CN106640367A - 一种具有弯筒或直筒形气缸的追逐转子型发动机结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有弯筒或直筒形气缸的追逐转子型发动机结构，其构成：四个具有弯筒或直筒形的气缸；四个与气缸相配的活塞；一对交叉的两端都连接气缸或活塞的可绕中心轴孔旋转的支架；一对分别安装固定在上述两个支架中心轴孔的同心轴；一对分别安装固定在同心轴的外轴和内轴的椭圆齿轮；与前述椭圆齿轮分别啮合的另一对椭圆齿轮且相互垂直固定于动力输出轴。该机构实现了每一配对的活塞在气缸内做相对往复运动，且气缸和活塞一起绕同心轴做变速旋转运动。通过气缸内燃料燃烧提供动力。该结构解决了易理偶式转子发动机密封性差而损失功率的问题，也避免了汪克尔发动机扭矩小问题，并具有不使用飞轮就可平稳输出动力的优点。

Description

一种具有弯筒或直筒形气缸的追逐转子型发动机结构

技术领域

本发明涉及发动机机械领域，特别涉及一种具有弯筒或直筒形气缸的追逐转子型发动机结构。

背景技术

目前，转子型发动机因为一些至今未解决的缺陷，未能普及应用，比如汪克尔发动机扭矩小，制造工艺复杂，磨损快等问题，还有易理偶式转子发动机密封性问题，造成功率损失严重，燃料浪费，排放环保性差；曲轴活塞型发动机虽然得到广泛的应用，但是还有提高的空间，比如低速扭矩输出小，动力输出不平稳，需要飞轮平衡动力输出，较为复杂的进排气机构，振动噪音大。

发明内容

本发明提供了一种具有弯筒或直筒形气缸的追逐转子型结构的发动机，该发动机很好解决了易理偶式转子发动机密封性问题，也避免了汪克尔发动机扭矩小问题，而且具备容积功率高，扭矩输出大，扭矩输出平稳，进排气机构简单，易于串并联组合等优点。

为达到上述目的，本发明提供技术方案包括以下构成部件：

四个具有弯筒或直筒形的气缸；四个与上述气缸相配对的活塞；一对相互交叉的两端都连接上述气缸或活塞的有中心轴孔且轴孔轴线与气缸或活塞轴线垂直的支架；一对分别安装固定在上述两个支架中心轴孔的同心轴；一对分别安装固定在上述一对同心轴的外轴和内轴的椭圆齿轮；另一对与上述两个椭圆齿轮分别啮合传动的用同一轴连接固定成十字垂直的椭圆齿轮。

该机构通过两队啮合的椭圆齿轮，实现每一工作配对的气缸和活塞在绕公共轴心转动的同时做变速追逐运动，即活塞在气缸内做相对往复运动，气缸和活塞一起绕公共轴心做变速旋转运动。和普通发动机一样通过气缸燃烧燃料提供动力，并由所述安装固定有一对十字垂直椭圆齿轮的轴输出动力。

所述的四个具有弯筒或直筒形的气缸，其特征在于，直筒形气缸的缸体内侧为圆柱形侧壁；弯筒形气缸的缸体内侧壁为弯曲管型；并且气缸一端面封闭，另一端面开口用以配合所述活塞插入，封闭一端可以设置进排气口和燃料喷嘴，并连接在所述支架一端。

所述的四个与气缸相配的活塞，其特征在于，所述活塞插入所述气缸中，活塞和气缸壁之间滑动面用活塞环进行密封并减少磨损，活塞在燃烧室背面的一端直接或通过连杆连接在所诉支架一端。

所述的一对交叉的两端都连接气缸或活塞的有中心轴孔且轴孔轴线与气缸或活塞轴线垂直的支架，其特征在于，所述支架中心具有轴孔，一个支架带有大轴孔，用于安装固定同心套轴的外空心轴，一个支架带有小轴孔用于安装固定同心轴的内轴；其特征在于，所述支架两端都装有所述气缸或活塞，两个支架分别围绕中心轴线可独立转动，并且重叠交叉排列，使得安装的气缸或活塞，可以绕同心轴线转动，并且气缸和活塞的中心轴线，在同一旋转平面内。

所述的一对分别连接上述一对支架的同心轴，其特征在于，外轴为空心轴，套在内轴上，外轴一端安装固定在所述一对支架之一的中心轴孔上，按要求角度与支架固定，另一端按固定角度安装固定一椭圆齿轮，所述支架与所述齿轮通过外轴连接固定，可以绕轴中心共同转动；内轴穿入外轴空心内腔中，可以在内腔中自由转动，内轴两端分别伸出外轴的两端，其一端安装固定在所述一对支架之另一支架中心轴孔内，并按要求角度固定，而内轴的另一端，按要求的角度安装固定一个椭圆齿轮，所安装齿轮和支架通过内轴连接固定，可以绕同心轴心线，一起转动。

