CN100400820C - 凸凹齿轮式转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凸凹齿轮式转子发动机，旨在提供一种密封性能好，燃料燃烧充分，结构简单、工作平稳的发动机。缸体的两端分别设置有外端盖、内端盖、主轴和副轴，在缸体内部由中隔板分隔成至少两个结构完全相同的腔体，每个腔体为与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，每个腔体内的主轴上连接有带有U型套的凹齿转子，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片的凸齿转子，所述凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，两腔体中的两凹齿转子的相位差和凸齿转子的相位差分别为180度/齿数。在中隔板上有火花塞和导火孔。本发动机运转平稳，噪音小，磨损程度得到了改善，延长了使用寿命。减少了着火落后期，燃烧更完全。

Description

凸凹齿轮式转子发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，更具体的说，是涉及一种缸体内为至少两缸且相啮合的两转子分别为相应的凸齿和凹齿的转子发动机。

背景技术

目前，现有的转子式发动机中，由于转子和缸体不同心，在转动过程中，转子对缸体的撞击力大，而且存在滞后力，使发动机工作不平稳，振动和噪声大，磨损严重，内耗部分功。而且，现有的转子发动机在高速的运转过程中，每个工作循环都需要火花塞点火。高速频繁的点火加宽了诱导期(或者着火落后期)，使混合气燃烧不充分，燃料的效率低。并且，由于结构的限制，缸体的密封性能差。

发明内容

本发明是为了提供一种密封性能好，燃料燃烧充分，结构简单、工作平稳的凸凹齿轮式转子发动机。

本发明通过下述技术方案实现：

一种凸凹齿轮式转子发动机，缸体的两端分别设置有外端盖，在两外端盖内侧分别设置有内端盖，缸体内设置有主轴和副轴，其特征在于，在缸体内部由中隔板分隔成至少两个结构完全相同的腔体，主轴、副轴之间的外端盖与内端盖相接处通过调整螺栓固定有背压弹簧；每个腔体为由凉瓦块、热瓦块与缸体组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下、热瓦块上分别设置有背压弹簧片；每个腔体内的主轴上连接有带有U型套的凹齿转子，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片的凸齿转子，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室，所述凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动；所述主轴上两腔体中的两凹齿转子之间相位差为180度/凹齿齿数，副轴上两凸齿转子之间的相位差为180度/凸齿齿数；在中隔板上或两内端盖上与凹齿转子上部的工作室相应的位置设置有火花塞孔，所述火花塞孔中设置有火花塞，所述中隔板下端设置有贯通相邻腔体的导火孔，导火孔的下端位于主轴与副轴中心连线的附近；导火孔与凸齿转子相应的侧面与凸齿转子齿顶相切；当火花塞位于中隔板上时，导火孔位于火花塞的下端；当火花塞位于内端盖上时，火花塞的下端设置有打火孔，所述打火孔的两端分别与相应的凸齿转子齿顶和凹齿转子的齿底相切；在腔体径向外侧分别设置有集气道，两集气道向上延伸连接成排气管，两端的内端盖或中隔板上与倒“8”字形空腔径向外侧相应的位置设置有逐渐缩小的主进气道，内端盖与中隔板上的主进气道位于相同的圆周上，所述主进气道末端在凹齿转子的底部，所述主进气道与进气通道和化油器连通；在主进气道内侧设置有与空气滤清器相通的副进气孔。

在热瓦块与凹齿转子相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔，在热瓦块上设置有平衡气压孔，所述平衡气压孔的一端位于热瓦块与凹齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凹齿齿宽的位置，另一端位于热瓦块与凸齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凸齿齿顶宽的位置。

两排气管之间的空腔为预热室，在中隔板或两内端盖上设置有与预热室相通的预热燃料气进气孔，预热燃料气进气孔的末端在位于凸齿转子下端的压气室内并与压气室相通。

所述U型套的端部外侧与凹齿转子本体之间和所述U型套的底部与凹齿转子本体之间分别设置有间隙。

一种凸凹齿轮式转子发动机，缸体的两端分别设置有外端盖，在两外端盖内侧分别设置有内端盖，缸体内设置有主轴和副轴，其特征在于，在缸体内部由隔板分隔成至少四个结构完全相同的腔体，主轴、副轴之间的外端盖与内端盖相接处通过调整螺栓固定有背压弹簧；每个腔体为由凉瓦块、热瓦块与缸体组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下、热瓦块上分别设置有背压弹簧片；每个腔体内的主轴上连接有带有U型套的凹齿转子，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片的凸齿转子，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室，所述凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒

