CN105756715B - 高能空气动力转子发动机总成 - Google Patents

Abstract

现有空气动力发动机结构复杂效率低。本发明提供一种结构简单高效率的高能空气动力转子发动机总成。它的高能空气动力转子发动机本体的进气调控器用管路连通高压储气罐、动力输出轴上的齿轮连接发电/驱动电机，自动调控装置通过信息传输线路连接安装在高能空气动力转子发动机本体的相关部位，蓄电池和电控制器用导线连接发电/驱动电机。高能空气动力转子发动机本体，由2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的转子级并轴串级或同轴串级组成。每一个转子级由一根轴上穿装一转子并通过前、后气缸盖轴承孔安装在一气缸体内，气缸体开有进、出气口，前、后气缸盖分别安装在气缸体两端，转子级按照转子的形式，分为圆形转子级、一角转子级、两角转子级。

Description

高能空气动力转子发动机总成

技术领域

本发明属于空气动力发动机领域，具体涉及一种高能空气动力转子发动机总成。

背景技术

发动机被广泛应用于各行各业中，在现代交通运输工具比如汽车、轮船等中，一般是用燃油发动机，它面临石油短缺和枯竭的威胁；排放大量有害物质而污染环境，严重损害人类健康。因此，开发新的、洁净的、无污染的替代能源及其发动机，成为发动机发展中急需解决的问题。为此，人们研发了多种动力源，如电动汽车、燃料电池汽车和太阳能电池汽车等，但它们都存在诸多问题和困难。许多人又投入对空气动力发动机的研发，空气动力发动机汽车比电动汽车更为清洁。空气动力发动机是利用压缩空气在发动机气缸内膨胀推动活塞做功，即将压缩空气存储的压力能转换为机械能，输出动力，它既不消耗燃料、尾气也不污染环境，是真正零排放的发动机，能使石油匮乏和尾气污染两个问题都得以解决。目前世界各国(包括我国)的空气动力汽车几乎全部采用往复活塞式空气动力发动机。CN20101010238.9号专利——空气动力汽车使用的是一种往复活塞式空气动力发动机；CN101413403 A号专利，公开了一种往复活塞式四冲程空气动力发动机总成；CN201110331831.3号专利(2014-12-03授权)，公开了一种往复活塞式二冲程空气动力发动机总成；CN201520160362.7号专利，公开了一种旋转活塞式空气动力发动机。这些空气动力发动机存在几个问题：一是压缩空气高压段和低压段(尾气)的膨胀能量没有利用，他们都须将自带的高压储气罐中的高压空气减压到11～13MPa后才能通入发动机使用(从最新专利CN201520160362.7号的“[0044]储气瓶中的压缩空气经过减压阀、……、转阀9进入进气腔A”中看出，它也须将压缩空气减压后才进入发动机气缸)，在减压过程中浪费了高压空气所储存在减压这部分的能量，并且排放出的尾气压力还比较高，所存储的高压空气不能最大限度地得到利用，这就限制了这类空气动力发动机对高压空气的使用效率，单次充气持续工作时间即续航里程受到一定限制；二是这些空气动力发动机的结构太复杂，机器的结构越复杂，制造成本越高、使用维护费用越高、故障越多；三是往复活塞式空气动力发动机除了结构复杂之外，其往复运动惯性造成大量惯性动能损失，有效功低，活塞往复运动还会使机件疲劳损伤和损坏变形，由于活塞往复运动，这种发动机转速也不高；四是它们都有专设的随着发动机转动而高频率开启、关闭的进气阀门、排气阀门、或转阀(CN201520160362.7号专利中是“转阀系统”)，这些阀门系统除了造成机器的结构复杂之外，还会阻碍高压空气顺畅流通做功，更会造成阀门、转阀等处结冰而堵塞。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种结构简单、直接利用高压空气、超临界空气多级次做功而不使用任何燃料、零排放、对大气无污染、利于环保、经济、高效的高能空气动力转子发动机总成。

以高压空气、超临界空气、超高压空气作为动力源的高能空气动力转子发动机总成，直接利用高压空气、超临界空气、超高压空气在发动机气缸内膨胀推动转子旋转，对外输出动力，驱动汽车、舰船行驶或驱动其它机器做功。它结构简单、直接利用高压、超高压空气做功，不消耗燃料，是真正零排放的环保发动机，能有效地解决石油资源匮乏、空气污染问题以及现有空气动力发动机存在的结构复杂、能量损失大、压缩空气利用效率低的问题，从而降低制造成本和使用维护费用，提高高压空气的能量利用效率，增加续航里程。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高能空气动力转子发动机总成，它的高能空气动力转子发动机本体10的进气调节控制器11用管路连通高压储气罐组5、动力输出轴33上的驱动发电机皮带轮或齿轮27连接发电/驱动电机16，自动调控装置的各种传感器、调控器通过信息传输线路连接安装在高能空气动力转子发动机本体10的相关部位，蓄电池14和电控制器15用导线连接发电/驱动电机16。

所述的高能空气动力转子发动机本体的每一个“转子级”，又称一组转子单元，它由一根轴上穿装一转子22并通过前、后气缸盖的轴承孔安装在一气缸体21内，气缸体(21)开有进气口(17)、出气口(18)，转子22外表面一部分接触气缸体内壁、其余部分与气缸体内壁保持间隔，前气缸盖231和后气缸盖232分别安装在气缸体21的两端组成，所述的“转子级”按照转子22的形式——圆形转子222、一角转子221、滑块型两角转子223、齿轮型两角转子224，分为“圆形转子型转子级”、“一角转子型转子级”、“滑块两角转子型转子级”、“齿轮两角转子型转子级”，所述轴包括转子轴19、动力输出轴33、偏心轮轴48，气缸盖还包括中气缸盖233。

