CN110439678A - 转子发动机 - Google Patents

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Luo Ruixuan
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Abstract

本发明涉及燃油、燃气发动机领域,具体涉及转子发动机。该转子发动机包括缸体、喷油嘴、火花塞、第一齿轮和第二齿轮;两齿轮在缸体内自由旋转,相互齿和转动;两齿轮均包括齿根和多个齿牙结构;两齿轮齿牙结构均为叶片齿头,第一齿轮齿牙结构的多个叶状齿头的每个叶状齿头和第二齿轮相邻的两个齿牙结构和齿根、缸体内侧壁围成半封闭旋转燃烧室;两个叶片齿头齿和时,闭合旋转燃烧室,随齿轮转动,闭合空间由大到小,再由小到大,最小时点燃内部燃油空气,两齿和的齿轮受爆燃膨胀高压气体推动快速反向旋转分离,并夹带高压燃烧气体旋转排出,再吸入新空气,旋转一圈完成进气‑压缩‑作功‑排气过程。其结构简单制作容易、燃烧热效率高功率大。

Description

转子发动机
技术领域
本发明涉及燃油燃气发动机领域,具体涉及转子发动机。
背景技术
众所周知目前的发动机通常为活塞发动机,活塞发动机通常是利用汽油与空气混合,在密闭的容器(气缸)内燃烧,膨胀作功,推动活塞下行带动曲轴旋转,转换成旋转动能,以此形式输出动力的发动机。活塞发动机为传统四行程往复式活塞引擎,引擎转两周,各汽缸完成一次进气、压缩、点火与排气过程,做功比较低效;而且零部件多、辅助设备多(水冷、启动电机和涡轮增压发动机等)。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明为了克服现有发动机工作效率低的问题,提供一种转子发动机。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供本发明提供转子发动机,其包括缸体、喷油嘴、火花塞、至少一个第一齿轮和至少一个第二齿轮;所述第一齿轮和所述第二齿轮安装在缸体内可自由旋转,相互平行的所述第一齿轮的齿轮轴和所述第二齿轮的齿轮轴至少部分为动力输出轴,所述第一齿轮和所述第二齿轮相互齿和转动;
所述第一齿轮和所述第二齿轮均包括齿根和多个齿牙结构,所述齿牙结构安装于所述齿根且围绕所述齿根分布;所述齿牙结构包括:齿柄和叶状齿头,所述齿柄的第一端连接所述齿根,第二端连接所述叶状齿头的叶根部;
所述缸体的前端和后端之间,所述第一齿轮齿牙结构的多个叶状齿头的每个叶状齿头和第二齿轮相邻的两个齿牙结构和齿根、所述缸体内侧壁围成半封闭的旋转燃烧室;
在所述第一齿轮和所述第二齿轮在转动中,所述第一齿轮的每个叶状齿头分别和所述第二齿轮的相邻两个叶状齿头齿和时,封闭上述半封闭的旋转燃烧室的开口,以使所述半封闭的旋转燃烧室在旋转时不断被封闭又敞开。
(三)有益效果
本发明采用的第一齿轮、第二齿轮的齿头结构均为叶片齿头,两个叶片齿头齿和时,闭合空间较普通齿轮齿头齿和的空间大,该空间可以用作燃烧室。第一齿轮、第二齿轮安装在缸体内,第一齿轮和第二齿轮相对旋转,叶状齿头齿和,第一齿轮齿牙结构的多个叶状齿头的每个叶状齿头和第二齿轮相邻的两个齿牙结构和齿根、缸体内侧壁围成的半封闭旋转燃烧室被闭合,齿和空间被相对封闭,而且随着叶片齿头齿和,该空间由大到小,再由小到达的转变。
相对密封的空间作为与传统燃油发动机内部活塞做功一样的空间,在第一齿轮的叶状齿轮头刚与第二齿轮的叶状齿头齿和密封时,可用喷油嘴向此封闭空间喷入燃料喷雾或燃烧气体,由于相互旋转齿和会使得封闭空间压缩到最小空间,类似第一齿轮的叶状齿头如活塞一样插入第二齿轮的两个叶状齿头之间被封闭空间,在转过最小空间后空间又由小变大,此时可用火花塞点燃封闭空间内的压缩燃油喷雾或燃烧气体,使得燃油雾或燃烧气体和空气形成的压缩混合气体爆炸燃烧,膨胀气体推动两个齿和旋转的叶状齿轮加速反向旋转。随着齿轮转动,齿轮不同的燃烧室转到齿和位被封闭。然后进入下一个吸入新空气的旋转燃烧室被封闭,下一个旋转燃烧室内燃气燃烧,气体膨胀,再次推动齿轮转动。依次类推,该转子发动机多个燃烧室依次一圈做功多次,燃料热效率高和功率输出比传统活塞功率输出大。而且,缸体内设置两个齿轮,缸体内设置喷油嘴和火花塞,整体结构简单,部件少。
随着齿轮转动,点燃后的燃烧室旋转到另一角度时排出高压气体,再旋转一定角度吸入新的空气,再旋转一定角度重新被封闭再次做功。一个齿和空间旋转一圈就能完成活塞发动机需转两圈才能完成进气-压缩-作功-排气的四进程。
理论上齿轮有齿牙结构的数目即为燃烧室旋转一圈的做功次数。齿轮可由多个齿牙结构,比如四齿、五齿和六齿到无数齿等,齿牙结构越多空间压缩比越低同时齿牙结构增加时同样直径大小相应的燃烧室空间就小旋转时做功的时间就短。
另外,当第一齿轮和第二齿轮为多个时,可形成多个第一齿轮共用第一齿轮轴,多个第二齿轮共用第二齿轮轴,形成上下并行的多个第一齿轮、第二齿轮齿和组合结构,动力提供更高效。
或者,当第一齿轮和第二齿轮为多个时,多组第一齿轮和和第二齿轮组成组合结构,多个组合结构形成并联和/或串联方式,相邻两个组合结构之间高压燃烧气体通过管道连通,既能延缓高压燃烧气体未燃烧完全排出又能充分利用气体的动能,使得燃烧效能更高效。
附图说明
图1为本发明实施例四齿单旋转燃烧室转子发动机中齿轮旋转一圈在不同位置的示意图;
图2为本发明实施例四齿单旋转燃烧室转子发动机结构示意图;
图3为本发明实施例五齿单旋转燃烧室转子发动机结构示意图;
图4为本发明实施例五齿单旋转燃烧室转子发动机包括中间缸体的结构示意图;
图5为本发明实施例五齿单旋转燃烧室转子发动机分解结构示意图;
图6为本发明实施例六齿单旋转燃烧室转子发动机结构示意图;
图7为本发明实施例六齿单旋转燃烧室转子发动机分解结构示意图;
图8a、图8b、图8c为本发明实施例七齿单旋转燃烧室转子发动机中齿轮旋转一圈在不同位置的示意图;
图9a为本发明实施例七齿单旋转燃烧室转子发动机结构示意图;
图9b1、图9b2、图9b3、图9b4为本发明实施例七齿单旋转燃烧室转子发动机位置出发其的不同角度示意图;
图10为本发明实施例七齿单旋转燃烧室转子发动机分解结构示意图;
图11为本发明实施例另一个角度上七齿单旋转燃烧室转子发动机分解结构示意图;
图12为本发明实施例一个角度上七齿单旋转燃烧室转子发动机结构示意图;
图13为本发明实施例另一个角度上七齿单旋转燃烧室转子发动机结构示意图;
图14a、图14b、图14c为两对一样的七齿数叶状齿轮组成的一体式七齿双旋转燃烧室串联燃油发动机旋转一周的位置状态示意图;
图15为本发明一个角度下两对一样的七齿数叶状齿轮组成的一体式七齿双旋转燃烧室串联燃油发动机结构示意图;
图16为本发明另一个角度下两对一样的七齿数叶状齿轮组成的一体式七齿双旋转燃烧室串联燃油发动机结构示意图;
图17为本发明两对一样的七齿数叶状齿轮组成的一体式七齿双旋转燃烧室串联燃油发动机分解结构示意图;
图18a、图18b、图18c为本发明实施例由两对一样的七齿数叶状齿轮组成的七齿双旋转燃烧室并联燃油发动机旋转一周的位置状态示意图;
图19为本发明实施例由两对一样的七齿数叶状齿轮组成的七齿双旋转燃烧室并联燃油发动机某一角度的结构示意图;
图20为本发明实施例由两对一样的七齿数叶状齿轮组成的七齿双旋转燃烧室并联燃油发动机另一角度的结构示意图;
图21a、图21b为本发明实施例中位置触发器的一种实现形式的结构示意图;
图22为本发明实施例由两对一样的七齿数叶状齿轮组成的七齿双旋转燃烧室并联燃油发动机又一角度的结构示意图;
图23为本发明实施例由三对一样的七齿数叶状齿轮组成的分体式七齿多旋转燃烧室串并联燃油发动机分层结构示意图;
图24为本发明实施例由三对一样的七齿数叶状齿轮组成的分体式七齿多旋转燃烧室串并联燃油发动机另一角度分层结构示意图;
图25为本发明实施例由多个不同齿数、不同直径和同齿宽叶状齿轮组成的一类多旋转燃烧室转子发动机原理示意图;
图26a、图26b为本发明实施例由多个不同齿数、不同直径和同齿宽叶状齿轮组成的一类多旋转燃烧室转子发动机结构示意图;
图27为本发明实施例高压气体送入的结构示意图;
图28a、图28b为本发明实施例机油输送通道的结构示意图。
注:1、叶状旋转活塞头齿轮;2、叶状旋转燃烧室齿轮;3、旋转燃烧室;4、叶状齿头;5、齿柄;6、齿根;7、齿宽;8、1号燃烧室;9、机油浅槽;10、机油口;11、前缸体侧板;12、后缸体侧板;13、喷油嘴;14、火花塞;15、齿轮旋转方向;16、齿轮端面;17、齿和线;18、辅助燃烧启动室;19、高压气密室;21、叶状旋转活塞头齿轮轴;22、旋转燃烧室轴;23、旋转燃烧室前圆夹板;24、旋转燃烧室后圆夹板;25、旋转燃烧室圆夹板孔窝;31、叶状旋转活塞头齿轮排高压气通道;32、旋转燃烧室排高压气通道;33、叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道;34、旋转燃烧室冷却出气通道;35、中间间隔块;36、中间缸体;37、进气室;38、叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口;39、旋转燃烧室冷却进气通道;41、叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮;42、旋转燃烧室轴上辅助齿轮;45、流体管道高速旋转接头;46、高速旋转导电滑环;47、进油管;49、旋转燃烧室前圆夹板旋转间隙;51、辅助燃烧启动室喷油嘴;52、辅助燃烧启动室火花塞;53、离心风扇叶;54、离心风扇轴;55、离心风扇进气口;56、离心风扇进气口安装支架;62、旋转燃烧室轴支架;63、旋转燃烧室轴夹板缸体开口;64、叶状旋转活塞头齿轮轴孔;65、旋转燃烧室轴孔;71、旋转燃烧室轴离心风扇齿轮;72、离心风扇齿轮;73、同步旋转凸轮;74、凸轮触碰器;75、离心风扇齿轮链条;76、喷油嘴触点;77、火花塞触点;81、同步旋转凸轮燃油1号凸触动点;82、同步旋转凸轮火花塞1号凸触动点;83、中间缸体内隔板;84、辅助燃烧启动室间通气道;85、辅助燃烧启动室间通气管;91、同步旋转孔轮;92、同步旋转孔轮光电发射接收器;93、同步旋转燃油孔;94、同步旋转火花塞孔;95、燃油光电发射器;96、燃油光电接收器;97、火花塞光电发射器;98、火花塞光电接收器;100、动力输出齿轮;101、动力轴;102、动力轴齿轮;103、高压气体入口;104、涡轮增压器;105、机械增压器;106、高压压气活塞;107、旋转杆;108、活动连杆;109、皮带轮;110、皮带;111、闭气环;112、机械增压器旋转轴;113、机油排出通道;114、机油收集器;115、高压进气口;116、机油输出管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,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,还可以是电滑环或流体滑环等旋转连通,可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系,仅是为了方便描述进行的区分。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。“当前”在执行某动作之时的时刻,文中出现多个当前,均为随时间流逝中实时记录。
第一实施例
下面结合图1和图2的工作原理图和结构图,阐述本发明实施例由一对四齿数叶状齿轮组成的四齿单旋转燃烧室转子发动机。
