CN101871385A - 旋转活塞式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转活塞式发动机，包括发动机壳体、旋转活塞、转轴、齿轮及其配套系统，其特征在于所述的旋转活塞是一种缺口圆活塞，该活塞由一个圆盘及两个部分圆环构成；由至少两个所述的活塞通过动力输出轴和传动轴并排安装在发动机壳体内，活塞的部分圆环交错排列，动力输出轴和传动轴的另一端安装有同步传动齿轮，随着活塞旋转，在活塞与活塞和缸体之间形成密闭的体积变化的燃烧室、压缩室、排气室和新风室。本发明最大特点是发动机中无往复运动，全部为同心旋转部件，由于采用了缺口圆活塞，使得生产元件的工艺大大简化，同时也减少了动力部件的数量，削减了生产成本。本发明可用于汽油、酒精等燃料的内燃发动机。

Description

旋转活塞式发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种旋转活塞式发动机。

背景技术

在现有的往复式活塞发动机和转子发动机上，各自有明显的缺点。比如，往复式活塞发动机，为使往复运动转变成旋转运动，配置了复杂的曲柄连杆和飞轮机构，使得发动机的结构复杂、体积大、重量大，并且动力输出不连续不均匀；转子发动机尽管有很多优点，但由偏心转动引起的振动、机体局部的严重磨损以及低转速时的低扭矩，都影响了它的正常使用和普及，并造成一定量的能量损失。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种新型的旋转活塞式发动机，旨在克服传统的往复式发动机和转子发动机所带来的不足之处。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种旋转活塞式发动机，包括发动机壳体、旋转活塞、转轴、齿轮及其辅助系统，其特征在于所述的旋转活塞1是一种缺口圆活塞，该活塞由带有中心轴孔的具有一定厚度的圆盘6及与圆盘外侧面连接成为一体、比圆盘更厚一些、与圆盘同心并呈对称布置的两个部分圆环7构成；由至少两个所述的缺口圆活塞通过动力输出轴5和传动轴4并排安装在其缸体内圆与相邻缺口圆活塞的圆盘的外圆相切的发动机壳体2内，缺口圆活塞1的部分圆环7交错排列，动力输出轴5和传动轴4的另一端分别安装有同步传动齿轮3，随着活塞旋转会在活塞与活塞和缸体之间形成密闭的体积变化的燃烧室A、压缩室B、排气室C和新风室D。

本发明所产生的有益效果是显而易见的：

1.本发明所采用的动力部件无往复运动，其功效要高于往复式发动机；

2、本发明采用同心旋转构件，避免了传统转子发动机由于偏心振动所造成的局部的磨损，以及在转速很低时产生的低扭矩；

3、本发明采用缺口圆活塞，使得其生产工艺大大简化，同时也减少了动力部件的数量，降低了生产成本；

4、本发明由于在活塞转动过程中连续、对称地生成燃烧室，所以产生的动力输出均匀连续。

5、本发明除可用于汽油、酒精等燃料的内燃发动机之外，由构造特点决定还可用于蒸汽发动机的转动部件和风动工具的转动部件。

附图说明

本发明有十四幅附图：

图1是缺口圆活塞与发动机壳体装配示意图

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是缺口圆活塞结构图；

图4是中心缺口圆活塞与边缘缺口圆活塞安装位置示意图

图5是中心缺口圆活塞点火作功起始位置图；

图6是边缘缺口圆活塞点火作功起始位置图；

图7是发动机一个工作循环的第一步示意图；

图8是发动机一个工作循环的第二步示意图；

图9是发动机一个工作循环的第三步示意图；

图10是发动机一个工作循环的第四步示意图；

图11是发动机一个工作循环的第五步示意图；

图12是发动机一个工作循环的第六步示意图；

图13是发动机一个工作循环的第七步示意图；

图14是发动机一个工作循环的第八步示意图。

图中：1-缺口圆活塞，2-发动机壳体，3-同步传动齿轮，4-传动轴，5-动力输出轴，6-圆盘，7-部分圆环；a-高压气、燃料喷嘴、点火装置及新风入口，b-废气及压缩气出口，c-示意转动方向；A-燃烧室，B-压缩室，C-新风室，D-排气室。

