CN108757167A - 耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机及其转子以及做功方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械领域，尤其涉及耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机及其转子以及做功方法。在缸体内部包含三个弧形面对接的内部壳体空间；还包含能够在该内部壳体空间转动的转子，所述的转子为类“8”字形结构；还包含穿过“8”字形内部的孔的轴，该轴为偏心轴；偏心轴转动的部分能够带动着类“8”字形结构在内部壳体空间中转动的结构；所述的内部壳体空间包含油孔。一是解决了传统转子发动机结构不合理的问题；二是解决了传统转子发动机压缩比低，可用燃料种类受限的问题；三是解决了传统转子发动机燃烧不完全，烧机油，污染严重，排放不达标的问题。四是解决了传统转子发动机磨损严重、使用寿命短的问题。

Description

耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机及其转子以及做功 方法

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机及其转子以及做功方法。

背景技术

转子发动机，也叫旋转类型发动机。最早是德国人于上世纪五、六十年代提出，由日本人于上世纪六、七十年代以来一直进行深入研究的一种发动机。目前，德国奥迪汽车公司仍然掌握着转子发动机（Wankel engine）的发明权，但是日本的马自达汽车公司却将其不断改进、完善，并首次实现商业化。1991年，安装了转子发动机的马自达的汽车，在法国勒芒汽车拉力赛上轻松夺魁，表现了此种转子发动机优异的性能，也让马自达公司因此创造了每年销售200万辆汽车的不俗业绩。

2012年因为油耗以及排放标准不达标的原因，马自达公司正式停产了转子发动机。当然，马自达公司停产转子发动机的另一个主要原因还在于它的普及性和利润率，但马自达公司从未放弃或停止对转子发动机的研究。从目前全世界转子发动机的现状来看，仍然以日本马自达汽车公司“三角形”转子为主要代表。其存在的普遍、典型问题是：

1．工艺和成本要求高。由于转子发动机技术比较尖端，制作工艺要求比较高，成本比较贵，现在只有马自达公司对这项技术比较了解和把握，所以，这项技术还没有在汽车工业中广泛普及。

2．转子发动机的耗油量比较大。这主要是转子发动机燃烧室的形状不太有利于完全燃烧，火焰传播路径较长，使得燃油和机油的消耗增加，该机型污染严重，排放不达标。

3.使用燃料种类受限。由于三角形转子发动机压缩比低，所以只能用点燃式，不能用压燃式，所以也就是不能采用柴油、煤油等其它需压燃式的燃料。

4.三角转子发动机润滑先天存在缺陷。三角转子发动机由于先天结构因素，燃烧冲程以后，混合气中的润滑油全部被燃烧，以至于以后的工作部分没有润滑，造成三角转子发动机寿命缩短。

在世界可利用能源日益枯竭，传统活塞式发动机已经发展到极限阶段，日本马自达汽车公司的三角形转子发动机又因油耗和排污不过关而停产情况下，亟需一种新型发动机的诞生。

发明内容

发明的目的：为了提供一种效果更好的耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机及其转子以及做功方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

方案一：

耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，包含缸体，缸体即发动机壳体；在缸体内部安装有定子，定子包含三个弧形面对接的内部壳体空间，三个弧形面各自组成一个做功空间；还包含能够在该内部壳体空间转动的转子，所述的转子为类“8”字形结构；还包含穿过“8”字形内部的孔的动力轴；所述的定子的每一个三个弧形面上都包含点火孔以及进油孔，所述的转子的“8”字形的外形为对称结构包含两个头部，其中一个头部内部包含一个定子内油腔11，该定子内油腔11通过一个定子内油腔口连通着内部壳体空间，油通过进油孔进入内部壳体空间中的一个做功空间的时候，类“8”字形结构的做功头的弧形面在一个做功空间内实现接触和挤压，挤压的过程中，油被挤压进定子内油腔11中，当转动过后，含油的头部进入相邻的做功空间，此时油脂从定子内油腔11中出来，在该做功空间中被点火和爆燃，能够推动类“8”字形结构进一步转动。