图1中三图是一对完全一样的四齿数叶状齿轮相互齿和在旋转中不同位置的示意图,叶状旋转活塞头齿轮1(又称第一齿轮,因其充当活塞头的作用,将其命名为叶状旋转活塞头齿轮)围绕其齿轮轴逆时针旋转,叶状旋转燃烧室齿轮2(又称第二齿轮,因其充当燃烧室的作用,将其命名为叶状旋转燃烧室齿轮)围绕其齿轮轴顺时针旋转,二者齿轮轴平行,齿宽一样。两个齿轮均包括齿根和多个齿牙结构,齿牙结构安装于齿根且围绕齿根分布;齿牙结构包括:齿柄和叶状齿头,齿柄的第一端连接齿根,第二端连接叶状齿头的叶根部;叶状齿头的边缘。即两个齿轮都是由四齿数的叶状齿头、齿根、连接叶状齿头和齿根的齿柄和齿轮轴组成。第一齿轮与第一齿轮的齿轮轴以及第二齿轮与第二齿轮的齿轮轴的安装连接可以是固定一体旋转安装或棘轮旋转安装。
需要说明的是,在另一些实施例中,发生齿和的第一齿轮的齿数和第二齿轮齿数也可不一致。在另一些实施例中,发生齿和的第一齿轮的齿顶圆直径和第二齿轮的齿顶圆直径也可不一致。
叶状旋转燃烧室齿轮2上,相邻的两个齿牙结构的叶片齿头、齿柄和齿根围成一个旋转燃烧室3,叶状旋转燃烧室齿轮上包括四个这样的燃烧室:1号燃烧室8、2号燃烧室、3号燃烧室、4号燃烧室,叶状旋转活塞头齿轮1包括四个叶状齿头,即1号齿、2号齿、3号齿、4号齿。当齿轮旋转时,叶状旋转活塞头齿轮1的四个齿头依次分别将叶状旋转燃烧室齿轮2的四个燃烧室空间从封闭到打开。图1由上向下的三个分图分别标示的是叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2互相旋转从齿和到分开过程中的不同状态,第一个状态图中,叶状旋转活塞头齿轮1的叶状齿头头部刚旋转到与1号燃烧室8的两叶状齿头齿和位置,使得1号燃烧室8形成一密封区域,此时1号燃烧室8空间最大,旋转到第二个状态位置时,1号燃烧室8齿和时被叶状旋转活塞头齿轮1旋转插入压缩到最小压缩比近3:1,到第三个状态位置时1号燃烧室8的封闭空间到最大并且密封状态变为打开状态。
从图1三个状态图所示,当叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2放置于缸体内,尤其叶状旋转燃烧室齿轮2的两端通过缸体的内壁相对封闭后,齿和时,旋转燃烧室3将成为封闭空间,具体到图中的1号燃烧室8,其成为封闭的旋转燃烧室3,叶状旋转活塞头齿轮1如传统气室的活塞头,叶状旋转燃烧室齿轮2的旋转燃烧室3如传统的活塞气室,完成气体压缩、点燃混合燃烧气体、再爆炸燃烧推动齿轮旋转做功的过程。
从图2的结构图上看到,叶状旋转活塞头齿轮1安装在叶状旋转活塞头齿轮轴21上,叶状旋转燃烧室齿轮2安装在旋转燃烧室轴22上,叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22并行排列。
叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2是完全一样的四齿叶状齿轮,叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2被前缸体侧板11和后缸体侧板12包夹在中间,前缸体侧板11和后缸体侧板12上分别开有叶状旋转活塞头齿轮轴孔64和旋转燃烧室轴孔65,使得叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22能从孔中穿过,叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2可紧贴前缸体侧板11和后缸体侧板12内壁齿和旋转,但不与前缸体侧板11和后缸体侧板12内壁接触,存在间隙。
在一些实施例中,为了将前缸体侧板和后缸体侧板之间形成稳定的空腔,方便安装叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2,在前缸体侧板11和后缸体侧板12之间通过中间间隔块35隔开,中间间隔块35稍宽于两四齿叶状齿轮的齿宽,以起到支撑作用。
同时,前缸体侧板11和后缸体侧板12上分别开有机油口10,机油口10位置不超出两叶状齿轮齿根的高度,同时在两叶状齿轮的齿轮端面16开有齿轮端面机油浅槽9(即前文提到的机油槽),两叶状齿轮旋转时,接入机油口10加油,离心力使得加入的机油可沿齿轮端面机油浅槽9流向齿头部,从而使得两叶状齿轮的齿端和前缸体侧板11、后缸体侧板12内壁面始终有一薄机油膜隔开,起润滑作用同时还能有油封的作用,可油封旋转燃烧室3中的高压燃烧气体不从两齿轮端面通过两齿轮轴处泄漏。
在叶状旋转燃烧室齿轮2的每个旋转燃烧室3都配有至少一个喷油嘴13(当然也可将在此处的多个喷油嘴13取消,喷油嘴13同样安装在前缸体侧板11或后缸体侧板12上两齿轮齿和位置,),在前缸体侧板11或后缸体侧板12上的两齿轮齿和位置安装至少一个火花塞14点火,喷油嘴13和火花塞14工作都由中央电子控制器控制。
举例来说,叶状旋转燃烧室齿轮2的四个齿根部位分别安装有四个喷油嘴13,旋转燃烧室轴22为中空的轴,旋转燃烧室轴22旋转时通过安装在旋转燃烧室轴22一端的流体管道高速旋转接头45和进油管47向四个喷油嘴13输送油料。同时在旋转燃烧室轴22上还安装有一高速旋转导电滑环46,发动机中央电子控制器发出的控制信号通过高速旋转导电滑环46控制四个喷油嘴13喷油。进油管和喷油嘴直接连通或通过活动旋转结构连通。
从图1的第二个状态图可以看到,在前缸体侧板11上安装有一火花塞14(在其他实施例中也可安装在后缸体侧板12上),在1号燃烧室8内的喷油嘴13喷出燃油气雾;接着两齿轮相互旋转到图1第二个状态图所示位置,1号燃烧室8已被压缩到最小,此时安装在前缸体侧板的火花塞点火,1号燃烧室8中燃油雾和空气形成的压缩混合气体爆炸燃烧,推动两个相互齿和旋转的叶状齿轮各自围绕自身齿轮轴加速旋转,这两齿轮轴可分别单独用作动力输出轴或同时用作动力输出轴;在图1的第三个状态图中,随着齿轮旋转,相互齿和旋转的叶状齿头旋转分开使得高压爆炸气体由此开口喷出做功完成。
图2中示出一对齿轮的齿宽增加,相应的燃烧室的空间也得以增大,齿宽增加使得齿和线17相应增大,齿轮的受力部位增大齿轮更耐磨损,但相应的齿和线17加长减弱了密封性。需要说明的是,齿和线是齿轮齿和时的接触面就是一直线,实际产品是看不到的,并不断移动位置,图中的所指位置仅是示意某一个位置的齿和线。
从图1的三个位置状态来看,叶状旋转燃烧室齿轮2的一号燃烧室8气体燃烧膨胀做功过程只在旋转一圈中的部分旋转角度中完成,其旋转做功过程不同于传统活塞发动机做功一次需旋转两圈才能完成。本转子发动机四个进程能量浪费少,结构简单,同时叶状旋转燃烧室齿轮2的1号燃烧室8、2号燃烧室、3号燃烧室、4号燃烧室可依次连续被作为燃烧室,旋转一圈可连续做功四次,使得本发明的转子发动机虽然体积较小,也能输出很大功率。而且该四叶齿轮旋转燃烧室结构还解决了传统活塞发动机做功一次需要四个进程、零部件多和结构复杂的问题。
另一方面,齿轮四周直接就是空气,好处是排气散热好,齿轮能与外界空气直接接触,故能很好散热,使得齿轮的叶片齿头不用长时间工作在恶劣环境(高压、高温和高齿合力)下从而延长齿轮使用寿命,同时整个发动机无需安装很重的水冷装置,减轻整个发动机重量。坏处是旋转速度快燃烧气体做功时间不够,旋转燃烧室3中燃烧气体未充分燃烧完成,排入空气污染环境,燃烧热效率不高。
另一方面,缸体的腔壁上开有叶状旋转活塞头齿轮高压气体排出通道和叶状旋转燃烧室齿轮高压气体排出通道;叶状旋转活塞头齿轮高压气体排出通道连通至叶状旋转活塞头齿轮处;叶状旋转燃烧室齿轮高压气体排出通道连通至叶状旋转燃烧室齿轮处。缸体的腔壁上开有叶状旋转活塞头齿轮冷却气体排出通道、叶状旋转活塞头齿轮冷却气体进气通道、叶状旋转燃烧室齿轮冷却排出通道和叶状旋转燃烧室齿轮冷却进气通道;叶状旋转活塞头齿轮中冷却气体排出通道、叶状旋转活塞头齿轮中冷却气体进气通道连通至叶状旋转活塞头齿轮处;叶状旋转燃烧室齿轮中冷却气体排出通道、叶状旋转燃烧室齿轮中冷却气体进气通道连通至叶状旋转燃烧室齿轮处。
叶状旋转燃烧室齿轮2上几个燃烧室分别工作的同时在排气通道和冷却进气通道的降温,叶状旋转燃烧室每个叶片齿头温度均不高,旋转一圈只工作一次;同时1号燃烧室8做完一次功后在这一圈的其它旋转位置可直通外部自然空间,能与外界空气直接接触,故能很好散热,使得齿轮的叶片齿头不用长时间工作在恶劣环境(高压、高温和高齿合力)下从而延长齿轮使用寿命。同时整个发动机无需安装很重的水冷装置,减轻整个发动机重量。
第二实施例
下面结合图3、图4和图5阐述本发明实施例五齿数叶状齿轮组成的五齿单旋转燃烧室转子发动机。
图3可看见两个完全一样的一对五齿数叶状齿轮,左边的叶状旋转活塞头齿轮1,右边的叶状旋转燃烧室齿轮2、旋转燃烧室轴22、旋转燃烧室前圆夹板23和旋转燃烧室后圆夹板24共同组成的旋转燃烧室3,圆夹板的直径近似于第二齿顶圆直径,此处的近似于即为:圆夹板的直径大于第二齿顶圆直径,或者,圆夹板的直径等于第二齿顶圆直径,又或者圆夹板的直径略小于第二齿顶圆直径。在一些实施例中,两个圆夹板与第二齿轮可分体制造,然后再整体安装为一体结构,在其他实施例中,也可以两个圆夹板之一与第二齿轮制造成一体的部件,然后再整体安装为一体结构。第二齿轮的齿轮轴和圆夹板的连接可以是固定安装成一体旋转,也可以是齿轮轴上安装齿轮(包括棘轮),然后该齿轮再安装在缸体侧板上的孔内。
在不同实施例中,圆夹板可以为实心或空心。发动机机体外部在中空的旋转燃烧室轴22一端头部及附近分别安装有流体管道高速旋转接头45、进油管47和高速旋转导电滑环46,安装在叶状旋转活塞头齿轮轴21上的叶状旋转活塞头齿轮1。叶状旋转活塞头齿轮1和旋转燃烧室3上的叶状旋转燃烧室齿轮2相互旋转齿和,在叶状旋转活塞头齿轮轴21一端还安装有一高速旋转导电滑环46,在靠近叶状旋转活塞头齿轮1的五个齿头侧部分别安装有火花塞14,叶状旋转燃烧室齿轮2的五个齿根处分别安装喷油嘴13(火花塞14和喷油嘴13的安装位置可互换,针对这种改变,叶状旋转活塞头齿轮轴21为中空结构,流体管道高速旋转接头45和进油管47装载到中空的叶状旋转活塞头齿轮轴21上)。在一些实施例中可以将喷油嘴13、火花塞14安装在圆夹板上,喷油嘴13、火花塞14安装在圆夹板内面或穿透圆夹板两面。在另一些实施例中,喷油嘴13、火花塞14还可以设置在第一齿轮每个叶状齿头,或者第二齿轮每个齿牙结构或齿根上。
如图4所示,左边的叶状旋转活塞头齿轮1,右边的叶状旋转燃烧室齿轮2最为相同的五齿数的叶状齿轮相互齿和时,1号燃烧室8完成密封、压缩、喷油燃烧到密封打开的做功整个过程,和第一实施例中图1四齿数的叶状齿轮所述做功过程一致,从图4可看出五齿数的齿轮组成的发动机比四齿数的发动机多了一个旋转燃烧室,同时叶状旋转活塞头齿轮1中1号燃烧室8的空间压缩比达到近2:1。
为了更好的改善漏气和局部易过热损坏齿轮的问题,五齿数叶状齿轮组成的发动机做出的如下改进:
如图4所示,叶状旋转燃烧室齿轮2的两端和缸体的前缸体侧板11和后缸体侧板12内壁之间还包括圆夹板,叶状旋转燃烧室齿轮2每两个相邻的齿牙结构与齿根、两个圆夹板围成半封闭的旋转燃烧室3;两端的圆夹板和叶状旋转燃烧室齿轮2共同组成一体成为旋转燃烧室3,旋转燃烧室轴22穿过并固定连接旋转燃烧室3能一体旋转。
右边的叶状旋转燃烧室齿轮2和两端的圆夹板成为一体化的旋转体,构成旋转燃烧室3,两块圆夹板的近似于叶状旋转燃烧室齿轮2齿顶圆直径,两块圆夹板和叶状旋转燃烧室齿轮2可通过螺栓或焊接等方式组成一个整体,只在叶状旋转燃烧室齿轮2相邻的两叶状齿头间存在开口其余部位都是密封的。
如图3所示,叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2旋转齿和,将1号燃烧室8两叶状齿头间的开口封闭。旋转燃烧室3的五个燃烧室可当做传统活塞气室,五个活塞头和五个活塞气室分别齿和使得在五个气室中分别完成密封-喷油-压缩-做功-排气-进气进程,像第1实施例中四齿数叶状齿轮组成的燃油发动机一样旋转一圈可连续做功。
