塞的两侧平面加工出由最低位置到最高位置的凹槽，用以放置密封条，可以设置多凹槽和密封条。活塞的顶部与环形汽缸体内表面的环形表面接触，可在活塞顶部沿轴向加工出凹槽放置密封条，为防止密封条被气门挡板刮掉，可将气门挡板中与活塞开始接触的位置加工出圆滑曲线，为了放置密封条在燃烧室脱离应该讲放置密封条的活塞顶部的凹槽加工为人字型，密封条也加工为人字形，人字型的密封条下边两条腿嵌入到人字形凹槽中上面的部分和环形汽缸体内壁的环形壁密封接触；c气门挡板与环形汽缸体之间的密封，气门挡板沿环形汽缸体径向在环形汽缸体上的开口槽内相对轴心上下移动，气门挡板下行时与前面或后面的活塞形成密闭空间，因此气门挡板与开口槽密封接触，可在开口槽中加工出径向的数条凹槽，凹槽中放置密封条，形成密封效果。d气门挡板和辅助气门与相应气门口的密封也很重要，他们之间的密封是通过他们有离合的接触面接近锲型的曲面型构造完成的。
[0022] 所述的转子发动机有发动机外壳，发动机外壳的作用是固定、
支撑和保护活塞转子发动机，发动机外壳与环形汽缸体刚性连接，并在其上可固定进排气管，燃油管，
传感器和
导线等，发动机外壳另一个重要作用是保护轨道盘和气门挡板的正常运行，因为轨道盘和气门挡板上凸柱的配合属于精密配合，不能有杂物进入轨道中，需要做适当的密封处理。发动机外壳将其他部件包裹在其内，轴心附近漏出对外连接的输出轴，因为发动机高速转动时轨道盘将搅动周围的空气旋转，发动机外壳将轨道盘周围的气体密封在其附近，减速轨道盘搅动空气旋转引起的
能量损失，此外，在发动机外壳上设有冷风进气口和热风出气口，发动机外壳内旋转的气体将在进气口出产出真空度将经过过滤的空气吸入发动机外壳中，发动机外壳内旋转的气体将在出气口产生高压排出到大气，或用于空调和发动机燃烧，这一过程将冷却发动机工作时机体的
温度升高。
[0024] 图1是本发明一种活塞转子发动机的结构示意图；
[0025] 图2是本发明一种活塞转子发动机上进气门挡板、排气门挡板、辅助进气门和辅助排气门在环形气缸体上装配示意图；
[0026] 图3-图12是本发明一种活塞转子发动机转子旋转一周的工作原理图；
[0027] 图13是本发明中一种圆环状缸体件的结构示意图；
[0028] 图14是本发明中一种燃烧室壳体的结构示意图；
[0029] 图15是本发明中另一种燃烧室壳体与其两端的进气口和排气口俯视示意图；
[0030] 图16中图（a）是本发明中一种圆盘状缸体件的结构示意图，图（b）为其在A-A处剖视的结构示意图；
[0031] 图17中图（a）是本发明中一种转子的结构示意图，图（b）为其在B-B处剖视的结构示意图；
[0032] 图18中图（a）是本发明中活塞上第四密封槽与第五密封槽示意图，图（b）是其局部放大图，图（c）为其在J-J处剖视的结构示意图；
[0033] 图19中图（a）本发明中方案1一种气门挡板的正视图，图（b）为其侧视结构示意图，气门挡板两侧有凸柱；
[0034] 图20中图（a）是本发明中方案2一种气门挡板的正视图，图（b）为其侧视结构示意图，气门挡板一侧有凸柱；
[0035] 图21中图（a）是本发明中一种轨道盘的结构示意图，图（b）为其在C-C处剖视结构示意图；
[0036] 图22中图（a）是本发明中方案3中一种轨道盘的结构示意图，图（b）为其在D-D处剖视结构示意图，该轨道盘外圈安装有内齿轮；
[0037] 图23中图（a）是本发明中方案4中一种轨道盘的结构示意图，图（b）为其在E-E处剖视结构示意图，该轨道盘外圈安装有突出于轨道盘的单边轨道；
[0038] 图24中图（a）是本发明中方案4中另一种轨道盘的结构示意图，图（b）为其在F-F处剖视结构示意图，该轨道盘外圈加工有不突出与轨道盘的单边轨道；
[0039] 图25中图（a）是本发明中方案3中另一种轨道盘的结构示意图，图（b）为其在G-G处剖视结构和减速齿轮组配合的示意图，该轨道盘外圈连接
锥齿轮；
[0040] 图26中图（a）是本发明中方案3中另一种轨道盘的结构示意图，图（b）为其在H-H处剖视结构和减速齿轮组配合的示意图，该轨道盘外圈连接锥齿轮；
[0041] 图27是本发明中方案3中圆柱齿轮柱与辅助气门和齿轮配合的结构示意图；
[0042] 图28中图（a）是本发明中方案3中一种辅助气门的结构的侧视图，图（b）为其正视示意图，图（c）为其与圆环状缸体件的配合示意图，该辅助气门的辅助气门主部两侧加工有圆孔；
[0043] 图29中图（a）是本发明中方案4中另一种辅助气门的结构的侧视图，图（b）为其正视示意图，该辅助气门的辅助气门主部两侧加工有圆孔，辅助气门控制臂与辅助气门主部的夹角在90°内，是方案4中下压式的辅助气门；
[0044] 图30是图29中的辅助气门与圆环状缸体件和单边轨道配合的示意图；
[0045] 图31中图（a）是本发明中方案3中另一种辅助气门的结构示意图，图（b）为其与圆环状缸体件的配合示意图，该辅助气门的辅助气门主部两侧加工有短轴；
[0046] 图32是本发明一中圆环状缸体件，圆盘状缸体件，转子，轨道盘装配后的配合示意图；
[0047] 图33是本发明中方案5结构示意图；
[0048] 图34是本发明方案5中第三轴承滚子进入轨道盘的结构示意图；
[0049] 图35中图（a）是本发明方案5中第一限制槽与第三轴承滚子配合示意图，图（b）为限制轨道与圆柱环配合示意图；
