CN101403335A - 旋转活塞发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转活塞发动机，属于内燃机技术领域。它包括双旋转活塞机构，其压缩缸筒和动力缸筒中分别设有的压缩动力轴和动力输出轴上均设有偏心轮旋转活塞，压缩缸筒和进气口联通，进气口上设有密封式滑块，压缩缸筒和压缩气通道连通，压缩气通道通过旋转阀门和动力缸筒连通；动力缸筒上设有点火器及密封滑块，并设有排气口；压缩动力轴和动力输出轴间设有同步机械传动机构。本发明的积极效果是，与现有四行程发动机相比，具有原理及结构独特、输出功率大、效率高、节能、工作较平稳、结构简单紧凑、体积小、重量轻、使用灵活、用途广等显著优点。是汽车、拖拉机等车辆的理想配套动力源。

Description

旋转活塞发动机

技术领域

本发明涉及旋转活塞发动机，属于内燃机技术领域。

背景技术

往复活塞式发动机已在汽车、拖拉机等多种车辆和船舶上得到广泛使用，它的每个工作循环中活塞都往复2-4个行程，优点是工作可靠。其不足之处是发动机的活塞连杆要做直线往复运动，活塞速度在极短的时间内，由静止到高速再到静止，不断地往复变换运动方向。显然，这种直线往复运动的活塞连杆要消耗很大的能量，活塞连杆的质量越大、速度越快，消耗的能量就越大。故进一步改进发动机的结构，降低其能源消耗，提高其输出功率，是发动机开发研究的重大课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转活塞发动机，它具有原理及结构独特、输出功率大、效率高、节能、结构简单紧凑、使用灵活等优点。可广泛应用于汽车、拖拉机等多种车辆和船舶上。

本发明的主要技术方案是：一种旋转活塞发动机，包括缸体、前缸盖、后缸盖、润滑装置、冷却装置、配气机构、油料供给和燃烧点火装置，其特征在于设有两套构造相同而工作方向相反的双旋转活塞机构，其结构为：设有压缩缸筒和动力缸筒，压缩缸筒和动力缸筒中分别设有压缩动力轴和动力输出轴，压缩动力轴和动力输出轴上均设有偏心轮旋转活塞，压缩缸筒和进气口联通，进气口附近设有密封式滑块A，压缩缸筒和压缩气通道连通，压缩气通道通过旋转阀门和动力缸筒连通；动力缸筒上设有点火器、排气口及密封式滑块B；压缩动力轴和动力输出轴间设有同步机械传动机构。

所述的两套构造相同而工作方向相反的双旋转活塞机构为：他们的构造相同是指，他们都有气缸、前后缸盖、滑块和旋转活塞。但是他们的缸容量(缸容量是指缸筒内的容积减去旋转活塞的体积)可以不同，压缩缸体积可以比动力缸的体积大，压缩缸缸容量比动力缸缸容量可以大1-10倍。

所述的两套构造相同而工作方向相反的双旋转活塞机构为：所述的两套构造相同的旋转活塞机构，他的压缩缸与动力缸的位置关系可以是左右或上下并列的，也可以是前后叠加串联的。

所述的旋转活塞发动机可以是单缸机，也可以是多缸机是指：

所述的同步机械传动机构较佳结构为：具有旋转阀门正时齿轮，该旋转阀门正时齿轮和动力输出轴上的动力正时齿轮及压缩动力轴上的压缩正时齿轮相啮合，也可以使用正时齿形带或链条传动。动力正时齿轮和压缩正时齿轮同速旋转。

所述的阀门为旋转阀门为佳，其阀芯上设有阀芯通道，旋转阀门的旋转轴和正时齿轮为同一根轴为佳。

所述的阀门也可为电磁止回阀等，以达压缩气通过同步为准。

所述的偏心轮旋转活塞的较佳结构为：压缩动力轴或动力输出轴的偏心轮上设有与其滑动配合的压缩滚套或动力滚套。

所述的偏心轮旋转活塞上设有下述的润滑油路为佳：前缸盖和后缸盖中设有环形润滑冷却油道、润滑冷却油入口和润滑冷却油出口，压缩动力轴和动力输出轴中设有将前缸盖和后缸盖中的环形润滑冷却油道连通的油道，油道和压缩动力轴和动力输出轴的偏心轮轴表面设的油槽相连通。强化润滑。