如图5所示,在前缸体侧板11和后缸体侧板12上分别开有圆孔窝,即旋转燃烧室圆夹板孔窝25,旋转燃烧室圆夹板孔窝25的深度近似于组成旋转燃烧室3的圆夹板厚度,圆孔窝的直径稍大于圆夹板的直径,前、后圆夹板可分别嵌入前缸体侧板11和后缸体侧板12上的旋转燃烧室圆夹板孔窝25内,且不接触,可自由旋转。
在前缸体侧板11和后缸体侧板12上靠近叶状旋转活塞头齿轮1齿根位置和叶状旋转燃烧室齿轮2齿根位置或前、后圆夹板外端面位置开有机油口10,可加入润滑机油,方便叶状旋转活塞头齿轮1和上述前、后圆夹板在旋转燃烧室圆夹板孔窝25内高速旋转,机油由于旋转离心作用可被高速甩向前、后圆夹板外缘部与圆孔窝的间隙处,使得高压燃烧气体在此间隙处被机油油封不易泄漏。
在本实施例中,前缸体侧板11和后缸体侧板12上开有叶状旋转活塞头齿轮轴孔64和旋转燃烧室轴孔65,在上述叶状旋转活塞头齿轮1的齿轮端面16和两块前缸体侧板11和后缸体侧板12之间以及上述旋转燃烧室圆夹板孔窝25和旋转燃烧室3的圆夹板之间加有机油润滑,使得前缸体侧板11和后缸体侧板12被密封夹住的叶状旋转活塞头齿轮1和旋转燃烧室3上的叶状旋转燃烧室齿轮2相互齿和反向旋转;同时由于加油空间间隙很小,加上离心旋转力的机油压力使得这些空隙被油封住起到减少高压燃烧气体泄漏的效果。
在本实施例中,如图3和图4所示,叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2齿和时,在叶状旋转活塞头齿轮1的叶片齿头上下端面和旋转燃烧室3的前、后圆夹板的内面有一旋转面密封,这一旋转密封面在爆燃做功时只起到密封作用;两叶状齿轮齿和时在齿头侧面齿接点是一条齿和线17,这条齿和线是不可见的并随着齿和旋转而不断移动位置,此处为方便看图所以标识;这条齿和线17在起密封作用时还起到推动齿轮旋转做功输出的作用,这一齿和线17在图3中可看出随着旋转位置不同齿和线也随着移动磨合,所有功率输出都由这条齿和线17输出,同时齿轮的齿和线17工作在高温高压区域会造成这对五齿数叶状齿轮的齿头快速磨损,从而加剧了漏气的发生。
如图4所示,在前缸体侧板11和后缸体侧板12之间增加一块稍高于齿宽的中间缸体36代替了图2中的中间间隔块35,中间缸体36也可和前缸体侧板11或后缸体侧板12制作成一体结构,达到更好的气密性。中间缸体36中间开有比两叶状齿轮齿顶圆直径稍大一点的两交接的圆状孔,两叶状齿轮正好嵌在中间缸体36两交接的圆状孔内部旋转。同时在图4所示的中间缸体36上分别开有叶状旋转活塞头齿轮排高压气通道31(即第一齿轮高压气体排出通道)、旋转燃烧室排高压气通道32(即第二齿轮高压气体排出通道)、叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道33(即第一齿轮冷却气体排出通道)和旋转燃烧室冷却出气通道34(即第二齿轮冷却气体排出通道),在叶状旋转活塞头齿轮1的第1齿和第2齿之间夹带高压燃烧废气和1号燃烧室8夹带的高压燃烧废气分别旋转至排气口位置将高压废气喷出到空气中,同时两叶状齿轮再旋转至冷却进气口分别冷却补充新鲜空气。
采用中间缸体36相对中间间隔块35来说,中间缸体36可以和叶状旋转活塞头齿轮1两叶片齿头间形成多个密封空间,中间缸体36也可以和旋转燃烧室3的多个单燃烧室分别隔成多个单密封室,所隔成的多个单密封室只在旋转至排气口和冷却进气口时,密封状态才会打开泄气,从而使得在泄气前能保持高压。中间缸体内壁的高度稍大于齿轮齿宽,以达到中间缸体内壁和齿轮之间存在一定间隙,方便齿轮自由旋转。虽然由于两旋转的齿轮的叶状齿头的齿顶和中间缸体36有一点空隙,该间隙会有高压气体泄漏,但由于两齿轮旋转时间短漏气量不多,使得这些单密封室仍然保持高压,为了方便描述和指代的一致性,这些保持高压的单密封室在下文中统一称为高压气密室19。如图3所示,几个高压气密室19把1号燃烧室8夹在中间,使得1号燃烧室8燃烧高压气体被相邻高压气密室19的高压气封住不易泄漏,使得前述的叶状旋转活塞头齿轮1和1号燃烧室8内的做功高压燃烧气体在叶状旋转活塞头齿轮1齿头磨损后漏气和做功后喷出1号燃烧室8后继续被继续密封在高压气密室19,使得从1号燃烧室8未燃烧完成的高压气体继续燃烧并推动两齿轮继续旋转,使得燃料做功效率得以充分利用提高了燃料效率。
在一些实施例中,缸体内还设置了辅助燃烧启动室18。参见图4,旋转燃烧室3上1号燃烧室8做功燃烧气体在齿和的齿轮分开喷出的燃烧高压气体会进入相邻的叶状旋转活塞头齿轮1的第4齿和第1齿的叶状齿头形成的空间、4号燃烧室和整个缸体围成的一封闭空间内,下文统称此包含几个燃烧室的密封空间为辅助燃烧启动室18,此辅助燃烧启动室18可起到辅助燃烧作用,当1号燃烧室8喷出的未充分燃烧完的高压气体在喷入辅助燃烧启动室18后,由于辅助燃烧启动室18中存有前次做功未燃烧尽和后面旋转齿轮空间带入新空气中氧气(当接着下一旋转燃烧室不喷油工作时),故高压燃烧气体在辅助燃烧启动室18中可继续燃烧完并产生膨胀气体继续推动两齿和齿轮相互反向旋转,从图4上看见围成辅助燃烧启动室18的中间缸体36这一局部位置还可扩大使得辅助燃烧启动室18空间增大从而使得残余燃料充分燃烧完成。
需要说明的是,该辅助燃烧启动室18的设计思路还可应用于其他齿数的转子发动机中。
从图3至图5所述的本发明的五齿单旋转燃烧室转子发动机还可看到,辅助燃烧启动室以叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22连线为中心线的对称位置的空间设置了进气室37,旋转燃烧室3上1号燃烧室8在齿和前由叶状旋转活塞头齿轮1的第4齿和第1齿的叶状齿头形成的空间、4号燃烧室和整个缸体围成的一封闭空间内,下文统称此包含几个燃烧室的密封空间为进气室37,此进气室37可起到保持新鲜空气向燃烧室的密封空间输送空气的作用,同时在进气室37位置的缸体上开有进气室高压气体入口103和旋转燃烧室冷却进气通道39(见图6),可通过此入口将各种气体增压设备如涡轮压气机(比如涡轮增压器104)、机械压气机(比如机械增压器105)和类似活塞压气的星式发动机的气室输出的高压气体从此入口压入高压气体。如图27所示,涡轮增压器104的气体进口延伸到缸体内的第一齿轮排高压气通道或者连接缸体内的第二齿轮排高压气通道,或者都连接;如图27所示,多个高压压气活塞106通过活动连杆108连接,活动连杆108平行于旋转杆107,旋转杆107由第一齿轮的齿轮轴带动旋转,当然这个活塞气体增压设备也可安装在第二齿轮的齿轮轴上带动旋转,或者两轴上都安装;如图27所示,安装在第二齿轮轴上的皮带轮109上套有皮带110,皮带带动机械增压器105的机械增压器旋转轴112上的皮带轮109旋转,通过机械增压器105产生高压气体,机械增压器105也可连接第一齿轮轴上或两轴都连接;上述这些气体增压设备产生的高压气体可以和图4和图5上的高压入气口103、图6、图28a和图28b中旋转燃烧室冷却进气通道39和机油排出通道113相通,使得1号燃烧室8在旋转齿和前在进气室37位置时被充入的高压空气,再接着旋转进入齿和位置再齿和压缩,使得在燃烧前在燃烧室内气体的压缩比可以达到要求,使柴油压燃得以实现;从图28a和28b可看到机械增压器105另一种安装方式,在此两图可看见机械增压器105的机械增压器旋转轴112与第一叶状齿轮轴21同步旋转连接,这种安装方式可省略皮带轮109和皮带110,更能简化本发明转子发动机的构成,当然机械增压器105的机械增压器旋转轴112与第一叶状齿轮轴21同步旋转连接。
需要说明的是,该增压设备的设计思路还可应用于其他齿数的转子发动机中。
从图3至图5所述的本发明的五齿单旋转燃烧室转子发动机,具能达到如下效果:
效果1,由五齿数叶状旋转齿轮和一对夹住它的圆夹板组成的旋转燃烧室3只有齿轮齿和方向的开口,充分保证了五个旋转燃烧室的密封性,使得燃烧室气体泄漏问题得以很大的解决,同时只有五个叶状齿头和旋转燃烧室3有接触,从图3中看到喷油嘴喷出的燃油也可作为叶状旋转活塞头齿轮1齿轮端面16和旋转燃烧室3圆夹板内面的润滑剂,故不需要机油润滑,减少甚至避免机油在旋转燃烧室3中参与燃烧,同时旋转燃烧室3内部积碳对齿轮的齿和磨损也能起到润滑作用。
效果2,通过在前缸体侧板11和后缸体侧板12之间加入中间缸体36,从而高压气密室19能够气封住1号燃烧室8喷出的燃烧高压气体,使得即使两叶状齿头磨损漏气,漏出的高压气体仍然继续被气封在辅助燃烧启动室18中继续燃烧做功,无需经常更换两叶状齿轮部件,使得所有爆燃高压气体只能从排气通道排出,在这这一密封排气过程中使得爆燃高压气体充分完全推动两个叶状齿轮轴旋转输出动力做功。
效果3,在上述叶状旋转活塞头齿轮1齿轮端面16和前缸体侧板11和后缸体侧板12内壁之间,上述旋转燃烧室圆夹板孔窝25和旋转燃烧室3外璧之间加有机油润滑,使得前缸体侧板11和后缸体侧板12密封夹住的叶状旋转活塞头齿轮1和旋转燃烧室3相互反向旋转;同时由于旋转空间间隙很小,机油由于齿轮高速离心旋转作用在齿轮边缘处产生高压机油密封,使得辅助燃烧启动室18内的高压燃烧气体在这段空隙被机油油封住起到减少高压燃烧气体泄漏的效果。
效果4,通过齿轮旋转轴带动的气体增压设备以及在进气室37的缸体上开有高压气体入口103和旋转燃烧室冷却进气通道39可解决本发明的叶状旋转齿轮转子发动机活动旋转燃烧室3内燃烧气体压缩比不高的问题。
通过以上四项措施,极大解决了转子发动机烧机油、燃料燃烧不充分、燃烧室气体压缩比不高、漏气和零件易磨损工作时间不长就需维护换件等问题。由于作为燃烧室的旋转燃烧室3是旋转部件,同时齿数增加有多个燃烧室并形成高压气密室19提高了单旋转燃烧室转子发动机的密封性,避免高压密封气体容易泄漏,提高做功的效率,引入气体增压设备不但能提高旋转燃烧室3里的燃烧气体压缩比还能支持柴油压燃点火。
在此特别说明:在图3例中第一齿轮和第二齿轮齿宽是一致的,但在其他实施例中可以不完全一致,第一齿轮齿宽可小于第二齿轮齿宽的设计,但由于篇幅限制省略说明和图示。在本例中第一齿轮齿宽不能大于第二齿轮齿宽,否则第一齿轮将会碰撞到第二齿轮上的两块圆夹板造成无法相互齿和旋转的情况。
第三实施例
如图6和图7所示,本实施例由一对六齿数叶状齿轮组成的六齿单旋转燃烧室转子发动机,与第一和第二实施例原理相同。
如图6所示,从密封、压缩、喷油燃烧到打开的做功过程,以及之后排气和进气整个过程,六齿数的发动机比前述五齿数的齿轮组成的发动机多了一燃烧室,同时在1号燃烧室8空间压缩比更小。相对第一和第二实施例来说,图7的六齿单旋转燃烧室转子发动机做出的如下改进:
如图7所示,前缸体侧板11和后缸体侧板12上,在靠近叶状旋转活塞头齿轮轴21位置处的前缸体侧板11和后缸体侧板12分别开有一叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38,当叶状旋转活塞头齿轮1的1号叶状齿头做功完成后,在旋转至叶状旋转活塞头齿轮排高压气通道31将第一叶片齿头和第二叶片齿头之间空间夹带过来的高压燃烧废气排出,此空间在与外部空间气压一致时剩余废气就不易再排出,此废气空间再继续旋转至叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道33开口处,此废气空间也和叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38相通。由于叶状旋转活塞头齿轮1旋转速度很高,可视作一离心旋转风扇,外部空气由叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38被吸入将废气从叶状旋转活塞头齿轮1冷却出气通道33排出,同时外部吸入的新鲜空气冷却整个叶状旋转活塞头齿轮1;还可取消叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道33,将前缸体侧板11和后缸体侧板12的两个叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38之一作为出气口,另一个叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38连接气体增压设备高压气体出口,强制送气一进一出冷却叶状旋转活塞头齿轮1的同时排出废气。在图27中有涡轮增压器和机械增压器等气体增压设备的连接结构中;右边的旋转燃烧室3在旋转燃烧室冷却出气通道34旋转方向后部,中间缸体36的侧壁开有一旋转燃烧室冷却进气通道39,可由此旋转燃烧室冷却进气通道39由涡轮增压器和机械增压等装置鼓入空气带走旋转燃烧室3做功完成的1号燃烧室8中的废气同时冷却1号燃烧室8和齿轮。