[0050] 图36是本发明中方案6的结构示意图，其移动凸柱脱离凹槽轨道；
[0051] 图37是本发明中方案6的结构示意图，其移动凸柱座进入凹槽轨道；
[0052] 图38是本发明中方案6的侧视结构示意图，及其上的加工底座和
衬垫轨道的配合示意图；
[0053] 图39是本发明中方案6中移动凸柱座的结构示意图；
[0054] 图40是本发明中方案6中第二限制槽与移动凸柱座配合示意图；
[0055] 图41是本发明中方案7的结构分离示意图；
[0056] 图42是本发明中方案7的结构示意图，其滑动凸柱座与气门挡板不一同移动，离合销移出销孔；
[0057] 图43是本发明中方案7的结构示意图，其滑动凸柱座与气门挡板固定在一起，离合插入出销孔；
[0058] 图44是本发明中方案7的俯视结构示意图；
[0059] 图45中图(a)是本发明中方案8的侧视图，图（b）为其正视结构示意图；
[0060] 图46是本发明中方案8的的结构分离示意图；
[0061] 图47是本发明中方案8的结构示意图，其第二轴承滚子脱离凸轮；
[0062] 图48是本发明中方案8的结构示意图，其第二轴承滚子接入凸轮控制；
[0063] 图49是本发明中方案9的的结构示意图；
[0064] 图50是本发明中方案9的的结构示意图，其中的键脱离远控制臂，近控制臂与远控制臂各自运动；
[0065] 图51是本发明中方案9的的结构示意图，其第四限制槽限制键在两段控制臂之间；
[0066] 图52是本发明中一种环形冷却管布置示意图；
[0067] 图53是本发明中一种大环形冷却管与轴向冷却管示意图。
[0068] 图中标记1：气门挡板；101：进气门挡板；102：排气门挡板；1001：挡板；1002：气门；2：转子；3：环形气缸体；4：辅助气门；401：辅助进气门；402：辅助排气门；5：转子输出轴；6：燃烧室；7：螺栓孔；8：辅助进排气口；801：辅助进气口；802：辅助排气口；9：进排气口；901：进气口；902：排气口；10：火花塞孔；11：喷油器孔；12：轨道盘；13：圆环状缸体件；14圆盘状缸体件；15燃烧室壳体；16：导流板孔；17：导流板连杆；18：导流板；19：火花塞；20：喷油器；21：轴承孔；22：
散热孔；23：开口槽；24：轴承座；25：开口槽轴承；26：进气门轨道；27：排气门轨道；267：凹槽轨道；28：第一密封槽；29：第二密封槽；30：活塞；
31：环形内缸体；301：汽缸；32：第三密封槽；33：通孔；34：
键槽；35：凸柱；36：第一轴承滚子；37：长脚；38：辅助气门主部；39：辅助气门控制臂；3901：近控制臂；3902：远控制臂；
40：第二轴承滚子；41：短轴；42：圆孔；43：凸轮；44：齿轮；45：高速轴大齿轮；46高速轴小齿轮；47低速轴大齿轮；48：弹簧；49：单边轨道；50：等速齿轮；51：第三轴承滚子；52：圆柱环；53：第一限制槽；54：限制轨道；55：柱针；56柱孔；57移动凸柱；58移动凸柱座；59衬垫轨道；60第四轴承滚子；61凸柱孔；62加固底座；63第二限制槽；64：滑动凸柱座；65：
离合销；66：销孔；67：第二销孔；68：T型控制臂；69：T型盒；70：圆柱；71：第三限制槽；
72：铰接孔；73：键；74：第二键槽；75：小圆柱；76：第四限制槽；77：第四密封槽；78：第五密封槽；79：环形冷却管；80：轴向冷却管；81：大环型冷却管。
[0069] （三）具体实施方案
[0070] 下面结合附图和
实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。具体中本发明的活塞转子发动机的每个部件形式、形状可有多种，两个部件间的连接方法，功能的实现形式也会有多种，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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或相对于轴心，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的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，术语“接触但无应力”，“无应力接触”是一种理想状态，现实中可能是有一定缝隙的配合，或有较小应力的接触，不能理解为绝对的无应力接触。
[0071] 为了解决现有发动机上述不足，本发明提供了一种活塞转子发动机，其包括环形汽缸体3、转子2、气门挡板1、轨道盘12，也可以根据发动机工作强度，环境，条件等增设辅助气门4、火花塞19、喷油器20、发动机外壳和燃烧室气流状态控制装置、控制辅助气门在转子转动时是否进行进排气行为的辅助气门控制装置和控制气门挡板1在转子转动时是否进行进排气行为的气门挡板控制装置等。所述环形汽缸体3与转子2、轨道盘12同轴设置，工作时环形汽缸体3固定不动，转子2和轨道盘12绕它们共同轴线转动，且转子2与轨道盘12无相对转动，火花塞19、喷油器20、气门挡板1和上述控制装置都可固定于环形汽缸体3上，发动机外壳与环形汽缸体3刚性连接，并将环形汽缸体3和轨道盘12的大部分包围，用以保护和或固定发动机部件，并有减少轨道盘12转动时搅动空气的作用，并通过转动部件搅动空气实现发动机的风冷和实现发动机进气
