CN107366573A - 转缸发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转缸发动机，包括壳体、转缸、输出轴以及活塞组件。壳体包括第一缸体、第二缸体，第一缸体的侧壁上沿周圈设有进气口、点火口、排气口。转缸可转动地设置在第一缸体内，点火口相对进气口在转缸的转动方向上错开，排气口相对点火口在转缸的转动方向上错开。输出轴可转动地设置在第二缸体内，转缸的转动轴线与输出轴的转动轴线垂直。活塞组件包括活塞本体以及连杆，活塞本体可在转缸内轴向第一位置、第二位置之间移动地设置，并与转缸的内壁面转动配合，连杆的另一端与输出轴转动连接，活塞组件轴向移动时带动输出轴循环转动。带有可转动的转缸的发动机结构简单，成本较低，只需要在转缸上开设一个孔即可满足发动机的四个行程的工作。

Description

转缸发动机

技术领域

本发明涉及发动机，更具体地说，涉及一种转缸发动机。

背景技术

相关技术中的发动机通常为在吸气、点火等动作下带动活塞在缸体内移动，活塞直接与缸体的内壁面配合，体积会较大，动力输出有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种转缸发动机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种转缸发动机，包括壳体、转缸、输出轴以及活塞组件；

所述壳体包括第一缸体、第二缸体，所述第一缸体、第二缸体的内腔连通，所述第一缸体的侧壁上沿周圈设有进气口、点火口、排气口；

所述转缸可转动地设置在所述第一缸体内，所述点火口相对所述进气口在所述转缸的转动方向上错开，所述排气口相对所述点火口在所述转缸的转动方向上错开；

所述输出轴可转动地设置在所述第二缸体内，所述转缸的转动轴线与所述输出轴的转动轴线垂直；

所述活塞组件包括活塞本体以及一端与所述活塞本体转动连接的连杆，所述活塞本体可在所述转缸内轴向第一位置、第二位置之间移动地设置，并与所述转缸的内壁面转动配合，所述连杆的另一端与所述输出轴转动连接，在所述活塞组件轴向循环移动时带动所述输出轴循环转动；

所述转缸与所述输出轴相对的一端与所述输出轴配合，在所述输出轴转动时带动所述转缸在所述第一缸体内转动，所述输出轴到所述转缸的输出比为2n：1，其中n为1，2……；

所述转缸上设有气流口，所述气流口位于所述活塞本体的轴向活动区间外，且位于远离所述第二位置一侧，所述第一位置靠近所述气流口，所述第二位置靠近所述输出轴，在所述转缸转动到对应位置时，所述气流口分别与所述进气口、点火口、排气口连通；

在所述活塞本体位于所述第一位置时，所述进气口与所述气流口连通或隔断，所述活塞本体位于所述第二位置时，所述进气口与所述点火口或排气口连通。

优选地，所述点火口相对所述进气口在所述转缸的转动方向上错开180°，所述排气口相对所述点火口在所述转缸的转动方向上错开90°，所述输出轴到所述转缸的输出比为2：1。

优选地，所述转缸和所述输出轴之间啮合配合。

优选地，所述转缸和所述输出轴上分别设有伞形齿轮，所述转缸上的伞形齿轮和所述输出轴上的伞形齿轮啮合配合。

优选地，所述输出轴与所述连杆对应的端面沿轴向伸出设置有转轴，所述转轴的轴线偏离所述输出轴的轴线，且所述转轴的轴线与所述输出轴的轴线平行，所述连杆上设有套设到所述转轴上的转动孔，所述转动孔与所述转轴转动配合。

优选地，所述壳体的侧壁上设有循环孔，所述活塞本体隔离在所述循环孔的内端和所述气流口之间，所述循环孔的外端与所述进气口连通；

所述壳体上设有控制所述循环孔开关的阀门，所述活塞本体在由所述第一位置向所述第二位置移动时，所述循环孔打开，所述活塞本体在由所述第二位置向所述第一位置移动时，所述循环孔关闭。

优选地，所述阀门包括可转动地设置在所述壳体内侧的挡片，所述挡片上设有与所述循环孔对应的通孔。

优选地，所述挡片的转动轴线与所述输出轴的转动轴线同轴；

所述输出轴和/或所述连杆与所述挡片配合，带动所述挡片转动。

优选地，所述转缸包括筒状本体以及设置在所述筒状本体一端的端盖，所述气流口形成于所述端盖上。

优选地，所述端盖与所述筒状本体相背的一侧沿轴向伸出设有转动轴，所述气流口的一端位于所述转动轴的外圈侧面，另一端贯穿至所述端盖的内侧面，与所述活塞本体相对。

实施本发明的转缸发动机，具有以下有益效果：本发明带有可转动的转缸的发动机结构简单，成本较低，转缸内腔作为活塞本体移动的空间，只需要在转缸上开设一个孔即可满足发动机的四个行程的工作。