如图6所示,1号燃烧室8做功燃烧气体在齿和的齿轮分开喷出的燃烧高压气体会喷入辅助燃烧启动室18,由于辅助燃烧启动室18中存有前次做功未燃烧尽和后面旋转齿轮空间带入新空气中氧气,故高压燃烧气体在辅助燃烧启动室18中可继续燃烧完并产生膨胀气体继续推动两齿和齿轮相互反向齿和旋转。如图6所示,围成辅助燃烧启动室的整个缸体这一局部位置去除了部分从而扩大了辅助燃烧启动室18,从而增加辅助燃烧空间使得残余燃料在此空间充分燃烧完成。
在此辅助燃烧启动室18的中间缸体36侧壁上安有辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52,可作为本发明六齿单旋转燃烧室转子发动机启动时旋转动力,发动机开机时辅助燃烧启动室喷油嘴51不断间隔一定时间向辅助燃烧启动室18喷入燃油气雾,接着辅助燃烧启动室火花塞52不断间隔一定时间打火点燃燃油和辅助燃烧启动室18中原来气体混合后的气体,燃油燃烧高压气体膨胀推动两齿和的齿轮相互反向旋转,当1号燃烧室旋转到齿和位置时,旋转燃烧室3开始正常的喷油点火工作,而此时辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52则停止工作。
当左边叶状旋转活塞头齿轮1的齿头和1号燃烧室8齿和密封时,1号燃烧室8内齿根部位的喷油嘴13和火花塞14开始发动机正常开始工作,辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52完成发动机的启动任务停止工作,当然如果旋转燃烧室3各燃烧室的喷油嘴和火花塞正常工作时,如果需要增加发动机输出功率增大或者提高扭力输出(这是由于旋转燃烧室3齿和位置做功时的扭力矩没有辅助燃烧启动室18扭力矩大,是应为齿轮旋转位置引起的),除了加大油门增加旋转燃烧室3各燃烧室的喷油嘴13的喷油量,也可让辅助燃烧启动室喷油嘴51喷出油雾,在1号燃烧室8燃烧气体喷入辅助燃烧启动室18时,会点燃辅助燃烧启动室喷油嘴51向辅助燃烧启动室18喷入的油雾,从而等于加大各单个燃烧室中的油量,增大发动机的输出功率和扭力,可以减少齿轮离合器的档位,减少齿轮离合器的复杂性和重量。
如图7所示,旋转燃烧室轴22一端上安装有流体管道高速旋转接头45、进油管47和高速旋转导电滑环46,通过中空的旋转燃烧室轴22可以向旋转燃烧室3内的单个燃烧室中的喷油嘴13和火花塞14分别输送燃油和传输点火信号。
从图6至图7所述的本发明的六齿单旋转燃烧室转子发动机具备如下有益效果:
效果1,在此辅助燃烧启动室18的中间缸体36内侧壁上安有辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52,通过向辅助燃烧启动室18喷入燃油点火,使得气体燃烧推动叶状旋转活塞头齿轮1和旋转燃烧室3旋转齿和开始正常工作,发动机启动时可不用安装辅助启动电机,减少了发动机的辅助设备从而减轻发动机整体重量。
效果2,通过在前缸体侧板11和后缸体侧板12上开有叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38,使得整个叶状旋转活塞头齿轮1得以充分冷却的同时也把叶状旋转活塞头齿轮1两齿头之间的夹带的燃烧废气排出并输入新鲜空气。
效果3,在旋转燃烧室3的每个单个燃烧室中齿根部位同时安有喷油嘴13和火花塞14,减少安装在叶状旋转活塞头齿轮1的叶状齿头侧面的磨损。
效果4,前缸体侧板11和后缸体侧板12外一侧在叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22上安装有一对同样的叶状旋转活塞头齿轮轴上叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41和旋转燃烧室轴上辅助齿轮42,这两个齿轮是大小形状一致的同步旋转齿轮(也可不一致),在叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22带动旋转下,这对辅助齿轮同样同步齿和旋转,同时两叶状齿轮在燃烧室气体做功推动旋转时,两叶状齿轮的扭力通过叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22传导至这对普通齿轮上同步传输旋转扭力到动力输出齿轮100(此齿轮可采用棘轮)上输出旋转动力,等于增加了两叶状齿轮齿和线17长度从而达到减轻两叶状齿轮齿头磨损,延长两叶状齿轮使用寿命;上述两个辅助齿轮也可直接作为动力输出齿轮输出动力。
效果5,通过旋转燃烧室冷却出气通道34可直接用洗刷工具深入旋转燃烧室3内部清洗积碳,不用拆卸打开发动机内部,极大提高本发明转子发动机的可维护性。
通过以上几项特征,增加辅助齿轮可以解决两叶状齿轮零件易磨损需经常维护换件的问题;同时在辅助燃烧启动室18增加辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52也使得本发明的六齿单旋转燃烧室转子发动机不需辅助设备(启动电机)减轻了发动机重量;通过在前缸体侧板11和后缸体侧板12上开有叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38,使得整个叶状旋转活塞头齿轮1得以充分冷却并排出废气输入新鲜空气。
第四实施例
如图8a-图13所示,本实施例提供一对七齿数叶状齿轮组成的七齿单旋转燃烧室转子发动机。以上各实施例原理相同,从密封、压缩、喷油燃烧从密封到排气以及后面进气的做功整个过程。
图8a、图8b、图8c示出齿轮旋转中三个位置状态。七齿数的发动机比前述六齿数的齿轮组成的发动机多了一燃烧室,可以理解,叶状旋转燃烧室齿轮2的叶状齿头的数目决定了燃烧室可具有的最大的数目,有多少叶状齿头就可设有多少燃烧室,同时在1号燃烧室8空间压缩比又比第三实施例发动机的燃烧室压缩比更小,也说明压缩比随叶状旋转燃烧室齿轮齿数增加而减小。
如图8a、图8b、图8c所示,由七齿数叶状齿轮组成的七齿单旋转燃烧室转子发动机做出如下改进:
在图8a、图8b、图8c中,一对七齿叶状齿轮组成的相互齿和的结构中,其中叶状旋转活塞头齿轮1在前缸体侧板11和后缸体侧板12之间旋转,组成旋转燃烧室3的两块前、后圆夹板直径大于右边的叶状旋转活塞头齿轮1的齿顶圆直径,从而使得叶状旋转燃烧室齿轮前、后圆夹板旋转圆弧间隙从辅助燃烧启动室18横穿的中间位置移至辅助燃烧启动室18边缘。由于叶状齿轮高速旋转,使得多旋转燃烧室前圆夹板旋转间隙被左边旋转形成的叶状旋转活塞头齿轮1的高压气密室19隔开,减少了辅助燃烧启动室18燃烧的气体的泄漏,同时增加左边的叶状旋转活塞头齿轮1的齿根圆直径,可以看到减少了多旋转燃烧室前圆夹板旋转间隙49和旋转燃烧室后圆夹板旋转间隙的长度,圆弧间隙产生的泄气现象量明显减少,并使间隙中渗出的机油减少在辅助燃烧启动室18参与燃烧。
如图8a、图8b、图8c所示,旋转燃烧室冷却进气通道改为通道内安装一离心风扇叶53,该离心风扇叶53安装在离心风扇轴54上,通过此轴上的离心风扇齿轮72和离心风扇齿轮链条75与安装在旋转燃烧室轴22上的旋转燃烧室轴离心风扇齿轮71连接旋转(也可改用两皮带轮和皮带连接旋转),带动此离心风扇旋转并通过开在前缸体侧板11和后缸体侧板12上的两离心风扇进气口55向旋转燃烧室3中的各燃烧室鼓风。离心风扇进气口安装支架56在前缸体侧板11和后缸体侧板12上,十字类的空心支架可同时作为离心风扇进气口55,同时离心风扇叶53的叶面宽度小于叶状旋转燃烧室齿轮2的齿宽,以方便燃烧室中燃烧废气被新鲜空气置换从旋转燃烧室冷却出气通道34排出来。
如图8a、图8b、图8c、图11和图13所示,在第一齿轮齿根端面和第二齿轮的圆夹板外端面设有闭气环111,所述闭气环111随着第一齿轮1和第二齿轮2一起旋转,结合机油润滑和油封作用保证旋转端面与缸体内面旋转时的气密性,使得高压气体不会从两个旋转齿轮轴处泄漏。
需要说明的是,该闭气环111的设计思路还可应用于其他齿数的转子发动机中。
如图8a、图8b、图8c、图11和图13所示,采用在中间缸体36靠近叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道33处开有进气室37高压气体入口103并连接图27中的气体增压设备的高压气体出口,气体增压设备的高压气体通过进气室高压气体入口103向高压气密室19和进气室37压入高压气体并被旋转齿轮带入到齿和空间,使得旋转燃烧室3内的气体压缩比很高,满足气体压缩燃烧要求;此高压气体入口103的设计完全可代替上述离心风扇设备的作用。
与第三实施例不同的还有:开在前缸体侧板11和后缸体侧板12上的旋转燃烧室轴孔65改成旋转燃烧室轴支架62和旋转燃烧室轴夹板缸体开口63,旋转燃烧室轴支架62中心孔内可安有轴承轮插入旋转燃烧室轴22旋转,此旋转燃烧室轴夹板缸体开口63小于叶状旋转燃烧室齿轮前、后圆夹板直径,同时喷油嘴13和火花塞14分别安装在旋转燃烧室前圆夹板23和旋转燃烧室后圆夹板24上并能通过上述旋转燃烧室轴支架62和旋转燃烧室轴夹板缸体开口63处安装替换,还能使得旋转燃烧室3通过两缸体上的旋转燃烧室轴夹板缸体开口63得以散热,解决前面6齿数叶状齿轮的旋转燃烧室3内的火花塞更换时不方便,需要拆机才能替换的问题,也可在此旋转燃烧室轴支架62和旋转燃烧室轴夹板缸体开口63处安装圆环状盖板使得此开口封闭,需要更换火花塞和喷油嘴时再打开,采用圆环状盖板还具有防尘和气体保压作用,使得辅助燃烧启动室18中的高压燃烧气体不易从此旋转燃烧室轴夹板缸体开口63泄漏气体。
上述旋转燃烧室轴支架62和旋转燃烧室轴夹板缸体开口63的结构同样也可应用在第一齿轮轴上;需要说明的是,该结构的设计思路还可应用于其他齿数的转子发动机中。
缸体在旋转燃烧室处设置位置触发器,位置触发器的喷油嘴触点76用于触发被封闭旋转燃烧室的喷油嘴喷油,位置触发器的火花塞触点77用于触发被封闭旋转燃烧室的火花塞点火。在不同的实施例中,位置触发器的形式各不相同。
