CN104234827A - 一种转子发动机 - Google Patents

Abstract

一种转子发动机，包括轮毂式转子、轮毂式转子同步主动齿轮、中心输出轴、气室、做功压缩装置、吸气排气装置和发动机外壳；轮毂式转子包括隔断齿、轮缘和槽底，隔断齿设于槽底上，隔断齿的两端与两轮缘密封；轮毂式转子外围设有等数个做功压缩装置和吸气排气装置，做功压缩装置和吸气排气装置在轮毂式转子外围呈相间环形阵列，轮毂式转子上均匀设有与做功压缩装置和吸气排气装置相适配的隔断齿，轮毂式转子上设有轮毂式转子同步主动齿轮，轮毂式转子与轮毂式转子同步主动齿轮同轴，中心输出轴是轮毂式转子的中心轴。本发明结构简单、体积小、运行可靠，连续做功，效率高，可达到低转速大功率输出。

Description

一种转子发动机

技术领域：

本发明涉及机械领域，具体地讲是一种转子发动机。

背景技术：

1、往复式活塞发动机现状

      现有的主流活塞内燃发动机内部零部件多，基本以活塞、曲轴来间接转化热动能，力矩短，转化率不高，且震动大、噪音大、体积大及同气缸气油混合不充分而导致燃油燃烧不充分，维修复杂。单个活塞要经过四个冲程才做一次功，每两个曲轴周期活塞做功一次，发动机难以小体积获得大力矩、大功率。

 2、转子发动机现状

   以马自达为代表的三角转子发动机，仍然存在油耗高，污染重，磨损严重，零部件寿命短等问题。

3、涡轮发动机现状

     动力输出反应滞后，加速慢，维护费用高，造价高，虽有大功率输出，只适合某些特定转速。

发明内容：

    本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种燃烧率高、做功、排气、进气、压缩冲程在不同的分气室同步进行，连续做功，且具有结构简单、体积小、力矩大、运行可靠等特点的转子发动机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种转子发动机，包括轮毂式转子、轮毂式转子同步主动齿轮、中心输出轴、气室、做功压缩装置、吸气排气装置和发动机外壳。所述轮毂式转子包括隔断齿、轮缘和槽底，隔断齿设于槽底上，隔断齿的两端与两轮缘密封。所述轮毂式转子外围设有等数个做功压缩装置和吸气排气装置，所述做功压缩装置和吸气排气装置在轮毂式转子外围呈相间环形阵列。所述轮毂式转子上均匀设有与做功压缩装置和吸气排气装置相适配的隔断齿，所述轮毂式转子上设有轮毂式转子同步主动齿轮，所述轮毂式转子同步主动齿轮与轮毂式转子同轴。所述做功压缩装置中设有轴闸同步从动齿轮和同步轴闸，所述吸气排气装置中设有轴闸同步从动齿轮和同步轴闸，所述轮毂式转子同步主动齿轮的外径是做功压缩装置和吸气排气装置中的轴闸同步从动齿轮的外径之和。所述中心输出轴是轮毂式转子的中心轴，所述轮毂式转子的槽底和轮缘与发动机外壳形成一个密闭空腔，所述做功压缩装置和吸气排气装置中的同步轴闸和隔断齿咬合时把该密闭空腔分隔成相应个气室，隔断齿和同步轴闸错开时把每个气室分成2个分气室，各分气室并不固定，相对方位不变，大小随动改变。所述轮毂式转子同步主动齿轮与做功压缩装置和吸气排气装置中的轴闸同步从动齿轮咬合。以轮毂式转子为主体，相互用齿轮咬合同步滚动，各自完全以轴心运动，结构简单紧凑，体积小，可靠性能高。并且由于做功室位于转子外围，距输出轴中心的力矩相对其它发动机的力矩要大很多。