“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动；所述主轴上中部两腔体中的两凹齿转子之间相位差为180度/凹齿齿数，副轴上中部两凸齿转子之间的相位差为180度/凸齿齿数；外部腔体与相邻腔体的相位相同；在第一隔板或第二隔板上设置有火花塞，所述火花塞的下端与主轴和副轴中心连线的距离为凸齿齿顶宽度，所述火花塞的侧面与凸齿转子齿顶相切，所述火花塞下端设置有与相邻工作腔连通的打火孔，所述打火孔的两端分别与相应的凸齿转子齿顶和凹齿转子齿底相切；所述中隔板下端设置有贯通中部两腔体的导火孔，所述导火孔的下端位于主轴与副轴中心连线的附近；所述导火孔与凸齿转子相应的侧面与凸齿转子的齿顶相切；在中部两腔体交界的径向外侧分别设置有集气道，两集气道向上延伸连接成排气管，在第一隔板和第二隔板上与倒“8”字形空腔径向外侧相应的位置设置有逐渐缩小的进气道，进气道与进气通道连通，所述进气道末端在凹齿转子的底部；与所述进气道末端相邻处设置有混合气体进气道的末端，所述混合气体进气道的顶端与主轴和副轴中心连线的夹角为30度，所述混合气体进气道分别通过穿过第一隔板或第二隔板的管道与第一隔板或第二隔板另一侧面上的混合气体压气孔连接，所述进气通道与化油器连接。

所述混合气体压气孔上端与主轴和副轴中心连线的距离为二分之一凸齿齿顶宽；在内端盖上与上止点组合工作室临界处相应的位置设置有吸气孔，所述吸气孔与化油器连接。

位于中部的两腔体内，在热瓦块与凹齿转子相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔，在热瓦块上设置有平衡气压孔，所述平衡气压孔的一端位于热瓦块与凹齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凹齿齿宽的位置，另一端位于热瓦块与凸齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凸齿齿顶宽的位置。

两排气管之间的空腔为预热室，在第一隔板或第二隔板上分别设置有与预热室相通的预热燃料气进气孔，预热燃料气进气孔与混合气体压气孔连通。

所述U型套的端部外侧与凹齿转子本体之间和所述U型套的底部与凹齿转子本体之间分别设置有间隙。

本发明具有下述技术效果：

1.本发明的发动机的转子采用凹齿转子与凸齿转子互相啮合且与相应的缸体同心的结构，两转子反方向做纯回转运动，减少了滞后力，避免产生撞击力，因此，运转平稳，噪音小，磨损程度得到了改善，延长了使用寿命。

2.由于两腔体之间有连通的导火孔，且两个凹齿转子在两腔体的工作循环上有相位差，当火花塞点火起动后，两腔体燃烧室的燃气可通过导火孔实现两燃烧室的火焰传播，在最佳时刻两燃烧室自动交替点火。因此，减少了着火落后期，使燃烧更完全、彻底，提高了燃料的效率，减少了污染，有利于环保。并可使用多种燃料和稀混合气体。

3.两排气管之间形成预热室，能将燃料提前预热蒸发供给进气室，充分回收热量，提高了热效率。

4.吸气过程充分利用了排气的惯性能量和离心力来实现吸气和扫气，并采用混合气体与废气隔断的措施，使热量进一步得到回收，提高了热效率。

5.装在同一副轴上的两个凸齿转子之间存在相位差，装在同一主轴上的两个凹齿转子之间也存在相位差，工作时凸、凹齿转子可相互起到相位齿轮的作用，因此不用设置相位齿轮，输出功率均匀，工作平稳，结构简单。