增压，发动机进气增温，也可为驾驶室提供暖气。
[0072] 所述环形汽缸体3由外圈的圆环状缸体件13和圆环状缸体件13两侧的圆盘状缸体件14组成，形成中空的环形汽缸体3，转子2安装在中空的环形汽缸体内3，所述圆环状缸体件13通过螺栓将圆盘状缸体件14固定于其两侧，或圆环状缸体件13通过螺栓将圆盘状缸体件14固定于环内，圆环状缸体件13和圆盘状缸体件14对应位置设置有螺栓孔7用于安装螺栓。
[0073] 所述圆环状缸体件13上设置有进排气口9、燃烧室壳体15、辅助进排气口8；进排气口9分为进气口901和排气口902，燃烧室壳体15沿环形一边设置进气口901，一边设置排气口902，可以有多个燃烧室壳体，有多个燃烧室壳体时进气口901和排气口902交替出现，因进进排气口较大，将圆环状缸体件13分割成多个部分，但装备后他们大体呈圆环形。辅助进排气口8设置在两个燃烧室壳体15之间，只有一个燃烧室时设置在进气口和排气口之间，增加发动机的进气和排气效率，分为辅助进气口801和辅助排气口802。
[0074] 所述燃烧室壳体15上设置有火花塞孔10和喷油器孔11，分别安装火花塞19和喷油器 20，燃烧室壳体15下方的由圆盘状缸体件14和气门挡板1围着的空间为燃烧室6。火花塞孔10和喷油器孔11可以各只有一个或多个或者不设置，当安装多个火花塞19时多个火花塞19安装在燃烧室壳体15上沿周向分布和或轴向分布，当安装多个喷油器20时喷油器20在燃烧壳体沿轴向分布和或周向分布，燃烧室壳体15中间设置有导流板孔16，导流板孔16内安装有导流板连杆17，导流板连杆17连接导流板18，导流板18在导流板连杆17的控制下转动一定角度，导流板角度不同时燃烧室6内气体的流动状体也会产生变化。导流板孔16下段孔径大上段孔径小，导流板连杆17的下段直径大上段直径小，导流板上端呈弧形，导流板连杆17和导流板孔16密切配合且可以防止导流板18划伤汽缸301和防止气体通过导流板孔16流出。
[0075] 所述圆盘状缸体件14通过螺栓固定于圆环状缸体件13两侧或其内，两个圆盘状缸体件14对称布置，圆盘状汽缸体件14与圆环状汽缸体件13装配后形成的内表面既为汽缸301表面。圆盘状缸体件14中部开有安装转子输出轴5的轴承孔21，轴承孔21安装轴承，轴承中安装转子输出轴5。圆盘状缸体件14上有若干散热孔22，用于流通空气为转子2散热。圆盘状缸体件14和进排气口9配合的位置上开有径向的开口槽23，开口槽23用于安放气门挡板1，并限制气门挡板1使其只能沿径向上下移动。圆盘状缸体件14上开口槽
23处的外侧安装有和开口槽23方向一致的两排轴承座24，轴承座24上安装有轴承称为开口槽轴承25，这两排开口槽轴承25的作用是：气门挡板1接触开口槽轴承25上下移动，减少与开口槽23的滑动摩擦，减少气门挡板1上下移动时的阻力。
[0076] 所述的开口槽23内沿径向设置有若干密封凹槽称为第一密封槽28，第一密封槽28中安装密封条，用以实现气门挡板1在开口槽23内上下移动时的密封性。圆盘状缸体件
14接触转子2的表面上有环形的密封凹槽称为第二密封槽29，第二密封槽29中安装环形密封条，用以实现转子2在环形汽缸体内3转动时的密封性。
[0077] 所述转子2由活塞30、环形内缸体31和转子输出轴5组成。转子2对称均匀设置有凸起的活塞30，活塞30底部与环形内缸体31连接，他们可以单独加工也可整体加工。
装配后活塞顶部无应力接触圆环状缸体件13，两侧无应力接触圆盘状缸体件14，活塞30底部到顶部过渡平滑，这样，和它配合的气门挡板1的上下起伏就会平顺，无激烈冲击力。转子2嵌套在环形汽缸体3内，转子2转动时活塞30扫过环形汽缸体3内表面，活塞30转动
时扫过的空间即为汽缸301，转子2与环形汽缸体3内表面接触但无应力，因此可使用阻热性能很好的材料加工汽缸301和转子2的高温表面。环形内缸体31为环形，其上对称布置有活塞30，向内连接转子输出轴5，环形内缸体31和环形汽缸体3接触的表面可加工出环形的密封凹槽称为第三密封槽32，用于转子2与环形汽缸体3的密封，为加强转子2与环形汽缸体3的密封性，第二密封槽29和第三密封槽32可对应设置。环形内缸体31与转子输出轴5连接的部分可加工出通孔33用于加强搅动空气，
加速转子2的散热并减轻发动机重量。转子输出轴5上加工出键槽34用于固定轨道盘12等装置。
[0078] 所述气门挡板1分为进气门挡板101和排气门挡板102，他们的大小和形状相近或相同，只是安装位置有别，进气门挡板101和排气门挡板102只能在环形汽缸体3上的开口槽23内沿径向上下移动，与开口槽23接触但无应力，与开口槽23外侧的开口槽轴承25有应力接触。气门挡板1侧边的加工有凸柱35，轨道盘12上加工有截面为矩形的凹槽轨道267，分为进气门轨道26和排气门轨道27，凸柱35嵌入到轨道盘12中的进气门轨道26或排气门轨道27中，所以进气门挡板101和排气门挡板102的上下移动受到轨道盘12的控
制。气门挡板1兼有进排气功能和形成单独行程空间用于燃烧做功，排气，进气和压缩的作用。进气门挡板101和排气门挡板102布置于燃烧壳体15两端，活塞30经过燃烧壳体15
时先经过的气门是排气口902，后进过的是进气口901。排气口902对应位置安装排气门挡板102，进气口901对应位置安装进气门挡板101。
