CN106438027A - 一种独立圧缩行程的转子发动机 - Google Patents

Abstract

一种独立圧缩行程的转子发动机由压缩单元、做功单元和连接单元组成，气压转子凸部甲开始向前压缩新的空气，挤压高压气体开始进入气缸出气管，高压气体进入燃烧室；燃料从喷油器喷出，火花塞点火，混合气体燃烧，压强增加，气体膨胀做功；气压转子转动的动力来自于做功转子。本发明的优点是：1直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩，方向始终如一，没有无用的运动，能量转化率高。2燃料燃烧产生的膨胀力作用于位于转子外围的做功转子凸部，驱动扭矩的力臂很长，驱动扭矩很大。3原理简单、构建少、调控容易、可靠性佳。4多个做功单元可以共用一个压缩单元，结构更加紧凑。5根据需要可以随意设计压缩单元的高度，达到增加进气量的目的。

Description

一种独立圧缩行程的转子发动机

技术领域

本发明设计涉及发动机领域，由于是具有独立圧缩行程的转子发动机。

背景技术

同转子发动机相比，往复运动式活塞发动机具有的缺点有：1活塞作无用的往复式运动。2曲柄连杆机构作无用的横向摆动。3燃烧膨胀力经过连杆传递，只有其中的一个分力推动曲轴的转动，且随着曲轴的角度不同这个分力大小也会变化。往复运动式活塞发动机的这些缺点使得能量转化率不高。

同一种独立圧缩行程的转子发动机相比，一般的转子发动机具有的缺点有：1燃烧室的形状为长线形，不利于完全燃烧，火焰传播路径较长．使得燃油的消耗增加。2转子发动机只能用点燃式，不能用压燃式，也就是不能采用柴油燃料。3驱动扭矩的力臂很短，使得有效转动扭矩很小。一般的转子发动机具有的这些缺点使得至今没有大量普及。

假如一种独立圧缩行程的转子发动机的气压转子、做功转子和ZL2014105998122活塞转子发动机的转子三者大小形状相同，以一种独立圧缩行程的转子发动机有四个气压转子凸部和四个做功转子凸部，ZL2014105998122活塞转子发动机有四个活塞为例，那么两台ZL2014105998122活塞转子发动机与一台一种独立圧缩行程的转子发动机总体积相同，一种独立圧缩行程的转子发动机，每旋转一周做功16次，压缩气体16次，一台ZL2014105998122活塞转子发动机每旋转一周做功8次，压缩气体8次，两台ZL2014105998122活塞转子发动机，每旋转一周做功16次，压缩气体16次，两者相当。但是，在ZL2014105998122活塞转子发动机中，环形气缸体中有八个气门挡板，气门挡板的上升下降由轨道盘控制，做功、压缩、进气、排气四个行程都在一个环形气缸体中进行；一种独立圧缩行程的转子发动机在做功单元中，同时进行压缩（最后一小阶段排出高压气）和进气，在压缩单元中，先在开始一小段进高压气、后做功和在进高压气、做功的同时排气，在燃烧缸壁中有四个挡板且挡板只上下运动一次。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，而提供一种独立圧缩行程的转子发动机。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种独立圧缩行程的转子发动机由压缩单元、做功单元和连接单元组成，压缩单元由气压转子、气缸盖、气缸、气缸出气管、气缸进气管和档板系统组成，做功单元由做功转子、燃烧缸、燃烧缸盖、燃烧缸出气管、燃烧缸进气管、档板系统、单向阀、喷油器和火花塞组成，连接单元由高压气连接管、主轴和螺栓组成；螺栓连接固定压缩单元和做功单元，高压气连接管一端连接气缸出气管，另一端连接燃烧缸进气管，主轴穿行于压缩单元和做功单元的中心；气压转子周边平均分布偶数个气压转子凸部；做功转子周边平均分布偶数个做功转子凸部；档板系统由两根拉簧、横板、档板组成，两根拉簧的上端连接横板，横板压在档板的上表面，两根拉簧的下端连接燃烧缸壁，档板的下表面接触气压转子或做功转子的侧面；单向阀由阀门、旋转轴和复位弹簧组成，阀门通过旋转轴活动连接在燃烧缸壁上，复位弹簧一端支撑于阀门的底部，另一端支撑于燃烧缸壁上；燃烧缸壁均匀分布偶数个构件集中区，每个区域包括喷油器、火花塞、燃烧缸出气管、燃烧缸进气管、单向阀和档板系统，喷油器和火花塞安装在燃烧缸壁内，燃烧缸出气管与燃烧缸进气管分别位于档板系统的两旁，单向阀在燃烧缸进气管内；气缸壁均匀分布偶数个构件集中区，每个区域包括气缸出气管、气缸进气管和档板系统，气缸出气管与气缸进气管分别位于档板系统的两旁；气压转子凸部、做功转子凸部、燃烧缸壁构件集中区和气缸壁构件集中区四者的数目相同；主轴的周边有一个主轴凸部；气压转子中心有气压转子主轴孔，气压转子主轴孔的周边有一个气压转子主轴孔凸部；做功转子中心有做功转子主轴孔，做功转子主轴孔的周边有一个做功转子主轴孔凸部。