所述的高能空气动力转子发动机本体，由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“圆形转子型转子级”或“一角转子型转子级”或“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”并轴串级或同轴串级组成；所述的“并轴”是指转子轴19或动力输出轴33之间并联连接；所述的“串级”是指每一根转子轴19或动力输出轴33上的“转子级”气缸之间串联连接，前一个转子级气缸的出气口18与后一个转子级气缸的进气口17相连通；所述的“同轴串级”是指所有的“转子级”都串联安装在同一轴上；所述的“逐级增大气缸容积”是指第二个“转子级”的气缸容积比第一个“转子级”的气缸容积大、第三个“转子级”的气缸容积比第二个“转子级”的气缸容积大、……。

优选的高能空气动力转子发动机本体——“高能空气动力并轴串级圆形转子发动机本体”，由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“圆形转子型转子级”并轴串级组成；串联安装有“圆形转子型转子级”的转子轴19或动力输出轴33之间，通过轴传力齿轮25和过桥齿轮29相并联连接，即“并轴”；每一根转子轴19或动力输出轴33上安装的“圆形转子型转子级”气缸之间串联连接，前一个“圆形转子型转子级”的气缸出气口18与后一个“圆形转子型转子级”的气缸进气口17相连通，即“串级”；“圆形转子型转子级”的气缸容积逐级增大，每个气缸容积增大的比例按照设计要求确定；气缸体21的内腔型线为圆形，气缸体上开有高压空气入口26或进气口17或出气口18或排气口30，气缸体21的外表面有吸热翅片32，靠近吸热翅片32安装有发热体31，气缸体21的最外面是壳罩34；气缸体内壁的进气口处开有舌片槽并安装矩形的圆形转子舌片372，圆形转子舌片372的2条侧边开有舌片密封槽并安装板型弹簧和舌片密封条362，圆形转子舌片372的另2条边带舌片转轴352、353，一舌片转轴352含在气缸体的舌片转轴孔内，另一舌片转轴353含在圆形转子222的舌片转轴孔内；圆形转子机构由圆形柱体的圆形转子222体、密封圈20、圆形转子内轴承43、矩轮套44、圆形转子矩轮382、补偿弹簧40、补偿间隙41、转子轴19或动力输出轴33、润滑油道42组成，转子轴19或动力输出轴33的轴心与所述气缸体内部的圆形空间的中心同心；前气缸盖231、后气缸盖232和中气缸盖233上开有轴承孔；圆形转子机构在所述气缸体21内，转子外表面一部分接触气缸体内壁、其余部分与气缸体内壁保持间隔，在高压空气的推动下转动；在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27。

优选的高能空气动力转子发动机本体——“高能空气动力并轴串级一角转子发动机本体”，将[0009]所述的“圆形转子型转子级”更换成“一角转子型转子级”结构，就成为本发明的“高能空气动力并轴串级一角转子发动机本体”，它由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“一角转子型转子级”并轴串级组成；串联安装有“一角转子型转子级”的转子轴19或动力输出轴33之间，通过轴传力齿轮25和过桥齿轮29相并联连接，即“并轴”；每一根转子轴19或动力输出轴33上安装的“一角转子型转子级”气缸之间串联连接，前一个“一角转子型转子级”的气缸出气口18与后一个“一角转子型转子级”的气缸进气口17相连通，即“串级”；“一角转子型转子级”气缸容积逐级增大；气缸体21的内腔型线为圆形，气缸体上开有高压空气入口26或进气口17或出气口18或排气口30，气缸体21的外表面有吸热翅片32，靠近吸热翅片32安装有发热体31，气缸体21的最外面是壳罩34；气缸体内壁的进气口处开有舌片槽并安装矩形的一角转子舌片371，一角转子舌片的2条侧边开有舌片密封槽并安装板型弹簧和舌片密封条361，一角转子舌片的一边有一角转子舌片转轴351，一角转子舌片转轴351含在气缸体的舌片转轴孔内；其转子是一角转子，一角转子221的横断面具有圆形、椭圆形或组合圆形和椭圆形的形状，有一个转子“角”，转子平行于缸盖的前后两个侧平面靠近边缘开有O型密封槽并嵌装有板型弹簧和密封圈20，在一角转子221体中开有矩轮孔并安装一角转子矩轮381，矩轮孔的靠近转子“角”的那条边与一角转子矩轮381之间安装补偿弹簧40、其对边与一角转子矩轮381之间留有补偿间隙41，一角转子矩轮381中开有轴孔并安装转子轴19或动力输出轴33，一角转子221体中开有润滑油道42，补偿间隙41也是润滑油的通道，转子轴19或动力输出轴33的轴心与所述气缸体内部的圆形空间的中心同心；前气缸盖231、后气缸盖232和中气缸盖233上开有轴承孔；一角转子机构在所述气缸体21内，转子外表面一部分接触气缸体内壁、其余部分与气缸体内壁保持间隔，在高压空气的推动下旋转；在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27。

