CN106224089B - 一种反力滑块式正圆转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反力滑块式正圆转子发动机，其设置了反力滑块、压气岐管等，同时采用了新的密封方式；本正园转子发动机将燃质混合气体所产生的膨胀力直接作用于具有超长转子半径力臂转矩的转子外圆切线上，得到超长力臂转矩动力，大幅提高做功效率；正圆转子外圆燃烧腔道路径较长，使得膨胀火焰传播路径较长，增加了有效做功持续时长，突破了活塞发动机压缩比等于膨胀比的局限；设置了压气岐管，由于岐管两端有定子气门与压气单向气门的作用，发动机在运行中能不断保持岐管中的持续高压；正圆转子由左转子或右转子构成，具有间隙补偿功能；此外，本发明中，偏心圆力臂越短对输出消耗力就越小，越省力，能够使转子发动机长期可靠运行。

Description

一种反力滑块式正圆转子发动机

技术领域

本发明涉及正圆转子发动机领域，具体涉及一种反力滑块正圆转子发动机。

背景技术

任何内燃发动机，不论是传统往复式活塞发动机还是其他转子式发动机，都是依靠空气和燃质的混合气燃烧产生膨胀压力获得转动力，而且都是以不同方式将膨胀压力转化成动力输出轴的切线力，以此获得轴的扭力。然而由于所釆用的结构方式不同，各种发动机获得能耗动力比的有效率有很大差别。

活塞式发动机，其将产生在活塞顶部表面的膨胀圧力推动活塞，再由连杆带动曲轴转动，其实质是：连杆与曲轴的配合方式产生使活塞直线运动的机械力。活塞始终指向曲轴圆心，由连杆带动曲柄转换成输出轴转动的切线力。对于三角形转子发动机，膨胀压力作用在三角转子的侧面，将三角形转子三个面之一推向主轴上的偏心轴中心，其实质是用三角形转子去推动偏心轴旋转，带动动力主轴整体旋转，其偏心轴的中心相对整体主轴中心就是整体轴的旋转切线，所以三角形转子仅仅只起到了等同于活塞连杆的作用，可以说三角形转子发动机是较活塞发动机的一大退步。

活塞发动机和三角形转子发动机还存在二个共同的缺点。

一是，无法或不能将燃气产生的膨胀力作用在更长或超长轴半径力臂的旋转切线上。因为活塞运动力要转变成轴切线力，要受连杆曲柄的限制，活塞必须要套在气缸套筒内工作，要想曲轴的曲柄增长达到力臂增长，就必须增大气缸口径，才不致于连杆随曲轴摆动会撞击到气缸套。同时如果曲轴的曲柄增长还必须增大气缸套的长度，因为活塞行程等于曲轴曲柄旋转圆的直径，曲柄半径增长必然行程增长的2倍，在既定的气缸排量下这是不可改变的，这就是活塞式发动机方式固有的缺点。就是说在排量一定时，无法做到更加省力的较长或更长力臂转矩的曲轴。

三角形转子发动机由于膨胀压力作用在三角转子的侧面，即气体膨胀作用力是指向三角形转子整体内的中心，同样要想增大安装三角转子的主轴的偏心圆的偏心半径，而三角转子主轴是安装在长圆形定子腔的中心位置，当主轴的偏心圆的偏量增加，由于三角形转子中心圆安装在增加的主轴偏心圆上，会使套合在主轴偏心圆上的三角形转子整体旋转的偏移量也要增加。但是三角形转子的三个角顶点又必须在任何时候同时保持与定子的长圆形腔体壁面接触，即同时既要三角形转子整体旋转的偏移量增加，又要三角转子的三个顶点同时保持与定子腔接触，其结果必然要增大三角形三个边长，才能同时满足上述两点，这就必然使三角转子整体体积增大。同时也要增加定子的长圆形工作腔，三角形三边同时增大，也就是三角形旋转时的膨胀空间增大，这就意谓着要改变既定的排量和增大发动机体积，所以三角形这种方式的转子发动机也不能得到更长力臂的轴切线转矩。

二是，活塞式发动机和三角形转子发动机在膨胀空间的体积上讲，都是压缩比等于膨胀比，正因为两者的压缩空间和膨胀空间比是固定相等的，也就是压缩时的轴转过角等于膨胀时的旋转角，其中活塞发动机的有效做功转角为小于等于180度，膨胀时的旋转角不能做到大于压缩时的轴旋转角，这就限制了燃质气体作功效能的充分发挥和更充分燃烧的环保排放进一步提高。燃质混合气体的燃烧有效效能不在于压缩比，而在于能实际产生有效效能的膨胀比，最好的例证是，在活塞发动机中引入了涡轮增压，在有限的气缸空间内，用涡轮增压方式来提高充气量加大压缩比，进而提高燃质混合气体的燃爆效率，尽管活塞发动机使用了涡轮增压，以及使用了可变气门正时和可变气门升程等方式，也仅仅提高了原有的燃质效能和排放环保效率的数个百分点，上述固有缺陷无法突破其效能成倍增长的屏障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反力滑块式正圆转子发动机，为了更大效率地发挥燃质膨胀作用力，本发明将燃质混合气体所产生的膨胀力直接作用于具有超长转子半径力臂的转子外圆的切线上，从而得到更大的扭矩，更能够使转子发动机长期可靠运行。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种反力滑块式正圆转子发动机，转子室结构为：定子与转子之间形成做功腔道，转子固定在转子轴(即主轴)上，转子左右两侧都固定有与转子同步的凸轮，在转子左右两侧的定子上都固定有凸轮轨；

所述转子为轴向空心和径向空心的间隔支柱式空心轮，转子轴向两侧相对支柱的凸出面只有两处，即只有靠近转子外圆两侧的凸出面和靠近转子轴心内圆两侧的凸出面；转子传输至主轴的动力是由转子轴心轴向外侧的同步内圆齿轮与转子轴上的外圆齿轮套合传输的；