下面结合图9a的内部结构示意图,可以了解七齿单旋转燃烧室转子发动机各部分的详细结构,左边的叶状旋转活塞头齿轮1和右边的叶状旋转燃烧室齿轮2分别安装在各自的旋转轴(即左边叶状旋转活塞头齿轮轴21和右边的旋转燃烧室轴22)上,同步旋转,两七齿数叶状齿轮可相互反向旋转齿和,右边的叶状旋转燃烧室齿轮2和旋转燃烧室前圆夹板23、旋转燃烧室后圆夹板24共同组成一体的旋转燃烧室3,左边的叶状旋转活塞头齿轮1上的齿头共七个(见图上编号1-7),右边旋转燃烧室3被半封闭成的各燃烧室也是七个燃烧室(1-7),左边的叶状旋转活塞头齿轮1上的1号叶状齿头和组成1号燃烧室8的两个相邻齿轮齿头齿和,旋转时对应的1-7号齿头和形成1-7号燃烧室的两个相邻齿轮齿头分别依次相互齿和旋转,在左边叶状旋转活塞头齿轮轴21上前缸体侧板11外部还安装有同步旋转凸轮73,在前缸体侧板11上安装凸轮触碰器74(位置触发器的一种形式),后缸体侧板12在叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22上分别安装一叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41,如图12所示,这对叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41为大小形状一致的普通齿轮,这两齿轮也相互齿和旋转,所起的作用与第三实施例中的叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41一致;前缸体侧板11外部在右边的旋转燃烧室轴22的一端通过安装有流体管道高速旋转接头45连接有一进油管47,右边的旋转燃烧室轴22是空心管可输入燃油到前述旋转燃烧室前圆夹板23上的喷油嘴13;在旋转燃烧室轴22上另一端后缸体侧板12外部还安装有高速旋转导电滑环46,高速旋转导电滑环46通过传输中央电子控制装置传来的电信号控制旋转燃烧室3上安装在旋转燃烧室后圆夹板24上的7个喷油嘴13和7个火花塞14工作。而叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41、旋转燃烧室轴上辅助齿轮42相互齿和和叶状旋转活塞头齿轮1、叶状旋转燃烧室齿轮一样分别同步共同反向旋转;从图中可看出前缸体侧板11、后缸体侧板12一起将中间缸体36、叶状旋转活塞头齿轮1和整个旋转燃烧室3包裹在缸体内,在前缸体侧板11、后缸体侧板12上分别开有两个稍大于旋转燃烧室前圆夹板23、旋转燃烧室后圆夹板24直径的叶状旋转燃烧室齿轮圆夹板孔窝,使得在此两孔窝中加了机油的旋转燃烧室前圆夹板23、旋转燃烧室后圆夹板24能顺畅的旋转。
下面结合图8a至图13的示意图,详述本发明的七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机详细工作过程:
在图8a中可见左边的叶状旋转活塞头齿轮1和右边的同齿数叶状旋转燃烧室齿轮相互可齿和旋转,旋转方向相反,当辅助燃烧启动室的喷油嘴向当辅助燃烧启动室喷入燃油喷雾,而后,同处在辅助燃烧启动室的火花塞开始点火,混合了燃油喷雾和空气的燃烧气体开始燃烧膨胀,从而推动辅助燃烧启动室两边的两个齿轮相互方向旋转,在图8a中所示的叶状旋转活塞头齿轮1的被定为1号叶状齿头和右边由两块前、后圆夹板和叶状旋转燃烧室齿轮共同组成一体的旋转燃烧室3,其中1号燃烧室8两侧的叶状齿头旋转到齿和位置(在中央电子控制装置中内定好那七组叶状齿头号和相对应的燃烧室单区号,并确定好相对应齿和燃烧空间是哪一组叶状齿头和对应的1号燃烧室8燃烧空间),图8a中齿和的左边1号叶状齿头将1号燃烧室8燃烧空间封闭住,图9b2的图示位置,在图9b1的图示叶状旋转活塞头齿轮轴21上安装有一同步旋转凸轮73,在此同步旋转凸轮73上上下有两排各7个凸起点,紧靠同步旋转凸轮73在后缸体侧板12上安有一同步旋转凸轮触碰器74(位置触发器的一种形式),上面安有上下两排触点块,在同步旋转凸轮73上面代表7个燃烧室喷油嘴之一的同步旋转凸轮燃油1号凸触动点81触碰到凸轮触碰器74上面的喷油嘴触点76此触点块产生的电信号经过发动机的中央电子控制器接收并发出控制信号经过高速旋转导电滑环46控制1号燃烧室8燃烧空间中的喷油嘴13开始向单区1燃烧空间喷油雾;在两齿轮继续旋转时,由于是同样齿数和直径的叶状齿轮,故两叶状齿轮和同步旋转凸轮73旋转角速度相同。由于角速度相同故同步旋转凸轮73安装在叶状旋转活塞头齿轮轴21或旋转燃烧室轴22上都可以。
由图8b和图9b4是一样的,图中所示是1号叶状齿头和右边第一单区燃烧空间已被齿和压缩到最小空间时的位置,此时图9b3展示的是此时在同步旋转凸轮73下排的代表7个燃烧室火花塞的凸起点中的同步旋转凸轮火花塞1号凸触动点82旋转碰撞到同步旋转凸轮触碰器74下面火花塞触点77,此触点块产生的电信号经过发动机的中央电子控制器接收产生控制信号经过高速旋转导电滑环46控制1号燃烧室8燃烧空间中的火花塞开始点火并点燃第一单区燃烧空间喷油雾和空气的混合燃烧气体,从而开始爆炸燃烧后的高温高压膨胀气体在封闭的单区1燃烧空间推动两齿和的叶状齿轮加速反向旋转分离,在图8c可见两叶状齿轮反向旋转齿和齿头分离开的时候,可见此时刻单区1燃烧空间被1号叶状齿头封闭的空间开口打开的两叶状齿轮的旋转位置。
同时参看图21a、图21b中同步旋转孔轮91和同步旋转孔轮光电发射接收器92(位置触发器的另一种形式),这两部件的作用与上述的同步旋转凸轮73和同步旋转凸轮触碰器74的作用完全一样,只是原理是采用光电接收的电信号而不是凸轮的物理接触转化的电信号。这两种方式如果叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22旋转角速度一样的话则可安装在两个轴之一上,如两轴旋转角速度不一致则只能安装在旋转燃烧室轴22上(在第八实施例中示出)。
当被第一叶状齿头封闭第一单区燃烧空间打开,原来被封闭在封闭单区1燃烧空间的高温高压气体从此开口喷入辅助燃烧启动室18中和原来辅助燃烧启动室18中新鲜的低压空气混合充分燃烧继续膨胀,燃烧后的膨胀高温高压气体作用在辅助燃烧启动室18内左右两叶状齿轮的内侧壁上,推动两叶状齿轮继续加速旋转,高温高压气体在推动两叶状齿轮相互高速旋转同时,不断的在两边相邻齿头间形成高压气密室19带走燃烧完全的燃烧废气,在图8c可见本发明的七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机左右两边各形成两个高压气密室19,由于齿轮高速旋转故两个高压气密室19可对两叶状齿轮齿顶和中间缸体的间隙起到完全气封作用,两叶状齿轮齿顶可不用和中间缸体有接触去保证气密性,不再出现相互接触摩擦损坏缸体和齿顶问题;同时可在图2、图28a和图28b中看到在前、后缸体侧板上都有的机油口10加入的机油顺着两叶状齿轮的齿端面或旋转燃烧室的前后圆夹板的外端面在高速旋转时被离心力甩向两叶状齿轮齿顶,也能对高压气密室19的齿顶起机油密封作用;这种气封和油封还使得前述左边第1叶状齿头将1号燃烧室8燃烧空间齿和封闭内部燃烧旋转做功时,齿和时两叶状齿轮齿头易磨损需经常更换得问题减轻,因为即使齿头磨损齿和时旋转燃烧室点火燃烧的高温高压气体易少量泄漏,但泄漏的少量高温高压气体并不直接排进空气浪费,而是依然被齿和位置两边的辅助燃烧启动室18和进气室37气封住,故不需经常更换有磨损的两叶状旋转齿轮;从图6、图8a、图8b和图8c可看出随着叶状齿轮齿数的增加相应的高压气密室19的数量也增加,不但辅助燃烧启动室18两边有高压气密室19,从图8c上可看到随着叶状齿轮齿数的增加进气室37两边也能有高压气密室19,同样这些高压气密室19也能使得内部高压气体不易泄漏,使得气密性更好。
同时在图28a和图28b中能看到本发明转子发动机的机油输送通道的结构,图28a是齿轮轴垂直安装发动机的机油通道结构图,从图28a可见所述靠近进气室37的所述中间缸体36上开有的所述高压气体入口103、旋转燃烧室冷却进气通道39或机油排出通道113,所述的通道口近似长条形并与进气室37或进气室37旁的高压气密室19的第一齿轮1和第二齿轮相通,所述长条形开口的长度与叶状齿轮的齿宽近似,在这几个所述通道的高压进气口115连接前述气体增压设备的高压气出口并且通道上近地端的低处安装半封闭的所述机油收集器114,所述机油收集器114内部上面安有机油过滤件,所述机油收集器114底端有机油输出管116连接所述的机油口;转子发动机工作叶状齿轮旋转时,齿端的机油由于旋转离心力被甩向齿轮齿顶,当齿轮齿顶带着机油经过上述通道长条形开口时被甩进所述高压气体入口103、旋转燃烧室冷却进气通道39或机油排出通道113内,由于机油收集器114处于上述通道最低端,机油由于重力作用流进入机油收集器114并经过机油过滤件流到机油收集器114的底端,同时由于上述通道的另一端连接前述气体增压设备的高压气出口,整个通道在转子发动机工作时有很高的气体压力,故机油收集器114内部同样有高压力使得底端的机油被从底端的机油输出管压出进入图2、图28a和图28b上的机油口10,使得机油被循环利用的同时机油不易被带入两叶状齿轮齿和时的旋转燃烧室3中燃烧而污染环境;同样的图28b是是齿轮轴水平安装发动机的机油通道结构图,从图28b可见与图28a唯一不同的是机油收集器114将安装位置改到依然是近地端的最低处,而所述高压气体入口103、旋转燃烧室冷却进气通道39或机油排出通道113只是称呼不同其实作用是一致的都是向进气室37和旁边的高压气密室19压入高压气体的同时收集润滑机油,而如果是旋转燃烧室冷却进气通道39通向旋转燃烧室冷却出气通道34压入高压气体时,通入的高压气体还具有冷却换气作用,而当齿轮旋转形成高压气密室19旋转燃烧室冷却进气通道39就变成高压气体入口103向高压气密室19压入高压气体,当继续旋转高压气密室19又变成进气室37继续向此进气室37压入高压气体,使得进气室37得到较长时间压入高压气体的时间达到最高的空气压缩比,采用此种机油输送通道结构可以只依靠发动机本身的机油自循环方式而省略了安装机油泵,减轻了发动机的构成和重量同时使得发动机故障原因得以减少。
该转子发动机可以使用旋转一圈中各旋转燃烧室依次工作的方式,也可使用旋转一圈不全工作各旋转燃烧室旋转多圈中各旋转燃烧室间隔工作方式,下面结合图8a、图8b、图8c所示的本发明七齿数叶状齿轮发动机的各旋转燃烧室说明多种工作方式:
图8a、图8b、图8c所述的本发明七齿数叶状齿轮发动机的燃烧室可有六种工作方式:
方式一,每转一圈做功七次(即燃烧室依次循环工作1-2-3-4-5-6-7-1);
方式二,间隔一个燃烧室做功,每两圈每个燃烧室工作一次,每圈做功三至四次,需电子控制间隔一个燃烧室工作.(即燃烧室依次工作1-3-5-7-2-4-6-1);
方式三,间隔两个燃烧室做功,每三圈每个燃烧室工作一次,每圈做功二至三次,需电子控制间隔三个燃烧室工作.(即燃烧室依次工作1-4-7-3-6-2-5-1);
方式四,间隔三个燃烧室做功,每四圈每个燃烧室工作一次,每圈做功两次,需电子控制跳三个燃烧室工作.(即燃烧室依次工作1-5-2-6-3-7-4-1);
方式五,间隔四个燃烧室做功,四圈每个燃烧室工作一次,每圈做功两次.(即燃烧室依次工作1-6-4-2-7-5-3-1);
方式六,间隔五个燃烧室做功,七圈每个燃烧室工作一次,每圈做功一次.(即燃烧室依次工作1-7-6-5-3-6-4-2-1)。
旋转燃烧室使用各种不同工作方式可在需要输出不同的功率或怠速工作时采用电子控制方式(例如在旋转轴上安装同步旋转凸轮触动式或同步旋转孔光电式等可以同步定位各燃烧室旋转至图8a和图8b时发出小电信号)控制不同燃烧室内的喷油嘴和火花塞间隔工作,通过图21a和图21b中同步旋转燃油孔93、同步旋转火花塞孔94、燃油光电发射器95、燃油光电接收器96、火花塞光电发射器97、火花塞光电接收器98实现上述的六种燃烧室工作方式,从而达到提高燃料热效率节省燃料提高经济性的目的。
第一种方式最浪费燃油,由于新鲜空气补充不及时会使得燃油燃烧不充分就被排出,而且易前面工作的燃烧室泄漏的高压燃烧气体窜入下个旋转燃烧室的喷油使得这个燃烧室提前燃烧造成炸缸;第二、第三种和第四种方式是比较经济长时工作的方式,由于各燃烧室是间隔工作使得辅助燃烧启动室、各单个燃烧室和叶状齿轮齿头得以充分降温冷却,使得燃烧室不会局部温度过热易损,同时还延长了最受力的叶状齿轮的工作寿命,减少了机器的维护时间。同时燃烧室间隔工作可在间隔下面不做功的燃烧室向辅助燃烧启动室内补充新的空气,从而在下个间隔燃烧室工作时喷出的未充分燃烧的高压燃烧气体在辅助燃烧启动室再充分燃烧做功。第五和六种工作方式可作为怠速时使用。上述工作方式可由操作人员根据当时情况随时手动切换中央电子控制器使得本发明的七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机的不同工作方式,采用多种工作方式还能代替一部分变速箱功能,达到变速箱的功能,从而变速箱不再需要设置多个档位,也或者完全代替变速箱功能,只依靠不同的燃烧室工作方式来调节速度和输出功率。
