CN106337731A - 一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统 - Google Patents

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Abstract

一种新型转子发动机，外转子的内腔为六菱形状内腔，内转子外形为五菱形外形，设置可微动旋转阀片的内转子将外转子内腔划分为五个旋转空间；随着转子的转动，每个旋转空间依次处于吸气行程、压缩行程、点火行程、膨胀做功行程和排气行程，不断循环；一种应用其的新型汽车混合动力系统，新型转子发动机通过离合器与电动发电两用电机传动连接，电动发电两用电机通过离合变速器传动连接，离合变速器与汽车的行进系统传动连接。本发明减少了电池容量，降低成本；发动机采用新型转子发动机，体积小、成本低、效率高、运转平稳噪音低；发动机、电机、车轮直接连接传动损耗低，发动机车轮同步运行无待速运行，安静、节省燃油。

Description

一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统
技术领域
本发明涉及发动机和汽车技术领域，尤其是涉及一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统。
背景技术
在汽车技术领域，燃油发动机效率低、能耗大、对环境污染严重。完全的纯电动车造价高，一次行使里程短，电池受命短，充电时间长等缺陷。因此，燃油发动机与纯电动车合二为一的混合动力汽车具有广阔的应用前景。
广义上说，混合动力汽车(Hybrid Vehicle)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。
通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车(Hybrid ElectricVehicle，HEV)，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
但是，现有技术中的油电混合动力汽车成本高，比功率低，车身笨重，节能效果有一定的局限性，短时间无法普及
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统，解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种新型转子发动机，包括内转子、外转子、外壳体、火花塞、进排气孔、和对称设置的五片可微动旋转阀片；所述外转子的内腔为六菱状内腔，内转子为五菱状外形，五片所述微动旋转叶片嵌入所述内转子的五个凹槽上，将所述外转子的内腔划分为五个旋转空间；
所述微动旋转阀片的顶端为弹性伸缩端，所述弹性伸缩端与所述内转子的凹槽内壁之间精密滑配密封；相邻两个所述微动旋转阀片和位于其间的所述外转子的内壁和所述内转子的外壁共同组成五个所述旋转空间；
随着所述内外转子的顺时针转动，每个所述旋转空间依次处于吸气行程、压缩行程、点火做功行程和排气行程，不断循环；
所述三只火花塞对称按装于所述外转子上，所述进排气孔与所述外转子固定，一起旋转，旋转到上半部分与固定不动的所述进气道连通处于进气状态，旋转到下半部分与固定不动的所述排气道连通处于排气状态，将五个所述旋转空间分别与所述进气道、排气道连通。
当某个所述旋转空间与所述进气道连通时，与所述排气道不再连通。
所述内转子外壁设有五个凹槽，凹槽内设有五个所述微动阀片。
所述微动阀片相对内转子运行量小于1mm，用于消除内外转子加工精度增加密封性和减小摩擦损耗。
所述内转子两端面各设有五个凹槽和一个环行凹槽，凹槽内设有弹性密封条和圆形密封环，密封环和密封条密封连接，组成两个端面密封，增加各个所述旋转空间的密封性和润滑机油的密封。
所述外转子的外壁上设有三只所述火花塞，当某个旋转空间的体积压缩到点火时段时，所述火花塞的前端对准相应所述旋转空间的中部，所述火花塞的尾端对准所述高压分电器，分电器连接高压发生器产生高压点火。
所述外转子散热由外转子上设置的散热叶片散热，所述内转子由油泵润滑散热。