设置有推拉杆，所述推拉杆上端连接气门滑块，下端连接第一滚子的第一滚子轴；定子上设置有第一螺旋杠杆式弹簧，所述第一螺旋杠杆式弹簧的支力端固定在定子上，其弹力端压在推拉杆的凸出部上，使得推拉杆的第一滚子保持与凸轮紧密接触，所述第一滚子设置在凸轮上；

所述气门滑块置于定子的滑槽内，且气门滑块内开有第二进气道，定子上开有第一进气道，所述第一进气道位于气门滑块左侧，当气门模块上下滑动时，第二进气道与第一进气道相连通；

定子的内腔圆周上设置有预压气燃烧室，所述预压气燃烧室外沿向圆内凸出，其凸出部的凸出大小与相配合的转子外圆相吻合，在所述预压气燃烧室旁的定子上固定有火花塞和电控喷油嘴；在定子还设置有排气孔；

还设置有反力滑块，所述反力滑块两侧都设置有第二滚子，所述反力滑块设置在转子上，且径向插入转子上的滑块槽中，在转子上还设置有第二螺旋杠杆式弹簧，所述第二螺旋杠杆式弹簧使得反力滑块上的第二滚子紧密骑靠在凸轮轨上。

进一步的，所述反力滑块的结构为：包括左半反力滑块与右半反力滑块，所述左半反力滑块与右半反力滑块相配合的一侧设置有燕尾凸形槽，所述右半反力滑块与左半反力滑块相配合的一侧设置有燕尾凹形槽，燕尾凸形槽与燕尾凹形槽相嵌，使得左半反力滑块与右半反力滑块形成一整体；在反力滑块上部设置有防竖直泻漏层和防水平向泻漏层；在左半反力滑块外侧设有第二限位凸形滑轨以及安装有滚子，在右半反力滑块外侧设有第一限位凸形滑轨以及安装有滚子。

进一步的，所述转子包括圆形的左转子和右转子，所述左转子与右转子的轴向结合面是沿转子外圆周呈连续的弓字形凹面与弓字形凸面阴阳配合，在所述弓字形凹面与弓字形凸面阴阳配合面的下端设置有径向防泻漏垫层的凹形槽和径向防泻漏垫层的凸形圆，所述径向防泻漏垫层的凹形槽和径向防泻漏垫层的凸形圆形成阴阳配合的防漏隔离垫层；所述左转子上的凹槽配左半反力滑块，右转子上的凹槽配右半反力滑块；左转子与右转子之间设置螺旋式弹簧，用于将组合的转子从中间弓字形结合向两边撑开。

进一步的，压气室结构为：定子后室的转子轴上固定有偏心圆，偏心圆分别穿过半圆形的左压气块和半圆形的右压气块的长圆孔，所述长圆孔的宽等于偏心圆的直径，长等于偏心圆的上下行程；

左右压气块套合在转子轴的偏心圆上，且与定子后室构成背压双风箱式压气室，左右压气块的外圆面是由下至上逐渐涡旋的外圆面；

定子后室的圆周上左右各设有进气门，定子后室的圆周上端左右各设有向前室压气的单向气门，所述单向气门上还安装有回位弹簧，两单向气门之间设有连通单向气门与前室第一进气道相通的进气岐管；定子后室中上下各设有使左右压气块滑动的稳定滑轨。

进一步的，所述转子轴为第一类转子轴，在第一类转子轴上固定有2个偏心圆，一个偏心圆穿过与其相对应的第一左压气块，另一个偏心圆穿过与其相对应的第一右压气块。

或者，所述转子轴为第二类转子轴，在第二类转子轴上固定有3个偏心圆，两侧的偏心圆穿过与其相对应的第二左进气块，中间的偏心圆穿过与其相对应的第二右进气块。

进一步的，在所述转子圆心间还设有经定子进油道至转子环轴液压腔，左转子与右转子圆心为凹圆与凸圆相套合，凹圆为液压缸套，凸圆为液压气缸，所述液压缸套与液压气缸的轴中心圆套合在转子轴上，凸圆高度小于凹圆深度形成经定子进油道至转子环轴液压腔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：用更接近转子轴圆心的偏心力来带动左右压气块进行进气和压气，因为转子轴偏心圆的力臂很短，而且转子轴偏心圆的偏心量轴旋转180度可产生2倍的行程，偏心圆力臂越短对输出消耗力就越小，越省力。

能够使转子发动机长期可靠运行，在做功腔道内的高温燃烧干燥且存产生积碳的恶劣环境中，没有使用燃爆做功腔道内的任何一个部件直接去驱动另一个部件的情况，而是将所有运动和相互驱动作用的部件，都置于定子腔内有润滑油的保护下，长期可靠运行。