[0079] 所述气门挡板1由挡板1001和气门1002两部分组成，可独立加工也可整体加工，挡板1001上端为矩形，矩形下方两端有比活塞30高度（活塞最低位置与最高位置的径向高度差）略高的长脚37，长脚37的作用是气门挡板1升起时填补圆盘状缸体件14上的开口槽23上部的空间，防止气体由开口槽23跑出。所述气门的宽度与汽缸301相同，下部为圆弧形，弧形
曲率与圆环状缸体件13内表面所在的圆相同，气门挡板1升至最高点时，气门关闭，活塞30可以通过，并且活塞30顶部扫过气门1002底部每一部分。气门1002上表面远离挡板1001一端低，接近挡板1001一端高且应过渡平滑以减少气体流动时产出的阻力，气门1002下端远离挡板1001的部分较薄且呈锲型以减少气体流动时产生的阻力和增加气门闭合时的密封性。
[0080] 在挡板1001的一侧或两侧有突出的凸柱35，气门挡板1装配在环形汽缸体后，挡板1001一侧或两侧的凸柱35突出于环形汽缸体3外，凸柱35垂直于环形汽缸体3，其上可安装第一轴承滚子36，当安装有第一轴承滚子36时凸柱形状不限于圆柱，当凸柱35上安装第一轴承滚子36时，第一轴承滚子36嵌套在轨道盘12中的凹槽轨道267中用以控制气门挡板1升起和下降加入第一轴承滚子36的作用是减少凸柱35和凹槽轨道267的摩擦。
[0081] 为了实现气门挡板1在合适的时间上升和下降，本发明的活塞转子发动机设置了控制气门挡板1升降的轨道盘12，轨道盘12同转子2一同旋转，轨道盘12上设置有连续凹槽轨道267，凹槽轨道267截面形状为矩形，气门挡板1侧边的凸柱35或其上的第一轴承滚子36正好嵌入其内，气门挡板1因为受到环形汽缸体13上开口槽轴承25的限制，只能沿径向移动，凹槽轨道267对凸柱35产生作用力的径向分力控制气门挡板1的升降。根据活塞30的形状可以计算出气门挡板1合适起降，从而可计算出连续凹槽轨道267的轨迹，因为活塞30为平滑凸起，所以，凹槽轨道267的轨迹过渡平滑，大致分为两个圆弧，两圆弧一个半径大一个半径小，由平滑曲线过渡。推算可知所有进气门挡板101或排气门挡板102可用同一条凹槽轨道267控制其升降，但进气门挡板101和排气门挡板102不可用一条凹槽轨道控制升降，推算得出两者的凹槽轨道267基本对称设置，这样势必会是两者轨迹有相交之处，相交的地方会使气门挡板1的凸柱35进入错误的凹槽267轨道，为此，这两条凹槽轨道267的截面设置为宽度和深度各不相同，凹槽轨道深者宽度较窄，凹槽轨道浅者宽度较宽，对应的凸柱35长者直径小，短者直径大，这样，较粗的凸柱35进不到较窄的凹槽轨道267，较长的凸柱35也不会进入较浅的凹槽轨道267。为了使作用在气门挡板1的作用力更为均衡减除磨损，应当在环形汽缸体3两侧各设置一个轨道盘12，共同作用于凸柱35。两侧的轨道盘12可同时控制进气门挡板101和排气门挡板102，也可以由一侧轨道盘12控制进气门挡板101，另一侧轨道盘控制排气门挡板102，前者称为两侧控制型后者称单侧控制型。
[0082] 方案1：两侧控制型：所述气门挡板1两侧各加工有一个或多个凸柱35（其上可加第一轴承滚子36），两侧凸柱35同时受到两侧轨道盘12的控制，轨道盘12转动时气门挡板1沿着径向上下移动，但是进气门挡板101和排气门挡板102的移动行为不能只由一条轨道控制，所以轨道盘12上会有两组形状不同的进气门轨道26和排气门轨道27，且这两条轨道会有重合部分，为了减少这种重合进气门挡板101和排气门挡板102上的凸柱35设置在不同高度位置，这样可使得凹槽轨道267重合的部分只是个交点。
[0083] 方案2：单侧控制型：所述气门挡板1一侧加工一个或多个凸柱35（或其上加第一轴承滚36），另一侧则没有，该气门挡板1只受到一侧轨道盘12的控制，当只有一个凸柱35时气门挡板1上下移动时凸柱35和凹槽轨道267的磨损加快，并且容易产生错位，为此应加强其在环形汽缸体3轴向的固定和润滑，这时安装后的两侧轨道盘12上的凹槽轨道267不对称，一侧是控制进气门挡板101的轨道盘12，其上只有进气门轨道26，另一侧是控制排气门102的轨道盘12，其上只有排气门轨道27；也可以再一侧加工出两个或多个凸柱35，凸柱35和凹槽轨道267上下移动时的磨损减少。这时的轨道盘12一侧控制进气门挡板101一侧控制排气门挡板102，但同一轨道盘12上会出现两条或多条凹槽轨道267。
[0084] 燃烧室6的作用是交换压缩气在活塞30的前后位置、交换行程空间使发动机可以循环四冲程工作，还有喷油、点火做功的作用。压缩行程末期活塞30推动前面大量新鲜空气进入燃烧室6，此时进气门挡板101处于最低位置，活塞30和进气门挡板101形成了密闭空间继续压缩空气，但这时的新鲜压缩气体在活塞30运动的前方，为了使压缩的气体转移到活塞30的后方以便点火做功继续推动活塞30前行，需要要将活塞前方的气体交换到活塞30后方，其方法是：排气门挡板102在活塞30通过后开始沿活塞30后表面下行，两者接触但无作用力（由轨道盘保证）将活塞30后方气体与压缩气隔绝，活塞30继续前行，由于活塞30前方气体压力不断增大而活塞30后方形成一定真空度，高压气体通过燃烧室6上面空旷部分移动到活塞30后方，在此过程，如果活塞30前端触及进气门挡板101，则进气门挡板102会沿活塞30前表面上升，接触而无作用力（由轨道盘保证），当活塞30顶部行出燃烧室6时气体位置交换便结束。