CN101105142A

CN101105142A - 菱形转子发动机

Info

Publication number: CN101105142A
Application number: CNA2007100163259A
Authority: CN
Inventors: 徐培瑜; 石永军; 张绍智
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2008-01-16

Abstract

本发明涉及一种菱形转子发动机。其技术方案是：主要由壳体、转子中枢、端盖组成，壳体两侧分别设有端盖，转子中枢在壳体内表面内自由旋转，其中，所述的转子中枢由四个滑片、四个支撑轴、多个径向密封条、多个轴向密封条及一个动力轮组成，四个滑片分别两两连接构成菱形，随着转子中枢形状改变，滑片上的支撑轴分别与动力轮上的弧形支撑轴配合曲面相互作用，进而把动力传到主轴，在转子中枢旋转、变形过程中，动力轮始终位于转子中枢的几何中心，并随转子中枢对角密封绞的绞心连线同步旋转。有益效果是：比三角活塞转子式发动机有着更少的活动部件，从理论上彻底消除了往复运动，在不考虑制造误差的情况下是一种零振动的发动机，热效率更高。

Description

菱形转子发动机

一、技术领域：

本发明涉及一种转子发动机，特别涉及一种菱形转子发动机。

二、背景技术：

往复运动活塞发动机，工作时活塞在汽缸内做上下往复直线运动，为了把活塞的直线运动转换成旋转(通俗理解为轮子运转)运动，必须使用曲柄、连杆机构，这些曲柄连杆机构在活塞的作用下把往复运动转换成旋转运动。完成吸气、压缩、燃烧膨胀(作功)和排气4个过程。往复运动活塞发动机因具有曲轴、连杆及凸轮式配气机构，结构复杂、相互摩擦部件多、热效率低，传统的四冲程活塞发动机每做一次功，主轴要旋转720度，增加了无用的功耗。

与往复运动活塞发动机相比，三角活塞转子发动机取消了无用的直线运动，三角活塞转子发动机有着更少的活动部件，因而同样功率三角活塞转子发动机体积小，重量轻，而且振动和噪声低，具有较大优势，但三角活塞转子发动机的三角活塞转子在旋转运动中必然伴随有往复运动，因此并没有彻底消除振动的产生。

三、发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种体积减小、降低噪音的菱形转子发动机。

其技术方案是：主要由壳体、转子中枢、端盖组成，壳体两侧分别设有端盖，转子中枢在壳体内表面内自由旋转，其中，转子中枢在旋转过程中与壳体的内表面、两个端盖始终形成四个封闭空间，任意时刻四个封闭空间1个处于吸气、1个处于压缩、1个处于膨胀、1个处于排气过程；所述的转子中枢由四个滑片、四个支撑轴、多个径向密封条、多个轴向密封条及一个动力轮组成，四个滑片分别两两连接构成菱形，随着转子中枢形状改变，滑片上的支撑轴分别与动力轮上的弧形支撑轴配合曲面相互作用，进而把动力传到主轴，在转子中枢旋转、变形过程中，动力轮始终位于转子中枢的几何中心，并随转子中枢对角密封绞的绞心连线同步旋转。

所述的滑片上有阴密封绞、阳密封绞、两侧有轴向密封槽、阴密封绞有径向密封槽，轴向密封槽内安装轴向密封条，径向密封槽内安装径向密封条，阴密封绞、阳密封绞连线中心有圆柱形支撑轴孔。

较详细的是：所述的动力轮上主要有主轴、多个弧形支撑轴配合曲面的机械结构，所述的每个滑片上的支撑轴安装在圆柱形支撑轴孔中，并且与动力轮上的弧形支撑轴配合曲面相互作用，在转子中枢旋转、变形过程中，每个支撑轴在弧形支撑轴配合曲面内相对运动。

更具体的是：在上述的相对运动中，一组相对的弧形支撑轴配合曲面(13)与相对应的支撑轴传递动力，另一组相对应的弧形支撑轴配合曲面(13)与相对应的支撑轴起着支撑的作用，转子中枢每旋转90度，传递动力与支撑的作用就交换一次。