本发明进一步技术方案在于，所述的定子和转子包含两组，两组分别位于偏心轴的两侧，共同点火工作。

本发明进一步技术方案在于，所述的定子和转子包含一组，在转子转动的过程中能够将动力引出。

本发明进一步技术方案在于，所述的定子内油腔11内部包含多个分隔壁，多个分隔壁上包含孔，使得整个的定子内油腔为整体的连通的腔体，但是其两侧通过分割壁和定子其他部分分隔开来；所述的分隔壁还能作为支撑结构。

本发明进一步技术方案在于，所述的转子内部包含空腔，还包含穿过转子的通道，该通道端部为润滑油进口，一侧包含润滑油出口，润滑油进口和润滑油入口均能封闭。

耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机转子，其特征在于，所述的转子为类“8”字形结构；所述的定子的每一个三个弧形面上都包含点火孔以及进油孔，所述的转子的“8”字形的外形为对称结构包含两个头部，其中一个头部内部包含一个定子内油腔11，该定子内油腔11通过一个定子内油腔口连通着内部壳体空间。

方案二：

一种新型发动机做功方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的发动力，包含如下步骤：

通过进油孔进油气，此时，类“8”字形结构的做功头的弧形面在一个做功空间内实现接触和挤压，挤压的过程中，油被挤压进定子内油腔11中，当转动过后，含油的头部进入相邻的做功空间，此时油脂从定子内油腔11中出来，在该做功空间中被点火和爆燃；推动类“8”字形结构进一步转动；所述的点火是通过火花塞点火或者是通过压缩使得气体升温燃爆点火。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：

一是解决了传统转子发动机结构不合理的问题；二是解决了传统转子发动机压缩比低，可用燃料种类受限的问题；三是解决了传统转子发动机燃烧不完全，烧机油，污染严重，排放不达标的问题。四是解决了传统转子发动机磨损严重、使用寿命短的问题。

从根本上改变了传统转子和定子内腔的形状。通过逆向思维，先是以三角转子的内、外点运动轨迹为造型，变三角转子为“8”字转子，然后，以“8”字转子内、外点运动轨迹设计新型定子（发动机壳），变原来的椭圆形为现在的定子（发动机壳），从根本上改变了传统三角转子发动机的内部结构。

扩展了可使用的燃料种类。通过发动机内部结构的根本改变，使原来相对固定的压缩比成为根据需求可能任意调整的压缩比，从而使发动机可适应汽油、煤油、柴油和天然气等不同燃料对燃烧比的要求，扩展了发动机可用燃料的种类，提高了发动机的普及性。

三是使压缩比可以按需要调整。通过在活塞孔位置周围按需开设燃烧室，使压缩比可按需调节，提高了燃料燃烧的利用率。发动机在燃烧作功时，燃油利用率也将大大提高，作功效率远超传统的活塞式发动机，也超过了现有的三角转子发动机。

四是大幅度改善了润滑条件。通过“8”字形转子上润滑油路的合理设计和将原来三角转子上的密封滑片设计到现在的定子上,成功的解决了发动机的轴向和径向上的密封润滑以及发动机磨损大，使用寿命短的问题，可以有效提高润滑功能，提升润滑效果，切实解决发动机工作时烧机油、冒蓝烟的现象，使发动机有效降低污染。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1为整体发明局部结构示意图；

图2为本专利的转子结构示意图；

图3为本专利的发动机壳体即定子的结构示意图；

图4-1到图4-3为本专利的做功过程结构示意图；

图5为本专利的爆炸图；

图6为本专利的去掉外盖的结构示意图；

图7为外盖覆盖后的结构示意图；

图8为润滑油分布区域的结构示意图；

其中：1.上端盖；2.法兰；3.缸体；4.定子；5.下端盖；6输出轴；7.偏心传动轴；8.转子；9.内壁；10.进油孔；11.定子内油腔；12.定子内油腔口；13.点火孔；14.固定部分；15.润滑油注入口；16.润滑油分布区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”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，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，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，也可以是电连接；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。

