CN101392680A - 水油混合动力型正圆转子发动机 - Google Patents

Abstract

一种水油混合动力型正圆转子发动机，它包括：主运动、本体、配气、排气、燃料供给、喷水、冷却、润滑、点火、电控等系统、本装置对各系统做了重大改进，省去现在的连杆、曲轴、曲轴箱、偏心轮、偏心轴、进排气阀门等，增加了高压进气轮及喷水设备，而将带轮凸的正轮和带轮凹的副轮在缸体内相对同速转动，轮凸高出部分形成环形汽缸室，其前端推动将前一次燃烧废气从自然的口中排出，后端又有新的爆发，进气桶内由斜形和正形风扇叶高速将空气从副轮内压进燃烧室，油燃烧推力行程过半后由高压喷水雾粒化为蒸汽和H与O再燃爆形成二次推力，所以结构简，热效率高，省油，环保，直接产生旋轮动力，体积小、重量轻、马力大，噪音小、易降温、适合汽车、轮船、小型飞机及各种农用动力。

Description

水油混合动力型正圆转子发动机

技术领域：

本发明涉及一种发动机，特别涉及一种节能效果突出、体积小、重量轻、马力大、噪音小、振动小、能广泛适用于汽车、轮船、摩托车及各种以燃油为动力源的转子发动机。

背景技术：

自从十八世纪内燃机问世后，人类进入了机械代替人力进行劳作的时代，发动机被广泛应用于各种机械动力，特别是交通运输机械的动力，极大地推动了生产力的发展和人类的进步，引起一场工业革命。近三百年来，发动机在解放劳动力、推动生产较往年发展方面的贡献是巨大的，但它的基本构形，结构设计方面也象其它科学技术一样，带有时代特性，不是完美无缺的，其中发动机利用活塞的直线旋转性动力，就是其重要的特点，这必然增加了许多附加结构，不但使其体积庞大、笨重，而且还增加了由这些附加件造成的各种摩擦阻力和对增大扭距带来的某些限制。使人们对发动机的基本构形设计方面总感到有些美中不足。是否能有一种方式，不通过连杆—曲轴而能直接产生旋转动力，这是人们一直渴望的，各国都投入了大量的人力、物力、财力进行了研究，力争率先制造出这种发动机，特别是发达国家，每年投入的财力、物力很多，因为这不仅仅影响到经济方面，对社会发展的其它方面都具有重大的影响。但是到目前为止，世界上生产的发动机中的95％以上，仍然是活塞直线往返运动型的发动机。只有少数应有在特殊领域的喷汽式发动机和电动式发动机，世界上每年生产的数万亿美元的石油绝大部分用在燃油发动机上，燃油中储存的能量通过汽化燃烧转化机械动力是需要一事实上的工作程序和严格的条件的，如不断地排除燃烧过的汽体，调整喷入混合汽体，并对其进行必要的压缩，然后爆发。在发动机的结构方面，还需要有很高的耐压、耐高温、密封、耐磨、高度的润滑和不断地降温等，在调整转动下的各部件高度准确的工作。这些严格而特殊的要求使研究者很难设计出既能满足上述要求，又能直接产生旋转式动力的发动机，要想改变原有设计，不仅仅是结构的问题，还需要许多相关学科的不断发展与进步对其设计的支持，如对材料科学的高度要求，对铸造加工技术及工程工艺方面的高度要求，对表面及结构处理方面技术与工艺的高度要求，没有这些相关学科的发展与技术进步，要想彻底改变原有的设计方案是不可能的，因此在很长一段时间内，人们把精力放在了围绕原有的工作方式对各部件和一些系统进行改选和完善，使其精益求精。在许多方面确实有了一定的进步，起到良好的效果。

二十世纪中，日本研究者利用其优异的综合实力，发明了一种能直接产生旋转动力的转子发动机，它一改原有的活塞直线往返运动形式，利用转子在汽缸内围绕偏心轮摆动式转动的方式，不断产生空间和压缩，通过压缩气体的爆发又产生空间，完成进气排气压缩和爆发的程序，推动轴的转动。大大缩小了发动机的体积和重量，从理论上来说比原有的发动机有许多优势，但是还存在着一些难以克服的困难和不足，如转子发动机一次冲程只能使轴转动1/3圈，这就从冲程上限制了转速，另外转子的尖端密封面积很小，也不利于安装密封环，要使其在高速转动时达到很高的密封效果，就要加大转子尖端对缸体面的压力，增大了磨损，要减少磨损就要以增加润滑油的消耗作为补偿。转子围绕偏心轮摆式转动时会产生一定的振动，消耗一定的能量和增大磨损，转子发动机的燃烧室的结构不利于汽体迅速全面燃烧。还有其它一些困难和问题一直难以克服，使转子发动机迟迟不能广泛占领市场去替代原有的发动机。

在其它工作方式的发动机研究中，一些发达的国家先后研制成燃汽轮机和喷汽轮机，特别是喷汽轮机，能直接产生强大的超高速的旋转力。但因其结构复杂、造价昂贵、耗油量等一些原因，目前只能用在飞机和调整赛车上，还不能广泛适用于一般交通车辆和其它机械动力源方面。其它如电力汽车、太阳能汽车等，虽然已研制成功，对环保也较适合，但存在的问题也不少，如新出现的电瓶费液带来的更严重的污染，以及造价、功率、行程等方面的问题。到目前为止，燃油性的发动机仍然占据着绝大多数的市场，而要改变这种状况，不用燃油还需要相当长的时期。近年来，随着计算机及电子技术的发展，利用微型计算机和特殊的传感器，对汽车发动机各个系统进行自我检测，自动调节和智能性控制已达到了相当水平，它能高速、准确、自动地进行各种调节和控制，大大地提高了发动机的性能，使汽车发动机的某些系统的功能已达到较完美的地步，但是在发动机的动力部分，活塞的直线往返运动通过连杆和曲轴产生旋转动力的这种不完美的结构形式仍然在被使用，而且这种发动机占据着绝大部分市场。

国际公认的是：现有技术中的燃油能量利用率只有35％左右，而大部分热能没能最后做有效功，其中25％左右是消耗在不合理的机械结构所造成的摩擦阻力，反向惯性阻力、以及振动等方面，另外30％左右是以热辐射和热传导浪费了，还有10％左右是没充分燃尽而成废气排放掉了，这不但对环境造成很大的污染，还给发动机的降温造成很大的负担，目前国际油价大幅上涨，能源日显耗尽，环境严重污染，造成气候变化加剧。

