CN101418718A - 转子发动机 - Google Patents

Abstract

一种转子发动机，包括：机体机构、燃烧机构、压缩机构，机体机构和压缩机构的结构相同，发动机的旋片固定在缸套上与缸套、缸套端盖一同转动，旋片的径向伸出的部位嵌入转子内，此处旋片与转子滑动配合，滑动面上用多层密封片式径向密封件密封；转子和缸套之间用径向密封件密封，而缸套端盖和转子之间用轴向密封件密封，上述三种密封件通过密封件圆盖相互连接，所述转子发动机的特点是缸套、缸套端盖、旋片、燃烧室、进气阀、排气阀、喷油器、高压燃油泵、磁电机、电子控制单元一同转动，缸套中布置的转子也与它们同方向转动，从而很大程度上降低了转子和缸套之间的相对滑动速度以及径向密封件的磨损；此外在转子凹腔内壁和旋片的接触处采用多层密封片式径向密封件密封，转子和缸套之间也有多个径向密封件起作用，因此发动机的密封效果较好。

Description

转子发动机

所属技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其是偏心圆旋片式转子发动机。

背景技术

目前在商品汽车上普遍使用往复式活塞发动机。还有一种知名度很高，但应用很少的发动机，这就是三角活塞旋转式发动机。三角转子发动机目前惟有日本马自达公司的RX系列跑车上使用，例如马自达RX-8的RENESIS。转子发动机又称为米勒循环发动机。它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。这种发动机由德国人菲加士·汪克尔发明，在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功第一台转子发动机。一般发动机是往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。转子发动机的运动特点是三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3比2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1：1的运动关系完全不同。

转子引擎的转子每旋转一圈就作功一次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有高马力容积比(引擎容积较小就能输出较多动力)的优点。另外，由于转子引擎的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化，故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外，转子引擎的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。

造成三角转子发动机不能广泛运用的原因有(1)发动机的寿命过短，发动机中径向密封件与缸套内壁的相对滑动速度很高，因此径向密封件和缸套内壁之间的磨损非常严重；(2)发动机的油耗过高，低转速时扭力过低。

发明内容

本发明的目的是，在上述三角转子发动机的基础上，提供一种发动机内部磨损小，油耗较低的偏心圆转子发动机。

为达到上述目的，本发明的转子发动机由机体机构、燃烧机构、压缩机构组成：

(1)所述转子发动机的机体机构和压缩机构的结构相同，由壳体、缸套、旋片、转子、密封件、主轴、偏心轴、轴承、缸套端盖、壳体端盖组成，主轴与转子固定配合，转子偏心地布置在缸套内，转子圆柱面上设有径向密封件，转子的两端面上设有轴向密封件，此两种密封件通过密封圆盖相互接触；旋片固定在缸套上，旋片的径向伸出的部位嵌入转子内，转子和旋片的接触面上设有密封件，此密封件与径向密封件通过轴向密封件连接；缸套的端面上布置了缸套端盖，缸套布置在壳体内，壳体的端面上布置了壳体端盖，缸套、缸套端盖均不与壳体和壳体端盖接触，转子和缸套端盖由轴承和轴承端盖支撑，所述轴承端盖用螺钉固定在壳体端盖上；机体机构的缸套和压缩机构的缸套通过缸套端盖固定配合；

(2)所述的燃烧机构由燃烧室、排气阀、进气阀和燃烧装置组成，燃烧室通过进气阀与压缩机构连接，燃烧室通过排气阀与机体机构连接。

所述的燃烧装置由喷油器、高压燃油泵、燃油输送回路、电子控制单元、磁电机组成，喷油器、高压燃油泵、电子控制单元以及磁电机的旋转线圈均固定在缸套端盖上。

所述发动机上安装了同步转动机构，此机构由主动旋轮、从动旋轮、滚轮、从动旋轮销、从动旋轮销轴承、同步转动杆组成，主动旋轮与缸套端盖固定配合，主动旋轮上设有长槽，同步转动杆的一端在此长槽里面，同步转动杆通过滚轮和滚轮轴与长槽内表面接触；同步转动杆的另一端通过从动旋轮销、从动旋轮销轴承与从动旋轮连接，从动旋轮与主轴固定配合。

