CN101749108A - 一种离心式直轴转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机，尤其涉及一种离心式直轴转子发动机。本发明是这样实现的：一种离心式直轴转子发动机，包括主轴、转子、缸体、进油口、排气口，转子横截面为圆形，转子上设有滑座，转子在缸体内运动轨迹为行星轨迹或圆形轨迹。本发明的优点效果是：本发明以往的单层密封改为多层密封，用滑座上的封气密封板、刮油嘴密封板和滚子进行密封，由弧面对弧面密封代替了线对线密封，因此使密封的可靠性提高了数倍，90％的径向力由滚子承受，使阻力系数下降了数十倍，再加上圆弧对圆弧的滚动和滑动采用纳米润滑油实现零磨损，大大提高了使用寿命，还由于直轴比曲轴转速可提高5倍，因此在扭矩不变的条件下，马力可提高5倍。

Description

一种离心式直轴转子发动机

技术领域

本发明涉及发动机，尤其涉及一种离心式直轴转子发动机。

背景技术

目前发动机分为两种，一种是活塞往复式发动机，另一种是凸三角转子发动机。其中活塞往复式发动机有效热效率低，而凸三角转子发动机是外凸形三角转子，三角形转子的三个顶点与缸体的型面紧密接触，在三角形转子的三个顶点设有三个径向小弹性密封片，在转子的两侧面设有两条圆弧侧向密封条和波形弹簧，三个边共六条圆弧形侧向密封条和波形弹簧。三角形转子上的三个顶点上安装的三个小弹性密封片与缸体的型面上的磨擦是线接触，像三把尖刀在镀硬铬的型面上相刮，很快在型面上就出现了波状的振纹磨损，所以发动机的磨损严重、寿命短。由于是凸三角形转子在点火的瞬间的力臂不大，其有用的扭矩也较小，所以很费油。上述两种转子发动机在点火的瞬间，有“死点”，因此需要在起动时要有起动电机。由于上述原因转子发动机一般都用于赛车上，不能被广泛应用。

这两种发动机都是用曲轴，采用曲轴加工成本高，在运动中震动大，转速无法再提高，因而马力小，而且不易加工。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提供一种离心式直轴转子发动机，目的是提高马力、降低生产成本，降低油耗、减小磨损、提高产品的使用寿命。

本发明是这样实现的：一种离心式直轴转子发动机，包括主轴、转子、缸体、进油口、排气口，转子横截面为圆形，转子上设有滑座，转子在缸体内运动轨迹为行星轨迹或圆形轨迹。

所述的转子内设置有滑板，滑板两端与转子上的滑座连接。

所述的转子为两个前、后转子，缸体为两个前、后缸体，在两个前、后缸体的两侧和中间设有左、右盖板和中间隔板，左、右盖板、中间隔板和缸体通过固定轴固定；所述的前、后转子内的滑板个数为1或2n，其中n为整数。

所述滑板为2个或2个以上时，其中的一个滑板的中间设置有长孔，其它滑板穿过长孔，相邻两个滑板的角度相等，滑板在长孔内进行滑动。

所述滑座是由下述结构构成：密封座，密封座的底部设有弹簧，在密封座的两侧设有与前、后缸体接触的封气密封板、刮油嘴密封板，前侧的封气密封板的顶端为圆弧形，后侧的刮油嘴密封板的顶端是带有刮油嘴的圆弧形，封气密封板和刮油嘴密封板的下部设有小弹簧并且插在密封座内，在密封座的中间设置有与前、后缸体接触的滚子，滚子通过销轴与密封座固定。