发明内容：

本发明目的是提供一种能大幅提高燃油的热效率，即提高燃料热能的有效利用率，减少废气和有害气体的排放率。把由热传导、热辐射和热排放损失的热能最大限度地利用起来产生推力，成为有效功。

把现有技术中由于活塞连杆等的反向惯性阻力及其振动所消耗的能量克服，改变现有技术中通过活塞的直线往返运动及连杆、曲轴产生？旋转动力的方式，改变由这些不合理的方式和附加带来大量能量浪费的附加摩擦和附加阻力，特别是改变其造成的体积庞大、重量大，并由此造成整车中不好设置等许多不利因素。改用双轮正圆转子式发动机直接产生旋转动力，而又避免出现象三角转子发动机那样存在许多难以克服的困难尽量保留原方案中设计合理，由实践证明是科学成熟的部分，使其体积小、重量轻、马力大、噪音小、振动小、易降温、废气少、排放更清洁更环保、能大量节省能源、在整车中易设置、能把现代许多相关高科技技术及最新技术、新工艺的成果充分利用并提供进一步发挥功能的余地，能制成各种型号，既能适用于各种交通运输工具的动力。如汽车、轮船、摩托车、小型直升飞机，又能适用于各种家用小型燃油发动机等。能很快进入市场并占领市场的双轮正圆转子发动机。

本发明是这样实现的：一种双轮正圆转子发动机包括：主运动系统、本体系统、配气系统、排气系统、燃料供给系统、喷水系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、电控系统；

本体系统包括汽缸体和汽缸盖，它们构成了发动机的壳体，汽缸盖上保留了与排气管的连接口，与点火系统中的火花塞的连接口省去了原有汽缸盖上的进气管连接口，省去了阀尔、阀尔弹簧及弹簧支架、偏心轮、偏心轮轴及其支架；汽缸体和汽缸盖通过螺丝上合在一起，再通过螺丝固定在发动机支架上；

主运动系统省去了原有技术中运动系统中的活塞、连杆、连杆轴、曲轴、曲轴瓦；增加了主轮及主轮轴和付轮及付轮轴；这些新增加的大部分包容在气缸体内部和部分通过轴伸出汽缸体外的部件，其中包括带轮凸的主轮、主轮轴和带轮凹的付轮和付轮轴；这些是设置在汽缸体内，并与汽缸体摩擦面保持紧密间隙，主轮轴和付轮轴穿过汽缸体后壁和汽缸盖上面的主轮轴孔和付轮轴孔，在穿出孔时与孔壁设置有油封和轴瓦，穿出后主轮轴和付轮轴分别在汽缸体的前侧和后侧通过轴承架设在汽缸体外部的支架上；主轮轴和付轮轴穿出汽缸体和穿过支架的轴承后，主轮轴的前端装设有带动冷却系统风扇的齿轮，它与风扇齿条相啮合，付轮轴的前端设有带动润滑液循环和降温的齿轮，它与润滑液循环降温器的齿轮相啮合，在主轮轴的后部装设有主轮轴齿轮，在付轮轴后部装有付轮轴齿轮，这两个齿轮直径相同并相啮合，在主轮轴的后端部还装有飞轮；

配气系统是由保留现有技术中的空气滤清器、进气总管、涡轮增压器、进气分管和新增加的进气道口、进气轴、进气缸壳体、斜形高压风扇叶、直形高压风扇叶、进气内道、进气内道阀门、阀门弹簧、阀门压柱以及进气轴齿轮和进气轴的支架、进气支架轴承组成；他们与本系统以及主运动系统的位置连接关系是：空气滤清器和进气总管都通过螺丝固定在汽缸体外部，涡轮增压器也固定在汽缸体外部，进气总管和排气总管通过涡轮增压器分出的进气分管的口通用上合板上的螺丝上合在进气缸壳体的前部的进气口上，进气缸壳体是圆桶状，其后端通过上合板螺丝上合在气缸盖右侧的孔口上，进气轴通过进气缸壳体前端的孔进入进气缸壳体，进气轴后端通过轴承支撑在主运动系统中的付轮中心壁前的中心窝孔内；进气轴进入进气缸壳体部分分为两段部，前段部上安装有斜形高压风扇叶，后段部正对着付轴内的进气内道部分安装有直形高压风扇叶；进气轴进入进气缸壳体入口处安装有密封油环，进气轴的前端安装有进气轴齿轮，在进气轴齿轮和进气缸密封油环之间设有进气轴支架，支架上部设有轴承，进气轴通过此轴承支撑在支架上；进气轴支架的下部通过螺丝固定在基板上，在进气内道的内壁上凹陷窝内有一小圆柱，小圆柱上套装有板状阀门，板状阀门的上面左侧安装有阀门弹簧和阀门压柱，阀门压柱的上端伸出付轮豁口中部；

排气系统是由与现有技术相同的排气总管、排气支管、排气口及消音器组成，它们通过螺丝架设在发动机支架的相适应位置，只有排气口是设置在汽缸盖左下部外孤形壁上，与气缸连内通的圆形自然的的口，通过螺丝将排气支管上合在排气口的外面的上合板上；

燃油供给系统包括与现有技术相同的大油箱、小油箱、输油管和燃油调控系统，它们都设置在发动机支架的适当部位，通过调控系统后将燃油送到配气系统的第二进气管口处的高压喷油器，按要求喷入燃烧室；

冷却系统分两种情况：一种是在大功率和特大功率的发动机型时仍然采用现有技术中的水冷却方式；另一种是中小型发动机型中动力都采用风冷却降温，中小功率机型中的汽缸体燃烧室的一侧外部设置了一定量的散热片，并在发动机燃烧室上方设置了风扇，风扇是通过支架固定在发动机前端的支架上，其动力是通过发动机前端的主轮轴上的散热齿轮与风扇的动力齿条相啮合；