另外，壳体侧壁上的循环孔与进气口连通，在活塞本体移动过程中，在循环孔和进气口之间产生高压气体，高压气体会由进气口进入到转缸，带动活塞本体由第一位置向第二位置移动，高压气体产生的压力会较大，增加对活塞本体的冲击力，也使得发动机的马力更大，进而可以使相同马力的发动机的体积做的更小。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中的转缸发动机的活塞组件在第一位置时的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例中的转缸发动机的活塞组件在第二位置时的剖面结构示意图；

图3是图1中的活塞本体的立体示意图；

图4是图1中的转缸的剖面示意图；

图5是图1中的转缸的立体示意图；

图6是图1中的输出轴的立体示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明一个优选实施例中的转缸发动机包括壳体1、转缸2、输出轴3以及活塞组件4。

壳体1包括第一缸体11、第二缸体12，第一缸体11、第二缸体12的内腔连通，能让输出轴3和活塞组件4之间连接传动。第一缸体11的侧壁上沿周圈设有进气口111、点火口、排气口，进气口111可让气体进入转缸2，点火口可对进入转缸2内的油气混合气体点火，排气口可使燃烧后的气体从转缸2内排出。

转缸2可转动地设置在第一缸体11内，点火口相对进气口111在转缸2的转动方向上错开，排气口相对点火口在转缸2的转动方向上错开，在转缸2转动过程中，可以让转缸2上的气流口21依次与进气口111、点火口、排气口连通。

输出轴3可转动地设置在第二缸体12内，转缸2的转动轴线与输出轴3的转动轴线垂直。

进一步地，结合图3所示，活塞组件4包括活塞本体41以及一端与活塞本体41转动连接的连杆42。活塞本体41可在转缸2内轴向第一位置A、第二位置B之间移动地设置，并与转缸2的内壁面转动配合，在转缸2转动时，不会对活塞本体41的周向位置造成影响。活塞本体41与转缸2的内壁面之间密封，将转缸2的内腔隔离。

连杆42的另一端与输出轴3转动连接，在活塞组件4轴向循环移动时带动输出轴3循环转动。

转缸2与输出轴3相对的一端与输出轴3配合，在输出轴3转动时带动转缸2在第一缸体11内转动。输出轴3到转缸2的输出比为2n：1，其中n为1，2……等整数，可以在输出轴3转动两圈或两圈的整数倍时，转缸2转动一圈。

转缸2上设有气流口21，气流口21位于活塞本体41的轴向活动区间外，且位于远离第二位置B一侧，第一位置A靠近气流口21，第二位置B靠近输出轴3。在转缸2转动到对应位置时，气流口21分别与进气口111、点火口、排气口连通。

在活塞本体41位于第一位置A时，气流口21与进气口111连通或与点火口连通，活塞本体41位于第二位置B时，气流口21被隔断或与排气口连通。

发动机有吸气、压缩、点火、排气四个行程，在使用时，活塞本体41通常先处于第一位置A，进气口111与气流口21连通，使汽化的油和空气的油气混合气体进入到第一缸体11推动活塞本体41向第二位置B移动，即完成吸气行程。

活塞本体41在第二位置B时，气流口21被隔断，当活塞本体41再由第二位置B向第一位置A移动时，之前吸入的油气混合气体被压缩，完成压缩行程。

当活塞本体41重新到达第一位置A时，气流口21与点火口连通，让火花塞从点火口对吸入的油气混合气体放电，使油气混合气体燃烧爆炸。在爆炸力的推动下，再推动活塞本体41向第二位置B移动，输出爆炸产生的能量，对外做功，完成点火行程。

活塞本体41到第二位置B后，需要重新向第一位置A移动，气流口21与排气口连通，将燃烧产生的气体排出，完成排气行程。

带有转缸2的发动机结构简单，成本较低，转缸2内腔作为活塞本体41移动的空间，只需要在转缸2上开设一个孔即可满足发动机的四个行程的工作，点火时也可以不用高压点火，可以采用带有白金丝的热火头点火。