所述五个旋转空间连续进气、压缩、做功、排气。且四个冲程同时进行循环工作，无往复运动部件运行平稳，所述内转子旋转一周所述外转子旋转5/6周，相对运行，也就是相比其它类型转子发动机摩擦速度减小6倍。可实现高转速低磨损无震动、效率高。
一种使用所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统，包括所述新型转子发动机、离合器、电动发电两用同步电机、离合变速器、蓄电池和电机双向控制器；
所述新型转子发动机通过所述离合器与所述电动发电两用同步电机传动连接，所述电动发电两用电机通过所述离合变速器传动连接，所述离合变速器与汽车的行进系统传动连接；
所述蓄电池与所述电动发电两用同步电机之间电连接，所述电机双向控制器控制所述电动发电两用同步电机的运行。
所述电动发电两用同步电机和汽车的车轮同步运行，同时启动，同时停止，无待速运行。
所述离合器为液压离合器。
所述离合变速器为双速或多速的行星离合变速器。
还包括车载电脑；所述车载电脑控制，包括所述新型转子发动机、所述电动发电两用同步电机和所述电机双向控制器在内的车载设备。
本发明涉及一种新型的新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统，由转子发动机、离合器、电机、行星变速器、电池组、双向控制器、车载电脑、散热系统、油泵等组成。
1.所述发动机由外壳体1、内转子2、外转子3、微动阀片4、火花塞5、高压分电器6、散热叶片7和进排气孔8组成。
2.所述离合器是液压多片离合器。
3.所述电机是电动、发电两用同步电机或其它两用电机。
4.所述行星变速器为双速或多速离合变速器，有电脑控制双挡变速或多挡变速加离合功能。
5.所述电池组为锂电池组或其它种类电池组。
6.所述双向控制器，有电脑智能控制电机正反转、减速、发电反向控制电流充电功能。
7.所述车载电脑有多个传感器输入、多路输出控制、人机界面参数设置、多种模式智能控制、自动转换功能。传感器有发动机、电机、传动轴转速，油温、电池电量、油压、油门踏板位置、刹车踏板位置、离合器位置等。输出有发动机化油器、点火器、离合器、电机控制器、刹车片控制等。
8.所述散热系统由散热器、风扇、油泵等组成，给发动机散热。
9.所述油泵提供刹车、内转子、离合器油压。
本发明的有益效果可以总结如下：
1、本发明减少了电池容量，降低成本。
2、本发明发动机采用新型转子发动机，体积小、成本低、效率高、运转平稳噪音低。
3、本发明发动机、电机、车轮直接连接传动损耗低，发动机车轮同步运行无待速运行，安静、节省燃油。
4、本发明整车电脑智能化控制，自动切换最佳节能模式，最高时速限定多余能量回收到电池中。
5、本发明的双核模式(发动机、电机双动力简称双核)减小了发动机与电机最大输出功率。
6、本发明是一种经济实用型汽车模式，成本低、加工维修简单，高续航里程，另加节能环保的性能，实用价值巨大。
附图说明
图1为本发明中新型转子发动机的结构示意图。
图2为本发明内转子顺时针旋转72度，外转子顺时针旋转60度结构示意图。
图3为本发明进气道、排气道结构示意图。
图4为本发明内外齿轮啮合结构示意图。
图5为本发明中使用所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统的结构示意图。
其中包括 外壳体1、内转子2、外转子3、微动阀片4、火花塞5、高压分电器6、散热片7、进排气孔8、弹性伸缩端9、前轮10、蓄电池11、后轮12、散热器13、油泵14、风扇电机15、离合器16、新型转子发动机17、电动发电两用同步电机18、离合变速器19和电机双向控制器20。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合系统，其中包括外壳体1、内转子2、外转子3、火花塞5、高压分电器6、散热片7、进排气孔8、弹性伸缩端9和对称设置的五片可伸缩微动阀片4；所述外转子3的内腔呈六菱状内腔，五片所述可伸缩微动阀片将所述外转子内腔划分为五个旋转空间；所述可伸缩旋转微动阀片4的顶端为弹性伸缩端与所述外转子的内壁之间旋转密封；相邻两个所述可伸缩微动阀片4和位于其间的所述外转子的内壁和所述内转子2的外壁共同组成五个所述旋转空间；随着所述内转子2的转动，每个所述旋转空间依次处于开始进气、做功结束、进