CN1094556C

CN1094556C - 叶片旋转式内燃机

Info

Publication number: CN1094556C
Application number: CN99117816A
Authority: CN
Inventors: 李晋铭; 王成学; 王金虎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: CN1258807A

Abstract

一种叶片旋转式内燃机，由缸体、转子轴、叶片、喷油嘴、点火器以及进、排气孔等组成，通过转子轴带动叶片在缸体内旋转完成进气、压缩、做功、排气四个过程，达到内燃机输出功率的效果。本发明具有结构简单，体积小，重量轻，油耗低，功率大等优点。

Description

叶片旋转式内燃机

本发明涉及内燃机。

目前，我国常见的内燃机，大多为活塞往复式，即将活塞的上、下往复运动经过连杆曲轴转变为旋转式运动，这种内燃机主要有以下缺点：机构复杂、连接部件多，功率消耗大，而且维护不便，如果要提高内燃机的输出功率，就得增加缸体数量，这样导致内燃机本身体积更加庞大、笨重，结构也更趋复杂。有些国外资料曾经介绍过旋转活塞式内燃机，经试验发现其也存在结构复杂，维护保养困难，油耗高等缺点。

本发明的目的是提供一种叶片旋转式内燃机，它根据内燃机的做功原理，通过缸体内叶片的旋转来压缩空气，然后使压缩空气爆炸做功，从而达到输出功率的目的。

本发明的目的是这样实现的：

在一个带有底座、内腔光滑、且两端开口的缸体内，贯穿一根转子轴，转子轴为阶梯轴，转子轴通过两个轴承固定在用于封闭缸体两个端口的进气端盖和排气端盖上的偏心孔中，进气端盖和排气端盖上除了固定转子轴的两个偏心孔外，还有进气孔和排气孔。

转子轴在缸体内的一段直径最大，环绕此段轴，等距开有四个轴向通槽，通槽中嵌有四组叶片。

在缸体外、靠近进气端盖一侧的转子轴上，依次安装有进气扇主动齿轮和油泵凸轮，进气外端盖通过螺栓固定在进气端盖上，并将上述进气扇主动齿轮和油泵凸轮罩在其中；在进气外端盖上，安装有喷油泵和进气扇，喷油泵正对油泵凸轮，并且喷油泵由油泵凸轮控制其定期喷油；进气扇的转动则通过与进气扇同轴的进气从动轮和进气扇主动齿轮啮合而实现。

在缸体外、靠近排气端盖一侧的转子轴上，安装有电机转子，此部分由排气外端盖罩在其中，排气外端盖通过螺栓固定在排气端盖上，转子轴的动力输出段则伸出排气外端盖的外面。

在缸体顶部，有喷油嘴和点火器直接开口于缸体内壁，喷油嘴的进油口与点火器的点火口的宽度不超过叶片的厚度；喷油嘴尾部通过油管与喷油泵连通，点火器与高压线连接。

下面结合附图加以详细说明：

图1为本发明的总装配图；

图2为本发明的缸体段剖视图；

图3为本发明的叶片结构图；

图4为图1中A-A剖视图；

图5为本发明中转子轴头密封块位置图。

如图所示，进气端盖3和排气端盖4分别通过螺栓封闭缸体1的两个端口，转子轴2贯穿缸体1后，通过轴承固定在进气端盖3和排气端盖4上的偏心孔内。其动力输出段伸出排气外端盖21的外面。

四组叶片22和转子轴2共同将缸体1的内腔分成四个区域，从进气孔16开始，沿顺时针方向依次为进气腔a、压缩腔b、点火爆炸腔c和做功排气腔d。由于转子轴2是处于进气端盖3和排气端盖4上的偏心位置，且叶片22与转子轴之间有叶片簧21，所以进气腔a和做功排气腔d的容积较大，而压缩腔b和点火爆炸腔c的容积较小。

为了保证运转可靠性和良好的密封效果，每组叶片22设计为由三部分组成：即两个小叶片9和三角形叶片推出块5，小叶片9和三角形推出块5共同拼接成一长方体，两块小叶片9均带有L形头且彼此可相互配合，叶片22紧靠缸体1内壁的侧面为圆弧形，此圆弧与缸体1内壁喷油嘴10的进油口、点火器12的点火口所处位置的弧形一致，这样可以保证叶片22旋转经过点火口时可燃气体不会从叶片22顶部窜入压缩腔。在两块小叶片9的L形接头下方，有一三角形叶片推出块5，推出块5与转子轴2之间有叶片簧21，叶片推出块5的三角形状，决定了两个小叶片9时刻被推出块5推出和推向两侧，这样可以使每组叶片时常紧靠缸体1的内壁，既可保证外圈密封又保证了端面的密封，即使叶片22有少量磨损，也不会影响其密封效果。

