CN111140343A - 转盘式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转盘式发动机。包括环形圈，第一盖体、第二盖体、转盘、挡板、挡板复位装置、以及推块；每一推块均包括第一导向坡面，挡板在第一导向坡面推动下能向外滑出环形腔体；每一个分隔腔均配有排气孔、进气孔、喷油嘴以及火花塞，排气孔、进气孔均开设于环形圈的环形圈体上用来分别使分隔腔与外部连通，且沿转盘前进方向上，每一个分隔腔的排气孔均位于进气孔的前侧；喷油嘴及火花塞设置于环形圈的内侧壁上靠近进气孔的位置。本发明中推块顶开挡板的过程比较平稳，不易造成挡板或推块的刮擦，密封性能好，而且该发动机结构简单，造价低，维修简易。

Description

转盘式发动机

技术领域

本发明涉及发动机，特别为一种转盘式发动机。

背景技术

专利号为CN201721510600.8的专利申请公开了一种发动机，如图1所示，该发动机的第二转体(3’)上的密封面(32’)与第一转体(2’)密封滑动接触时；第二转体(3’)的推面(31’)、推板(22’)、第二转体(3’)以及缸体(1’)能围合成密封的燃气腔，燃气腔内的燃料与空气混合气体燃烧膨胀推动推板(22’)移动，从而带动第一转体(2’)转动，以实现该发动机的工作过程。虽然该发动机相比于传统的利用活塞在燃气腔中的直线往复运动驱动转轴转动的发动机，具有输出转动均匀、平稳，震动小，传动效率高，使用寿命长等优点，但是依然还存在以下不足：一、零部件的构造相对复杂，且数量较多，使得整体结构复杂化；二、如图1所示的第一密封条(a’)会被第二转体(3’)上的密封面(32’)上的缺口处(b’)往复刮擦，从而造成第一密封条(a’)磨损，而且推板(22’)凹部处的第二密封条(c’)会被缸体(1’)上的缸体缺口处(d’)刮擦，从而造成第二密封条(c’)的磨损，使得整个发动机的气密性相对较差。

发明内容

本发明的目的在于：克服以上缺点提供一种转盘式发动机,该发动机中推块顶开挡板的过程比较平稳，不易造成挡板或推块的刮擦，密封性能好，而且该发动机结构简单，造价低，维修简易。

本发明通过如下技术方案实现：一种转盘式发动机，其特征在于：包括环形圈，密封设置于环形圈轴向一端口上的第一盖体、密封设置于环形圈体轴向另一端口上的第二盖体、以及通过转轴同轴转动连接于环形圈内部的转盘；

所述环形圈的内周壁、转盘的外周壁、第一盖体靠近转盘一侧的内侧壁和第二盖体靠近转盘一侧的内侧壁之间共同围设构成一个环形腔体；所述转盘式发动机还包括两块以上的挡板、与挡板数量和位置相对应的挡板复位装置、以及与挡板数量相等的推块；所述环形圈的圈体上开设有两个以上沿圆周方向依次间隔分布且沿径向穿透环形圈的圈体的挡板活动开孔，所述挡板活动开孔的数量与挡板的数量一致，各挡板均沿径向方向分别滑动连接于环形圈的挡板活动开孔内并能通过挡板活动开孔滑进滑出环形腔体，每个挡板复位装置设置于挡板活动开孔的径向外侧并连接于环形圈的圈体和对应挡板的径向外侧部之间并能推动挡板顶压于转盘内周壁上，且每块挡板在径向方向上的长度长于环形圈内周壁和转盘外周壁之间的径向距离，挡板在其平行于轴向方向上的宽度与第一盖体和第二盖体两者相邻的两个侧壁之间的距离相等，以使位于每相邻两个挡板之间的环形腔体形成一个独立密封的分隔腔；

各推块沿同一圆周方向依次间隔固设于转盘的外周壁上，每一推块均包括由转盘的外周壁起沿与转盘前进方向相反的方向逐渐向径向外侧方向倾斜延伸到环形圈内周壁所在处的第一导向坡面，所述第一导向坡面在平行于转轴轴向方向上的宽度与第一盖体和第二盖体两者相邻的两个内侧壁之间的距离相等，推块和转盘一起旋转前进至推块触碰到挡板时，挡板在第一导向坡面推动下能向外滑出环形腔体从而使得推块能越过对应挡板继续前进；

