CN106014614A - 一种半气缸式发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半气缸式发动机，固定圆筒的内壁上设置有至少两个固定圆筒渐开线式凹槽，两个固定圆筒渐开线式凹槽呈对称布置，固定圆筒在固定圆筒渐开线式凹槽的对应处分别设置有火花塞与进气阀，固定圆筒的开口处设置有固定板，固定板与固定圆筒形成密闭腔体；密闭腔体内设置有一转子，转子外轮廓上设置有转子渐开线式凹槽，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽相适配，转子渐开线式凹槽的渐开端与圆筒渐开线式凹槽的渐开端呈相向布置，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽处于吻合状态形成气缸腔，固定圆筒上设置有排气孔。在简化发动机结构的前提下，使发动机的动力矩更大，运行更平稳，效率更高。

Description

一种半气缸式发动机
技术领域
本发明涉及发动机，尤其涉及一种半气缸式发动机。
背景技术
现有的汽油发动机有两种结构，一种是活塞往复运动式发动机，简称为活塞式发动机，另一种是转子式发动机。
活塞式发动机又分为两冲程发动机和四冲程发动机，但其工作时都是活塞在汽缸里做往复直线运动，为了将活塞的往复直线运动转换为旋转运动，必须使用曲柄滑块机构，需要精密加工制作曲轴。两冲程发动机在曲轴每转动一圈做功一次，四冲程发动机在曲轴每转动两圈做功一次，活塞式发动机的缺点是，需要精密的曲轴平衡，机械结构复杂，效率低，扭矩小；转子式发动机是三角转子的中心围绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转，在三角转子转动时，以三角转子中心为中心内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮咬合，齿轮固体在缸体上不转动，气缸内分为三个工作室，在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程，每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，三角转子自传一周，发动机点火三次，做功三次。转子发动机的缺点是油耗高、机械加工精度要求高，转子及密封件磨损严重，零部件寿命短，维修困难。
因此，现有的汽油发动机，不论是活塞式发动机还是转子式发动机，其技术都存在着不足，还有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种半气缸式发动机，在简化发动机结构的前提下，使发动机的动力矩更大，运行更平稳，效率更高。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种半气缸式发动机，其包括固定圆筒，其中，固定圆筒的内壁上设置有至少两个固定圆筒渐开线式凹槽，两个固定圆筒渐开线式凹槽呈对称布置，固定圆筒在固定圆筒渐开线式凹槽的对应处分别设置有火花塞与进气阀，固定圆筒的开口处设置有固定板，固定板与固定圆筒形成密闭腔体；密闭腔体内设置有一转子，转子外轮廓上设置有转子渐开线式凹槽，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽相适配，转子渐开线式凹槽的渐开端与圆筒渐开线式凹槽的渐开端呈相向布置，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽处于吻合状态形成气缸腔，固定圆筒上设置有排气孔，排气孔的中心线与离排气孔最近之气缸腔的边缘线之夹角为30°。
所述的半气缸式发动机，其中，固定圆筒的一侧设置有套筒，套筒内设置有转轴，转轴与转子相连接，转轴的一端伸出套筒，伸出套筒的转轴上设置有用于连接外界机构的主动齿轮。
所述的半气缸式发动机，其中，转子在密闭腔体内顺时针转动，当转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽逐步吻合时，进气阀开始进气，直至形成气缸腔时，进气阀关闭，火花塞点火工作；当转子渐开线式凹槽与排气孔相连通时，排气孔开始排气，直至转子外轮廓封闭排气孔；如此循环反复工作。
所述的半气缸式发动机，其中，火花塞与进气阀均设置在固定圆筒渐开线式凹槽的中部。
所述的半气缸式发动机，其中，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽处于吻合状态，一个气缸腔的体积为密闭腔体体积的四分之一。
本发明提供的一种半气缸式发动机，由于在固定圆筒上所有的固定圆筒渐开线式凹槽的大头根部都是设置在顺时针方向，且随着固定圆筒不动，设置在转子上所有的转子渐开线式凹槽的大头根部都是设置在逆时针方向，因此油气混合物被点燃膨胀后，转子围绕固定圆筒的固定轴转动，从而带动主动齿轮转动，转子每转动一周，每个渐开线式凹槽做功的次数与设置在该圆周上的渐开线式凹槽的数量相同，且设置在同一圆周上的所有的渐开线式凹槽在进气、做功、排气过程都是同步进行，从而实现了在简化发动机结构的前提下，使发动机的动力矩更大，运行更平稳，效率更高。
附图说明
图1为本发明中半气缸式发动机的剖面结构示意图；
图2为本发明中半气缸式发动机的断面结构示意图；
图3为本发明中固定圆筒的断面结构示意图；
图4为本发明中转子的断面结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种半气缸式发动机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。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。
本发明提供了一种半气缸式发动机，如图1、图2、图3与图4所示的，其包括固定圆筒1，其中，固定圆筒1的内壁上设置有至少两个固定圆筒渐开线式凹槽2，在本实施例中仅仅以两个固定圆筒渐开线式凹槽2为例进行说明，当然根据需要也可以布置三个、四个等多个固定圆筒渐开线式凹槽2。两个固定圆筒渐开线式凹槽2呈对称布置，固定圆筒1在固定圆筒渐开线式凹槽2的对应处分别设置有火花塞3与进气阀4，固定圆筒1的开口处设置有固定板5，固定板5与固定圆筒1形成密闭腔体；密闭腔体内设置有一转子6，转子6外轮廓上也设置有两个转子渐开线式凹槽7，转子渐开线式凹槽7与固定圆筒渐开线式凹槽2相适配，转子渐开线式凹槽7的渐开端与圆筒渐开线式凹槽2的渐开端呈相向布置，即实现了固定圆筒1上所有的固定圆筒渐开线式凹槽2的大头根部都是设置在顺时针方向，而转子6上所有的转子渐开线式凹槽7的大头根部都是设置在逆时针方向，当然也可以根据需要进行互换。转子渐开线式凹槽7与固定圆筒渐开线式凹槽2处于吻合状态形成气缸腔8，固定圆筒1上设置有排气孔9，排气孔9的中心线与离排气孔9最近之气缸腔8的边缘线之夹角为30°。
更进一步的，固定圆筒1的一侧设置有套筒10，套筒10内设置有转轴11，转轴11与转子6相连接，转轴11的一端伸出套筒10，伸出套筒10的转轴11上设置有用于连接外界机构的主动齿轮12，用于向外界输出动力。
其具体的运动为：转子6在密闭腔体内顺时针转动，当转子渐开线式凹槽7与固定圆筒渐开线式凹槽2逐步吻合时，进气阀4开始进气，直至形成气缸腔8时，进气阀4关闭，火花塞3点火工作；当转子渐开线式凹槽7与排气孔9相连通时，排气孔9开始排气，直至转子6外轮廓封闭排气孔9，排气孔9停止排气；如此循环反复工作。
更进一步的，火花塞3与进气阀4均设置在固定圆筒渐开线式凹槽2的中部，实现了进气、点火与做功的最优化。当设置两个固定圆筒渐开线式凹槽2时，转子渐开线式凹槽7与固定圆筒渐开线式凹槽2处于吻合状态，一个气缸腔8的体积为密闭腔体体积的四分之一。当设置多个固定圆筒渐开线式凹槽2时，其一个气缸腔8的体积可以为密闭腔体体积的六分之一、五分之一，在此不再赘述。
为了更进一步描述本发明，其更为具体的运动方式为：当转子6与固定圆筒1上各自的半气缸开始吻合时，此处半气缸即为对应的渐开线式凹槽，进气阀4打开，开始进气，当两个半气缸完全重合时，以此状态为基准状态，进气阀4关闭，火花塞3点火，油气燃烧膨胀做工，转子6沿着顺时针转动，当顺时针转动30℃时，转子渐开线式凹槽7的前端与排气孔9相连通，开始排气，转子6转动90℃时，转子6外轮廓封闭排气孔9，排气结束，转子6转动到120℃时，进气阀4又打开，又开始进气，当两个半气缸完全重合时，进气阀4关闭，火花塞3点火，油气燃烧膨胀做工，重复进气、做工、排气，转子6每转动一周，气缸做工的次数与转子6上的半气缸的数量相同。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (5)