6.U型套的使用能减少转子更换次数，凸、凹齿在啮合后有气体润滑的效果，提高了使用寿命。

7.多种密封结构组合在一起，缸体密封性能好。

8.在缸体内设置具有增压作用的压气缸，可以提高发动机的功率。

附图说明

图1为本发明双缸凸凹齿轮式转子发动机的剖视图；

图2为A缸的A-A剖视图；

图3为B缸的B-B剖视图；

图4为中隔板的结构示意图；

图5为四缸凸凹齿轮式转子发动机的剖视图；

图6为A1缸的A1-A1剖视图；

图7为B1缸的B1-B1剖视图；

图8为A2缸的A2-A2剖视图；

图9为B2缸的B2-B2剖视图；

图10为隔板正面的结构示意图；

图11为隔板反面的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。

实施例1：8凹齿转子和6凸齿转子组成的双缸发动机

图1为本发明双缸凸凹齿轮式转子发动机的剖视图，在缸体38的两端分别设置有外端盖24、32，在两外端盖内侧分别设置有内端盖25、27，缸体内设置有主轴28和副轴31，主轴、副轴之间的外端盖与内端盖相接处通过调整螺栓22固定有背压弹簧23，通过调整螺栓30固定有背压弹簧29。在缸体内部由中隔板26分隔成两个结构完全相同的腔体A缸、B缸，中隔板、内端盖与背压弹簧实现轴向密封。图2为A缸的A-A剖视图，在A缸中，由凉瓦块1-1、热瓦块12-1与缸体38组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下设置有背压弹簧片17-1，热瓦块上设置有背压弹簧片9-1，使倒“8”字形空腔与转子之间密封。主轴上连接有带有U型套4的8凹齿转子3-1，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片15的6凸齿转子2-1，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室。U型套和滚动密封片可以从转子的一端插入相应的U型套槽和滚动密封片槽中实现安装。U型套可以为多个，分别固定在凹齿转子上，也可以将多个U型套连接成一体后，固定在凹齿转子上。主轴、副轴与相应的转子之间可以采用花键配合。凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，分别沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动，在相交处实现交接密封，凉瓦块、热瓦块、U型套和滚动密封片实现腔体的径向密封。凸齿转子2-1与腔体之间形成凸齿转子工作室37-1，凹齿转子3-1与腔体之间形成凹齿转子工作室36-1，凸齿与凹齿之间形成组合工作室。U型套和滚动密封片可使每个相邻的组合工作室完全隔开，随着旋转容积不断变化。图3为B缸的B-B剖视图，在B缸中，由凉瓦块1-2、热瓦块12-2与缸体38组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下设置有背压弹簧片17-2，热瓦块上设置有背压弹簧片9-2，使倒“8”字形空腔与转子之间密封。主轴上连接有带有U型套4的8凹齿转子3-2，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片15的6凸齿转子2-2，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室。U型套和滚动密封片可以从转子的一端插入相应的U型套槽和滚动密封片槽中实现安装。主轴、副轴与相应的转子之间可以采用花键配合。凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，分别沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动，在相交处实现交接密封，凉瓦块、热瓦块、U型套和滚动密封片实现腔体的径向密封。凸齿转子2-2与腔体之间形成凸齿转子工作室37-2，凹齿转子3-2与腔体之间形成凹齿转子工作室36-2，凸齿与凹齿之间形成组合工作室。U型套和滚动密封片可使每个相邻的组合工作室完全隔开，随着旋转容积不断变化。A缸、B缸的结构相同，但主轴上两凹齿转子3-1、3-2之间相位差为180/凹齿齿数，对于8凹齿转子相位差为22.5度，副轴上两凸齿转子2-1、2-2之间的相位差为180/凸齿齿数，对于6凸齿转子相位差为30度。这样，整个工作循环产生相位差，避免使用相位齿轮，使发动机结构更简单。在中隔板26上与凹齿转子上部的工作室相应的位置设置有火花塞孔，火花塞孔中安装有火花塞20。火花塞也可以安装在内端盖25、27上。在中隔板上设置有贯通相邻腔体A缸、B缸的导火孔19。导火孔位于上止点附近，其下端位于主轴与副轴中心连线附近。导火孔与凸齿转子相应的侧面与凸齿转子齿顶相切。当火花塞位于中隔板上时，导火孔位于火花塞的下端。当火花塞位于内端盖上时，火花塞的下端设置有打火孔，所述打火孔的两端分别与相应的凸齿转子齿顶和凹齿转子的齿底相切。在A缸中，在腔体径向外侧分别设置有集气道6-1、14-1，两集气道6-1、14-1向上延伸连接成排气管10-1。在B缸中，在腔体径向外侧分别设置有集气道6-2、14-2，两集气道6-2、14-2向上延伸连接成排气管10-2。在两端的内端盖或中隔板上与倒“8”字形空腔外侧相应的位置设置有逐渐缩小的主进气道5-1、16-1、5-2、16-2、5-1′、16-1′、5-2′、16-2′，内端盖与中隔板上的主进气道位于相同的圆周上。也可以将两集气道6-1、6-2合并成一个，将两集气道14-1、14-2合并成一个，之后合并成一个排气管，安装在A缸与B缸交界处腔体径向外侧。此时，主进气道只能设置在两内端盖上，不能设置在中隔板上。图4为中隔板的结构示意图，主进气道末端在凹齿转子的底部。在主进气道内侧设置有与空气滤清器相通的副进气孔8-1、21-1、8-2、21-2。主进气道5-1、5-2、5-1′、5-2′与进气通道7连通，主进气道16-1、16-2、16-1′、16-2′与进气通道13连通，进气通道7、13与化油器连通。燃料通过化油器和进气通道、主进气道进入凹齿与空腔之间形成的凹齿转子工作室36-1、36-2和凸齿与空腔之间形成的凸齿转子工作室37-1、37-2内。