此过程的一个非常重要的好处是增加了新鲜气体的紊流度，这对火焰的燃烧速度有着重要影响。为了进一步加强燃烧室6内气体的流动状态，本发明的发动机设计了燃烧室气流状态控制装置，其由导流板18导流板连杆17和倒流孔16以及电控装置组成，在燃烧室6的顶部安装有若干导流板18，导流板18用于加强气体位置交换时气体的流动状态，所述导流板18安装在燃烧室6顶部空旷位置不会影响活塞30的通过，导流板18通过安装燃烧室壳体15的导流板孔16内的导流板连杆17连接控制装置，导流板18可绕导流板孔16转动一定角度，控制导流板18的角度，可有数个导流板18，其不受强应力作用可使用高性能绝热和阻热材料，导流板连杆17和导流板孔16加工直径大小不同的两段或多段，并可在导流板连杆17上加工密封槽，安装密封圈，以防止燃烧室6中的高压气体漏出汽缸301。燃烧室壳体15安装有多若干火花塞20和火花塞19，也可以无喷油器或火花塞，或都没有，若安装有多个喷油器或和火花塞，则喷油器或和火花塞会在燃烧室壳体15部沿周向或和轴向分布；这样可以通过调节喷油顺序，喷油时间，喷油次数，喷油量和点火时间，点火顺序等实现发动机在不同工况下以最佳性能工作。
[0085] 所述的环形汽缸体3的圆环状缸体件13上两相邻燃烧室6之间可设置辅助气门4，分为辅助排气门402和辅助进气门401，辅助排气门402在其下方的气体为排气行程的气体时开启，在活塞30将要通过该气门前关闭；辅助进气门401在其下方的气体为进气行程的气体时开启，在进气行程结束时关闭。上述辅助气门4因为高温面无强应力接触，所以可使用高性能绝热阻热材料。所述辅助气门4由辅助气门主部38，辅助气门控制臂39，第二轴承滚子40和辅助气门主部38两侧突出的短轴41或加工的圆孔42组成。辅助气门主
部38的两边突出的短轴41固定于环形汽缸体3上与之对应的孔内或辅助气门主部38两
边加工出的圆孔42固定于环形汽缸体3上与之对应的短轴上，辅助气门4可绕着固定于圆盘状缸体件14上孔或短轴转动一定角度，辅助气门主部38因为要接触高温气体且其下方要通过活塞30需要保证密封性，所以辅助气门主部38接触活塞30的部分加工为和圆环状缸体件13内表面一样的曲率，同时在辅助气门主部38中有和圆环状缸体件13离合的部分加工出锲型结构，可以增加辅助气门4在关闭时的密封性。当辅助气门绕着加工出的短轴
41或圆孔42转动时形成了辅助气门的开启和闭合，辅助气门控制臂39一端连接辅助气门主部38一端连接第二轴承滚子40，第二轴承滚子40受到凸轮43或单边轨道49的作用产
生位移带动辅助气门控制臂39使得辅助气门开启和关闭。
[0086] 辅助气门4的开启和关闭不需要像气门挡板1那样精确控制，因此其实现形式相对简单，其实现形式大体可分为两种：减速齿轮组型和直接控制型。
[0087] 方案3：减速齿轮组型：在轨道盘上最外圈安装齿轮44，环形汽缸体3上安装减速齿轮组，轨道盘12上的齿轮44和环形汽缸体3上的减速齿轮组的高速齿轮轴上的高速轴大齿轮45啮合，高速齿轮轴上的高速轴小齿轮46又与低速齿轮轴上的低速轴大齿轮47啮合，这样，直到减速齿轮低速轴的转速和转子2转速相同，这时在低速轴上安装上凸轮43，凸轮43转动时会使连接辅助气门控制臂39的第二轴承滚子40发生位移以控制辅助气门4的开启和闭合，辅助气门4在凸轮43的作用下打开，其余状态下由弹簧48作用于辅助气门控制臂39使辅助气门关闭，和传统活塞发动机气门的工作原理相似，需要说明的是齿轮
44可以是圆柱齿轮也可以是圆锥齿轮，齿轮44为圆柱齿轮时减速齿轮组为圆柱齿轮组；齿轮44为圆锥齿轮时减速齿轮组为圆锥齿轮组，同时圆柱齿轮组型的齿轮44如果是内齿轮则内齿轮44必然要突出于轨道盘12使得轨道盘必须远离环形气缸体3一定距离，而圆锥齿轮组则不需要轨道盘多离开环形气缸体3一段距离（轨道盘远离环形气缸体一定距离在下文提到的气门挡板控制装置中有的是有好处和必须的）；当齿轮44为
外齿轮时，齿轮44可先啮合等速齿轮50再由等速齿轮50啮合高速轴大齿轮45，等速齿轮50的分度圆直径较小可以减小减速齿轮组尺寸。
[0088] 方案4：直接控制型：直接控制型是指不经过减速齿轮组而由轨道盘12直接控制辅助气门4的
开关，在直接控制型中将减速齿轮组型中轨道盘上内齿轮44去除，改为平滑的单边轨道49，可以理解为一个很大的凸轮，单边轨道49可以是突出于轨道盘12也可以是在轨道盘12上去除一部分形成一条平滑的完整轨道，每个轨道盘只加工出一条单边轨道49，所以一侧轨道盘12只控制辅助进气门401和辅助排气门中402的一种，当单边轨道49突出于轨道盘12时需要轨道盘多远离环形气缸体3一端距离（轨道盘远离环形气缸体一定距离在下文提到的气门挡板控制装置中有的是有好处和必须的）。辅助气门4上的第二轴承滚子40直接与单边轨道49接触。其中单边轨道49对辅助气门4的控制形式可分为两
种：上顶式和下压式。上顶式是指轴承滚子40在单边轨道49的外围滚动，当轨道半径增大时将轴承滚子40顶起从而使辅助气门开启；下压式是指轴承滚子40在单边轨道49内侧滚动，当轨道半径减小时将第二轴承滚子40下压从而使辅助气门开启，这两种辅助气门结构会有所不同，下压式控制形中辅助气门控制臂39与辅助气门主部38的中线夹角在90°以内，以保证第二轴承滚子40与辅助气门4同时上升或下降。对于直接控制型的辅助气门4，辅助气门4的辅助气门控制臂39都应加工在辅助气门4靠近轨道盘12的一边，在下压式
