CN110195645A - 一种多缸转子发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多缸转子发动机，包括第一缸体和第二缸体，所述第二缸体壁面与第二转子形成若干燃烧室；所述第一缸体内部通过偏心机构将燃气压缩输送到第二缸体任一燃烧室内做功；所述第二缸体内的转子与偏心机构同轴旋转。所述第二缸体为圆形缸体，所述第二转子与第二缸体同轴安装，且在所述第二转子旋转过程中若干燃烧室体积保持不变。所述第二转子为正多边形或类似正多边形。类似正多边形的所述第二转子为正多边形的边长为内弯曲的圆弧，任一所述内弯曲的圆弧与所述第二缸体壁面构成弧形燃烧室。本发明可实现多缸转子发动机进气压缩、燃烧排气过程在不同缸体内进行的新型转子发动机，从而提高转子发动机的性能。
Description
技术领域
本发明涉及转子发动机技术领域，特别涉及一种多缸转子发动机。
背景技术
转子发动机是传统的往复式发动机之外的又一高效动力机械，其由于结构简单、零部件较少、运转平稳等优点使其被广泛应用在民用和军事上的多个领域。特别是近年来电动汽车和小型无人机的快速发展又给转子发动机的发展带来了新的机遇，这是因为作为增程式电动车核心部件的增程器和小型无人机都迫切需要一种结构紧凑且功重比高的动力装置，而转子发动机特有的优势使其恰好可以满足这一对动力装置的要求。但是，转子发动机各部件的精确加工制造和燃烧效率问题却严重制约了其快速发展。
汪克尔转子发动机的缺陷主要有以下四点：
(1)由于转子机的四个工作行程总是在缸壁的四个固定部位进行的，导致在缸体和端盖的上的各个部位上的受热和受力情况是很不均匀的，因此缸体必须拥有一定的厚度以保证足够的强度和刚度，三角转子机目前多采用高强度的合金铸铁制成，其内腔通常采用设有加强筋的空心结构。
(2)三角转子机的缸体内壁和转子轮廓型线是一种特殊的曲线，三角转子机目前多采用外次摆线等距曲线及缸体型线的内包络线。因此，缸体内壁和转子轮廓型面都需要精细的设计与加工，以获得正确和光滑的表面。
(3)转子发动机由于燃烧室狭长，火焰蔓延速度慢，导致燃料燃烧不充分的缺点，这即制约了转子发动机的效率，又增加了有害气体的排放。
(4)汪克尔转子发动机因其三角的转子设计，转子每旋转一周，固定做三次功且无法改变。故缸体与转子在结构上均有很大的改造空间。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种多缸转子发动机，可实现多缸转子发动机进气压缩、燃烧排气过程在不同缸体内进行的新型转子发动机，从而提高转子发动机的性能。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种多缸转子发动机，包括第一缸体和第二缸体，所述第二缸体壁面与第二转子形成若干燃烧室；所述第一缸体内部通过偏心机构将燃气压缩输送到第二缸体任一燃烧室内做功；所述第二缸体内的第二转子与偏心机构同轴旋转。
进一步，所述第二缸体为圆形缸体，所述第二转子与第二缸体同轴安装，且在所述第二转子旋转过程中若干燃烧室体积保持不变。
进一步，所述第二转子为正多边形或类似正多边形。
进一步，类似正多边形的所述第二转子为正多边形的边长为内弯曲的圆弧，任一所述内弯曲的圆弧与所述第二缸体壁面构成弧形燃烧室。
进一步，所述第二转子突出部分的顶部或者多边形的端点处设有第二密封槽，所述第二密封槽底部设有第二波形弹簧，所述第二波形弹簧上安装第二密封件。
进一步，在靠近排气道的所述第二缸体上设有固定块，所述固定块内孔中安装排气板和第二弹簧，所述第二弹簧一端与排气板一端连接，所述第二弹簧另一端与固定块连接；所述排气板另一端与燃烧室壁面密封接触，通过第二弹簧使排气板在第二转子旋转过程中始终与燃烧室壁面密封接触。
进一步，与燃烧室壁面密封接触的所述排气板另一端上设有第三密封槽，所述第三密封槽底部设有第三波形弹簧，所述第三波形弹簧上安装第三密封件。
进一步，所述偏心机构包括第一转子和若干挡板，所述第一转子圆柱面上均布若干安装槽，所述安装孔与所述第一转子等宽；任一所述安装槽底部设有第一弹簧，所述挡板一端与第一弹簧连接，所述挡板另一端与第一缸体壁面密封接触；相邻所述挡板之间的空间随着第一转子转动而变化。