优选的高能空气动力转子发动机本体——“高能空气动力并轴串级两角转子发动机本体”，是将[0009]所述的“圆形转子型转子级”更换成“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”结构即成，它由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”并轴串级组成；串联安装有“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”的转子轴19或动力输出轴33之间，通过轴传力齿轮25和过桥齿轮29相并联连接，即“并轴”；每一根转子轴19或动力输出轴33上安装的“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”气缸之间串联连接，前一个“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”的气缸出气口18与后一个“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”的气缸进气口17相连通，即“串级”；“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”气缸容积逐级增大；其单个“滑块两角转子型转子级”或“齿轮两角转子型转子级”及其气缸体21的结构与现有成熟的两角转子泵的结构相似，气缸体或气缸盖上开有高压空气入口26或进气口17或出气口18或排气口30，气缸体21的外表面有吸热翅片32，靠近吸热翅片32安装有发热体31，气缸体21的最外面是壳罩34；其两角转子是“滑块型两角转子”结构，就成为本发明的“高能空气动力并轴串级滑块型两角转子发动机本体”，滑块型两角转子机构由滑块型两角转子223、两角转子密封条(451、452)、滑槽46、滑块47、转子轴19或动力输出轴33等组成；两角转子是“齿轮型两角转子”结构，就成为本发明的“高能空气动力并轴串级齿轮型两角转子发动机本体”，齿轮型两角转子机构由齿轮型两角转子224、两角转子密封条(451、452)、偏心轮轴48、内齿轮圈49、外齿轮50、转子轴19或动力输出轴33等组成；在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27。

高能空气动力转子发动机本体的另一形式是“高能空气动力同轴串级转子发动机本体”，它只有一根转子轴，所有的“转子级”都安装在同一根轴上、每一个“转子级”气缸之间是串联——前一个转子级气缸的出气口18与后一个转子级气缸的进气口17相连通，“转子级”的气缸容积仍然是逐级增大的，其“转子级”可以是上述的“圆形转子型转子级”、“一角转子型转子级”、“滑块两角转子型转子级”、“齿轮两角转子型转子级”，在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27。

所述的自动调控装置，由测量发动机转速的速度传感器13、测量气门踏板位置的进气门电位计12或负荷传感器、测量发动机气缸体及热交换器的温度的温度传感器7、电子控制单元ECU 9、发热体31吸热翅片32构成的热交换器、进气调节控制器或转速调节控制器11、温度调控器8等组成，自动调控装置的各种传感器、调控器通过信息传输线路连接安装在高能空气动力转子发动机本体(10)的相关部位，电子控制单元ECU 9根据各种传感器的信号，经过运算处理发出各类控制信号，通过进气调节控制器或转速调节控制器11、温度调控器8等，以实现发动机的自动调控。

所述的高压储气罐组5，它通过管路与高能空气动力转子发动机本体10的进气调节控制器11相连通并为其提供高压空气。

所述的发电/驱动电机16通过驱动发电机皮带轮或齿轮27与动力输出轴33相连接，蓄电池(14)和电控制器(15)通过导线连接发电/驱动电机(16)、并为整个系统提供电源；发电/驱动电机(16)还兼有驱动作用。

本发明的工作原理：发动机运转时，高压空气从第一个转子级的进气口——高压空气入口26进入，推动第一级转子旋转，从出气口18排出同时又进入第二个转子级气缸的进气口17，推动第二级转子旋转，从第二个转子级气缸的出气口18排出，......从最后一个转子级气缸的排气口30排出、进入大气；自动调控装置的电子控制单元ECU 9根据各种传感器的信号，经过运算处理发出各类控制信号，通过进气调节控制器或转速调节控制器11、温度调控器8等，以实现发动机的自动调控；发电/驱动电机16通过驱动发电机皮带轮或齿轮27与动力输出轴33相连接，蓄电池14和电控制器15通过导线连接发电/驱动电机16、并为整个系统提供电源。

本发明所具有的优点是：

(1)结构简单，零件量少，体积小，重量轻，制造、使用、维护费用低，加工容易、方便。现有的空气动力发动机，至少都有定时定量给气缸供气的阀门系统或转阀系统(最新专利CN201520160362.7号中也有“转阀系统”)。

(2)压缩空气的利用效率高：多个“转子级”气缸串级联接，前一个转子级的出气口与后一个转子级的进气口相连通，“转子级”气缸容积逐级增大，高压空气、超临界空气不经减压就直接进入发动机气缸推动转子多级次做功直到其压力为0.5Kg/cm²以下以后才排出最后一级气缸体之外，能使高、中、低压的不同压力段的压缩气体膨胀能在各级气缸中释放能量，充分有效利用高、中、低压段的压缩气体膨胀能量，因此，显著提高高压空气的利用效率、续航时间长，并且尾气排放无噪音。现有的空气动力发动机都设置有减压阀，都须将自带的高压空气减压到11～13MPa后才能通入发动机使用(从最新专利CN201520160362.7号的“[0044]储气瓶中的压缩空气经过减压阀、……、转阀9进入进气腔A”中看出，它也须将压缩空气减压后才进入发动机气缸)；现有的空气动力发动机，由于都有定时定量给气缸供气的阀门系统或转阀系统(最新专利CN201520160362.7号中是“转阀系统”)，很难实现气缸串联，因此，2缸、多缸机都是气缸并联，压缩空气在气缸内只做一次功就排出机外了；压缩空气的利用效率很低。

(3)转子在气缸内，从进气开始到排气，一直受到高压空气的“衡压力”推动，出力大并且平稳。而其他任何发动机都是进气(燃油发动机是爆燃)时受到最大推力(压力最大)，此后气缸内的压力逐渐减小，受到的推力也逐渐减小，是一种冲击式的推力。

