CN101545399A - 旋转多腔内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转多腔内燃机。其主机体为椭圆柱状，轴向两侧分别设有前端盖、和后端盖；主机体内设有椭圆柱状工作腔缸体；工作腔缸体内同轴设有圆柱状转子，其顶部设有点燃机构；圆柱状转子径向上均布设有3－9条径向槽，径向槽内设有弹簧和滑动隔板，滑动隔板的外边缘与工作腔缸体内壁接触；滑动隔板、椭圆柱状工作腔缸体内壁、圆柱状转子外壁与前端盖板、后端盖板共同将工作腔缸体分隔成3－9个互不连通、可变容积的密封工作腔。本发明优点是在相同功率的情况下，轴向尺寸短，外形体积小，单位功率比重小，相比曲柄式结构此机输出扭矩的半径大，其燃料消耗量少、废气排放量少，结构简单，机械效率高，可靠性高，制造成本低，并且可使用多种燃料。

Description

旋转多腔内燃机

技术领域

本发明涉及一种固定或移动的动力机械。

背景技术

往复活塞式内燃机问世已有一百多年。目前已广泛用作各种机械动力，特别是用作汽车和船舶动力。由于往复活塞式内燃机离不开活塞、活塞销、连杆、曲轴、配气机构等繁重的机械传动装置，故无法克服体积大、耗材多、单位功率比重量大、有效燃料消耗率高，动平衡差等缺点。

发明内容

为了解决往复活塞式内燃机存在的上述缺点，本发明提供一种结构简单，机械效率高的旋转多腔内燃机。

实现上述目的的技术解决方案如下：

本发明的主机体为椭圆柱状，椭圆柱状主机体的长轴方向为水平方向，短轴方向为垂直方向，其轴向两侧面分别设有前端盖板、机体外罩壳和后端盖板；主机体内配合设有椭圆柱状工作腔缸体；主机体与工作腔缸体之间的空隙为冷却水腔；工作腔缸体内同轴设有圆柱状转子，转子主轴的两端分别通过轴承设于前端盖板和后端盖板上，且分别延伸至机体外罩壳和后端盖板外，所用轴承为滑动轴承。

圆柱状转子径向上均布设有3-9条径向槽，径向槽内设有弹簧和滑动隔板，滑动隔板的外边缘与工作腔缸体内壁接触。滑动隔板、椭圆柱状工作腔缸体内壁、圆柱状转子外壁与前端盖板内侧面、后端盖板内侧面共同将工作腔缸体分隔成3-9个互不连通、可变容积的密封工作腔。

工作腔缸体的短轴方向顶部设有点燃机构。所用点燃机构为火花塞或电子点火器。

机体后端盖板一侧的工作腔缸体底部两边分别设有进气口和排气口，进气口处连通着空气滤清器和燃料混合器进气管，排气口连通着消声排气管。

机体外罩壳一侧的转轴外伸端上设有冷却风扇，冷却风扇外侧设有散热水箱；后端盖板一侧的转轴外伸端上分别设有飞轮和离合器，该侧的转轴外伸端为动力输出端。

机体外罩壳内的前端盖板上方设有润滑机构，前端盖板下方设有冷却泵。

主机体与椭圆柱状工作腔缸体的配合面上均布设有加筋。

椭圆柱状主机体的底部设有机架座。

在转子转动一周的过程中，其中的一个工作腔依据在工作腔缸体内相位和形状的变化，其容积也相应变化，依次完成进气、压缩、点燃、膨胀、排气的工作程序，同时其他的工作腔也按上述顺序相继完成所在相位的工作程序，通过转子带动飞轮旋转，通过离合器总成和动力输出轴输出动力。

与现行的往复式活塞发动机相比，本发明省略了活塞、活塞销、连杆、曲轴等繁重的机械运动部件，取而代之简便轻巧的转子和滑动隔板，热效率高，工作连续性强，输出扭矩半径大，动平衡好。

