CN105298634A - 转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子发动机，包括转子壳、转子盖、主轴、副转子导向轮、导向轮盖以及导向轮外壳，所述转子壳内设置有主转子以及副转子；所述副转子与所述主转子的外侧接触配合所述主转子转动，所述转子壳、主转子以及副转子组成燃烧室；所述副转子导向轮上设置有导槽，所述导槽内滑动连接一导向连杆，并通过所述导向连杆固定连接所述副转子的一端；所述副转子在所述副转子导向轮的引导下配合主转子转动并控制所述燃烧室调节柱伸缩移动改变燃烧室容积。本发明中的转子发动机根据吸入的油气量调整燃烧室的容积，输出功率变化时保持燃烧室内的油气混合比和压缩比一直在最优状态。

Description

转子发动机

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种转子发动机。

背景技术

传统的活塞发动机工作时把活塞的往复运动通过曲柄连杆机构转化为旋转运动，活塞运动变化和曲柄连杆运动的力臂变化是一条正弦曲线，点火爆燃时缸压最高但力臂很小，产生的扭距也小，活塞的运动特性使燃气爆发的能量不能及时释放，相当一部分能量是以热能的形式散发掉，效率不高。

三角转子发动机没有曲柄连杆机构，是以燃气压力推动三角转子和偏心轴旋转，但三角转子和偏心轴的结构决定了输出力臂较小，输出的扭距也小，燃烧室的结构也使燃料不能充分燃烧。

目前活塞发动机和三角转子发动机的燃燃室容积都是固定的，发动机压缩比的设定只能选择偏向某个特点。尤其就目前涡轮增压汽油机而言，压缩比设定普遍比自然吸气的发动机低，以获得高增压时较大功率输出，但低转速时较低的压缩比会使动力严重下降。固定的燃烧室容积在输出功率变化时很难兼顾油气混合比和缸内压强都是在最佳状态，而实际应用中输出功率大多是不断变化的，因此发动机很大部分时间不在最佳的燃油状态下工作。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种根据吸入的油气量调整燃烧室的容积，输出功率变化时保持燃烧室内的油气混合比和压缩比一直在最优状态的转子发动机。

本发明提出一种转子发动机，包括转子壳、转子盖、主轴、副转子导向轮、导向轮盖以及导向轮外壳；所述转子盖覆盖于所述转子壳外表面，所述导向轮盖覆盖于所述副转子导向轮底面，所述导向轮外壳覆盖于所述副转子导向轮侧面；所述主轴贯穿设置于所述转子盖以及导向轮盖的中心；所述副转子导向轮固定于所述主轴上；

所述转子壳内设置有主转子腔、副转子腔以及突出块；所述主转子腔内设置有主转子，所述主转子固定于所述主轴上；所述副转子腔设置于所述主转子腔一侧并在内部设置有一在副转子腔内摆动的副转子；所述突出块设置于所述副转子腔之间，所述突出块中安装有可伸缩移动的燃烧室调节柱，所述燃烧室调节柱中心设置有火花塞；

所述副转子与所述主转子的外侧接触配合所述主转子转动，所述转子壳、主转子以及副转子组成燃烧室；

所述转子壳内还设置有进气口、排气口以及隔板，所述隔板将所述进气口与所述排气口隔开；

所述副转子导向轮上设置有导槽，所述导槽内滑动连接一导向连杆，并通过所述导向连杆固定连接所述副转子的一端；所述副转子在所述副转子导向轮的引导下配合主转子转动并控制所述燃烧室调节柱伸缩移动改变燃烧室容积。

进一步地，所述副转子导向轮以及主转子绕主轴旋转，所述副转子导向轮引导副转子摆动，所述副转子配合主转子转动完成吸气、压缩、做功以及排气。

进一步地，所述主转子为凸轮形，所述副转子为月牙形，所述副转子与所述主转子接触点包括第一尖点以及第二尖点；

所述主转子的外轮廓包括第一圆弧以及第二圆弧，所述第一圆弧的两个端点直线距离小于第一尖点以及第二尖点的直线距离，所述第二圆弧的两个端点直线距离等于第一尖点以及第二尖点的直线距离；所述第二圆弧与所述第一圆弧在主转子旋转方向同向之间的旋转角度大于在主转子旋转方向反向之间的旋转角度。

进一步地，所述导向连杆包括导向柱以及导向杆，所述导向柱垂直连接所述导向杆；所述导向连杆通过导向柱伸入所述导槽中滑动连接所述副转子导向轮。

进一步地，所述副转子包括副转子本体以及副转子盖，所述副转子本体设置于所述副转子腔并突出于所述副转子腔；所述副转子盖设置于所述副转子本体突出于副转子腔的外侧；所述副转子通过副转子本体连接所述导向杆。

