CN1024833C - 复合旋转式内燃机 - Google Patents

Abstract

复合旋转式内燃机，其圆形缸体包括做功缸3个及与之同心并列的配气缸2个相间连为一体，缸内装有旋转活塞，其上有凸形块，活塞内孔壁套有固定的储气仓；由配气缸中凸形块下通道口进气到储气仓孔(22)及由储气仓孔(14)供气到做功缸内燃烧室相互间同时进行，以增加混合气体压强，并可提高做功缸中的压缩比，增大热机效率解决了现有内燃机的功率及热机效率不足的问题。本机适合于内燃机领域广泛应用，结构简单紧凑，造价低廉，宜于推广。

Description

本发明涉及一种复合旋转式内燃机特别是由做功缸和配气缸并列组合的旋转式活塞内燃机。

以前的往复活塞内燃机中，由活塞通过连杆推动曲轴转动，冲击力大，结构复杂，能量转换效率低。在旋转发动机中，把燃料的热能直接转换成机械旋转力，中国专利CN85105592A为双凸轮式旋转发动机，旋转一周期内吸入可燃气体不超过其全部工作空间的2/3，其压缩比不可控制，采用转动活塞内部空冷，缸体无法冷却。美国专利US3，810，724为单凸轮式旋转发动机，凸轮无后斜面，顶杆回程冲击力大，进气控制由一组链轮、链条、小凸轮及轴、带弹簧的阀门控制杆、阀门、汽门嘴等组成，结构复杂，沿有冷却装置。两顶旋转发动机从进气口进入的混合气体，末经增压浓缩，燃爆力不大，功率较低。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种在做功缸进气前用配气缸提供浓缩压强混合气，增强燃爆力，提高功率，部件均为同心圆，结构简单易造，体积小，并可提高做功缸中的压缩比，增大热机效率。

复合旋转式内燃机由圆形水套、圆形缸体、火花塞、凸形块、环形活塞和隔离体组成，圆形缸体包括做功缸及与之同心并列的配气缸相间连为一体。配气缸活塞转动时吸气室吸入外部的油和空气的混合物，予以气体，然后由压缩室压缩，当体积减少为全缸体积的大约1/9时（此时温度接近其燃点），凸形块前斜面上通道口下部恰好与储气仓集气孔重合，使高压可燃气压入储气仓内;做功缸中活塞转动，凸形块后斜面脱离隔离体时，后斜面上通道口下部恰好与储汽仓上的供气孔重合，高压可燃气冲入燃烧室内，转过一小角度时，二孔错开 （此时全缸体积与燃烧室体积之比就是压缩比，可采用控制此角度的办法来大幅度提高比值，如使其达20∶1或30∶1均可，而又不减少燃烧室内可燃气的压强与浓度，从而提高热机效率），稍迟，火花塞点火燃爆，高压气体即推动凸形块带动活塞主轴转动，完成吸气、压缩、燃爆、排气四过程。本内燃机每周期的做功时间是3/4T。即其一周内3/4的时间在做功，其余1/4时间（折合π/2的转角）用于排汽、进汽、穿越隔离体，故其输出功率较大。

复合旋转式内燃机其内装有旋转活塞，旋转活塞上有3个凸形块装在做功缸内，2个凸形块装在配气缸内的相位置，旋转活塞中心内孔壁套有固定的储汽仓，在做功缸中的凸形块前后两斜面，与上下两面合成梯形状，并与旋转活塞外表面紧固在一起，后斜面开孔道与环形活塞的连壁中间通道相连通。旋转时凸形块的前后斜面及端面与隔离塞端面，部分接触滑动;配气缸中的凸形块前斜面开孔道与环形活塞连壁的内部孔道相连通，其余与做功缸中凸形块结构相同。做功缸的3个环形活塞沿轴向螺旋线方向均匀分布，活塞内外环体用活塞连壁相连接，配气缸的2个环形活塞位于与做功活塞同轴相对的位置。储仓为圆筒形，位于环形活塞内壁中心部位，固定在机体上不动，储气仓壳上有长方形孔共5个，其中3个与做功缸中凸形块下通道口相对应，该孔位于隔离体中心线到火花塞的一侧较小夹角上，直线排列;另2个与配气缸中凸形块下通道口相对应，位于隔离体中心线到排气通道的一侧较大夹角上直线排列。