本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。

方案一：

耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，包含缸体，缸体即发动机壳体；在缸体内部安装有定子，定子包含三个弧形面对接的内部壳体空间，三个弧形面各自组成一个做功空间；还包含能够在该内部壳体空间转动的转子，所述的转子为类“8”字形结构；还包含穿过“8”字形内部的孔的动力轴；所述的定子的每一个三个弧形面上都包含点火孔以及进油孔，所述的转子的“8”字形的外形为对称结构包含两个头部，其中一个头部内部包含一个定子内油腔11，该定子内油腔11通过一个定子内油腔口连通着内部壳体空间，油通过进油孔进入内部壳体空间中的一个做功空间的时候，类“8”字形结构的做功头的弧形面在一个做功空间内实现接触和挤压，挤压的过程中，油被挤压进定子内油腔11中，当转动过后，含油的头部进入相邻的做功空间，此时油脂从定子内油腔11中出来，在该做功空间中被点火和爆燃，能够推动类“8”字形结构进一步转动。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：通过进油孔进油气，此时，类“8”字形结构的做功头的弧形面在一个做功空间内实现接触和挤压，挤压的过程中，油被挤压进定子内油腔11中，当转动过后，含油的头部进入相邻的做功空间，此时油脂从定子内油腔11中出来，在该做功空间中被点火和爆燃；推动类“8”字形结构进一步转动；所述的点火是通过火花塞点火或者是通过压缩使得气体升温燃爆点火。此处需要说明的是，点火的方式根据油的种类不同可以不一样。

一是解决了传统转子发动机结构不合理的问题；二是解决了传统转子发动机压缩比低，可用燃料种类受限的问题；三是解决了传统转子发动机燃烧不完全，烧机油，污染严重，排放不达标的问题。四是解决了传统转子发动机磨损严重、使用寿命短的问题。

从根本上改变了传统转子和定子内腔的形状。通过逆向思维，先是以三角转子的内、外点运动轨迹为造型，变三角转子为“8”字转子，然后，以“8”字转子内、外点运动轨迹设计新型定子（发动机壳），变原来的椭圆形为现在的定子（发动机壳），从根本上改变了传统三角转子发动机的内部结构。

扩展了可使用的燃料种类。通过发动机内部结构的根本改变，使原来相对固定的压缩比成为根据需求可能任意调整的压缩比，从而使发动机可适应汽油、煤油、柴油和天然气等不同燃料对燃烧比的要求，扩展了发动机可用燃料的种类，提高了发动机的普及性。

三是使压缩比可以按需要调整。通过在活塞孔位置周围按需开设燃烧室，使压缩比可按需调节，提高了燃料燃烧的利用率。发动机在燃烧作功时，燃油利用率也将大大提高，作功效率远超传统的活塞式发动机，也超过了现有的三角转子发动机。

四是大幅度改善了润滑条件。通过“8”字形转子上润滑油路的合理设计和将原来三角转子上的密封滑片设计到现在的定子上,成功的解决了发动机的轴向和径向上的密封润滑以及发动机磨损大，使用寿命短的问题，可以有效提高润滑功能，提升润滑效果，切实解决发动机工作时烧机油、冒蓝烟的现象，使发动机有效降低污染。

所述的定子和转子包含两组，两组分别位于偏心轴的两侧，共同点火工作。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：结合图1，该结构显示两个定子，分别在偏心轮的两侧协同做工，其余原理参考马自达的三角转子的传动结构，其毫无疑问是能够实现的，本处不再赘述。即偏心轮两侧各自有一个动力输出轴，用于输出动力。

在整体结构清晰的基础上，毫无疑问，采用端盖等结构将定子和转子封装起来即可。类似的辅助部件，如端盖压盖等属于通用技术，同样能够参考马自达的三角转子的其他部件。

不用于其他方案：为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案（本方案不同于其他方案，本专利直接能从外边进油进气，转子本身就是一个封闭的类“8”字形结构，同样能实现发动机做功）：

耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，包含缸体，缸体即发动机壳体；在缸体内部安装有定子，定子包含三个弧形面对接的内部壳体空间，三个弧形面各自组成一个做功空间；还包含能够在该内部壳体空间转动的转子，所述的转子为类“8”字形结构；还包含穿过“8”字形内部的孔的动力轴；所述的定子的每一个三个弧形面上都包含点火孔以及进油孔。