在A缸中，当充满燃料的工作室转动到上止点附近时，凸、凹齿转子互相啮合，压缩可燃混合气体，形成容积最小的工作室，火花塞点火，气体燃烧作功，产生旋转运动，形成由部分凸齿转子工作室和凹齿转子工作室组成的组合工作室。当气体燃烧后，组合工作室又分成凹齿转子工作室和凸齿转子工作室，分别携带残余废气反方向旋转。在经过集气道时，废气很快经集气道汇合至排气管后排出缸外。经过一段自由排气行程后，由于自由排气在排气管里的惯性作用，使凸齿转子工作室和凹齿转子工作室中的气体很快变为负压，在转动到副进气孔时，吸进一定量的不带燃料的新鲜空气，当转动到主进气道时，吸进带有燃料的混合气体。吸进的新鲜空气可把凸齿转子工作室和凹齿转子工作室中的残气与吸进的混合气体有效的分隔开，从而避免在扫气过程中燃料的流失。由于两凹齿转子之间存在相位差，在上止点附近，凹、凸齿转子啮合时，两缸的组合工作室通过导火孔连通。A、B两缸的组合工作室在相继滑过导火孔时，燃烧的混合气体通过导火孔由A缸的组合工作室进入B缸的组合工作室，再由B缸的组合工作室进入A缸的组合工作室，从而，该发动机通过火花塞点火后，A、B两缸的工作室可实现自动交替火焰传播点火。这样，该发动机将燃料的吸入、压缩、燃烧作功、排气即吸压爆排的全过程周而复始的进行，动力经副轴输出，输出功率均匀。

在热瓦块12-1上与凹齿转子相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔33-1，在热瓦块12-2上与凹齿转子相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔33-2，当气体爆发后，一部分气体通过背压导气孔33-1进入背压弹簧片9-1与热瓦块12-1之间，通过背压导气孔33-2进入背压弹簧片9-2与热瓦块12-2之间，实现两转子工作室的径向密封。在热瓦块12-1上设置有平衡气压孔34-1，在热瓦块12-2上设置有平衡气压孔34-2，平衡气压孔的一端位于热瓦块与凹齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凹齿齿宽的位置，另一端位于热瓦块与凸齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凸齿齿顶宽的位置。当气体爆发后，一部分气体通过平衡气压孔实现凸齿转子工作室与凹齿转子工作室的气压平衡，使凹齿转子工作室中的气体进一步得到应用，以提高燃料的效率。