具体实施方式

发动机的构造如图1～4所示，主要由发动机壳体、缺口圆活塞、同步齿轮、动力输出轴及传动轴及其配套系统等组成。活塞形状如似一个有一定厚度的圆盘，对称外接两个比圆盘更厚一些的圆环的一部分。通过转动轴的连接，使活塞、发动机壳体、同步齿轮等定位。缺口圆活塞与转轴同心转动。活塞与发动机壳体无间隙紧密装配，随着同步转动，会在发动机壳内产生体积变化的密闭空间。供油、供气、点火、排气等配套装置仅为示意。一个发动机至少须有两个缺口圆活塞，本发明考虑到振动平衡而以三个缺口圆活塞为例。其工作原理是，启动时由蓄电池提供电力使电动机转动并带动活塞旋转；随着活塞旋转会在活塞与活塞和缸体之间形成密闭的体积变化的燃烧室A、压缩室B、新风室C和排气室D，会同时在中心活塞处形成两个燃烧室或同时在外侧两个活塞处各形成一个燃烧室，循环进行；同样，会同时在中心活塞处形成两个排气室、两个新风室和两个压缩室，并会同时在外侧两个活塞处各形成一个排气室、一个新风室和一个压缩室，按顺序循环进行。经电动机起动后适时向燃烧室内喷入高压气体和燃料并点火，燃烧膨胀气体沿活塞圆的切向推动活塞旋转作功，而相邻活塞的径向推力则不影响活塞转动。起动完成后，发动机即开始正常运转输出动力。

图5和图6分别给出中心缺口圆活塞点火作功起始位置和边缘缺口圆活塞点火作功起始位置。

图7～15给出由三个缺口圆活塞等构成的发动机的一个完整的工作循环过程图。第一步中，中心活塞：喷入高压气、燃料、点火并压缩新风，边缘活塞：吸入新风、转送废气；第二步中，中心活塞：燃烧做功推动活塞，边缘活塞：转送新风、排出废气；第三步中，中心活塞：转送废气，边缘活塞：喷入高压气、燃料、点火并转送新风、排出废气；第四步中，中心活塞：排出废气；边缘活塞：燃烧做功、转送新风；第五步中，中心活塞：吸入新风、排出废气；边缘活塞：转送废气、转送新风；第六步中，中心活塞：吸入新风；边缘活塞：转送废气、压缩新风；第七步中，中心活塞：压缩新风；边缘活塞：吸入新风、转送废气；第八步中，中心活塞：喷入高压气、燃料、点火并压缩新风；边缘活塞：吸入新风、转送废气。至此，完成一个循环，回到起始行程即第一步行程。

由于本发明结构简单，供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、启动系统可在现有成熟技术的条件下，经过与机体的匹配设计，即可生产试验样机，定型生产后，可在广泛的动力领域使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种旋转活塞式发动机，包括发动机壳体，旋转活塞、转轴、齿轮及其配套系统，其特征在于所述的旋转活塞是一种缺口圆活塞(1)，该活塞由带有中心轴孔的具有一定厚度的圆盘(6)及与圆盘外侧面连接成为一体、比圆盘更厚一些的、与圆盘同心并呈对称布置的两个部分圆环(7)构成；由至少两个所述的缺口圆活塞(1)通过动力输出轴(5)和传动轴(4)并排安装在其缸体内圆与相邻缺口圆活塞的圆盘的外圆相切的发动机壳体(3)内，缺口圆活塞(1)的部分圆环(7)交错排列，动力输出轴(5)和传动轴(4)的另一端分别安装有同步传动齿轮(3)，随着活塞旋转会在活塞与活塞和缸体之间形成密闭的体积变化的燃烧室(A)、压缩室(B)、排气室(C)和新风室(D)。

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