(4)弹性密封、气密性能特别好，并且耐磨损：本发明优选的“圆形转子”和“一角转子”，不仅都设置有转子O型密封圈20，更重要的是设置有矩轮(381、382)、矩轮套43、补偿弹簧40、补偿间隙41，使转子(221、222)与气缸体21内壁时刻保持动态紧密密封，并且，即使转子(221、222)和气缸体21内壁都磨损了，也能时刻保持动态紧密密封——矩轮孔、矩轮套43、补偿弹簧40、矩轮(381、382)以及矩轮套43的旋转离心力共同作用，产生强大的力使转子(221、222)紧贴气缸体21内壁，并且这个力的作用点是随转子(221、222)旋转而移动——这个作用点始终在转子(221、222)与气缸体21内壁的接触点重合，这个强大的力再加上补偿间隙41的调节补偿作用，既使转子(221、222)时刻紧贴气缸体21内壁又能补偿磨损或制造误差以保证转子(221、222)与气缸体21内壁永远不间断的紧密密封；“一角转子”有一段外表面(ABC弧面、A′B′C′弧面)与气缸体内壁、与舌片(abc弧面、a′b′c′弧面)都呈“面接触”密封；舌片(371、372)的2条侧边安装了舌片密封条(361、362)，另外2条边有舌片转轴(352、353)，舌片转轴(352、353)含在气缸体21和圆形转子222的舌片转轴孔内，舌片转轴与舌片转轴孔配合十分紧密。所以，密封效果很好。最新的“旋转活塞式空气动力发动机”(CN201520160362.7号专利)，在旋转活塞周向安装密封条，其旋转活塞与气缸体内壁的接触点(密封点)是随旋转活塞的转动而移动的，即：密封点时刻都在移动，而旋转活塞上的密封条的位置是不动的，只有当旋转活塞与气缸体内壁的接触点(密封点)移动到密封条的位置时密封条才能起作用，而当旋转活塞与气缸体内壁的接触点(密封点)在没有密封条的位置(占旋转活塞圆表面的95％以上)时密封条无密封作用、特别是运行一段时间后旋转活塞圆表面和气缸体内壁都磨损了或有制造误差时密封效果很差、严重出现漏气；分隔板的2条侧边磨损后也会出现漏气。

(5)进气道、排气道直通，没有进气阀门、排气阀门、转阀，也没有阀门系统或转阀系统，除了机器的结构更简单化之外，还能保证高压空气顺畅流通做功，更没有“进气阀门”“排气阀门”“转阀”处结冰而堵塞。现有的空气动力发动机都有阀门系统或转阀系统。

(6)不通过曲柄等而直接产生旋转力，机械效率提高。

(7)只有旋转运动而无往复式运动，并且转子每旋转一周，压缩空气推动转子几乎360°转角内全部做功，高压空气膨胀做功行程很长，发动机出力大、转速高、运转平稳，还具有很好的“扭矩——转速特性”，即具有低速大扭矩的特性。

(8)本发明优选的“圆形转子”型发动机，在工作过程中，圆形转子222外表面在气缸体21内壁呈滚动运动占60％以上、滑动运动仅占40％以下，因此，圆形转子222外表面与气缸体21内壁的磨损很少、摩擦力也小很多。

(9)利用高压空气做功而不使用任何燃料，既有效节约能源、又“零排放”，对大气无污染、利于环保。

(10)经济、高效。

附图说明

图1是本发明的高能空气动力转子发动机总成的总体结构示意图；

图2是图1中的本发明一个实施例的高能空气动力转子发动机本体的一个“转子级”结构示意图；

图3是图1中的本发明一个实施例的高能空气动力“并轴串级”转子发动机本体优选结构示意图(俯视)；

图4是图1中的本发明一个实施例的高能空气动力“同轴串级”转子发动机本体优选结构示意图；

图5是图1中的本发明一个实施例的高能空气动力“并轴串级”“一角转子”发动机本体优选结构示意图(侧视图)；

图6是图5中的一角转子机构优选结构的侧视图；

图7是图5中的一角转子“舌片”优选结构的侧视图；

图8是图1中的本发明一个实施例的高能空气动力“并轴串级”“圆形转子”发动机本体优选结构示意图(侧视图)；

图9是图8中的圆形转子机构优选结构的侧视图；

图10是图8中的圆形转子“舌片”优选结构的侧视图；

图11是图1中的本发明一个实施例的“滑块型两角转子”发动机本体优选结构示意图(侧视图)；

图12是图1中的本发明一个实施例的“齿轮型两角转子”发动机本体优选结构示意图(侧视图)；

以上仅是本发明的优选示意图。

1手动加气开关、2流量表、3气压表、4安全阀、5高压储气罐组、6手动开关、7温度传感器、8温度调控器、9电子控制单元ECU、10高能空气动力转子发动机本体、11进气调节控制器或转速调节控制器、12进气门电位计、13速度传感器、14蓄电池、15电控制器、16发电/驱动电机、17进气口、18出气口、19转子轴、20密封圈、21气缸体、22转子、221一角转子、222圆形转子、223滑块型两角转子、224齿轮型两角转子、231前气缸盖、232后气缸盖、233中气缸盖、24端盖、25轴传力齿轮、26高压空气入口、27驱动发电机皮带轮或齿轮、28过桥齿轮轴、29过桥齿轮、30排气口、31发热体、32吸热翅片、33动力输出轴、34壳罩、351一角转子舌片转轴、352圆形转子舌片左转轴、353圆形转子舌片右转轴、361一角转子舌片密封条、362圆形转子舌片密封条、371一角转子舌片、372圆形转子舌片、381一角转子矩轮、382圆形转子矩轮、39平衡孔、40补偿弹簧、41补偿间隙、42润滑油道、43圆形转子内轴承、44圆形转子矩轮套、451两角转子密封条、452品字形密封条、46滑槽、47滑块、48偏心轮轴、49内齿轮圈、50外齿轮、D圆形转子矩轮套凸部、E圆形转子矩轮凹部