进一步地，所述主轴上设置有轴键，所述主转子以及副转子导向轮上对应设置有匹配所述轴键的凹槽并通过轴键固定连接在所述主轴上。

进一步地，所述转子壳内还设置弹簧；所述隔板一端安装所述弹簧，另一端与主转子接触；

所述进气口与副转子中心的夹角小于所述排气口与副转子中心的夹角。

进一步地，所述转子发动机还包括调节螺母、调节轮以及压板；

所述燃烧室调节柱尾部通过所述调节螺母连接所述调节轮，所述调节轮通过所述压板固定于所述转子壳上。

进一步地，所述副转子与主转子接触面以及副转子上均设置有密封槽，并在所述密封槽内设置有密封条；

所述密封条包括弹簧片以及耐磨片，所述弹簧片设置于所述耐磨片底部。

进一步地，所述主轴上设置有主轴轴承，所述主轴通过主轴轴承支撑在所述转子盖以及导向轮盖上。

本发明提供的转子发动机，具有以下有益效果：

本发明提供的转子发动机，通过副转子在副转子导向轮的引导下配合主转子转动并控制燃烧室调节柱伸缩移动改变燃烧室容积，输出功率变化时保持燃烧室内的油气混合比和压缩比一直在最优状态；进气口与副转子中心的夹角小于排气口与副转子中心的夹角，同时第二圆弧与第一圆弧在主转子旋转方向同向之间的旋转角度大于在主转子旋转方向反向之间的旋转角度，使转子发动机做功冲程大于吸气冲程，做功冲程占到整个循环的一半以上，做功时间长、燃烧更完全，提高燃油效率；本发明中的转子发动机结构紧凑、体积小、重量轻，安装空间比传统发动机小。

附图说明

图1为本发明一实施例中的转子发动机整体结构示意图；

图2为本发明一实施例中的转子发动机转子壳剖面结构示意图；

图3为本发明一实施例中的转子发动机副转子导向轮剖面结构示意图；

图4为本发明一实施例中的副转子连接副转子导向轮剖面结构示意图；

图5为本发明一实施例中的副转子与导向连杆连接结构示意图；

图6为本发明一实施例中的副转子结构示意图；

图7为本发明一实施例中的密封条结构示意图；

图8为本发明一实施例中的转子发动机吸气冲程示意图；

图9为本发明一实施例中的转子发动机压缩冲程示意图；

图10为本发明一实施例中的转子发动机点火示意图；

图11为本发明一实施例中的转子发动机做功冲程示意图；

图12为本发明一实施例中的转子发动机排气冲程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，为本发明一实施例中的转子发动机整体结构示意图。

本发明提出一种转子发动机，其中包括转子壳1、主轴2、导向轮外壳17、副转子导向轮18、转子盖21以及导向轮盖22；上述转子盖21覆盖于上述转子壳1外表面，上述导向轮盖22覆盖于上述副转子导向轮18底面，上述导向轮外壳17覆盖于上述副转子导向轮18侧面；上述主轴2贯穿设置于上述转子盖21以及导向轮盖22的中心；上述副转子导向轮18固定于上述主轴2上随主轴2旋转。

上述转子壳1内设置有主转子腔、副转子腔以及突出块(图未示出)；上述主转子腔内设置有主转子4，上述主转子4固定于上述主轴2上随主轴2旋转。上述副转子腔设置于上述主转子腔一侧并在内部设置有一在副转子腔内可摆动的副转子10。上述突出块设置于上述副转子腔之间，上述突出块中安装有可伸缩移动的燃烧室调节柱11，燃烧室调节柱11不与上述副转子接触。上述燃烧室调节柱11中心设置有用于点火的火花塞13。

上述副转子10与上述主转子4的外侧接触配合上述主转子4转动，上述转子壳1、主转子4以及副转子10组成燃烧室。

上述转子壳1内还设置有进气口8、排气口6以及隔板5，上述隔板5将上述进气口8与上述排气口6隔开。在本实施例中，上述转子壳1内还设置弹簧7；上述隔板5一端安装上述弹簧7，另一端与主转子4接触；同时上述进气口8与副转子10中心的夹角小于上述排气口6与副转子10中心的夹角，使得做功冲程时间大于吸气冲程时间。(参照图2)

上述副转子导向轮18上设置有导槽，上述导槽内滑动连接一导向连杆19，并通过上述导向连杆19固定连接上述副转子10的一端；上述副转子10在上述副转子导向轮18的引导下配合主转子4转动并控制上述燃烧室调节柱11伸缩移动改变燃烧室容积。(参照图3)