气完成、排气将结束和点火做功开始，不断循环；所述其中一个旋转空间压缩至接近最小空间时，相应火花塞5对准高压分电器6得到高压点火做功，所述五个旋转空间间隔处于进气、压缩、做功、排气行程，且同时进行不间断连续工作，所述三只进排气孔8旋转至上半部分时与固定的进气道连通处于进气状态，旋转至下半部分时与固定不动的排气道连通处于排气状态如图3，上一个进排气孔还未结束进气时下一个进排气孔已经连通进气道开始进气，实现连续进气，同理上一个进排气孔还未结束排气时下一个进排气孔已经连通排气道开始排气，实现连续排气，所述某一旋转空间点火做功开始时相隔前一个旋转空间已经完成进气开始压缩，实现连续压缩，同理某一旋转空间点火做功开始时相隔后一个旋转空间刚做功结束，实现连续做功，所述内转子2轴心连接主轴向外传递做功，所述内转子与外转子由内外齿轮啮合连接，齿数比为5∶6，如图4实现内外转子精确运行能量有效传递。
如图2所示内转子顺时针旋转72度，五个旋转空间分别是做功中、进气中、排气中、压缩中、排气结束。
在更加优选的实施例中，当某个所述旋转空间与所述进气道连通时其与所述排气道不再连通。
在更加优选的实施例中，所述内转子2，顶部设有五个凹槽，槽内设置密封微动阀片4，两端部设有端部密封条。
如图5所示的一种使用所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统，包括所述新型转子发动机17、离合器16、电动发电两用同步电机18、离合变速器19、蓄电池11和电机双向控制器20；所述新型转子发动机17通过所述离合器16与所述电动发电两用同步电机18传动连接，所述电动发电两用同步电机18通过所述离合变速器19传动连接，所述离合变速器19与汽车的行进系统传动连接；所述蓄电池11与所述电动发电两用同步电机18之间电连接，所述电机双向控制器20控制所述电动发电两用同步电机18的运行。
在更加优选的实施例中，所述转子发动机17、所述电动发电两用同步电机18和汽车的车轮同步运行，同时启动，同时停止，无待速运行。
在更加优选的实施例中，所述离合器16为液压离合器。所述离合变速器19为双速或多速的行星离合变速器。
在更加优选的实施例中，所述新型汽车混合动力系统还包括车载电脑；所述车载电脑控制，包括所述新型转子发动机17、所述电动发电两用同步电机18和所述电机双向控制器20在内的车载设备。
如图1所示一种新型转子发动机，包括内转子、外转子、外壳体、火花塞、进排气孔、和对称设置的五片可微动阀片；所述外转子的内腔为六菱状内腔，内转子为五菱状外形，五片所述微动阀片嵌入内转子的五个凹槽上，将所述外转子的内腔划分为五个旋转空间；
所述微动阀片的顶端为弹性伸缩端，所述弹性伸缩端与所述内转子的凹槽内壁之间精密滑配；所述弹性伸缩端与所述缸体的内壁之间旋转密封；相邻两个所述微动阀片和位于其间的所述外转子的内壁和所述内转子的外壁共同组成五个所述旋转空间；
随着所述转子的顺时针转动，每个所述旋转空间依次处于吸气行程、压缩行程、点火行程、膨胀做功行程和排气行程，不断循环；
所述内转子2在六菱形内腔的所述外转子3的缸体中做圆周运动，旋转一周点火2.5次，有进气、压缩、做功、排气四个冲程，旋转运动效率高、体积小，所述内外转子完全对称结构，相对于三角转子发动机运转更加平稳，内外转子相对运动摩擦更小，结构简单易于加工，所述内转子2和所述可伸缩旋转微动阀片4两端可增加密封条，减小加工精度增加气密性。
如图5所示，新型汽车混合动力系统的工作模式如下：
1.纯电动模式：当电池(即蓄电池)电量充足时自动切换为纯电动模式，所述液压离合器16分离，所述电动发电两用同步电机18通过所述行星离合变速器19启动汽车以纯电动模式行使。
2.燃油模式：当电池电量降到不足时，比如10％以下，自动切换到燃油模式，所述液压离合器16接合，所述新型转子发动机17点火运行，发动机随转速增加扭矩逐渐增大，一定转速后电池由放电变为充电。减速到一定速度时所述新型转子发动机17已经停止(在启动低速与倒车状态由电动机提供动力)，无待速运行，节能环保。
3.油电混合模式：当电脑检测油门踏板位置和传动轴转速计算出动力不足时或高速加速运行时自动切换至油电双启动模式，所述液压离合器16、所述行星离合变速器19均接合，所述新型转子发动机17和所述电动发电两用同步电机18一起工作，提高动力。