所述的密封式滑块A或密封式滑块B可为旋转式扇形滑块，压缩缸筒或动力缸筒上设有相应的旋转式扇形滑块仓及其可旋转结构，密封式滑块A上设有与进气口联通的进气口，以保证进气口工作时连通。

所述的密封式滑块A或密封式滑块B也可为矩形平动滑块结构等。

所述的动力缸筒上也可设有喷油器。当压缩缸筒中压入的是混合好的油与空气的混合气体時，动力缸筒上也可不必设喷油器。

本发明的积极效果是：与现有技术相比，技术原理独特，有实质性重大突破；本发明没有活塞和曲柄连杆式运动机构，没有四行程发动机的曲轴和曲轴箱，没有凸轮轴、气门，气门弹簧的配气机构等，结构简单合理；与现有的四、二行程发动机相比，在同等耗油量的情况下，发动机输出功率及转速都有较大提高；本发明只要改变两个旋转活塞的旋转相位角，就可以改变发动机的压缩比；本机既可以是单缸机，又可以是多缸机；故本发明具有原理及结构独特、输出功率大、效率高、节能、工作较平稳、结构简单紧凑合理、体积小、重量轻、使用灵活、用途广等显著优点。可广泛应用于汽车、拖拉机等多种车辆和船舶上，是汽车、拖拉机等车辆的理想配套动力源。

以下结合实施例及附图作进一步详述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1的后视图(即实施例1的正时传动示意图)；

图3是图1中A-A剖视图(即件号9旋转式扇形滑块结构示意图)；

图4是图1中B-B剖视图(即件号2、31动力滚套、动力输出轴偏心轮的润滑、冷却结构示意图)；

图5是本发明实施例2的结构示意图；

图6是图5的后视图(即实施例2的正时传动示意图)；

图7是图5的俯视图(即电磁阀门、喷油器和进气口相互位置结构示意图)；

图8是串联多缸机示意图；

图9是串联多缸机旋转阀芯通道示意图；

图10是图9中C-C剖视图(即件号28串联多缸机旋转阀芯)。

图1~图7中各标号含义为：1.缸体，101.排气口，102.动力缸旋转式扇形滑块仓，103.密封条槽，104.动力缸扇形滑块弹簧孔，105.点火器孔，106.旋转阀座，107.进气口，108.压缩缸旋转式扇形滑块仓，109.固定缸盖螺栓孔，110.冷却介质通道，111.压缩缸筒，112.压缩气通道，113动力缸筒，2.动力滚套，3.动力输出轴，31.动力输出轴偏心轮，32.正时齿轮轴，33.油道，34.动力输出轴接头4.动力缸旋转式扇形滑块，41.动力缸扇形滑块轴，5.密封条，6.扇形滑块弹簧，7.点火器，8.旋转阀门，81.旋转阀芯通道，9.压缩缸旋转式扇形滑块，91.压缩缸扇形滑块进气口，92.压缩缸扇形滑块轴，10.压缩滚套，11.压缩动力轴，12.动力正时齿轮，13.旋转阀门正时齿轮，14.前缸盖，141.润滑冷却油入口，142.环形润滑冷却油道，143.前缸盖轴承座，15.压缩正时齿轮，16.后缸盖，161.润滑冷却油出口，162.环形润滑冷却油道，163.后缸盖轴承座，17.后滑动轴承，18.前滑动轴承，19.偏心轮滑动轴承，20.矩形平动滑块，21.矩形平动滑块弹簧，22.电磁止回阀，221.电磁止回阀瓣，23.喷油器，231.喷油器喷头，24.偏心轮滚动轴承，25.正时齿形带，26.固定缸盖螺栓，27.中隔板28.串联多缸机旋转阀芯，29.串联多缸机压缩缸筒，30.串联多缸机动力缸筒。

