CN101178025B - 往复式活塞供燃气的转子发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复式活塞供燃气的转子发动机，它包括传动轴、转子活塞、缸体、后箱体、后箱体盖、飞轮、轴承，其所述的转子活塞呈“S”形，转子活塞的两腰为转子活塞的气缸，在缸体内设有定子缸套，定子缸套上设有凹陷的燃烧室，在传动轴的后部外罩有后箱体，在传动轴的前部外罩有前箱体，在前箱体内设有往复式活塞供燃气系统，所述的往复式活塞供燃气系统由主动伞齿、供燃气从动伞齿、供燃气曲轴、供燃气连杆、供燃气活塞、供燃气缸套构成。本发明的转子发动机具有缸套结构简单，往复式活塞供燃气系统结构独特，效果好等优点。

Description

往复式活塞供燃气的转子发动机
技术领域
本发明涉及内燃机中的转子发动机，更具体涉及到一种往复式活塞供燃气的转子发动机。
背景技术
转子发动机是一种活塞为旋转运动的内燃机，转子发动机的发明和应用已有上百年的历史，理论上讲，转子发动机的热利用率和效果应优于往复式发动机，但是，由于转子发动机受其结构和材料的影响，其转子发动机远远不入往复式发动机普及。转子发动机应用较为成功的是三角形转子发动机。长期以来，人们在不断探索转子发动机的结构和材料，以希望在转子发动机领域有所突破。如，公开告日为2006年2月22日、公告号为CN 2760255Y、专利号为ZL200420076656.3、名称为《一种四冲程“8”形转子发动机》的技术方案，该转子发动机，由“8”形转子、缸体、前端盖、后端盖、曲轴、飞轮主要部件组成，缸体的内壁呈梅花三角形。该转子发动机，虽然可行，但是，转子、缸套的结构较复杂，进气、排气效果较差，有待改进。
发明内容
本发明的目的：提供一种往复式活塞供燃气的转子发动机。
本发明采用的技术方案：一种往复式活塞供燃气的转子发动机，它包括传动轴、转子活塞、缸体、后箱体、后箱体盖、飞轮、轴承，其，所述的转子活塞呈“S”形，转子活塞的两腰为转子活塞的一个气缸和转子活塞的另一个气缸，转子活塞固定连接在传动轴的中部，在缸体内设有定子缸套，定子缸套上设有凹陷的燃烧室，转子活塞与定子缸套间隙配合，在传动轴的后部固定连接有飞轮，在传动轴的后部外罩有后箱体，在后箱体上设有后箱体盖，在后箱体盖上设有与传动轴配合的轴承，在传动轴的前部外罩有前箱体，前箱体连接在缸体上，在前箱体上设有前箱体盖，在前箱体盖上设有与传动轴配合的轴承；在前箱体内设有往复式活塞供燃气系统，所述的往复式活塞供燃气系统由主动伞齿、供燃气从动伞齿、供燃气曲轴、供燃气连杆、供燃气活塞、供燃气缸套构成，供燃气曲轴通过供燃气连杆带动供燃气活塞在供燃气缸套内作往复运动，主动伞齿固定连接在传动轴的前部上，主动伞齿与供燃气从动伞齿啮合，在前箱体上设有燃气进气孔和燃气出气孔，燃气进气孔一端与外界的燃气相通，另一端与供燃气缸套的气缸相通，在燃气进气孔内设有燃气进气阀，燃气出气孔的一端与供燃气缸套的气缸相通，另一端与转子活塞的气缸相通，在燃气出气孔内设有燃气出气阀，在缸体上设有冷却水进口、冷却水出口、废气出口、在定子缸套上设有通孔和排气孔。
上述所述主动伞齿的齿数与供燃气从动伞齿的齿数比例为2∶1，转子活塞每旋转一周，供燃气活塞往复运动两次，往复式活塞供燃气系统实现对转子活塞的一个气缸供燃气一次和对转子活塞的另一个气缸供燃气一次。
