CN1035703A - 转子式内燃机 - Google Patents

Abstract

转子式内燃机是将热能转换为机械能的装置，缸体为椭圆柱空间，如图由缸体(1)的内表面和转子(2)的外表面及端盖的内表面和相邻的两块滑动隔板(3)构成了气缸，当气缸处在工作区时，其中被压缩的气体由点火系统(6)点燃膨胀做功。

本发明的优点是将热膨胀能量直接转换为推动转了作回转运动的功，不需要曲柄联杆机构，不存在上死点，下死点，取消了排气阀，进气阀，简化了内燃机的结构，提高了内燃机的热机效率。

Description

内燃机是将热能转换为机械能的动力机械装置。

传统的内燃机是活塞往复式内燃机，通过曲柄联杆机构，将活塞的往复运动变为回转运动。这种内燃机设计合理，实用性强，至今仍是机械传动系统中普遍采用的原动机。

本发明的目的在于，用一种转子式的内燃机取代传统的活塞往复式内燃机，将内燃机的热膨胀能量直接转换为推动转子做回转运动的功，取消曲柄联杆机构，提高热机效率。

本发明的内燃机有一个缸体（1），其内部空间是椭圆柱的空间，其内表面为椭圆柱面，上有进气系统，排气系统，点火系统，冷却系统。在缸体（1）内设置一个可转动的圆柱体转子（2），由缸体（1）两端的端盖（4）上的轴承支承转子（2）的转动轴。由通过转子（2）的轴线的纵截面，将转子（2）等分成需要的份数，以这个纵截面为中心，开出滑槽（9），一般可分为六个等分的滑槽。每个滑槽的底部均与润滑系统（8）的中心油腔相通。在每个滑槽（9）中各设置一个滑动隔板（3），滑动隔板（3）可在滑槽（9）中滑动，滑动隔板（3）外端端面加工成圆弧形端面，以改善滑动隔板（3）的端面与缸体（1）的内表面的吻合。如图1所示，当转子顺时针方向旋转时，滑动隔板（3）在离心力和滑槽（9）底部的润滑系统（8）的中心油腔中的油产生的压力作用下，滑动隔板（3）的端面始终贴在缸体（1）的内表面上，当滑动隔板（3）在缸体（1）的横截面的椭圆短轴方向上被压向槽底时，润滑系统（8）的中心油腔的油将压强传递到椭圆长轴方向上，经过油压传递，使长轴上的滑动隔板（3）被推离槽底，因此，滑动隔板（3）始终紧贴在缸体（1）的椭圆柱内表面上滑动，同时，中心油腔的油在滑动隔板（3）和滑槽（9）之间起润滑作用。缸体（1）的内表面与每两个相邻的滑动隔板（3）及转子（2）的圆柱外表面和固定在缸体（1）两端的端盖（4）的内表面构成了六个封闭的空间，这个空间相当于原有技术的气缸，因此，以下称之为气缸。由于缸体（1）是椭圆柱内表面，所以，每个气缸旋转到不同位置时，它的容积是不同的，在气缸吸气终止时的位置上，其容积最大，当气缸转到工作位置时，也就是点火系统（6）的位置时，气缸处在椭圆短轴左上十五度至二十度到右上四十度至四十五度角的区域内，在该区域内，气缸容积最小，此时，气缸内的气体被压缩。气体压缩比的大小，可以在缸体（1）的制造过程中，通过调整缸体（1）的横截面的长轴与短轴之比来决定，也可以通过增减滑槽和滑动隔板数目来决定，可增为七个滑槽和滑动隔板，也可以减为五个滑槽和滑动隔板，以满足不同需要的压缩比。转子式内燃机的工作循环也有四个过程，即吸气，压缩，燃烧，排气等;只是这个循环是在转子（2）转完一周时完成的，并且每个气缸在转完一周时均要工作一次，点火系统（6），设置在气缸容积最小时，转向排气系统（7）的前滑动隔板（3）的位置处，也就是从椭圆短轴上端顺时针转过三十至三十五度的位置处。当气缸转到工作区位置时，被压缩的气体由点火系统（6）点燃膨胀，膨胀力产生的压强是各向相等的，由于滑动隔板（3）在滑槽（9）中随转子（2）的轴可以转动，处在工作区的气缸，其转向排气系统的前滑动隔板（3）的伸出长度大于后滑动隔板（3）的伸出长度，使前后滑动隔板有一定的面积差，因此，在压强相等的情况下，两滑动隔板所受的力不相等，面积大的滑动隔板受力大于面积小的滑动隔板，因前滑动隔板面积大于后滑动隔板面积，所以形成了顺时针转向的转矩。在旋转过程中，前滑动隔板进入椭圆的长轴附近的区域，伸出长度增加很快，面积也随之很快增加，后面的滑动隔板仍处在椭圆短轴附近区域，伸出长度增加较慢，因此其面积增加较慢，随着膨胀后的转动，面积差增大，转矩随之增加，直至燃烧膨胀后的废气从排气系统排出。为了使废气全部从排气系统（7）排出，防止废气进入进气系统（5）与燃气混合。本发明将转子（2）的圆柱的轴心与缸体（1）的椭圆柱的轴心，在椭圆的短轴方向上设计出一定的轴心距，在椭圆短轴的上端，缸体（1）的椭圆柱内表面与转子（2）的圆柱外表面留出一定的间隙，使燃气在该间隙中得到压缩，在椭圆短轴下端，缸体（1）的椭圆柱内表面与转子（2）的圆柱外表面接近密封，防止废气进入进气系统与燃气混合。端盖（4）与缸体（1）之间用密封圈（11）密封。内燃机散发的热量由设置在缸体（1）上的冷却系统（10）吸收，以保持内燃机的正常工作温度。