所述的高压燃油泵由柱塞、柱塞套、高压燃油腔、高压单向阀、进油单向阀、回油单向阀组成，柱塞的一端通过轴承与主轴连接，柱塞另一端在柱塞套内滑动配合；柱塞套的两端面上设有空心轴，此空心轴通过滑动轴承和橡胶密封圈与缸套端盖上的轴套滑动配合，柱塞套内的压缩腔通过进油单向阀、柱塞套输油通道与缸套端盖输油通道连通，缸套端盖输油通道通过缸套输油通道、壳体输油通道与燃油滤清器连通；柱塞套内的压缩腔通过进油单向阀、柱塞套高压燃油通道、高压单向阀与高压燃油腔连通，高压单向阀和高压燃油腔均布置在缸套端盖上，高压燃油腔通过输油通道与电子控制喷油器连接；柱塞内空腔通过其端部布置的回油单向阀与缸套端盖回油通道连通，喷油器回油管也与缸套端盖回油通道连通，缸套端盖回油通道通过缸套回油通道、壳体回油通道与油箱连通。

所述的转子发动机还包括润滑机构，由润滑油喷射器、润滑油输送通道、润滑油泵组成，润滑油喷射器安装在转子上，其喷油嘴朝向转子和缸套之间的空腔。

所述的进气阀为双层布置的两个单向簧片阀；所述的排气阀布置在旋片内，由阀体、阀体端盖、柱塞阀、位置控制腔、位置控制塞、复位弹簧、阀腔进气口、阀腔出气口、限位杆、缓冲橡胶圈组成，柱塞阀布置在阀体中，柱塞阀的一端为圆锥面，与阀体上端的阀腔出气口处的圆锥面相吻合；位置控制塞固定在柱塞阀中下部，位置控制塞的半径大于柱塞阀的半径，柱塞阀、位置控制塞和阀体所围成的容腔为位置控制腔，位置控制腔通过气体通道与阀腔出气口连通；位置控制塞上设有活塞环，其下端设有限位杆，限位杆的一端嵌入阀体端盖内，并与端盖滑动配合，限位杆的此端上还固定了缓冲橡胶圈；阀体下端与阀体端盖固定配合，阀体端盖上设有润滑油进口和气流通道；位置控制塞、限位杆和阀体端盖之间设有复位弹簧。

由上述发明而产生的技术效果是明显的：(1)由于发动机的转子和缸套以相同的方向转动，转子上安装的径向密封件与缸套内壁之间的相对滑动速度很小，转子转过一定角度后密封件与缸套内壁脱离，即密封件与缸套的滑动距离很小，因此密封件与缸套之间的摩擦损失很小；(2)压缩机向球形燃烧室内压缩气体，因此燃油在燃烧室内与大量的压缩气体均匀混合后燃烧，因此燃烧充分，燃烧频率低。

附图说明

图1—转子发动机的结构示意图；

图2—转子发动机的A-A截面图；

图3—转子发动机的C-C截面图，示出了喷油器、火花塞、高压燃油泵的布置情况；

图4—转子发动机的B-B截面图；

图5—偏心圆液体静动压滑动轴承的剖面图；

图6—转子发动机的工作原理图；

图7—双偏心圆转子发动机的剖面图；

图8—双偏心圆转子发动机的D-D截面图；

图9—双偏心转子发动机的E-E截面图；

图10—转子发动机中燃烧机构的结构示意图；

图11—转子发动机中高压燃油泵的结构示意图；

图12—双层偏心圆转子发动机的F-F截面图；

图13—双层偏心圆转子发动机的剖面图；

图14—燃烧室布置在旋片中的转子发动机的结构示意图；

图15—转子发动机按复合循环工作时的结构示意图；

图16—安装同步转动机构的转子发动机；

图17—同步转动机构的结构示意图；

图18—多层密封片式径向密封件在转子发动机中的位置；

图19—三层密封片式径向密封件的结构示意图；

图20—多层密封片式径向密封件的外层密封片的结构示意图；

图21—多层密封片式径向密封件的中间密封片的结构示意图；

图22—七层密封片式径向密封件的结构示意图；

图23—采用径向橡胶密封件的转子发动机的结构示意图；

图24—复合循环图；

图25—卡诺循环图；

图26—膨胀比大于压缩比时的奥托循环图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，转子发动机由机体机构、燃烧机构、压缩机构组成：