所述的一对分别连接上述一对同心轴的椭圆齿轮，其特征在于，所述椭圆齿轮分别安装在同心轴的内轴和外轴的一端，并且相邻，两个椭圆齿轮可以分别绕同心轴轴心线转动，两个椭圆齿轮的模数，齿数，椭圆度都相同，两个椭圆齿轮长轴相互垂直时，所述两个支架也相互垂直。

所述的另一对与上述一对椭圆齿轮分别啮合传动的用同轴连接固定成十字垂直的椭圆齿轮，其特征在于，两个椭圆齿轮具有前述连接固定于两个同心轴上的两个椭圆齿轮相同的齿数，模数，椭圆度；两个椭圆齿轮固定安装在同一轴上，长轴始终相互垂直，与其固定轴一起绕轴心转动；两个椭圆齿轮分别与前述连接固定于两个同心轴上的两个椭圆齿轮配对啮合；所述固定轴为发动机动力输出轴。

所述的动力输出轴，其特征在于，不需要安装飞轮，就可以得到平稳的动力输出。

本机构工作原理：

前述椭圆齿轮机构及轴系，提供了所述一对支架变角速度运转：当动力输出轴做匀速转动时，安装固定于其上长轴成十字垂直的两个相邻椭圆齿轮也同步绕轴心线做匀速圆周运动，当其中一个椭圆齿轮的长轴齿与固定在其中一个同心轴上的椭圆齿轮的短轴齿相互啮合时，短轴啮合的椭圆齿轮做最大角速度的转动，反则反之，因此，该同心轴由固定于其上的椭圆齿轮带动，做周期性的角变速转动，一周内，其角速度会从最慢到最快变化两次，安装固定于另一端的支架和支架两端的气缸和/或活塞，一周内从最快到最慢，变化两次，即最慢→最快→最慢→最快；同理，另一对啮合的椭圆齿轮组使得另一支架两端的气缸和/或活塞，一周内从最快到最慢，变化两次，因为动力输出轴上的两个椭圆齿轮成十字垂直，前述两组部件运动相位正好相反，其结果使得配成工作对的气缸和活塞，一周内做接近离开运动两次，相当于气缸活塞工作四个冲程。四对气缸活塞相差一个象限地，每周都分别完成四个冲程的做功。对于四个冲程的发动机，曲柄连杆型需要转两周完成一次做功，本机构只用一周完成一次做功。四组气缸，转一周，相当于八个气缸的普通发动机转一周的做功，因此，本机构容积功率比普通发动机大一倍。同理，因为每个气缸一周做功一次，扭矩输出比普通发动机平稳一倍，在加上本机构运动件的对称性，动平衡更好，振动噪音也会更小。气缸体内燃烧，气体膨胀力与同心轴心有较大的力臂，因此输出扭矩很大。低速功率大，更有利于汽车变速比设计。优选地，气缸与活塞之间，采用活塞环密封解决了易理偶式转子发动机密封性问题。优选地，不需要复杂的进排气系统，并且容易实现进排气正时调整，改善工艺性和成本。优选地，做功发热部件都在做圆周运动，有利于散热，改善工艺性，降低成本。

附图说明：

图1为本发明一种具有弯筒形气缸的追逐转子型发动机结构简图；图2为本发明具有弯筒形气缸的追逐转子型发动机结构的一种变体简图；图3为本发明一种具有直筒形气缸的追逐转子型发动机的结构简图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图1对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例和附图2，附图3中的描述实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种具有弯筒形气缸的追逐转子型发动机结构，该机构通过增加进排气机构，燃料供给系统，主体外壳及支撑结构，形成一种新型的追逐转子型发动机系统。其中，请参考图1，本发明一种具有直筒形气缸的追逐转子型发动机的结构包括：四个具有纵剖面为弯筒或直筒形的气缸；四个与气缸相连或相配的活塞；一对成交叉十字的两端都连接气缸或活塞的可绕中心轴孔旋转支架；一对分别连接上述一对支架的同心轴；一对分别连接上述一对同心轴的椭圆齿轮；另一对与上述一对椭圆齿轮分别啮合传动的用同轴连接固定成十字垂直的椭圆齿轮。该机构通过两队啮合的椭圆齿轮，实现每一工作配对的气缸和活塞在绕公共轴心转动的同时做变速追逐运动，即活塞在气缸内做相对往复运动，气缸和活塞一起绕公共轴心做变速旋转运动。具体地，如图1所示，本发明采用上述结构的一种发动机实施例的基本构成： 弯筒形气缸1与弯筒形活塞2通过接触面的活塞环组合配对，形成一组燃烧做功单元，本示例共有四组该单元；弯筒形气缸1通过支架11和同心轴的外轴5相连接固定，同心外轴5另一端安装固定椭圆齿轮6，形成共同绕同心轴线旋转的单元，下述用单元A表示；弯筒形活塞2通过支架7与同心轴的内轴3相连接固定，内轴3固定连接椭圆齿轮4，形成共同绕同心轴线旋转另一单元，下述用单元B表示；椭圆齿轮6与椭圆齿轮8啮合传动；椭圆齿轮4与椭圆齿轮9啮合传动；椭圆齿轮8，9长轴相互垂直安装固定在同一轴10上，形成单元，下述为C，轴10即为动力输出轴。以上机构配以燃料供给，进排气，润滑，支撑及壳体等系统，就形成了一种新型的追逐转子式发动机系统。显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。本实施例的工作原理：单元C在围绕轴心线做匀速转动时，因椭圆齿轮的变速传动以及椭圆齿轮8，9长轴相互垂直，使得单元A和B，做相位相反的变速转动。即单元A转动最快时，单元B转动最慢，这样，气缸1和活塞2，在共同围绕同心轴线转动时，相对做接近和离开的运动，即活塞2在气缸1内，做往复式滑动。输出轴10，也就是单元C运转一周，单元A由快到慢变化两次，同理单元B由慢到快变化两次，对于做功单元弯筒形气缸1与弯筒形活塞2，完成四冲程动作，其他3个做功单元相同，只是相位相差90度。这样，每个做功单元，在圆周的同样位置，完成同样冲程。比如四冲程发动机，在第一象限吸气，第二象限压缩，第三象限燃烧爆发，第四象限排气。总之，每对气缸活塞一周完成四个冲程，比曲柄连杆方式快一倍，因此，有着比普通发动机高一倍的容积功率，平稳一倍的扭矩输出。本实例中因机构动平衡非常好，单元C可以取代普通发动机的飞轮作用，因此不需要单独的飞轮结构。