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例

参照图1本发明的高能空气动力转子发动机总成的总体示意图，本发明主要包括：高压储气罐组5、高能空气动力转子发动机本体10、自动调控装置、发电/驱动电机16、电控制器15、蓄电池14等。如图1所示，手动加气开关1与加气站或外接加气装置连接，以从外界获得所需的高压空气、超临界空气、超高压空气，手动加气开关1通过管路与流量表2、气压表3、高压储气罐组5连接，流量表2用于测量和监控进入高压储气罐组5的压缩空气的流量，气压表3用于测量和监控进入高压储气罐组5的压缩空气的压力，在需要通过外接加气装置或加气站对高压储气罐组5进行加气时，手动加气开关1与加气站或外接加气装置连接，打开手动加气开关1，高压空气、超临界空气、超高压空气进入高压储气罐组5，当流量表2、气压表3达到规定数值时，关闭手动加气开关1，完成高压储气罐组5的充气过程，这样就获得了额定压力下的高压空气、超临界空气、超高压空气。为了保证高压储气罐组5的安全性能，在高压储气罐组5上设置有安全阀4，优选的是高压储气罐采用碳纤维钢瓶。高压储气罐组5的出口通过管路与手动开关6、发动机进气调节控制器或转速调节控制器11、高能空气动力转子发动机本体10相连通并为其提供高压空气、超临界空气，手动开关6是停机后停止高压储气罐组5向发动机供气。自动调控装置，由测量发动机转速的速度传感器13、测量气门踏板位置的进气门电位计12或负荷传感器、测量发动机气缸体及热交换器的温度的温度传感器7、电子控制单元ECU 9、发热体31吸热翅片32构成的热交换器、进气调节控制器或转速调节控制器11、温度调控器8等组成，自动调控装置的各种传感器、调控器通过信息传输线路连接安装在高能空气动力转子发动机本体10的相关部位，电子控制单元ECU 9根据各种传感器的信号，经过运算处理发出各类控制信号，通过进气调节控制器或转速调节控制器11、温度调控器8等，以实现发动机的自动调控。发电/驱动电机16通过驱动发电机皮带轮或齿轮27与动力输出轴33相连接，蓄电池14和电控制器15通过导线连接发电/驱动电机16、并为整个系统提供电源；发电/驱动电机16还兼有驱动作用。

参照图2高能空气动力转子发动机本体的一个“转子级”结构示意图，一个转子级又称一组转子单元，高能空气动力转子发动机本体的每一个“转子级”由一根轴上穿装一转子22并安装在一气缸体21内、轴的两端穿过前、后气缸盖的轴承孔，气缸体(21)开有进气口(17)、出气口(18)，转子22外表面一部分接触气缸体内壁、其余部分与气缸体内壁保持间隔，前气缸盖231和后气缸盖232分别安装在气缸体21的两端组成，所述的“转子级”按照转子22的形式——圆形转子222、一角转子221、滑块型两角转子223、齿轮型两角转子224，分为“圆形转子型转子级”、“一角转子型转子级”、“滑块两角转子型转子级”、“齿轮两角转子型转子级”，所述的轴包括转子轴19、动力输出轴33、偏心轮轴48，气缸盖还包括中气缸盖233。

参照图3本发明一个实施例的高能空气动力“并轴串级”转子发动机本体优选结构示意图(俯视图)、图8本发明一个实施例的高能空气动力并轴串级圆形转子发动机本体优选结构示意图(侧视图)、图9圆形转子机构优选结构的侧视图、图10圆形转子“舌片”优选结构的侧视图，本发明优选的高能空气动力转子发动机本体——“高能空气动力并轴串级圆形转子发动机本体”，由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“圆形转子型转子级”并轴串级组成；串联安装有“圆形转子型转子级”的转子轴19或动力输出轴33之间是并联，其并联是通过安装在转子轴19或动力输出轴33末端的轴传力齿轮25、安装在端盖24内侧的过桥齿轮轴28、安装在过桥齿轮轴28上的过桥齿轮29、轴传力齿轮25与过桥齿轮29互相啮合来实现并联的；每一根转子轴19或动力输出轴33上串联安装的2个“圆形转子型转子级”的气缸之间串联连接，前一个“圆形转子型转子级”的气缸出气口18与后一个“圆形转子型转子级”的气缸进气口17相连通，几根并联的轴之间的“圆形转子型转子级”气缸之间仍然是串联；“圆形转子型转子级”的气缸容积逐级增大，第二个“圆形转子型转子级”的气缸容积比第一个“圆形转子型转子级”的气缸容积大、第三个“圆形转子型转子级”的气缸容积比第二个“圆形转子型转子级”的气缸容积大、……，每个“圆形转子型转子级”的气缸容积增大的比例按照设计要求确定；气缸体21的内腔型线为圆形，气缸体上开有高压空气入口26或进气口17或出气口18或排气口30，气缸体21的外表面有吸热翅片32，靠近吸热翅片32安装有发热体31，气缸体21的最外面是壳罩34；气缸体内壁的进气口处，开有舌片槽、舌片槽内安装矩形的圆形转子舌片372，圆形转子舌片372与舌片槽配合十分密切如同开关，圆形转子舌片372的2条侧边开有舌片密封槽、舌片密封槽内安装板型弹簧和舌片密封条362，圆形转子舌片372的另2条边带舌片转轴352、353，一舌片转轴352含在气缸体的舌片转轴孔内，另一舌片转轴353含在圆形转子222的舌片转轴孔内，圆形转子舌片372的2条转轴352、353完全相同，舌片转轴与舌片转轴孔配合十分紧密，阻止高压气体泄漏，圆形转子舌片372的宽度与圆形转子222的厚度相等；圆形转子222是圆形柱体，圆形转子222的直径比气缸体21的内腔圆直径小、二者的直径比例按照设计要求确定，圆形转子222有平行于气缸盖的前后两个侧平面，靠近侧平面边缘开有O型密封槽、密封槽内嵌装有密封圈20，优选的是密封圈20、舌片372、舌片密封条362都采用自润滑含油轴承材料制造，圆形转子222的圆中心开有一个圆孔，圆孔内安装圆形转子内轴承43，圆形转子内轴承43内安装矩轮套44，矩轮套44中开有矩轮孔、矩轮孔中安装圆形转子矩轮382，矩轮套44的凸部D嵌装在矩轮的凹部E内，矩轮套44的凸部与矩轮的凹部E之间还安装有补偿弹簧40，其对边与矩轮孔边之间留有3～5毫米的补偿间隙41，圆形转子矩轮382中开有轴孔(轴孔的中心与矩轮套44的中心之间的距离是圆形转子222的外圆半径与气缸体21的内腔圆半径之差)、轴孔中安装转子轴19或动力输出轴33，在圆形转子222体中开有平衡孔39，圆形转子矩轮套44和圆形转子222体中都开有润滑油道42，补偿间隙41也是润滑油的通道，转子轴19或动力输出轴33的轴心与所述气缸体内部的圆形空间的中心同心；前气缸盖231、后气缸盖232和中气缸盖233上开有轴承孔，转子轴19或动力输出轴33安装在轴承孔的轴承中；圆形转子机构在所述气缸体21内，转子外表面一部分接触气缸体内壁、其余部分与气缸体内壁保持间隔，在高压空气的推动下转动，并带动矩轮套44、矩轮382和转子轴19及动力输出轴33旋转；在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27连接发电/驱动电机16；动力输出轴33与离合器、动力分配器或变速器或负载连接；发动机运转时，高压空气从第一个转子级气缸的进气口——高压空气入口26进入，推动第一级转子旋转，从出气口18排出同时又进入第二个转子级气缸的进气口17，推动第二级转子旋转，从第二个转子级气缸的出气口18排出，......从最后一个转子级气缸的排气口30排出、进入大气。