在本实施例，上述主轴2上设置有轴键3，上述主转子4以及副转子导向轮18上对应设置有匹配上述轴键3的凹槽并通过轴键3固定连接在上述主轴2上。上述主轴2上还设置有主轴轴承20，上述主轴2通过主轴轴承20支撑在上述转子盖21以及导向轮盖22上。

上述转子发动机还包括调节螺母12、调节轮14(参照图2)以及压板15。

上述燃烧室调节柱11尾部通过上述调节螺母12连接上述调节轮14，上述调节轮14通过上述压板15固定于上述转子壳1上。

进一步地，上述副转子10与主转子4接触面以及与副转子腔内壁的接触面设置有密封槽(图未示出)，上述密封槽内设置密封条9。

上述转子壳1、转子盖21、导向轮外壳17、导向轮盖22上还设有螺丝孔16，通过螺丝连接组成发动机主体。

参照图4，为本发明一实施例中的副转子10连接副转子导向轮18剖面结构示意图；上述副转子10通过导向连杆19连接上述副转子导向轮18，上述副转子导向轮18侧面设置有导向轮外壳17，副转子导向轮18底面设置有导向轮盖22。

上述副转子导向轮18以及主转子4绕主轴2旋转，上述副转子导向轮18引导副转子10摆动，上述副转子10配合主转子4转动完成吸气、压缩、做功以及排气。

上述主转子4为凸轮形，上述副转子10为月牙形，上述副转子10与上述主转子4接触点包括第一尖点103以及第二尖点104(参照图8)。

上述主转子的外轮廓包括第一圆弧41以及第二圆弧42，上述第一圆弧41的两个端点直线距离小于第一尖点103以及第二尖点104的直线距离，上述第二圆弧42的两个端点直线距离等于第一尖点103以及第二尖点104的直线距离；上述第二圆弧42与上述第一圆弧41在主转子4旋转方向同向之间的旋转角度大于在主转子4旋转方向反向之间的旋转角度。(参照图2)

参照图5，上述导向连杆19包括导向柱192以及导向杆191，上述导向柱192垂直连接上述导向杆191；上述导向连杆19通过导向柱192伸入上述副转子导向轮18的导槽中滑动连接上述副转子导向轮18。

上述副转子10包括副转子本体102以及副转子盖101，上述副转子本体102设置于上述副转子腔并突出于上述副转子腔；上述副转子盖101设置于上述副转子本体102突出于副转子腔的外侧；上述副转子10通过副转子本体102连接上述导向杆191。(参照图6)

参照图7，为本发明实施例中的密封条9结构示意图。上述密封条9包括弹簧片92以及耐磨片91，上述弹簧片92设置于上述耐磨片91底部。上述密封条9设置于主转子4以及副转子10的密封槽内，用于对燃烧室密封。

参照图8，为副转子10配合主转子4转动完成吸气的过程。

上述主转子4的第二圆弧42的端点与上述第一尖点103以及第二尖点104重合时，上述主转子4的第一圆弧41转过排气口6接近上述隔板5，副转子10第一尖点103与主转子4接触形成吸气腔进行吸气。

参照图9，为副转子10配合主转子4转动完成压缩的过程。

上述主转子4的第一圆弧41转过进气口8开始进行压缩，上述主转子4第一圆弧41接近燃烧室时，副转子10第二尖点104与上述主转子4接触进行压缩冲程。

参照图10，为副转子10配合主转子4转动完成点火的过程。

上述主转子4第一圆弧41转过上述副转子10的中心，上述火花塞13点火，使燃烧室内的油气混合物爆燃。

参照图11，为副转子10配合主转子4转动进行做功的过程。

上述主转子4继续旋转，上述副转子10的第一尖点1034与主转子分离进行做功。

在本实施例中，上述第二圆弧42与上述第一圆弧41在主转子4旋转方向同向之间的旋转角度大于在主转子4旋转方向反向之间的旋转角度。使得做功冲程的时间大于吸气冲程的时间，做功冲程占到整个循环的一半以上，做功时间长、燃烧更完全，提高燃油效率。做功冲程中，燃气作用在主转子4上的力臂接近主转子4半径，输出扭距大，输出平稳。

参照图12，为副转子10配合主转子4转动进行排气的过程。

上述第二圆弧42靠近第一尖点103以及第二尖点104，上述主转子4第一圆弧41旋转到排气口6，完成做功开始排气；上述主转子4继续旋转，上述第一尖点103接触上述主转子4，第二尖点104与上述主转子4分离，完成排气冲程。副转子10配合主转子4转动360°完成吸气、压缩、做功以及排气进行循环。