所述转子发动机的机体机构和压缩机构的结构相同，由壳体1、缸套3、旋片4、转子14、密封件12、主轴9、偏心轴199、轴承31、缸套端盖40、壳体端盖37组成，主轴与转子、键53固定配合，转子偏心地布置在缸套内，转子外圆面上设有径向密封件12，转子的两端面上设有轴向密封件11。径向密封片的后端设有弹簧条54，轴向密封片的后端也设有弹簧条，此两种密封件通过密封圆盖相互接触；这里采用的密封件与现有三角转子发动机中的密封件基本相同，只有此发动机中的圆盖200上的固定齿子201嵌入径向密封片的固定槽202内，从而防止转子14在高速旋转时径向密封片的脱落。

旋片4固定在缸套3上，旋片的径向伸出的部位7嵌入转子14内，转子和旋片的接触面上设有密封件173，此密封件与径向密封件12通过轴向密封件11连接；转子14上的曲面5与固定旋片4上的曲面6在密封件173与曲面6接触处成滑动配合。

如图2所示，缸套3的两端面上布置了左缸套端盖40和右缸套端盖16，用螺钉39固定。缸套3布置在壳体1内，壳体的端面上布置了壳体端盖37和203，缸套3、缸套端盖40、16均不与壳体1和壳体端盖37、203接触，此两部件之间设有冷却水通道19、38。冷却水由21处进入发动机，从30处流出发动机。

如图2和4所示，机体152的缸套端盖40上设有排气口67，排气口通过气体通道与壳体端盖上布置的排气筒64连通，壳体上的气体通道和缸套端盖上的气体通道的接触面206处设有密封件204和205。压缩机153的缸套端盖上设有进气口72，此进气口与进气通道73连通，此处设有密封件70、207。

转子14和缸套端盖40、208由轴承31、34和轴承端盖35支撑，所述轴承端盖用螺钉22固定在壳体端盖上；机体机构的缸套和压缩机构的缸套通过缸套端盖16固定配合。如图2所示的转子发动机中，旋片4上由高压气体而产生的的动力经缸套231、缸套端盖208、偏心轴199和偏心轴上固定的动力输出齿轮25向外传递。

如图10所示，所述的燃烧机构由燃烧室17、排气阀15、进气阀121和燃烧装置组成，燃烧室通过进气阀121与压缩机构连接，燃烧室通过排气阀15与机体机构连接。燃烧室内壁上还可以设置隔热陶瓷层118。

如图2和3所示，所述的燃烧装置由喷油器50、高压燃油泵47、燃油输送回路48、49、电子控制单元29、磁电机20、60组成，喷油器、高压燃油泵、电子控制单元以及磁电机的旋转线圈60均固定在缸套端盖16上。

如图17所示，所述发动机上安装了同步转动机构，此机构由主动旋轮179、从动旋轮180、滚轮177、从动旋轮销174、从动旋轮销轴承181、同步转动杆176组成，主动旋轮179与缸套端盖固定配合，主动旋轮上设有长槽209，同步转动杆176的一端在此长槽里面，同步转动杆通过滚轮177和滚轮轴178与长槽内表面接触；同步转动杆的另一端通过从动旋轮销174、从动旋轮销轴承181与从动旋轮180连接，从动旋轮180与主轴24固定配合。同步转动机构的作用是保证转子和缸套的运动规律，消除转子和旋片之间的摩擦以及支撑转子和旋片之间高压气体而产生的背压。

如图11所示，所述的高压燃油泵由柱塞127、柱塞套43、高压燃油腔128、高压单向阀129、进油单向阀131、回油单向阀134组成，柱塞127的一端通过轴承126与主轴24连接，柱塞另一端在柱塞套内滑动配合；柱塞套的两端面上设有空心轴141，此空心轴通过滑动轴承142和橡胶密封圈139与缸套端盖上的轴套210滑动配合，柱塞套内的压缩腔135通过节流阀134、柱塞套输油通道137与缸套端盖输油通道211连通，缸套端盖输油通道通过缸套输油通道59、壳体输油通道212、27与燃油滤清器连通；柱塞套内的压缩腔通过进油单向阀131、柱塞套高压燃油通道130、高压单向阀129与高压燃油腔128连通，高压单向阀129和高压燃油腔128均布置在缸套端盖16上，高压燃油腔128通过输油通道与电子控制喷油器50连接；柱塞内空腔138通过其端部布置的回油单向阀134与缸套端盖回油通道连通，喷油器回油管也与缸套端盖回油通道连通，缸套端盖回油通道通过缸套回油通道、壳体回油通道23与油箱连通。