使用中,从图10至图13可看见只需在叶状旋转活塞头齿轮轴21或者旋转燃烧室轴22的两端可直接安装车轮,齿轮轴就是车轮轴直接驱动车轮旋转,只要中央电子控制器控制辅助燃烧启动室18和各燃烧室不同工作方式或不工作使得轮子产生不同转速或静止,从而完全不需变速箱、传动轴、万向节和动力轴等部件结构,大大简化了机车构件;也可在叶状旋转活塞头齿轮轴21或者旋转燃烧室轴22的一端安装一轮子,两叶状齿轮轴之一直接作为摩托车车轮轴,使得本发明的发动机可作为自行车、四轮车和摩托车等交通工具的最优动力。
可看出采用奇数齿数的叶状齿轮的旋转燃烧室电子控制电路简单,只需计数后按规律的数字间隔控制各燃烧室内喷油嘴和火花塞工作就能执行相应的六种工作模式,采用偶数齿数的叶状齿轮的旋转燃烧室电子控制电路相应奇数齿的会稍复杂,需要考虑偶数齿数的叶状齿轮的旋转燃烧室没法间隔规律控制。
从图8a至图13立体图所示的本发明的七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机可看出,扩大了辅助燃烧启动室中间缸体内壁的空间,并在中间缸体内壁上安有喷油嘴和火花塞,中央控制器通过控制上述喷油嘴和火花塞向辅助燃烧启动室喷入燃油并点火,使得气体燃烧推动两七齿数叶状齿轮相互旋转带动整个七齿数叶状齿轮发动机旋转启动,从而带动叶状旋转活塞头齿轮1号齿头和旋转燃烧室3的1号燃烧室8燃烧空间旋转齿和即图8a所示位置时,假如采用的是前述第二种工作模式即:“间隔一个燃烧室做功,每两圈每个燃烧室工作一次,每圈做功三次,需电子控制间隔一个燃烧室工作.(即燃烧室依次工作1-3-5-7-2-4-6-1)”,装在叶状旋转活塞头齿轮轴21上的同步旋转凸轮73也同步旋转至图9a的位置,同步旋转凸轮燃油1号凸触动点81触碰到同步旋转的凸轮触碰器74上排的触碰器喷油嘴控制触点,触碰器喷油嘴控制触点产生的电信号通过电路传输到中央电子控制器接收,中央电子控制器再控制安装在1号燃烧室8燃烧空间内的喷嘴13喷入燃油,当齿轮接着旋转至图8b位置时,装在叶状旋转活塞头齿轮轴21上的同步旋转凸轮73同步旋转至图9b1-图9b4中的位置,同步旋转凸轮火花塞1号凸触动点82触碰到同步旋转凸轮触碰器74下排的触碰器喷油嘴控制触点,触碰器火花塞控制触点产生的电信号通过电路传输到中央电子控制室接收,中央电子控制室再控制安装在1号燃烧室8燃烧空间内的火花塞14点燃燃油和空气混合压缩气体,混合压缩燃油气体开始爆炸燃烧并推动齿和的叶状旋转活塞头齿轮的叶状齿头和旋转燃烧室3内的齿和齿轮加速做功旋转,当叶状旋转活塞头齿轮1的第1号齿头和旋转燃烧室3内的齿和齿轮旋转至图8c开始分开时,爆炸燃烧气体从齿和分开开口位置由1号燃烧室8燃烧空间内冲入辅助燃烧启动室18中与辅助燃烧启动室18中保存的氧气一边继续混合充分燃烧一边继续推动两边的齿轮旋转做功,而在辅助燃烧启动室18中爆炸燃烧完成的废气被继续旋转的两边高压气密室19封住旋转,由于高压气密室19中的高压废气还是密闭住,即使在齿轮顶和中间缸体36侧壁不时有物理接触,存在空隙,少量气体泄漏,但能在每一边(左边的叶状旋转活塞头齿轮1和右边的1号燃烧室8燃烧空间)形成两个高压气密室19,即使从第一个高压气密室19泄漏还是被挡在第二个高压气密室19内,同时由于齿轮旋转速度很快泄漏高压气体时间很短暂从而可以对前面所述的做功1号燃烧室8燃烧空间和辅助燃烧启动室18起到完美的气封作用,使得做功的燃烧高压气体都能得到利用推动齿轮旋转而不会泄漏太多浪费。
由于是采用的是前述第二种工作模式,下个叶状旋转活塞头齿轮1的2号齿头和旋转燃烧室3的第2燃烧室单区的燃烧空间旋转过来齿和,同时同步旋转凸轮73排燃油2号凸起点触碰到同步旋转凸轮触碰器74上产生的电信号通过电路传输到中央电子控制器接收,中央电子控制器按第二种工作模式程序不向旋转燃烧室3的燃烧室第二单区的燃油嘴和火花塞发信号,使得后两者不工作,从而达到间隔一个燃烧室的第二种工作模式,同时由于间隔燃烧室没有燃烧工作,从而将新的空气也即氧气带入辅助燃烧启动室。
接着前述的两叶状齿轮两边不断形成的高压气密室19分别旋转至叶状旋转活塞头齿轮排高压气通道31和旋转燃烧室排高压气通道32处,两高压气密室19中的高压燃烧完的废气依次从通道喷入空气中或排入涡轮增压器的进气口再排入空气中,使得两高压气密室19内的气压与外部空间一致,同时此左边叶状旋转活塞头齿轮1号齿头原来围成的高压气密室19内排废气后的空间继续逆时针旋转至叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38处由于齿轮的离心作用进入新鲜空气,同时又叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道33出气,从而完成对左边排出废气后接着替换新鲜空气的同时冷却带走整个左边叶状旋转活塞头齿轮1做功后的热量;同样的右边旋转燃烧室3的1号燃烧室8燃烧空间顺时针接着旋转至旋转燃烧室冷却出气通道34,旋转燃烧室冷却出气通道34安装有一离心风扇,在旋转燃烧室冷却出气通道34就是通过离心风扇进气口进气,通过离心风扇的高速旋转强制进气并排出旋转燃烧室3的1号燃烧室8燃烧空间中未排尽的废气并冷却旋转燃烧室3的1号燃烧室8燃烧空间的各部件,这是因为旋转燃烧室3的燃烧室是被旋转燃烧室前圆夹板23和旋转燃烧室后圆夹板24封闭的不能像左边叶状旋转活塞头齿轮1一样在前缸体侧板11和后缸体侧板12开进气口,当然也可不用离心风扇而采用涡轮风机鼓出的高压空气直接像离心风扇一样吹入旋转燃烧室3的1号燃烧室8燃烧空间。
相互反向旋转的两叶状齿轮在前述叶状旋转活塞头齿轮1的第2号齿头和旋转燃烧室3的燃烧室第2单区燃烧空间旋转进辅助燃烧启动室不做功只是带入新鲜空气后,叶状旋转活塞头齿轮1的第3号齿头和旋转燃烧室3的燃烧室第3单区燃烧空间又接着齿和,下面又由中央电子控制器控制重复前面叶状旋转活塞头齿轮1第1号齿头和旋转燃烧室3的1号燃烧室8燃烧空间的完成整个下一个做功过程喷油-压缩-点火-燃烧-做功,这样不断的间隔一个工作室喷油点火燃烧工作不断的一直推动两叶状齿轮反向高速旋转,同时又有叶状旋转活塞头齿轮1叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41和旋转燃烧室轴上辅助齿轮42的共同带动,由叶状旋转活塞头齿轮轴21作为动力输出轴输出动力,当然也可反过来由旋转燃烧室轴22(主旋转燃烧室转轴)作为动力输出轴输出动力,还可通过以上两轴用齿和或离合等不同连接方式)与另一主动力轴连接输出动力。
通过在前、后缸体侧板上开有叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38,使得整个叶状旋转活塞头齿轮1得以充分冷却的同时也把叶状旋转活塞头齿轮1之间的夹带的燃烧废气排出并输入新鲜空气。
在旋转燃烧室3的每个单独燃烧室中同时安有喷油嘴13和火花塞14,使得安装在叶状旋转活塞头齿轮1齿头侧面造成叶状旋转活塞头齿轮1容易磨损得以解决。
在前、后缸体侧板外叶状旋转活塞头齿轮1转轴和叶状旋转燃烧室齿轮转轴(主旋转燃烧室转轴)上安装有一对同样的叶状旋转活塞头齿轮轴上叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41和旋转燃烧室轴上辅助齿轮42,由于大小形状一致的普通齿轮,在叶状旋转活塞头齿轮1转轴和叶状旋转燃烧室齿轮转轴在两叶状齿轮带动旋转下,这对普通齿轮同样同步齿和旋转,同时两叶状齿轮在燃烧室气体做功推动旋转时,两叶状齿轮的扭力通过叶状旋转活塞头齿轮轴和叶状旋转燃烧室齿轮轴传导至这对普通齿轮上同步传输旋转扭力到动力输出轴输出旋转动力,等于增加了两叶状齿轮齿和线17长度从而达到减轻两叶状齿轮齿头磨损,延长两叶状齿轮使用寿命。
通过以上几项措施,增加叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41可以解决齿轮零件易磨损需经常维护换件的问题;同时在辅助燃烧启动室18增加辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52也使得本发明的发动机不需辅助设备(启动电机)减轻了发动机重量的同时蓄电池的功率也不需要太大,传统发动机需要启动电机带动起始转动还有机油泵所以需要大功率蓄电池;另外通过在前、后缸体侧板上开有两进气开口即叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38,此两进气开口可直接连接前述气体增压设备的高压出气口使得整个叶状旋转活塞头齿轮1得以充分冷却并排出废气输入新鲜空气,或者把这两个叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38之一可直接改为叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道,两开口可作为空气的一出一进更能加速叶状旋转活塞头齿轮的冷却和排气,并且就不再需要设置叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道。
第五实施例
本实施例提供一种一体式串联叶状齿轮旋转双燃烧室发动机。
如图14a至图17所示,两对七齿数的叶状齿双轮旋转燃烧室转子发动机的实施例,图14a、图14b、图14c为原理图,图15为本发明的立体示意图。
从图14a、图14b、图14c三图至图17上可看见第五实施例两个第四实施例的发动机上下串接在一起,两个叶状旋转活塞头齿轮1和两个叶状旋转燃烧室齿轮分别共用同一叶状旋转活塞头齿轮轴21和同一旋转燃烧室轴22(主旋转燃烧室转轴)(也可只共用其中一轴可见图23和图24中上下串接只共用了同一旋转燃烧室轴22,两台第四实施例发动机串在一起时相贴在一起的一台发动机前缸体侧板11和另一台后缸体侧板12改为一体的中间缸体内隔板83,在此中间缸体内隔板83上两面分别开有旋转燃烧室圆夹板孔窝25,旋转燃烧室圆夹板孔窝25可正好容纳上下两台发动机中的旋转燃烧室前圆夹板23和旋转燃烧室后圆夹板24在孔内高速旋转;与第四实施例不同的是,从图14a、图14b、图14c与图8可看出在两个辅助燃烧启动室18本发明例相应的向上扩大了空间,在上面扩大空间中间缸体内隔板83上辅助燃烧启动室18位置开有一圆孔作为辅助燃烧启动室间通气道84使得上下两个辅助燃烧启动室18是相通的,在辅助燃烧启动室间通气道84上安装喷油嘴13和火花塞14,可直接代替辅助燃烧启动室18内的辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52。
图15所示可看到和上一实施例基本相同,只是等于上一列所述的发动机两个串在一起组成的双组叶状旋转活塞头齿轮1和旋转燃烧室3的串联发动机,此双组旋转燃烧室3的串联发动机共用一根叶状旋转活塞头齿轮轴21和一根旋转燃烧室轴22),同时在两个串联发动机之间原来的两块前缸体侧板11和后缸体侧板12改为中间缸体内隔板83,在此中间缸体内隔板83的两面分别挖有旋转燃烧室圆夹板孔窝25,可容下两旋转燃烧室前圆夹板23、旋转燃烧室后圆夹板24在此叶状旋转燃烧室圆夹板孔窝25内旋转;在此中间缸体内隔板83两发动机扩大的辅助燃烧启动室18的位置开有一圆孔通道(也即辅助燃烧启动室间通气道84),在辅助燃烧启动室间通气道84璧上安装有喷油嘴13和火花塞14代替辅助燃烧启动室喷油嘴51和辅助燃烧启动室火花塞52,可作为整个发动机开机启动旋转用。
