CN108468589A - 一种阀体组件、活塞轴组件及旋转式内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机领域，具体而言，涉及一种阀体组件、活塞轴组件及旋转式内燃机。一种阀体组件，包括阀门顶盖、阀体、阀门芯、阀套、空心螺栓、轴承以及换气轴。阀体的一端与空心螺栓的一端连接，阀体位于活塞的内部，空心螺栓伸出活塞，阀门芯设置于阀体的内部，阀门顶盖设置于阀门芯远离空心螺栓的一端。阀套设置于阀门芯的外部，且位于阀体的内部。换气轴设置于空心螺栓的内部，且换气轴靠近阀体的一端与阀套靠近空心螺栓的一端连接。采用本发明提供的阀体组件的旋转式内燃机具有体积小、重量轻、稳定性好、制造成本低以及油耗低等优点。

Description

一种阀体组件、活塞轴组件及旋转式内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机领域，具体而言，涉及一种阀体组件、活塞轴组件及旋转式内燃机。

背景技术

往复活塞式内燃机(燃油、燃气点燃式发动机)是将燃料燃烧所产生的热能转变为机械能的发动机，现在普遍应用的点燃式发动机，仍然遵循着奥拓循环，即进气、压气、做功及排气四个冲程，压缩的混合气体的燃烧方式由火花塞电极放电，点燃混合气燃烧，四个冲程的气缸内容积变化，是由曲柄连杆带动活塞运动来实现的，点燃式发动机四冲程工作原理是，进气冲程开始时，进气门打开，排气门关闭，活塞从上止点向下止点移动，气缸内活塞上方形成一定真空度，于是，可燃混合气经进气歧管、进气门被吸入气缸，当活塞到达下止点，进气门关闭；压缩冲程，在进气冲程终了时，活塞自下止点向上止点移动，此时进、排气门均关闭，气缸容积的不断缩小，其温度和压力不断升高，至活塞到达上止点时为止，此时，可燃混合气被压缩到活塞上方的很小的空间，即燃烧室中，压缩终了时，压缩终了时可燃混合气的燃烧速度和压力取决于压缩比，压缩比越大，燃烧速度越快，经济性越好，但是压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象；做功冲程，当压缩冲程终了时，火花塞电极放电点燃可燃混合气，此时进排气门均是关闭状态，可燃混合气燃烧产生高温高压气体推动活塞由上止点向下止点移动，通过连杆使曲轴旋转做功，至活塞到达下止点时做功结束；排气冲程，当做功冲程终了时，排气门开启，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点移动，废气在自身残余压力和活塞的推力作用下从气缸内排出，这样就完成了一个工作循环。

根据四个工作过程可以得出往复式活塞内燃机有以下缺点，换气损失，排气门延迟关闭和进气门提前开启有一个重叠期，残余气体与进入气缸新鲜空气相遇无法精确控制，会有新鲜空气随残余气体排出，会有较高温度的残余气体滞留在燃烧室内，进气温度升高，影响进气效率；机械运动惯量转换损失，活塞是由直线运动通过曲柄连杆转变为圆周运动，四个冲程有四个止点，由于活塞和连杆自身的质量运动惯性损失较大；热摩擦损失，活塞做功开始时活塞处于上止点，活塞、连杆、曲柄在同一条直线上，有一段滞留期，此刻高温高压气体不能快速释放，极高的压力施加在活塞、曲柄连杆上，使各承载轴承润滑油膜变薄，增加接触摩擦，做功气体具有弹性性质，当不能快速释放时，其中一部分的能量以热能的形式传递给机体，并增加热辐射；辅助机构带来的动力损失，进气和排气需要凸轮轴及气门组机构来实现，进排气门由凸轮轴带动，凸轮轴正时链条由曲轴带动，凸轮需要克服气门弹簧驱动气门开启和关闭，整个配气系统不参与做功，却要消耗本功率的5～8％，机构也变得复杂；机械效率低，四个冲程中只有一个冲程做功，未做功冲程要消耗一部分功率；输出扭矩不均匀，且为间歇性，当动力输出与负荷不相匹配时，输出扭矩有顿挫现象，需要较大飞轮储存的能量越过间歇点；稳定性差，由于曲轴连杆机构，在运动时向各个方向受力变化较为复杂，整机运行的稳定性较差，需要增加平衡轴来提高发动机的稳定性；燃油燃烧利用率低，在做功冲程中，做功终了前需要提前30°～80°开启排气门，造成高压燃烧气体不能有效利用而排出缸外，另外，其进气容积与做功容积相等，做功时混合气燃烧后所产生的高温高压气体的体积，是进气容积的6倍以上，等容积外的部分燃烧气体仍然具有较高压力，仍有较高的动力获取使用价值，尤其是排气门开启后初始阶段；燃烧室工作温度受限，影响燃烧效率，传统发动机燃烧室的工作温度不能在高温的状态下运行，当燃烧室温度超过额定的温度，则会出现爆燃现象，爆燃往往出现在活塞尚未到达上止点前产生，混合气燃烧的速度以音速传播，极端的高温高压气体施加在活塞连杆上，对发动机造成破坏性损害。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种阀体组件，采用本发明提供的阀体组件的旋转式内燃机具有体积小、重量轻、稳定性好、制造成本低以及油耗低等优点。