优选地，点火口的中心相对进气口111的中心在转缸2的转动方向上错开180°，排气口的中心相对点火口的中心在转缸2的转动方向上错开90°，输出轴3到转缸2的输出比为2：1。在发动机向外做功的一个周期中，输出轴3在活塞组件4的带动下转动两圈，输出轴3转动两圈，可以带动转缸2转动一整圈。

在其他实施例中，也可为输出轴3转动两圈的整数倍时，带动转缸2转动一圈，对应地，则要在第一缸体11上设置对应组数的进气口111、点火口、排气口，让转缸2在发动机的每一做功周期，均能正常工作。

在一些实施例中，结合图4、图5所示，转缸2包括筒状本体22以及设置在筒状本体22一端的端盖23，气流口21形成于端盖23上。进一步地，端盖23与筒状本体22相背的一侧沿轴向伸出设有转动轴231，气流口21的一端位于转动轴231的外圈侧面，另一端贯穿至端盖23的内侧面，与活塞本体41相对。

在转缸2转动过程中，气流口21的内端始终与活塞本体41相对，保证气流的顺畅。在其他实施例中，气流口21也可直接形成于筒状本体22的侧壁上。

进一步地，结合图6所示，输出轴3与连杆42对应的端面沿轴向伸出设置有转轴31，转轴31的轴线偏离输出轴3的轴线，且转轴31的轴线与输出轴3的轴线平行。连杆42上设有套设到转轴31上的转动孔421，转动孔421与转轴31转动配合。在活塞本体41移动过程中，连杆42随活塞本体41移动并摆动，带动输出轴3转动。在其他实施例中，连杆42和输出轴3之间也可采用凸轮机构，带动输出轴3转动。

再如图1、图2所示，在一些实施例中，转缸2和输出轴3之间啮合配合。优选地，转缸2和输出轴3上分别设有伞形齿轮5，转缸2上的伞形齿轮5和输出轴3上的伞形齿轮5啮合配合。在其他实施例中，也可为直接在转缸2的周圈和输出轴3的周圈设置啮合齿。

在一些实施例中，壳体1的侧壁上设有循环孔13，活塞本体41隔离在循环孔13的内端和气流口21之间，循环孔13的外端与进气口111连通。

壳体1上设有控制循环孔13开关的阀门6，活塞本体41在由第一位置A向第二位置B移动时，循环孔13打开，活塞本体41在由第二位置B向第一位置A移动时，循环孔13关闭。

在进行吸气行程时，转缸2的气流口21与进气口111连通，循环孔13打开，转缸2内位于活塞本体41两侧的空间会被连通起来，活塞本体41从第一位置A向第二位置B移动，活塞本体41靠近输出轴3一侧的气体会由循环孔13向进气口111压缩。

在进行压缩行程时，转缸2的气流口21隔断，循环孔13关闭。在活塞本体41从第二位置B向第一位置A移动时，活塞本体41靠近输出轴3一侧重新进入气体。

在进行点火行程时，气流口21与点火口连通，循环孔13打开，活塞本体41从第一位置A向第二位置B移动，活塞本体41靠近输出轴3一侧的气体会继续由循环孔13向进气口111压缩，在循环孔13和进气口111之间形成高压气体。

在下一吸气行程时，循环孔13和进气口111之间形成高压气体会由进气口111进入到转缸2，带动活塞本体41由第一位置A向第二位置B移动，高压气体产生的压力会较大，增加对活塞本体41的冲击力，也使得发动机的马力更大，进而可以使相同马力的发动机的体积做的更小。

阀门6包括可转动地设置在壳体1内侧的挡片61，挡片61上设有与循环孔13对应的通孔611。

优选地，挡片61的转动轴231线与输出轴3的转动轴231线同轴，输出轴3或连杆42与挡片61配合，可以由输出轴3或连杆42带动挡片61转动，也可同时由输出轴3和连杆42带动挡片61转动。

优选地，转轴31伸出的端部与挡片61配合，在转轴31转动时带动挡片61转动。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种转缸发动机，其特征在于，包括壳体（1）、转缸（2）、输出轴（3）以及活塞组件（4）；

所述壳体（1）包括第一缸体（11）、第二缸体（12），所述第一缸体（11）、第二缸体（12）的内腔连通，所述第一缸体（11）的侧壁上沿周圈设有进气口（111）、点火口、排气口；