本发明工作腔的压缩比，依据设计时用可变的创成半径及其相应的变化系数，改变工作腔缸体的形状，从而制出不同压缩比的内燃机，压缩比可以在5-16之间任意选用，以适用不同的燃料，如汽油、天然气、甲烷等燃料进行工作。

本发明无需配置往复四冲程活塞式内燃机的进气菌形阀、排气菌形阀、顶杆、凸轮、正时齿轮等配气机构，而是通过多个工作腔在缸体内的相位变化，而依次取得变化的工作腔容积和相应的进排气口的位置，从而实现工作腔排废纳新的换气过程。

本发明润滑系统，采用压力式润滑。由润滑泵、阀等向转子主轴中心的孔腔内供油，为主轴的滑动轴承提供润滑油，并同时通过工作腔隔板向工作腔缸体提供适量的润滑油，润滑整个动力系统。

本发明的点燃系统与常用的电子点火系统相似。

本发明与传统的往复活塞式内燃机相比较，其优点是在相同功率的情况下，轴向尺寸短，外形体积小，单位功率比重小；相比曲柄式结构本发明输出扭矩半径大；由于工作腔面容比大、燃料燃烧完全，故燃料消耗量少、废气排放量少。本发明机械结构简单，机械效率高，稳定性强，制造工艺好，制造成本低，并且可使用多种燃料。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

参见图1和图2，旋转多腔内燃机包括主机体8；主机体8为椭圆柱状，椭圆柱状主机体的长轴方向为水平方向，短轴方向为垂直方向，其轴向两侧面分别安装有前端盖板7、机体外罩壳5和后端盖板11，主机体8的底部安装在机架座1上。主机体8内配合安装有椭圆柱状工作腔缸体10，主机体8与椭圆柱状工作腔缸体10的配合面上均布设有加筋，主机体8与椭圆柱状工作腔缸体10之间的空隙为冷却水腔。

椭圆柱状工作腔缸体10内同轴装有圆柱状转子21，转子21的主轴两端分别通过滑动轴承15安装于前端盖板7和后端盖板11上，且分别延伸至机体外罩壳5和后端盖板11外部；椭圆柱状工作腔缸体10的短轴方向顶部安装有火花塞9；圆柱状转子21径向上均布设有六条径向槽，径向槽内装有弹簧20和滑动隔板18，滑动隔板18的外边缘与工作腔缸体10内壁接触。转子21外壁、工作腔缸体10内壁、前端盖板7、后端盖板11和六块工作腔滑动隔板18共同将工作腔缸体10分隔成六个互不连通、可变容积的密封工作腔。

机体外罩壳5一侧的转轴外伸端上安装有冷却风扇4，冷却风扇4外侧设有散热水箱3，散热水箱3的下部安装在机架座1上；后端盖板11一侧的转轴外伸端上分别安装有飞轮13和离合器16，该侧的转轴外伸端为动力输出轴17。

后端盖板11一侧的工作腔缸体10底部两边分别设有进气口22和排气口23，进气口22连通着空气滤清器12和燃料混合器的进气管14，排气口23连通着消声排气管19。

机体外罩壳5内的前端盖板7上方设有润滑机构6，前端盖板7下方设有冷却泵2。

具体工作原理如下：

进气工序是随着工作腔在缸体内转动位移过程中容积扩大，将自然环境中的空气经过空气滤清器12除尘后吸入到燃料混合器进气管14中，和已被雾化以及气化了的燃料形成燃料混合气经进气口22吸入到工作腔内，完成吸气工作。

压缩工序是随着工作腔转动完成吸气工作后继续在缸体内转动位移，这时工作腔容积逐渐变小直至最小的位置时，燃料混合气被压缩，工作腔内的压力和温度升高到工作所需要的状态，完成压缩工作。

