CN102787911A - 叠柱形转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种叠柱形转子发动机，主要由主轴、转子、固定在转子上的气缸、活塞、活塞推杆、滑动轮和压力转向装置等组成。燃料从主轴中心经增压后进入气缸，进气由安装在主轴上的涡轮径向增压进气。燃料和气缸冷却液从主轴的一端分别经轴向和径向增压后输入，进气由安装在主轴上的涡轮径向进气。采用导轨式开启排气门，火花塞的点火采用在主轴上设置分电盘的方式，实现各缸实时供电点火。当起动机带动发动机主轴旋转时，活塞推杆上的滑动轮沿着发动机内沿导轨旋转，在不同区域内滑动轮推动活塞推杆带动活塞实现吸气、压缩、燃烧、排气四个冲程的运动。发动机转子每旋转720度各缸完成一次做功过程。

Description

叠柱形转子发动机

所属技术领域

本发明是一种叠柱形转子发动机，是一种内燃机，可用作交通运输、航空、电力等各种机械的动力源。可使用汽油、柴油、天然气等多种燃料。

背景技术

转子发动机主要有汪克尔型三角转子发动机。目前，汪克尔型转子发动机已在日本马自达汽车公司商用，该型发动机具有运行平稳、动力较强的优点，但存在气缸密闭性差、冷却困难和油耗大的缺点，此外还有双转子发动机、环缸转子发动机等。

发明内容

解决的技术问题：采用全新的结构设制，运用现有往复式发动机相关技术，较好地解决了现存转子发动机气缸密闭性差、冷却效果不理想、油耗大的技术难题。

采用的技术方案是：采用空心圆柱错位相叠式发动机外壳，并以发动机圆柱形壳体的内沿作为与活塞推杆相连的滑动轮的导轨，在发动机圆柱形壳体的内沿运行的滑动轮与活塞推杆、压力转向装置协同动作，推动活塞完成发动机四个冲程的做功行程；采用轴向和径向分别输入燃料和冷却液技术，解决了活动缸体的燃料输入和气缸冷却问题；气缸装置在转子的较边沿处，使气缸中心线与主轴中心线两者之间的垂直距离即发动机的扭距最大化；采用活塞推杆和由片状弹簧、球形万向节、螺旋形弹簧、滑动轮架杆和半开口套管等组成的压力转向装置，修正发动机壳体内沿对滑动轮和活塞推杆产生的不断变换方向的压力，使之成为活塞运动的正向作用力；采用同轴涡轮增压进气，进气总管气压调节喷注，亦可与多点分缸电子喷注相结合，实现气缸混合气体分层燃烧；采用主动齿(第一传动齿)和被动齿(第二传动齿)带动凸轮，凸轮正时推开弧形导轨，滑轮摇臂在弧形导轨的作用下压迫气门杆，使排气门开启；采用活塞拉伸导槽导引第二滑动轮带动活塞推杆和活塞，使气缸实现涡轮增压进气和负压吸气。采用同轴发电机发电，发电机转子采用长径窄体设置，使发电机转子具备飞轮的稳定作用。依据不同的动力需要，可制作单缸、多缸发动机，或多缸多转子窜联发动机。

本发明有益的效果是：目前常用的往复式发动机扭距的大小主要取决于气缸的缸径，本发明发动机的扭距与气缸的缸径无关，其扭距与发动机外壳和转子的大小呈正相关；往复式发动机的燃油效率约30％左右，本发明能有效地利用气缸内混合气体燃烧爆炸时产生的正反两个方向的压力，使燃油效率得到较大的提高；本发明结构简单，无须曲轴等传动机件，具有体积小、重量轻、扭距大、功率高的优点，极大地提高了发动机的燃油经济性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是发动机横截面图

图中6.排气门        7.气缸            8.进气门         9.圆柱形外壳一

10.圆柱形外壳二     11.活塞拉伸导槽   12.火花塞        24.滑动轮架杆

26.第一滑动轮       31.片状弹簧       32.活塞推杆      33.转子

34.螺旋形弹簧       35.活塞           36.半开口套管    37.球形万向节

38主轴              39.燃料输入口     40.第一传动齿    41.滑轮摇臂

42.弧形导轨         43.凸轮      44.第二传动齿    45.凸轮轴    46.机座

图2是转子剖面图

图中1.燃料输入导管    2.同轴涡杆    3.冷却液输入叶轮  4.点火分电盘

5.环形尾气导管        6.排气门      7.气缸  8.进气门  9.圆柱形外壳一

10.圆柱形外壳二       11.活塞拉伸导槽  12.火花塞      13.节气门

14.进气涡轮外壳       15.进气涡轮      16.发电机线圈  17.发电机转子

18.储气腔             19.冷却液导管一  20.总管喷油阀  21.燃料岐管

22.进气岐管           23.冷却液导管二  24.滑动轮架杆  25.第二滑动轮

26.第一滑动轮

具体实施方式

叠柱形转子发动机可采用尾气涡轮或电力驱动涡轮输入燃料和冷却液，在空气滤清器与进气涡轮(15)的外壳相连的管道上装置节气门(13)，调节进入进气涡轮(15)和气缸(7)的空气流量。发动机转子的旋转方向依气缸及其活塞推杆等的装置方向不同而异，可实现顺时针或逆时针方向旋转。