的控制方法中，辅助气门控制臂39加工在侧边有利于气体的流动。
[0089] 该发明的发动机的压缩比可以通过改变活塞30的形状和燃烧室6的大小来控制，燃烧室6越大，点燃时气体体积就越大，压缩比就越小；活塞30体积越小，点燃时燃烧室6内气体体积就越大，压缩比越小，因此该发明的发动机通过改变燃烧室6和活塞30的形状体积形成不同的压缩比，因而能使用各种燃料用于燃烧做功。该发动机还有一个其他发动机都没有的优点：轻松实现发动机发动机排量变化改装，只要更换的转子2其环形内缸体31的半径发生变化（当然活塞30也发生变化，但活塞最高点与圆心距离没有变化）也就是改变汽缸301体积，发动机的排量就会改变，当然也需要更换与之配套轨道盘12。
[0090] 本发明的发动机还轻易实现了其他发动机不易实现的发动机变排量技术和汽车暂时停止时发动机快速停止燃烧做功，需要起动时快速使发动机燃烧做功起停技术，并使发动机起停技术有了新的含义：不再是发动机停转，而是发动机保持转动但不消耗燃料。当并列多个本发明的发动机组合成大功率发动机需要某一个或多个本发明的发动机停止做功减少油耗时，只要将需要停止的本发明的发动机的所有气门挡板1移动至最高点位置（相对于轴心）并使气门挡板1的凸柱35（或其上的第一轴承滚子36）脱离轨道盘的控制，使辅助气门4处于关闭状态并脱离凸轮43或轨道盘12的控制，这时转子2虽然继续转动，但不会有压缩气体的过程，汽缸301内的气体会随着转子2的转动，气体状态不受改变，因而发动机转动而但不需燃料，转动阻力极小；同样的道理，当汽车需要临时停止时为了节约燃油应当关闭对发动机的燃油供给，同时将所有的气门挡板1移动到最高位置（相对于轴心）并使气门挡板1的凸柱35（或其上的第一轴承滚子36）脱离轨道盘的控制，使辅助气门
4处于关闭状态并脱离凸轮43或轨道盘12的控制，转子2在环形汽缸体内3继续转动，不引起汽缸301内气体状态的变化，因而转动阻力极小，当发动机需要燃烧做功时，将所有气门挡板1的凸柱35（或其上第一轴承滚子36）引入轨道盘12的凹槽轨道267内，使轨道盘
12继续控制气门挡板1完成正常工作，并使辅助气门4处于被凸轮43或轨道盘12控制状
态即可，因为转子2仍有较大动能，所有可以快速压缩新鲜工资，点燃做功，使发动机能够快速实现起动。
[0091] 为了实现上述过程需要对前述发动机做一定改进，为了使气门挡板1在发动机转动时停留在最高位置，需加装一套气门挡板控制装置，该装置可以控制发动机转动时气门挡板是否上下移动，该装置可以有多种方案，如凸柱加移动轴承滚子型，凸柱加凸柱型，和凸柱与气门挡板分离型。
[0092] 方案5：凸柱加移动轴承滚子型：在所述的气门挡板1的凸柱35上安装可沿着凸柱轴向移动轴承滚子称为第三轴承滚子51，第三轴承滚子51与第一轴承滚子36基本相同，但第三轴承滚子51可在凸柱35上沿凸柱轴线轻松移动并在第三轴承滚子51远离轨道盘12一端的圆柱面上加工出一圈突起的圆柱环52，因突出于第三轴承滚子51所以该圆环52可进入相应限制槽轨道中，并随限制槽沿凸柱轴线一起运动，该限制槽称为第一限制槽53；
此时的凸柱35长度不足以嵌人凹槽轨道267内，第三轴承滚子51向轨道盘12移动进入凹槽轨道267，并随轨道267上下移动，由此形成凹槽轨道267对第三轴承滚子51的控制进而控制气门挡板1的移动。第一限制槽53由4条限制轨道54组成，分为两组，一组两条，4条限制轨54平行，每一组的两个限制轨道54之间的距离略大于圆柱环52的宽度，因而可将圆柱环52的一部分限制在其内，两组限制轨道54同时限制圆柱环52对称的两个部分增加限制强度，第一限制槽53可限制第三轴承滚子51圆柱面上加工的圆柱环52的轴向移动，第一限制槽53可沿凸柱35的轴向移动，进而带动第三轴承滚子51在轴向移动，与第一限制槽53连接有柱针55，柱针55随第一限制槽53一起移动。需要将气门挡板1脱离轨道盘
12控制时，只要将第一限制槽53向环形汽缸体3移动，带动第三轴承滚子51也向环形汽缸体3移动，从而使得第三轴承滚子51脱离轨道盘12控制，同时随第一限制槽53一起移动的柱针55插入气门挡板1上的柱孔56内，防止气门挡板1向下移动。第一限制槽53固定
于环形汽缸体3上，由电机或发动机驱动其移动，在需要轨道盘12控制气门挡板1时，第一限制槽53受到驱动力向轨道盘12移动，带动第三轴承滚子51进入轨道盘12上的凹槽轨
道267中，同时插入气门挡板1的柱针55也拔出，气门上下移动，这些过程都在凸柱35所在的凹槽轨道267半径最大时进行。
[0093] 方案6：凸柱加凸柱型：上述凸柱加移动轴承滚子型虽结构简单，但在第三轴承滚子51上会有较强的切应力和弯曲
