CN101086224B - 滑动叶片转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型转子发动机-滑动叶片转子发动机(简称：G·W发动机)。该发动机定子内外两实体部分间有一近椭圆形的环形空腔，与嵌有两滑动叶片的圆环形转子装配后形成八个工作室。在转子转动时，八个工作室的容积连续改变，能独立完成事先设定的各自工况。其优点是与同功率发动机相比时，本发动机结构简单、对称，体积小、重量较轻，运行中振动小、噪声小。整机零件少，易于开发生产。它燃烧的能量直接产生转动力矩。它是一种连续运转的新型发动机。

Description

滑动叶片转子发动机

技术领域

本发明是内燃机类的，一种新型旋转发动机。具体地讲，它是一种，内置嵌有滑动叶片转子的旋转式发动机。它适合开发为汽油机、柴油机，及燃烧各种液体、气体燃料的发动机。

背景技术

现在应用的，冲程式发动机，在不同领域，因不同用途，开发出众多机型。它们有不同缸数、不同排列、不同排量之分。特别是近几十年来，冲程式发动机的设计和整体性能，已相当完善。采用了如：燃油电控喷射、电控点火、怠速控制、排气控制、进气控制、警告提示、自我诊断、矢效保护、最佳空燃比控制等诸多先进手段。但，同时也带来如下的更为现实的问题：冲程式发动机整机综合性能，进一步提高的空间越来越小。使得这种投入获得比越来越低。冲程式发动机的固有特性，也越来越突显为制约提高发动机性能的，且根本无法摆脱的障碍。这样，只有新的设计方案出台，才能打破这一尴尬的局面。而连续运转的旋转式发动机，在理论上的优点，则成了内燃机研发领域，急切渴望的追求。据悉，百多年来有两万多件旋转式发动机的设计方案和专利，均因各种缺陷，无法开发利用。少数设计方案，仅仅搞一两台出来，试验一下而止步。走得最远的是，德国汪克尔博士发明的“汪克尔转子发动机”，70年代由日本马自达公司和东洋工业公司分别花巨资购买“汪克尔”专利，并分别开发出，汽车用和船用引擎。但终因、燃油效率低、加工精度过高、结构不对称、振动和噪声大等缺陷，止步于初期少量实验性利用。时至今日，旋转式发动机，也只仅限于理论上对冲程式发动机的优势。而，无任何一款旋转式发动机的设计方案或专利，能成功进行充分开发利用，进而取代冲程式发动机。

发明内容

本发明的目的，意在克服上述现有技术的不足之处，提供一种，利于商业开发，适用广泛、新型旋转式发动机-滑动叶片转子发动机(英文缩写为G·W发动机)。

本发明的目的是采用下述的技术解决方案实现：在机座的轴承座上通过轴承安装有转轴，转轴上安装有由缸座支撑的旋转缸及启动电机等部件，转轴一端配置离合器。一个单体发动机为相邻的两个旋转缸同轴组合，旋转缸内部，定子内外实体间有一椭圆形环形空腔，转子为嵌有两只滑动叶片的圆环，转子与定子装配后，椭圆环形空腔被分隔为八个既相对独立密封又相关联的工作室，转子是通过转子-轴联接筋条与转轴连接，其作用是使转子与转轴同步旋转、停止，转子-轴联接筋条设置在旋转缸一侧外部，在转子转动时，八个工作室的容积连续改变，以完成各工作室事先设定的不同工况。

所述旋转缸定子根据设定功能不同，在适当位置设置进排气通道与阀门，限压、减压通道与阀门、润滑油循环通道与开口，转子适当位置也设有润滑油循环通道与开口。

所述转子与定子上设计配备有密封配件，以保证各工作室在发动机运转时的密闭，防止各工作室的串气、漏气。

本发动机可开发为风冷机和水冷机，风冷机在缸体外设置扇叶，水冷机在定子上设置冷却水循环通道。

本发明的积极有益的效果：本发动机，作功时，直接产生连续的转动力矩，无须曲柄连杆机构，本发动机尺寸较小，重量较轻，结构简单，零配件数少。G·W发动机的重量、体积、零件数分别只是同功率冲程式发动机的50％～40％。它结构对称，工况对称，振动小、噪声小，工作稳定可靠，启动性能好。较现行技术的冲程式发动机，具有较大的优势。

附图说明

图1是本发明的单体发动机总成示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是定子、转子主要尺寸、比例示意图。

图5是作功缸旋转方向及工作室示意图。

图6是压缩缸旋转方向及工作室示意图。

图中代号含义：1机座  2轴承座  3缸座  4启动电机  5旋转缸  6离合器  7轴承  8转子-轴联接筋条  9转轴  10定子  11转子  12滑动叶片  13发动机外端盖  14发动机内端盖  15转子旋转方向  16作功缸右外月牙腔叶前工作室  17作功缸右外月牙腔叶后工作室  18压缩缸左外月牙腔叶后工作室  19压缩缸左外月牙腔叶前工作室