具体实施方式

参见图1~图4，该旋转活塞发动机，包括缸体1、前缸盖14、后缸盖16、润滑装置、冷却装置、配气机构、油料供给和燃烧点火装置，并设有双旋转活塞机构，其结构为：设有压缩缸筒111和动力缸筒113，压缩缸筒111和动力缸筒113中分别设有压缩动力轴11和动力输出轴3，压缩动力轴11和动力输出轴3上均设有偏心轮旋转活塞，压缩缸筒111和进气口107联通，进气口107附近设有密封式滑块A，密封式滑块A上设有与进气口107联通的进气口91，以保证进气口107工作时连通，压缩缸筒111和压缩气通道112连通，压缩气通道112通过旋转阀门8和动力缸筒113连通；动力缸筒113上设有点火器7及密封式滑块B，并设有排气口101；压缩动力轴11和动力输出轴3间设有同步机械传动机构。同步机械传动机构还有旋转阀门正时齿轮13，旋转阀门正时齿轮13和动力输出轴3上的动力正时齿轮12及压缩动力轴11上的压缩正时齿轮15相啮合，动力正时齿轮12和压缩正时齿轮15同速旋转。旋转阀门8的旋转轴和正时齿轮13为同一根轴，旋转阀门8的轴以二分之一速度旋转，阀芯上设有阀芯通道81。所述的偏心轮旋转活塞的结构为：压缩动力轴11和动力输出轴3的偏心轮上分别设有滑动配合的压缩滚套10和动力滚套2。所述的偏心轮旋转活塞上设有润滑油路：前缸盖14和后缸盖16中设有环形润滑冷却油道142、162，润滑冷却油入口141和润滑冷却油出口161，压缩动力轴11和动力输出轴3中设有将缸盖14和后缸盖16中的环形润滑冷却油道142、162连通的油道33，油道33和压缩动力轴11和动力输出轴3的凸轮轴表面设的油槽相连通。润滑冷却油入口141的另外一端接机油泵，润滑冷却油出口161的另外一端接机油冷却存储器。图1中密封式滑块A或密封式滑块B为旋转式扇形滑块，压缩缸筒111或动力缸筒113上设有相应的旋转式扇形滑块仓及其可旋转结构。缸体1上分设的压缩旋转活塞和动力旋转活塞两套构造相同的机构。动力输出轴3(与压缩动力轴11构造相同)上设有偏心轮31、正时齿轮轴32和滚套2。动力输出轴3(压缩动力轴11构造相同)内设有润滑冷却油道33。缸体1的相应位置上依次设有排气口101、动力缸扇形滑块仓102、密封条槽103、动力缸扇形滑块弹簧孔104、点火器孔105、旋转阀座106、进气口107、压缩缸扇形滑块仓108、固定缸盖螺栓孔109、冷却介质通道110、压缩缸筒111、压缩气通道112和动力缸筒113。动力缸筒中扇形滑块仓102、和压缩缸筒中扇形滑块仓108内设有动力缸旋转式扇形滑块4和压缩缸旋转式扇形滑块9。动力缸旋转式扇形滑块4上设有旋转轴41，压缩缸旋转式扇形滑块9上设有旋转轴92和进气口91。两个扇形滑块的曲面对应缸体处，均设有相同的密封条槽103和密封条5。点火器孔105内装有点火器7。旋转阀座106内设有旋转阀门8，旋转阀门8上设有旋转阀芯通道。动力输出输入轴3、11和旋转阀门8之间配有正时齿轮12、13和15，12和15同速同步旋转，13以二分之一速度同步旋转。排气口101的另外一端接排气管。进气口107的另外一端接化油器、增压器或者空气滤清器。

其工作过程如下：压缩动力轴11、动力输出轴3和旋转阀门8之间设有同步机械传动机构，在正时齿轮12、13和15的共同作用下，压缩动力轴11和动力输出轴3同速同步同向旋转，旋转阀门8以二分之一速度同步反向旋转。滚套2和10在各自的偏心轮上滑动。压缩旋转活塞10在前后缸盖14、16和压缩缸扇形滑块9的共同作用下，在压缩气体的同时，其背面开始下一个工作循环的进气；动力旋转活塞2在开始作功的同时，其背面开始上一个工作循环的排气。当压缩旋转活塞10逆时针旋转经过进气口91及107后，将已经进入压缩缸筒111内的燃混气体压缩至压缩气通道112附近时；动力偏心轮31带动滚套2同步逆时针滚过点火器孔105，与前后缸盖14、16和动力缸扇形滑块4形成了封闭的空间；此时旋转阀8及时打开，燃混压缩气体进入动力旋转活塞机构内。经点火器点火，推动动力滚套2开始作功，通过动力输出轴3输出动力。当动力旋转活塞2旋转经过排气口101时，废气排出，完成一个工作循环并开始下一个工作循环。旋转活塞发动机的每个工作循环内，都包含了相邻的上下两个工作循环的一部分。当一个工作循环的压缩开始时，同时就包含了下一个工作循环的进气；当一个工作循环的作功开始时，同时就包含了上一个工作循环的排气。