当柱塞127和柱塞套43相反方向运动时容腔138增大，在发动机外燃油泵的作用下燃油经柱塞套通道137和节流孔136进入容腔135中，此过程中通过节流孔的燃油很少，因此柱塞127运动时少量空气经柱塞和柱塞套的间隙进入容腔138内，因离心力的作用，燃油沉积在压缩容腔135内，而空气浮在容腔138中。当柱塞相对于柱塞套的运动方向转变180°时容腔138开始缩小，其内的空气和燃油开始被压缩，柱塞圆柱顶140的端部到达压缩容腔135时容腔138和容腔135被隔离起来，而隔离后的容腔138内的微量的空气和燃油随其压强的升高，推开回油单向阀134通过回油路进入发动机外的油箱里，与此同时随柱塞圆柱顶140的推动，被隔离后的容腔135内燃油的压强急剧升高并推开进油单向阀131进入柱塞套高压油路，然后推开高压单向阀129进入高压燃油腔128里。随着发动机的旋转柱塞沿此方向运动一定距离后开始反向运动，从而高压燃油泵的一个工作循环结束。

如图2所示，所述的转子发动机还包括润滑机构，由润滑油喷射器42、69、润滑油输送通道41、连接轴33、润滑油泵组成，润滑油喷射器42、69安装在转子上，其喷油嘴朝向转子和缸套之间的空腔152、153。这里153是压缩机的容腔，其中的压缩气体对喷射进去的润滑油的影响不大，而152是机体机构的高温容腔，被喷射进去的润滑油在高温环境中迅速汽化的同时与高温燃气中的少量氧气进行氧化反应，这样剩余的润滑油润滑缸套、转子及密封机构。

如图10所示，所述的进气阀为双层布置的两个单向簧片阀18、121；所述的排气阀15布置在旋片内4，由阀体15、阀体端盖96、柱塞阀101、位置控制腔102、位置控制塞100、复位弹簧97、阀腔106进气口109、阀腔出气口108、限位杆98、缓冲橡胶圈95组成，柱塞阀101布置在阀体15中，柱塞阀的一端的圆锥面105与阀体上端的阀腔出气口处的圆锥面107吻合；位置控制塞100固定在柱塞阀101中下部，位置控制塞的半径大于柱塞阀的半径，柱塞阀101、位置控制塞100和阀体15所围成的容腔为位置控制腔102，位置控制腔通过气体通道103与阀腔出气口108连通；位置控制塞100上布置了活塞环99，其下端设有限位杆96，限位杆的一端嵌入阀体端盖内96，并与端盖滑动配合，限位杆的此端上还固定了缓冲橡胶圈95；阀体下端与阀体端盖固定配合，阀体端盖上设有润滑油进口214和气流通道213；位置控制塞、限位杆和阀体端盖之间设有复位弹簧97。如图2所示的转子发动机中采用的进气阀由圆锥盘式气门232、复位弹簧233、阀体234、稳定盘18组成。

如图5所示，偏心圆液体动静压滑动轴承31布置在主轴24和偏心轴14之间，其作用是抵消缸套和转子上因气体压强而产生的反方向的压力。偏心圆滑动轴承31与偏心轴14的接触面上设有轴向回油槽74、深腔75、浅腔76，深腔通过节流孔78与高压润滑油通道77、215连通；偏心圆滑动轴承31与主轴24的接触面上设有轴向回油槽216、深腔217、浅腔218，深腔通过节流孔219与高压润滑油通道77、215连通，高压油泵通过通道32向高压润滑油通道77、215提供润滑油；节流孔78、219采用直径1～1.3mm的小孔，小孔直径与主轴间隙组成的圆柱面和浅腔构76、218成两次节流。

此外，较大型的发动机上还可以采用柱销式内反馈动压轴承，节流器由圆台和主轴间隙构成，具有薄膜反馈、滑阀反馈及内部反馈节流器的性能。由于节流器的阻尼是随外载荷变化的所以轴承既具有最佳静压承载能力，又可大大降低节流器的摩擦功耗，高速时还可最大限度地发挥动压效应。该轴承在低速及中高速时均有很强的承载能力。还可以采取增加轴承深腔面积、减少浅腔面积和开设轴向回油槽的方法来满足对轴承钢度和载荷能力的要求。孔式环面节流器与圆柱销式内反馈式节流器都加工在轴承体上，不需要增设外部油路，而且是在轴颈与轴承孔的间隙进行自然节流，工作时轴颈与轴承的相互运动是润滑油杂质不易堆积。