为了充分回收能量，提高热效率，两排气管之间的空腔为预热室11-1、11-2，在中隔板26上设置有与预热室相通的预热燃料气进气孔35，预热燃料气进气孔35的末端在位于凸齿转子下端的压气室18内，并与A缸和B缸的压气室相通。当燃料经过预热室时被排气管中的热气体预热，经预热燃料气进气孔进入压气室内。转动到火花塞的位置参与燃烧。预热燃料气进气孔也可以分别设置在内端盖上，两预热室分别与相邻的预热燃料气进气孔连通。

在U型套4的端部外侧与凹齿转子本体之间设置有侧间隙39，当U型套磨损后仍能实现密封，减少U型套更换的次数，提高了使用寿命。在U型套4的底部与凹齿转子本体之间设置有间隙40，当气体膨胀后，U型套两端部能抱紧凸齿转子的凸齿，保证工作室的密封。

滚动弹簧片可以为一块，也可以由两块弹簧片叠加而成，以减小加工难度，增加密封性能。

在两转子与缸体之间留有热膨胀的配合间隙，防止转动过程中两转子被缸体卡住。两转子互相啮合的凸齿与凹齿的设计与单圆弧齿轮理论相同。

以上是双缸且双缸均做功的发动机的实施例。本发明的发动机根据实际需要可以是三缸或四缸等，且各缸均做功的发动机。当发动机为三缸时，在B缸的侧面加装与A缸结构及相位完全相同的另一缸，或者在A缸的侧面加装与B缸结构和相位完全相同的另一缸。当发动机为四缸时，可以在B缸或A缸的侧面加装与A、B两缸组合后结构及相位完全相同的另两缸。依次类推。

本发明的发动机还可以使用两个缸作为压气缸，两压气缸不做功。下面以中部的两缸做功，外部的两缸不做功的四缸6凸齿转子8凹齿转子发动机为例对本发明进一步说明。

实施例2为8凹齿转子和6凸齿转子组成的两缸做功两缸压气的四缸发动机，其中部两缸的结构及工作过程与实施例1基本相同，在两缸的外侧分别增加一个压气缸。

图5为四缸凸凹齿轮式转子发动机的剖视图，在缸体38的两端分别设置有外端盖24、32，在两外端盖内侧分别设置有内端盖25、27，缸体内设置有主轴28和副轴31，主轴、副轴之间的外端盖与内端盖相接处通过调整螺栓22固定有背压弹簧23，通过调整螺栓30固定有背压弹簧29。在缸体内部由第一隔板26-1、中隔板26、第二隔板26-2分隔成四个结构完全相同的腔体A2缸、A1缸、B1缸、B2缸，第一隔板、中隔板、第二隔板、内端盖与背压弹簧实现轴向密封。图6为A1缸的A1-A1剖视图，在A1缸中，由凉瓦块1-A1、热瓦块12-A1与缸体38组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下设置有背压弹簧片17-A1，热瓦块上设置有背压弹簧片9-A1。主轴上连接有带有U型套4的凹齿转子3-A1，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片15的凸齿转子2-A1，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室。凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动。图10为隔板的正面示意图，图11为隔板的背面示意图，在第一隔板26-1上与倒“8”字形空腔径向外侧相应的位置设置有逐渐缩小的进气道5-A1、16-A1，进气道末端在凹齿转子3-A1的底部。与进气道5-A1、16-A1末端相邻处设置有混合气体进气道42-A1、41-A1的末端，所述混合气体进气道42-A1、41-A1的顶端与主轴和副轴中心连线的夹角为30度，混合气体进气道42-A1、41-A1分别通过穿过第一隔板的管道与第一隔板另一侧面上的混合气体压气孔44-A连接。混合气体压气孔44-A上端与主轴和副轴中心连线的距离为二分之一凸齿齿顶宽。进气道5-A1与进气通道7-A连通，进气道16-A1与进气通道13-A连通，进气通道7A、13A与化油器连通。