参照图3本发明一个实施例的高能空气动力“并轴串级”转子发动机本体优选结构示意图(俯视图)、图5本发明一个实施例的高能空气动力并轴串级一角转子发动机本体优选结构示意图(侧视图)、图6“一角转子”优选结构的侧视图、图7一角转子“舌片”优选结构的侧视图，将[0046]所述的“圆形转子型转子级”结构更换成“一角转子型转子级”结构，就成为本发明优选的高能空气动力转子发动机本体——“高能空气动力并轴串级一角转子发动机本体”，它由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“一角转子型转子级”并轴串级组成；串联安装有“一角转子型转子级”的转子轴19或动力输出轴33之间，通过轴传力齿轮25和过桥齿轮29相并联连接；每一根转子轴19或动力输出轴33上串联安装的2个“一角转子型转子级”气缸之间串联连接，前一个“一角转子型转子级”的气缸出气口18与后一个“一角转子型转子级”的气缸进气口17相连通；“一角转子型转子级”气缸容积逐级增大；气缸体21的内腔型线为圆形，气缸体上开有高压空气入口26或进气口17或出气口18或排气口30，气缸体21的外表面有吸热翅片32，靠近吸热翅片32安装有发热体31，气缸体21的最外面是壳罩34；气缸体内壁的进气口处，开有舌片槽，舌片槽内安装矩形的一角转子舌片371，一角转子舌片371的2条侧边开有舌片密封槽，舌片密封槽内安装板型弹簧和舌片密封条361，一角转子舌片371的一边有舌片转轴351，舌片转轴351含在气缸体的舌片转轴孔内，优选的一角转子ABC弧与舌片abc弧的半径相同、一角转子A′B′C′弧与舌片a′b′c′弧及气缸体21内腔圆的半径相同，一角转子舌片371在高压气体的作用下，舌片端部以面接触在旋转的转子外表面，阻止高压气体泄漏，一角转子舌片371的宽度与一角转子221的厚度相等；其转子是一角转子221，一角转子221的横断面具有圆形、椭圆形或组合圆形和椭圆形的形状，有一个转子“角”，一角转子221比气缸体21的内腔圆小、二者的大小比例按照设计要求确定，一角转子有平行于气缸盖的前后两个侧平面，靠近侧平面边缘开有O型密封槽、密封槽内嵌装有板型弹簧和密封圈20，在一角转子221体中开有矩轮孔、矩轮孔中安装一角转子矩轮381，矩轮孔的靠近转子“角”的那条边与一角转子矩轮381之间安装补偿弹簧40、其对边与一角转子矩轮381之间留有3～5毫米的补偿间隙41，一角转子矩轮381中开有轴孔(轴孔的中心到转子“角”外缘的距离等于气缸体21的内腔圆半径)、轴孔中安装转子轴19或动力输出轴33，一角转子221体中开有平衡孔39以保证转子体各个方向的重力平衡，一角转子221体中开有润滑油道42，补偿间隙41也是润滑油的通道，转子轴19或动力输出轴33的轴心与所述气缸体内部的圆形空间的中心同心；前气缸盖231、后气缸盖232和中气缸盖233上开有轴承孔，转子轴19或动力输出轴33安装在轴承孔的轴承中；一角转子机构在所述气缸体21内，转子外表面一部分接触气缸体内壁、其余部分与气缸体内壁保持间隔，在高压空气的推动下旋转，并带动转子轴19或动力输出轴33旋转；在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27连接发电/驱动电机16。