转子发动机的工作原理如图6所示，1-机体、20-压缩机、15-燃烧室排气阀、17-燃烧室、18-燃烧室进气阀、4-旋片、13-转子：

(1)燃烧作功过程：图中a～b～c～d过程，燃烧室17内燃油和空气的混合物燃烧，产生的高温高压气体推开燃烧室排气阀进入空腔81推动旋片向外作功，与此同时，机体的空腔83里的上一次燃烧的废气从排气口220处排出；压缩机的空腔84经进气口221吸进空气，压缩机空腔85中压缩空气。

转子发动机喷油器的喷油时间由电子控制单元根据缸套端盖上设置的位置传感器和机体机构缸套内设置的氧气传感器的输入信号，判断发动机所处的运行工况，计算出最佳供油量和喷油时间，经功率放大器控制电控喷油器的喷射时间和喷油量，从而精确的控制混合物的比例，使发动机平稳运行。发动机喷油量的闭环控制和开环控制属于现有技术，因此这里不做详细介绍。当发动机按奥托循环运行时，燃烧室上还加装点火器，由电子控制单元根据上述位置传感器的信号控制点火器的点火时间。

如图10所示，当燃烧室内气体的压强下降到对燃烧室排气阀的位置控制塞100的作用力小于复位弹簧97的作用力时，柱塞阀101由复位弹簧的推动下向上移动，最后柱塞阀的圆锥面105与阀体的圆锥面107吻合，从而燃烧室排气阀关闭。此后机体的空腔81里的高温高压气体继续膨胀，到排气口220开启为止。

(2)换气过程：图中d～a过程，当压缩机空腔85的压缩气体的压强大于燃烧室内气体的压强时，压缩气体推开单向阀18和121进入燃烧室内。

转子发动机的循环图如图26所示，发动机中燃烧气体的膨胀比大于压缩比，因此其热效率比奥托循环的效率高一些。

如图2、8、10所示，转子发动机中燃烧机构的各部件与缸套和旋片一同转动，因此在燃烧机构各部件上产生强大的离心力，离心力的方向为122的箭头方向，为了适合在这种环境中工作，使燃烧室排气阀的轴向方向与离心力相同方向布置，燃烧室进气阀121的簧片阀的方向与离心方向少倾斜，这样布置后，当发动机高速旋转时簧片阀上产生的离心力111的一个分力112使簧片121向垂直方向向阀座斥压，从而使得簧片阀关闭得很紧。另外，喷油器沿转子的径向方向串过其中心，这样喷油器两端部产生的离心力互相平衡，从而减少离心力对喷油器工作的影响。如图10所示，在强大的离心力场中喷油器喷出的雾化燃油124的运动轨迹迅速弯曲，因此把喷油器的喷头布置在燃烧室底部。

转子发动机的第二种实施方式如图7、8、9所示，此种发动机中旋片4与主轴24相连，转子与偏心轴89连接，动力由主轴24处直接向外传递。缸套端盖通过挺住94与主轴连接，挺住串过偏心轴89。偏心轴89通过横住93与转子连接。

发动机的第三种实施方式如图12、13所示，此种发动机中缸套3和中间缸套146以及主轴24和旋片91都连为一体，转子222通过扇形挺住223与偏心轴145连接，扇形挺住串过中间缸套146，转子的外表面和内表面均设有密封件12和143，转子的端面上还设有轴向密封件224和225，径向密封件和轴向密封件均相互连接。此种发动机中缸套3、转子222、旋片91能够围成两个工作容腔，以及中间缸套146、旋片91、转子222也能围成两个间隔的工作容腔。

转子发动机的第四种实施方式如图14所示，此种发动机中机体机构和压缩机构为同一个运动部件，发动机的燃烧室17布置在旋片4里面，发动机的燃烧室进气阀为150，燃烧室排气阀为149，转子上设有径向密封件236、轴向密封件235、圆盖12、圆盖弹簧。此外还设有单向进气阀151和排气控制阀148。