图7为B1缸的B1-B1剖视图，在B1缸中，由凉瓦块1-B1、热瓦块12-B1与缸体38组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下设置有背压弹簧片17-B1，热瓦块上设置有背压弹簧片9-B1。主轴上连接有带有U型套4的凹齿转子3-B1，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片15的凸齿转子2-B1，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室。凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动。图10为隔板的正面示意图，图11为隔板的背面示意图，在第二隔板26-2上与倒“8”字形空腔径向外侧相应的位置设置有逐渐缩小的进气道5-B1、16-B1，进气道末端在凹齿转子3-B1的底部。与进气道5-B1、16-B1末端相邻处设置有混合气体进气道42-B1、41-B1的末端，所述混合气体进气道42-B1、41-B1的顶端与主轴和副轴中心连线的夹角为30度，混合气体进气道42-B1、41-B1分别通过穿过第二隔板的管道与第二隔板另一侧面上的混合气体压气孔44-B连接。混合气体压气孔44-B上端与主轴和副轴中心连线的距离为二分之一凸齿齿顶宽。进气道5-B1与进气通道7-A连通，进气道16-B1与进气通道13-A连通。

图8为A2缸的A2-A2剖视图，在A2缸中，由凉瓦块1-A2、热瓦块12-A2与缸体38组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下设置有背压弹簧片17-A2，热瓦块上设置有背压弹簧片9-A2。主轴上连接有带有U型套4的凹齿转子3-A2，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片15的凸齿转子2-A2，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室。凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动。

图9为B2缸的B2-B2剖视图，在B2缸中，由凉瓦块1-B2、热瓦块12-B2与缸体38组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下设置有背压弹簧片17-B2，热瓦块上设置有背压弹簧片9-B2。主轴上连接有带有U型套4的凹齿转子3-B2，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片15的凸齿转子2-B2，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室。凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动。

在第一隔板26-1或第二隔板26-2上设置有火花塞20，火花塞的下端与主轴和副轴中心连线的距离为凸齿齿顶宽度，火花塞的侧面与凸齿转子齿顶相切，火花塞下端设置有与相邻工作腔连通的打火孔43，当火花塞在第一隔板上时，打火孔与A1缸连通，当火花塞在第二隔板上时，打火孔与B1缸连通。打火孔的两端分别与相应的凸齿转子齿顶和凹齿转子齿底相切。中隔板26下端设置有贯通中部两腔体A1缸、B1缸的导火孔19，导火孔位于上止点附近，导火孔19的下端位于主轴与副轴中心连线的附近，导火孔与凸齿转子相应的侧面与凸齿转子的齿顶相切。在中部两腔体A1缸、B1缸交界的径向外侧分别设置有集气道6、14，两集气道向上延伸连接成排气管10。在内端盖25、27上与上止点组合工作室临界处相应的位置分别设置有吸气孔45-1、45-2，吸气孔分别与化油器连接。

主轴上中部两腔体A1、B1缸中的两凹齿转子3-A1、3-B1之间相位差为180度/凹齿齿数，副轴上中部A1、B1缸两凸齿转子2-A1、2-B1之间的相位差为180度/凸齿齿数。对于8凹齿转子相位差为22.5度，对于6凸齿转子相位差为30度。外部腔体A2缸与相邻腔体A1缸的相位相同，外部腔体B2缸与相邻腔体B1缸的相位相同。

在A1缸中，当组合工作室达到上止点时，混合气体压气孔44-A关闭，吸气孔45-1在开放的临界处，即将开放。当啮合的组合工作室由上止点开始逐渐滑过吸气孔45-1时，由于组合工作室的容积不断变大，产生真空负压，从而通过吸气孔45-1吸入与化油器相通的混合气体。带有混合气体的工作室旋转啮合压缩混合气体使气体压入混合气体压气孔44-A，再通过管道斜穿过第一隔板26-1进入混合气体进气道41-A1、42-A1。由于混合气体进气道内端与混合气体压气孔有相位差，且混合气体进气道顶端与主轴和副轴的中心连接的夹角为30度，可以避免燃烧气体窜入气道，避免回火。混合气体进气道41-A1、42-A1的末端与进气道5-A1、16-A1相邻但不直接相通，当工作室经过结合处时，工作室内的气体很快被混合气体进气道带压混合气体冲气增压，增压后的混合气体通过工作室再进入气道参与扫气。混合气体进气道与对应进气道间隔加大，增压比提高，间隔减小或相通增压比减小，但参与扫气效率提高，间距根据增压性能的要求选择。B1缸与A1缸压气过程相同。燃料吸入、压缩后，当工作室转动到上止点时，完成燃烧作功、排气的过程。