4.能量回收模式：车辆减速时，刹车踏板位置控制所述电动发电两用同步电机18进行电能回收，适当位置控制刹车片停止车辆。
5.充电测试模式：当电池电量低，不能启动车辆，需要给车辆充电或需要对所述新型转子发动机17测试，可手动到充电测试模式，所述行星离合变速器19分离，所述电动发电两用同步电机18启动所述新型转子发动机17到一定转速，所述电动发电两用同步电机18开始发电给电池充电。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型转子发动机，包括内转子、外转子、外壳体、火花塞、进排气孔、进气道、排气道和对称设置的五片可微动阀片；所述外转子的内腔为六菱状内腔，所述内转子为五菱状外形，五片所述微动阀片嵌入所述内转子的五个凹槽上，将所述外转子的内腔划分为五个旋转空间；
所述微动阀片与所述内转子的凹槽内壁之间精密滑配；所述微动阀片的顶端为弹性伸缩端，所述弹性伸缩端与所述外转子的内壁之间旋转密封；相邻两个所述微动阀片和位于其间的所述外转子的内壁和所述内转子的外壁共同组成五个所述旋转空间；
随着所述内外转子的顺时针转动，每个所述旋转空间依次处于吸气行程、压缩行程、点火做功行程和排气行程，不断循环；
三只所述火花塞对称按装于所述外转子外壁上，均匀分布三只所述进排气孔的端盖与外转子固定，所述进排气孔与进气道、排气道旋转密封，所述进气道与化油器连接，所述排气道与消音排气管连接。
2.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：当某个所述旋转空间与所述进气道连通时其与所述排气道不再连通。
3.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述内转子外壁设有五个凹槽，凹槽内设有五个所述微动阀片，所述微动阀片与所述内转子精密滑配，且相对内转子运动距离小于1mm。
4.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述内转子两端面各设有五个凹槽和一个环形凹槽，凹槽内设有弹性密封条和圆形密封环，密封环和密封条密封连接。
5.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述外转子的 外壁上设有三只所述火花塞，当某个所述旋转空间的体积压缩到点火时段时，相应的所述火花塞的前端对准相应所述旋转空间的中部，所述火花塞的尾端对准所述高压分电器，所述高压分电器连接高压发生器。
6.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述外转子散热由所述外转子上设置的散热叶片散热，所述内转子由油泵润滑散热。
7.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述五个旋转空间连续进气、压缩、做功、排气。且四个冲程同时进行，循环工作，所述内转子旋转一周所述外转子旋转5/6周。
8.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述外转子上固定外齿圈，所述内转子上固定内齿轮，所述内齿轮、外齿圈齿数比为5∶6，所述内齿轮、外齿圈相互啮合。
9.一种使用权利要求1-8任意之一所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统，其特征在于：包括所述新型转子发动机、离合器、电动发电两用同步电机、离合变速器、蓄电池和电机双向控制器；
所述新型转子发动机通过所述离合器与所述电动发电两用同步电机传动连接，所述电动发电两用电机通过所述离合变速器传动连接，所述离合变速器与汽车的行进系统传动连接；
所述蓄电池与所述电动发电两用同步电机之间电连接，所述电机双向控制器控制所述电动发电两用同步电机的运行。
10.根据权利要求9所述的新型汽车混合动力系统，其特征在于：还包括车载电脑；所述车载电脑控制，包括所述新型转子发动机、所述电动发电两用同步电机和所述电机双向控制器在内的车载设备。
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