在图1中，发动机转子(33)为顺时针方向旋转设置，当启动机带动转子(33)旋转时，第一滑动轮(26)以发动机圆柱形外壳(9)或(10)的内沿为导轨；当第一滑动轮(26)处于发动机中间水平线的右边时，相应的气缸(7)可以存在两种状态：排气完成状态或混合气压缩完成状态。当气缸(7)处在排气完成状态时，随着转子(33)的转动，第二滑动轮(25)在活塞拉伸导槽(11)的作用下与滑动轮架杆(24)和活塞推杆(32)等协同拉动活塞(35)，使气缸(7)内产生负压，同时，进气涡轮(15)压缩空气经由储气腔(18)、进气总管推开总管喷油阀(20)注入燃料，形成混合气，气缸(7)内的负压与混合气打开进气门(8)，使气缸(7)充分进气；当第一滑动轮(26)转动到中间水平线的左边时，气缸(7)完成进气行程。随着转子(33)的转动，发动机圆柱形外壳(9)或(10)的内沿压迫滑动轮(26)，其不断变换方向的压力在压力转向装置修正后，成为活塞推杆(32)和活塞(35)的正向推力；随着转子(33)的转动，活塞(35)压缩气缸(7)内混合气体，此时，第一滑动轮(26)回复到中间水平线的右边，完成压缩行程。当第一滑动轮(26)滑过右边的中间水平线时，火花塞(12)点燃气缸(7)内的混合气体，混合气体爆炸燃烧，推动活塞(35)和气缸(7)完成做功冲程；此时，第一滑动轮(26)回复到中间水平线的左边，同时凸轮(45)在传动齿(40)(44)的带动下正时推开弧形导轨(42)，弧形导轨(42)推动滑轮摇臂(41)打开排气门(6)，当第一滑动轮(26)回复到中间水平线的右边时，结束排气行程。发动机进入下一个循环过程。发动机每旋转720度，转子(33)上的各个气缸(7)完成一次四个冲程的做功过程。

冷却液经由各冷却液岐管输入各个缸套，再由导管引入一个环绕主轴的环形管导出；尾气排放采用同样的方式收集排出。

Claims (5)

1.一种叠柱形转子发动机，主要包括发动机圆柱形外壳(9)(10)、主轴(38)、转子(33)、进气涡轮(15)、以及装置在转子(33)上的气缸(7)、活塞(35)、活塞推杆(32)和压力转向装置；其特征是：所述发动机圆柱形外壳(9)(10)的横截面的内沿是由两个空心圆柱错位相叠形成的结构，并以所述发动机圆柱形外壳(9)或(10)的内沿为第一滑动轮(26)的导轨；所述主轴(38)的一端是动力输出端，另一端分别设置有燃料输入同轴涡杆(2)和冷却液输入叶轮(3)构成的双流体输入装置，燃料和冷却液分别从轴向和径向输入；所述气缸(7)均匀或对称分布在转子(33)上，各个气缸(7)与主轴(38)呈十字状，气缸(7)中心线与主轴(38)中心线两者之间的垂直距离是发动机的扭距；所述活塞推杆(32)是与片状弹簧(31)、球形万向节(37)和活塞(7)相连的曲柄；所述压力转向装置由片状弹簧(31)、球形万向节(37)、螺旋形弹簧(34)、滑动轮架杆(24)和半开口套管(36)等组成。

2.根据权利要求1所述的发动机圆柱形外壳(9)(10)，其特征是：在所述的发动机圆柱形外壳(9)(10)的内沿装置活塞拉伸导槽(11)。

3.根据权利要求1，所述的发动机圆柱形外壳(9)(10)，其特征是：在所述的发动机圆柱形外壳(9)(10)的内腔装置的作为排气门(6)开关装置的第一传动齿(40)、第二传动齿(44)和弧形导轨(42)。

4.根据权利要求1所述的发动机主轴(38)，其特征是：发动机主轴(38)的一端装置发电机线圈(16)和发电机转子(17)。

5.根据权利要求1所述的进气涡轮(15)，其特征是：同轴进气涡轮(15)，与进气涡轮(15)相连的储气腔(18)，与储气腔(18)相连的进气总管上装置由气压调节喷注量大小的总管喷油阀(20)。