CN1034976A - 旋转往复组合式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转往复组合式发动机，属于内 燃机工程技术。本发明所提供的发动机将进气、压缩 与燃烧、排气过程分别在两个气缸进行。发动机主轴 与压缩气缸曲轴之间的速比可以改变。其配气机构 中有一配气旋转轴可将予燃混合气从压缩气缸输送 至旋转燃烧室。采用这种发动机，有利于混合气的充 分燃烧，可提高发动机的输出转速和充气系数。这种 发动机可广泛用于汽车、拖拉机等运输工具以及农业 和工程机械。

Description

本发明涉及一种新型结构的发动机。属于内燃机工程技术。

传统的往复式活塞发动机，经过多年的技术改进，其技术已臻于完善。这种发动机被广泛地应用于汽车、拖拉车、火车、轮船等运输工具以及农业、工程等机械中。但是这种发动机由于本身的往复式运动结构形式所限，结构比较复杂，限制了转速的进一步提高。并且由于发动机的进气、压缩、燃烧、排气四个工作过程，全部在同一个气缸内进行，气缸内温度比较高，影响了发动机的充气量。三角转子发动机以三角转子活塞代替了传统的往复式活塞，三角转子发动机与传统的往复式活塞发动机相比，其具有体积小、重量轻、功率大等优点。但是其进气、压缩、燃烧、排气四个工作过程仍是在同一气缸内进行。并且由于其对密封性要求较高，低速时动力性与经济性能差，影响了这种发动机的广泛应用。往复式发动机及三角转子发动机的参考文献分别见《汽车构造》人民交通出版社出版。《三角转子发动机》中国科技出版社出版。

本发明的目的在于提供一种新型结构的发动机，这种发动机综合了往复式发动机与三角转子发动机的优点，并使得进气、压缩过程与燃烧、排气过程分别在两个不同的气缸内进行，从而达到提高发动机转速和功率、降低油耗的目的。

实现这一目的具体方法是，在这种新型发动机中，由往复式活塞与气缸体所组成的压缩气缸仅完成发动机的进气、压缩过程、燃烧与排气过程则在另一旋转燃烧室内完成，旋转燃烧室由安装在主轴上的叶轮与缸体内型面组成，将压缩后的予燃气体从压缩气缸输送至旋转燃烧室的工作，是由配气旋转轴完成的，配气旋转轴安装在压缩气缸的顶部，并且可与旋转燃烧室相连通，在轴上设有予燃室及进气道，轴的一端装有配气齿轮，配气齿轮由配气凸轮-挺杆上的齿条驱动，在发动机工作时，随着配气凸轮的转动，配气旋转轴在一定的角度内往复转动运动，配气凸轮安装在压缩气缸的曲轴上，压缩气缸的曲轴与发动机主轴之间由若干齿轮按一定速比啮合连接。

在发动机的进气行程，新鲜空气从进气管通过配气旋转轴上的进气道被吸进气缸，在压缩行程，随着配气旋转轴的转动，进气道关闭，予燃室与压缩气缸接通，压缩气缸内的空气被压缩进予燃室，在压缩行程终了，随着配气旋转轴的转动，予燃室与旋转燃烧室接通，在予燃室内被点燃的空气混合气高速喷入旋转燃烧室燃烧，形成高压爆发气体，推动叶轮旋转，并将扭矩通过主轴输出，在旋转燃烧室通过缸体上的排气口时，将废气排出。与此同时，压缩气缸又开始新的进气行程。

这种新型发动机主轴上的叶轮可以是多级的，压缩气缸可以是单缸，也可以是多缸的，主轴与压缩气缸曲轴的速比可以根据需要改变，这种发动机可以燃用汽油、柴油或其它燃料。

图1至5是这种新型发动机的一个实施例，该发动机是双压缩气缸、火花点燃式汽油机，在该发动机主轴与压缩气缸的曲轴之间有一套齿轮变速装置，可使发动机的输出转速在负荷改变的情况下稳定在一定范围。