每一个分隔腔均配有排气孔、进气孔、喷油嘴以及火花塞，所述排气孔、进气孔均开设于环形圈的环形圈体上用来分别使分隔腔与外部连通，且沿转盘前进方向上，每一个分隔腔的排气孔均位于进气孔的前侧；所述喷油嘴及火花塞设置于环形圈的内侧壁上靠近进气孔的位置。

其工作原理和过程如下：转盘在转动时，转盘上的推块能通过第一导向面顶开挡板，使得推块越过挡板，随后挡板、推块、环形圈、以及转盘共同围设构成一个燃烧室，此时燃烧室由进气孔进气，喷油嘴喷油，燃烧室内的油气进行混合，后火花塞点火，混合空气燃烧并膨胀推动推块并带动转盘及其转轴转动做功，当推块运动至排气孔时，废气由排气孔排出，排气的同时推块又将顶开下一个挡板，进行上述动作，以此往复运作。

优选地，所述每个挡板复位装置包括导向盒、以及复位弹簧；所述导向盒设置在环形圈的挡板活动开孔的径向外旁侧并固定连接在第一盖体和第二盖体之间，所述导向盒的内部设有沿环形圈的径向方向延伸的导向槽，所述导向槽靠近环形圈的一侧敞开并与环形腔体内部相连通，所述挡板滑动连接于对应的导向槽中，所述复位弹簧的数量为一个以上且沿平行于环形圈的径向方向设置于导向槽中并顶压于导向槽和挡板之间。

优选地，所述推块还包括设置于第一导向坡面旁侧并连接于第一导向坡面与环形圈内侧壁接触的顶端一侧与转盘的外周壁之间的第二导向坡面，所述第二导向坡面由与第一导向坡面顶端连接部位起沿转盘的运动前进方向逐渐向径向内侧方向倾斜延伸到转盘外周壁。

优选地，所述第二导向坡面相比于第一导向坡面坡度更陡。

优选地，所述转盘包括与环形圈的内侧壁同轴设置的并呈圆环形的转盘套环、垂直于转轴设置于转盘套环内周壁和转轴外周壁之间并将转盘套环分隔为前腔体和后腔体两部分的转盘隔板，所述转轴两端分别与第一盖体和第二盖体转动连接。

为了便于进气孔的进气，所述第二盖体上设有一个以上连通前腔体和外界之间的盖体进气孔；所述转轴内设有沿轴向延伸的转轴出气孔道，且转轴伸出第二盖体的一端设有使转轴出气孔道与外部连通的端部开孔，转轴43的侧壁设有使转轴出气孔道与前腔体连通的侧向开孔；

所述前腔体中设置有能跟随转盘同步转动的螺旋筋条，所述螺旋筋条固定设置于转盘的转盘隔板和第二盖体之间，并以转轴外周壁为螺旋起点环绕转轴中心由内向外呈螺旋盘绕；螺旋筋条在跟随转盘的转动过程中，前腔体中的空气能被螺旋筋条压入转轴出气孔道的侧向开孔，继而通过转轴出气孔道的端部开孔向外排出；

所述转盘式发动机还包括空气单向阀,所述空气单向阀的进气端通过管体与转轴出气孔道的端部开孔相连接且空气单向阀的出气端通过管体分别与环形圈上的各进气孔相连接。

优选地，所述挡板的数量为四个。

为了便于保证该发动机的密封性，所述转盘式发动机还包括用于密封的密封件，所述密封件包括设置于第一盖体内侧壁和转盘轴向一端面之间的第一密封圈、设置于第二盖体内侧壁和转盘轴向另一端面之间的第二密封圈、设置于推块外表面的推块密封条、设置于挡板用来与转盘外周壁或推块外表面接触的端部上的挡板密封条、以及设置于导向槽用来与推块导向接触的槽壁上的导向槽密封圈。