本发明的第二个目的在于提供一种体积小，重量轻，稳定性好，制造成本低的旋转式内燃机。

本发明的实施例是这样实现的：

一种阀体组件，包括阀门顶盖、阀体、阀门芯、阀套、空心螺栓、轴承以及换气轴；

阀体的一端与空心螺栓的一端连接，阀体位于活塞的内部，空心螺栓伸出活塞，阀门芯设置于阀体的内部，阀门顶盖设置于阀门芯远离空心螺栓的一端；

阀套设置于阀门芯的外部，且位于阀体的内部；

换气轴设置于空心螺栓的内部，且换气轴靠近阀体的一端与阀套靠近空心螺栓的一端连接。

在本发明的一种实施例中：

换气轴包括相对的第一端及第二端，第一端用于伸入阀体内部并与阀体内的空心螺栓连接，第二端用于与伞型齿轮连接；

在第一端的端部上设置有换气孔，在换气轴的外周面靠近第二端处设置有安装孔，安装孔的轴线与换气轴的轴线垂直，并且安装孔用于安装锥销。

在本发明的一种实施例中：

在第一端设置用于与空心螺栓连接的矩形连接部，第二端设置有用于与伞型齿轮抵靠的凸台。

在本发明的一种实施例中：

安装孔与换气孔连通。

在本发明的一种实施例中：

阀体组件还包括轴承，轴承套设于换气轴的外部，且轴承位于空心螺栓的内部。

在本发明的一种实施例中：

阀体的侧壁设置有进气管和出气管。

在本发明的一种实施例中：

阀门芯的内部设置有斜对孔，阀套的侧壁设置有进气口和出气口，进气口与进气管连通，出气口与出气管连通。

一种活塞轴组件，包括活塞和上述的阀体组件；

阀体组件设置于活塞的内部，且阀体组件能从活塞的底部伸出活塞；其中，活塞包括活塞本体、活塞顶盖、第一三角板组件和第二三角板组件，活塞顶盖设置于活塞本体的顶部，第一三角板组件和第二三角板组件分别设置于活塞本体的两侧，且第一三角板组件被配置为早于第二三角板组件进入活塞的运动路径。

一种旋转式内燃机，包括外缸体、内缸体以及上述的活塞轴组件；

外缸体的周壁上设置有排气口、进气口和火花塞，内缸体与外缸体转动连接，内缸体绕其轴心线相对于外缸体转动，且内缸体的轴心线与外缸体的轴心线错开设置，内缸体的外侧壁与外缸体的内侧壁相切；

活塞轴组件包括活塞装配体和螺旋架，活塞装配体安装于螺旋架，螺旋架位于内缸体内，螺旋架与外缸体转动连接，螺旋架绕其轴心线相对于外缸体转动，且螺旋架与外缸体同轴设置，活塞装配体远离螺旋架的一端伸出内缸体，且活塞装配体远离螺旋架的一端抵接于外缸体的内侧壁。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

本发明提供的旋转式内燃机具有体积小、重量轻、稳定性好、制造成本低以及油耗低等优点，可以改善现有发动机结构复杂、运行稳定性差、机械效率低、单位重量功率密度低、体积大、燃油效率低、惯量损失大和生产成本高等问题，极大的提高了内燃机运行的效率和经济性，可广泛用于气车、摩托车、小型飞机、无人机、中小型船舶及可移动动力设备的动力源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中旋转式内燃机的示意图；