图1是新型发动机的侧视A-A处剖面图。图中：

1.第二轴    2.第二轴塔齿轮

3.第一轴塔齿轮    4.第一轴

5.第一轴齿轮1    6.第一轴常啮合齿轮

7.主轴常啮合齿轮    8.飞轮及飞轮壳

9.排气管    10.进气管

11.空气滤清器    12.化油器

13.叶轮缸体后端盖    14.叶轮缸体

15.叶轮密封圈    16.叶轮缸体前端盖

17.叶轮    18.主轴

19.分电器    20.水泵

21.风扇    22.中间轴

23.中间轴齿轮    24.机油泵

25.机油集滤器    26.花键轴套

图2是新型发动机正面B-B处剖视图。图中：

27.油底壳    28.一缸传动齿轮

29.一缸曲轴    30.一缸连杆

31.一缸缸体    32.排气口1

33.一缸活塞    34.一缸配气旋转轴

35.一缸缸盖    36.一缸进气口

37.排气口2    38.二缸进气口

39.二缸缸盖    40.二缸配气旋转轴

41.二缸缸体    42.二缸活塞

43.二缸连杆    44.二缸曲轴

45.二缸传动齿轮

图3是新型发动机C-C处剖视图。图中：

46.一缸配气凸轮    47.一缸挺杆外壳

48.一缸挺柱    49.一缸挺杆

50.一缸挺杆弹簧    51.一缸配气旋转轴齿轮

52.一缸挺杆齿条壳    53.二缸挺杆齿条壳

54.二缸配气旋转轴    55.二缸挺杆

56.二缸挺杆弹簧    57.二缸挺柱外壳

58.二缸挺柱    59.二缸配气凸轮

图4是新型发动机配气机构D-D处局部剖视图。图中：

60.配气旋转轴密封圈    61.火花塞

62.配气旋转轴后端盖    63.配气旋转轴前端盖

64.密封壳

图5是新型发动机工作原理图。图中：

结合图示实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示主轴18上安装有叶轮17，主轴18依次通过常啮合齿轮6、7-第一轴4及齿轮3或5-第二轴1及塔形齿轮2-花键轴套26及中间轴22-中间轴齿轮23-压缩气缸曲轴29、44及齿轮28、45，驱动压缩气缸活塞33、43往复运动。

如图2所示，通过压缩气缸活塞33及42的往复运动，在进气行程、新鲜混合气从进气口36、38经配气旋转轴34、40上的进气道，被吸进压缩气缸;在压缩行程，被吸进压缩气缸的新鲜混合气被压缩进配气旋转轴34、40上的予燃室。随着配气旋转轴的转动，在燃烧-排气行程、在予燃室内被点燃的空气混合气喷入叶轮与缸体内型面组成的旋转燃烧室中，并通过叶轮17驱动主轴18旋转，将扭矩输出。在经过缸体31、41上的排气口32、37时将废气排出。

图3中，安装在压缩气缸曲轴29、44上的配气凸轮46、59，随着曲轴29、44的转动，使挺杆49、55上、下往复运动，挺杆49、55上的齿条分别与配气旋转轴34、40上的齿轮51、54啮合，随着挺杆49、55的往复运动，使配气旋转轴34、40在一定的角度内往复转动，由于配气凸轮46、59的控制，在压缩气缸活塞33、42的下行行程，配气旋转轴34、40上的进气道，与压缩气缸连通，而配气旋转轴34、40上的予燃室正好与旋转燃烧室连通。在压缩气缸活塞的上行行程，配气旋转轴34、40上的进气道被关闭，而予燃室与压缩气缸连通。

结合图5进一步说明新型发动机的工作原理。图5中Ⅰ为压缩气缸开始进气行程。配气旋转轴上的进气道开始与压缩气缸连通，新鲜混合气从进气管经进气道被吸进压缩气缸。而配气旋转轴的予燃室内被压缩的空气混合气被火花塞点燃处于即将爆发燃烧状态。

图5中Ⅱ，配气旋转轴上的进气道完全与压缩气缸连通，大量新鲜混合气被吸进气缸。而配气旋转轴上的予燃室已与旋转燃烧室连通，高压爆发燃烧气体迅速喷入旋转燃烧室，并在其中继续燃烧。同时推动转轮与主轴旋转。

图5中Ⅲ，配气旋转轴上的进气道被关闭，予燃室与压缩气缸连通，压缩气缸内的空气混合气被挤压进予燃室。

采用本发明所叙述的新型结构发动机与传统的往复式活塞发动机或三角转子发动机相比，具有以下五个优点：一、发动机的进气、压缩过程与燃烧、排气过程分别在两个不同的气缸内进行。因此压缩气缸的温度较低，有利于发动机的充气。二、予燃混合气被压缩进予燃室以及从予燃室中喷进旋转燃烧室时，形成强烈涡流，有利于混合气的迅速完全燃烧。三、发动机主轴无往复运动构件，其转速可以有较大的提高。四、在主轴与压缩气缸曲轴之间安装一套变速装置，可扩大发动机的用途，如维持发动机转速在某一范围。五、结构比较简简单对发动机的冷却和密封性要求不高。

本发明所提供的新型结构发动机，可广泛应用于汽车、拖拉机、火车、轮船等运输工具以及农业机械、工程机械等各个领域。

Claims (2)

1、一种旋转往复组合式发动机。由主轴及旋转燃烧室、曲轴-连杆机构及压缩气缸、以及配气、传动机构等部件组成，其特征在于旋转燃烧室与压缩气缸是分离设置的，压缩气缸仅完成进气及压缩过程。而由旋转燃烧室完成燃烧、排气过程；将压缩气缸内压缩后的予燃气体输送至旋转燃烧室的装置是一由配气凸轮、挺柱、挺杆等机构驱动的配气旋转轴；旋转燃烧室主轴与压缩气缸曲轴之间由若干级变速齿轮连接。

2、如权利要求1所述的旋转往复组合式发动机，其特征在于：所述的配气旋转轴上有予燃室进气道及齿轮，配气旋转轴由安装在压缩气缸曲轴上的配气凸轮通过挺柱及挺杆上的齿条驱动，使配气旋转轴在一定角度内往复转动，并定时使配气旋转轴上的予燃室及进气道分别与压缩气缸及旋转燃烧室连通。

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