CN1041812A - 凹轮活塞旋转式多种燃料发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种新型结构的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机。可供汽车、飞机、船舶和发电机等作原动机。主要由汽缸、凹轮转子、同步齿轮和燃油供给系组成。工作气道长，充气效率高。其“行程多孔排气”的扫气效率达99％。可在活塞与气缸壁之间密封良好的情况下不产生摩擦能达到完全质量平衡。还可由内燃机改装成气压机。与活塞往复式发动机相比，它具有结构简单，无往复质量，摩擦损失小，发动机使用寿命长。耗油量少，可节能40～70％。转速高(5000～10000转/分)。

Description

本发明是一种新型结构的发动机。主要供汽车、飞机、船舶和发电机做动力机。
传统的活塞往复式内燃机，由于存在往复质量损耗，曲轴连杆损耗，特别是在活塞连杆作相对运动时，产生较大的侧向力，使摩擦损耗增大。以上情况增加了发动机的耗油量，降低有效功率，增大了机械摩损，缩短了发动机的使用寿命。
三角活塞旋转式发动机的油耗和制造成本均高于活塞往复式发动机，而且排气污染严重。
本发明提供一种新型结构的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，与活塞往复式发动机相比它构造简单、功率重量比较小。能有效地减轻机械摩损，延长发动机使用寿命，节约油耗，增加有效功率。
本发明是这样实现的，汽缸由汽缸体（1）和汽缸盖（2）组成。气缸室内形成中心稍稍缩进的双圆弧形线（3），汽缸内的凹轮转子（4）安装在轴（10b）上。凹轮转子（5）安装在轴（10a）上，轴（10a）、（10b）通过轴承支承在汽缸侧壁上。凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凹轮部分（6）和凸轮部分（7）各占180°。凹轮部分（6）和凸轮部分（7）之间的断面（8）是弧形，见图1所示。凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凹轮部分（6）和凸轮部分（7）程互补对应状态。凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凸轮部分（7）贴室壁滑动。形成工作室（11），见图1所示。工作室周期地增减容积，完成吸气、压缩、工作、排气四个行程。
本发明是由在汽缸内的凹轮转子（4）和凹轮转子（5）互补对应同步运转。凸轮部分（7）贴室壁滑动，形成工作室。所以结构特别简单，能实现在发动机工作时凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凸轮部分（7）与汽缸壁之间密封良好的情况下不产生摩擦。
结合其工作气道长，工作室容积大，与通过对进气口（16）的控制调整和采用燃油喷射火花点火。可有效地提高在各种环境空气状况下的充气效率。
“行程多孔排气”，见图2⑨⑩（11）（12）的排气效率从理论角度看可达98%以上，“行程多孔排气”的扫气周期长，把一次性排气分解为多次，减轻了排气阻力，其排气噪声也同时被分解，所以排气噪声非常小。
通过长圆形冷却孔（23）、（24）和凹轮转子内设有的通过冷却水的水套相通，可实现凹轮转子内水冷，降低发动机热负荷，使其更适应制造大型发动机。
本发明由于无往复质量，摩擦损失小，工作气道长，充气效率高和能达到完全质量平衡等特点，可获得很高的气体速度和发动机转速频率（5000-10000转/分）。与活塞往复式发动机相比可节能40-70%。
本发明经部分改动，可由内燃机组装成气压机。改装时在进气口（16）同侧相邻的对称部位设一进气口，在排气口（17）同侧相邻的对称部位设多个排气口。去掉燃烧室（20）和燃油供给系。凹轮转子气压机可供压缩空气汽车和发电机作动力机。以凹轮转子气压机为原动力的压缩空气汽车，构造简单，充气时间短，机械效率高。可代替普遍使用的电瓶车。
本发明可进行横向多缸设计（二、四、六转子发动机）。
本发明的结构和工作原理由以下附图给出。
附图1：根据发明提出的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机的示意图。
附图2：本发明的一个工作循环的工作原理情况。
图1描术了凹轮活塞旋转式多种燃料发动机。汽缸由汽缸体（1）和汽缸盖（2）组成，汽缸室内形成中心稍稍缩进的双圆弧形线（3）。汽缸内的凹轮转子（4）安装在轴（10b）上，凹轮转子（5）安装在轴（10a）上，轴（10a），（10b）通过轴承支承在汽缸侧壁上。凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凹轮部分（6）和凸轮部分（7）各占180°。凹轮部分（6）和凸轮部分（7）之间的断面（8）是弧形。在凹轮转子的B端设通气口（9a）和通气阀（9b）。
凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凹轮部分（6）和凸轮部分（7）程互补对应状态。凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凸轮部分（7）贴室壁滑动，形成工作室（11）。
在汽缸体（1）和气缸盖（2）的内侧壁上，装有环形油气环（12）和梭形油气环（13）。在环形油气环（12）上设有机油孔（14），在梭形油气环（13）上设有机油孔（15）。在周边的一侧中部设进气口（16），在另一侧中部至顶部之间设多个排气口（17）。在排气口（17）的底部设排尘槽（18）。在进气口（16）底部一侧设除尘器（19）。排气口（17）上装有排气管（29）
在气缸的一侧中部设分开式燃烧室（20），在燃烧室（20）的进气端设进气门（21）。火花塞（22）装在燃烧室（20）的侧部。
在汽缸体（1）与汽缸盖（2）的环形油气环（12）和轴（10a）、（10b）之间设多个通过冷却水的长圆形冷却孔（23），凹轮转子（4）和凹轮转子（5）在与长圆形冷却孔（23）相对应的部位设多个长圆形冷却孔（24），长圆形冷却孔（24）和凹轮转子（4）、凹轮转子（5）内设有的冷却水套相通。
安装在轴（10b）上的同步齿轮（26）、（27）大小形状相同。同步齿轮（26）、（27）的齿宽相加的和与安装在轴（10a）上的同步齿轮（25）的齿宽相等。同步齿轮（25）与同步齿轮（26）、（27）啮合。同步齿轮（26）、（27）的角度调整器（30）安装在轴（10b）上，调整同步齿轮（26）、（27）的角度可使凹轮转子（4）和凹轮转子（5）达到精确互补的角度。将同步齿轮（26）、（27）的角度向相反的角度调整，可提高同步齿轮的啮合精度。
同步齿轮上装有配重铁（28）。同步齿轮同时兼作飞轮。
图2：凹轮活塞旋转式多种燃料发动机工作时，气体爆发的压力通过凹轮转子推动主轴旋转。当凹轮转子处在图2①所示的位置时，其C端打开进气口;到②，发动机在进气，①-③是进气过程。到③，凹轮转子的D端完全关闭进气口;到④，发动机开始压缩，到⑤，燃烧室进气门打开，到⑥，压缩气体完全进入燃烧室，同时关闭进气门。④-⑥是压缩过程;到⑦，A端至燃烧室位置，火花塞点火，气体爆发燃烧，开始膨胀。⑦-⑨是膨胀过程;到⑨，A端打开排气口，开始排气，⑨-（12）是排气过程（行程多孔排气）。由①-（12）再到①，在这个期间转子转了三周（1080°），即完成了一个工作循环。与此同时也完成了上两个工作循环的排气行程，上一个工作循环的压缩、工作、排气行程和下一个工作循环的吸气、压缩、工作行程，下两个工作循环的吸气行程。如此反复循环工作中所产生的动力由轴（10a）输出。