图2为本发明实施例1中旋转式内燃机的剖视图；

图3为本发明实施例1中旋转式内燃机的爆炸示意图；

图4为本发明实施例1中分割块的示意图；

图5为本发明实施例1中活塞轴组件的爆炸示意图一；

图6为本发明实施例1中活塞轴组件的爆炸示意图二；

图7为本发明实施例1中换气轴的结构示意图；

图8为本发明实施例1中活塞装配体的剖视图；

图9为本发明实施例1中第一三角板组件的结构示意图；

图10为本发明实施例1中活塞装配体的部分结构示意图；

图11为本发明实施例1中内缸体的结构示意图；

图12为本发明实施例1中C形套的结构示意图；

图13为本发明实施例1中外缸体、内缸体和活塞轴组件的结构示意图。

图中：001-旋转式内燃机；010-活塞轴组件；101-轴杆；102-键；103-轴杆孔；100-芯架；110-动螺旋套；111-第一密封圈；121-第二密封圈；120-静螺旋套；130-弹簧；131-拉簧坐；132-长孔；133-拉钩；140-伞型齿轮；200-活塞装配体；210-活塞；211-活塞本体；212-活塞顶盖；220-阀体组件；221-阀门顶盖；222-阀体；223-阀门芯；224-阀套；225-空心螺栓；226-轴承；227-换气轴；227-换气轴；2271-第一端；2272-第二端；2273-换气孔；2274-安装孔；2275-矩形连接部；230-第一三角板组件；231-第一三角板；232-第二三角板；233-第三三角板；234-第一气孔；240-第二三角板组件；241-第四三角板；242-第五三角板；243-第六三角板；244-第二气孔；251-进气管；252-出气管；253-斜对孔；254-进气口；255-出气口；260-平衡组件；261-第一杠杆；262-第二杠杆；263-第一杆体；264-插接件；265-第一连接孔；266-第二杆体；267-卡嵌件；268-第二连接孔；271-平衡凸轮；272-连接杆；273-凸轮槽；280-弹簧板；281-连接孔；300-内缸体；310-左内端盖；320-右内端盖；330-C形套；331-第一缺口端；332-第二缺口端；333-C形套开口；350-补偿扇形块；400-外缸体；410-火花塞。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施方式的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1至图6，本发明提供了一种旋转式内燃机001，包括外缸体400、内缸体300和活塞轴组件010，外缸体400的周壁上设置有排气口、进气口254和火花塞410，内缸体300与外缸体400转动连接，内缸体300绕其轴心线相对于外缸体400转动，且内缸体300的轴心线与外缸体400的轴心线错开设置，内缸体300的外侧壁与外缸体400的内侧壁相切；活塞轴组件010包括活塞装配体200和螺旋架，活塞装配体200安装于螺旋架，螺旋架位于内缸体300内，螺旋架与外缸体400转动连接，螺旋架绕其轴心线相对于外缸体400转动，且螺旋架与外缸体400同轴设置，活塞装配体200远离螺旋架的一端伸出内缸体300，且活塞装配体200远离螺旋架的一端抵接于外缸体400的内侧壁。

其中，外缸体400、内缸体300及活塞装配体200益采用相同的材料，或线涨系数相近的金属材料，以保证工作间隙变化最小。

参阅图5和图6，螺旋架包括轴杆101、键102、芯架100、动螺旋套110和静螺旋套120；芯架100设置有轴杆孔103，轴杆101设置于轴杆孔103的内部，键102设置于轴杆孔103的内部，且轴杆101与键102静配合；动螺旋套110和静螺旋套120均设置于芯架100的两端，轴杆101伸出动螺旋套110和静螺旋套120；活塞装配体200设置于芯架100的侧壁；轴杆101和键102的静配合是指键102随着轴杆101一并转动，在轴杆101和键102一同转动时，带动芯架100、动螺旋套110和静螺旋套120一并转动，优选地，在轴杆101和芯架100均设置有插接槽，键102的两端分贝插接于轴杆101和芯架100的插接槽中。

本实施例的活塞轴组件010还包括第一密封圈111，第一密封圈111夹设于动螺旋套110与芯架100之间；进一步地，活塞轴组件010还包括第二密封圈121，第二密封圈121夹设于静螺旋套120与芯架100之间；第一密封圈111和第二密封圈121的设置可以提高动螺旋套110、静螺旋套120与芯架100之间的密封性，防止润滑油渗漏。

