CN101260830B - 棘轮转子发动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种棘轮转子发动机控制装置，其特征在于：控制腔板内设置与压缩副缸挡棘轮、作功排气副缸挡棘轮等量并相互匹配的控进气压缩副缸方形滑块和控作功排气缸方形滑块，所述的控进气压缩副缸方形滑块与控作功排气副缸方形滑块分别固接控进气压缩缸方形拨块、控作功排气缸方形拨块，所述的控进气压缩缸方形拨块和控作功排气缸方形拨块分别通过进气压缩副缸轴、作功排气副缸轴固接压缩副缸挡棘轮、作功排气副缸挡棘轮；所述的控进气压缩副缸方形拨块、控作功排气副缸方形拨块分别与圆形拨板的凸轮啮合，圆形拨板与主轴固接。它准确完成转子发动机进、压、爆、排四个工作行程。它没有往复运动机构，摩擦系数小，运行平稳，噪音小；节能环保，使用寿命长。

Description

棘轮转子发动机控制装置
技术领域
本发明涉及一种棘轮转子发动机的控制装置，它主要用来控制发动机进气压缩缸副缸和作功排气缸副缸的挡棘轮和棘轮转子的定位式协调配合，以准确完成转子发动机进、压、爆、排四个工作行程。
背景技术
目前，世界上普遍使用的发动机，都是往复式活塞发动机，到目前为止虽然有很多发明涉及各种形式的转子发动机，但是大都没有得到广泛的使用和推广。其原因主要是：结构复杂、输出功率小、实用性差、使用寿命短、加工精度要求高、对部件材料的质量要求高、密封不易解决等。因为转子发动机的控制装置是与转子发动机配套的装置，虽然结构各种各样，同样也存在结构复杂、输出功率小、实用性差、使用寿命短、加工精度要求高、对部件材料的质量要求高、密封不易解决等。因此，至今还没有很成熟的棘轮式转子发动机的控制装置问世。
发明内容
本发明的目的在于：为了克服上述转子发动机的控制装置不足，提供一种棘轮转子发动机的控制装置，用它可以准确控制发动机进气压缩缸副缸和作功排气缸副缸的挡棘轮和棘轮转子的定位式协调配合，以准确完成转子发动机进、压、爆、排四个工作行程。要求它的整机没有往复运动机构，它结构简单、加工难度低，重量轻、体积小；零部件之间摩擦系数小，运行平稳，振动噪音小；节能环保，使用寿命长。
本发明是这样实现的：一种棘轮转子发动机控制装置，包括：控制腔板，所述的控制腔板内设置控制机构，所述的控制机构为与进气压缩副缸及作功排气副缸等量并相互匹配的控进气压缩副缸方形滑块腔和控作功排气缸方形滑块腔，在上述两腔下连通圆形拨板的腔室；所述的控进气压缩副缸方形滑块腔与控作功排气副缸方形滑块腔内分别设置与之滑动配合的控进气压缩副缸方形滑块、控作功排气副缸方形滑块，所述的控进气压缩副缸方形滑块与控作功排气副缸方形滑块分别固接控进气压缩缸方形拨块、控作功排气缸方形拨块，所述的控进气压缩缸方形拨块和控作功排气缸方形拨块分别通过进气压缩副缸轴、作功排气副缸轴固接压缩副缸挡棘轮、作功排气副缸挡棘轮；所述的控进气压缩副缸方形拨块、控作功排气副缸方形拨块分别与圆形拨板的凸轮啮合，圆形拨板与主轴固接。
所述的圆形拨板的底层固接轨道板，所述的轨道板与控进气压缩副缸方形滑块、控作功排气副缸方形滑块滑动配合，在靠近凸轮逆转向的轨道板处设置轨道板凹槽。
所述的控进气压缩副缸方形滑块与控作功排气副缸方形滑块的四角设置滑轮；所述的圆形拨板的凸轮处设置小滚轮。
所述的控进气压缩副缸方形滑块腔和控作功排气缸方形滑块腔中间设置通气孔，在圆形拨板的腔室设置加油孔，圆形拨板的腔室下部设置机油槽，机油槽设置回油孔，机油槽连通泵油孔。
本发明棘轮转子发动机的控制装置是与高效率的棘轮式转子发动机配套的装置，它可以准确控制棘轮式转子发动机进气压缩缸副缸和作功排气缸副缸的挡棘轮和棘轮转子的定位式协调配合，以准确完成转子发动机进、压、爆、排四个工作行程。它整机没有往复运动机构，没有线性运动，所有运动机构都是旋转运动，它达到结构简单、设计合理、加工难度低，重量轻、体积小；零部件之间摩擦系数小，运行平稳，振动噪音小；节能环保，使用寿命长，零部件少，加工、维修、拆装方便。