Claims (8)

1、一种由汽缸、凹轮活塞转子、同步齿轮、空气滤清器和燃油供给系等组成的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征在于汽缸由汽缸体(1)和汽缸盖(2)组成，汽缸室内部形成中心稍稍缩进的双圆弧形线(3)，凹轮转子(4)安装在轴(10b)上，凹轮转子(5)安装在轴(10a)上，轴(10a)、轴(10b)通过轴承支承在汽缸侧壁上，凹轮转子(4)和凹轮转子(5)的凹轮部分(6)与凸轮部分(7)程互补对应状态，凹轮转子(4)和凹轮转子(5)的凸轮部分(7)，贴室壁滑动，形成工作室(11)，见图1所示。
2、根据权利要求1所述的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征是在汽缸体（1）和汽缸盖（2）的内侧壁上，装有环形油气环（12）和梭形油气环（13），在环形油气环（12）上设有机油孔（14），在梭形油气环（13）上设有机油孔（15），
在周边的一侧中部设进气口（16），在周边的另一侧中部至顶部之间设多个排气口（17），在排气口（17）的底部设排尘槽（18），在进气口（16）的底部一侧设除尘器（19），见图1所示。
3、根据权利要求1所述的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征是在汽缸的一侧中部设分开式燃烧室（20），在燃烧室的进气端设进气门（21）。
4、根据权利要求1所述的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征是凹轮转子（4）和凹轮转子（5）的凹轮部分（6）与凸轮部分（7）各占180°，凹轮部分（6）和凸轮部分（7）之间的断面（8）是弧形，在凹轮转子（5）的B端设有通气孔（9a）和通气阀（9b）。
5、根据权利要求1所述的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征是在汽缸体（1）和汽缸盖（2）的环形油气环（12）与轴（10a）、轴（10b）之间设多个通过冷却水的长圆形冷却孔（23），凹轮转子（4）和凹轮转子（5）在与长圆形冷却孔（23）对应的部位设多个长圆形冷却孔（24），长圆形冷却孔（24）与凹轮转子内设有的冷却水套相通。
6、根据权利要求1所述的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征是安装在轴（10b）上的同步齿轮（26）、同步齿轮（27）大小形状相同，同步齿轮（26）、同步齿轮（27）的齿宽相加的和与安装在轴（10a）上的同步齿轮（25）的齿宽相等，同步齿轮（25）与同步齿轮（26）、同步齿轮（27）啮合，同步齿轮（26）、同步齿轮（27）角度调整器（30）安装在轴（10b）上。
7、根据权利要求1所述的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征是在进气口（16）同侧相邻的对称部位设一进气口，在排气口（17）同侧相邻的对称部位设多个排气口，去掉燃烧室（20）和燃油供给系，即组装成气压机。
8、根据权利要求1所述的凹轮活塞旋转式多种燃料发动机，其特征是可进行横向多缸设计：二、四、六转子发动机。
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