转子发动机的第五种实施方式如图15所示，此种发动机按复合循环工作，由进气冷却机构165、水雾发生器171、一级低温压缩机12、气罐162、换热器161、二级高温压缩机158、燃烧机构17、机体机构155组成。气体从进气冷却机构进口168处进入冷却器，然后通过通道170进入水雾发生器171，继续流动通过通道172进入一级低温压缩机12，气体被压缩后进入气罐162，然后通过通道163进入换热器161管内腔，继续流动通过通道166进入二级高温压缩机158，在那里被第二次压缩后通过燃烧室进气阀进入燃烧室，燃烧室里燃烧而产生放入高温高压气体推开柱塞阀进入机体机构推动旋片向外作功。作功完的气体通过机体机构出气口和通道157进入换热器161管外腔，然后从管外腔气体出口164处进入大气。

上述的复合循环的理想循环由等压回热循环和等体加热循环组成，如图24所示，abcd为等压回热循环：

a～b 等温压缩过程：低温空气和水雾的混合气体被压缩时的温度变化不大，理想循环中认为气体被等温压缩；

b～c 等压回热过程：二级高温压缩机经换热器吸入气罐中的低温压缩气体，气体经换热器时吸收热量的同时体积变大；而且发动机的一个循环中所用的气体是气罐中气体的很小部分，因此可以假设发动机的运行过程中气罐内气体的压强不变，即气体的回热过程是等压过程；

c～e 绝热压缩过程：吸热后的气体被第二次压缩并进入燃烧室；

e～f 等体加热过程：燃烧室内高温气体与燃油混合并迅速燃烧产生高温高压气体；

f～d 绝热膨胀过程：燃烧室内的高温高压气体经过柱塞阀进入机体机构并膨胀对外作功，此过程中气体的压强下降到与大气压相等的水平；

d～a 等压放热过程：膨胀后的高温低压气体经换热器管外腔时等压放热并进入大气中。

如图24和25所示，abcd等压回热循环的效率等于卡诺循环效率，而复合循环的理想循环由等压回热循环和等体加热循环(奥托循环)组成。在实际发动机不能使高温热源(温度为2300K以上)的温度保持不变，因此在实际发动机中用复合循环较适合，而且复合循环中发动机燃烧室内能够产生很高的最高温度(2500K以上)。

转子发动机中转子与缸套之间的密封和旋片与转子之间的密封非常重要，如图18、19、20、21、22所示，径向密封片173还可以做成许多层状布置的密封片，图22所示的是采用七层密封片的转子与旋片之间的径向密封件，图19所示的是采用三层密封片的转子与旋片之间的径向密封件，上密封片184和下密封片189的结构相同，其间布置的是中间密封片187，上或下密封片的结构如图20所示，密封圆盖182的作用是保证密封片与转子之间的密封，密封片的后端设有弹簧条186，其作用是把密封片184向箭头185所示的方向推，从而使密封片和旋片贴紧，达到密封效果。如图18所示，转子旋转时产生的离心力的方向与弹簧条的推力方向垂直，因此，弹簧条的弹力必须大于密封片与转子密封槽之间产生的静摩擦力。另外，此种密封片只能一个方向上起作用，不能密封密封片184与缸套端盖之间的间隙183。

中间密封片的结构如图21所示，密封片187由两个相互对置分密封片226、228组成，分密封片226和228的齿子191和229相啮合，密封片后端设有双作用式弹簧条194，其径向弹簧条193使密封片226、228向箭头185的方向推，轴向弹簧条190使密封片226、228向轴向方192、230向推。这样，密封片184、226、228、189能够密封转子与旋片之间的间隙的同时密封转子与缸套端盖之间的间隙183。

除此之外，在转子、旋片和缸套端盖之间还可以采用橡胶密封片198，如图23所示，橡胶密封片受到离心力的影响小，密封效果好，但在高温环境中工作时必须及时散热的同时提供足够的润滑剂，因此把旋片和转子之间的空间231用密封圈197隔离，同时向空间231输送润滑剂。

转子发动机的冷却机构由水冷系统和油冷系统组成，如图4所示，冷却润滑油由62处进入发动机，通过通道63、65、66进入转子空腔236并进行冷却。然后进入压缩机转子空腔237，继续流动从71处流出发动机。

Claims (6)