优选地，所述密封件由碳材料制成，所述环形圈、挡板以及推块均由陶瓷材料制成。

较之前技术而言，本发明的有益效果为：

1.本发明一种转盘式发动机,该发动机中推块顶开挡板的过程比较平稳，不易造成挡板或推块的刮擦，密封性能好，而且该发动机结构简单，造价低，维修简易。

2.本发明提供的转盘式发动机，启动抖动小，是一种停车即停，起步即发动的发动机，做混合动力更佳。

3.本发明提供的转盘式发动机，挡板复位装置由导向盒和复位弹簧构成，结构简单并且功能可靠。

4.本发明提供的转盘式发动机，推块还包括第二导向面，挡板在复位弹簧的推动下，挡板能顺着第二导向面平稳复位，确保发动机的稳定性。

5.本发明提供的转盘式发动机，转盘隔板上还设有螺旋筋条，螺旋筋条在跟随转盘同步地转动过程中，由第二盖体上的盖体进气孔进入前腔体中的空气会沿着螺旋筋条外层一圈和内层一圈之间形成的通道被螺旋筋条压出至转轴出气孔道的开口端，后经空气单向阀分送至各个进气孔进行进气，该发动机无需外接额外的供气设备，具有能为自身供气的特点。

6.本发明提供的转盘式发动机，环形圈、挡板和推块均由陶瓷材料制成，且密封件由碳材料制成，使得该发动机在周期运动的过程中，密封性能好，摩擦少，无需用机油润滑，无需水冷却，而且功率大，能耗低。

附图说明

图1为现有发动机的结构示意图；

图2为本发明转盘式发动机的俯视图；

图3为本发明转盘式发动机的主视图；

图4为图2中A-A的剖视图；

图5为本发明转盘式发动机去除第二盖体的俯视图；

图6为本发明转盘式发动机的使用状态示意图一；

图7为本发明转盘式发动机的使用状态示意图二；

图8为本发明转盘式发动机的使用状态示意图三。

标号说明：1-环形圈、2-第一盖体、3-第二盖体、31-盖体进气孔、4-转盘、41-转盘套环、42-转盘隔板、43-转轴、431-转轴出气孔道、432-侧向开孔、44-螺旋筋条、5-挡板、6-挡板复位装置、61-导向盒、611-导向槽、62-复位弹簧、7-推块、71-第一导向面、72-第二导向面、8-排气孔、9-进气孔、10-喷油嘴、11-火花塞、121-第一密封圈、122-第二密封圈、123-推块密封条、124-挡板密封条、125-导向槽密封圈、13-挡板活动开孔、a-环形腔体、b-分隔腔、c-前腔体、d-后腔体、2’-第一转体、22’-推板、3’-第二转体、31’-推面、32’-密封面、a’-第一密封条、b’-缺口处、c’-第二密封条、d’-缸体缺口处。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做详细说明：

如图2-8所示，一种转盘式发动机，其特征在于：包括环形圈1，密封设置于环形圈1轴向一端口上的第一盖体2、密封设置于环形圈体1轴向另一端口上的第二盖体3、以及通过转轴431同轴转动连接于环形圈1内部的转盘4；

所述环形圈1的内周壁、转盘4的外周壁、第一盖体2靠近转盘4一侧的内侧壁和第二盖体3靠近转盘4一侧的内侧壁之间共同围设构成一个环形腔体a；所述转盘式发动机还包括两块以上的挡板5、与挡板5数量和位置相对应的挡板复位装置6、以及与挡板5数量相等的推块7；所述环形圈1的圈体上开设有两个以上沿圆周方向依次间隔分布且沿径向穿透环形圈1的圈体的挡板活动开孔13，所述挡板活动开孔13的数量与挡板5的数量一致，各挡板5均沿径向方向分别滑动连接于环形圈1的挡板活动开孔13内并能通过挡板活动开孔13滑进滑出环形腔体a，每个挡板复位装置6设置于挡板活动开孔13的径向外侧并连接于环形圈1的圈体和对应挡板5的径向外侧部之间并能推动挡板5顶压于转盘4内周壁上，且每块挡板5在径向方向上的长度长于环形圈1内周壁和转盘4外周壁之间的径向距离，挡板5在其平行于轴向方向上的宽度与第一盖体2和第二盖体3两者相邻的两个侧壁之间的距离相等，以使位于每相邻两个挡板5之间的环形腔体a形成一个独立密封的分隔腔b；