所述转缸（2）可转动地设置在所述第一缸体（11）内，所述点火口相对所述进气口（111）在所述转缸（2）的转动方向上错开，所述排气口相对所述点火口在所述转缸（2）的转动方向上错开；

所述输出轴（3）可转动地设置在所述第二缸体（12）内，所述转缸（2）的转动轴线与所述输出轴（3）的转动轴线垂直；

所述活塞组件（4）包括活塞本体（41）以及一端与所述活塞本体（41）转动连接的连杆（42），所述活塞本体（41）可在所述转缸（2）内轴向第一位置（A）、第二位置（B）之间移动地设置，并与所述转缸（2）的内壁面转动配合，所述连杆（42）的另一端与所述输出轴（3）转动连接，在所述活塞组件（4）轴向循环移动时带动所述输出轴（3）循环转动；

所述转缸（2）与所述输出轴（3）相对的一端与所述输出轴（3）配合，在所述输出轴（3）转动时带动所述转缸（2）在所述第一缸体（11）内转动，所述输出轴（3）到所述转缸（2）的输出比为2n：1，其中n为1，2……；

所述转缸（2）上设有气流口（21），所述气流口（21）位于所述活塞本体（41）的轴向活动区间外，且位于远离所述第二位置（B）一侧，所述第一位置（A）靠近所述气流口（21），所述第二位置（B）靠近所述输出轴（3），在所述转缸（2）转动到对应位置时，所述气流口（21）分别与所述进气口（111）、点火口、排气口连通；

在所述活塞本体（41）位于所述第一位置（A）时，所述进气口（111）与所述气流口（21）连通或隔断，所述活塞本体（41）位于所述第二位置（B）时，所述进气口（111）与所述点火口或排气口连通。

2.根据权利要求1所述的转缸发动机，其特征在于，所述点火口相对所述进气口（111）在所述转缸（2）的转动方向上错开180°，所述排气口相对所述点火口在所述转缸（2）的转动方向上错开90°，所述输出轴（3）到所述转缸（2）的输出比为2：1。

3.根据权利要求1所述的转缸发动机，其特征在于，所述转缸（2）和所述输出轴（3）之间啮合配合。

4.根据权利要求3所述的转缸发动机，其特征在于，所述转缸（2）和所述输出轴（3）上分别设有伞形齿轮（5），所述转缸（2）上的伞形齿轮（5）和所述输出轴（3）上的伞形齿轮（5）啮合配合。

5.根据权利要求1所述的转缸发动机，其特征在于，所述输出轴（3）与所述连杆（42）对应的端面沿轴向伸出设置有转轴（31），所述转轴（31）的轴线偏离所述输出轴（3）的轴线，且所述转轴（31）的轴线与所述输出轴（3）的轴线平行，所述连杆（42）上设有套设到所述转轴（31）上的转动孔（421），所述转动孔（421）与所述转轴（31）转动配合。

6.根据权利要求1或5所述的转缸发动机，其特征在于，所述壳体（1）的侧壁上设有循环孔（13），所述活塞本体（41）隔离在所述循环孔（13）的内端和所述气流口（21）之间，所述循环孔（13）的外端与所述进气口（111）连通；

所述壳体（1）上设有控制所述循环孔（13）开关的阀门（6），所述活塞本体（41）在由所述第一位置（A）向所述第二位置（B）移动时，所述循环孔（13）打开，所述活塞本体（41）在由所述第二位置（B）向所述第一位置（A）移动时，所述循环孔（13）关闭。

7.根据权利要求6所述的转缸发动机，其特征在于，所述阀门（6）包括可转动地设置在所述壳体（1）内侧的挡片（61），所述挡片（61）上设有与所述循环孔（13）对应的通孔（611）。

8.根据权利要求7所述的转缸发动机，其特征在于，所述挡片（61）的转动轴（231）线与所述输出轴（3）的转动轴（231）线同轴；

所述输出轴（3）和/或所述连杆（42）与所述挡片（61）配合，带动所述挡片（61）转动。

9.根据权利要求1所述的转缸发动机，其特征在于，所述转缸（2）包括筒状本体（22）以及设置在所述筒状本体（22）一端的端盖（23），所述气流口（21）形成于所述端盖（23）上。

10.根据权利要求9所述的转缸发动机，其特征在于，所述端盖（23）与所述筒状本体（22）相背的一侧沿轴向伸出设有转动轴（231），所述气流口（21）的一端位于所述转动轴（231）的外圈侧面，另一端贯穿至所述端盖（23）的内侧面，与所述活塞本体（41）相对。