（以一种独立圧缩行程的转子发动机有四个气压转子凸部和四个做功转子凸部，气压转子、做功转子顺时针旋转为例进行说明。）气压转子凸部甲经过丁区的档板后，气压转子凸部甲开始向前压缩新的空气，气压转子凸部甲到某一位置（这时，做功转子凸部A对准A区档板）后，挤压高压气体开始进入气缸出气管，高压气体进入燃烧室；气压转子凸部甲的后面一直都在为后一行程进入新的空气；气压转子凸部甲经过甲区的档板后，同上所示，依此类推。

做功转子凸部A经过A区档板，阀门开启，做功转子凸部A的后面开始进入高压气体，做功转子凸部A到某一位置（这时，气压转子凸部甲对准甲区的档板）后，结束进入高压气体，阀门关闭，燃料从喷油器喷出，火花塞点火，混合气体燃烧，压强增加，气体膨胀做功；做功转子凸部A经过A区档板后，做功转子凸部A向前挤压前一行程产生的废气，燃烧缸出气管一直都在排废气；做功转子凸部A经过B区档板后，同上所示，依此类推。

气压转子转动的动力来自于做功转子。

本发明的有益效果是：一、同往复运动式活塞发动机相比，一种独立圧缩行程的转子发动机具有的优点为：直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩，方向始终如一，没有无用的运动，能量转化率高。二、同一般转子发动机相比，一种独立圧缩行程的转子发动机具有的优点为：1燃烧室的形状为紧凑形，利于完全燃烧，火焰传播路径较短．使得燃油的消耗降低，能量利用率较高。2可以减小相对应的气压转子凸部与做功转子凸部之间的夹角，减小燃烧室的体积，增加压缩比，大大增加压缩气体的压强，再者，燃烧室只进行充入高压气体和燃烧做功两个过程，做功间歇时间短，燃烧室的温度较高，可以用压燃式，适用于用柴油。3燃料燃烧产生的膨胀力作用于位于转子外围的做功转子凸部，驱动扭矩的力臂很长，驱动扭矩很大。三、同ZL2014105998122活塞转子发动机相比，一种独立圧缩行程的转子发动机具有的优点为：1一种独立圧缩行程的转子发动机原理更简单、结构构建数量更少、调控更容易、可靠性更佳。2多个做功单元可以共用一个压缩单元，结构更加紧凑。3根据需要可以随意设计压缩单元的高度，达到增加进气量的目的。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1本发明纵切视图。