本实施例的活塞轴组件010还包括弹簧130，弹簧130的两端分别连接动螺旋套110和静螺旋套120，弹簧130能够穿过芯架100；进一步地，活塞轴组件010还包括拉簧坐131，拉簧坐131包括底板和拉环，拉环设置于底板；动螺旋套110的端壁设置有长孔132，拉簧坐131设置于动螺旋套110，底板位于动螺旋套110的端壁远离静螺旋套120的一侧，拉环穿过长孔132与弹簧130连接，当活塞轴组件010运行时，设置了拉环的底板能够沿长孔132的长度方向滑动；再进一步地，静螺旋套120的端壁设置有拉钩133，弹簧130远离拉簧坐131的一端与拉钩133连接；弹簧130的设置可以防止动螺旋套110和静螺旋套120在运行中自锁。

请参照图6，本实施例的活塞轴组件010还包括伞型齿轮140，活塞装配体200能穿过芯架100的侧壁与设置于芯架100内部的伞型齿轮140连接；伞齿轮的旋转动力以1:1的转速传递给活塞装配体200。

参阅6至图12，上述活塞装配体200包括活塞210和阀体组件220，阀体组件220设置于活塞210的内部，且阀体组件220能从活塞210的底部伸出活塞210，阀体组件220远离活塞210的顶部的一端与伞型齿轮140连接，伞齿轮的旋转动力以1:1的转速传递给阀体组件220；进一步地，活塞210包括活塞本体211、活塞顶盖212、第一三角板组件230和第二三角板组件240，活塞顶盖212设置于活塞本体211的顶部，第一三角板组件230和第二三角板组件240分别设置于活塞本体211的两侧，且第一三角板组件230被配置为早于第二三角板组件240进入活塞210的运动路径(图12中从a依次经过b、c、d的运动轨迹)；其中，第一三角板组件230包括第一三角板231、第二三角板232和第三三角板233，第二三角板232和第三三角板233分别设置于第一三角板231的两侧；第二三角板组件240包括第四三角板241、第五三角板242和第六三角板243，第四三角板241和第六三角板243分别设置于第五三角板242的两侧；第一三角板231的底端开设有第一气孔234，第五三角板242的顶端开设有第二气孔244；需要说明的是，上述第一三角板组件230和第二三角板组件240的远离活塞210的一侧侧面为下凹的，即第一三角板组件230和第二三角板组件240均为弧形板组件，且第一三角板组件230中第一三角板231、第二三角板232和第三三角板233的外柱面为同一柱面，第二三角板组件240中的第四三角板241、第五三角板242和第六三角板243的外柱面也为同一柱面；如此设置，有利于活塞210与发动机的内缸体300配合，使得活塞210的第一三角板组件230和第二三角板组件240能够与内缸体300的接触部位实现密封；第二气孔244可以在活塞210运行时进气于活塞210中，第一气孔234在活塞210运行时将活塞210中的气体排出活塞210，实现活塞210的减压。

参阅图7及图8，本实施例中的阀体组件220包括阀门顶盖221、阀体222、阀门芯223、阀套224、空心螺栓225、轴承226和换气轴227。

阀体222的一端与空心螺栓225的一端连接，阀体222位于活塞210的内部，空心螺栓225伸出活塞210，阀门芯223设置于阀体222的内部，阀门顶盖221设置于阀门芯223远离空心螺栓225的一端；阀套224设置于阀门芯223的外部，且位于阀体222的内部。

换气轴227包括相对的第一端2271及第二端2272，第一端2271设置于空心螺栓225的内部，且换气轴227靠近阀体222的一端与阀套224靠近空心螺栓225的一端连接，第二端2272用于与伞型齿轮140连接。在第一端2271的端部上设置有换气孔2273，在换气轴227的外周面靠近第二端2272处设置有安装孔2274，安装孔2274的轴线与换气轴227的轴线垂直，并且安装孔2274用于安装锥销。在第一端2271设置用于与空心螺栓225连接的矩形连接部2275，第二端2272设置有用于与伞型齿轮140抵靠的凸台。安装孔2274与换气孔2273连通。

轴承226套设于换气轴227的外部，且轴承226位于空心螺栓225的内部；阀体222的侧壁设置有进气管251和出气管252，进气管251与第二气孔244连通，出气管252与第一气孔234连通；阀门芯223的内部设置有斜对孔253，阀套224的侧壁设置有进气口254和出气口255，进气口254与进气管251连通，出气口255与出气管252连通，斜对孔253的第一开口与进气口254连通，斜对口的第二开口与出气口255连通；阀体组件220的设置能够提高活塞210的强度，且当活塞210运行时，气体能够从第二气孔244进入阀体组件220并依次穿过进气管251、进气口254、第一开口、第二开口、出气口255、出气管252和第一气口从阀体组件220中穿出活塞210，实现活塞210的减压。