上述中，在定子缸套上设有两个弹簧密封块盲孔，两个弹簧密封块盲孔位于凹陷燃烧室的两端旁，在弹簧密封块盲孔内设有弹簧密封块，在通孔内设有火花塞，所述的转子活塞两端面上设有润滑油挡环。
在所述的前箱体内还设有往复式活塞排废气系统，往复式活塞排废气系统由排废气从动伞齿、排废气曲轴、排废气连杆、排废气活塞、排废气缸套构成，主动伞齿还与排废气从动伞齿啮合，主动伞齿与排废气从动伞齿的齿数比为2∶1，排废气从动伞齿带动排废气曲轴旋转，排废气曲轴通过排废气连杆带动排废气活塞在排废气缸套内作往复式运动，在前箱体上还设有排废气进气孔和排废气出气孔，排废气进气孔的一端与外界的空气相通，另一端与排废气缸套的气缸相通，在排废气进气孔内设有排废气进气阀，排废气出气孔的一端与排废气缸套的气缸相通，另一端与转子活塞的气缸相通，在排废气出气孔内设有排废气出气阀。
本发明的转子发动机，传动轴的输出端为前，传动轴装有飞轮端为后。
本发明的往复式活塞供燃气的转子发动机启动靠外力，往复式活塞供燃气的转子发动机工作时，从传动轴的前端输出动力。
本发明中，在凹陷的燃烧室处安装火花塞即可使用气油等轻质油，当在凹陷的燃烧室处安装喷油嘴，即可使用柴油，在使用柴油时，在往复式活塞供燃气系统供空气。
本发明的工作原理：当传动轴转动时，传动轴上固定的主动伞齿同时带动进燃气伞齿，进燃气伞齿带动进燃气曲轴旋转，进燃气曲轴通过进燃气连杆带动进燃气活塞在进燃气缸套内作往复运动。当进燃气活塞从上到下运动时，为进燃油气过程，该过程转子活塞旋转90°，进气阀打开，出气阀关闭；当进燃气活塞从下向上运动时，为供燃气过程，此过程转子活塞旋转90°，进气阀关闭，出气阀打开，进燃气活塞将供燃气缸套内的燃气压入转子活塞的一个气缸内，当气缸旋转到凹陷的燃烧室时，火花塞点火或喷油嘴喷油，燃气在气缸和燃烧室内燃烧，此过程为作功过程；转子活塞又旋转90°，转子活塞在后面的旋转90°之中，为排气过程，气缸内的废气从废气出口被排出。传动轴每旋转360°，进气活塞进行二次往复运动，分别对两个转子活塞的气缸各进行一次供燃气。
本发明的有益效果：本发明的往复式活塞供燃气的转子发动机克服现有了“8”字型转子发动机的不足，具有缸套结构简单，往复式活塞供燃气系统结构独特，效果好等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中的A-A剖视图；
图3是定子缸套的横截面的结构示意图；
图4是转子活塞呈“S”形的横截面的结构示意图；
图5-图9为本发明的供、排气原理图，其中，图5为转子活塞a点在0°时的示意图；图6为转子活塞a点旋转转到90°的示意图；图7为转子活塞a点旋转到180°的示意图；图8为转子活塞a点旋转到225°的示意图；图9为转子活塞a点旋转到325°的示意图；
图10为实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例1：一种往复式活塞供燃气的转子发动机