点燃工序是火花塞9将吸入的已被压缩的燃料混合气在适当的时机点燃，使点燃的火焰迅速传播，被点燃的压缩燃料混合气开始膨胀。

膨胀作功工序是被点燃的燃料混合气继续膨胀，并依据工作腔体容积变化，其燃烧膨胀力作用于滑动隔板18上，滑动隔板18将力传递给转子21并带动其转动，通过离合器16和动力输出轴17对外输出动力。

排气工序是被点燃膨胀作功后的气体，随着工作腔继续在缸体内转动位移到排气口23位置时，工作腔在缸体内的容积处于逐渐变小的过程，已膨胀作功后的废气被大量压出，经由排气口23及消声排气管19排出主机体8外。

此后该工作腔重新开始进入进气工作程序。

冷却系统是由转子21带动冷却泵2，将散热水箱3中已冷却的水输入到主机体8中与工作腔缸体10之间的冷却水通道，对工作腔缸体10进行冷却，然后返回到散热水箱3中，由冷却风扇4冷却散热后再循环使用。

润滑系统是由转子21带动润滑机构6中的润滑泵，经系统中各通道对工作腔滑动隔板18、工作腔缸体10及转子21与主轴滑动轴承15进行压力润滑。

机架座1是用来按位置要求安装各部件的基础件，也是固定动力的固定件，可随用途按不同要求设计。

飞轮13部分的作用是防压平衡、储备动能惯量及输出动力。

动力输出部分是通过与转子21连接的具有储能作用的飞轮13和其上的离合器16，将动力经由动力输出轴17输出或切断已发生的动力。

实施例2：

所述圆柱状转子21径向上均布设有4条径向槽，椭圆柱状工作腔缸体10的短轴方向顶部安装有电子点火器9。

其它同实施例1。

实施例3：

所述圆柱状转子21径向上均布设有8条径向槽，

其它同实施例1。

Claims (6)

1、旋转多腔内燃机，包括主机体，其特征在于：

所述主机体为椭圆柱状，椭圆柱状主机体的长轴方向为水平方向，短轴方向为垂直方向，其轴向两侧面分别设有前端盖板、机体外罩壳和后端盖板；主机体内配合设有椭圆柱状工作腔缸体；主机体与工作腔缸体之间的空隙为冷却水腔；工作腔缸体内同轴设有圆柱状转子，转子主轴的两端分别通过轴承设于前端盖板和后端盖板上，且分别延伸至机体外罩壳和后端盖板外；

圆柱状转子径向上均布设有3-9条径向槽，径向槽内设有弹簧和滑动隔板，滑动隔板的外边缘与工作腔缸体内壁接触。滑动隔板、椭圆柱状工作腔缸体内壁、圆柱状转子外壁与前端盖板内侧面、后端盖板内侧面共同将工作腔缸体分隔成3-9个互不连通、可变容积的密封工作腔；

工作腔缸体的短轴方向顶部设有点燃机构；

机体后端盖板一侧的工作腔缸体底部两边分别设有进气口和排气口，进气口处连通着空气滤清器和燃料混合器的进气管，排气口连通着消声排气管；

机体外罩壳一侧的转轴外伸端上设有冷却风扇，冷却风扇外侧设有散热水箱；机体外罩壳内的前端盖板上方设有润滑机构，前端盖板下方设有冷却泵，后端盖板一侧的转轴外伸端上分别设有飞轮和离合器，该侧的转轴外伸端为动力输出端。

2、根据权利要求1所述的旋转多腔内燃机，其特征在于：所述圆柱状转子径向上均布设有6条径向槽。

3、根据权利要求1所述的旋转多腔内燃机，其特征在于：所述主机体与椭圆柱状工作腔缸体的配合面上均布设有加筋。

4、根据权利要求1所述的旋转多腔内燃机，其特征在于：所述椭圆柱状主机体的底部设有机架座。

5、根据权利要求1所述的旋转多腔内燃机，其特征在于：所述轴承为滑动轴承。

6、根据权利要求1所述的旋转多腔内燃机，其特征在于：所述点燃机构为火花塞或电子点火器。

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