图2高压气连接管立体图。

图3主轴立体图。

图4气压转子立体图。

图5做功转子立体图。

图6档板系统立体图。

图7单向阀结构图。

图8至图14做功单元运转过程。

图15至图21压缩单元运转过程。

如图1至图15所示，其中：1—主轴、2—气缸盖、3—气缸、4—气压转子、5—燃烧缸、6—做功转子、7—螺栓、8—高压气连接管、9—主轴凸部、10—气压转子凸部、11—气压转子主轴孔凸部、12—气压转子主轴孔、13—做功转子主轴孔、14—做功转子主轴孔凸部、15—做功转子凸部、16—气缸壁、17—气缸出气管、18—气缸进气管、19—档板、20—拉簧、21—横板、22—旋转轴、23—燃烧缸壁、24—燃烧缸出气管、25—燃烧缸进气管、26—阀门、27—喷油器、28—火花塞、29—复位弹簧、30—燃烧缸盖。

具体实施方式

以一种独立圧缩行程的转子发动机有四个气压转子凸部（10）和四个做功转子凸部（15），气压转子（4）、做功转子（6）顺时针旋转为例进行说明。

一种独立圧缩行程的转子发动机由压缩单元、做功单元和连接单元组成，如图1所示。

压缩单元由气压转子（4）、气缸盖（2）、气缸（3）、气缸出气管（17）、气缸进气管（18）和档板系统组成，如图1和图15所示。

做功单元由做功转子（6）、燃烧缸（5）、燃烧缸盖（30）、燃烧缸出气管（24）、燃烧缸进气管（25）、档板系统、单向阀、喷油器（27）和火花塞（28）组成，如图1和图8所示。

连接单元由高压气连接管（8）、主轴（1）和螺栓（7）组成，螺栓（7）连接固定压缩单元和做功单元，如图1所示。

高压气连接管（8）一端连接气缸出气管（17），另一端连接燃烧缸进气管（25），如图2和图1所示。

主轴（1）的周边有一个主轴凸部（9），如图3所示；主轴（1）穿行于压缩单元和做功单元的中心，如图1所示。

气压转子（4）周边平均分布偶数个气压转子凸部（10），气压转子（4）中心有气压转子主轴孔（12），气压转子主轴孔（12）的周边有一个气压转子主轴孔凸部（11），如图4所示。

做功转子（6）周边平均分布偶数个做功转子凸部（15），做功转子（6）中心有做功转子主轴孔（13），做功转子主轴孔（13）的周边有一个做功转子主轴孔凸部（14），如图5所示。

档板系统由两根拉簧（20）、横板（21）和档板（19）组成，两根拉簧（20）的上端连接横板（21），横板（21）压在档板（19）的上表面，两根拉簧（20）的下端连接燃烧缸壁（23），档板（19）的下表面接触气压转子（4）或做功转子（6）的侧面，如图6和图10所示。

单向阀由阀门（26）、旋转轴（22）和复位弹簧（29）组成，阀门（26）通过旋转轴（22）活动连接在燃烧缸壁（23）上，复位弹簧（29）一端支撑于阀门（26）的底部，另一端支撑于燃烧缸壁（23）上，如图7所示。

燃烧缸壁（23）均匀分布A、B、C、D四个构件集中区，每个区域包括喷油器（27）、火花塞（28）、燃烧缸出气管（24）、燃烧缸进气管（25）、单向阀、档板系统，喷油器（27）和火花塞（28）安装在燃烧缸壁（23）内，燃烧缸出气管（24）与燃烧缸进气管（25）分别位于档板系统的两旁，单向阀在燃烧缸进气管（25）内，如图9所示。

气缸壁（16）均匀分布甲、乙、丙、丁、四个构件集中区，每个区域包括气缸出气管（17）、气缸进气管（18）和档板系统，气缸出气管（17）与气缸进气管（18）分别位于档板系统的两旁，如图16所示。