所述的封气密封板、刮油嘴密封板的中心线以一点呈放射状；在封气密封板、刮油嘴密封板的下部设有油孔。

所述的前、后缸体上设有弹性密封门，该弹性密封门在转子与缸体相切的K和K′点处，在弹性密封门的前面缸体上设有火花塞，在弹性密封门的前面缸体上设有柴油喷射器，在弹性密封门的后面缸体上设有暗室，在缸体上与K点成180度角的Q处是进油口，缸体上与K′点成180度角的Q′处是排气口，所述弹性密封门是切点密封板和与切点密封板连接的密封门弹簧构成；所述的转子内设置固定的内齿轮，内齿轮内设置与其啮合的外齿轮，外齿轮与主轴连接，其中主轴是直轴，所述的内齿轮与外齿轮的齿数比为2n∶1，其中n与滑板的个数相同。

所述的中间隔板的一端设有通气口和空气进气口，通气口用于连接两个转子的油道，该通气口设在前转子作功末端与后转子进气压缩的起始端之间，两个转子通过主轴连接。

所述转子的两侧面各设有两个圆槽，在圆槽内设有侧向密封条和侧向密封波形弹簧。

所述的转子的外圆周上设有燃烧室，燃烧室位于密封座的后面，燃烧室的个数与密封座把缸体分成的腔室个数相等。

本发明的优点效果是：本发明将以往的单层密封改为多层密封，用滑座上的封气密封板、刮油嘴密封板和滚子进行密封，由弧面对弧面密封代替了线对线密封，因此使密封的可靠性提高了数倍，90％的径向力由滚子承受，使阻力系数下降了数十倍，再加上圆弧对圆弧的滚动和滑动采用纳米润滑油实现零磨损，大大提高了使用寿命。在切点K处的弹性密封门可以保证做负功的汽油点不着火，被节省下来，在切点K′处的弹性密封门可以保证第二次燃烧的柴油和汽油全作正功，将转子发动机的轴由曲轴改为直轴，降低了成本，消除了震动，转速可由6000转/分提到3万转/分，从而在保持扭矩不变的条件下马力可提高5倍。本发明采用双转子，第二个转子可以对剩余的油气进行二次燃烧，提高了热效率，在第二次燃烧点火用的是喷射而自燃的柴油，成本低。还由于直轴比曲轴转速可提高5倍，因此在扭矩不变的条件下，马力可提高5倍。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明的侧面结构示意图。

图2是图1的K₁-K₁的断面图。

图3是图1的K₂-K₂的断面图。

图4是图2中的滑座的剖面放大图。

图5是图2和图3中弹性密封门的结构示意图。

图6是图2中A-A处断面图。

图7是图2中B-B处断面图。

图8是图2中M-M剖面放大图。

图9是没有滑板时滑座的结构示意图。

图中1：主轴；2：外齿轮；3：内齿轮；4、4′：缸体；5、5′：转子；6：滑板；7：弹簧；8：小弹簧；8′：密封门弹簧；9：封气密封板；10：滚子；11：销轴；12：刮油嘴密封板；13：密封座；14：暗室；15；切点密封板；16：火花塞；16′：柴油喷射器；17：燃烧室；18：进油口；18′：排气口；19：通气口；19′：空气进气口；20：轴承；21：飞轮；22：固定轴；23：长孔；24：右盖板；25：左盖板；26：中间隔板；27：侧向密封波形弹簧；28：侧向密封条。29：油孔。

具体实施方式

参照图1至图9附图对本发明进行说明。

实施例1：

一种圆转子直轴式发动机，主轴1上设有飞轮21、外齿轮2，飞轮21是起储能作用，主轴1上的外齿轮2与转子5内的内齿轮3啮合，其中主轴1是直轴，外齿轮2和内齿轮3设置在转子5内，转子5的横截面为圆形，转子5上设有滑座，缸体4内型面为行星轨迹或圆形轨迹。