隔离体上下滑移块断面为长方形，其槽内装有弹簧，左下端装有滚轴，在其右侧附近做功缸装有火花塞，配气缸装有化油气进口。圆形缸体外有循环水槽。做功缸、配气缸、旋转活塞及储气仓，均为同心圆。储气仓封装在旋转活塞内壁中，左端固定在机体上，旋转活塞右端与内燃机轴连为一体，进行转动。储气仓外从配气缸中凸形块下通道口进气到储气仓长方形孔，及由储气仓经过与做功缸中凸形块下通道口相对应的长方形孔，供气到做功缸内燃烧室，相互间同时进行，以增加混合气体压强。本发明即为以此方式工作的内燃机。本机采用进出口循环水道双水路内冷系统进行冷却。

本发明的复合旋转式内燃机其优点效果如下：

a、热效率高：本机在做功缸中，膨胀室体积与燃烧体积之比可调至很大（即压缩比很大），故可大幅度提高热机效率。

b、功率大：本机每周期做功的时间为3/4T，输出功率较大;从储气仓进入做功缸燃烧室的混合气体是经过配气缸加压浓缩的，燃爆力强，功率大。

c、结构简单，体积小：本机运动部分均为同轴同向转动，固定部分圆形水套、圆形缸体、储气仓均在同轴位置。供气机构与现有内燃机相比较大大简化。本机结构仅是孔的对位开闭，所以机械零件大大减少，结构简单，体积小，加工方便。

d、冷却合理：本机采用了双水路内冷循环系统。对燃气室周围全部固定及转动部分同时冷却，降低了对材料的耐热性要求。

本机适合于内燃机领域的广泛应用，通过稍加改装，也可作为柴油机及蒸气机使用。本机结构紧凑，加工容易，造价低廉，宜于推广使用。

附图的图面说明：

图1本内燃机做功缸剖面示意图

图2本内燃机配气缸剖面示意图

图3本内燃机复合双缸轴向剖面示意图

图4本内燃机图3的叶轮示意图

图5本内燃机图4A-A剖面图

本发明的具体结构由以下实施例结合附图作进一步描述：

见图1做功缸的圆形缸体（6），旋转活塞（2）其上凸形块（16）的后斜面及隔离体（3）相围形成工作空间，作为燃烧室（4）和膨胀室（12），当凸形块后斜面脱离隔离体时，燃烧室体积扩大，凸形块后斜面上通道（7）通过活塞连壁（15）的下部开口处与套在活塞内壁（9）内的储气仓壳（13）上的供气孔（14）相重合，仓中高压可燃气冲入，活塞转过一小角度（＜30°）时二孔错开关闭，停止供气，稍迟（再转动约2-3°）火花塞（5）点燃爆，高温高压气体膨胀，施压于凸形块后斜面驱动活塞转动开始做功过程，当凸形块后斜面顶端达到排气通道（1）的后边时，气体从缸中涌入排气通道到外界，（直到下次旋转到达此点时，始终在排气中），活塞继续转动，凸块前斜面底端与隔离体相接触，逐渐顶起隔离体越过这一部位，进入下一循环。