本发明可将热膨胀能量直接转换为推动转子做回转运动的功，不需要曲柄联杆机构，不存在上死点，下死点。增加了每周工作次数，减少了每次的推动力，而且能保持原输出功率，相对地更接近可逆过程。取消了排气阀，进气阀，能在机械传动过程中平稳地运行，本发明简化了内燃机结构，降低了内燃机的制造成本。

图1，图2是转子式内燃机的剖视图。

缸体（1）铸造成型，内表面由车床加工，进行内圆磨，研光，转子（2）锻造成型，外表面由车床加工，其滑槽由铣床加工，进行花键磨，研光，转子（2）也可以铸造成型。滑动隔板（3）锻造成型，进行磨平，研光，滑动隔板（3）铸造成型。滑动隔板的端面圆弧加工需要做专用卡具，因为处在工作区的气缸内压力最大，此时对气缸的密封要求最严格，所以将滑动隔板外端的端面圆弧分为左1/2弧面和右1/2弧面，右1/2弧面保证在椭圆短轴的左边与缸体（1）的内表面吻合，左1/2弧面保证在椭圆短轴的右边与缸体（1）的内表面吻合。

Claims (4)

1、转子式内燃机是将热能转换为机械能的动力机械装置，由缸体(1)，开有滑槽的转子(2)，滑动隔板(3)，端盖(4)，进气系统(5)，排气系统(7)，点火系统(6)，润滑系统(8)，冷却系统(10)构成，其特征在于：在缸体(1)内设置了一个可转动的转子(2)，转子(2)的滑槽(9)内设置有滑动隔板(3)，转子(2)的轴由缸体(1)两端的端盖(4)的轴承支承。

2、根据权利要求1所述的转子式内燃机，其特征在于：转子（2）的圆柱体的轴心与缸体（1）内部椭圆柱空间的轴心，在椭圆的短轴方向上有一定的轴心距。

3、根据权利要求1或2所述的转子式内燃机，其特征在于：在缸体（1）上设有进气系统（5），排气系统（7），点火系统（6），冷却系统（10）。

4、根据权利要求1或2所述的转子式内燃机，其特征在于：在转子（2）上设有与滑槽（9）相通的润滑系统（8）的中心油腔。

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