附图说明
图1是本发明与棘轮转子发动机联接状态示意图；
图2是本发明单齿棘轮转子发动机图1A-A剖面的示意图；
图3是本发明单齿棘轮转子发动机在控制进气压缩副缸打开状态剖面示意图；
图4是本发明单齿棘轮转子发动机在控制进气压缩副缸关闭状态剖面示意图；
图5是本发明单齿棘轮转子发动机在控制作功排气缸副缸打开状态剖面的示意图；
图6是图5A-A剖面示意图；
图7是圆形拨板与滑板连接状态示意图；
图8是方形拨块与定位滑块连接状态示意图；
图9是方形拨块与定位滑块连接状态B向示意图；
图10是一个凸轮的控制腔板示意图；
图11是图10的A-A剖面示意图；
图12是图1中具有一个进气压缩缸B-B剖面示意图；
图13是图1具有一个作功排气缸c-c剖面示意图；
图14是四齿棘轮转子发动机进气压缩缸B-B剖面示意图；
图15是四齿棘轮转子发动机作功排气缸c-c剖面示意图；
图16是四齿棘轮转子发动机配套的控制装置示意图；
图17是一组控制装置分别控制两组棘轮转子发动机示意图。
具体实施方式
实施例1
单齿棘轮转子发动机的控制装置，其结构如图1-13所示，包括：控制腔板6凹形板与后端盖7凹形板构成壳体，所述的壳体内设置与进气压缩副缸及作功排气副缸等量并相互匹配的控进气压缩副缸方形滑块腔1101和控作功排气缸方形滑块腔1201，在上述两腔下连通圆形拨板807的腔室；所述的控进气压缩副缸方形滑块腔1101与控作功排气副缸方形滑块腔1201内分别设置与之滑动配合的控进气压缩副缸方形滑块8021、控作功排气副缸方形滑块8022，所述的控进气压缩副缸方形滑块8021与控作功排气副缸方形滑块8022的四角设置滑轮803。所述的控进气压缩副缸方形滑块8021与控作功排气副缸方形滑块8022分别固接控进气压缩缸方形拨块8041、控作功排气缸方形拨块8042，所述的控进气压缩缸方形拨块8041和控作功排气缸方形拨块8042分别通过进气压缩副缸轴11、作功排气副缸轴12固接压缩副缸挡棘轮504、作功排气副缸挡棘轮304；所述的控进气压缩副缸方形拨块8041、控作功排气副缸方形拨块8042分别与圆形拨板807的凸轮啮合，圆形拨板807与主轴1固接，所述的圆形拨板807的凸轮处设置小滚轮808。
所述的圆形拨板807的底层固接轨道板805，所述的轨道板805与控进气压缩副缸方形滑块8021、控作功排气副缸方形滑块8022滑动配合，在靠近凸轮逆转向的轨道板805处设置轨道板凹槽806。
所述的控进气压缩副缸方形拨块8041、控作功排气副缸方形拨块8042结构相同，可以统称为方形拨块804。
所述的控进气压缩副缸方形滑块8021与控作功排气副缸方形滑块8022结构相同，所以可以统称方形滑块802。
所述的控进气压缩副缸方形滑块腔1101和控作功排气缸方形滑块腔1201中间设置通气孔605，在圆形拨板807的腔室设置加油孔603，圆形拨板807的腔室下部设置机油槽601，机油槽601设置回油孔602，机油槽601连通泵油孔604。
当该发动机转动时由固定在主轴1上的圆形拨板807随发动机同步进行旋转运动，圆形拨板有一个凸起部分或称凸轮，在突起部分的顶端装有一个小滚轮808，其目的就是在拨动方形拨块804时减少摩擦，在圆形拨板的另一边是一个圆形的轨道板805，在轨道板的外边沿上轨道板凹槽806，目的就是当凸轮拨动方形拨块804的拨角时，使得方形滑块802的一个角进入轨道板上的轨道板凹槽806并旋转90度，重新固定在轨道板上。如图4所示。从而带动方形拨块804做旋转运动。
如图10所示，所述的机油槽601，俗称发动机的油底壳，其原理是通过固定在主轴上轨道板凹槽806旋转所产生的离心力向发动机的各个部件泵油。因此，为防止发动机体内气压过大，设有一个通气孔605。