如图1-图9所示：一种往复式活塞供燃气的转子发动机，它包括传动轴5、转子活塞7、缸体6、后箱体3、后箱体盖1、飞轮4、轴承2，在所述的转子活塞7呈“S”形，转子活塞7的两腰为转子活塞的一个气缸71、转子活塞的另一个气缸72，转子活塞7固定连接在传动轴5的中部，在缸体6内设有定子缸套61，定子缸套61上设有凹陷的燃烧室612，转子活塞7与定子缸套61间隙配合，在传动轴5的后部固定连接有飞轮4，在传动轴5的后部外罩有后箱体3，在后箱体3上设有后箱体盖1，在后箱体盖1上设有与传动轴5配合的轴承2，在传动轴5的前部外罩有前箱体13，前箱体13连接在缸体6上，在前箱体13上设有前箱体盖15，在前箱体盖15上设有与传动轴5配合的轴承2；在前箱体13内设有往复式活塞供燃气系统，所述的往复式活塞供燃气系统由主动伞齿17、供燃气从动伞齿16、供燃气曲轴14、供燃气连杆12、供燃气活塞11、供燃气缸套10构成，供燃气曲轴14通过供燃气连杆12带动供燃气活塞11在供燃气缸套10内作往复运动，主动伞齿17固定连接在传动轴5的前部上，主动伞齿17与供燃气从动伞齿16啮合，在前箱体13上设有燃气进气孔9和燃气出气孔8，燃气进气孔9一端与外界的燃气相通，另一端与供燃气缸套10的气缸相通，在燃气进气孔9内设有燃气进气阀91，燃气出气孔8的一端与供燃气缸套10的气缸相通，另一端与转子活塞7的气缸相通，在燃气出气孔8内设有燃气出气阀81，在缸体6上设有冷却水进口、冷却水出口、废气出口、在定子缸套61上设有通孔611和排气孔613。主动伞齿17的齿数与供燃气伞从动齿16的齿数比例为2∶1，转子活塞7每旋转一周，供燃气活塞11往复运动两次，往复式活塞供燃气系统实现对转子活塞的一个气缸71供燃气一次和对转子活塞的另一个气缸72供燃气一次。在定子缸套61上设有两个弹簧密封块盲孔614，两个弹簧密封块盲孔614位于凹陷燃烧室612的两端旁，在弹簧密封块盲孔614内设有弹簧密封块26，在通孔611内设有火花塞25，所述的转子活塞7两端面上设有润滑油挡环73。
在前箱体13上的燃气出气孔8的出口设在45°的位置。
在往复式活塞供燃气系统中，如图5所示，转子活塞7的长轴线的一端设为a点，当转子活塞7的a点在0°时，进气活塞11在上止点位置，当转子活塞7由0°-90°旋转时，进气活塞11由上止点-下止点运动，完成进燃气；如图6所示，当转子活塞7由90°-180°旋转时，进气活塞11由下止点-上止点运动，实现对转子活塞的一个气缸71的供燃气过程；又当转子活塞7由180°-270°旋转时，进气活塞11又由上止点-下止点运动，又进燃气；又当转子活塞7由270°-360°旋转时，进气活塞11又由下止点-上止点运动，实现对转子活塞的另一个气缸72的供燃气过程。
所谓的转子活塞7呈“S”形，是因为转子活塞7呈“S”形，且转子活塞7两腰的转子活塞的一个气缸71和转子活塞的另一个气缸72不与长轴对称，凹陷燃烧室的弧度为90°。
实施例2：一种有往复式活塞排废气系统的往复式活塞供燃气的转子发动机
如图2-图10所示：一种往复式活塞供燃气的转子发动机，它包括传动轴5、转子活塞7、缸体6、后箱体3、后箱体盖1、飞轮4、轴承2，其在所述的转子活塞7呈“S”形，转子活塞7的两腰为气缸转子活塞的一个71、转子活塞的另一个气缸72，转子活塞7固定连接在传动轴5的中部，在缸体6内设有定子缸套61，定子缸套61上设有凹陷的燃烧室612，转子活塞7与定子缸套61间隙配合，在传动轴5的后部固定连接有飞轮4，在传动轴5的后部外罩有后箱体3，在后箱体3上设有后箱体盖1，在后箱体盖1上设有与传动轴5配合的轴承2，在传动轴5的前部外罩有前箱体13，前箱体13连接在缸体6上，在前箱体13上设有前箱体盖15，在前箱体盖15上设有与传动轴5配合的轴承2；在前箱体13