CN107654291A - 圆筒转子发动机 - Google Patents

Abstract

一种圆筒转子发动机，其内、外定子筒(1a)、(1b)之间的环形夹层的一端由及定子端盖(1)封闭、另一端敞开，内定子筒中心设有的主轴(2)上设一偏心轴(2a)，偏心轴上支承的转子筒(3)的一端由转子端盖(3a)封闭、另一端敞开并插入内、外定子筒之间，转子筒壁上插有一组径向的隔板(4)，将转子筒与外定子筒之间的夹层分割成若干空腔，内、外定子筒口端与转子端盖、转子筒口端与定子端盖、隔板与其周边所接触的零件之间，均为滑动密封配合，各空腔设进气门(5)、排气门(6)和火花塞(7)。各空腔容积随主轴转动发生周期性胀缩，完成吸气、压缩、做功、排气行程，带动主轴做功。其功率大、体积小、结构简单。

Description

圆筒转子发动机

技术领域：本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种圆筒转子发动机。

背景技术

往复式活塞发动机的往复运动件多，曲柄连杆机构笨重，体积、重量大，磨损快、功耗多。通过广泛检索，尚未发现与本发明相同的技术方案。

发明内容

本发明的目的就是为克服往复式活塞发动机结构不合理造成体积、重量大，效率低的缺陷，而提供的一种圆筒转子发动机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种圆筒转子发动机，包括定子和转子，定子包括一圆环形的定子端盖和同心的内定子筒、外定子筒，内、外定子筒之间的环形夹层的一端由定子端盖封闭、另一端敞开，与定子同心的设一主轴，其上设一偏心轴，转子包括一转子筒和与其同心并大于其直径的转子端盖，转子端盖位于定子端盖的对侧并支承于偏心轴上，转子筒的一端由转子端盖封闭，另一端敞开并插入内、外定子筒之间的环形夹层，直至其口端贴紧定子端盖的内壁且使内、外定子筒的口端贴紧转子端盖的内壁，在转子筒壁上均布的插有一组径向的隔板并做滑动配合，各隔板轴向的两端分别与定子端盖和转子端盖的内壁贴合，径向的两端分别与内定子筒的外壁和外定子筒的内壁贴合，且将内、外定子筒与隔板配合的壁面均制成平面，以增强其配合的密封性和耐磨性。一组隔板将转子筒与内、外转子筒之间形成的内、外两个环形夹层，分割成两组空腔(转子筒内侧一组、外侧一组，各组的空腔数与隔板数相同)，各空腔由其周边的各零件共同封闭。主轴通过偏心轴、转子端盖带动转子筒绕主轴心平动，转子筒又带动各隔板沿着内、外定子筒壁往复平动，使上述各空腔的容积产生周期性的胀缩，故可实现吸气、压缩、做功、排气功能，可用作发动机的汽缸，本方案只选取转子筒外侧的一组空腔作为汽缸，为此在各相邻的隔板之间的外定子筒的外壁上各设一组进气门、排气门和火花塞，使转子筒外侧的各空腔各通有一组进、排气门和火花塞，组成一台多缸发动机。其隔板数决定了发动机汽缸的数量、大小和形状，隔板数最少为三个，一般为四—-六个，随着定子的增大，隔板数相应递增，以避免汽缸尺寸过大、形状过狭而不利燃烧。

在上述主要技术方案的基础上，可以增加以下进一步完善的技术方案：

将其转子筒内侧的一组封闭空腔也取作发动机的汽缸，为此在其各相邻的隔板之间的内定子筒的内壁上各设一组进气门、排气门和火花塞，使转子筒内侧的各空腔各通有一组进、排气门和火花塞，形成一组内层汽缸，连同原来的一组外层汽缸，组成一台两层汽缸发动机。

本发明的有益效果是：由于采用本方案，发动机无曲柄连杆机构，可直接输出旋转动力，构造简单、结构紧凑，消极质量、有害惯性、机械振动、磨损及功耗均小。

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为实施例1的主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3-8为实施例1的主轴转动两周的工作原理的示意图；

图9为实施例2的主视图；

图10为图9的A-A剖视图；

图11为实施例2的转子筒的内侧的一个汽缸做功的情形。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2所示，一种圆筒转子发动机，包括定子和转子，定子包括一圆环形的定子端盖1和同心的内定子筒1a、外定子筒1b，内、外定子筒之间的环形夹层的一端由定子端盖封闭、另一端敞开，与定子同心的设一主轴2，其上设一偏心轴2a，转子包括一转子筒3和与其同心并大于其直径的转子端盖3a，转子端盖位于定子端盖的对侧并支承于偏心轴上，转子筒的一端由转子端盖封闭，另一端敞开并插入内、外定子筒之间的环形夹层，直至其口端贴紧定子端盖的内壁且使内、外定子筒的口端贴紧转子端盖的内壁，在转子筒壁上均布的插有四个径向的隔板4并做滑动配合，各隔板轴向的两端分别与定子端盖和转子端盖的内壁贴合，径向的两端分别与内定子筒的外壁和外定子筒的内壁贴合，且将内、外定子筒与隔板配合的壁面均制成平面，以增强其配合的密封性和耐磨性。四个隔板将转子筒与内、外转子筒之间形成的内、外两个环形夹层，分割成八个空腔(转子筒内侧四个、外侧四个)，各空腔由其周边的各零件共同封闭。当主轴转动时带动偏心轴，偏心轴带动转子端盖及转子筒，转子筒又带动各隔板运动，因每个隔板径向的两端分别与内、外定子筒上的两个被制成平面的壁面贴合而产生了约束，只能允许隔板沿内、外定子筒的平面式的壁面进行平动，而无法产生转动，而隔板的这种特性又约束了被其插入的转子筒，使之无法自转及绕主轴心转动、而只能产生绕主轴心的平动。当转子筒绕主轴心平动时，带动隔板沿着内、外定子筒壁往复平动，并且，隔板与其周边的所接触的零件，转子筒口端与定子端盖，内、外定子筒口端与转子端盖之间，均产生滑动密封配合，也使上述各空腔的容积随之产生周期性的胀缩，故可实现吸气、压缩、做功、排气功能，可用作发动机的汽缸，本实施例只选取转子筒外侧的四个空腔作为汽缸(图1中的G1-G4)，为此在各相邻的隔板之间的外定子筒的外壁上各设一组进气门5、排气门6和火花塞7，使转子筒外侧的四个空腔各通有一组进、排气门和火花塞，组成一台四缸发动机。下面以G1汽缸为例，结合图3-8，对其工作原理进一步说明：