变形，对材料和结构都要求较高，凸柱加凸柱型可以减少上述应力，凸柱加凸柱型主要由凸柱35、移动凸柱57、移动凸柱座58组成，为了加强结构可靠性还设置了加固底座62、衬垫轨道59和或第四轴承滚子60。凸柱35可以做成圆柱形也可以是矩形等形状，移动凸柱座58上有和凸柱35配合孔称为凸柱孔61，移动凸柱座58可沿凸柱35轴线移动，移动凸柱座58上也设置有凸柱称为移动凸柱57，移动凸柱57工作时嵌入到轨道盘12的凹槽轨道267中，或在移动凸柱57上安第一装轴承滚子36嵌入到轨道盘12的凹槽轨道267中。需要气门挡板1脱离轨道盘12控制时，只需要将移动凸柱座58向转子2方向移动，使移动凸柱57或其上的第一轴承滚子36脱离凹槽轨道267即可。因为移动凸柱57在凹槽轨道267中上下移动时常受到凹槽轨道267周向分力作用，使得移动凸柱57和移动凸柱座58容易发生弯曲变形，为了减少这种现象可将移动凸柱座58一侧沿环形气缸体3周向多加工一段，形成加固底座62，在加固底座62上可以安装轴承滚子称为第四轴承滚子60，并在第四轴承滚子60上下移动的路线下设置衬垫轨道59，衬垫轨道59的最上端比第四轴承滚子60移动的最高位置小，这样可以使第四轴承滚子60在最高位置时脱离衬垫轨道59的限制，当气门挡板1受到轨道盘控12制时，既气门挡板1上下移动时，加固底座62上的第四轴承滚子60可在移动衬垫轨道59上移动，当气门挡板1需要脱离轨道盘12控制时，气门挡板1移动到最高位置，第四轴承滚子60不受衬垫轨道59限制，移动凸柱座58在第二限制槽63的作用下向转子移动，移动凸柱57脱离凹槽轨道267，第二限制槽63同第一限制槽53形状功能相似，只不过第二限制槽63是将移动凸柱座58限制在其
内，同样第二限制槽63上也有柱针55，柱针55进入气门挡板1上的柱孔56内防止气门挡板1下行。当然也可以不在加固底座62上安装第四轴承滚子60，只是将加固底座62与移动衬垫轨道59直接接触，但需要保证接触面的光滑度和润滑性，也可以不加加固底座62但对移动凸柱座58强度要求较高，或者将气门挡板1侧边加工出和衬垫轨道59同样作用的结构，这样可以省去衬垫轨道59且加固底座62不再受到摩擦作用。也可以将气门挡板安装凸柱的平面向凸柱受到的周向分力方向多加工一段，加固底座直接和气门挡板上多加工出的一段接触进行结构加强。
[0094] 方案7：凸柱与气门挡板分离型：凸柱与气门挡板分离型主要由滑动凸柱座64，滑动凸柱座64上的移动凸柱57和离合销65组成，凸柱与气门挡板分离型的气门挡板1上没有直接加工出凸柱35，而是在气门挡板1侧边加工出了销孔66，销孔66垂直于气门挡板，滑动凸柱座64与气门挡板1三面接触，将气门挡板1的侧边部分包裹，滑动凸柱座64只可沿气门挡板1侧边上下移动，滑动凸柱座64上有和气门挡板1上销孔66对应的第二销孔67，滑动凸柱座64上的移动凸柱57（其上可加第一轴承滚子36）始终处于轨道盘12的凹槽轨道267中，当轨道盘12需要控制气门挡板1时，离合销65插入滑动凸柱座64上销孔
66和气门挡板1上的第二销孔67中，随他们一起移动，滑动凸柱座64和气门挡板1成为
一体；当气门挡板1需要脱离轨道盘12控制时，离合销65移出销孔66和第二销孔67，气门挡板1不再随滑动凸柱座64同步移动，同时，和离合销65固定在一起的柱针55插入气门挡板1上的柱孔56内防止气门挡板1下行，且这时的柱孔56和柱针55的轴线和离合销
65的平行，平行于转子。离合销65固定于环形汽缸体3上。需要说明的是，所有需要气门挡板1脱离或进入轨道盘12控制的操作都必须在气门挡板1处于最高位置对应的轨道盘
位置时进行，并在最高位置时完成。
[0095] 当需要辅助气门4在转子转动时一直处于关闭状态时，需对辅助气门加装辅助气门控制装置，因辅助气门控制辅助气门开启和关闭有多种形式，因此辅助气门控制装置也可有多种形式，主要分为移动臂型和断臂型。
[0096] 方案8：移动臂型：移动臂式是针对减速齿轮组型辅助气门控制方法设计的辅助气门控制装置，所述移动臂型将辅助气门控制臂39做成了T型，称为T型控制臂68，并且不与辅助气门主部38加工为一体，在连接辅助气门主部38的位置加工出T型盒69，T型控制臂68分为横臂和竖臂，T型盒69也分为横向部分和竖向部分。T型盒横向部分与辅助气门主部38连接，T型控制臂68可以放置在T型盒子69内，横臂放置于T型盒横向部分，竖臂放置于T型盒竖向部分，T型盒69的竖向部分较T型控制臂68的竖臂宽，T型盒69的横向部分与T型控制臂68的横臂宽度或半径一致，所以T型控制臂68只能沿着T型盒69
的横向移动一定距离。T型控制臂68竖臂末端连接第二轴承滚子40，在辅助气门4受到轨道盘12控制时，第二轴承滚子40与凸轮43接触受到凸轮43的控制产生位置变化，在凸轮
43的一侧设置一个和凸轮43最小半径相同的圆柱70（或者不设置圆柱70)，该圆柱70和凸轮43同轴，T型控制臂68随凸轮43移动同时受到了第三卡限制槽71的限制，第三限制槽71限制了T型控制臂68在T型盒内69的横向移动，只有在第三限制槽71沿横向移动
时，T型控制臂68才会沿横向移动。当需要辅助气门4脱离轨道盘12控制时，第三限制槽
71横向移动带动T型控制臂68横向移动，使T型控制臂68上的第二轴承滚子40脱离凸
轮43，进入圆柱70表面（或悬空或其他支撑），这样第二轴承滚子40就不再发生位移，辅助气门4不会随转子2的转动而开闭，当需要轨道盘12控制辅助气门4时，第三限制槽71沿相反方向移动，第二轴承滚子40进入凸轮43表面受到凸轮43控制。第三限制槽71由两
条限制轨道54组成，T型控制臂68的竖臂被限制在两条限制轨道54中只能沿轨道方向移动，两条限制轨道54于转子2平行。上述过程在辅助气门4处于关闭状态对应的轨道盘12位置开始并完成。
[0097] 方案9：断臂式：将辅助气门控制臂39分为两段，连接辅助气门主部38的一段称为近控制臂3901，另一段称为远控制臂3902。每段在