润滑系统是由与现有技术相同的润滑液储油箱、润滑液出油管、润滑液回油管、润滑液过滤降温增压器及其驱动齿轮，改变的只有汽缸体内主运动系统润滑液导管和输入口，以及其它各部摩擦付的润滑液输导管，它们的位置和连接关系是：润滑液储油箱是方形硬板结构，它通过螺丝上合在本体系统的汽缸体下方，其内储有润滑液，通过出油导管将润滑液送到设置在发动机前部的润滑液过滤降温增压器，润滑液过滤降温增压器是通过螺丝上合在发动机前部的支架上，它的动力齿轮与发动机前部的主轮轴上的齿轮相啮合，通过润滑导管将经过增压后的润滑液输送到各摩擦付，其中包括本发明设置的通向主运动系统即汽缸体侧壁上专用通道将润滑液注入主轮和付轮上的气环槽内，在注入时，注入量受到专用通道口处的电子自动调控器的调控；在润滑液降温过滤器处，还设有一导管将从各摩擦付中回流来的润滑液回送到润滑液储油箱；

点火系统包括保留现有技术中的大部分设备即：电源或电控系统中的蓄电池、高压导线、电子打火控制器和火花塞，只有在火花塞的设置位置上，根据本发明的汽缸体燃烧室的结构特征，完全有条件在汽缸体燃烧室的两侧壁上即汽缸体固有侧壁和汽缸盖上的燃烧室相应位置上，对置两个火花塞；

电控系统与现有技术中的绝大部分相同，发电机设置在发动机的后部，其齿轮与主运动系统的飞轮上的齿相啮合；

喷水系统是本发明新设置的包括储水箱、输水管、缸内温度感知器，微电脑控制系统和高压喷水器，储水箱如同油箱，设置在驾驶员座位下部相对保温的条件环境中，输水管与输油管相同，其一端与储水箱下部相连，另一端通向高压喷水器，高压喷水器与高压喷油器相同，其通过螺丝和上合板，上合在汽缸体左上部的喷水口内，输水管的中段设有输水泵，其与输油泵相同，设置在发动机前端的主轴旁，其喷水量控制器与喷油量控制器相连，缸内温度感知器是设置在气缸体上方内，通过导线与微电脑控制器相连并通过导线与高压喷水器相连。

所述的主运动系统还包括主轮，它是由特制不锈钢制成的圆柱体结构，根据发动机的功率半径可在80-280mm，厚度即圆柱体的高度在48-240mm，主轮凸(2-3)是弧形与主轮同厚，从主轮向外伸出弧度占整个圆的1/3-1/6，即30-60度，主轮凸部分的半径大于主轮半径1/3-2/5，主轮凸与主轮连接处有10-15度的过度节段，与运动方向相一致的方向的过度段呈向外弧形，背着运动方向的过度段有一半径为20-280mm凹弧状的压缩室(2-4)；在主轮两侧壁和在主轮凸上都设有凹槽(2-7)，在主轮两侧壁上的凹槽内装圆形和条形带弹片的密封油气环，在主轮凸部位是门形油气环，门形油气环的中间部分有伸缩错位口，在门形油气环及条形油气环间与圆形油气环间也有伸缩口，付轮，是由特制不锈钢制成的圆柱体，其直径和厚度都与主轮机同，并与主轮紧密相贴紧，付轮凹与付轮间的过度段一边是凸形弧，另一边是凹形弧，使主轮凸形与付轮凹形在相向旋转过程中能紧密相贴紧；付轮两侧壁及付轮上的圆形、条形槽和槽内的带弹片的圆形、条形油气环(2-12)，其结构与主轮上的油气环相同；

主轮轴和付轮轴齿轮位置连接关系：主轮和付轮，它们通过连接在主轮轴(2-6)和付轮轴(2-9)上的主轴齿轮(2-10)和付轴齿轮(2-11)相啮合，两齿轮直径相同，转速相同，方向相反；主轴凸(2-3)和付轴(2-2)形成一组单缸发动机，如果需要在同一轴上，主轮和付轮利用同一主轮轴和付轮轴，或设置多组，设置成双缸时，两组间的爆发点相隔180度，三缸则相隔120度，四缸则相隔90度。

所述的本体系统的气缸体和汽缸盖，其中，气缸体的主轮侧和付轮侧的缸体部分(1-1)、(1-2)，它是由铝合金制成的厚50-90mm，其内部的摩擦面上径耐磨处理；缸体的主轮侧厚度加厚20-40mm，其外有大量的散热片结构(6-1)，气缸体后壁(1-3)和气缸体连为一体的，其厚度为50-80mm；在后壁上有主轮轴孔(1-5)和付轮轴孔(1-4)，通过油封将各自的轴穿过两孔，再通过轴承支撑于发动机支架上，通气口外的连接板(3-1)，通过螺丝与通气管相连接，气缸排气口(4-1)和排气管通过螺丝上合上合板(4-2)，气缸盖螺孔(1-12)通过螺丝与气缸盖上合，缸体下连接板(1-7)与缸体是一体的，其厚度为20-30mm；

密封槽(1-15)，槽中有带弹片的密封条，上合螺孔(1-13)通过螺丝与气缸体支撑基板相连接，高压喷水咀(12-1)通过螺丝固定在气缸体左侧，高压喷水咀通过设在气缸体上的孔(12-2)喷水。

与现有技术相比，本发明有以下优点和积极效果：

1、功率大、热效率高、省油。在现有技术中，活塞从一个冲程上止到下止点，使曲轴从上圆到下圆点，它产生的最大扭力距是冲击波程的1/2，而这最大扭力距只有在曲轴转至水平位时才可达到，它的平均扭力距是曲轴半径的1/2。而本发明从压缩至中心，到主轴中心距是同等排量现有技术的1.5-1.8倍，始终以这个扭力距转动，由于杠杆学原理，这可显著增大扭力距，更重要的是在现有技术中，活塞是上下直线运动的，燃油产生的推力的曲轴部分，扭力距是从零到最大，再从最大到达零的波浪式变化着，在从零到最大或从最大到零的这段过程中，燃油所产生的推力的一部分是指向曲轴的支持轴，往往会造成击碎曲连轴承或压坏曲轴支持板，这就把燃料中的一部分能量消耗在了这些部位。再加上现有技术中的大量多余部件的重量以及由这些部位之间产生的摩擦阻力，高速反向惯性阻力多消耗许多能量，而本发动机相比基本没有反向惯性阻力，这就能节省大量的燃料。