附图说明

图1是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图一。

图2是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二。

图3是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图三。

图4是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图四。

图5是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图五。

图6是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图六。

图7是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图七。

图8是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图八。

图9是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图九。

图10是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十。

图11是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十一。

图12是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十二。

图13是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十三。

图14是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十四。

图15是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十五。

图16是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十六。

图17是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十七。

图18是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十八。

图19是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图十九。

图20是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十。

图21是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十一。

图22是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十二，图21之A-A截面。

图23是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十三，图21之G-G截面。

图24是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十四，图21之F-F截面。

图25是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十五。

图26是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十六，图21之H-H截面。

图27是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十七。

图28是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十八。

图29是本发明一种反力滑块式正圆转子发动机结构示意图二十九，图9之结构详图。

图中：定子1；转子2；凸轮轨3；凸轮4；推拉杆5；气门滑块6；第一螺旋杠杆式弹簧7；第一滚子8；第一滚子轴8a；反力滑块9；滑块槽9a；第二滚子10；第二螺旋杠杆式弹簧11；第一进气道12；第二进气道13；预压气燃烧室14；凸出部14a；转子轴15；第一类转子轴(两侧双偏心圆圆心与转子轴圆心在同一直线上，在转子轴向上一前一后)15a；第二类转子轴(二对一的三偏心圆圆心与转子轴圆心在同一直线上，在转子轴向上前后排列)15b；做功腔道16；排气孔17；火花塞18；电控喷油嘴19；第一左压气块20a；第一右压气块20b；第二左压气块20c；第二右压气块20d；进气门21；单向气门22；回位弹簧23；进气岐管24；稳定滑轨25；偏心圆26；长圆孔27；定子后室圆边线28；压气块外圆29；U字型水冷腔30；后室进油管31；后室泻油管32；泻油道33；第一主轴径向贯穿的进油道34；转子环轴液压腔35；轴心管道36；定子支轴架37；第二主轴径向贯穿的进油道39；定子进油道40；径向防泻漏垫层的凸形圆41；径向防泻漏垫层的凹形槽42；螺旋式弹簧43；经定子进油道至转子环轴液压腔44；弹簧压力调节旋钮45；液压力控制弹簧46；过压溢流口47；进油孔48；弓字形凸面49；弓字形凹面50；左半反力滑块51；防竖直泻漏层52；右半反力滑块53；防水平向泻漏层54；第一限位凸形滑轨55；燕尾凹形槽56；燕尾凸形槽57；第二限位凸形滑轨58；左转子59；右转子60。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。为了更大效率地发挥燃质膨胀作用力，本发明将燃质混合气体所产生的膨胀力直接作用于具有超长转子半径力臂的转子外圆的切线上，从而得到更大的扭矩。

扭矩(Torque，也称为转矩)在物理学中就是特殊的力矩，等于力和力臂的乘积，也就是说，当力不变时，倍数的力臂可以得到倍数的转矩；或者说，要得到既定的转矩，倍数的力臂只需要倍数分之一的力就能达到。这里的力就是燃质的燃爆力，即力等价于燃油，换言之，就是一次性制造一种具有倍数力臂作功优势特征的发动机，来换取长期以倍数分之一燃油运转。

正圆转子发动机的优势是：在排量一定时可以不受限制的设置更大或超大半径的转子，具有在转子长力臂或超长力臂的最大外圆周切线上直接作功的结构方式，达到倍数级突破更加省功省力省油环保的目的，这是在相同排量条件下活塞发动机难以做到的，只有转子发动机这种方式才有可能突破，这就是为什么要做正圆转子发动机的目的之一。由于正圆转子半径是可以任意设定的，较长的转子半径力臂能够做到使用更小的燃料或更小的燃质膨胀作用力，就能达到与活塞发动机同级别的转矩扭力，或者说，可以用相同的燃料能够产生倍数于同级别活塞发动机的转矩扭力。不仅如此，还在于能延长膨胀气体沿转子外圆切线持续做功周长，能让每次燃爆的膨胀力使转子外圆切线方向持续有效做功转角达到近270度；同时还能做到使本转子发动机的膨胀比大于压缩比，使其充分做功，进而大幅提高内燃发动机的燃质效能和排放环保效率；同时本转子发动机的背预压缩气体岐管双气门方式，本发明利用了预压气岐管的距离长度和压气岐管两端气门的配合，形成了潜在的气门前端的小型增压泵效果，所以还能用于柴油燃质的无点火压燃方式。

对于一个完整的内燃气式转子发动机来说，仅有在超长力臂旋转圆周切线直接作功的方式是不够的，燃气发动机可靠的配气方式、气密性方式、冷却方式与做功方式一样重要，四者关系是缺一不可、密不可分，本发明包括四个方面：

1)做功方式，将燃质混合气体所产生的膨胀力直接作用于据有超长转子半径力臂的转子外圆的切线上。

2)配气方式，包括：a)转子室气门滑块的预压充气到做功释放换向方式；b)向压气室由双偏心轴驱动左右半圆滑块压气，构成双风箱式背圧方式；c)输气岐管管道两端有气门存在，使有一定长度距离的岐管具有保压增压作用方式。

3)冷却方式，在转子发动机条件下完全达到，在定子上以径向三方以U字形沿全周包围转子外圆的燃烧做功腔道左上右三方的冷却方式。

4)密封方式，正圆转子由径向看分别为左转子和右转子两部分组构成组合转子，左转子与右转子的轴向结合面是沿转子外圆周呈连续的弓字型凹面对凸面阴阳配合，以及弓字型凹面对凸面阴阳配合面的下端用于防气体泄漏的凹形圆周槽和凸形圆两者阴阳配合的防漏隔离垫层，并且与左右转子相应配套的左半截反力滑块和右半截反力滑块，并由左右转子间的弹簧和液压综合方式，可将组合的转子从中间弓字形结合向两边撑开，使正圆转子旋转圆两侧具有间隙补偿功能的方式；并且被撑开的转子圆表面形成圆周断续的弓字开口，开口间互不相通气体无法沿旋转面方向逃逸。

本发明反力滑块式正圆转子发动机具体结构详述如下：

转子轴15架设在定子1圆心上，安放转子轴15的圆心孔在定子1的前室与后室之间的隔断上。转子2上的两侧各安装一个与转子2同步的凸轮4。转子2的反力滑块9两侧安装有第二滚子10。反力滑块9径向的插入转子2上的滑块槽9a中，安装在正圆转子2上，使其可向转子2圆外伸缩，为使反力滑块9伸出圆外，在转子2上(在反力滑块9朝向转子2圆内端)还安装有第二螺旋杠杆式弹簧11。同时反力滑块9上的第二滚子10受转子2上第二螺旋杠杆式弹簧11的作用紧密骑靠在定子1上的圆内凸轮轨3上。这里所说的圆内凸轮轨3是固定安装在转子2左右两侧的定子1上。