工作原理：见图2-5所示，当棘轮式转子发动机的主轴1做顺时针旋转时，见图1，固定在发动机主轴1上的圆形拨板807和轨道板805同时做顺时针旋转，当圆形拨板凸轮上的小滚轮808拨动方形拨块804的一个角时，方形滑块802的一个角正好处在轨道滑板凹槽806内。因此，当圆形拨板807和轨道板805继续做旋转运动时，便拨动方形拨块804逆时针旋转，同时带动方形滑块802转动，由于方形滑块802的一个角深入到轨道板凹槽806内，旋转过去后，方形滑块802的另一个角又压在轨道板805的外径边沿上，从而转过后的方形滑块802的那个角也同时压在轨道板805的外径边沿上，因此，方形滑块802被紧紧的锁定在轨道板805的外径边上进行滑行运动。
所述的控进气压缩副缸方形滑块8021与控作功排气副缸方形滑块8022分别通过进气压缩副缸轴11、作功排气副缸轴12固接进气压缩副缸挡棘轮504、作功排气副缸挡棘轮304，进气压缩副缸挡棘轮504与进气压缩缸501中的棘轮502啮合；作功排气副缸挡棘轮304又与作功排气缸301的棘轮302啮合。因此，上述的两个方形滑块的运动规律就直接分别控制了进气压缩挡棘轮504、作功排气挡棘轮的逆时针旋转的运动规律适应该发动机的正常运转。
在该棘轮式转子发动机上，见图1，由于圆形作功排气副缸303和进气压缩副缸503是呈现一定角度设计的，所以在本控制装置内的作功排气副缸和进气压缩副缸内的进气压缩副缸轴11、作功排气副缸轴12也同样呈现一定角度，这样就使固定在进气压缩副缸轴11、作功排气副缸轴12上的控进气压缩副缸方形滑块8021与控作功排气副缸方形滑块8022也呈现一定的角度压在同一个轨道板805上。因此，圆形拨板807上的凸轮808在不同的时间拨动上述两个方形滑块做相同的旋转运动。如图11、12所示。
本发明它可以准确控制棘轮式转子发动机中的进气压缩缸5中进气压缩副缸503中的进气压缩副缸挡棘轮504与进气压缩缸5中的圆形进气压缩缸501中的进气压缩棘轮转子502啮合，在圆形进气压缩缸501与进气压缩副缸503连接处的两侧分别设置进气管9和排气孔401。
本发明它可以准确控制棘轮式转子发动机中的在作功排气缸3中圆形作功排气副缸303中的作功排气挡棘轮304与作功排气缸体3内圆形作功排气缸301中的作功排气棘轮转子302啮合，在圆形作功排气缸301与圆形作功排气副缸303连接处的两侧分别设置排气管10和进气孔401，所述的进气孔401通过气阀411连通进气压缩缸5中排气孔。
本发明它可以准确控制棘轮式转子发动机中棘轮转子的定位式协调配合，以准确完成转子发动机进、压、爆、排四个工作行程。它整机没有往复运动机构，没有线性运动，所有运动机构都是旋转运动，它达到结构简单、设计合理、加工难度低，重量轻、体积小；零部件之间摩擦系数小，运行平稳，振动噪音小；节能环保，使用寿命长，零部件少，加工、维修、拆装方便。
一组控制装置分别控制两组棘轮转子发动机，如图17所示，其结构基本同与实施例1相同，不同之处在于：上述的控制装置的两侧分别设置两组棘轮转子发动机，这种结构发动机效率更高、结构更紧凑。
实施例2
四齿棘轮转子发动机的控制装置，由于四齿棘轮转子发动机的圆形进气压缩缸501与4个棘齿的进气压缩棘轮转子502动配合，圆形进气压缩缸501周边连通4个圆形压缩副缸503，在圆形压缩副缸503内设置进气压缩副缸挡棘轮504，圆形压缩副缸503通过进气压缩副缸挡棘轮504连通圆形进气压缩缸501；所述的作功排气缸体3内设置圆形作功排气缸301，圆形作功排气缸301与4个棘齿的作功排气棘轮转子302动配合，圆形作功排气缸301周边连通4个圆形作功排气副缸303，在圆形作功排气副缸303中设置作功排气副缸挡棘轮304，作功排气副缸挡棘轮304与圆形作功排气缸301中的作功排气棘轮转子302啮合；在圆形作功排气缸301与圆形作功排气副缸303连接处的两侧分别设置排气管10和进气孔401，所述的进气孔401通过气阀411连通进气压缩缸5中排气孔。连通。