但此种串联式转子发动机共用中间缸体内隔板83的方式易造成中间缸体内隔板83过热变形,也会影响这一部位叶状齿轮的工作环境太恶劣,使得两叶状齿轮寿命不长易磨损等问题。
下面结合图15至图17的内部3D结构示意图,可看出此串联双七齿数的叶状齿双轮旋转燃烧室转子发动机的工作过程基本与第四实施例的工作过程一致,只是多了一组旋转燃烧室3参与工作,可完全与第四实施例一样同步控制两发动机同步工作。
在图15中可见被中间缸体内隔板83隔开在两边的单个发动机,两发动机内的叶状旋转活塞头齿轮1都安装在同一叶状旋转活塞头齿轮轴21上,两发动机内的旋转燃烧室3都安装在同一旋转燃烧室轴22上,安装角度完全一致。
图14a与图8所述的七齿数叶状齿轮发动机的燃烧室可以有同样的六种工作方式;
本发明的双串联七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机还具有一种与上述第一实施例至第五实施例单旋转燃烧室不同的工作方式:
由于是由两个上下相通的两个辅助燃烧启动室18组成,可由电子控制两个旋转燃烧室3上的燃烧室不同时工作,比如上面一组旋转燃烧室3上的1号燃烧室工作时,下面旋转燃烧室3上的1号燃烧室不喷油不打火工作,在上面旋转燃烧室3上的1号燃烧室火花塞打火燃油气体爆炸燃烧后,旋转一定角度到图14c位置,1号燃烧室齿和封闭被打开爆炸燃烧气体冲入上面辅助燃烧启动室18并通过辅助燃烧启动室间通气道84冲入下面辅助燃烧启动室18,冲入的未燃烧尽的高压燃油气体与下面辅助燃烧启动室18其中未有燃油气体的空气中氧气继续充分完全燃烧,在上下两个辅助燃烧启动室18中充分燃烧的高压气体继续推动上下两对叶状齿轮旋转带动共用的叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22旋转输出动力,同时在叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22上分别安装的叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41和旋转燃烧室轴上辅助齿轮42也共同带动叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22旋转已减轻两对叶状旋转活塞头齿轮1和叶状旋转燃烧室齿轮2的磨损;由于上下旋转燃烧室3上的燃烧室都是采用间隔一个燃烧室喷油点火工作,下面旋转燃烧室3上的1号燃烧室的位置是相对于上旋转燃烧室3上的2号燃烧室的位置,所以当下面旋转燃烧室3上的1号燃烧室喷油点火工作时,上面旋转燃烧室3上的2号燃烧室未工作,爆炸燃烧气体冲入上面辅助燃烧启动室18并推动发动机动力轴旋转输出动力。
这种上下组燃烧室上下交替工作方式,上或下的燃烧室可采用间隔一个或多个燃烧室分别工作的方式可以使得在旋转燃烧室3中未完全燃烧的混合燃烧气体与上下辅助燃烧启动室18中的氧气充分完全燃烧,上下辅助燃烧启动室18的想通等于加大了辅助燃烧启动室18的空间,使得燃料燃烧时间加长燃烧气体不易被高速旋转的齿轮快速排出,在上下辅助燃烧启动室18充分燃烧时的高压气体还能对不断推动上下组齿轮旋转做功,从而提高燃料燃烧效率。
此串联的双七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机并不是一定要求需两组叶状齿轮旋转燃烧室的叶状齿轮一致,也可是不同齿数、不同齿顶圆、不同齿宽等不一致的两组叶状齿轮旋转燃烧室串联起来。
如图14a至图17立体图所示,串联双七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机可看出,通过以上几项措施,相通的两个辅助燃烧启动室18和上下旋转燃烧室3交替间隔工作方法解决了辅助燃烧启动室18不够大和爆炸燃烧气体未充分燃烧就被高速旋转排出的问题。同时如果再增加一份同步旋转凸轮73、同步旋转凸轮触碰器74和发动机的中央电子控制器,可使得整个串联双七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机的稳定性和动力输出保持性得到提高,能满足一些特殊工作环境(如直升机发动机)的需求上。
第六实施例
本实施例提供一种并联式叶状齿轮旋转双燃烧室燃油发动机。
如图18a至图22所示,两对七齿数的叶状齿双轮旋转燃烧室转子发动机的实施例,图18a、18b、18c为旋转不同位置的状态图,为原理图,图20至图22为本发明的立体示意图。
从图18a、18b、18c三图至图22上可看见第六实施例与第五实施例的发动机不同点是图五实施例是两对叶状齿轮延安装轴上下串接在一起,而本第六实施例所述两对叶状齿轮是在一个平面上并联一起,相当于两台第四实施例发动机的两个辅助燃烧启动室18之间开有一辅助燃烧启动室间通气道84相通,此两台第四实施例发动机组合在一个平面上,并联双七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机共用前缸体侧板11和后缸体侧板12和中间缸体内隔板83,中间缸体内隔板83上开有一辅助燃烧启动室间通气道84将平面上的上下两个辅助燃烧启动室18联通,在辅助燃烧启动室间通气道84璧上安装有喷油嘴和火花塞,可作为整个发动机开机启动旋转用;本发明第六实施例不共用叶状旋转活塞头齿轮轴21和旋转燃烧室轴22。
图18a至图22所示可看到和上一实施例工作方式完全相同,采用这种上下燃烧室上下交替工作方式,只是轴向的上下交替间隔工作方式改成平面的前后交替间隔工作方式,同时从图20和图22中看到在整个外壳体两边分别安装在两根叶状旋转活塞头齿轮轴21和两根旋转燃烧室轴22上的两对动力输出齿轮100(齿轮也可为棘轮),一边的动力输出齿轮100旋转方向是一致的。
从图18a到图20可看到直接加大叶状旋转活塞头齿轮排高压气通道31,同时取消叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道33,叶状旋转活塞头齿轮排高压气通道31和叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38同时起到排高压燃烧气和冷却齿轮并换气功能;还可取消叶状旋转活塞头齿轮冷却出气通道33不加大叶状旋转活塞头齿轮排高压气通道31,在两块前缸体侧板11和后缸体侧板12上对称位置的两个叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38直接从一个口鼓入空气冷却,并从另一边的叶状旋转活塞头齿轮冷却进气口38排出废气。
此并联的双七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机并不是一定要求需两组叶状齿轮旋转燃烧室的叶状齿轮一致,也可是不同齿数、不同齿顶圆、不同齿宽等不一致的两组叶状齿轮旋转燃烧室并联起来。
从图18a至图22立体图所示的本发明的并联双七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机可看出通过以上几项措施,相通的两个辅助燃烧启动室18和上下旋转燃烧室3交替间隔工作方法解决了辅助燃烧启动室18不够大和爆炸燃烧气体未充分燃烧就被高速旋转排出的问题;同时如果再增加一份图中的同步旋转孔轮91、同步旋转孔轮光电发射接收器92和发动机的中央电子控制中心,可使得整个本发明并联双七齿数叶状齿轮旋转燃烧室发动机的稳定性和动力输出保持性得到提高,能满足一些特殊安全工作环境(如直升机发动机)的需求上。
第七实施例
本实施例提供一种串并联式叶状齿轮旋转多燃烧室燃油发动机。
图23至图24为本发明另一优选实施例:同样是三对七齿数的叶状齿轮旋转三燃烧室燃油发动机的实施例,图23至图24为本发明的两视角立体示意图。
从图23和图24上可看见由立体图下部是一台第六实施例并联式叶状齿轮旋转双燃烧室燃油发动机,在此并联式叶状齿轮旋转双燃烧室燃油发动机中的一对齿和组成旋转燃烧室的齿轮轴上再串接了一台第四实施例的发动机,此上部发动机的辅助燃烧启动室18和同一齿轮轴下部的一对齿和组成旋转燃烧室中的辅助燃烧启动室18用一辅助燃烧启动室间通气管85相连通(可以是直连或弯曲连接),使得上下串接的这两个发动机燃烧室又组成了与第五实施例一样的串联式叶状齿轮旋转双燃烧室燃油发动机,与第五实施例串联式叶状齿轮旋转双燃烧室燃油发动机稍微不同的是串联的两台单燃烧室没有共用一块中间缸体内隔板83,与第五实施例串联式还有点不同的是上下串联的发动机只共用了旋转燃烧室轴22,没有共用叶状旋转活塞头齿轮轴21,益处是旋转燃烧室轴22可直接作为车轮轴使用就能在车轮两边同时安装发动机,当然也可反之只共用叶状旋转活塞头齿轮轴21并不共用了旋转燃烧室轴22把叶状旋转活塞头齿轮轴21直接当车轮轴使用,这种方法的好处是车轴两边都可安装发动机,前述的第四发明例也可用一轴当车轮轴,只是发动机安装在一边;由于两个单燃烧室发动机间隔一段距离,好处是散热性能好同时零件维护方便,同时为了维持串联式燃烧室优点(增加辅助燃烧启动室18空间大小)将第五实施例上的辅助燃烧启动室间通气道84连通改成图23和图24上的辅助燃烧启动室间通气管85连通串接两台单燃烧室上的辅助燃烧启动室18,从而在一个发动机整体上集合了串联和并联两种类型的发动机,可按照串联、并联、混联等结构型式使用。
由于制图方便的考虑,本发明例图示的各子组旋转燃烧室使用三对同样的七齿数的叶状齿轮旋转三燃烧室燃油发动机,但决不限于必须是一样的齿数或形状的叶状齿轮,组成三燃烧室的每组叶状齿轮可有不同的齿数、不同的齿直径、不同的齿宽等,好处是大的齿直径可提供大的扭矩,齿数多可一圈做功次数多增加输出功率,齿宽的增加可加大每个单燃烧室的燃烧空间的体积提高输出功率,这样可以在不同的工作环境控制不同的子组旋转燃烧室工作,也可按需要全部子组旋转燃烧室一起工作。
从图23至图24立体图所示的本发明的串并联式叶状齿轮旋转多燃烧室燃油发动机可看出,通过以上几项措施,相通的三个辅助燃烧启动室18和旋转燃烧室3可采用交替间隔工作方法继续加大了辅助燃烧启动室18燃烧空间并更能解决爆炸燃烧气体充分燃烧的问题。
同时在图中增加一同步旋转孔轮91、同步旋转孔轮光电发射接收器92(位置触发器的一种形式)和发动机的中央电子控制器,采用双备份工作部件(双控制部件和多旋转燃烧室)可使得整个串并联式叶状齿轮旋转多燃烧室燃油发动机的稳定性和动力输出保持性得到提高,能满足一些特殊工作环境(如直升机发动机)的需求上。
从图中还可看出,由于动力轴101是在发动机的侧边,可在另一边方便的再并排安装一套同样的本发明串并联式叶状齿轮旋转多燃烧室燃油发动机,而且延长动力轴101长度并增加动力轴齿轮102还可继续增加本发明的各种发动机,同时也可在前述的并联式叶状齿轮旋转双燃烧室燃油发动机中的两对齿和组成旋转燃烧室的齿轮轴上继续串接一台到多台本发明燃烧室发动机,这样可根据需要方便的增加本发明数量从而提高整个发动机功率大小;动力输出齿轮100也可采用棘轮再结合辅助燃烧启动室间通气管85上加高压阀门,使得串并联的单个叶状齿轮发动机可根据需要或在故障情况下关闭高压阀门使得此动力输出齿轮100的发动机不喷油和点火使得内部叶状齿轮停止旋转不参加输出动力工作。发动机的两个叶状齿轮轴可方便的通过齿和或链接方式连接动力轴101,使得各单个发动机室能方便从动力轴101上卸下,提高了整个发动机内部单个发动机的增加、安装或替换,可按临时需要配置动力设备内的发动机配置,动力轴101还可用两根或多根串并接,串接部位可用离合器连接,可通过离合作用使得不工作的一部分燃烧室不旋转,并接部位可用棘轮齿和连接,可直接代替变速齿轮箱的作用,可随意根据输出扭力和输出功率需求控制不同的多个子旋转燃烧室是一起工作还是某几个子旋转燃烧室工作或某一个子旋转燃烧室单独工作。更能减少本发明的叶状齿轮旋转燃烧室发动机的辅助设备,还可根据输出功率控制多燃烧室各种工作模式再结合动力轴离合控制,使得本发明的发动机能满足各种类型发动机的功率需求,小到摩托车、小汽车大的卡车、推土机甚至直升机等各种大型发动机。