反力滑块9随转子2旋转时，第二滚子10沿着圆内凸轮轨3上滚动，带动反力滑块9定时伸缩；在转子2上的左右两侧还各安装有一个与转子2和转子轴15同心，且与转子2同步的圆内凸轮4，转子2转动时，凸轮4同步转动，驱动定子1上的推拉杆5的第一滚子8，由推拉杆5带动定子1的气门滑块6可以定时上下移动。

定子1前室为转子室，定子1后室为半圆滑块压气室。转子室内腔圆周上设有预压气燃烧室14，预压气燃烧室14外沿向圆内凸出其凸出部14a，凸出部14a的凸出大小与配合的转子2外圆相吻合，预压气燃烧室14开口处设有进出气可换向的气门滑块6，气门滑块6上开有贯穿的第二进气道13，气门滑块6的一侧设有与定子1后室相通的第一进气道12。气门滑块6轴向两侧各设有一根可上下滑动的连接驱动气门滑块6的推拉杆5，推拉杆5下端设有第一滚子8和第一滚子轴8a，第一滚子8骑靠在与转子2同步的凸轮4上，定子1上还安装有第一螺旋杠杆式弹簧7，第一螺旋杠杆式弹簧7的支力端固定，第一螺旋杠杆式弹簧7的弹力端压在推拉杆5的凸出部上，使推拉杆5的第一滚子8保持与凸轮4紧密接触，当凸轮4随转子2旋转时通过推动推拉杆5的第一滚子8使推拉杆5驱动气门滑块6定时开闭气门。

定子1后室中安装在主轴的偏心圆26上有一对左右组合半圆形压气块20a、20b，每个半圆形压气块上有一长圆孔27，长圆孔27的大小是：宽等于偏心圆26的圆直径，长等于偏心圆26上下行程。主轴与半圆形压气块20a、20b配套，主轴上有两个直径大小相等的偏心圆26，两个偏心圆26是关于主轴圆心两侧径向水平对称的，且两个偏心圆26的圆心连线过主轴圆心，在轴向上两个偏心圆26一前一后，偏心圆26的圆心相对主轴圆心的偏心量可根据发动机所需进气量设定。

每个半圆形压气块的外圆面为涡线的半圆面(压气块外圆)29，即制作半圆面29的压气圆面是以相对于定子后室圆边线28为标准，参照定子后室圆边线28边线为准，从下而上向内涡旋制成半圆面29，如图10所示，当进气行程开始位置(半圆形压气块圆边与定子1内圆边线最近)时，半圆形压气块与定子后室圆边线28两者之间间隙是下窄上宽，目的是当压气时将气体压往上端的单向气门22。

左右两半圆形压气块套合在主轴偏心圆上与定子1后室构成背压双风箱式压气室，定子1后室的圆周上左右各设有进气门21，定子1后室的圆周上端左右各设有向前室压气的单向气门22，单向气门22上还安装有回位弹簧23，两单向气门22之间设有连通单向气门22与第一进气道12相通的进气岐管24。定子1后室中上下各设有使压气半圆滑动的稳定滑轨25，带偏心圆26的主轴是前室转子2和后压气室中的半圆形压气块20a、20b共用同一根主轴，即转子2与压气块在同一轴上。

定子1后室中左右各一个半圆形状的压气块有两种形状，如图13和图14所示，20a、20b和20c、20d，以及配套的转子轴15a，15b，偏心圆26。

转子2在定子1前室中的工作过程如图1、图2和图3所示，转子2旋转至图1位置时，转子2按图1中箭头所示逆时针方向旋转，凸轮4通过推拉杆5和安装在定子1上的第一螺旋杠杆式弹簧7的作用，这时气门滑块6处于向上位置，气门滑块6上的第二进气道13与后室相通的第一进气道12断开，但气门滑块6又使定子1的预压气燃烧室14处于与做功腔道16导通开启的做功状态，同时转子2上的反力滑块9处于向转子2圆外伸出状态。

转子2旋转至图2位置时，凸轮4也旋转至凸起部位，推动推拉杆5向下，使气门滑块6处于向下位置，预压气燃烧室14对于做功腔道16处于关闭做功状态，同时气门滑块6上的第二进气道13使定子1后室相通的第一进气道12与预压气燃烧室14导通，进行提前进压气。与此同时，转子2上的反力滑块9上的第二滚子10因受定子1上的凸轮轨3凸起作用，使转子2上的反力滑块9向转子2圆内缩回状态前进，使转子2上的反力滑块9能够顺利穿越预压气燃烧室14外沿向圆内凸出部14a。

转子2旋转至图3位置时，转子2上的反力滑块9穿越预压气燃烧室14外沿向凸出部14a后，转子2上的反力滑块9上的第二滚子10走完了固定在定子1上的凸轮轨3的凸起段，并受转子2上第二螺旋杠杆式弹簧11压力作用，使转子2上的反力滑块9又向转子2圆外伸出，到达预压气燃烧室14前端。与此同时，转子2上的凸轮4旋转至此也走完了凸起段，由第一螺旋杠杆式弹簧7驱动使推拉杆5将气门滑块6向上推起位置，将预压气燃烧室14对做功腔道16导通。此时，预压气燃烧室14中的电控喷油嘴19喷油，火花塞18点火，打开的气门滑块6将燃烧室预压的气体与油混合气体燃爆释放，推动此时刚好在燃烧室前端的转子2上的反力滑块9前进，使转子2继续旋转。

半圆形状的第一左压气块20a和第一右压气块20b安装时的方位角是：让转子2上的反力滑块9正对定子1上的气门滑块6时，主轴(即转子轴15)前端的转子同步齿插入到转子2上的动力输出同步齿中对位，使第一左压气块20a和第一右压气块20b套入轴上偏心圆26时，使他们成为水平分离状态，这样表明气门滑块6上的第二进气道13切换时压气结束进气开始。