进一步，所述做功压缩装置包括混合压缩气进气管、混合压缩气回气管、气容器、火花塞、喷油嘴、同步轴闸和轴闸同步从动齿轮。所述气容器固接于发动外壳上, 所述气容器和同步轴闸位于轮毂式转子的同一直径上。所述混合压缩气进气管的一端和混合压缩气回气管的一端分别与气容器两边连通，另一端分别与气容器相对应的同步轴闸两边的气室连通。所述混合压缩气回气管与气室连通的一端周围设有火花塞，所述混合压缩气进气管与气室连通的一端周围设有喷油嘴。所述同步轴闸上设有轴闸同步从动齿轮，所述轴闸同步从动齿轮与同步轴闸同轴。与火花塞连通的分气室为做功室，与喷油嘴连通的分气室为压缩室。做功压缩装置中的同步轴闸和隔断齿错开时，压缩室喷油嘴喷油雾，将混合气体压缩成高压气体充入气容器暂存，混合气体在气容器中进一步混合。做功室产生负压，气容器中的高压混合气体瞬间充入做功室，火花塞点火，开始做功。

进一步，所述吸气排气装置包括同步轴闸、轴闸同步从动齿轮、进气管和排气管。所述同步轴闸上设有轴闸同步从动齿轮，且轴闸同步从动齿轮与同步轴闸同轴。所述进气管和排气管分别与同步轴闸两边的气室连通。与排气管连通的分气室为排气室，与进气管连通的分气室为吸气室。吸气排气装置中的同步轴闸和隔断齿错开时，排气室产生正压，燃烧后的废气由排气管排出，吸气室产生负压自然吸入新鲜空气。

进一步，所述气容器内设有活塞，气容器顶部安装有压缩比调节钮，压缩比调节钮连接在活塞上。气容器暂存压缩混合气体，通过压缩比调节钮上下调节活塞而改变气容器的内腔容积大小来达到调节压缩比的作用。

进一步，所述混合压缩气进气管与气室之间设有一个单向进口阀。

进一步，所述混合压缩气回气管与气室之间设有一个单向出口阀。

    进一步，所述做功压缩装置和吸气排气装置的数量优选2个，所述做功压缩装置和吸气排气装置在轮毂式转子外围呈相间环形阵列，所述轮毂式转子同步主动齿轮的外径是轴闸同步从动齿轮的外径的4倍，所述轮毂式转子上的4个隔断齿呈环形阵列。所述做功压缩装置和吸气排气装置中的同步轴闸和隔断齿咬合时将密闭空腔分隔成4个气室，隔断齿和同步轴闸错开时把每个气室分成2个分气室。这样就实现了转子发动机的四气室四冲程做功。一个转子周期，完成八次做功、排气、吸气、压缩冲程。

进一步，所述轮毂式转子上设有同轴散热风扇叶片，增强散热效果。发动机中心部分留空，大大增加了发动机的散热表面积，增强自身散热功能。

与现有技术相比，本发明结构简单、体积小、运行可靠； 做功、排气、进气、压缩冲程在不同的分气室同步进行，连续做功，效率高；并且由于做功室位于转子外围，距输出轴中心的力矩相对其它发动机的力矩要大很多；发动机中心部分留空，大大增加了发动机的散热表面积，轮毂式转子上设有同轴散热风扇叶片，进一步增强了散热效果。