图2是图1的变种，不另作详述。

图3是直筒形气缸，活塞添加连杆铰链连接，以适应气缸活塞间相对直线运动。其特点是可以采用目前的气缸和活塞的部分设计，工艺成熟，减少开发设计成本。

Claims (9)

1.一种具有弯筒或直筒形气缸的追逐转子型发动机结构，其特征在于，包括以下部件：四个具有弯筒或直筒形的气缸；四个与气缸相配的活塞；一对交叉的两端都连接气缸或活塞的可绕中心轴孔旋转的支架；一对分别安装固定在上述两个支架中心轴孔的同心轴；一对分别安装固定在上述（同心轴组）外轴和内轴的椭圆齿轮；另一对与上述两个椭圆齿轮分别啮合传动的用同一轴连接固定成十字垂直的椭圆齿轮。

2.根据权利要求1所述的四个具有弯筒或直筒形的气缸，其特征在于，直筒形缸体内侧为柱形燃烧室腔体；弯筒形缸体内侧为弯管行燃烧室腔体；所述气缸都是一端面封闭，另一端面开口用以配合活塞插入，封闭一端可以设置进排气口和燃料喷嘴。

3.根据权利要求1所述的四个与气缸相配的活塞，其特征在于，所述活塞插入所述气缸中，活塞和气缸壁之间滑动面用活塞环进行密封并减少磨损。

4.根据权利要求1所述的一对交叉的两端都连接气缸或活塞的可绕中心轴孔旋转的支架，其特征在于，所述支架中心具有轴孔，一个支架带有大轴孔，用于安装同心套轴的外空心轴；一个支架带有小轴孔用于安装同心轴的内轴。

5.其特征在于，所述支架两端都装有所述气缸或活塞，两个支架分别围绕中心轴线可独立转动，并且重叠交叉排列，使得安装的气缸活塞，可以绕同心轴线转动，并且气缸和活塞的中心线，在同一旋转平面内。

6.根据权利要求1所述的一对分别连接上述一对支架的同心轴，其特征在于，外轴为空心轴，套在内轴上，外轴一端安装在所述一对支架之一的中心轴孔上，按要求角度与支架固定，另一端按固定角度安装一椭圆齿轮，所述支架与所述齿轮通过外轴连接，可以绕轴中心共同转动；内轴穿入外轴空心内腔中，可以在内腔中自由转动，内轴两端分别伸出外轴的两端，其一端安装在所述一对支架之另一支架中心轴孔内，并按要求角度固定，而内轴的另一端，按要求的角度安装固定一个椭圆齿轮，所安装齿轮和支架通过内轴连接，可以绕同心轴心线，一起转动。

7.根据权利要求1所述的一对分别连接上述一对同心轴的椭圆齿轮，其特征在于，所述椭圆齿轮如权利要求6之描述，分别安装在同心轴的内轴和外轴的一端，并且相邻，两个椭圆齿轮可以分别绕同心轴轴心线转动，两个椭圆齿轮的模数，齿数，椭圆度都相同，两个椭圆齿轮长轴相互垂直时，所述两个支架也相互垂直。

8.根据权利要求1所述的另一对与上述一对椭圆齿轮分别啮合传动的用同轴连接固定成十字垂直的椭圆齿轮，其特征在于，两个椭圆齿轮具有权利要求7所述的两个椭圆齿轮相同的齿数，模数，椭圆度；两个椭圆齿轮固定安装在同一轴上，长轴始终相互垂直，与其固定轴一起绕轴心转动；两个椭圆齿轮分别与权利要求7所述的两个椭圆齿轮配对啮合；所述固定轴为发动机动力输出轴。

9.根据权利要求8所述的动力输出轴，其特征在于，不需要安装飞轮，就可以得到平稳的动力输出。