该滑座的构成是密封座13，密封座13的底部设有弹簧7，在密封座13的两侧设有与缸体4接触的封气密封板9、刮油嘴密封板12，前侧的封气密封板9的顶端为圆弧形，封气不封油，后侧的刮油嘴密封板12的顶端是带有刮油嘴的圆弧形，刮油嘴密封板12既封气又封油，封气密封板9和刮油嘴密封板12的下部与小弹簧8连接并且插在密封座13内，在密封座13的中间设置有与缸体4接触的滚子10，滚子10通过销轴11与密封座13固定，滚子10在弹簧7的作用下与缸体4壁紧密相接，封气不封油，封气密封板9、刮油嘴密封板12可以设置多个，以进一步增强密封效果。所述的封气密封板9、刮油嘴密封板12的中心线以一点呈放射状；在封气密封板9、刮油嘴密封板12的下部设有油孔29。

缸体4上设有弹性密封门，该弹性密封门在转子5与缸体4相切的K点处，弹性密封门是切点密封板15和与切点密封板15连接的密封门弹簧8′构成；在弹性密封门的前面缸体4上设有火花塞16，在弹性密封门的后面缸体4上设有暗室14，在缸体4上与K点成180度角的Q处前面是进油口18，Q处后面是排气口18′。

在转子5的外圆周上设有燃烧室17，燃烧室17位于密封座13的后面，燃烧室17的个数与密封座13把缸体4分成的腔室个数相等。

所述的转子5内的密封座13的个数为2n或2n+1，其中n为整数。本实例为n＝2。

所述的内齿轮3与外齿轮2的齿数比为2n∶1，本实施例的内齿轮3与外齿轮2的齿数比为4∶1。

所述转子5的两侧面各设有两个圆槽，在圆槽内设有侧向密封条28和侧向密封波形弹簧27。侧向密封条28和侧向密封波形弹簧27保证转子5与缸体4的左盖板25、右盖板24之间的侧面密封。

缸体4的两侧设有左、右盖板(25、24)，左、右盖板(25、24)和缸体4通过固定轴22固定。

转子5与左、右盖板(25、24)通过轴承20滚动连接，主轴1与轴承20连接。

实施例2：

实施例1中的转子内设置有滑板6，滑板6两端与转子上的滑座连接，所述的转子5内的滑板6个数为1或2n，其中n为整数。本实例为n＝2，所以转子5上的滑板把一个缸体分为4个腔室。滑板6为2个或2个以上时，其中的一个滑板6的中间设置有长孔23，其它滑板6穿过长孔23，相邻两个滑板6的角度相等，滑板6在长孔23内进行滑动。其它同实施例1相同。

实施例3：

当发动机的转子、缸体为两个时，在两个转子(5、5′)和两个缸体(4、4′)的中间设有中间隔板26，中间隔板26与两个缸体(4、4′)也通过固定轴固定。中间隔板26的一端设有通气口19和空气进气口19′，用于连接两个转子(5、5′)的油道，该通气口19设在前转子5排气末端与后转子5′进气的起始端之间，主轴1与两个外齿轮2连接，两个外齿轮2分别与转子(5、5′)内的内齿轮3啮合。

缸体4′上的弹性密封门的前面设有柴油喷射器16′。

K和K′点是缸体(4、4′)与转子(5、5′)相切点，在缸体4上与K点成180度角的Q处前面是进油口18，缸体4′上与K′点成180度角的Q′处后面是排气口18′。

转子5与左、右盖板(25、24)及中间隔板26通过轴承20滚动连接。

其它同实施例2。

本发明的工作原理：油从进油口进入，压缩后点火、爆炸作功推动转子→内齿轮→外齿轮→主轴，主轴以O点为中心转动，转子以O₂点为中心进行转动，缸体的中心为O₁，转子上的滑板随转子一起转动，当滑板上的滑座滑过进油口向上继续滑动，滑板以滑板中心点O₂向另一端滑动，当滑板滑动到暗室时，油气从暗室流到后面的腔室中，当滑动到切点K处时弹性密封门与滑座紧密接触，火花塞点火作功，当燃气运动到转子作功及排气末端时通过通气口进入到另一个转子内进行第二次压缩，同时空气从空气进气口也进入到另一个转子内，与废气混合在另一转子内压缩，当压缩到最小时柴油喷射器喷出柴油自燃后进行第二次作功。