1.一种半气缸式发动机，其包括固定圆筒，其特征在于，固定圆筒的内壁上设置有至少两个固定圆筒渐开线式凹槽，两个固定圆筒渐开线式凹槽呈对称布置，固定圆筒在固定圆筒渐开线式凹槽的对应处分别设置有火花塞与进气阀，固定圆筒的开口处设置有固定板，固定板与固定圆筒形成密闭腔体；密闭腔体内设置有一转子，转子外轮廓上设置有转子渐开线式凹槽，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽相适配，转子渐开线式凹槽的渐开端与圆筒渐开线式凹槽的渐开端呈相向布置，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽处于吻合状态形成气缸腔，固定圆筒上设置有排气孔，排气孔的中心线与离排气孔最近之气缸腔的边缘线之夹角为30°。
2.根据权利要求1所述的半气缸式发动机，其特征在于，固定圆筒的一侧设置有套筒，套筒内设置有转轴，转轴与转子相连接，转轴的一端伸出套筒，伸出套筒的转轴上设置有用于连接外界机构的主动齿轮。
3.根据权利要求1所述的半气缸式发动机，其特征在于，转子在密闭腔体内顺时针转动，当转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽逐步吻合时，进气阀开始进气，直至形成气缸腔时，进气阀关闭，火花塞点火工作；当转子渐开线式凹槽与排气孔相连通时，排气孔开始排气，直至转子外轮廓封闭排气孔；如此循环反复工作。
4.根据权利要求1所述的半气缸式发动机，其特征在于，火花塞与进气阀均设置在固定圆筒渐开线式凹槽的中部。
5.根据权利要求1所述的半气缸式发动机，其特征在于，转子渐开线式凹槽与固定圆筒渐开线式凹槽处于吻合状态，一个气缸腔的体积为密闭腔体体积的六分之一至四分之一。
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