1.一种转子发动机，包括：机体机构、燃烧机构、压缩机构，其特征在于：

(1)所述转子发动机的机体机构和压缩机构的结构相同，由壳体、缸套、旋片、转子、密封件、主轴、偏心轴、轴承、缸套端盖、壳体端盖组成，主轴与转子固定配合，转子偏心地布置在缸套内，转子圆柱面上设有径向密封件，转子的两端面上设有轴向密封件，此两种密封件通过密封圆盖相互接触；旋片固定在缸套上，旋片的径向伸出的部位嵌入转子内，转子和旋片的接触面上设有密封件，此密封件与径向密封件通过轴向密封件连接；缸套的端面上布置了缸套端盖，缸套布置在壳体内，壳体的端面上布置了壳体端盖，缸套、缸套端盖均不与壳体和壳体端盖接触，转子和缸套端盖由轴承和轴承端盖支撑，所述轴承端盖用螺钉固定在壳体端盖上；机体机构的缸套和压缩机构的缸套通过缸套端盖固定配合；

(2)所述的燃烧机构由燃烧室、排气阀、进气阀和燃烧装置组成，燃烧室通过进气阀与压缩机构连接，燃烧室通过排气阀与机体机构连接。

2.如权利要求1所述的转子发动机，其特征是：所述的燃烧装置由喷油器、高压燃油泵、燃油输送回路、电子控制单元、磁电机组成，喷油器、高压燃油泵、电子控制单元以及磁电机的旋转线圈均固定在缸套端盖上。

3.如权利要求1所述的转子发动机，其特征是：所述发动机上安装了同步转动机构，此机构由主动旋轮、从动旋轮、滚轮、从动旋轮销、从动旋轮销轴承、同步转动杆组成，主动旋轮与缸套端盖固定配合，主动旋轮上设有长槽，同步转动杆的一端在此长槽里面，同步转动杆通过滚轮和滚轮轴与长槽内表面接触；同步转动杆的另一端通过从动旋轮销、从动旋轮销轴承与从动旋轮连接，从动旋轮与主轴固定配合。

4.如权利要求1或2所述的转子发动机，其特征是：所述的高压燃油泵由柱塞、柱塞套、高压燃油腔、高压单向阀、进油单向阀、回油单向阀组成，柱塞的一端通过轴承与主轴连接，柱塞另一端在柱塞套内滑动配合；柱塞套的两端面上设有空心轴，此空心轴通过滑动轴承和橡胶密封圈与缸套端盖上的轴套滑动配合，柱塞套内的压缩腔通过进油单向阀、柱塞套输油通道与缸套端盖输油通道连通，缸套端盖输油通道通过缸套输油通道、壳体输油通道与燃油滤清器连通；柱塞套内的压缩腔通过进油单向阀、柱塞套高压燃油通道、高压单向阀与高压燃油腔连通，高压单向阀和高压燃油腔均布置在缸套端盖上，高压燃油腔通过输油通道与电子控制喷油器连接；柱塞内空腔通过其端部布置的回油单向阀与缸套端盖回油通道连通，喷油器回油管也与缸套端盖回油通道连通，缸套端盖回油通道通过缸套回油通道、壳体回油通道与油箱连通。

5.如权利要求1所述的转子发动机，其特征是：所述的转子发动机还包括润滑机构，由润滑油喷射器、润滑油输送通道、润滑油泵组成，润滑油喷射器安装在转子上，其喷油嘴朝向转子和缸套之间的空腔。

6.如权利要求1或2所述的转子发动机，其特征是：所述的进气阀为双层布置的两个单向簧片阀；所述的排气阀布置在旋片内，由阀体、阀体端盖、柱塞阀、位置控制腔、位置控制塞、复位弹簧、阀腔进气口、阀腔出气口、限位杆、缓冲橡胶圈组成，柱塞阀布置在阀体中，柱塞阀的一端为圆锥面，与阀体上端的阀腔出气口处的圆锥面相吻合；位置控制塞固定在柱塞阀中下部，位置控制塞的半径大于柱塞阀的半径，柱塞阀、位置控制塞和阀体所围成的容腔为位置控制腔，位置控制腔通过气体通道与阀腔出气口连通；位置控制塞上设有活塞环，其下端设有限位杆，限位杆的一端嵌入阀体端盖内，并与端盖滑动配合，限位杆的此端上还固定了缓冲橡胶圈；阀体下端与阀体端盖固定配合，阀体端盖上设有润滑油进口和气流通道；位置控制塞、限位杆和阀体端盖之间设有复位弹簧。

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