当发动机转子的转速设计较高时，可在设计安装时取消滑板，靠离心力使滑座上密封件进行密封，结构更简单。

Claims (10)

1.一种离心式直轴转子发动机，包括主轴(1)、转子、缸体、进油口(18)、排气口(18′)，其特征在于所述转子横截面为圆形，转子上设有滑座，转子在缸体内运动轨迹为行星轨迹或圆形轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述的转子内设置有滑板(6)，滑板(6)两端与转子上的滑座连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述的转子为两个前、后转子(5、5′)，缸体为两个前、后缸体(4、4′)，在两个前、后缸体(4、4′)的两侧和中间设有左、右盖板(25、24)和中间隔板(26)，左、右盖板(25、24)、中间隔板(26)和缸体(4、4′)通过固定轴(22)固定；所述的前、后转子(5、5′)内的滑板(6)个数为1或2n，其中n为整数。

4.根据权利要求3所述的一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述滑板(6)为2个或2个以上时，其中的一个滑板(6)的中间设置有长孔(23)，其它滑板(6)穿过长孔(23)，相邻两个滑板(6)的角度相等，滑板(6)在长孔(23)内进行滑动。

5.根据权利要求1所述的一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述滑座是由下述结构构成：密封座(13)，密封座(13)的底部设有弹簧(7)，在密封座(13)的两侧设有与前、后缸体(4、4′)接触的封气密封板(9)、刮油嘴密封板(12)，前侧的封气密封板(9)的顶端为圆弧形，后侧的刮油嘴密封板(12)的顶端是带有刮油嘴的圆弧形，封气密封板(9)和刮油嘴密封板(12)的下部设有小弹簧(8)并且插在密封座(13)内，在密封座(13)的中间设置有与前、后缸体(4、4′)接触的滚子(10)，滚子(10)通过销轴(11)与密封座(13)固定。

6.根据权利要求5所述一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述的封气密封板(9)、刮油嘴密封板(12)的中心线以一点呈放射状；在封气密封板(9)、刮油嘴密封板(12)的下部设有油孔(29)。

7.根据权利要求3所述一种离心式直轴转子发动机，其特征在所述的前、后缸体(4、4′)上设有弹性密封门，该弹性密封门在转子(5、5′)与缸体(4、4′)相切的K和K′点处，在弹性密封门的前面缸体(4)上设有火花塞(16)，在弹性密封门的前面缸体(4′)上设有柴油喷射器(16′)，在弹性密封门的后面缸体(4、4′)上设有暗室(14)，在缸体(4)上与K点成180度角的Q处是进油口(18)，缸体4′上与K′点成180度角的Q′处是排气口(18′)，所述弹性密封门是切点密封板(15)和与切点密封板(15)连接的密封门弹簧(8′)构成；所述的转子(5、5′)内设置固定的内齿轮(3)，内齿轮(3)内设置与其啮合的外齿轮(2)，外齿轮(2)与主轴(1)连接，其中主轴(1)是直轴，所述的内齿轮(3)与外齿轮(2)的齿数比为2n∶1，其中n与滑板(6)的个数相同。

8.根据权利要求3所述的一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述的中间隔板(26)的一端设有通气口(19)和空气进气口(19′)，通气口(19)用于连接两个转子(5、5′)的油道，该通气口(19)设在前转子(5)作功末端与后转子(5′)进气压缩的起始端之间，两个转子(5、5′)通过主轴(1)连接。

9.根据权利要求3所述的一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述转子(5、5′)的两侧面各设有两个圆槽，在圆槽内设有侧向密封条(28)和侧向密封波形弹簧(27)。

10.根据权利要求3所述的一种离心式直轴转子发动机，其特征在于所述的转子(5、5′)的外圆周上设有燃烧室(17)，燃烧室(17)位于密封座(13)的后面，燃烧室(17)的个数与密封座(13)把缸体(4、4′)分成的腔室个数相等。

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