附图说明：

图1为本发明实施例1中隔断齿与同步轴闸咬合时的结构示意图；

图2为本发明实施例1中隔断齿与同步轴闸错开时的结构示意图；

图3为本发明实施例1的俯视示意图；

图4为图3所示压缩做功装置结构示意图；

图5为图3所示吸气排气装置结构示意图；

图6为气容器的结构示意图；

图7为轮毂式转子的结构示意图；

图8为本发明实施例2中隔断齿与同步轴闸咬合时的结构示意图；

图9为本发明实施例2的俯视示意图；

具体实施方式：

以下结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

参照图1、图2、图3和图7，本实施例包括轮毂式转子9、轮毂式转子同步主动齿轮15、中心输出轴8、气室10、做功压缩装置、吸气排气装置和发动机外壳7。轮毂式转子包括隔断齿16、轮缘21和槽底22，隔断齿设于槽底22上，隔断齿16的两端与两轮缘21密封。隔断齿16可以与轮毂式转子9一体成型,也可以固定连接在轮毂式转子9上。轮毂式转子9外围设有1个做功压缩装置和1个吸气排气装置，做功压缩装置和吸气排气装置在轮毂式转子9外围呈环形阵列，轮毂式转子9上均匀设有2个隔断齿16，轮毂式转子9上设有轮毂式转子同步主动齿轮15，轮毂式转子9与轮毂式转子同步主动齿轮15同轴。做功压缩装置中设有轴闸同步从动齿轮14和同步轴闸3，吸气排气装置中设有轴闸同步从动齿轮14和同步轴闸3，且轮毂式转子同步主动齿轮15的外径是轴闸同步从动齿轮14的外径的2倍，中心输出轴8是轮毂式转子的中心轴。轮毂式转子同步主动齿轮15与做功压缩装置和吸气排气装置中的轴闸同步从动齿轮14咬合。轮毂式转子9上安装有同轴散热风扇叶片20。轮毂式转子9的槽底22和轮缘21与发动机外壳7形成一个密闭空腔，做功压缩装置和吸气排气装置中的同步轴闸3和隔断齿16咬合时把该密闭空腔分隔成A气室10和B气室10，隔断齿16和同步轴闸3错开时把A气室分隔成A1和A2分气室，把B气室分隔成B1和B2分气室。各分气室并不固定，相对方位不变，大小随动改变。这样就实现了转子发动机的两气室四冲程做功。一个转子周期，完成两次做功、排气、吸气、压缩冲程。

参照图4，做功压缩装置包括混合压缩气进气管12、混合压缩气回气管11、气容器6、火花塞1、喷油嘴5、同步轴闸3和轴闸同步从动齿轮14。气容器6固接于发动外壳7上,气容器6和同步轴闸3位于轮毂式转子9的同一直径上。混合压缩气进气管12的一端和混合压缩气回气管11的一端分别与气容器6两边连通，另一端分别与气容器6相对应的同步轴闸3两边的气室10连通。混合压缩气回气管11与气室10连通的一端周围设有火花塞1；混合压缩气进气管12与气室10连通的一端周围设有喷油嘴5。同步轴闸3上设有轴闸同步从动齿轮14，且轴闸同步从动齿轮14与同步轴闸3同轴。与火花塞1连通的分气室为做功室，与喷油嘴5连通的分气室为压缩室。做功压缩装置中的同步轴闸3和隔断齿16错开时，压缩室喷油嘴5喷油雾，将混合气体压缩成高压气体充入气容器6暂存，混合气体在气容器6中进一步混合，做功室产生负压，气容器6中的高压混合气体瞬间充入做功室，火花塞1点火，开始做功。

    参照图5，吸气排气装置包括同步轴闸3、轴闸同步从动齿轮14、进气管4和排气管2。同步轴闸3上设有轴闸同步从动齿轮14，且轴闸同步从动齿轮14与同步轴闸3同轴，进气管4和排气管2分别与同步轴闸3两边的气室连通。与排气管2连通的分气室为排气室，与进气管4连通的分气室为吸气室。吸气排气装置中的同步轴闸3和隔断齿16错开时，排气室产生正压，燃烧后的废气由排气管2排出，吸气室产生负压自然吸入新鲜空气。

参照图6，气容器6内设有活塞17，气容器6顶部设有压缩比调节钮13，压缩比调节钮13连接在活塞17上。 混合压缩气进气管12与气室10之间设有一个单向进口阀19，混合压缩气回气管11与气室10之间设有一个单向出口阀18。通过压缩比调节钮13上下调节活塞17而改变气容器6的内腔容积大小来达到调节压缩比的作用。