参见图5~图7，密封式滑块A或密封式滑块B可以是矩形平动滑块20；所述旋转活塞发动机如果使用柴油时，动力缸筒111在点火器孔105处装有喷油器23。旋转活塞发动机可以使用电磁止回阀22，如果使用电磁止回阀22，其正时传动用正时齿形带25。旋转活塞发动机的动力滚套(压缩滚套一样)2和动力输出轴偏心轮31之间的动配合，可以用滑动轴承19配合，也可以用滚动轴承24配合。

参见图8~图9，如果该旋转活塞发动机是串联多缸机，各缸之间有中隔板27，动力输出轴或压缩动力轴的串联可以用33、34榫卯方式连接。如果该旋转活塞发动机的压缩缸与动力缸是串联设置，可以使用串联多缸机旋转阀芯28和通道281，如图9设置，动力输出轴与压缩动力轴的串联也可以用33、34方式连接。

Claims (10)

1、一种旋转活塞发动机，包括缸体(1)、前缸盖(14)、后缸盖(16)、润滑装置、冷却装置、配气机构、油料供给和燃烧点火装置，其特征在于设有双旋转活塞机构，其结构为：设有压缩缸筒(111)和动力缸筒(113)，压缩缸筒(111)和动力缸筒(113)中分别设有压缩动力轴(11)和动力输出轴(3)，压缩动力轴(11)和动力输出轴(3)上均设有偏心轮旋转活塞，压缩缸筒(111)和进气口(107)联通，进气口(107)附近设有密封式滑块A，压缩缸筒(111)和压缩气通道(112)连通，压缩气通道(112)通过旋转阀门(8)和动力缸筒(113)连通；动力缸筒(113)上设有点火器(7)及密封式滑块B，并设有排气孔(101)；压缩动力轴(11)和动力输出轴(3)间设有同步机械传动机构。

2、根据权利要求1所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的同步机械传动机构具有旋转阀门正时齿轮(13)，旋转阀门正时齿轮(13)和动力输出轴(3)上的动力正时齿轮(12)及压缩动力轴(11)上的压缩正时齿轮(15)相啮合，动力正时齿轮(12)和压缩正时齿轮(15)同速旋转。

3、根据权利要求2所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的阀门(8)为旋转阀门，阀芯上设有阀芯通道(81)，旋转阀门的旋转轴和正时齿轮(13)为同一根轴。

4、根据权利要求2所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的阀门(8)为电磁止回阀(22)。

5、根据权利要求1所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的偏心轮旋转活塞的结构为：压缩动力轴(11)或动力输出轴(3)的偏心轴上设有与其滑动配合的压缩滚套(2)或动力滚套(10)。

6、根据权利要求5所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的偏心轮旋转活塞上设有润滑油路：前缸盖(14)和后缸盖(16)中设有环形润滑冷却油道(142、162)、润滑冷却油入口(141)和润滑冷却油出口(161)，压缩动力轴(11)和动力输出轴(3)中设有将缸盖(14)和后缸盖(16)中的环形润滑冷却油道(142、162)连通的油道(33)，油道(33)和压缩动力轴(11)和动力输出轴(3)的偏心轮轴表面设的油槽相连通。

7、根据权利要求1所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的密封式滑块A或密封式滑块B为压缩缸旋转式扇形滑块(9)或动力缸旋转式扇形滑块(4)，压缩缸筒(111)或动力缸筒(113)上设有相应的压缩缸旋转式扇形滑块仓(108)或旋转式扇形滑块仓(102)及其可旋转结构，压缩缸旋转式扇形滑块(9)上设有与进气口(107)联通的进气口(91)。

8、根据权利要求1所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的密封式滑块A或密封式滑块B为矩形平动滑块(20)。

9、根据权利要求1所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的压缩缸筒(111)和动力缸筒(113)的缸容量不同，压缩缸缸容量比动力缸缸容量大1-10倍。

10、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的旋转活塞发动机，其特征在于所述的动力缸筒(113)上设有喷油器(23)。

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