国际公认的现有活塞式发动机的燃油最后转化成推动力的即燃料有效利用率只有35％左右，而大部分能量都没能转化成有效功，其中由于机械及其运行方式过程中的不合理，即机械消耗率为25％，这主要是由摩擦阻力，高速反向惯性阻力，以及振动等方式消耗掉了。还有30％左右是以热传导和热辐射形式浪费了，另有10左右是从尾气中的热能的形式以及没能充分燃尽的废气排放掉了。

本发明中除了机械效率的大幅提高，还运用了目前发达国家已经应用在活塞式发动机上的喷水助推技术，当缸体内的温度达到2000—2500度时，喷入一定量的水雾，水雾立即会形成水蒸气，膨胀力相当于同等量的燃油所产生的推力，在水雾气化的过程中还有部分水蒸气分解成O和H，这些O和H还能与没有燃尽的油雾燃烧，产生推力，这一技术是从中国的制瓷工艺中发展出的，这一技术在发达国家用在发动机上也很成功，但由于现有技术中的活塞式发动机的行程很短，这个行程短是由于其机械结构所限，由于连杆和曲轴的相对关系不可能使行程太长，在行程很短的活塞式发动机上应用喷水助推技术就无法先喷油、再喷水。

因此在发达国家喷水助推技术是在几个汽缸之间轮流进行。如四缸发动机，它是在第一缸喷4次油后第五次喷水再到第二缸，利用汽缸中存留的余热使水雾气化助推，这没能最有效地发挥喷水助推效果，还给喷水的控制装置的设置增加了负担。

而本发明的行程是接近360度的整环形转动，行程与缸径比可以很大。完全有条件在前半程少喷油，在其燃油接近燃尽，推力减弱时而缸内温度仍然很高时(2000度左右时)喷水，形成蒸气机效果。可大大提高喷水助推的效果，使汽缸在后半程依靠水的膨胀完成运行，最终达到整体提高燃油有效利用率的目的。大大降低了由于热传导和热辐射造成的能源浪费，以及由于给汽缸体降温而设置的许多降温设置，同时也降低了尾气排放过程中的热量损失。

2、体积小。由于本发明的主轮、付轮直接作旋转运动，省去了原有技术的曲轴、连杆、进排气阀等，再加上省去了主轴与偏心轴间的许多转动部件，使本发动机的体积只有现有技术中的1/3左右。

3、重量轻。由于本发动机的体积只有现有技术中的1/3左右，使发动机部分的重量大大减小。

4、结构简单，易加工、易装配。在现有技术中不但体积庞大笨重，而且有些部位加工制作、装配都很困难，如连杆瓦和曲轴，这些部位本来承受压力和摩擦都很大，其结构又无法安装轴承，只得用两片相对的瓦来代替因此往往造成烧瓦的现象。而本发动机中就不存在这处现象，另外在现有技术中随着缸径的增大和缸数的增多，有些大型轮船的发动机曲轴就重达数百吨，制作、加工安装都很困难，而本发动机的主轮、主轮、缸体等都可用一般车床加工，装配也较容易。

5、马力大。所说的马力大是指有些特殊用途方面，由于体积和空间有限，如赛车、摩托车、直升飞机和重型坦克等，由于体积和空间的限制要再加大马力是很困难的，由于发明发动机缸数的增加所占的体积是很小的，因此，在有限的体积范围内，本发动机可增大马力。

6、振动小、噪音小。在现有技术中，活塞的上下冲击，一部分动能传递到支持轴承和缸体和气缸盖上，产生较大的节律性的振动，产生噪音。而本发明直接产生旋转动力，主轮和付轮反向旋转把仅有的少许振动都抵消了，从根源上很少产生振动和噪音。

7、易设置。在现有技术中，由于发动机的体积庞大、重量大，使其在一些特殊要求方面很难设置，如现有在轿车的发展对车型的要求越来越高，庞大笨重的发动机要占去很大的空间，给发动机的设置带来许多困难。而本发动机，不但体积小，重量轻，而且安装后重心低，由于可直接产生旋转动力。设置起来就很方便，在轿车上甚至可以设置在前后桥上，在直升飞机上更便于设置，在坦克内不仅体积小，推力大，而且产热少，给整个车型、机型的设计带来方便。

8、有利于环保。因本发明进气量充足，燃烧室紧凑、行程长、燃烧充分，特别是一半用喷水助推，使尾气中水蒸气的比例大而有害废气的比例很小，达到欧四以上标准。

9、为今后的进一步发展留有充分余地。由于本发明与现代高新技术和高新科技及电子技术有机结合，在当今电子技术和自动化控制技术高速发展的情况下，为今后发动机进一步开发与进步打下基础。

附图说明：

下面结合附图对本发明的实施例进一步描述：

图1是本发动机工作原理第1节段结构示意图。

图2是本发动机工作原理第2节段结构示意图。

图3是本发动机工作原理第3节段结构示意图。

图4是本发动机工作原理第4节段结构示意图。

图5是本发动机工作原理第5节段结构示意图。

图6是本发动机主轮和主轴结构示意图。

图7是付轮、付轴结构示意图。

图8是进气系统与付办及付轮辅助件的结构连接关系示意图。

图9是主轮轴齿轮与付轮轴齿轮，主轮轴齿轮与配气轴齿轮间的连接关系示意图。

图10是气缸体及其散热片、通气、排气、喷水二次助推口及下部支撑板的结构位置连接方式示意图。

图11是气缸盖、排气口、火花塞、润滑液进口的位置结构示意图。

图12是本发明双缸机型整机外部结构及各配制位置关系示意图。

具体实施方式：

如图1所示：这是发动机工作原理第一阶段结构示意图。其中，有些部件与现有技术相同，有些部件还需在后面的附图中作进一步描述。本发动机工作原理的第一阶段是燃烧爆发，由主轮2-1上面的主轮凸2-3，旋转到上位置时，压缩室2-4内新鲜空气已经过压缩，它又作为燃烧室的开始部分，由火花塞发火爆发，由于燃烧室的形状接近于圆柱体，其内部的新鲜空气在压入时的方式是沿圆柱空间产生旋流，这给燃烧火焰的传播、散布都创造了良好的条件，与现有的技术中的压缩室，特别是同样作为转子发动机动作形式的三角转子发动机压缩室的形状条件优越许多。