在热瓦块12-A1、12-B1上与凹齿转子3-A1相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔33-A1、33-B1，在热瓦块12-B1上与凹齿转子3-B1相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔33-B1，当气体爆发后，一部分气体通过背压导气孔33-A1进入背压弹簧片9-A1与热瓦块12-A1之间，通过背压导气孔33-B1进入背压弹簧片9-B1与热瓦块12-B1之间，实现两转子工作室的径向密封。在热瓦块12-A1上设置有平衡气压孔34-A1，在热瓦块12-B1上设置有平衡气压孔34-B1，平衡气压孔的一端位于热瓦块与凹齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凹齿齿宽的位置，另一端位于热瓦块与凸齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凸齿齿顶宽的位置。当气体爆发后，一部分气体通过平衡气压孔实现凸齿转子工作室与凹齿转子工作室的气压平衡，使凹齿转子工作室中的气体进一步得到应用，以提高燃料的效率。

为了充分回收能量，提高热效率，两排气管之间的空腔为预热室11，在第一隔板26-1上设置有与预热室11相通的预热燃料气进气孔35-A，混合气体压气孔44-A与预热燃料气进气孔35-A连通。在第二隔板26-1上设置有与预热室11相通的预热燃料气进气孔35-B，混合气体压气孔44-B与预热燃料气进气孔35-B连通。当燃料经过预热室时被排气管中的热气体预热，经预热燃料气进气孔进入混合气体压气孔内。转动到火花塞的位置参与燃烧。

尽管参照实施例对所公开的涉及一种凸凹齿轮式转子发动机进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种凸凹齿轮式转子发动机，缸体的两端分别设置有外端盖，在两外端盖内侧分别设置有内端盖，缸体内设置有主轴和副轴，其特征在于，在缸体内部由中隔板分隔成至少两个结构完全相同的腔体，主轴、副轴之间的外端盖与内端盖相接处通过调整螺栓固定有背压弹簧；每个腔体为由凉瓦块、热瓦块与缸体组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下、热瓦块上分别设置有背压弹簧片；每个腔体内的主轴上连接有带有U型套的凹齿转子，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片的凸齿转子，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室，所述凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动；所述主轴上两腔体中的两凹齿转子之间相位差为180度/凹齿齿数，副轴上两凸齿转子之间的相位差为180度/凸齿齿数；在中隔板上或两内端盖上与凹齿转子上部的工作室相应的位置设置有火花塞孔，所述火花塞孔中设置有火花塞，所述中隔板下端设置有贯通相邻腔体的导火孔，导火孔的下端位于主轴与副轴中心连线的附近；导火孔与凸齿转子相应的侧面与凸齿转子齿顶相切；当火花塞位于中隔板上时，导火孔位于火花塞的下端；当火花塞位于内端盖上时，火花塞的下端设置有打火孔，所述打火孔的两端分别与相应的凸齿转子齿顶和凹齿转子的齿底相切；在腔体径向外侧分别设置有集气道，两集气道向上延伸连接成排气管，两端的内端盖或中隔板上与倒“8”字形空腔径向外侧相应的位置设置有逐渐缩小的主进气道，内端盖与中隔板上的主进气道位于相同的圆周上，所述主进气道末端在凹齿转子的底部，所述主进气道与进气通道和化油器连通；在主进气道内侧设置有与空气滤清器相通的副进气孔。

2.根据权利要求1所述的凸凹齿轮式转子发动机，其特征在于，在热瓦块与凹齿转子相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔，在热瓦块上设置有平衡气压孔，所述平衡气压孔的一端位于热瓦块与凹齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凹齿齿宽的位置，另一端位于热瓦块与凸齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凸齿齿顶宽的位置。