可选地，使用两个或多个副转子腔的转子发动机，把两个或多个副转子10分布在主转子4周围，主转子4旋转一周逐一完成每个副转子10的工作循环。

综上所述，为本发明提供的转子发动机，通过副转子10在副转子导向轮18的引导下配合主转子4转动并控制燃烧室调节柱11伸缩移动改变燃烧室容积，输出功率变化时保持燃烧室内的油气混合比和压缩比一直在最优状态；进气口8与副转子10中心的夹角小于排气口6与副转子10中心的夹角，同时第二圆弧42与第一圆弧41在主转子4旋转方向同向之间的旋转角度大于在主转子4旋转方向反向之间的旋转角度，使转子发动机做功冲程大于吸气冲程，做功冲程占到整个循环的一半以上，做功时间长、燃烧更完全，提高燃油效率；做功冲程中，燃气作用在主转子4上的力臂接近主转子4半径，输出扭距大，输出平稳。本发明中的转子发动机结构紧凑、体积小、重量轻，安装空间比传统发动机小。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子发动机，其特征在于，包括转子壳、转子盖、主轴、副转子导向轮、导向轮盖以及导向轮外壳；所述转子盖覆盖于所述转子壳外表面，所述导向轮盖覆盖于所述副转子导向轮底面，所述导向轮外壳覆盖于所述副转子导向轮侧面；所述主轴贯穿设置于所述转子盖以及导向轮盖的中心；所述副转子导向轮固定于所述主轴上；

所述转子壳内设置有主转子腔、副转子腔以及突出块；所述主转子腔内设置有主转子，所述主转子固定于所述主轴上；所述副转子腔设置于所述主转子腔一侧并在内部设置有一在副转子腔内摆动的副转子；所述突出块设置于所述副转子腔之间，所述突出块中安装有可伸缩移动的燃烧室调节柱，所述燃烧室调节柱中心设置有火花塞；

所述副转子与所述主转子的外侧接触配合所述主转子转动，所述转子壳、主转子以及副转子组成燃烧室；

所述转子壳内还设置有进气口、排气口以及隔板，所述隔板将所述进气口与所述排气口隔开；

所述副转子导向轮上设置有导槽，所述导槽内滑动连接一导向连杆，并通过所述导向连杆固定连接所述副转子的一端；所述副转子在所述副转子导向轮的引导下配合主转子转动并控制所述燃烧室调节柱伸缩移动改变燃烧室容积。

2.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述副转子导向轮以及主转子绕主轴旋转，所述副转子导向轮引导副转子摆动，所述副转子配合主转子转动完成吸气、压缩、做功以及排气。

3.如权利要求2所述的转子发动机，其特征在于，所述主转子为凸轮形，所述副转子为月牙形，所述副转子与所述主转子接触点包括第一尖点以及第二尖点；

所述主转子的外轮廓包括第一圆弧以及第二圆弧，所述第一圆弧的两个端点直线距离小于第一尖点以及第二尖点的直线距离，所述第二圆弧的两个端点直线距离等于第一尖点以及第二尖点的直线距离；所述第二圆弧与所述第一圆弧在主转子旋转方向同向之间的旋转角度大于在主转子旋转方向反向之间的旋转角度。

4.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述导向连杆包括导向柱以及导向杆，所述导向柱垂直连接所述导向杆；所述导向连杆通过导向柱伸入所述导槽中滑动连接所述副转子导向轮。

5.如权利要求4所述的转子发动机，其特征在于，所述副转子包括副转子本体以及副转子盖，所述副转子本体设置于所述副转子腔并突出于所述副转子腔；所述副转子盖设置于所述副转子本体突出于副转子腔的外侧；所述副转子通过副转子本体连接所述导向杆。

6.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述主轴上设置有轴键，所述主转子以及副转子导向轮上对应设置有匹配所述轴键的凹槽并通过轴键固定连接在所述主轴上。

7.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述转子壳内还设置弹簧；所述隔板一端安装所述弹簧，另一端与主转子接触；

所述进气口与副转子中心的夹角小于所述排气口与副转子中心的夹角。

8.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述转子发动机还包括调节螺母、调节轮以及压板；

所述燃烧室调节柱尾部通过所述调节螺母连接所述调节轮，所述调节轮通过所述压板固定于所述转子壳上。

9.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述副转子与主转子接触面上均设置有密封槽，并在所述密封槽内设置密封条；

所述密封条包括弹簧片以及耐磨片，所述弹簧片设置于所述耐磨片底部。

10.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述主轴上设置有主轴轴承，所述主轴通过主轴轴承支撑在所述转子盖以及导向轮盖上。