参照图3本发明一个实施例的高能空气动力“并轴串级”转子发动机本体优选结构示意图(俯视图)、图11本发明一个实施例的高能空气动力并轴串级滑块型两角转子发动机本体优选结构示意图(侧视图)，将[0046]所述的“圆形转子型转子级”结构更换成“滑块两角转子型转子级”结构，就成为本发明优选的高能空气动力转子发动机本体——“高能空气动力并轴串级滑块型两角转子发动机本体”，它由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“滑块两角转子型转子级”并轴串级组成；串联安装有“滑块两角转子型转子级”的转子轴19或动力输出轴33之间，通过轴传力齿轮25和过桥齿轮29相并联连接；每一根转子轴19或动力输出轴33上串联安装的2个“滑块两角转子型转子级”气缸之间串联连接，前一个“滑块两角转子型转子级”的气缸出气口18与后一个“滑块两角转子型转子级”的气缸进气口17相连通；“滑块两角转子型转子级”气缸容积逐级增大；其单个“滑块两角转子型转子级”及其气缸体21的结构与现有成熟的滑块型两角转子泵的结构相似，由一气缸体、滑块型两角转子和主轴及前、后气缸盖组成，气缸体或气缸盖上开有高压空气入口26或进气口17或出气口18或排气口30，气缸体21的外表面有吸热翅片32，靠近吸热翅片32安装有发热体31，气缸体21的最外面是壳罩34，气缸体21的内腔型线由一短弧部分和一长弧部分组成，分别是两个转子角的运动轨迹，即：短弧部分ACB是一段光滑连续曲线，比如圆弧、椭圆、双曲线、抛物线、摆线、渐开线等的一段，长弧部分BDA是一段长度与滑块型两角转子223的长轴——弦AB相等的线段其一端沿短弧部分ACB弧移动并始终通过AB中点转动时另一端所形成的轨迹；滑块型两角转子机构由滑块型两角转子223、两角转子密封条(451、452)、滑槽46、滑块47、转子轴19或动力输出轴33等组成，滑块型两角转子223的型线由两条对称曲线封闭组成，这两条曲线可以是圆弧或椭圆等曲线，也可以是与缸体内腔型线的短弧部分ACB在形状和大小上都相同的对称的曲线，滑块型两角转子223有平行于缸盖的前后两个侧平面，靠近侧平面边缘开有O型密封槽、密封槽内嵌装有板型弹簧和密封圈20，侧平面中心开有一矩形滑槽46，有轴滑块47在滑槽46内呈滑动配合，有轴滑块47的轴在滑块的中心，滑块型两角转子223的长轴的两个端点各开有一条密封槽，密封槽内嵌装有弹簧和密封条451，短轴的两个端点各开有一条品字形密封槽，密封槽内嵌装有品字形密封条452；在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27。

参照图3本发明一个实施例的高能空气动力“并轴串级”转子发动机本体优选结构示意图(俯视图)、图12本发明一个实施例的高能空气动力并轴串级齿轮型两角转子发动机本体优选结构示意图(侧视图)，将[0046]所述的“圆形转子型转子级”结构更换成“齿轮两角转子型转子级”结构，就成为本发明优选的高能空气动力转子发动机本体——“高能空气动力并轴串级齿轮型两角转子发动机本体”，它由2个及2个以上结构相同、逐级增大气缸容积的“齿轮两角转子型转子级”并轴串级组成；串联安装有“齿轮两角转子型转子级”的转子轴19或动力输出轴33之间，通过轴传力齿轮25和过桥齿轮29相并联连接；每一根转子轴19或动力输出轴33上串联安装的2个“齿轮两角转子型转子级”气缸之间串联连接，前一个“齿轮两角转子型转子级”的气缸出气口18与后一个“齿轮两角转子型转子级”的气缸进气口17相连通；“齿轮两角转子型转子级”气缸容积逐级增大；其单个“齿轮两角转子型转子级”及其气缸体21的结构与现有成熟的齿轮型两角转子泵的结构相似，气缸体或气缸盖上开有高压空气入口26或进气口17或出气口18或排气口30，气缸体21的外表面有吸热翅片32，靠近吸热翅片32安装有发热体31，气缸体21的最外面是壳罩34，气缸体21的内腔型线由一短弧部分和一长弧部分组成，分别是两个转子角的运动轨迹，即：由一段长度与齿轮型两角转子224的长轴——弦AB相等的线段在始终通过AB中点的情况下、其中点沿外齿轮50的圆周转动时两端所形成的轨迹——ACB弧、BDA弧，BDA弧和ACB弧构成的封闭光滑连续曲线即为气缸体21的内腔型线；齿轮型两角转子机构由齿轮型两角转子224、两角转子密封条(451、452)、偏心轮轴48、内齿轮圈49、外齿轮50、转子轴19或动力输出轴33等组成，齿轮型两角转子224的型线由两条对称曲线封闭组成，这两条曲线可以是圆弧或椭圆等曲线，也可以是与缸体内腔型线的短弧部分ACB在形状和大小上都相同的对称的曲线，齿轮型两角转子224有平行于缸盖的前后两个侧平面，靠近侧平面边缘开有O型密封槽、密封槽内嵌装有板型弹簧和密封圈20，侧平面中心有一圆孔，圆孔的前侧平面内嵌装有轴承及偏心轮轴48——偏心轮固定在轴承内并与轴承同心、后侧平面内嵌装以转子中心为中心的内齿轮圈49，后气缸盖232的内侧安装有套在转轴上并与此轴同心的固定在后气缸盖232不转动的外齿轮50，内齿轮圈49与外齿轮50的齿数之比为2：1，内齿轮圈49与外齿轮50互相啮合，保证了转子角按设计的并与缸体内腔型线复合的轨迹旋转，齿轮型两角转子224通过内齿轮圈49、外齿轮50与偏心轮轴48或动力输出轴33联动，齿轮型两角转子224的长轴的两个端点各开有一条密封槽，密封槽内嵌装有弹簧和密封条451，短轴的两个端点各开有一条品字形密封槽，密封槽内嵌装有品字形密封条452；在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27。