另外，所述的端盖有多个螺纹孔，且至少有一个端盖有主轴孔。

所述的壳体上设有的两个吸气孔及两个排气孔交替排列，任一个吸气孔与相邻的排气孔间隔排列，壳体两端面设有端面密封槽。

本发明的特点如下：

体积小重量轻：在同样功率的情况下，体积为往复运动活塞发动机的1/5、体积为三角活塞转子式发动机3/10。扭矩更均匀，精简更结构，热效率更高；

均匀的扭矩特性：根据研究结果，本发明整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线；

运行更安静，噪音更小：对于往复活塞发动机，活塞运动本身就是一个振动源，同时气门机构也会产生令人讨厌的机械噪音，另外从理论上看，三角活塞转子发动机的三角活塞转子在旋转运动中必须伴随有往复运动，因此并没有彻底消除振动的产生。而本发明从理论上彻底消除了往复运动，在不考虑制造误差的情况下是一种零振动的发动机。没有运动产生的振动，而且没有气门机构，因此能够更平稳和更安静的运行；

可靠性和耐久性：如上所述，每一个滑片都可看作一个往复运动活塞发动机的活塞，每一个滑片的排量等量于一个往复运动活塞发动机的排量，则菱形转子发动机以1/8的往复运动活塞发动机主轴速度运转时和往复运动活塞发动机的功率相等。另外，由于菱形转子发动机没有那些高转速运动部件，如摇臂和连杆，所以在高负荷运动中，更可靠和更耐久。

本发明的有益效果是：本发明超越了三角活塞转子式发动机相对于往复运动活塞发动机的所有优点：比三角活塞转子式发动机有着更少的活动部件，从理论上彻底消除了往复运动，在不考虑制造误差的情况下是一种零振动的发动机，热效率更高。

四、附图说明：

附图1是本发明的整体结构示意图；

附图2是本发明的转子中枢的结构示意图；

附图3是本发明的动力轮的结构示意图；

附图4是本发明的滑片的结构示意图；

附图5是本发明的壳体的结构示意图。

五、具体实施方式：

结合附图1-5，对本发明作进一步的描述：

其技术方案是：主要由壳体4、转子中枢6、端盖2、5组成，壳体4两侧分别设有端盖2、5，转子中枢6在壳体内表面内自由旋转，其中，转子中枢6在旋转过程中与壳体4的内表面、两个端盖2、5始终形成四个封闭空间，任意时刻四个封闭空间1个处于吸气、1个处于压缩、1个处于膨胀、1个处于排气过程；所述的转子中枢由四个滑片7、四个支撑轴11、四个径向密封条9、八个轴向密封条8及一个动力轮10组成，四个滑片分别两两连接，构成菱形，随着转子中枢形状改变，滑片7上的支撑轴11分别与动力轮10上的弧形支撑轴配合曲面13相互作用，进而把动力传到主轴，在转子中枢旋转、变形过程中，动力轮10始终位于转子中枢的几何中心，并随转子中枢对角密封绞17、14的绞心连线同步旋转。

在旋转过程中4个滑片上的支撑轴总能分别与动力轮上的4个支撑轴配合合曲面相互作用，在滑片与主轴之间起着相互传递动力的作用：发动机起动时把动力由主轴传到转子中枢，发动机起动后把动力由转子中枢传到主轴。

需要特别说明的是：转子中枢的变形是指每1个滑片本身的阴、阳密封绞的绞心连线与与其绞接的另外2个滑片本身的阴、阳密封绞的绞心连线的夹角大小发生变化，1个滑片受到膨胀过程高压气体的作用，这个作用迫使整个转子中枢变形，转子中枢必须整体在壳体内表面所围成的空间内旋转才能满足这一要求。

其中，参照图4，滑片7上有阴密封绞17、阳密封绞14、两侧有轴向密封槽15、阴密封绞有径向密封槽16，轴向密封槽内安装轴向密封条，径向密封槽内安装径向密封条，阴密封绞、阳密封绞连线中心有圆柱形支撑轴孔18。

参照图3，所述的动力轮10上主要由主轴12、四个弧形支撑轴配合曲面13的机械结构组成，所述的每个滑片上的支撑轴11安装在圆柱形支撑轴孔18中，并且与动力轮10上的弧形支撑轴配合曲面13相互作用，在转子中枢旋转、变形过程中，每个支撑轴在弧形支撑轴配合曲面13内相对移动、转动或相对转动。

在运动中，一组相对的弧形支撑轴配合曲面13与相对应的支撑轴传递动力，另一组相对应的弧形支撑轴配合曲面13与相对应的支撑轴起着支撑的作用，转子中枢每旋转90度，传递动力与支撑的作用就交换一次。