在主轮凸和主轮的两侧壁上都装有多道门形气环和环形、条形气环，在付轮上也是如此，因此，使得主轮与气缸体、付轮与气缸体以及主轮和付轮之间都形成了良好的密封，图中1-15就是付轮和汽缸体在右上角通气口之前的摩擦面上设置的三道凹槽，这些凹槽是在本体部分即汽缸体的内面上，凹槽内设有弹片的密封条，与三角转子发动机相比，本发动机的密封就有条件设置气环而达到高度密封，从而解决了三角转子发动机尖端与气缸体壁压的太紧，磨损太大很费润滑油，压的不紧就会出现两缸间漏气的困难。

图中，进气内道3-12已旋转至与缸体壁密合位置，与此同时，位于主轮上的凸突2-15脱离了阀门压柱3-15，由于弹簧3-14的回拉，板状阀门3-13回位，阻塞了进气内道，进气停止。

如图2所示：这是发动机工作原理第二节段结构示意图：由于本发动机的燃烧行程长，以及进气量充足，压缩比大等特点，制成柴油机型，其优越性更突出，柴油机型的喷油是在气油机型的爆发点位置的两侧壁上设置高压喷油咀，从两侧相对喷油，由于主轮凸旋转到此位置，已将排气口4-1关闭。

如图所示，此时由于燃油的爆发推动，主轮凸2-3已经旋转了整圆的一半，即180O左右，燃料已经接近燃尽，推力也迅速减弱，而缸内温度仍然很高，接近2000O左右，此时高压喷水口12-1暴缩出来，同时喷出高压水雾，水雾在高温环境立即气化为水蒸气，由于温度很高还有部分水分子分解成氧和氢。在降低温度的同时增加了缸内压，推动主轮凸2-3绩续完成第二节段，即下半个行程的运行。主轮凸的前方推动前一次燃烧的废气通过排气4-1排出。3-18是在付轮内的高压气箱在当进气口不进气时高压风扇压入的空气储存在此气箱内。

如图3所示：这是发动机工作原理第三阶段结构示意图，此时主轮凸已转到右下方，主轮凸开始进入付轮凹2-3。

如图4所示，这是发动机工作原理第四节段结构示意图，此时主轮凸已转到右方位置。主轮凸已从付轮凹脱出，付轮凹处产生负压，一定量的负压对主付轮与缸体间密封是有好处的，但过高的负压又会影响付轮的转动力，此时从通气口3-1进入少量的空气以减少负压造成的阻力，通气口3-1是自然通气口，其通过滤清膜与大气相通，通入小量可控的清洁空气即可减少负压造成的阻力，又可部分降温。

如图5所示：这是发动机工作原理第五节段结构示意图，此时主轮的进气内道与燃烧室开通，由于高压进气风扇的压力使已达到8-10个大气压的清洁空气迅速进入燃烧室，进气内道的打开是靠高压气流的压力和阻气阀板的打开双重作用，在进气内道口旋转至离开右下方的气缸壁时已经开始由压力而部分打开。这时有少量空气会损失，但很快旋转至与燃烧室相通的位置，通气内道会由于主轮上的小凸压下阀门压柱3-15使通气内道完全打开，以确保足够的高压空气迅速进入燃烧室，从通气内道开始通气至旋转至上面的气缸壁结束通气，共有60度的旋转角度。由于送入的是8-10个大气压的高压空气，相对其空间比，高于现有技术中的进气总量，使本发明能保证有足够的供氧量。由于本发动机的排气口是自然的圆形口，口的直径与主轮凸的高度相同，不需要设置如现有技术中的进气阀，因此可使开放时间长，排气方便和充分。

如图6所示：这是发动机主轮和主轴结构示意图，主轮2-1是由特制不锈钢制成的圆柱体结构，根据发动机的功率半径可在80-280mm(轿车最佳120mm)，厚度即圆柱体的高度在40-240mm(轿车最佳65mm)，图中2-3是主轮凸，主轮凸是弧形与主轮同厚，从主轮向外伸出弧度占整个圆的1/4-1/12(最佳1/9)，即30-60度(轿车最佳40度)，主轮凸部分的半径大于主轮半径1/5-2/5(最佳1.5/5)，主轮凸与主轮连接处有10-15度(最佳12.5度)的过度节段，与运动方向相一致的方向的过度段呈向外弧形，背着运动方向的过度段有一半径为20-280mm(轿车最佳80mm)凹弧状的压缩室2-4；图中2-7是在主轮两侧壁和主轮凸上都设有的凹槽，在主轮两侧上的凹槽内装圆形和条形带弹片的密封油气环，在主轮凸部位是门形油气环，门形油气环的中间部分有伸缩错位口，在门形油气环及条形油气环间也有伸缩口，图中2-6是主轮轴，图中2-8是主轮轴与主轮装配销口。图中2-15是主轮小凸，高出轮面5-25mm(轿车最佳10mm)，当主轮旋转至与付轮相对时，主轮小凸伸入到付轮豁口内，一是压下阻气阀板，使进气内道充分打口，二是可阻止进入燃烧室的高压空气较少地漏入排气口，以保证进气量。主轮的轮壁上还没有小齿与齿槽与付轮上的小齿与齿槽相啮合以保证两轮间的高度密封。

如图7所示：这是本发动机付轮和付轮轴结构示意图。付轮2-2是由特制不锈钢制成的圆柱体，其直径和厚度都与主轮相同，并与主轮紧密相贴紧，图中2-5是付轮凹，它的深度和宽度都与主轮凸相同，付轮凹与付轮间的过度段一边是凸形弧，另一边是凹形弧，使主轮凸与付轮凹在相同旋转过程中能紧密相贴紧。图中2-9是付轮轴，他的前端介入付轮中部的轴窝洞内再通过销口锁死，图中2-12是付轮两侧及付轮上的圆形、条形槽和槽内的带弹片的圆形、条形油气环，其结构与主轮上的油气环相同，图中3-12是进气内道的口，进气内道是开在付轮中心洞孔与外周圆壁间的长方形开口，其宽度与长度随着缸体型号的大小在宽12mm--280mm(轿车最佳18mm)，长48mm--480mm(轿车最佳60mm)之间以能满足最大进气效果为佳。图中2-16是付轮上的豁口，当付轮与主轮旋转至相对应位置时，主轮上的小凸伸入付轮豁口内，可压下豁口中部的阀门压柱3-15使板状阀门打开。图中3-3是付轮的中心洞孔，中心洞孔的前面内部是设置直形风扇叶的空间，中心洞孔后面是付轮的闭合性壁，闭合性壁是指他与付轮的后面是一个整体，闭合性的壁的后面增厚部分的中间是连接付轮轴的窝洞，闭合性壁的前面的中心部位也有一个小窝洞2-20，通过小的轴承支撑进气轴的后部。