如图10和图11所示，主轴每旋转180度，偏心圆26相对翻转一次，即轴上偏心圆26带动半圆形压气块20a、20b同时相向或相反水平运动一次。主轴旋转180度半圆形压气块20a、20b同时向圆内收缩移动进气，进气时由于产生大气负压，进气门21打开，单向气门22由于气流方向改变和气压差以及单向气门22上的回位弹簧23的作用而关闭，使第一进气道12和进气岐管24中留存气体不会回流。主轴再旋转180度半圆形压气块20a、20b同时又都向圆外伸展移动压气，压气时进气门21关闭，随着压气增大，单向气门22被强行推开向定子1前面的预压气燃烧室14压气，定子1后室半圆形压气块20a、20b构成定子1后室左右半圆风箱式双进压气室，主轴旋转360度完成一次进气压气过程。

如图18和图19所示，以转子2上用凹形的凸轮4驱动推拉杆5，使气门滑块6定时导通第一进气道12或打开预压气燃烧室14做功，其工作过程与转子2上使用圆内的凸轮4的工作过程基本一样，只是所用的驱动推拉杆5的第一螺旋杠杆式弹簧7弹力端压在驱动推拉杆5的第一滚子轴8a上，其弹簧弹力方向与图1所示的相反。转子2上的反力滑块9向转子2圆外的定时伸缩，采用固定在定子1上的凸轮轨3来驱动。

如图4和图5所示，转子发动机的水冷方式是定子1正面圆周开有崎曲相通的水冷腔，水冷孔是以U字型三方包围定子1与转子2之间的做功腔道16，即做圆形做功腔道16的左右两侧和圆形做功腔道16的圆外侧，因为转子2要装入定子1中，所以构成的U字型水冷腔30有一边是在定子1端盖上，形成对定子1与转子2之间的做功腔道16的U字型三方包围整体。

在本发明中，还需要注意以下几点。

1)正圆转子为间隔支柱式空心轮。其一，正圆转子为间隔支柱式空心轮，即正圆转子为轴向空心和径向空心的间隔支柱式空心轮，空心轮的意义在于：空心轮中的间隔支柱有利于液体滑油的离心力分布润滑作用，还有利于扩大与润滑油的接触面积，利用润滑油的流动性带走转子热量，起到散热的作用；其二，转子轴向两侧相对支柱的凸出面只有两处，即只有靠近转子外圆两侧的凸出面和靠近转子轴心内圆两侧的凸出面，旋转时不仅与定子接触面小，转子旋转阻力小；转子轴向两侧相对支柱，靠近转子轴心内圆的凸出面，有起到转子轴向稳定和定位的作用，进而保护转子靠外圆的一侧不被进一步磨损，达到零磨损，使转子外圆两侧与定子达到临界间隙配合的作用。

2)转子动力传输至主轴，是由转子轴心轴向外侧的同步内圆齿轮与主轴上的外圆齿轮套合传输的，齿轮配合方式本身是会有间隙的，而转子旋转是要求有高度的同心圆和无径向跳动，所以转子轴心圆紧密地套合在主轴上，因而转子动力输出至主轴，是由转子轴心轴向一侧的同步内圆齿轮与主轴上的外圆齿轮套合传输的；同时也是便于安装，由于主轴上有压气偏心轮，主轴只能从压气室穿过定子轴圆孔向转子室装入，再从转子室装入转子总成滑动套入至主轴上，并将转子轴心轴向与外侧的同步内圆齿轮与主轴上的外圆齿轮对位套合。

3)压气室中左右两个半圆形滑块的外圆面，从轴向看是涡旋线的，相对压气室左右半圆壁，半圆滑块的外圆面是由下至上逐渐涡旋的外圆面。目的是压气时能将气体集中压向压气室半圆上端岐管前的单向气门。

本发明提供的正圆转子发动机具有如下特点：

1)混合气体燃烧膨胀做功持续时间长效率提高油耗更低：由于正圆转子外圆燃烧腔道路径较长，火焰传播路径较长，有利于完全燃烧，做功持续时间长，使转子每次做功可达到旋转270度左右；有效做功持续时间长，意谓着效率提高从而油耗更低。而活塞机每次做功只能小于等于180度。

2)正圆转子发动机的做功膨胀比大于压缩比：正因为正圆转子外圆燃烧腔道路径较长，膨胀火焰传播路径较长，有效做功持续时间长，突破了活塞发动机压缩比等于膨胀比的局限。做工有效性不在于压缩比，而在于膨胀比，不仅是燃质动力提高，而且是燃质充分燃烧排放环保性提高。

3)震动小：区别于活塞机的活塞需要来回直线做功震动大，虽然使用了平衡锤或多缸平衡等方式来平衡震动，但无法拯救产生震动的动力损失。由于正圆转子在轴上旋转切线做功，因而具有运行平稳平顺震动小动力损失小的特点。

4)转子外圆具有旋转阻力小：转子由于是正圆空心轮，所以轴向只有转子的外圆两侧凸出面和转子轴心圆两侧凸出面与夹住转子的定子壁面接触旋转，其旋转接触面积很小，因而，旋转磨擦阻力就小动力损失少。

5)有气密性好运转可靠寿命长：转子圆两侧旋转磨擦面具有被向两侧撑开进行间隙补偿功能，因而有气密性好运转可靠寿命长的特点。

6)整体制造零件少制造成本低。

7)功率输出轴位置比较活塞式发动机低很多，不仅沒有活塞机高耸的链轮凸轮轴凡尔等配器系机构，也没有如功率输出轴曲轴旋转机架外较高的活塞气缸体，正因转子发动机功率输出轴位置比较低，紧凑重心低，令整车布置安排非常方便，而且能使整车稳定性更强。

在本发明中，岐管(即进气岐管)是位于定子燃烧室和半圆滑块压气室之间的通道，岐管两端有定子气门与压气单向气门，就岐管来说，定子燃烧室前端的滑块定子气门为岐管的出气开关，压气单向气门为岐管的单向进气门。下面详细说明岐管的工作过程和效果。