内设有往复式活塞供燃气系统，所述的往复式活塞供燃气系统由主动伞齿17、供燃气从动伞齿16、供燃气曲轴14、供燃气连杆12、供燃气活塞11、供燃气缸套10构成，供燃气曲轴14通过供燃气连杆12带动供燃气活塞11在供燃气缸套10内作往复运动，主动伞齿17固定连接在传动轴5的前部上，主动伞齿17与供燃气从动伞齿16啮合，在前箱体13上设有燃气进气孔9和燃气出气孔8，燃气进气孔9一端与外界的燃气相通，另一端与供燃气缸套10的气缸相通，在燃气进气孔9内设有燃气进气阀91，燃气出气孔8的一端与供燃气缸套10的气缸相通，另一端与转子活塞7的气缸相通，在燃气出气孔8内设有燃气出气阀81，在缸体6上设有冷却水进口、冷却水出口、废气出口、在定子缸套61上设有通孔611和排气孔613。
主动伞齿17的齿数与供燃气从动伞齿16的齿数比例为2∶1，转子活塞7每旋转一周，供燃气活塞11往复运动两次，往复式活塞供燃气系统实现对转子活塞的一个气缸71供燃气一次和对转子活塞的另一个气缸72供燃气一次。
在定子缸套61上设有两个弹簧密封块盲孔614，两个弹簧密封块盲孔614位于凹陷燃烧室612的两端旁，在弹簧密封块盲孔614内设有弹簧密封块26，在通孔611内设有火花塞25，所述的转子活塞7两端面上设有润滑油挡环73。
在所述的前箱体13内还设有往复式活塞排废气系统，往复式活塞排废气系统由排废气从动伞齿18、排废气曲轴19、排废气连杆20、排废气活塞21、排废气缸套22构成，主动伞齿17还与排废气从动伞齿18啮合，主动伞齿17与排废气从动伞齿18的齿数比为2∶1，排废气从动伞齿18带动排废气曲轴19旋转，排废气曲轴19通过排废气连杆20带动排废气活塞21在排废气缸套22内作往复式运动，在前箱体13上还设有排废气进气孔23和排废气出气孔24，排废气进气孔23的一端与外界的空气相通，另一端与排废气缸套22的气缸相通，在排废气进气孔23内设有排废气进气阀231，排废气出气孔24的一端与排废气缸套22的气缸相通，另一端与转子活塞7的气缸相通，在排废气出气孔24内设有排废气出气阀241。
在往复式活塞排废气系统中，转子活塞7的a点在0°时，排气活塞21在上止点，当转子活塞7由0°-90°旋转时，排气活塞21由上止点-下止点运动，完成进空气；当转子活塞7由90°-180°旋转时，排气活塞21由下止点-上止点运动，对转子活塞的另一个气缸72供空气；当转子活塞7由180°-270°旋转时，排气活塞21由上止点-下止点运动，又完成进空气；当转子活塞7由270°-360°旋转时，排气活塞21由下止点-上止点运动，对转子活塞的一个气缸71供空气，帮助废气排出。
实施例3：一种用燃柴油的往复式活塞供燃气的转子发动机
本例的用燃柴油的往复式活塞供燃气的转子发动机，基本结构与实施例1基本相同，其区别在于：在通孔611内设有喷油嘴，所述的往复式活塞供燃气系统供空气。

Claims (5)