储气仓内腔（10）中的高压可燃气，源于配气缸中如图2所示，其结构与做功缸大致相同，配气缸（18）与隔离体、配气缸中旋转活塞及其上凸形块（17）的后斜面相围形成吸气室（23），当活塞转动时，吸气室体积扩大，形成低压区，从与化油器相连接的吸气孔（20）中吸入空气及雾状油的混合物，使之在自身的低压区气化，并留在缸内，同时圆形缸体（18）、隔离体、旋转活塞及凸形块的前斜面相围的压缩室（19），体积在缩小，当被压缩可燃气升温接近其燃点稍前，（此时压缩室体积与全缸体积之比约为1∶9）凸形块前斜面上通道（21）下部开口恰好与储气仓中的集气口（22）开始重合，随着凸形块的转动，将高压可燃气压入储气仓，当凸形块前斜面底端移至隔离体底某一适当位置时，压缩室体积渐渐缩至很小时，二孔错开关闭，压气过程完毕，随之凸形块顶起并越过隔离体进入下一循环。

见图3，旋转活塞内外壁间两端装有驱动水循环的叶轮（24），旋转活塞内腔（8）为进水通道，圆形水套内壁及圆形缸体外表面相围成为回水通道（11），叶片转动带动水的冷却循环，通过进出水口（22）（23）进入散热水箱风冷，叶片形状见图4，图5为成对倾斜的薄片。

Claims (5)

1、复合旋转式内燃机，由圆形水套、圆形缸体、火花塞、凸形块、环形活塞和隔离体组成，其特征是：圆形缸体包括做功缸(6)3个及与之同心并列的配汽缸(18)2个相间连为一体，其内装有旋转活塞(2)，旋转活塞上有3个凸形块(16)装在做功缸内，2个凸形块(17)装在配气缸内的相应位置，旋转活塞中心内孔壁套有固定的储气仓(13)，陈述如下：

a、做功缸中的凸形块前后两斜面与上下两面合成梯形状并与旋转活塞外表面紧固在一起，后斜面开孔道(7)与环形活塞的连壁(15)中间通道相接通，旋转时，凸形块的前后斜面及端面与隔离体(3)端面部分接触滑动，配气缸中的凸形块前斜面开孔道(21)与环形活塞连壁的内部孔道相连通，其余与做功缸中凸形块结构相同；做功缸的3个环形活塞沿轴向螺旋线方向均匀分布，活塞内外环体用活塞连壁相连接，配气缸的2个环形活塞，位于与做功缸活塞同轴相对的位置；

b、储气仓为圆筒形，位于环形活塞内壁的中心部位，固定在机体上不动，储气仓壳(13)上有长方形孔共5个，其中，与做功缸中凸形块下通道口相对应的孔(14)共3个，位于隔离体(3)中心线到火花塞(5)的一侧较小夹角上直线排列；与配气缸中凸形块下通道口相对应的长方形孔(22)共2个，位于隔离体中心线至排气通道一侧较大夹角上直线排列。

2、根据权利要求1所述的复合旋转式内燃机，其特征是：隔离体上下滑移块断面为长方形，其槽内装有弹簧，左下端装有滚轴，在其右侧附近，做功缸装有火花塞（5），配气缸装有化油气进口（20）。

3、根据权利要求1所述的复合旋转式内燃机，其特征是：圆形缸体外有循环水槽、做功缸、配气缸、旋转活塞及储气仓，均为同心圆，储气仓封装在旋转活塞内壁中，左端固定在机体上，旋转活塞右端与内燃机轴（25）连为一体，进行转动。

4、根据权利要求1和3所述的复合旋转式内燃机，其特征是：储气仓外从配气缸中凸形块下通道口（21）进气到储气仓长方形孔（22），及由储气仓经过与做功缸中凸形块下通道口（7）相对应的长方形孔（14）供气到做功缸内燃烧室（4），相互间同时进行，以增加混合气体压强。本发明即为以此方式工作的内燃机。

5、根据权利要求1所述的复合旋转式内燃机其特征是：旋转活塞内外壁间两端装有驱动水循环的叶轮（24），旋转活塞内腔（8）为进水通道，圆形水套内壁及圆形缸体外表面相围成为回水通道（11），叶片转动带动水的冷却循环，通过进出水口（22）（23）进入散热水箱风冷。

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