如图8所示：这是本发明进气系统各部件与付轮的连接及支撑关系示意图，图中3-4是空气滤清器，3-5是涡轮增压器，它与4-3排气总管之间通过排气管内的气流转动风扇使进气管内的进气加速。这些都是现有技术，图中3-6是进气支管，在多缸发动机中，进气总管根据缸数，分出相应的进气支管以通向各缸，上述部分器件都是通过支撑杆和螺丝，设置在发动机相适应的位置上，进气支管通过连接板和螺丝连接在进气缸壳体3-3前部的进气口上，进气缸壳体是由厚5-40mm(轿车最佳6mm)的铝合金制成的直径100-2000mm(轿车最佳120mm)，长度100-4000mm(轿车最佳200mm)，不同用途和型号的发动机，根据进气需要采用不同的尺寸，进气缸壳体的内部直径与付轮的中心洞孔的直径相同，进气缸壳体的后部一圈有向外伸出的部分1-8通过螺丝固定在汽缸盖前外壁上，进气轴的前部通过轴承3-10和支架3-11，进气轴的后端有球头状圆柱伸入付轮前壁小窝洞内，图中1-2是汽缸体，付轮轴2-3通过油封1-16穿过汽缸体后壁上的轴孔与付轮2-2连接，图中3-7是在进气缸壳体内连接在进气轴前段的高压斜形风扇叶，图中3-8是连接在进气轴后段部的高压直形风扇叶，高压斜形风扇叶是将从进气支管来的空气高速向后推压而高压直形风扇叶是将空气高速推向付轮上的进气内道3-12，图中2-11是固定在付轮轴上的齿轮，他与主轮上的齿轮相同直径并啮合，当主轮轴转动时带动付轮以相同的转速向相反的方向同步转动，图中3-9是安装在进气轴前部的齿轮，他通过一个中间齿轮与安装在主轮轴前部的齿轮啮合，主轮轴前部的齿轮与进气轴前部的齿轮周长比为1比8-10(最佳1:9)，当主轮转动时，通过进气轴上的高压斜形风扇叶和直形风扇叶产生8-10个大气压的高压气流，由于风扇叶的旋转方向与付轮的旋转方向相反，通过付轮上的进气内道3-12产生一个很高的气压储存，当进气内道和主轮上的燃烧室开通后，在给定的时间内高压气充满燃烧室，使燃烧室内的气压保持8-9个大气压，满足燃烧的需求，图中11-2是安装在支撑架11-1轴孔内的轴承，使付轮轴2-9通过并支撑在支架上，图中的汽缸体1-2和付轮轴支架11-1，以及进气轴支架3-11通过螺丝都固定在基板11-4上。

如图9所示，这是本发明主轮轴、付轮轴、主轮、付轮以及进气轴，及其安装在各轴上的齿轮的连接和啮合关系示意图。图中2-6是主轮轴，2-9是付轮轴，2-1是安装在主轮轴上的主轮，2-2是安装在付轮轴上的付轮，图中2-10和2-11分别是安装在主轮轴上的齿轮及安装在付轮轴上的齿轮，他们相啮合，以相同的直径相同的转速，以相反的方向转动。图中3-2是进气轴安装在进气轴上的齿轮3-16与安装在中间轴2-18上的齿轮2-19相啮合，齿轮2-19又同时和安装在主轮轴上的齿轮2-17相啮合，主轮轴上的齿轮2-17的周长与进气轴上的齿轮3-16的周长比为1比8-10，主轮轴、付轮轴，进气轴，中间轴都通过轴随承和支架固定在基板上。

如图10所示：这是发动机气缸体及其散热片、通气口、高压喷水口及连接板位置连接关系示意图。

图中1-1和1-2是气缸体的主轮侧和付轮侧的缸体部分，它是由铝合金制成的厚50-90mm(轿车最佳60mm)，其内部的摩擦面上径耐磨处理。缸体的主轮侧1-1厚度加厚20-40mm(轿车最佳30mm)，其外有大量的散热片结构6-1，图中1-3是气缸体后壁，它是和气缸体连为一体的，其厚度为30-80mm(轿车最佳40mm)。在后壁上有主轮轴孔1-5和付轮轴孔1-4，通过油封将各自的轴穿过两孔，再通过轴承支撑于发动机支架上，图中3-1是通气口外的连接板，通过螺丝与带滤网通气口相连接，图中1-6是气缸盖螺孔，通过螺丝与气缸缸盖上合，图中1-7是缸体下连接板，它与缸体是一体的，其厚度为20-30mm(轿车最佳25mm)，图中1-15是密封槽，槽中有带弹片的密封条。图中12-1是高压喷水喷水口部的上合板，通过螺丝将高压喷咀及其电子控制线上合在上面，图中12-2是高压喷水口在缸体内的开口，图中1-13是连接板上的螺孔，通过螺丝将汽缸体连接在基板上。

如图11所示：这是气缸盖、排气口、润滑液进口及喷油和点火系统的火花塞的位置结构连接关系示意图：气缸盖1-9是由铝合金制成的厚度为50-80mm，图中1-10是主轮轴的轴孔，图中1-12是上合螺孔，通过螺丝与气缸体上合，图中7-7是高压喷油咀，他通过螺丝固定在汽缸盖特有的位置，与高压喷油咀相连的输油管，油泵，控制拉杆，电控线路微电脑等采用现有技术，设置在适应位置，图中8-1是火花塞，在汽缸体另一侧壁的相同位置上也有一火花塞，它是通过自身的螺丝上合在气缸盖和另一侧壁上的火花塞孔内，它们通过高压线与电子打火器相连。图中4-1是排气口，4-2是排气口上的连接板，通过螺丝将排气管固定在其上，排气管采用现有技术，其他排气装置，设置在适应位置上，图中1-11进气圆桶孔通过螺丝将进气圆桶固定在此孔上。