具体实施方式

参照图1、图2、图3，G·W发动机，是在机座1的轴承座2上通过轴承7安装有转轴9，转轴9上安装有由缸座3支撑的旋转缸5及启动电机4，转轴9一端与离合器6配合，G·W单体发动机核心部件为，相邻的两个旋转缸5为同转轴9组合体。两个旋转缸5为结构基本相同的一个作功缸和一个压缩缸。转子11是通过转子-轴联接筋条8与转轴9连接，使转子11与转轴9相互带动同步旋转。它设置在旋转缸5一侧外部。

从A-A旋转缸剖面图及图4可见，旋转缸定子10内外实体间有一个近椭圆形的环形空腔。设定小椭圆短半轴长为2a、长半轴长为4a，大椭圆短半轴长为6a、长半轴长为8a。椭圆形的环形空腔各相位间距均为4a。

圆环形转子11宽为2a、外圆半径为6a、内圆半径为4a。宽为2a的圆环形转子11、装配入定子10椭圆形空腔，转子圆环外圆与大椭圆的短半轴弧形相切，转子圆环内圆与小椭圆长半轴弧形相切。转子与定子装配后，转子圆环把定子椭圆形空腔，分隔为内外两对对称的月牙形空腔，而对称镶嵌在转子圆环上的两个滑动叶片12，则把四个月牙形空腔分隔为八个工作室。

定子的椭圆形空腔各相位间距均为4a，滑动叶片长度也为4a。在转子旋转时，滑动叶片12始终在椭圆形间距间滑过。

设定及工况说明：当转子11带动滑动叶片12转动，八个工作室容积连续改变。各工作室，分别完成，事先设定的各工作室的各自功能。现以设定的一个单体机为例。一个单体机，即一个作功缸，一个压缩缸组合。图2中右边的作功缸及图5所示：转子11逆时针方向旋转，右外月牙腔，滑动叶片12由Y轴负半轴相位至正半轴相位，叶前工作室180°全程排出废气；叶后工作室在180°行程中，前0°～45°吸入压缩气(或燃油混合气)，45°时关闭进气阀门同时点火，45°～180°爆炸作功。(作功缸左外月牙腔工况与右外月牙腔工况完全对称相同)。图2中左压缩缸及图6所示：转子11逆时针方向旋转，左外月牙腔，滑动叶片12由Y轴正半轴相位至负半轴相位，叶后工作室180°全程进气，滑动叶片12前工作室、前0°～135°压缩空气，后135°～180°向作功缸压排压缩空气。(压缩缸右外月牙腔工况与左外月牙腔完全对称相同，即压缩缸左外月牙腔叶前工作室向作功缸右外月牙腔叶后工作室供气；同时压缩缸右外月牙腔叶前工作室向作功缸左外月牙腔叶后工作室供气)。

图3(图1中B-B剖视)，为外部侧面图，14、13分别为发动机内外端盖。8为转子-轴联接筋条，它的作用是，连接转子与转轴，使它们相互带动、同步旋转。

右作功缸中转子滑动叶片12相位较左压缩缸转子叶片相位超前45°。以便压缩缸排气与作功缸的进气同步进行。汽油机在两缸进排气间串入化油器，45°时关闭进气阀门点火作功。柴油机45°时关闭阀门喷油爆炸作功。

两缸的四个内月牙腔全部设定为机油泵功能。

作功缸排气，压缩缸进气，气门设定为常开状态，作功缸进气、压缩缸排气，则由与转轴相连与转子同步旋转的凸轮控制适时开闭。

本机机油泵可设置限压阀，以保证机油压力适当。本机启动瞬间机油泵和空气压缩，可瞬间打开减压阀以便于启动。

一个“作功缸-压缩缸”组合，构成单体发动机的主要部件。两缸配合，完成吸气、压缩、爆炸、排气，完整的作功过程。

按此方案亦可设计为，双体机，即两个“作功缸-压缩缸”组合，两个组合转子相位差90°同轴配置。如需要，也可开发为三体机，四体机等等。

本申请文件中的，转子旋转方向、各部件尺寸比例、各工作室的功能，以及压缩缸的45°排气、作功缸的45°进气等，均只是为了方便描述本技术方案实现的一种设定。

Claims (3)

1.一种滑动叶片转子发动机，包括发动机的旋转缸及滑动叶片，其特征在于：一个单体发动机为相邻的两个旋转缸同轴组合体，旋转缸内部，定子内外实体间有一椭圆形环形空腔，转子为嵌有两只滑动叶片的圆环，转子与定子装配后，椭圆环形空腔被分隔为八个既相对独立密封又相关联的工作室，转子是通过转子-轴联接筋条与转轴连接，其作用是使转子与转轴同步旋转、停止，转子-轴联接筋条设置在旋转缸一侧外部，在转子转动时，八个工作室的容积连续改变，以完成各工作室事先设定的不同工况。

2.如权利要求1所述的滑动叶片转子发动机，其特征在于：旋转缸定子根据设定功能不同，在适当位置设置进排气通道与阀门，限压、减压通道与阀门、润滑油循环通道与开口，转子适当位置也设有润滑油循环通道与开口。

3.如权利要求1所述的滑动叶片转子发动机，其特征在于：转子与定子上设计配备有密封配件，以保证各工作室在发动机运转时的密闭，防止各工作室的串气、漏气。

Images