气压转子凸部（10）、做功转子凸部（15）、燃烧缸壁构件集中区和气缸壁构件集中区四者的数目相同。

在图8—图14中，气压转子凸部（10）甲经过丁区的档板（21）后，气压转子凸部（10）甲开始向前压缩新的空气，气压转子凸部（10）甲到某一位置（这时，做功转子凸部A对准A区档板）后，挤压高压气体开始进入气缸出气管（17），高压气体进入燃烧室；气压转子凸部（10）甲的后面一直都在为后一行程进入新的空气；气压转子凸部（10）甲经过甲区的档板（21）后，同上所示，依此类推。

在图15—图21中，做功转子凸部（15）A经过A区档板（21），阀门（26）开启，做功转子凸部（15）A的后面开始进入高压气体，做功转子凸部（15）A到某一位置（这时，气压转子凸部甲对准甲区的档板）后，结束进入高压气体，阀门（26）关闭，燃料从喷油器（27）喷出，火花塞（28）点火，混合气体燃烧，压强增加，气体膨胀做功；做功转子凸部（15）A经过A区档板（21）后，做功转子凸部（15）A向前挤压前一行程产生的废气，燃烧缸出气管（24）一直都在排废气；做功转子凸部（15）A经过B区档板（21）后，同上所示，依此类推。

在图15—图21中，气压转子（4）转动的动力来自于做功转子（6）。

在图8—图14、图15—图21中，随着转子的旋转，在拉簧（20）的作用下，档板（19）下降，档板（19）的底部与转子的侧面接触，档板（19）被挤压而上升。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种独立圧缩行程的转子发动机由压缩单元、做功单元和连接单元组成，其特征是：压缩单元由气压转子、气缸盖、气缸、气缸出气管、气缸进气管和档板系统组成，做功单元由做功转子、燃烧缸、燃烧缸盖、燃烧缸出气管、燃烧缸进气管、档板系统、单向阀、喷油器和火花塞组成，连接单元由高压气连接管、主轴和螺栓组成；螺栓连接固定压缩单元和做功单元，高压气连接管一端连接气缸出气管，另一端连接燃烧缸进气管，主轴穿行于压缩单元和做功单元的中心；气压转子周边平均分布偶数个气压转子凸部；做功转子周边平均分布偶数个做功转子凸部；档板系统由两根拉簧、横板、档板组成，两根拉簧的上端连接横板，横板压在档板的上表面，两根拉簧的下端连接燃烧缸壁，档板的下表面接触气压转子或做功转子的侧面；单向阀由阀门、旋转轴和复位弹簧组成，阀门通过旋转轴活动连接在燃烧缸壁上，复位弹簧一端支撑于阀门的底部，另一端支撑于燃烧缸壁上；燃烧缸壁均匀分布偶数个构件集中区，每个区域包括喷油器、火花塞、燃烧缸出气管、燃烧缸进气管、单向阀和档板系统，喷油器和火花塞安装在燃烧缸壁内，燃烧缸出气管与燃烧缸进气管分别位于档板系统的两旁，单向阀在燃烧缸进气管内；气缸壁均匀分布偶数个构件集中区，每个区域包括气缸出气管、气缸进气管和档板系统，气缸出气管与气缸进气管分别位于档板系统的两旁；气压转子凸部、做功转子凸部、燃烧缸壁构件集中区和气缸壁构件集中区四者的数目相同。

2.根据权利要求1所述的一种独立圧缩行程的转子发动机，其特征是：主轴的周边有一个主轴凸部。

3.根据权利要求1所述的一种独立圧缩行程的转子发动机，其特征是：气压转子中心有气压转子主轴孔，气压转子主轴孔的周边有一个气压转子主轴孔凸部。

4.根据权利要求1所述的一种独立圧缩行程的转子发动机，其特征是：做功转子中心有做功转子主轴孔，做功转子主轴孔的周边有一个做功转子主轴孔凸部。