当压气室左右半圆滑块压气，第一次推开压气单向气门向岐管内充气的同时，燃烧室的进气门也打开导通，假若左右半圆滑块压气供应充气量为100，又假若燃烧室体积和岐管管道体积相等(两者体积的其他比例做出的结论一样)，那么，燃烧室的充气量为50，岐管充气量为50，当燃烧室的50气量燃爆释放后，燃烧室气量为零；由于岐管两端的开关作用，岐管内还剰50的气量。

当压气室左右半圆滑块再压气，第二次推开压气单向气门向岐管内压气的同时，左右半圆滑块压气供应充气量为100，这100的气量加上岐管中剩余的50气量，由于这时燃烧室与岐管是导通的，所以燃烧室与岐管的总气量为150，即燃烧室充气量为75，岐管充气量75，当燃烧室的75气量燃爆释放后，燃烧室气量又为零，由于岐管两端的开关作用，岐管内还剰75的气量。

当压气室左右半圆滑块又再压气，第三次推开压气单向气门向岐管内压气的同时，左右半圆滑块压气供应充气量为100，这100的气量加上岐管中剩余的75气量，这时燃烧室又再次与岐管是导通，所以燃烧室与岐管的总气量为175，即燃烧室充气量为85.25，岐管充气量85.25，当燃烧室的85.25气量燃爆释放后，燃烧室气量又为零，由于岐管两端的开关作用，岐管内还剰85.25的气量。

当压气室左右半圆滑块又再压气，第四次推开压气单向气门向岐管内压气的同时，左右半圆滑块压气供应充气量为100，这100的气量加上岐管中剩余的85.25气量，这时燃烧室又再次与岐管是导通，所以燃烧室与岐管的总气量为185.25，即燃烧室充气量为185.25/2＝92.625，岐管充气量也是185.25/2＝92.625，当燃烧室的92.625气量燃爆释放后，燃烧室气量又为零，由于岐管两端的开关作用，岐管内还剰92.625的气量。

当压气室左右半圆滑块又再压气，第五次推开压气单向气门向岐管内压气的同时，左右半圆滑块压气供应充气量为100，这100的气量加上岐管中剩余的92.625气量，这时燃烧室又再次与岐管是导通，所以燃烧室与岐管的总气量为192.625，即燃烧室充气量为192.625/2＝96.3125，岐管充气量也是192.625/2＝96.3125，当燃烧室的96.3125气量燃爆释放后，燃烧室气量又为零，岐由于岐管两端的开关作用，管内还剰96.3125的气量。

以此类推，随着压气室左右半圆滑块的不断压气，燃烧室和岐管内会分别都达到和超过100％的充气量，尤其是岐管中能始终保持高压态势，起到了预增压泵的效果。

根据以上类推可知，由于气体可以高度被压缩，持续对岐管压气，燃烧室和岐管内可以分别达到和超过大于大于100％的充气量，这时可以根据需要，在岐管上设置一个恒值泻压阀。岐管内的压力和燃烧室充气压力大小由泻压阀决定。简言之，有一定长度距离的压气岐管，岐管两端有出气门和压力气单向进气门存在，随着不断向岐管的单向进气门压气，岐管内的气压力就会不断增加，并且有控制压力的泻压阀限制，就能利用岐管道增压作用，满足汽油或柴油燃料的不同需求。

岐管作为小型增压泵对预压气燃烧室的充气作用和效果是：有一定长度距离的压气岐管，由于岐管两端有定子气门与压气单向气门的作用，使岐管能够作为小型内藏式增压泵使用，在发动机运行中不断保持岐管中的持续高压，既能100％满足燃烧室作用为汽油燃质的压气需求，通过泻压阀对岐管压力的控制，也能够满足用于柴油燃质无点火，由压燃点火方式所需气压力需求。

在本发明中，正圆转子2具有间隙补偿功能，正圆转子2由两个半截部分组合构成，从轴的径向看分别为左半截转子和右半截转子，简称左转子59或右转子60，左右转子59、60都以转子2圆心套合在主轴(转子轴)15上组合成整体转子2，左转子59与右转子60的轴向结合面是沿转子2外圆周呈连续的弓字形凹面50对弓字形凸面49阴阳配合的，弓字形凹面50与弓字形凸面49的高相等，并且弓字形凹面50对弓字形凸面49阴阳配合面的下端，沿左右转子结合面的圆周还分别设有用于防气体径向泄漏的径向防泻漏垫层的凹形槽42和径向防泻漏垫层的凸形圆41，两者凹凸阴阳配合形成转子径向防漏隔离垫层，径向防泻漏垫层的凹形槽42和径向防泻漏垫层的凸形圆41宽度相等，并且大于转子2圆表面弓字形凹面50或弓字形凸面49的高度。

左右转子两者之间的轴向圆内数个支柱上还分另对应设置有数个轴向圆柱，该轴向圆柱用于安装数个螺旋式弹簧43，起弹簧座作用，圆内轴向数个圆柱分设于转子2圆心四周的轴向支柱上，间距依据安装弹簧数量和弹力均匀分布，安装于该圆柱的数个螺旋式弹簧43起着使左右转子接合面沿轴向分离撑开的作用，螺旋式弹簧43两端分别是被压缩安装在左转子59和右转子60相对应的轴向支柱之间，数个螺旋式弹簧43与左右转子这样配合构成完整的组合转子2，两者配合的结果是组合转子2的接合面可以在主轴15上沿轴向被弹簧张力向两边撑开，使整个组合转子2的轴向两侧的旋转面与定子1紧密滑动配合，并且当其与定子壁磨擦而产生的间隙得到补偿。

