CN104196625A - 旋轴式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋轴式发动机，它包括圆柱形缸体，所述圆柱形缸体内沿圆周方向设有至少两个带有进气门、排气门和火花塞工作缸；所述缸体底面中央设有支杆，所述支杆末端与倒锥体形旋轴的底面中央相连接；所述工作缸内设有连接有连杆的活塞，所述连杆的下端与倒锥体形旋轴底面的边缘相连；所述倒锥体形旋轴的顶尖部上设有连接轴，所述连接轴与位于倒锥体形旋轴下面的被动轮的边缘相连接。本发明具有噪音低、故障少、重量轻、效率高、起速快、使用寿命长等特点。

Description

旋轴式发动机

技术领域

本发明涉及一种內燃式发动机，特别是旋轴式发动机。

背景技术

传统发动机，当活塞进行运转时因其在缸内的摆动幅度较大，因此不仅震动大，影响使用寿命，而且结构复杂，体积大，质量重，效率低。目前，市场上出现了三角转子发动机等，但是这类发动机和类似的转子发动机等不仅难以解决润滑问题，而且对生产技术要求高，结构复杂，致使三角转子发动机与类似的产品至今未得到普及和应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单、噪音低、故障少、重量轻、效率高、起速快、生产成本低、使用寿命长的旋轴式发动机。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明旋轴式发动机包括圆柱形缸体，所述圆柱形缸体内沿圆周方向设有至少两个带有进气门、排气门和火花塞工作缸；所述缸体底面中央设有支杆，所述支杆末端与倒锥体形旋轴的底面中央相连接；所述工作缸内设有连接有连杆的活塞，所述连杆的下端与倒锥体形旋轴底面的边缘相连；所述倒锥体形旋轴的顶尖部上设有连接轴，所述连接轴与位于倒锥体形旋轴下面的被动轮的边缘相连接。

所述倒锥体形旋轴的底面中央和缸体的支杆端部设有相互啮合的齿。

所述活塞与连杆的连接处、所述连杆与倒锥体形旋轴底面边缘的连接处、所述倒锥体形旋轴底面中央与缸体支杆端部的连接处、所述倒锥体形旋轴顶尖部与被动轮边缘的连接处均通过圆球形连接轴连接。

所述倒锥体形旋轴底面中心与所述被动轮的中心相对应，所述倒锥体形旋轴的中心轴线与被动轮的中心轴线形成锐角。

所述工作缸数量为3个以上奇数个。

所述被动轮的边缘设有与连接轴相对的配重件。

采用上述结构的本发明，由于各工作缸以环形排列，体积和重量可大幅减小和降低；由于去除了传统发动机的曲轴，体积和重量进一步减小和降低，特别是优选5个工作缸，向外输出动力的连续性更好；由于所有运动部件都建立在做回旋动作的倒锥体形旋轴上，因而运转更流畅，活塞工作时无摆动，震动更小，使用寿命更长；由于结构更加简化，可使生产和维修成本进一步降低；由于倒锥体形旋轴的底面可根据工作缸的数量选择星形，如采用5个工作缸，倒锥体形旋轴的底面可呈五角星形，可更加节省材料。本发明具有噪音低、故障少、重量轻、效率高、起速快、使用寿命长等有益效果。

附图说明

图1是本发明旋轴式发动机的结构示意图。

图2是本发明旋轴式发动机的旋轴和被动轮结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明旋轴式发动机包括圆柱形缸体1，所述圆柱形缸体1内沿圆周方向设有至少两个带有进气门4、排气门2和火花塞3工作缸7；所述缸体1底面中央设有支杆12，所述支杆12末端8与倒锥体形旋轴9的底面中央相连接；所述工作缸7内设有连接有连杆6的活塞5，所述连杆6的下端与倒锥体形旋轴9底面的边缘相连；所述倒锥体形旋轴9的顶尖部上设有连接轴10，所述连接轴10与位于倒锥体形旋轴9下面的被动轮11的边缘相连接。

为了倒锥体形旋轴9上的连接轴10沿被动轮11运行轨道13做环形摆动时，倒锥体形旋轴9做不转回旋动作更加稳固顺畅，所述倒锥体形旋轴9的底面中央和缸体1的支杆12端部设有相互啮合的齿。所述活塞5与连杆6的连接处、所述连杆6与倒锥体形旋轴9底面边缘的连接处、所述倒锥体形旋轴9底面中央与缸体1的支杆12端部的连接处、所述倒锥体形旋轴9顶尖部与被动轮11边缘的连接处也可通过圆球形连接轴连接。

所述倒锥体形旋轴9底面中心与所述被动轮11的中心相对应，所述倒锥体形旋轴9的中心轴线与被动轮11的中心轴线形成锐角。即，所述倒锥体形旋轴9中心轴线与缸体1和被动轮8的中心轴线交汇于倒锥体形旋轴9底面中心，产生大于10度，小于90的夹角。所述工作缸7数量可以选择2个以上，优选3个、5个或7个。所述被动轮11边缘上可以设置与连接轴10成180度的配重件，以进一步消除震动。所述被动轮11的中央设有滑动轴承。