参照图4高能空气动力“同轴串级”转子发动机本体优选结构示意图，本发明的高能空气动力转子发动机本体的另一形式——“高能空气动力同轴串级转子发动机本体”，只有一根转子轴，所有的“转子级”都安装在同一根轴上、每一个“转子级”气缸之间是串联——前一个转子级气缸的出气口18与后一个转子级气缸的进气口17相连通，“转子级”的气缸容积仍然是逐级增大的，其“转子级”可以是上述的“圆形转子型转子级”、“一角转子型转子级”、“滑块两角转子型转子级”、“齿轮两角转子型转子级”，在动力输出轴33上有一个驱动发电机皮带轮或齿轮27。

本发明可以作为各类车辆、舰船、飞行器等的发动机，或作为动力机驱动其它机器做功。将现有汽车或舰船的燃油发动机更换成本发明的高能空气动力转子发动机，使高能空气动力发动机的动力输出轴联接离合器，通过传动轴联接变速器，……；将现有燃油表替换成空气压力表、脚踏油门替换成脚踏气门、燃油箱及油管替换成高压储气罐及气管，燃油动力汽车就成了空气动力汽车、燃油动力舰船就成了空气动力舰船。

上述实施例及附图只为说明本发明的技术构思及特点，便于让熟悉此类技术的人员了解本发明的内容，并不能以此限制本发明的保护范围、应用或用途；本发明不限于以上实施例及附图，以上所述实施例及附图仅是本发明的优选实施方式及附图，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术原理和技术方案，还可以作出许多变型方案及附图，所有这些变型方案和润饰及附图，也是本发明的保护范围，即：本发明包括类似于或不同于以上实施例及附图的各种形式。

Claims (2)

1.一种高能空气动力转子发动机总成，其特征在于：它的高能空气动力转子发动机本体(10)的高能空气动力圆形转子发动机本体的“圆形转子型转子级”，气缸体(21)的内腔型线为圆形，气缸体上开有高压空气入口(26)或进气口(17)或出气口(18)或排气口(30)，气缸体(21)的外表面有吸热翅片(32)，靠近吸热翅片(32)安装有发热体(31)，气缸体(21)的最外面是壳罩(34)；气缸体内壁的进气口处，开有舌片槽并安装矩形的圆形转子舌片(372)，圆形转子舌片(372)的2条侧边开有舌片密封槽并安装板型弹簧和舌片密封条(362)，圆形转子舌片(372)的另2条边带舌片转轴(352、353)，一舌片转轴(352)含在气缸体的舌片转轴孔内，另一舌片转轴(353)含在圆形转子(222)的舌片转轴孔内；圆形转子机构的结构是：圆形转子(222)是圆柱体，平行于缸盖的前后两个侧平面靠近边缘开有O型密封槽并嵌装有密封圈(20)，圆形转子(222)的中心开有一个圆孔并安装圆形转子内轴承(43)，圆形转子内轴承(43)内安装矩轮套(44)，矩轮套(44)中开有矩轮孔并安装圆形转子矩轮(382)，矩轮套(44)的凸部(D)与矩轮的凹部(E)之间安装补偿弹簧(40)，其对边与矩轮孔边之间留有补偿间隙(41)，圆形转子矩轮(382)中开有轴孔并安装转子轴(19)或动力输出轴(33)，矩轮套(44)和圆形转子(222)体中都开有润滑油道(42)，补偿间隙(41)也是润滑油的通道，转子轴(19)或动力输出轴(33)的轴心与所述气缸体内部的圆形空间的中心同心。

2.一种高能空气动力转子发动机总成，其特征在于：它的高能空气动力转子发动机本体(10)的高能空气动力一角转子发动机本体的“一角转子型转子级”，气缸体(21)的内腔型线为圆形，气缸体上开有高压空气入口(26)或进气口(17)或出气口(18)或排气口(30)，气缸体(21)的外表面有吸热翅片(32)，靠近吸热翅片(32)安装有发热体(31)，气缸体(21)的最外面是壳罩(34)；气缸体内壁的进气口处开有舌片槽并安装矩形的一角转子舌片(371)，一角转子舌片的2条侧边开有舌片密封槽并安装板型弹簧和舌片密封条(361)，一角转子舌片的一边有一角转子舌片转轴(351)，一角转子舌片转轴(351)含在气缸体的舌片转轴孔内；其转子是一角转子，一角转子(221)的横断面具有圆形、椭圆形或组合圆形和椭圆形的形状，有一个转子“角”，转子平行于缸盖的前后两个侧平面靠近边缘开有O型密封槽并嵌装有板型弹簧和密封圈(20)，在一角转子(221)体中开有矩轮孔并安装一角转子矩轮(381)，矩轮孔的靠近转子“角”的那条边与一角转子矩轮(381)之间安装补偿弹簧(40)、其对边与一角转子矩轮(381)之间留有补偿间隙(41)，一角转子矩轮(381)中开有轴孔并安装转子轴(19)或动力输出轴(33)，一角转子(221)体中开有润滑油道(42)，补偿间隙(41)也是润滑油的通道，转子轴(19)或动力输出轴(33)的轴心与所述气缸体内部的圆形空间的中心同心。