进一步，所述挡板另一端顶部设有第一密封槽，所述第一密封槽内设有第一波形弹簧，所述第一波形弹簧上设有第一密封件。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的多缸转子发动机，其圆形转子与圆形缸体设计保证了转子和缸体易于精确加工和打磨，大大降低了设计加工成本。
2.本发明所述的多缸转子发动机，可根据实际需要设计改变燃烧室的大小，从而克服传统转子发动机燃烧室狭长的缺点，这即提高转子发动机的效率，又有利于减少有害气体的排放。
3.本发明所述的多缸转子发动机，进气压缩与点火排气过程分别在两个缸体内完成，避免了单缸转子发动机在缸体和端盖的上的各个部位上的受热和受力情况不均匀的现象，大大延长了转子发动机使用寿命。
4.本发明所述的多缸转子发动机，可通过多边形的转子设计，使其拥有多个弧形缸室，使转子旋转一周，产生远高于传统转子发动机三次的做功。
附图说明
图1为本发明所述的多缸转子发动机内部剖视图。
图2为本发明所述的第一缸体内部剖视图。
图3为图2的局部放大图。
图4为本发明所述的第二缸体内部剖视图。
图5为图4的局部放大图。
图中：
1-第一缸体；2-第一端盖；3-第一转子；4-进气道；5-安装槽；6-第一弹簧；7-挡板；8-第一密封槽；9-第一波形弹簧；10-第一密封件；11-第二缸体；12-第二端盖；13-第二转子；14-火花塞；15-排气道；16-排气板；17-第二密封槽；18-第二波形弹簧；19-第二密封件；20-第三密封槽；21-第三波形弹簧；22-第三密封件；23-第二弹簧；24-固定块；25-气流通道；26-止回阀；27-螺丝；28-主轴。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示、本发明所述的多缸转子发动机，包括第一缸体1和第二缸体11，所述第二缸体11壁面与第二转子13形成若干燃烧室；所述第一缸体1内部通过偏心机构将燃气压缩输送到第二缸体11任一燃烧室内做功；所述第二缸体11内的第二转子13与偏心机构同轴旋转。
如图2和图3所示，第一缸体1用于进气压缩，所述第一缸体1为圆形，第一端盖2通过螺丝27固定在所述第一缸体1两侧，所述第一转子3偏心地安装在所述第一缸体1内，所述第一转子3为圆形，所述第一转子3四周对称开设若干安装槽5，所述安装槽5与所述第一转子3等宽，所述安装槽5底部设有第一弹簧6，所述第一弹簧6的尺寸与所述安装孔5等宽，所述挡板7一端与所述第一弹簧6连接，所述挡板7与所述安装孔5等宽，所述挡板7另一端设有第一密封槽8，所述第一密封槽8内设有第一波形弹簧9，所述第一波形弹簧9上设有第一密封件10，所述挡板7在所述第一弹簧6的弹力作用下始终与第一缸体1内壁紧密接触，相邻两个挡板7与第一转子3和第一缸体1之间构成的空腔，空腔的体积随第一转子3的偏心转动而变化；在空腔体积最大处设有进气道4；在空腔体积最小处设有与第二缸体11内的燃烧室连通的气流通道25。
如图3和图4所示，所述第二缸体11用于连续点火爆燃燃烧室内的气体。所述第二缸体11为圆形，所述第二端盖12通过螺丝27固定在所述第二缸体11两侧，所述第二转子13同心地安装在所述第二缸体11内，所述第二转子13与第二缸体11同轴安装，且在所述第二转子13旋转过程中若干燃烧室体积保持不变。所述第二转子13为正多边形或类似正多边形。类似正多边形的所述第二转子13为正多边形的边长为内弯曲的圆弧，任一所述内弯曲的圆弧与所述第二缸体11壁面构成弧形燃烧室。在靠近排气道15的所述第二缸体11上设有固定块24，所述固定块24内孔中安装排气板16和第二弹簧23，所述第二弹簧23一端与排气板16一端连接，所述第二弹簧23另一端与固定块24连接；所述排气板16另一端与燃烧室壁面密封接触，通过第二弹簧23使排气板16在第二转子13旋转过程中始终与燃烧室壁面密封接触。与燃烧室壁面密封接触的所述排气板16另一端上设有第三密封槽20，所述第三密封槽20底部设有第三波形弹簧21，所述第三波形弹簧21上安装第三密封件22。所述第二转子13突出部分的顶部或者多边形的端点处设有第二密封槽17，所述第二密封槽17内设有第二波形弹簧18，所述第二波形弹簧18上设有第二密封件19，所述火花塞14安装在所述第二缸体11上。弧形的燃烧室设计有利于排气板16强制排出废气，进行强制排气的过程中，第二弹簧23的弹力作用使第三密封件22始终与弧形的缸室紧密接触，从而强制排除废气；所述气流通道25靠近第二缸体11的一侧设有所述止回阀26，所述止回阀26可阻止燃气在所述气流通道25内倒流。第一转子3与第二转子13共用同一主轴28。