由于转子2是高速旋转部件，数个轴向螺旋式弹簧43分散安装，当撑开左右转子时，因为转子2半径大，转子2侧面可能磨擦不均，弹簧回压力可能产生弹簧弹力的轴向震荡使密封效能降低，因此，在组合转子2圆心间之还设有液压腔44(即经定子进油道至转子环轴液压腔)，左右转子圆心做成凹圆与凸圆套合，凹圆为液压缸套，凸圆为液压气缸，两者轴中心圆仍然套合在主轴15上，凸圆高度小于凹圆深度而形成液压腔44。

液压腔44供应压力油是通过旋转主轴供油，供油路径是：溢流阀送出液压油至定子架设主轴的轴圆处，再输至旋转主轴外表面的环周半圆沟道中，环周半圆沟道与定子圆构成环形过油通道，环周半圆沟道中开有主轴15径向贯穿进油孔48，对着液压腔44下端的主轴15上也开有主轴径向贯穿的进油孔48，主轴圆心轴向开有连通主轴径向贯穿的进油孔48和主轴径向贯穿的进油孔48之间的轴心管道，所以液压油是经定子至主轴径向贯穿的进油孔48，再输至主轴15轴心管道，再经过主轴15径向贯穿的进油孔输入组合转子液压腔44。

溢流阀能维持转子液压腔44内油压力的恒定值，其油压恒定值大小等于溢流阀中液压力控制弹簧46压力，因此，当选用适当溢流阀液压力控制弹簧46时，并不会对组合转子2分离撑开产生过多压力，而维持一个恒定压力，及便组合转子2两侧磨损进一步加大时，液压腔44增大，由溢流阀作用补充液油，始终维持这一恒定压力，由于油液不能被压缩，因此起到了使组合转子2稳定间隙补偿的作用。实际液压力间隙稳定补偿方式可以单独使用，这里所述的是弹簧力间隙补偿与液压力间隙稳定补偿方式的综合运用。

如图29所示，转子2上的反力滑块9也同样由左半反力滑块51和右半反力滑块53两个半滑块组合而成，从图中组合反力滑块9的上端看，两个半截滑块的上端结合面是以互字形错开互补配合而成，不仅上端立面错开互补，而且两个反力滑块前后横向结合面上端也是互字形错开互补配合，立面错开互补和横向错开互补的作用都是防止气体逃逸。两个反力滑块中间腰部前后结合面，还分别设有燕尾凹形槽56和燕尾凸形槽57，两者相互滑动配合，使两个反力滑块能沿燕尾槽横向可以滑动分开，同时限两者纵向相对移动，两者结合成整体的转子反力滑块9。另外还在两个半截反力滑块正面和背面分别都设有凸出的反力滑块限位凸形滑轨55、58，相应的在转子2转动方向前后两壁面上径向开有反力滑块限位凹形滑槽，左半反力滑块51的第二限位凸形滑轨58插入左转子59上的反力滑块限位凹形滑槽中，右半反力滑块53的限位凸形滑轨插入右转子60上的反力滑块限位凹形滑槽中，这样能使左右两半截反力滑块与左右两半截转子在轴向被弹簧力撑开时同步分开。

左右两半截反力滑块被撑开分离时，组合反力滑块9两侧的滚子当然也同时向两侧轴向移动，由于反力滑块滚子是骑靠在固定的定子1凸轮轨道上滚动的，因此，只要定子1凸轮轨道的宽度超过组合转子2被撑开分离补偿间隙的有效分离宽度，组合反力滑块9两侧的滚子在极其缓慢的磨损间隙补偿过程中轴向移动时，能有效自如地在定子1凸轮轨道范围内滚动。同样，驱动定子1气门滑块6的推拉杆5上的第一滚子8，是骑靠安装在转子2上与转子2同歩的转子2圆内凸轮上的，当组合转子2被撑开分离时，安装在转子2上的转子圆内凸轮4，也会随之轴向移动。与上同理，只要安装在转子2上的凸轮4的宽度超过组合转子2被撑开分离补偿间隙的有效分离宽度，转子两侧推拉杆5上的第一滚子8仍然能在被轴向移动的转子圆内凸轮4范围内滚动。

上述左右转子59、60与左右半反力滑块51、53的特征是：左右转子弓字形凹面50与弓字形凸面49的高度相等，左右转子弓子形凹进或凸出的高度大小设置为可以用于撑开补偿间隙的寿命行程；弓字形凹面50或弓字形凸面49的长度小于等于定子1燃烧室下端圆内凸出面；弓字形凹面50对弓字形凸面49阴阳配合面下端防止气体泄漏隔离层的径向防泻漏垫层的凹形槽42和径向防泻漏垫层的凸形圆41宽度相等，并且大于转子2圆表面弓字形凹进面或凸出面的高度。

当左右转子59、60被弹簧力向两边撑开去补偿间隙时，左右转子59、60外圆结合面相应的就会形成等于补偿间隙宽度的断续隔离的弓字形分离开口槽，正是因为分离开口是弓字形断续隔离的，即被撑开的开口槽之间互不相通，所以做功膨胀气体无法沿开口槽逃逸，并且弓字形凹面50或弓字形凸面49的长度小于等于定子预压气燃烧室14外沿向圆内凸出部长度，其凸出部的凸出大小是与配合的转子2外圆相吻合紧密滑动配合的，因此膨胀气体不能从两个半截转子被撑开分离的断续互不相通的开口槽逃逸，仍然被隔离在定子预压气燃烧室14出气口前端。也由于弓字型分离开口下端防止气体泄漏隔离层的存在，膨胀气体也不能沿分离开口槽径向逃逸。

Claims (5)

1.一种反力滑块式正圆转子发动机，其特征在于，转子室结构为：定子(1)与转子(2)之间形成做功腔道(16)，转子(2)固定在转子轴(15)上，转子(2)左右两侧都固定有与转子(2)同步的凸轮(4)，在转子(2)左右两侧的定子(1)上都固定有凸轮轨(3)；