参阅图9，本实施例中的活塞装配体200还包括平衡组件260，平衡组件260设置于活塞本体211用于设置第一三角板组件230的侧壁，且平衡组件260位于远离第一三角板组件230的一侧；详细地，平衡组件260包括平衡杠杆，平衡杠杆设置于活塞本体211的侧壁；进一步地，平衡杠杆包括第一杠杆261和第二杠杆262，第一杠杆261和第二杠杆262重叠设置，第一杠杆261和第二杠杆262均与活塞本体211的侧壁连接；再进一步地，第一杠杆261包括第一杆体263和插接件264，插接件264设置于第一杆体263的一端，第一杆体263远离插接件264的一端设置有第一连接孔265；第二杠杆262与插接件264插接配合；第二杆体266包括第二杆体266和卡嵌件267，卡嵌件267设置于第二杆体266的一端，第二杆体266远离卡嵌件267的一端设置有第二连接孔268；第二杠杆262与卡嵌件267卡接配合。平衡组件260的设置可以在活塞210运行时使第一三角板组件230向轴心方向的力略大于第一三角板组件230的离心力，使得第一三角板组件230在活塞210运行时达到平衡。需要说明的是，在活塞210设置第一三角板组件230的侧壁设置的平衡凸轮271的数量为两个，其中一个设置于第二三角板232，另一个设置于第三三角板233，两个平衡凸轮271的其它结构以及与其它零部件连接的方式类似，请参照上述描述。

本实施例中的平衡组件260还包括平衡凸轮271和设置于平衡凸轮271的侧壁的连接杆272，第一三角板组件230开设有凸轮槽273，活塞本体211的侧壁开设有轴孔；平衡凸轮271设置于凸轮槽273中，连接杆272依次穿过轴孔和第二连接孔268，连接杆272远离平衡凸轮271的一端与螺母连接；需要说明的是，在活塞210设置第一三角板组件230的侧壁设置的平衡凸轮271的数量为两个，每个平衡凸轮271都设置有一个连接杆272，其中一个设置于第二三角板232，另一个设置于第三三角板233，两个平衡凸轮271的结构以及与其它零部件连接的方式类似，请参照上述描述。需要进一步说明的是，本实施例中活塞210设置第二三角板组件240的侧壁也设置有平衡组件260，其结构请参照上文，在此不再赘述。

本实施例的芯架100中还设置有两个弹簧板280，每个弹簧板280的一端设置于靠近芯架100的轴杆孔103的位置，另一端向芯架100的侧壁延伸，两个弹簧板280的轴线的夹角为180°；当活塞210运行时，弹簧板280在芯架100的径向具有作用力，如此一来，可以利用弹簧板280抵消弹簧130向内拉动螺旋套110和静螺旋套120的力。优选地，弹簧板280靠近芯架100的轴杆孔103的一端设置有连接环，利用螺栓插接于连接孔281和芯架100上，能够实现弹簧板280于芯架100的连接。

活塞轴组件010的应用及有益效果是：请参照图11和图13，本实施例的活塞轴组件010设置于发动机的内缸体300中，且内缸体300的外部套设有外缸体400，内缸体300的外柱面与外缸体400的内柱面相切，且活塞轴组件010中的轴杆101和键102转动时，能够带动芯架100和设置于芯架100侧壁的活塞装配体200一并转动；内缸体300包括左内端盖310、右内端盖320以及设置于左内端盖310和右内端盖320之间的带缺口的C形套330，活塞轴组件010设置于内缸体300的内部时，活塞轴组件010的轴杆101与内缸体300的中心轴重叠，活塞210能够从带缺口的C形套330的缺口处伸出，当活塞轴组件010的活塞210随着轴杆101转动时，活塞210能够带动内缸体300的带缺口的C形套330一并转动，即活塞210能够带动内缸体300在外缸体400的内部转动，且为偏心转动；设置于活塞210侧壁的第一三角板组件230和第二三角板组件240在活塞210绕轴杆101转动时在C形套330的缺口处不断的上下移动(上下移动是指活塞210朝靠近内缸体300的内部移动和朝远离内缸体300的内部移动)；活塞210在内缸体300的C形套开口333处移动时，活塞210两个侧壁设置的第一三角板组件230和第二三角板组件240始终与C形套330缺口处的相对两端的第一缺口端331和第二缺口端332抵接，从而利用该活塞轴组件010提供了发动机运行时内缸体300的密封性，利用活塞轴组件010减少发动机的能量损失，充分利用能量，提高燃料的利用率，改善发动机的性能。