发动机启动时，启动电机(图中未画出)带动主轴2顺时针转动，主轴带动偏心轴2a(轴心O1)绕主轴心O转动，偏心轴带动转子端盖3a及转子筒3绕主轴心进行顺时针的圆周性平动，转子筒且推动各隔板4做出适应性的往复平动，转子筒外侧的各汽缸的容积也随之产生周期性的胀缩：

转动至图3所示位置，G1汽缸的排气门6呈关闭状，汽缸容积最小并渐增、汽缸进气门5开启、开始吸入混合气；

转动至图4所示位置，汽缸容积最大、吸满混合气、吸气止、汽缸的进气门关闭，汽缸容积开始减小、压缩始；

转动至图5所示位置，汽缸容积最小、压缩止，汽缸的火花塞7点燃缸内混合气做功、汽缸容积渐增。做功情形如图6所示，G1汽缸内的燃气对转子筒的外壁形成压力，其合力F1作用于转子筒外壁在缸内露出段的中点，作用方向顺着主轴转向、作用线通过转子筒的中心；受力的转子筒又通过转子端盖推动其中心的偏心轴绕主轴心顺时针转动，带动主轴继续保持顺时针转动做功；

转动至图7所示位置，汽缸容积最大、做功止，汽缸容积开始减小、汽缸的排气门开启、排出废气；

转动至图8所示位置，汽缸容积最小、排气止、汽缸的排气门关闭。至此，主轴转动两周，G1汽缸完成一个工作循环，实现自维持运行，进入下一循环且不断重复。

转子筒外侧的G2、G3、G4汽缸的工作原理皆同G1汽缸，仅工作相位依次相差90°。

实施例2：

根据实施例1所述的圆筒转子发动机，将其转子筒2内侧的四个封闭空腔也取作发动机的汽缸，为此在其各相邻的隔板4之间的内定子筒1a的内壁上各设一组进气门5、排气门6和火花塞7(如图9、10所示)，使转子筒内侧的四个空腔各通有一组进、排气门和火花塞，形成四个内层汽缸(图9中的G5-G8)，下面以G7汽缸为例具体说明其工作原理：主轴2顺时针转动时，该汽缸的吸气、压缩、做功、排气原理如前所述，在做功阶段(如图11所示)，G7汽缸内的燃气对转子筒的内壁形成压力，其合力F2作用于转子筒内壁在缸内露出段的中点，作用方向顺着主轴的转向、作用线通过转子筒的中心；受力的转子筒又通过转子端盖3a拉动其中心的偏心轴2a绕主轴心顺时针转动，带动主轴继续保持顺时针转动做功。

转子筒内侧的G5、G6、G8汽缸的工作原理皆同G7汽缸，仅工作相位依次相差90°。这四个内层汽缸连同原来的四个外层汽缸，组成一台八缸发动机。

Claims (2)

1.一种圆筒转子发动机，包括定子和转子，其特征在于：定子包括一圆环形的定子端盖(1)和同心的内定子筒(1a)、外定子筒(1b)，内、外定子筒之间的环形夹层的一端由定子端盖封闭、另一端敞开，与定子同心的设一主轴(2)，其上设一偏心轴(2a)，转子包括一转子筒(3)和与其同心并大于其直径的转子端盖(3a)，转子端盖位于定子端盖的对侧并支承于偏心轴上，转子筒的一端由转子端盖封闭，另一端敞开并插入内、外定子筒之间的环形夹层，直至其口端贴紧定子端盖的内壁且使内、外定子筒的口端贴紧转子端盖的内壁，在转子筒壁上均布的插有一组径向的隔板(4)并做滑动配合，各隔板轴向的两端分别与定子端盖和转子端盖的内壁贴合，径向的两端分别与内定子筒的外壁和外定子筒的内壁贴合，且将内、外定子筒与隔板配合的壁面均制成平面，在各相邻的隔板之间的外定子筒的外壁上各设一组进气门(5)、排气门(6)和火花塞(7)。

2.根据权利要求1所述的圆筒转子发动机，其特征在于：在各相邻的隔板之间的内定子筒的内壁上各设一组进气门(5)、排气门(6)和火花塞(7)。