具体工作过程为：空腔体积最大处经过进气口时，燃气不断从进气道进入空腔。随着第一转子3的转动，空腔体积变小，燃气被压缩，空腔体积最小处时被压缩的燃气通过气流通道25进入第二缸体11内的弧形燃烧室，燃气在弧形燃烧室内在火花塞14的作用下被点燃，这时，被点燃的燃气迅速产生压力从而膨胀驱动第二转子13转动，并向外输出功。当第二转子13的顶点经过排气口时，高压的废气在压力的作用下自动从排气道15排出，排气板16在第二弹簧23的作用下沿着弧形燃烧室壁面运动，从而强迫将无法在压力所用下排出的废气排出。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种多缸转子发动机，其特征在于，包括第一缸体(1)和第二缸体(11)，所述第二缸体(11)壁面与第二转子(13)形成若干燃烧室；所述第一缸体(1)内部通过偏心机构将燃气压缩输送到第二缸体(11)任一燃烧室内做功；所述第二转子(13)与偏心机构同轴旋转。
2.根据权利要求1所述的多缸转子发动机，其特征在于，所述第二缸体(11)为圆形缸体，所述第二转子(13)与第二缸体(11)同轴安装，且在所述第二转子(13)旋转过程中若干燃烧室体积保持不变。
3.根据权利要求2所述的多缸转子发动机，其特征在于，所述第二转子(13)为正多边形或类似正多边形。
4.根据权利要求3所述的多缸转子发动机，其特征在于，类似正多边形的所述第二转子(13)为正多边形的边长为内弯曲的圆弧，任一所述内弯曲的圆弧与所述第二缸体(11)壁面构成弧形燃烧室。
5.根据权利要求2所述的多缸转子发动机，其特征在于，所述第二转子(13)突出部分的顶部或者多边形的端点处设有第二密封槽(17)，所述第二密封槽(17)底部设有第二波形弹簧(18)，所述第二波形弹簧(18)上安装第二密封件(19)。
6.根据权利要求1所述的多缸转子发动机，其特征在于，在靠近排气道(15)的所述第二缸体(11)上设有固定块(24)，所述固定块(24)内孔中安装排气板(16)和第二弹簧(23)，所述第二弹簧(23)一端与排气板(16)一端连接，所述第二弹簧(23)另一端与固定块(24)连接；所述排气板(16)另一端与燃烧室壁面密封接触，通过第二弹簧(23)使排气板(16)在第二转子(13)旋转过程中始终与燃烧室壁面密封接触。
7.根据权利要求5所述的多缸转子发动机，其特征在于，与燃烧室壁面密封接触的所述排气板(16)另一端上设有第三密封槽(20)，所述第三密封槽(20)底部设有第三波形弹簧(21)，所述第三波形弹簧(21)上安装第三密封件(22)。
8.根据权利要求1所述的多缸转子发动机，其特征在于，所述偏心机构包括第一转子(3)和若干挡板(7)，所述第一转子(3)偏心地安装在所述第一缸体(1)内；所述第一转子(3)圆柱面上均布若干安装槽(5)，所述安装槽(5)与所述第一转子(3)等宽；任一所述安装槽(5)底部设有第一弹簧(6)，所述挡板(7)一端与第一弹簧(6)连接，所述挡板(7)另一端与第一缸体(1)壁面密封接触；相邻所述挡板(7)之间的空间随着第一转子(3)转动而变化。
9.根据权利要求1所述的多缸转子发动机，其特征在于，所述挡板(7)另一端顶部设有第一密封槽(8)，所述第一密封槽(8)内设有第一波形弹簧(9)，所述第一波形弹簧(9)上设有第一密封件(10)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
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