整机装配结构特征为，内缸体300外柱面与外缸体400的内柱面相割，割线长度为活塞210扇弧面线长度的四分之一至二分之一之间，外缸体400相割处设有一分割块装置，分割块作用是将燃烧室与排气室隔离，分割块上方轴向为T形凸起部分与外缸体400相割槽对应，限制向下方移动，分割块下方弧面半径与内缸体300外柱面半径相同，活塞210和内缸体300开口处掠过分割块弧面不发生接触；装配顺序，首先将轴承226套分别装左端盖和右端盖轴承226座上，装定位套、密封圈在外缸套相应的位置上，将外缸体400右端盖与外缸套按相应定位套位置组装在一起，组装内缸体300，将右内端盖320与C形套330用沉头螺钉连接，插入密封条、活动扇块、弹片、补偿扇形块350和半柱轴，将没有装左内端盖310的内缸体300装入外缸体400中，将活塞轴组件010中的活塞210对准C形套开口333处装入内缸体300中，然后装上右端盖。

设置该活塞轴组件010的发动机的工作原理是：内缸体300外柱面与外缸体400的内柱面相切，割线长度可以是芯架100的扇形弧面长度的四分之一至二分之一之间，内缸体300由活塞210驱动，当活塞210旋转时，驱动内缸体300同向转动，由于内缸体300与外缸体400的偏心的作用，使内缸体300和外缸体400空腔容积随着活塞210旋转而变化，活塞210将内缸体300和外缸体400分割相应功能空腔，活塞210分割内缸体300空腔，活塞210运动前方为压缩空腔(图13中，活塞210的运动方向为从a依次转动至b、c、d方向，并在从a转动b时进行吸气，并在a、b之间利用火花塞410点火，在从b转动至c的过程中压缩，在c转动至d的过程中做功，最后在d转动至a的过程中排气，由此完成一个冲程)，活塞210运动的后方为进气空腔，活塞210分割外缸体400，活塞210运动的前方为排气空腔，活塞210运动的后方为做功空腔，活塞210扫过的空腔前后均为功能状态，分别实现进气、压缩、做功、排气四个冲程，进气过程，活塞210做功面过下切点时，由于偏心作用，进气口254从动螺旋套110、静螺旋套120两侧面移开，进气口254逐渐敞开，混合气体进入内缸体300，混合气体是由内缸体300两侧的左内端盖310和右内端盖320进入的，因此，气体形成对称状螺旋气流，雾态燃料能够与新鲜空气进行二次混合，使混合气变得更加均匀，促进燃烧效率，当活塞210后做功面再次过下切点时进气结束，此时进气转角接近350°，充气时间较柱塞式发动机进气转角延长60％，提高了充气效率；压气过程，进气即将结束时压气开始，活塞210做功面转至上割线前点，活塞210内的换气阀打开，被压缩的混合气通过换气阀进入燃烧室，这时的活塞210趋于做功状态，压缩室活塞210受力面逐渐减小，当燃烧室与压缩室容积相等时，压缩比达到最大值，其11:1～12:1，(压缩比由活塞210宽度值确定)，当活塞210排气面转至下切点时压气结束；做功过程，做功过程与压缩过程有一个重叠期，当活塞210内的换气轴227打开时，混合气进入燃烧室，燃烧室的外缸套内柱面设有集热板，外缸套并且设有两个沟槽通向火花塞410，以使混合气提前接触到火花塞410，外缸体400设有三对火花塞410，第一对火花塞410为常规点火，第二对和第三对火花塞410为冷启动辅助点火，冷启动时，三对火花塞410同时点火，以保证在冷启动时获得较大的点火能量，待发动机达到正常工作温度后，第一对火花塞410即可满足点火条件，发动机冷机状态下，混合气由火花塞410点火，发动机运行预热数十秒后，集热板从混合气燃烧中聚集热量使集热板的温度迅速升高，被压缩的混合气接触到炽热集热板后急速气化，使混合气处于燃烧的临界状态，同时火花塞410点火，随后火焰前锋点燃不断进入燃烧室被压缩的混合气，其燃烧的速度远高于传统内燃机，高转速下的燃烧速度可接近声速，当集热板达到额定值时，点燃的方式由集热板和火花塞410同时进行，实现多点点火，燃烧的高压气体推动活塞210转动，当活塞210做功面转至下切点时，活塞210在这一转角期，燃烧室做功容积与活塞210有效做功面积之比集合，较传统发动机提高20％燃烧利用率，活塞210继续转至外缸套设有排气口处即将排气时，此时的做功容积是进气容积的1.6倍，一个工作循环内，活塞210做功转角可达240°，燃烧利用率可提高35％；排气过程，做功即将结束时活塞210做功面到达排气口，随后活塞210转动排气口瞬时敞开，活塞210做功面到达上前割线点时，排气结束；进气口254和排气口均为开放式，进气与排气各自为独立，互不干扰；该发动机的运动将内缸体300和活塞210为同向旋转，活塞210驱动内缸体300，内缸体300的C形套330的缺口处的第一缺口端331和第二缺口端332与活塞210的第一三角板组件230和第二三角板组件240的弧面均有一定的密封接触面，由于旋转离心力的作用，使接触面有一定的接触压力，以满足气密性，第一密封圈111和第二密封圈121分别于动螺旋套110、静螺旋套120相互接触，由于密封圈自身弹性提供一定的压力，而且每次与动螺旋套110、静螺旋套120至少有三条相接触，压缩过程为复合密封，因压缩密封要求高于做功密封，所以内缸体300与活塞轴组件010构成的压缩空腔满足密闭条件，活塞轴组件010与外缸体400和内缸体300构成的做功空腔，采用间隙密封，间隙的设计有利于消除接触运动性材料损耗，并减少摩擦阻力，提高机械运动的可靠性，也能满足做功时活塞210与缸体间的气密性，因为气体逃逸的方向与活塞210运动的方向相同，运动密封间隙满足要求，气体逃逸的速度则低于活塞210运动的速度；活塞210与内缸体300为接触式密封，动螺旋套110、静螺旋套120与内缸体300两侧面形成润滑油存储空腔，动螺旋套110、静螺旋套120两侧与内缸体300两侧接触面从中获得润滑油得到润滑，静螺旋套120转动为静态，可轴向运动，动螺旋套110为螺旋给进，以保持与内缸体300两侧的接触。