如图12所示，这是发动机双缸机型整机和外部结构及配件位置关系示意图：发动机缸体如果是多缸发动机，各个缸体可制成分立型，这有利于风冷散热，也可铸成几缸一体型的，如用水降温就要内设水套，几缸合并在一起利用水冷散热。图中2-6是主轮轴：主轮轴是与主轮相连接通过轴承和油封从汽缸盖穿出，通过支架11-1的轴承，右端安装有飞轮2-14，通过飞轮上的离合器片，可将发动机的动力转递出去：图中2-10是主轮轴齿轮，它是安装在主轮右端，它与连接在付轮轴上的齿轮2-11相啮合；7-1是润滑液储油箱，它是安装在发动机支架的下方，其上连接有润滑液供油管和回油管，供油管7-9一端连接在储油箱下部，另一端通过安装在发动机左端付轮轴旁的润滑液滤清冷却器7-11，和润滑液增压器相连接，再由润滑液增压器引出后通往各润滑液进入管道，润滑液引出管道后再流入润滑液储油箱，其结构和连接方式与现有技术相同；4-2是与各汽缸体排气口相连通的排气管；4-3是与各汽缸排气管相连通的排气总管，排气管和排气总管通过螺丝上合在发动机后侧，即主轮侧的汽缸体排气口上；涡轮增压器3-5是设置在排气总管和进气总管之间，通过支撑固定在发动机适合的位置上，图中4-4是消音器；发动机支架11-1，通过螺丝固定在发动机基板上，设置在发动机前后两端，它是支撑和稳定发动机主轮轴和付轮轴的，一般单缸型用的发动机设支架，而车用、船用发动机其内部有专设的支架；小油箱5-1，它是设置在发动机支架下，通过输油管5-2与输油泵5-3相连，并通过燃油调节器5-5，再通过供油管道5-6将燃油输送到喷油咀5-7。空气滤清器3-4与进气总管的开始端相连，3-6是进气管，进气部分的结构已在图8中作了细致介绍和说明。

安装在付轮轴上的齿轮7-12，通过它与7-11润滑液滤清冷却器上的齿轮相啮合，润滑液滤清冷却器是安装在发动机支架上的。润滑液增压器7-10与润滑液滤清冷却器相连，润滑液通向气缸体内的导管7-13，分别通过各缸体内润滑液调控器7-7进入汽缸体内。图中7-9是润滑液通向储油箱的导管，储油箱内的润滑液7-8通向冷却器冷却滤清器的导管；电子点火控制器8-2，它是安装在汽缸体上，通过导线与各缸的火花塞8-1相连通。安装在发动机支架上的电动机9-2(又为发电机)在发动机起动时，通过蓄电池9-3的蓄电通过电动机齿轮9-1与飞轮齿轮相啮合而起动，当发电机转动时，它又作为发电机存储电能。冷却系统的散热风扇6-2，低功率发动机可用风冷散热降温，它是安装在风扇支架6-3内有链条与主轮轴左端的齿轮相啮合，带动风扇转动。

本发动机外部配置的各种器件，都采用现有技术中的高新技术，在与本发动机连接时以方便、就近、有利等为原则，没有其它特殊要求。

Claims (3)

1、一种双轮正圆转子发动机包括：主运动系统、本体系统、配气系统、排气系统、燃料供给系统、喷水系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、电控系统；其特征在于：

本体系统包括汽缸体和汽缸盖，它们构成了发动机的壳体，汽缸盖上保留了与排气管的连接口，与点火系统中的火花塞的连接口省去了原有汽缸盖上的进气管连接口，省去了阀尔、阀尔弹簧及弹簧支架、偏心轮、偏心轮轴及其支架；汽缸体和汽缸盖通过螺丝上合在一起，再通过螺丝固定在发动机支架上；

主运动系统省去了原有技术中运动系统中的活塞、连杆、连杆轴、曲轴、曲轴瓦；增加了主轮及主轮轴和付轮及付轮轴；这些新增加的大部分包容在气缸体内部和部分通过轴伸出汽缸体外的部件，其中包括带轮凸的主轮、主轮轴和带轮凹的付轮和付轮轴；这些是设置在汽缸体内，并与汽缸体摩擦面保持紧密间隙，主轮轴和付轮轴穿过汽缸体后壁和汽缸盖上面的主轮轴孔和付轮轴孔，在穿出孔时与孔壁设置有油封和轴瓦，穿出后主轮轴和付轮轴分别在汽缸体的前侧和后侧通过轴承架设在汽缸体外部的支架上；主轮轴和付轮轴穿出汽缸体和穿过支架的轴承后，主轮轴的前端装设有带动冷却系统风扇的齿轮，它与风扇齿条相啮合，付轮轴的前端设有带动润滑液循环和降温的齿轮，它与润滑液循环降温器的齿轮相啮合，在主轮轴的后部装设有主轮轴齿轮，在付轮轴后部装有付轮轴齿轮，这两个齿轮直径相同并相啮合，在主轮轴的后端部还装有飞轮；

配气系统是由保留现有技术中的空气滤清器、进气总管、涡轮增压器、进气分管和新增加的进气道口、进气轴、进气缸壳体、斜形高压风扇叶、直形高压风扇叶、进气内道、进气内道阀门、阀门弹簧、阀门压柱以及进气轴齿轮和进气轴的支架、进气支架轴承组成；他们与本系统以及主运动系统的位置连接关系是：空气滤清器和进气总管都通过螺丝固定在汽缸体外部，涡轮增压器也固定在汽缸体外部，进气总管和排气总管通过涡轮增压器分出的进气分管的口通用上合板上的螺丝上合在进气缸壳体的前部的进气口上，进气缸壳体是圆桶状，其后端通过上合板螺丝上合在气缸盖右侧的孔口上，进气轴通过进气缸壳体前端的孔进入进气缸壳体，进气轴后端通过轴承支撑在主运动系统中的付轮中心壁前的中心窝孔内；进气轴进入进气缸壳体部分分为两段部，前段部上安装有斜形高压风扇叶，后段部正对着付轴内的进气内道部分安装有直形高压风扇叶；进气轴进入进气缸壳体入口处安装有密封油环，进气轴的前端安装有进气轴齿轮，在进气轴齿轮和进气缸密封油环之间设有进气轴支架，支架上部设有轴承，进气轴通过此轴承支撑在支架上；进气轴支架的下部通过螺丝固定在基板上，在进气内道的内壁上凹陷窝内有一小圆柱，小圆柱上套装有板状阀门，板状阀门的上面左侧安装有阀门弹簧和阀门压柱，阀门压柱的上端伸出付轮豁口中部；