本发明进一步技术方案在于，所述的定子和转子包含两组，两组分别位于偏心轴的两侧，共同点火工作。

本发明进一步技术方案在于，所述的定子和转子包含一组，在转子转动的过程中能够将动力引出。

所述的定子和转子包含一组，在转子转动的过程中能够将动力引出。当然，毫无疑问，在本处的方案中，用缸体包一组的定子和转子，其余参考马自达的偏心轴的动力输出结构，即可实现动力输出。

所述的定子内油腔11内部包含多个分隔壁，多个分隔壁上包含孔，使得整个的定子内油腔为整体的连通的腔体，但是其两侧通过分割壁和定子其他部分分隔开来；所述的分隔壁还能作为支撑结构。本处提供了一种具体的油的储存结构和方法，类似的实现结构均在本专利的保护范围内。

耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机转子，其特征在于，所述的转子为类“8”字形结构；所述的定子的每一个三个弧形面上都包含点火孔以及进油孔，所述的转子的“8”字形的外形为对称结构包含两个头部，其中一个头部内部包含一个定子内油腔11，该定子内油腔11通过一个定子内油腔口连通着内部壳体空间。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种新型发动机。图中未示出部分细节。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (7)

1.耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，包含缸体，缸体即发动机壳体；在缸体内部安装有定子，定子包含三个弧形面对接的内部壳体空间，三个弧形面各自组成一个做功空间；还包含能够在该内部壳体空间转动的转子，所述的转子为类“8”字形结构；还包含穿过“8”字形内部的孔的动力轴；所述的定子的每一个三个弧形面上都包含点火孔以及进油孔，所述的转子的“8”字形的外形为对称结构包含两个头部，其中一个头部内部包含一个定子内油腔（11），该定子内油腔（11）通过一个定子内油腔口连通着内部壳体空间，油通过进油孔进入内部壳体空间中的一个做功空间的时候，类“8”字形结构的做功头的弧形面在一个做功空间内实现接触和挤压，挤压的过程中，油被挤压进定子内油腔（11）中，当转动过后，含油的头部进入相邻的做功空间，此时油脂从定子内油腔（11）中出来，在该做功空间中被点火和爆燃，能够推动类“8”字形结构进一步转动。

2.如权利要求1所述的耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，所述的定子和转子包含两组，两组分别位于偏心轴的两侧，共同点火工作。

3.如权利要求1所述的耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，所述的定子和转子包含一组，在转子转动的过程中能够将动力引出。

4.如权利要求1所述的耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，所述的定子内油腔（11）内部包含多个分隔壁，多个分隔壁上包含孔，使得整个的定子内油腔为整体的连通的腔体，但是其两侧通过分割壁和定子其他部分分隔开来；所述的分隔壁还能作为支撑结构。

5.如权利要求1所述的耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机，其特征在于，所述的转子内部包含空腔，还包含穿过转子的通道，该通道端部为润滑油进口，一侧包含润滑油出口，润滑油进口和润滑油入口均能封闭。

6.耐磨损环保低耗能“8”字形转子发动机转子，其特征在于，所述的转子为类“8”字形结构；所述的定子的每一个三个弧形面上都包含点火孔以及进油孔，所述的转子的“8”字形的外形为对称结构包含两个头部，其中一个头部内部包含一个定子内油腔（11），该定子内油腔（11）通过一个定子内油腔口连通着内部壳体空间。

7.一种新型发动机做功方法，其特征在于，利用权利要求1-7任意一项所述的发动力，包含如下步骤：

通过进油孔进油气，此时，类“8”字形结构的做功头的弧形面在一个做功空间内实现接触和挤压，挤压的过程中，油被挤压进定子内油腔（11）中，当转动过后，含油的头部进入相邻的做功空间，此时油脂从定子内油腔（11）中出来，在该做功空间中被点火和爆燃；推动类“8”字形结构进一步转动；所述的点火是通过火花塞点火或者是通过压缩使得气体升温燃爆点火。