沿转子轴2在缸体段的端面，开有一环形L槽，槽内嵌入L形块20，L形块20与转子轴2之间有弹簧19，这样可以保证转子轴2的端面密封。

进气孔16处于转子轴2与缸体1两圆心的连线上，排气孔13的大小与进气孔16相同，两孔从端盖安装的位置来看有部分重叠，即当叶片22的一个端面将进气端盖3上的进气孔16堵住后，排气端盖4上的排气孔13仍有部分未被叶片22的另一端面封闭。叶片22在转动过程中，先经过排气孔13，然后再经过进气孔16，这样可以保证高温高压燃气先排至与外界气压平衡时，进气孔16才进入新鲜空气，避免高压燃气倒流。

喷油嘴10的进油口与点火器12的点火口之间的宽度，不应超过叶片22的厚度，以保证叶片22在经过进油口与点火口时，不会因被燃气体压回，而导致逆向转动。

处于进气端盖3与进气外端盖8之间的转子轴2的端面中部安装有转子轴轴向推出簧7，其作用是将转子轴2推向排气端盖4，也起密封效果。

工作时，由起动马达6带动转子轴2顺时针方向转动，此时进气主动齿轮14连带进气从动轮17及进气扇15也开始旋转，使新鲜空气从进气端盖3上的进气孔16进入a腔，空气进入a腔后，由叶片22推动，进入b腔，由于b腔容积比a腔小，所以此时空气被压缩，接着压缩后的空气由b腔进入c腔，此时油泵11由于油泵凸轮23的压迫而供油到喷油嘴10，喷油嘴10即向c腔内喷油，使c腔内成为高压油、气混合体，紧接着点火器12点火，c腔内的高压混合油气爆炸，爆炸后释放的能量推动叶片22快速旋转，从而带动转子轴2旋转，当爆炸后的气体进入d腔后，排气孔13露出，废气即从排气孔13排出，此时进气扇15将新鲜气流换入，由于排气孔13和进气孔16之间有部分重叠，换入的新鲜空气可以将废气彻底排出，从而实现本发明周而复始的运转。

由于每旋转一周做功四次，而相对于传统的活塞往复式内燃机，旋转两周做功一次，因此提高了8倍，而且降低了能耗，平稳了功率输出。

例如：缸体内径为100mm，转子轴φ80mm，叶片厚度为12mm，缸体内径长度为100mm，顶隙为1mm时其压缩比为五比一，单腔排气量约为79毫升，四腔排气量为316毫升，用汽油做燃料，其功率可达14-30马力，而其体积不超过200×300mm；若缸体内径扩至200×200mm时，其功率可达64-120马力，而体积不超过350×500mm。

采用上述措施，使内燃机体积减小而功率增大，结构更趋简单，而且维护、养护均十分方便。

Claims

1、一种叶片旋转式内燃机，由缸体、转子轴、叶片、喷油嘴、点火器以及进、排气孔等组成，其特征在于：转子轴通过两个轴承固定在用于封闭缸体两个端口的进气端盖和排气端盖上的偏心孔中；进气端盖和排气端盖上除了固定转子轴的两个偏心孔外，还有进气孔和排气孔；缸体内的转子轴轴身等距开有四个轴向通槽，槽中嵌有四组叶片，四组叶片和转子轴共同将缸体内腔分成四个区域；缸体外、靠近进气端盖一侧的转子轴上依次安装有进气扇主动齿轮和油泵凸轮，进气外端盖通过螺栓固定在进气端盖上，在进气外端盖上，安装有喷油泵和进气扇，喷油泵正对安装在转子轴上的油泵凸轮，与进气扇同轴的进气从动轮和进气扇主动轮啮合；排气外端盖通过螺栓固定在排气端盖上，转子轴的动力输出段伸出排气外端盖的外面；在缸体顶部腔壁上，固定有开口于缸体内腔的喷油嘴和点火器，喷油嘴的进油口与点火器的点火口的宽度不超过叶片的厚度；喷油嘴通过油管与喷油泵连通，点火器与高压线连接。

2、根据权利要求1所述的叶片旋转式内燃机，其特征在于：每组叶片由三部分组成：即两个小叶片和一个三角形叶片推出块，两个小叶片和三角形推出块共同拼接成一长方体，两块小叶片均带有L形头，三角形叶片推出块在两L形接头下方，推出块与转子轴之间有叶片簧。

3、根据权利要求1所述的叶片旋转式内燃机，其特征在于：转子轴的一端有一环形L槽，其中嵌有L形密封块，L形密封块与转子轴之间有弹簧。

4、根据权利要求2所述的叶片旋转式内燃机，其特征在于：叶片外圈的弧形与缸体内壁进油口、点火口的位置所在弧形一致。

5、根据权利要求1所述的叶片旋转式内燃机，其特征在于：进气孔的开口位置在转子轴与缸体两圆心连线上，排气孔位置偏向做功排气腔，两孔沿轴向有部分重叠。