CN105473820A - 彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机 - Google Patents

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Abstract

一种彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机，由在转子壳体(1)中旋转的三角形转子(3)以及侧壳体(2)组成。彗星减速齿轮组包括两组内啮合齿轮，其中，大组(4，20，5)和小组(5，6)独立地装配在一起。彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机具有两个输出轴系统。彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机具有高的热效率并降低了发动机的整体磨损。

Description

彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机
背景技术
旋转活塞发动机是一种内燃机，与传统的往复式发动机相比，旋转活塞发动机具有一些缺点。这些缺点是：低输出扭矩、高燃料消耗和高废气温度。
这种情形的主要问题在于功率通过偏心轴从转子传输至输出轴的低效率。
本发明通过设计并用一组新的称作“彗星减速齿轮轴(cometreductiongearsshaft)”的齿轮轴代替偏心轴并通过用于将彗星减速齿轮轴附接至旋转活塞发动机的方法来改善功率传输的效率。
什么是“彗星减速齿轮轴”？彗星减速齿轮轴是彗星减速齿轮组安装在输出轴(标号9)、转子(标号3)上并固定至前侧壳体或后侧壳体(标号2)，转子在位于侧壳体(标号2)的前部和后部的中间的转子轴承(标号11)上旋转。
彗星减速齿轮组由独立地配合在一起的两组内啮合齿轮(大组和小组)组成。所述大组包括一个内齿轮(标号4)、一个内环形齿轮(标号5)以及一个外环形齿轮衬圈(标号20)。小组包括一个内环形齿轮(标号5)和一个外齿轮(标号6)。外齿轮、内环形齿轮、内齿轮的比率分别为2：3：4。
旋转活塞发动机包括在转子壳体(标号1)和侧壳体(标号2)(前和后)中旋转的三角形转子(标号3)。彗星减速齿轮轴是安装在输出轴上的彗星减速齿轮组。通过用彗星减速齿轮轴代替偏心轴来提供初始旋转活塞发动机或偏心轴旋转活塞发动机的较高功率输出。
彗星减速齿轮组包括两组内啮合齿轮。大组(标号4，5，20)和小组(标号5，6)。内环形齿轮(标号5)固定至转子的两侧，与外齿轮(标号6)啮合的一侧安装在输出轴(标号9)上。外环形齿轮衬圈(标号20)插入到转子的另一侧中。外环形齿轮衬圈的另一侧与内齿轮(标号4)啮合，该内齿轮固定在侧壳体(标号2)中。
外环形齿轮衬圈(标号20)与侧衬圈(标号19)装进一个单元中，并且在偏心衬圈(标号8)上旋转。当转子通过点燃气体的膨胀而旋转时，通过齿轮组传输的功率转换为扭矩的效率比偏心轴高96％。
彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机具有两个输出轴系统。
系统I.将内齿轮(标号4)固定至侧壳体(标号2)。外齿轮(标号6)安装在主输出轴(标号9)上。当转子驱动环形齿轮(标号5)时，输出轴的比率是转子旋转的3倍，如图1和图2所示(适用于狄塞尔循环(Dieselcycle))。
系统II.将外齿轮(标号6)固定至侧壳体(标号2)。内齿轮(标号4)安装在主输出轴(标号9)上。当转子驱动环形齿轮(标号5)时，输出轴的比率是转子旋转的1.5倍，如图3和4所示(适用于颚图循环(Ottocycle))。
本发明易于装配，这是因为外齿轮(标号6)和外环形齿轮衬圈(标号20)两者具有相同的尺寸。其能够在转子(标号3)的任一侧啮合或插入至内环形齿轮。
系统Ⅰ中的单个转子发动机。将内齿轮(标号4)固定在前侧壳体(标号2)中。在图1和图2中示出了主要部件。转子壳体(标号l)、侧壳体(标号2)，前面和后面。转子(标号3)的每侧均配备有内环形齿轮(标号5)。在彗星减速齿轮组中，内齿轮(标号4)固定在前侧壳体(标号2)中，与外环形齿轮衬圈(标号20)啮合，外环形齿轮衬圈成套装进侧衬圈(标号19)并插入转子(标号3)的内环形齿轮(标号5)的一侧中。安装在输出轴(标号9)上的外齿轮(标号6)与内环形齿轮(标号5)在转子(标号3)的另一侧上啮合。
系统II中的单个转发动机。在图3和图4中示出了主要部件。部件(标号1，2和3)与系统I内的单个转子发动机中的部件相同。彗星减速齿轮组包括固定在前侧壳体(标号2)中的外齿轮(标号6)，与转子(标号3)侧面的内环形齿轮(标号5)啮合。安装在输出轴(标号9)上的内齿轮(标号4)与外环形齿轮衬圈(标号20)啮合，外环形齿轮衬圈插入至转子(标号3)侧面的另一个内环形齿轮(标号5)以在主输出轴(标号9)上形成彗星减速齿轮轴。
通过计算，彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机能所产生的输出扭矩比在相同的速度的原始旋转活塞发动机高两倍(在系统I内)。并且在1.5倍活塞速度时高4倍(在系统II内)。
发明内容
发明人发明了彗星减速齿轮组的模型以示出它如何进行工作。彗星减速齿轮组以与偏心轴相似(除了方向之外)的运动旋转。
彗星减速齿轮轴是一系列彼此驱动以在较高功率输出时提供较为平稳的功率的齿轮。彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机具有两个输出轴系统并且能以颚图循环或狄塞尔循环的两冲程或四冲程发动机来操作并且也可用于蒸汽机。
在系统I中，输出轴的比率是转子旋转的三倍，与汪克尔设计(Wankledesign)相似。在系统Π中，输出轴的比率是转子旋转的比率的1.5倍。
机械元件必须根据DIN或JIS以及美国材料试验学会(ASTM)标准生产。机器零件的装配，对于小部件通过力装配，对于中间部件通过螺丝和螺母或机械螺栓装配，对于运动部件通过键槽装配。外齿轮(标号6)通过使安装在壳体外侧的螺栓偏移而装配至壳体。
称作内环形齿轮(标号5)的部件不是内齿轮(标号4)。内环形齿轮(标号5)装配于转子(标号3)的两侧。内齿轮(标号4)装配至侧壳体(标号2)或主输出轴(标号9)。外齿轮(标号6)根据系统1或系统Π而安装在主输出轴或装配至侧壳体(标号2)。
往复式发动机是具有低功率重量比的内燃机，但是具有高的热效率。气体涡轮机具有高的功率重量比，但具有低的热效率。彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机在这两者之间。彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机具有高的功率重量比并具有高的热效率，因为它是封闭循环式内燃机。
由于旋转活塞发动机本身(即，无往复运动、无沉重的飞轮和无阀门特性)，所以在通过彗星减速齿轮轴传输时优点与高性能结合。彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机是重要的，在低振动、低燃料消耗、低噪声水平的情况下可达到较高速度和较高功率重量比。可以使用无铅汽油、柴油机燃料、液化天然气、生物气和氢。由于颚图循环或狄塞尔循环，发动机具有高的热效率。在偏心轴旋转活塞发动机长达50多年的失败后，名为“彗星减速齿轮轴”的旋转活塞发动机的新的旋转活塞发动机必将成为21世纪的决定性胜利者。
附图说明
图1是彗星减速齿轮轴的横截面。标号4、5以及20形成大组，而标号5、6形成小组。在系统I中。
图2是单个转子彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机的纵向截面图。在系统1中。内齿轮(标号4)装配于前面壳体(标号2)。外齿轮(标号6)安装在发动机的后侧面的输出轴(标号9)上。
图3是彗星减速齿轮轴的横截面。标号4、5以及20形成大组，而标号5、6形成小组。在系统II中。
图4是单个转子彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机的纵向截面图。在系统II中。外齿轮(标号6)装配在前面壳体(标号2)中。内齿轮(标号4)安装在发动机后侧的输出轴(标号9)上。
彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机的主要部件。
1转子壳体。2侧壳体(前和后)。3转子。4内齿轮。5内环形齿轮。6外齿轮。7中间壳体。8偏心衬圈。9主输出轴。10主轴承。11转子轴承，中空轴支承件。12起始轮。13飞轮。14入口端口。15排气端口。16火花塞。17顶部密封片。18衬圈轮。19侧衬圈。20外环形齿轮衬圈。