排气系统是由与现有技术相同的排气总管、排气支管、排气口及消音器组成，它们通过螺丝架设在发动机支架的相适应位置，只有排气口是设置在汽缸盖左下部外孤形壁上，与气缸连内通的圆形自然的的口，通过螺丝将排气支管上合在排气口的外面的上合板上；

燃油供给系统包括与现有技术相同的大油箱、小油箱、输油管和燃油调控系统，它们都设置在发动机支架的适当部位，通过调控系统后将燃油送到配气系统的第二进气管口处的高压喷油器，按要求喷入燃烧室；

冷却系统分两种情况：一种是在大功率和特大功率的发动机型时仍然采用现有技术中的水冷却方式；另一种是中小型发动机型中动力都采用风冷却降温，中小功率机型中的汽缸体燃烧室的一侧外部设置了一定量的散热片，并在发动机燃烧室上方设置了风扇，风扇是通过支架固定在发动机前端的支架上，其动力是通过发动机前端的主轮轴上的散热齿轮与风扇的动力齿条相啮合；

润滑系统是由与现有技术相同的润滑液储油箱、润滑液出油管、润滑液回油管、润滑液过滤降温增压器及其驱动齿轮，改变的只有汽缸体内主运动系统润滑液导管和输入口，以及其它各部摩擦付的润滑液输导管，它们的位置和连接关系是：润滑液储油箱是方形硬板结构，它通过螺丝上合在本体系统的汽缸体下方，其内储有润滑液，通过出油导管将润滑液送到设置在发动机前部的润滑液过滤降温增压器，润滑液过滤降温增压器是通过螺丝上合在发动机前部的支架上，它的动力齿轮与发动机前部的主轮轴上的齿轮相啮合，通过润滑导管将经过增压后的润滑液输送到各摩擦付，其中包括本发明设置的通向主运动系统即汽缸体侧壁上专用通道将润滑液注入主轮和付轮上的气环槽内，在注入时，注入量受到专用通道口处的电子自动调控器的调控；在润滑液降温过滤器处，还设有一导管将从各摩擦付中回流来的润滑液回送到润滑液储油箱；

点火系统包括保留现有技术中的大部分设备即：电源或电控系统中的蓄电池、高压导线、电子打火控制器和火花塞，只有在火花塞的设置位置上，根据本发明的汽缸体燃烧室的结构特征，完全有条件在汽缸体燃烧室的两侧壁上即汽缸体固有侧壁和汽缸盖上的燃烧室相应位置上，对置两个火花塞；

电控系统与现有技术中的绝大部分相同，发电机设置在发动机的后部，其齿轮与主运动系统的飞轮上的齿相啮合；

喷水系统是本发明新设置的包括储水箱、输水管、缸内温度感知器，微电脑控制系统和高压喷水器，储水箱如同油箱，设置在驾驶员座位下部相对保温的条件环境中，输水管与输油管相同，其一端与储水箱下部相连，另一端通向高压喷水器，高压喷水器与高压喷油器相同，其通过螺丝和上合板，上合在汽缸体左上部的喷水口内，输水管的中段设有输水泵，其与输油泵相同，设置在发动机前端的主轴旁，其喷水量控制器与喷油量控制器相连，缸内温度感知器是设置在气缸体上方内，通过导线与微电脑控制器相连并通过导线与高压喷水器相连。

2、根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述的主运动系统还包括主轮，它是由特制不锈钢制成的圆柱体结构，根据发动机的功率半径可在80-280mm，厚度即圆柱体的高度在48-240mm，主轮凸(2-3)是弧形与主轮同厚，从主轮向外伸出弧度占整个圆的1/3-1/6，即30-60度，主轮凸部分的半径大于主轮半径1/3-2/5，主轮凸与主轮连接处有10-15度的过度节段，与运动方向相一致的方向的过度段呈向外弧形，背着运动方向的过度段有一半径为20-280mm凹弧状的压缩室(2-4)；在主轮两侧壁和在主轮凸上都设有凹槽(2-7)，在主轮两侧壁上的凹槽内装圆形和条形带弹片的密封油气环，在主轮凸部位是门形油气环，门形油气环的中间部分有伸缩错位口，在门形油气环及条形油气环间与圆形油气环间也有伸缩口，付轮，是由特制不锈钢制成的圆柱体，其直径和厚度都与主轮机同，并与主轮紧密相贴紧，付轮凹与付轮间的过度段一边是凸形弧，另一边是凹形弧，使主轮凸形与付轮凹形在相向旋转过程中能紧密相贴紧；付轮两侧壁及付轮上的圆形、条形槽和槽内的带弹片的圆形、条形油气环(2-12)，其结构与主轮上的油气环相同；

主轮轴和付轮轴齿轮位置连接关系：主轮和付轮，它们通过连接在主轮轴(2-6)和付轮轴(2-9)上的主轴齿轮(2-10)和付轴齿轮(2-11)相啮合，两齿轮直径相同，转速相同，方向相反；主轴凸(2-3)和付轴(2-2)形成一组单缸发动机，如果需要在同一轴上，主轮和付轮利用同一主轮轴和付轮轴，或设置多组，设置成双缸时，两组间的爆发点相隔180度，三缸则相隔120度，四缸则相隔90度。

3、根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述的本体系统的气缸体和汽缸盖，其中，气缸体的主轮侧和付轮侧的缸体部分(1-1)、(1-2)，它是由铝合金制成的厚50-90mm，其内部的摩擦面上径耐磨处理；缸体的主轮侧厚度加厚20-40mm，其外有大量的散热片结构(6-1)，气缸体后壁(1-3)和气缸体连为一体的，其厚度为50-80mm；在后壁上有主轮轴孔(1-5)和付轮轴孔(1-4)，通过油封将各自的轴穿过两孔，再通过轴承支撑于发动机支架上，通气口外的连接板(3-1)，通过螺丝与通气管相连接，气缸排气口(4-1)和排气管通过螺丝上合上合板(4-2)，气缸盖螺孔(1-12)通过螺丝与气缸盖上合，缸体下连接板(1-7)与缸体是一体的，其厚度为20-30mm；

密封槽(1-15)，槽中有带弹片的密封条，上合螺孔(1-13)通过螺丝与气缸体支撑基板相连接，高压喷水咀(12-1)通过螺丝固定在气缸体左侧，高压喷水咀通过设在气缸体上的孔(12-2)喷水。

Images