另外，参照附图5，端盖2、5有多个螺纹孔19，且至少有一个端盖有主轴孔3；壳体4上设有的两个吸气孔及两个排气孔交替排列，任一个吸气孔与相邻的排气孔间隔排列，可以为85-95度，壳体两端面设有端面密封槽20。

组装时，壳体4、端盖2和5由螺栓连接通过螺纹孔19组装成固定不动的发动机外壳。轴向密封槽15内安装轴向密封条，径向密封槽16内安装径向密封条，滑片7分别两两由阴、阳密封绞绞接，支撑轴11安装在滑片的圆柱形支撑轴孔18内，4个滑片上的支撑轴11分别与动力轮10上的四个支撑轴配合曲面13相互作用，动力轮的主轴12安装在端盖的主轴孔3内。

本发明利用壳体内表面、两个端盖内表面与4个滑片形成4个封闭的空间，在旋转、变形的过程中4个滑片的径向密封条与壳体内表面始终接触，转子中枢每旋转360度，内表面、2个端盖内表面与4个滑片形成4个封闭的空间的每1个都要经过1次吸气、压缩、膨胀、排气4个过程。相临滑片之间由阴、阳密封绞紧密绞接，并与动力轮通过支撑轴相互作用，进而把动力传到主轴。

如上所述，每1个滑片都可看作1个往复运动活塞发动机的活塞，每1个滑片的排量等量于1个往复运动活塞发动机的排量，则菱形转子发动机以1/8的往复运动活塞发动机主轴速度运转时和往复运动活塞发动机的功率相等。

Claims

1.一种菱形转子发动机，主要由壳体(4)、转子中枢(6)、端盖(2、5)组成，壳体(4)两侧分别设有端盖(2、5)，转子中枢(6)在壳体内表面内自由旋转，其特征是：转子中枢(6)在旋转过程中与壳体(4)的内表面、两个端盖(2、5)始终形成四个封闭空间，任意时刻四个封闭空间1个处于吸气、1个处于压缩、1个处于膨胀、1个处于排气过程；所述的转子中枢由四个滑片(7)、四个支撑轴(11)、多个径向密封条(9)、多个轴向密封条(8)及一个动力轮(10)组成，四个滑片分别两两连接，构成菱形，随着转子中枢形状改变，滑片(7)上的支撑轴(11)分别与动力轮(10)上的弧形支撑轴配合曲面(13)相互作用，进而把动力传到主轴，在转子中枢旋转、变形过程中，动力轮(10)始终位于转子中枢的几何中心。

2.根据权利要求1所述的菱形转子发动机，其特征是：所述的滑片(7)上有阴密封绞(17)、阳密封绞(14)、两侧有轴向密封槽(15)、阴密封绞有径向密封槽(16)，轴向密封槽内安装轴向密封条，径向密封槽内安装径向密封条，阴密封绞、阳密封绞连线中心有圆柱形支撑轴孔(18)。

3.根据权利要求1所述的菱形转子发动机，其特征是：所述的动力轮(10)上主要有主轴(12)、多个弧形支撑轴配合曲面(13)的机械结构，所述的每个滑片上的支撑轴(11)安装在圆柱形支撑轴孔(18)中，并且与动力轮(10)上的弧形支撑轴配合曲面(13)相互作用，在转子中枢旋转、变形过程中，每个支撑轴在弧形支撑轴配合曲面(13)内相对运动。

4.根据权利要求3所述的菱形转子发动机，其特征是：在所述的相对运动中，一组相对的弧形支撑轴配合曲面(13)与相对应的支撑轴传递动力，另一组相对应的弧形支撑轴配合曲面(13)与相对应的支撑轴起着支撑的作用，转子中枢每旋转90度，传递动力与支撑的作用就交换一次。

5.根据权利要求1所述的菱形转子发动机，其特征是：所述的端盖(2、5)有多个螺纹孔(19)，且至少有一个端盖有主轴孔(3)。

6.根据权利要求1所述的菱形转子发动机，其特征是：所述的壳体(4)上设有交替排列的两个吸气孔(21、23)和两个排气孔(22、24)，任一个吸气孔与相邻的排气孔间隔排列，壳体两端面开有端面密封槽(20)。