1.一种往复式活塞供燃气的转子发动机，它包括传动轴(5)、转子活塞(7)、缸体(6)、后箱体(3)、后箱体盖(1)、飞轮(4)、轴承(2)，其特征在于：所述的转子活塞(7)呈“S”形，转子活塞(7)的两腰为气缸(71、72)，转子活塞(7)固定连接在传动轴(5)的中部，在缸体(6)内设有定子缸套(61)，定子缸套(61)上设有凹陷的燃烧室(612)，转子活塞(7)与定子缸套(61)间隙配合，在传动轴(5)的后部固定连接有飞轮(4)，在传动轴(5)的后部外罩有后箱体(3)，在后箱体(3)上设有后箱体盖(1)，在后箱体盖(1)上设有与传动轴(5)配合的轴承(2)，在传动轴(5)的前部外罩有前箱体(13)，前箱体(13)连接在缸体(6)上，在前箱体(13)上设有前箱体盖(15)，在前箱体盖(15)上设有与传动轴(5)配合的轴承(2)；在前箱体(13)内设有往复式活塞供燃气系统，所述的往复式活塞供燃气系统由主动伞齿(17)、供燃气从动伞齿(16)、供燃气曲轴(14)、供燃气连杆(12)、供燃气活塞(11)、供燃气缸套(10)构成，供燃气曲轴(14)通过供燃气连杆(12)带动供燃气活塞(11)在供燃气缸套(10)内作往复运动，主动伞齿(17)固定连接在传动轴(5)的前部上，主动伞齿(17)与供燃气从动伞齿(16)啮合，在前箱体(13)上设有燃气进气孔(9)和燃气出气孔(8)，燃气进气孔(9)一端与外界的燃气相通，另一端与供燃气缸套(10)的气缸相通，在燃气进气孔(9)内设有燃气进气阀(91)，燃气出气孔(8)的一端与供燃气缸套(10)的气缸相通，另一端与转子活塞(7)的气缸相通，在燃气出气孔(8)内设有燃气出气阀(81)，在缸体(6)上设有冷却水进口、冷却水出口、废气出口、在定子缸套(61)上设有通孔(611)和排气孔(613)。
2.按权利要求1所述的往复式活塞供燃气的转子发动机，其特征在于：主动伞齿(17)的齿数与供燃气从动伞齿(16)的齿数比例为2∶1，转子活塞(7)每旋转一周，供燃气活塞(11)往复运动两次，往复式活塞供燃气系统实现对转子活塞的一个气缸(71)供燃气一次和对转子活塞的另一个气缸(72)供燃气一次。
3.按权利要求1或2所述的往复式活塞供燃气的转子发动机，其特征在于：在定子缸套(61)上设有两个弹簧密封块盲孔(614)，两个弹簧密封块盲孔(614)位于凹陷燃烧室(612)的两端旁，在弹簧密封块盲孔(614)内设有弹簧密封块(26)，在通孔(611)内设有火花塞(25)，所述的转子活塞(7)两端面上设有润滑油挡环(73)。
4.按权利要求1所述的往复式活塞供燃气的转子发动机，其特征在于：在所述的前箱体(13)内还设有往复式活塞排废气系统，往复式活塞排废气系统由排废气从动伞齿(18)、排废气曲轴(19)、排废气连杆(20)、排废气活塞(21)、排废气缸套(22)构成，主动伞齿(17)还与排废气从动伞齿(18)啮合，主动伞齿(17)与排废气从动伞齿(18)的齿数比为2∶1，排废气从动伞齿(18)带动排废气曲轴(19)旋转，排废气曲轴(19)通过排废气连杆(20)带动排废气活塞(21)在排废气缸套(22)内作往复式运动，在前箱体(13)上还设有排废气进气孔(23)和排废气出气孔(24)，排废气进气孔(23)的一端与外界的空气相通，另一端与排废气缸套(22)的气缸相通，在排废气进气孔(23)内设有排废气进气阀(231)，排废气出气孔(24)的一端与排废气缸套(22)的气缸相通，另一端与转子活塞(7)的气缸相通，在排废气出气孔(24)内设有排废气出气阀(241)。
5.根据权利要求1所述的往复式活塞供燃气的转子发动机，其特征在于：在通孔(611)内设有喷油嘴，所述的往复式活塞供燃气系统供空气。
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