Claims (3)

1.一种彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机，由旋转壳体(标号1)、侧壳体(前和后)(标号2)以及转子(标号3)组成。彗星减速齿轮组包括两组内啮合齿轮，大组(标号4，20，5)和小组(标号5，6)安装在所述转子(标号3)和主输出轴(标号9)上。所述转子(标号3)在位于所述侧壳体(标号2)的前部和后部的中间的主轴承(标号10)上旋转。
2.根据权利要求1。所述彗星减速齿轮组的所述大组由三个齿轮部件(标号4，20，5)组成。一个外环形齿轮衬圈(标号20)一个内环形齿轮(标号5)以及一个内齿轮(标号4)。所述小组由两个齿轮部件(标号5，6)组成内环形齿轮(标号5)和外齿轮(标号6)外齿轮、环形齿轮与内齿轮的比率分别是2：3：4。
3.根据权利要求1。所述彗星减速齿轮轴旋转活塞发动机具有两个输出轴系统。系统1(图1和图2)，在该系统中，内齿轮(标号4)固定至壳体(前和后)(标号2)，外齿轮(标号6)安装在所述主输出轴(标号9)上。系统2(图3和4)，在该系统中，所述外齿轮(标号6)固定至壳体(前和后)(标号2)，而所述内齿轮(标号4)安装在所述主输出轴(标号9)上。
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