3.根据权利要求1所述的凸凹齿轮式转子发动机，其特征在于，两排气管之间的空腔为预热室，在中隔板或两内端盖上设置有与预热室相通的预热燃料气进气孔，预热燃料气进气孔的末端在位于凸齿转子下端的压气室内并与压气室相通。

4.根据权利要求1所述的凸凹齿轮式转子发动机，其特征在于，所述U型套的端部外侧与凹齿转子本体之间和所述U型套的底部与凹齿转子本体之间分别设置有间隙。

5.一种凸凹齿轮式转子发动机，缸体的两端分别设置有外端盖，在两外端盖内侧分别设置有内端盖，缸体内设置有主轴和副轴，其特征在于，在缸体内部由隔板分隔成至少四个结构完全相同的腔体，主轴、副轴之间的外端盖与内端盖相接处通过调整螺栓固定有背压弹簧；每个腔体为由凉瓦块、热瓦块与缸体组成与主轴和副轴同心的倒“8”字形空腔，在凉瓦块下、热瓦块上分别设置有背压弹簧片；每个腔体内的主轴上连接有带有U型套的凹齿转子，副轴上连接有齿根部带有滚动密封片的凸齿转子，凸齿转子与凹齿转子互相啮合构成容积可变的组合工作室，所述凸齿转子与凹齿转子的顶部与倒“8”字形空腔内壁滑动接触，沿倒“8”字形空腔内壁向相反方向转动；所述主轴上中部两腔体中的两凹齿转子之间相位差为180度/凹齿齿数，副轴上中部两凸齿转子之间的相位差为180度/凸齿齿数；外部腔体与相邻腔体的相位相同；在第一隔板或第二隔板上设置有火花塞，所述火花塞的下端与主轴和副轴中心连线的距离为凸齿齿顶宽度，所述火花塞的侧面与凸齿转子齿顶相切，所述火花塞下端设置有与相邻工作腔连通的打火孔，所述打火孔的两端分别与相应的凸齿转子齿顶和凹齿转子齿底相切；所述中隔板下端设置有贯通中部两腔体的导火孔，所述导火孔的下端位于主轴与副轴中心连线的附近；所述导火孔与凸齿转子相应的侧面与凸齿转子的齿顶相切；在中部两腔体交界的径向外侧分别设置有集气道，两集气道向上延伸连接成排气管，在第一隔板和第二隔板上与倒“8”字形空腔径向外侧相应的位置设置有逐渐缩小的进气道，进气道与进气通道连通，所述进气道末端在凹齿转子的底部；与所述进气道末端相邻处设置有混合气体进气道的末端，所述混合气体进气道的顶端与主轴和副轴中心连线的夹角为30度，所述混合气体进气道分别通过穿过第一隔板或第二隔板的管道与第一隔板或第二隔板另一侧面上的混合气体压气孔连接。

6.根据权利要求5所述的凸凹齿轮式转子发动机，其特征在于，所述混合气体压气孔上端与主轴和副轴中心连线的距离为二分之一凸齿齿顶宽；在内端盖上与上止点组合工作室临界处相应的位置设置有吸气孔，所述吸气孔与化油器连接。

7.根据权利要求5所述的凸凹齿轮式转子发动机，其特征在于，位于中部的两腔体内，在热瓦块与凹齿转子相应的圆弧面的二分之一处设置有背压导气孔，在热瓦块上设置有平衡气压孔，所述平衡气压孔的一端位于热瓦块与凹齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凹齿齿宽的位置，另一端位于热瓦块与凸齿转子相应的圆弧上，且与圆弧底部的距离为凸齿齿顶宽的位置。

8.根据权利要求5所述的凸凹齿轮式转子发动机，其特征在于，两排气管之间的空腔为预热室，在第一隔板或第二隔板上分别设置有与预热室相通的预热燃料气进气孔，预热燃料气进气孔与混合气体压气孔连通。

9.根据权利要求5所述的凸凹齿轮式转子发动机，其特征在于，所述U型套的端部外侧与凹齿转子本体之间和所述U型套的底部与凹齿转子本体之间分别设置有间隙。

Images