接口处向一侧加工出用于铰接两段辅助气门控制臂39的铰接孔72，装配好后他们铰接在一起，两段辅助气门控制臂39上都加工出了可以放置键73的键槽称为第二键槽74，第二键槽74方向和两段辅助气门控制臂39方向一致，能使键在第二键槽74内沿键槽方向移动。当两段辅助气门控制臂39接和时，键跨过连接缝同时进入两段辅助气门控制臂39上的第二键槽74内。键上有一凸起的小圆柱75，凸起的小圆柱75嵌入第四限制槽76的轨道内，第四限制槽76内的轨道呈弧形。当轨道盘12控制辅助气门4时，两段辅助气门控制臂39接合，键由第四限制槽76限制在两段辅助气门控制臂39之间，两段辅助气门控制臂39合为一体，当需要辅助气门4脱离轨道盘
12控制时，第四限制槽76向辅助气门主部38方移动，带动凸起的小圆柱75向辅助气门主部38移动，从而使得键73向连接辅助气门主部38的近控制臂3901移动，并脱离远控制臂
3902上的键槽74，两段辅助气门控制臂39不再一起运动，而是连接第二轴承滚子40的远控制臂3902单独发生位移，连接辅助气门主部38的近控制臂3901在弹簧48的作用下使
辅助气门4处于关闭状态。上述过程在辅助气门4处于关闭状体对应的轨道盘12位置开
始并完成。
[0098] 本发明的活塞转子发动机对密封性有较高要求，其中有密封性要求的有：a气门挡板1与环形汽缸体3之间的密封，气门挡板1在开口槽23内相对轴心上下移动，气门挡板1下行时与前面或后面的活塞30形成密闭空间，开口槽23中加工出径向的数条密封凹槽称为第一密封槽28，第一密封槽28中放置密封条，形成密封效果。b环形内缸体31与环形汽缸体3接触的环形部位，其密封方法为将在环形内缸体31和环形汽缸体3接触的圆环形接触面部加工出圆形的密封凹槽，可单独在环形内缸体31或环形汽缸体上加工，也可同时在两者对应位置加工，加工在环形汽缸体3上的圆环形密封槽称为第二密封槽29，加工在环形内缸体31上的圆环形密封槽称为第三密封槽32，同时在环形内缸体31和环形汽缸体上3加工密封槽形成的密封性较好，在第二密封槽29和第三密封槽32中放置有多段弧形密封圈，可加工多道第二密封槽29和第三密封槽32放置多个密封圈，最外圈的密封圈应使用高阻热性的材料。其余密封圈的接触面应有良好的润滑；c活塞30与环形汽缸体3的密封，活塞30在环形汽缸体3内转动进行压缩气体，燃烧做功，进气和排气，因此气体不能由活塞30和环形汽缸体3内的接触面流出到其他行程空间里，所以活塞30应与环形汽缸体3内表面密封配合，活塞30的两个平直侧面与环形汽缸体3始终无应力接触，因此可在活塞30的两侧平面加工出由最低位置到最高位置的密封槽，称为第四密封槽77，用以放置密封条，可以设置多条第四密封槽77和密封条；d活塞30的顶部与圆环状缸体件13内表面接触，可在活塞30顶部沿轴向加工出密封凹槽称为第五密封槽78，放置密封条，为防止密封条被气门挡板1刮掉和防止密封条在燃烧室6脱落应将放置密封条的活塞30顶部的第五密封槽78加工为人字型，密封条也加工为人字形；e气门挡板1和辅助气门4与相应气口的密封也很重要，他们之间的密封是通过他们有离合的接触面接近锲型的曲面型构造完成的。
[0099] 为了加强发动机的散热可在活塞转子发动机上增加冷却管进行
水冷，在圆盘状缸体件14设置一圈冷却管称为环形冷却管79，冷却管单独加工较时制作工艺相对简单，冷却管和环形汽缸体接触的部分加工为平面增加冷却效果，因为开口槽23的阻隔，环形冷却管79在接近开口槽23的位置折向圆心，并绕过开口槽23向上折回到环形冷却管79所在的环形。为了增加对圆环状缸体件13冷却，可以增加连接两侧圆盘状缸体14件上环形冷却管
79的轴向冷却管80。为了增加冷却效果可增加多条环形冷却管79和轴向冷却管80，也可以将多条环形冷却管79设计为一体，形成大环形冷却管81。在环形汽缸体3上分布的多条轴向冷却管80将左右环形冷却管79联通，压力
冷却水由一侧环形冷却管79进入，由另一侧环形冷却管79对面流出。
[0100] 所述的活塞转子发动机有发动机外壳，发动机外壳的作用是固定、支撑和保护发动机，发动机外壳与环形汽缸体3刚性连接，并在其上固定进排气管，油管，传感器和导线等，发动机外壳另一个重要作用是保护轨道盘12和气门挡板1的正常运行，因为轨道盘12和气门挡板1上凸柱35的配合属于精密配合，不能由杂物进入凹槽轨道267中，需要做适当的密封处理。发动机外壳将其他部件包裹在其内，轴心附近漏出对外连接的转子输出轴5，因为转子2高速转动时轨道盘12将搅动周围的空气旋转，发动机外壳将轨道盘12周围的气体密封在其附近，减少轨道盘12搅动空气旋转引起的能量损失，此外，在发动机外壳上设有进入冷却气体的冷气进气口和热气出气口，发动机外壳内旋转的气体将在冷气进气口处产生真空度将经过过滤的空气吸入发动机外壳中，发动机外壳内旋转的气体将在热气出气口产生高压排出到大气，或用于空调和发动机燃烧，这一过程将冷却发动机工作时机体的温度升高，也可在冷气进气口加入加压空气增加风冷效果。
[0101] 并发明的活塞转子可以根据燃烧室和活塞数量进行分类，如两燃烧室两活塞式、四燃烧室四活塞式、但燃烧室单活塞式等。
[0102] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