第八实施例
本实施例提供一种异叶状齿轮旋转燃烧室转子发动机。
图25、图26a和图26b为本发明另一类实施例:是一对异齿数和异直径的超过两个叶状齿轮的旋转燃烧室转子发动机的实施例,图25为原理图,图26a和图26b是此类发动机的立体结构简单示意图;
综合上面所有实施例,可以看出从一对叶状齿轮到任意数量的叶状齿轮,其中至少一个叶状齿轮充当旋转封闭齿轮(即旋转活塞头齿轮),和至少另一个叶状齿轮(即旋转燃烧室齿轮)和两块圆夹板组成的旋转燃烧室,所有叶状齿轮的齿宽是一致,旋转的各燃烧室可被与之齿和的叶状齿头封闭,在燃烧室中的喷油嘴向燃烧室内喷油并被燃烧室内的火花塞点着燃烧做功。
该转子发动机与一般发动机的原理虽然相同,具备吸气、压缩、爆发、排气等四程序工作循环,但由于结构的根本不同,该转子发动机动力消耗少,发动机的转子是回旋式运动,活动部件少。其该转子发动机将吸气、压缩和爆发、排气在很小的旋转角度内完成,其本身的特殊构造冲破了往复式发动机吸、压、爆、排在一缸做功的模式,也解决了日本马自达转子发动机的成本高、油耗大、零件易磨损维修难、燃料燃烧不充分、烧机油和零部件制作难度高等弊端,具有体积小、重量轻、结构简单、加工容易和易损部位少的优点,尤其是其特殊的辅助燃烧启动室、旋转燃烧室、高压气密室、进气室和可串并联叠加组合等独特结构使得本发明转子发动机还具有燃料燃烧充分使得燃烧热效率高、可根据需要随意增加旋转子燃烧室数量和随意关停旋转子燃烧室工作数量以及极大去除或简化了各辅助设备(如启动电机、冷却装置和简化齿轮变速箱甚至不用齿轮变速箱)。
本发明的各种叶状齿轮旋转燃烧室转子发动机受力磨损位置只有旋转轴和叶状齿头,而比较易损的更是叶状齿头位置,本发明采用加宽叶状齿轮齿宽、增加叶状旋转活塞头齿轮轴上叶状旋转活塞头齿轮轴上辅助齿轮41和旋转燃烧室轴上辅助齿轮42、间隔各燃烧室工作方式和加强各叶状齿轮散热冷却的方式减轻叶状齿头等各项措施极大减轻了叶状齿头易损问题,延长了叶状齿轮的使用寿命。本发明的叶状齿轮旋转燃烧室转子发动机因为省略了曲轴、传统的进排气阀、启动电机、变速箱和动力轴等等一系列的零件,转子发动机的体积就可以很小。又因为没有了活塞的往复式直线运动,它几乎只有圆周运行时不易产生振动,因此运行更平顺。转子发动机的转速也得到明显提高,在提升功率和燃料燃烧热效率方面的优势将对国民经济和国防工业起到重要的促进作用。
对于本发动机领域的普通技术人员来说,能很方便的把现有的传统发动机上使用的技术结合到本发明的叶状齿轮发动机上,比如在缸体上和齿轮等零部件上采用空心制造技术,将现有的气体增压设备如涡轮增压机和星式活塞气机等、还有变速箱技术、齿轮减速器和离合器等都可不用费心思考就能加入本发明,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出各种组合变形和改进,比如各种上述实例中不同叶状齿轮结构的组合(如不同数量齿轮、不同齿数、不同齿顶圆直径、串联、并联和混联等不同)等,这些都属于本发明的保护范围。因此本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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 (20)

1.一种转子发动机,其特征在于,包括缸体、喷油嘴、火花塞、至少一个第一齿轮和至少一个第二齿轮;所述第一齿轮和所述第二齿轮安装在缸体内可自由旋转,相互平行的所述第一齿轮的齿轮轴和所述第二齿轮的齿轮轴至少部分为动力输出轴,所述第一齿轮和所述第二齿轮相互齿和转动;
所述第一齿轮和所述第二齿轮均包括齿根和多个齿牙结构,所述齿牙结构安装于所述齿根且围绕所述齿根分布;所述齿牙结构包括:齿柄和叶状齿头,所述齿柄的第一端连接所述齿根,第二端连接所述叶状齿头的叶根部;
所述缸体的前端和后端之间,所述第一齿轮的齿牙结构的多个叶状齿头的每个叶状齿头与第二齿轮相邻的两个齿牙结构、齿根和所述缸体的内侧壁围成半封闭的旋转燃烧室;
在所述第一齿轮和所述第二齿轮在转动中,所述第一齿轮的每个叶状齿头分别和所述第二齿轮的相邻两个叶状齿头齿和时,封闭上述半封闭的旋转燃烧室的开口,以使所述半封闭的旋转燃烧室在旋转时不断被封闭又敞开。
2.如权利要求1所述的转子发动机,其特征在于,一个以上的所述旋转燃烧室分别配有至少一个所述喷油嘴和至少一个用于点火的火花塞;
所述缸体或所述第二齿轮的齿轮轴上设置进油管,所述进油管与所述喷油嘴连通。
3.如权利要求2所述的转子发动机,其特征在于,所述第一齿轮和所述第二齿轮的齿宽相等;所述缸体包括:处于缸体前端的前缸体侧板和处于缸体后端的后缸体侧板,以及连接前缸体侧板和后缸体侧板的中间缸体内壁,所述中间缸体内壁的高度稍大于齿轮齿宽;所述前缸体侧板和所述后缸体侧板与所述中间缸体内壁为分体结构或分别组成一体结构;
所述第一齿轮和所述第二齿轮夹设于所述前缸体侧板和所述后缸体侧板之间,中间缸体内部正好容纳所述第一齿轮和所述第二齿轮旋转,所述中间缸体内壁分别与所述第一齿轮的齿顶和所述第二齿轮的齿顶之间存在缝隙;所述前缸体侧板的内壁和后缸体侧板的内壁分别与所述第一齿轮的齿端和所述第二齿轮的齿端之间存在缝隙;所述第二齿轮每两个相邻的齿牙结构与齿根、所述前缸体侧板、后缸体侧板围成半封闭的旋转燃烧室;
所述第一齿轮的齿轮轴和所述第二齿轮的齿轮轴可转动式安装于前缸体侧板和后缸体侧板。
4.如权利要求3所述的转子发动机,其特征在于,所述喷油嘴和所述火花塞设置的位置包括:所述前缸体侧板、所述后缸体侧板、所述第一齿轮的每个叶状齿头、所述第二齿轮的每个齿牙结构和所述第二齿轮的每个齿根中的一个位置或多个位置;
和/或,
所述第一齿轮与所述第一齿轮的齿轮轴以及所述第二齿轮与所述第二齿轮的齿轮轴的安装连接可以是固定一体旋转安装或棘轮旋转安装。
5.如权利要求2所述的转子发动机,其特征在于,所述第二齿轮的两侧齿轮端面和所述缸体的内壁之间还包括圆夹板,所述第二齿轮每两个相邻的齿牙结构与齿根和两个所述圆夹板围成半封闭的旋转燃烧室;
所述第二齿轮的齿轮轴穿过并固定一体旋转安装或通过棘轮旋转安装两端的所述圆夹板,两端的所述圆夹板和所述第二齿轮共转。
6.如权利要求5所述的转子发动机,其特征在于,所述圆夹板直径近似于第二齿顶圆直径;处于前端的所述圆夹板和相邻的所述缸体的前缸体侧板之间存在间隙,处于后端的所述圆夹板和相邻的所述缸体的后缸体侧板之间存在间隙。
7.如权利要求5所述的转子发动机,其特征在于,所述喷油嘴和所述火花塞设置的位置包括:
所述圆夹板上,且所述喷油嘴和所述火花塞安装在所述圆夹板内面或穿透所述圆夹板两面;和/或,所述第一齿轮每个叶状齿头;和/或,所述第二齿轮每个齿牙结构或齿根。
8.如权利要求1至7任一项所述的转子发动机,其特征在于,所述缸体的腔壁上开有第一齿轮高压气体排出通道和第二齿轮高压气体排出通道;
所述第一齿轮高压气体排出通道连通至所述第一齿轮处;
所述第二齿轮高压气体排出通道连通至所述第二齿轮处。
9.如权利要求1至7任一项所述的转子发动机,其特征在于,所述缸体的腔壁上开有第一齿轮冷却气体排出通道、第一齿轮冷却气体进气通道、第二齿轮冷却排出通道和第二齿轮冷却进气通道;
所述第一齿轮中冷却气体排出通道、所述第一齿轮中冷却气体进气通道连通至所述第一齿轮处;
所述第二齿轮中冷却气体排出通道、所述第二齿轮中冷却气体进气通道连通至所述第二齿轮处。
10.如权利要求9所述的转子发动机,其特征在于,所述第一齿轮冷却气体进气通道和所述第二齿轮冷却进气通道上连接用于送入高压气体的气体增压设备的出气口。
11.如权利要求1至7任一项所述的转子发动机,其特征在于,所述缸体的外部在所述第一齿轮的齿轮轴和所述第二齿轮的齿轮轴上分别设置旋转轮结构,所述旋转轮结构包括:处于所述前缸体侧板和所述后缸体侧板之外的动力输出旋转轮、第二辅助齿轮、第一辅助齿轮;所述动力输出旋转轮可分别或同时安装在所述第一齿轮的齿轮轴和第二齿轮的齿轮轴上;
所述第一辅助齿轮安装于所述第一齿轮的齿轮轴穿过所述前缸体侧板或后缸体侧板的位置;或所述第二辅助齿轮安装于所述第二齿轮的齿轮轴穿过所述缸体的前缸体侧板或所述缸体的后缸体侧板的位置;
所述第一辅助齿轮和所述第二辅助齿轮齿和联动。
12.如权利要求5至7任一项所述的转子发动机,其特征在于,
所述第一齿轮的齿轮端面、所述第二齿轮的齿轮端面和所述圆夹板的外端面中的至少其中之一设置机油槽,所述机油槽与所述缸体上的机油口相通;
所述第一齿轮的齿根端面、所述第二齿轮的齿根端面和所述圆夹板的外端面中的至少其中之一设置闭气环。
13.如权利要求1-7任一项所述的转子发动机,其特征在于,在所述缸体的外璧、所述第一齿轮的齿轮轴和所述第二齿轮的齿轮轴中的至少其中之一设置位置触发器,所述位置触发器用于触发被封闭所述旋转燃烧室的喷油嘴喷油和火花塞点火。
14.如权利要求13所述的转子发动机,其特征在于,还包括中央电子控制器,所述中央电子控制器接收所述位置触发器传来的触发信号以控制所述旋转燃烧室中的每个齿和时的各燃烧室中所述喷油嘴喷油或不喷油和所述火花塞点火或不点火。
15.如权利要求1至7任一项所述的转子发动机,其特征在于,所述第一齿轮和所述第二齿轮发生齿和的齿牙结构在分离后旋转经过的缸体内至少一个齿间距的空间为辅助燃烧启动室;
所述辅助燃烧启动室配有辅助燃烧启动室喷油嘴和辅助燃烧启动室火花塞。
16.如权利要求15所述的转子发动机,其特征在于,当所述转子发动机包括多个第一齿轮和多个第二齿轮时,
所有所述第一齿轮共用或不共用同一个齿轮轴,所有所述第二齿轮共用或不共用同一个齿轮轴;或所有所述第一齿轮的齿轮轴平行,所有所述第二齿轮的齿轮轴平行;
所述缸体包括多个子缸体,发生齿和的第一齿轮和第二齿轮在同一个所述子缸体内旋转,两个所述子缸体的所述辅助燃烧启动室间用通气管连通子缸体辅助燃烧启动室的燃烧高压气体;
所述辅助燃烧启动室间的通气管上可安装高压气阀门;
所述辅助燃烧启动室间的通气管上安装喷油嘴和火花塞。
17.如权利要求15所述的转子发动机,其特征在于,所述第一齿轮和所述第二齿轮齿牙结构在发生齿和前反旋转方向经过所述缸体内的至少一个齿间距的空间为进气室;
所述进气室位置的缸体开有进气室高压气体入口,用于鼓入高压气体。
18.如权利要求17所述的转子发动机,其特征在于,所述辅助燃烧启动室顺旋转方向两个叶状齿轮的至少一个齿间距的空间和所述进气室反向旋转方向两个叶状齿轮的至少一个齿间距的空间设定高压气密室;
靠近所述进气室或靠近所述进气室的高压气密室位置的缸体上开有进气口,所述进气口连通气体增压设备的出气口。
19.如权利要求1至7任一项所述的转子发动机,其特征在于,所述缸体外设有气体增压设备,所述气体增压设备包括鼓风机、活塞压气机、涡轮增压器或机械压气机;
所述气体增压设备除涡轮增压器外都由所述第一齿轮的齿轮轴和/或所述第二齿轮的齿轮轴通过旋转连接带动;
所述涡轮增压器的推动由第一齿轮排高压气通道和/或第二齿轮排高压气通道排出的燃烧废气推动。
20.如权利要求17项所述的转子发动机,其特征在于,所述进气室或靠近所述进气室的所述中间缸体上开有通道口;所述通道口为长条状,所述通道口长度与所述第一齿轮的齿宽和/或所述第二齿轮的齿宽相一致,通道内近地端的低处安装机油收集器,所述机油收集器底端通过机油输出管连接机油口。
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