所述转子(2)为轴向空心和径向空心的间隔支柱式空心轮，转子(2)轴向两侧相对支柱的凸出面只有两处，即只有靠近转子(2)外圆两侧的凸出面和靠近转子(2)轴心内圆两侧的凸出面；转子(2)传输至主轴的动力是由转子(2)轴心轴向外侧的同步内圆齿轮与转子轴(15)上的外圆齿轮套合传输的；

设置有推拉杆(5)，所述推拉杆(5)上端连接气门滑块(6)，下端连接第一滚子(8)的第一滚子轴(8a)；定子(1)上设置有第一螺旋杠杆式弹簧(7)，所述第一螺旋杠杆式弹簧(7)的支力端固定在定子(1)上，其弹力端压在推拉杆(5)的凸出部上，使得推拉杆(5)的第一滚子(8)保持与凸轮(4)紧密接触，所述第一滚子(8)设置在凸轮(4)上；

所述气门滑块(6)置于定子(1)的滑槽内，且气门滑块(6)内开有第二进气道(13)，定子(1)上开有第一进气道(12)，所述第一进气道(12)位于气门滑块(6)左侧，当气门模块(6)上下滑动时，第二进气道(13)与第一进气道(12)相连通；

定子(1)的内腔圆周上设置有预压气燃烧室(14)，所述预压气燃烧室(14)外沿向圆内凸出，其凸出部(14a)的凸出大小与相配合的转子(2)外圆相吻合，在所述预压气燃烧室(14)旁的定子(1)上固定有火花塞(18)和电控喷油嘴(19)；在定子(1)还设置有排气孔(17)；

还设置有反力滑块(9)，所述反力滑块(9)两侧都设置有第二滚子(10)，所述反力滑块(9)设置在转子(2)上，且径向插入转子(2)上的滑块槽(9a)中，在转子(2)上还设置有第二螺旋杠杆式弹簧(11)，所述第二螺旋杠杆式弹簧(11)使得反力滑块(9)上的第二滚子(10)紧密骑靠在凸轮轨(3)上；

所述转子(2)包括圆形的左转子(59)和右转子(60)，所述左转子(59)与右转子(60)的轴向结合面是沿转子(2)外圆周呈连续的弓字形凹面(50)与弓字形凸面(49)阴阳配合，在所述弓字形凹面(50)与弓字形凸面(49)阴阳配合面的下端设置有径向防泻漏垫层的凹形槽(42)和径向防泻漏垫层的凸形圆(41)，所述径向防泻漏垫层的凹形槽(42)和径向防泻漏垫层的凸形圆(41)形成阴阳配合的防漏隔离垫层；所述左转子(59)上的凹槽配左半反力滑块(51)，右转子(60)上的凹槽配右半反力滑块(53)；左转子(59)与右转子(60)之间设置螺旋式弹簧(43)，用于将组合的转子(2)从中间弓字形结合向两边撑开；

压气室结构为：定子(1)后室的转子轴(15)上固定有偏心圆(26)，偏心圆(26)分别穿过半圆形的左压气块和半圆形的右压气块的长圆孔(27)，所述长圆孔(27)的宽等于偏心圆(26)的直径，长等于偏心圆(26)的上下行程；

左右压气块套合在转子轴(15)的偏心圆(26)上，且与定子(1)后室构成背压双风箱式压气室，左右压气块的外圆面是由下至上逐渐涡旋的外圆面；

定子(1)后室的圆周上左右各设有进气门(21)，定子(1)后室的圆周上端左右各设有向前室压气的单向气门(22)，所述单向气门(22)上还安装有回位弹簧(23)，两单向气门(22)之间设有连通单向气门(22)与前室第一进气道(12)相通的进气岐管(24)；定子(1)后室中上下各设有使左右压气块滑动的稳定滑轨(25)。

2.如权利要求1所述的一种反力滑块式正圆转子发动机，其特征在于，所述反力滑块(9)的结构为：包括左半反力滑块(51)与右半反力滑块(53)，所述左半反力滑块(51)与右半反力滑块(53)相配合的一侧设置有燕尾凸形槽(57)，所述右半反力滑块(53)与左半反力滑块(51)相配合的一侧设置有燕尾凹形槽(56)，燕尾凸形槽(57)与燕尾凹形槽(56)相嵌，使得左半反力滑块(51)与右半反力滑块(53)形成一整体；在反力滑块(9)上部设置有防竖直泻漏层(52)和防水平向泻漏层(54)；在左半反力滑块(51)外侧设有第二限位凸形滑轨(58)以及安装有滚子，在右半反力滑块(53)外侧设有第一限位凸形滑轨(55)以及安装有滚子。

3.如权利要求1所述的一种反力滑块式正圆转子发动机，其特征在于，所述转子轴(15)为第一类转子轴(15a)，在第一类转子轴(15a)上固定有2个偏心圆(26)，一个偏心圆(26)穿过与其相对应的第一左压气块(20a)，另一个偏心圆(26)穿过与其相对应的第一右压气块(20b)。

4.如权利要求1所述一种反力滑块式正圆转子发动机，其特征在于，所述转子轴(15)为第二类转子轴(15b)，在第二类转子轴(15b)上固定有3个偏心圆(26)，两侧的偏心圆(26)穿过与其相对应的第二左进气块(20c)，中间的偏心圆(26)穿过与其相对应的第二右进气块(20d)。

5.如权利要求1所述一种反力滑块式正圆转子发动机，其特征在于，在所述转子(2)圆心间还设有经定子进油道至转子环轴液压腔(44)，左转子(59)与右转子(60)圆心为凹圆与凸圆相套合，凹圆为液压缸套，凸圆为液压气缸，所述液压缸套与液压气缸的轴中心圆套合在转子轴(15)上，凸圆高度小于凹圆深度形成经定子进油道至转子环轴液压腔(44)。