本发明提供的旋转式内燃机001的燃烧方式不同于传统发动机，其特征在于在混合气尚未达到最高压缩比前，早期进入燃烧室的混合气先接触到集热板，燃烧室处于较狭窄区段，这一区段混合气极易吸收集热板的热量急速气化，同时前四个火花塞410均布点火，火焰传播极速点燃后期进入燃烧室的混合气，在混合气全部进入燃烧状态下，活塞210做功转角获得持续高温气体压力作用在活塞210做功面上，由于燃烧室温度较高，在燃烧室内持续时间长，所以混合气燃烧的较为彻底，进而改善废气排放。

本发明提供的旋转式内燃机001可使用甲醇、乙醇、天燃气和具有一定的易挥发性燃料，因压缩室与燃烧室各自独立，压缩室附有润滑油膜，使其压缩室内壁面与混合气隔离，不会产生腐蚀现象，燃烧室内壁面采用耐腐蚀镀层，且活塞210与燃烧室壁面不发生接触，即不会对耐腐蚀层造成磨损，所以燃料使用范围广。

本发明提供的旋转式内燃机001具有高扭矩范围和高转速范围，由于膨胀气体作用活塞210有效工作面垂直方向，其力矩变化较小，即使在低转速下也可获得理想的输出扭矩；转速范围宽，由于机械运动惯量损失小，又无机械运动死点，可在350～400转低转速稳定怠速，高转速是由于膨胀气体快速释放的能量作用于高速运行活塞210上，使转速可高达12000转的转速，使其获得高功率的目的。

实施例2

参照图4，本发明还提供了一种旋转式内燃机001，包括外缸体400、内缸体300和活塞轴组件010，外缸体400的周壁上设置有排气口、进气口254和火花塞410，内缸体300与外缸体400转动连接，内缸体300绕其轴心线相对于外缸体400转动，且内缸体300的轴心线与外缸体400的轴心线错开设置，内缸体300的外侧壁与外缸体400的内侧壁相切；活塞轴组件010包括螺旋架和两个以上的活塞装配体200，两个以上的活塞装配体200分别安装于螺旋架，且两个以上的活塞装配体200绕螺旋架的轴心线等间距间隔设置，螺旋架位于内缸体300内，螺旋架与外缸体400转动连接，螺旋架绕其轴心线相对于外缸体400转动，且螺旋架与外缸体400同轴设置，活塞装配体200远离螺旋架的一端伸出内缸体300，且活塞装配体200远离螺旋架的一端抵接于外缸体400的内侧壁。