如图14、15所示，四齿棘轮转子发动机的控制装置，其大体是结构与实施例1基本相同，不同之处在于：在四齿棘轮转子发动机控制装置中，方形滑块802的数量是实施例1的4倍，即8个方形滑块，它们分别控制着作功排气缸副缸内的四个作功排气缸副缸挡棘轮304的运动规律和进气压缩缸副缸内的四个进气压缩缸副缸挡棘轮504的运动规律。方形滑块802位置的设定在与主轴1固接的轨道板805上，轨道板805上轨道板凹槽806和圆形拨板807及其凸轮为实施例1的四倍。位置均为实施例1的同一圆周上等圆周角的设置，如图16所示。本发动机的控制装置为了满足四齿棘轮转子发动机的工作需要。8个方形滑块又分别在360度圆周上压在有四凹槽806的轨道板805上。圆形拨板807设置四个凸轮分别与八个方形拨块804啮合。
其工作原理与实施例1相同，不同之处是四棘轮转子发动机气缸内的棘轮转子设计为四个棘轮转子为90度角一个，而跟它们相对应的上述两副缸内也是按90度角交错设计四个作功排气缸副缸挡棘轮304、四个进气压缩缸副缸挡棘轮504。如图14、15所示。因此，当四齿棘轮式转子发动机的主轴1每旋转一周306度时，该控制装置的圆形拨板807的四个凸轮808，在不同角度同时拨动同它相对应的八个方形拨块进行逆时针旋转90度，同时八个方形拨块分别带动四个进气压缩缸副缸挡棘轮504及四个作功排气缸副缸挡棘轮304分别旋转90度。从而，准确控制棘轮式转子发动机中棘轮转子的定位式协调配合，以准确完成本转子发动机进、压、爆、排四个工作行程。
本实施例控制效果同实施例1，它的工作效率高于实施例1四倍。
上述的一组控制装置也可以分别控制两组上述的棘轮转子发动机，如图17所示，其结构基本同实施例2相同，不同之处在于：一组上述的控制装置的两侧分别设置两组棘轮转子发动机，这种结构发动机效率更高、结构更紧凑。

Claims (4)

1.一种棘轮转子发动机控制装置，包括：控制腔板(6)、后端盖(7)，其特征在于：所述的控制腔板(6)为凹形板与后端盖(7)凹形板构成壳体，所述的壳体内设置与进气压缩副缸及作功排气副缸等量并相互匹配的控进气压缩副缸方形滑块腔(1101)和控作功排气缸方形滑块腔(1201)，在上述两腔下连通圆形拨板(807)的腔室；所述的控进气压缩副缸方形滑块腔(1101)与控作功排气副缸方形滑块腔(1201)内分别设置与之滑动配合的控进气压缩副缸方形滑块(8021)、控作功排气副缸方形滑块(8022)，所述的控进气压缩副缸方形滑块(8021)与控作功排气副缸方形滑块(8022)分别固接控进气压缩缸方形拨块(8041)、控作功排气缸方形拨块(8042)，所述的控进气压缩缸方形拨块(8041)和控作功排气缸方形拨块(8042)分别通过进气压缩副缸轴(11)、作功排气副缸轴(12)固接压缩副缸挡棘轮(504)、作功排气副缸挡棘轮(304)；所述的控进气压缩副缸方形拨块(8041)、控作功排气副缸方形拨块(8042)分别与圆形拨板(807)的凸轮啮合，圆形拨板(807)与主轴(1)固接。
2.如权利要求1所述的棘轮转子发动机控制装置，其特征在于：所述的圆形拨板(807)的底层固接轨道板(805)，所述的轨道板(805)与控进气压缩副缸方形滑块(8021)、控作功排气副缸方形滑块(8022)滑动配合，在靠近凸轮逆转向的轨道板(805)处设置轨道板凹槽(806)。
3.如权利要求1所述的棘轮转子发动机控制装置，其特征在于：所述的控进气压缩副缸方形滑块(8021)与控作功排气副缸方形滑块(8022)的四角设置滑轮(803)；所述的圆形拨板(807)的凸轮处设置小滚轮(808)。
4.如权利要求1所述的棘轮转子发动机控制装置，其特征在于：所述的控进气压缩副缸方形滑块腔(1101)和控作功排气缸方形滑块腔(1201)中间设置通气孔(605)，在圆形拨板(807)的腔室设置加油孔(603)，圆形拨板(807)的腔室下部设置机油槽(601)，机油槽(601)设置回油孔(602)，机油槽(601)连通泵油孔(604)。
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