实施例2

参照图8和图9，本实施例与实施例1相比，区别仅在于：本实施例包括2个做功压缩装置和2个吸气排气装置，做功压缩装置和吸气排气装置在轮毂式转子9外围呈相间环形阵列，轮毂式转子同步主动齿轮15的外径是轴闸同步从动齿轮14的外径的4倍，4个隔断齿16在轮毂式转子9外围呈环形阵列。同步轴闸3和隔断齿16咬合时把该密闭空腔分隔成A气室10、B气室10、C气室10和D气室10, 同步轴闸3和隔断齿16错开时把A气室10、B气室10、C气室10和D气室10分隔成8个分气室，形成轴对称的吸气室、压缩室、做功室和排气室。这样就实现了转子发动机的四气室四冲程做功。一个转子周期，完成八次做功、排气、吸气、压缩冲程。

其余与实施例1基本相同。

本发明不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种转子发动机，其特征在于：包括轮毂式转子、轮毂式转子同步主动齿轮、中心输出轴、气室、做功压缩装置、吸气排气装置和发动机外壳；所述轮毂式转子包括隔断齿、轮缘和槽底，隔断齿设于槽底上，隔断齿的两端与两轮缘密封；所述轮毂式转子外围设有等数个做功压缩装置和吸气排气装置，所述做功压缩装置和吸气排气装置在轮毂式转子外围呈相间环形阵列，所述轮毂式转子上均匀设有与做功压缩装置和吸气排气装置相适配的隔断齿，所述轮毂式转子上设有轮毂式转子同步主动齿轮，轮毂式转子与轮毂式转子同步主动齿轮同轴，所述做功压缩装置中设有轴闸同步从动齿轮和同步轴闸，所述吸气排气装置中设有轴闸同步从动齿轮和同步轴闸，所述轮毂式转子同步主动齿轮的外径是做功压缩装置和吸气排气装置中的轴闸同步从动齿轮的外径之和，所述中心输出轴是轮毂式转子的中心轴，所述轮毂式转子的槽底、轮缘与发动机外壳形成一个密闭空腔，所述做功压缩装置和吸气排气装置中的同步轴闸和隔断齿咬合时将密闭空腔分隔成相应个气室，所述轮毂式转子同步主动齿轮与做功压缩装置和吸气排气装置中的轴闸同步从动齿轮咬合。

2.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于：所述做功压缩装置包括混合压缩气进气管、混合压缩气回气管、气容器、火花塞、喷油嘴、同步轴闸和轴闸同步从动齿轮；所述气容器固接于发动外壳上, 所述气容器和同步轴闸位于轮毂式转子的同一直径上，所述混合压缩气进气管的一端和混合压缩气回气管的一端分别与气容器两边连通，另一端分别与气容器相对应的同步轴闸两边的气室连通，所述混合压缩气回气管与气室连通的一端周围设有火花塞；所述混合压缩气进气管与气室连通的一端周围设有喷油嘴，所述同步轴闸上设有轴闸同步从动齿轮，所述轴闸同步从动齿轮与同步轴闸同轴。

3.如权利要求1或2所述的转子发动机，其特征在于：所述吸气排气装置包括同步轴闸、轴闸同步从动齿轮、进气管和排气管，所述同步轴闸上设有轴闸同步从动齿轮，所述轴闸同步从动齿轮与同步轴闸同轴，所述进气管和排气管分别与同步轴闸两边的气室连通。

4.如权利要求2所述转子发动机，其特征在于：所述气容器内设有活塞，气容器的顶部安装有压缩比调节钮，压缩比调节钮连接在活塞上。

5. 如权利要求2所述转子发动机，其特征在于：所述混合压缩气进气管与气室之间设有一个单向进口阀。

6.如权利要求2所述转子发动机，其特征在：所述混合压缩气回气管与气室之间设有一个单向出口阀。

7.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于：所述轮毂式转子外围设有2个做功压缩装置和2个吸气排气装置，所述做功压缩装置和吸气排气装置在轮毂式转子外围呈相间环形阵列，所述轮毂式转子同步主动齿轮的外径是轴闸同步从动齿轮的外径的4倍，所述轮毂式转子上的4个隔断齿呈环形阵列, 所述做功压缩装置和吸气排气装置中的同步轴闸和隔断齿咬合时将密闭空腔分隔成4个气室。

8.如权利要求1或2所述的转子发动机，其特征在于，所述轮毂式转子上设有同轴散热风扇叶片。