发动机启动时，被动轮11顺时针方向转动，带动连接轴10以环形轨道13做环形摆动，从而使倒锥体形旋轴9做不转回旋动作，倒锥体形旋轴9底面边缘上下起伏，从而带动倒锥体形旋轴9底面边缘上的连杆6和活塞5上下运行。其工作过程如下：

 吸气行程：被动轮11顺时针转动，带动倒锥体形旋轴9顶尖部的连接轴10由被动轮11边缘的a1点沿轨道13运行，倒锥体形旋轴9的底面边缘与连杆6连接处a点处在最高位置向下移动，倒锥体形旋轴9在做不转回旋动作，从而通过连杆6拉动活塞5在工作缸7内下行，进气门4打开吸入可燃混合气。

压缩行程：被动轮11顺时针转动，被动轮11边缘的连接轴10运转到b点时，倒锥体形旋轴9底面边缘与连杆6连接处a点处在最低位置，活塞5在工作缸7内也处在最低位置，进气门4关闭，活塞5上部混合气形成密闭空间，吸气行程结束，连接轴10在被动轮11的带动下继续沿轨道13运转，带动倒锥体形旋轴9继续做不转回旋动作，倒锥体形旋轴9底面边缘a点向上运动。从而通过连杆6将活塞5向上推动，使活塞5上的密闭空间继续减小，产生高温高压气体。

做功行程：被动轮11顺时针转动，被动轮11边缘连接轴10运转到a1点时倒锥体形旋轴9底面边缘a点处在最高位置，活塞5在工作缸7内也在最高位置，压缩行程结束，此时由火花塞3将高温高压的混合气点燃，混合气体体积膨胀，推动活塞5向下移动，通过连杆6作用在倒锥体形旋轴9底面边缘的a点，由于倒锥体形旋轴9底面的中心点被固定在缸体1上的支杆12端部，优选利用齿咬合进行固定，迫使倒锥体形旋轴9做不转回旋动作，通过倒锥体形旋轴9上的连接轴10将倒锥体形旋轴9回旋动力传递给被动轮11，推动被动轮11顺时针转动向外输出动力。

排气行程：被动轮11顺时针转动，被动轮11边缘连接轴10运转到b点，倒锥体形旋轴9底面边缘a点处在最低边缘，活塞5在工作缸7内处在最低位置，做功行程结束，此时排气门2打开，倒锥体形旋轴9顶尖部的连接轴10在被动轮11带动下继续沿轨道13顺时针运行到a1点的时候，活塞5在工作缸7内的位置处在最高点，排气门2关闭，排气行程结束，此时完成吸气、压缩、做功、排气一个周期行程。

因为倒锥体形旋轴9底面中心点被固定在缸体1下部，特别是优选倒锥体形旋轴9与缸体1支杆12端部互相通过齿咬合方式，在发动机工作时，倒锥体形旋轴9始终做不转回旋动作，而建立在倒锥体形旋轴9底面边缘的连杆6与活塞5也随之动作，所以发动机运转起来非常平稳。

当倒锥体形旋轴9底面周围优选5个工作缸以环形排列时，本发明各缸最佳工作顺序为1、3、5、2、4 ，被动轮11转动2周（720度）完成发动机的一个工作周期即吸气、压缩、做功、排气4个行程， 即，每144度就有一个工作缸做功，小于180度， 所以可以达到连续不断向外输出动力，无间断。倒锥体形旋轴9的底面采用不同形状，比如，采用5个工作缸以环形排列时，倒锥体形旋轴9的底面可呈五角星形，可更加节省材料。

Claims (6)

1.一种旋轴式发动机，包括圆柱形缸体（1），其特征在于：所述圆柱形缸体（1）内沿圆周方向设有至少两个带有进气门（4）、排气门（2）和火花塞（3）工作缸（7）；所述缸体（1）底面中央设有支杆（12），所述支杆（12）末端（8）与倒锥体形旋轴（9）的底面中央相连接；所述工作缸（7）内设有连接有连杆（6）的活塞（5），所述连杆（6）的下端与倒锥体形旋轴（9）底面的边缘相连；所述倒锥体形旋轴（9）的顶尖部上设有连接轴（10），所述连接轴（10）与位于倒锥体形旋轴（9）下面的被动轮（11）的边缘相连接。

2.根据权利要求1所述的旋轴式发动机，其特征在于：所述倒锥体形旋轴（9）的底面中央和缸体（1）的支杆（12）端部设有相互啮合的齿。

3.根据权利要求1所述的旋轴式发动机，其特征在于：所述活塞（5）与连杆（6）的连接处、所述连杆（6）与倒锥体形旋轴（9）底面边缘的连接处、所述倒锥体形旋轴（9）底面中央与缸体（1）支杆（12）端部的连接处、所述倒锥体形旋轴（9）顶尖部与被动轮（11）边缘的连接处均通过圆球形连接轴连接。

4.根据权利要求1所述的旋轴式发动机，其特征在于：所述     倒锥体形旋轴（9）底面中心与所述被动轮（11）的中心相对应，所述倒锥体形旋轴（9）的中心轴线与被动轮（11）的中心轴线形成锐角。

5.根据权利要求1所述的旋轴式发动机，其特征在于：所述工作缸（7）数量为3个以上奇数个。

6.根据权利要求1所述的旋轴式发动机，其特征在于：所述被动轮（11）的边缘设有与连接轴（10）相对的配重件。