本实施例提供的旋转式内燃机001可实现双缸、三缸及多缸机型，双缸型的活塞轴组件010中的两活塞210为180°对向安装，三缸型的活塞轴组件010中的三个活塞210为等分120°安装，多缸型为仍以活塞210等分为主，对于一般动力要求的以双缸型为佳；因双缸型的两活塞210做功转角可达480度，相当于传统发动机5缸机型，本3缸型相当于传统发动机的8缸机型，双缸发动机在满足动力要求下，即可缩小体积，又可降低单体重量及生产成本。对于小排量的双缸机型，更适用于超微型车、小型飞机和无人机；本发明亦可实现真正意义上的停缸技术，两缸以上机型均可适合停缸设计，具体为各缸单独设置，以串联式组成，各轴端设有离合器，可控制单缸和双缸，达到节能目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阀体组件，其特征在于：

所述阀体组件包括阀门顶盖、阀体、阀门芯、阀套、空心螺栓、轴承以及换气轴；

所述阀体的一端与所述空心螺栓的一端连接，所述阀体位于活塞的内部，所述空心螺栓伸出活塞，所述阀门芯设置于所述阀体的内部，所述阀门顶盖设置于所述阀门芯远离所述空心螺栓的一端；

所述阀套设置于所述阀门芯的外部，且位于阀体的内部；

所述换气轴设置于所述空心螺栓的内部，且所述换气轴靠近所述阀体的一端与所述阀套靠近所述空心螺栓的一端连接。

2.根据权利要求1所述的阀体组件，其特征在于：

所述换气轴包括相对的第一端及第二端，所述第一端用于伸入阀体内部并与所述阀体内的空心螺栓连接，所述第二端用于与伞型齿轮连接；

在所述第一端的端部上设置有换气孔，在所述换气轴的外周面靠近所述第二端处设置有安装孔，所述安装孔的轴线与所述换气轴的轴线垂直，并且所述安装孔用于安装锥销。

3.根据权利要求2所述的阀体组件，其特征在于：

在所述第一端设置用于与所述空心螺栓连接的矩形连接部，所述第二端设置有用于与所述伞型齿轮抵靠的凸台。

4.根据权利要求2所述的阀体组件，其特征在于：

所述安装孔与换气孔连通。

5.根据权利要求1所述的阀体组件，其特征在于：

所述阀体组件还包括轴承，所述轴承套设于换气轴的外部，且所述轴承位于所述空心螺栓的内部。

6.根据权利要求1所述的阀体组件，其特征在于：

所述阀体的侧壁设置有进气管和出气管。

7.根据权利要求6所述的阀体组件，其特征在于：

所述阀门芯的内部设置有斜对孔，所述阀套的侧壁设置有进气口和出气口，所述进气口与所述进气管连通，所述出气口与所述出气管连通。

8.一种活塞轴组件，其特征在于：

所述活塞轴组件包括活塞和权利要求1-7中任意一项所述的阀体组件；

所述阀体组件设置于所述活塞的内部，且所述阀体组件能从所述活塞的底部伸出所述活塞；其中，所述活塞包括活塞本体、活塞顶盖、第一三角板组件和第二三角板组件，所述活塞顶盖设置于所述活塞本体的顶部，所述第一三角板组件和所述第二三角板组件分别设置于所述活塞本体的两侧，且所述第一三角板组件被配置为早于所述第二三角板组件进入所述活塞的运动路径。

9.一种旋转式内燃机，其特征在于：

所述旋转式内燃机包括外缸体、内缸体以及如权利要求8所述的活塞轴组件；

所述外缸体的周壁上设置有排气口、进气口和火花塞，所述内缸体与所述外缸体转动连接，所述内缸体绕其轴心线相对于所述外缸体转动，且所述内缸体的轴心线与所述外缸体的轴心线错开设置，所述内缸体的外侧壁与所述外缸体的内侧壁相切；

所述活塞轴组件包括活塞装配体和螺旋架，所述活塞装配体安装于所述螺旋架，所述螺旋架位于所述内缸体内，所述螺旋架与所述外缸体转动连接，所述螺旋架绕其轴心线相对于所述外缸体转动，且所述螺旋架与所述外缸体同轴设置，所述活塞装配体远离所述螺旋架的一端伸出所述内缸体，且所述活塞装配体远离所述螺旋架的一端抵接于所述外缸体的内侧壁。