各推块7沿同一圆周方向依次间隔固设于转盘4的外周壁上，每一推块7均包括由转盘4的外周壁起沿与转盘4前进方向相反的方向逐渐向径向外侧方向倾斜延伸到环形圈1内周壁所在处的第一导向坡面71，所述第一导向坡面71在平行于转轴431轴向方向上的宽度与第一盖体2和第二盖体3两者相邻的两个内侧壁之间的距离相等，推块7和转盘4一起旋转前进至推块7触碰到挡板5时，挡板5在第一导向坡面71推动下能向外滑出环形腔体a从而使得推块7能越过对应挡板5继续前进；

每一个分隔腔b均配有排气孔8、进气孔9、喷油嘴10以及火花塞11，所述排气孔8、进气孔9均开设于环形圈1的环形圈体上用来分别使分隔腔b与外部连通，且沿转盘4前进方向上，每一个分隔腔b的排气孔8均位于进气孔9的前侧；所述喷油嘴10及火花塞11设置于环形圈1的内侧壁上靠近进气孔9的位置。

如图3-8所示，优选地，所述每个挡板复位装置6包括导向盒61、以及复位弹簧62；所述导向盒61设置在环形圈1的挡板活动开孔13的径向外旁侧并固定连接在第一盖体2和第二盖体3之间，所述导向盒61的内部设有沿环形圈1的径向方向延伸的导向槽611，所述导向槽611靠近环形圈1的一侧敞开并与环形腔体a内部相连通，所述挡板5滑动连接于对应的导向槽611中，所述复位弹簧62的数量为一个以上且沿平行于环形圈1的径向方向设置于导向槽611中并顶压于导向槽611和挡板5之间。

如图3-8所示，优选地，所述推块7还包括设置于第一导向坡面71旁侧并连接于第一导向坡面71与环形圈1内侧壁接触的顶端一侧与转盘4的外周壁之间的第二导向坡面72，所述第二导向坡面72由与第一导向坡面71顶端连接部位起沿转盘4的运动前进方向逐渐向径向内侧方向倾斜延伸到转盘4外周壁。

如图4-8所述，优选地，所述第二导向坡面72相比于第一导向坡面71坡度更陡。

如图4-8所示，的转盘套环41、垂直于转轴431设置于转盘套环41内周壁和转轴431外周壁之间并将转盘套环41分隔为前腔体c和后腔体d两部分的转盘隔板42，所述转轴43两端分别与第一盖体2和第二盖体3转动连接。

如图4-8所示，为了便于进气孔的进气，所述第二盖体3上设有一个以上连通前腔体c和外界之间的盖体进气孔31；所述转轴43内设有沿轴向延伸的转轴出气孔道431，且转轴43伸出第二盖体3的一端设有使转轴出气孔道431与外部连通的端部开孔，转轴43的侧壁设有使转轴出气孔道431与前腔体c连通的侧向开孔432；

所述前腔体c中设置有能跟随转盘4同步转动的螺旋筋条44，所述螺旋筋条44固定设置于转盘4的转盘隔板42和第二盖体3之间，并以转轴43外周壁为螺旋起点环绕转轴43中心由内向外呈螺旋盘绕；螺旋筋条44在跟随转盘4的转动过程中，前腔体c中的空气能被螺旋筋条44压入转轴出气孔道431的侧向开孔432，继而通过转轴出气孔道431的端部开孔向外排出；

所述转盘式发动机还包括空气单向阀,所述空气单向阀的进气端通过管体与转轴出气孔道431的端部开孔相连接且空气单向阀的出气端通过管体分别与环形圈1上的各进气孔9相连接。

如图4-8所示，优选地，所述挡板5的数量为四个。

如图4-8所示，为了便于保证该发动机的密封性，所述转盘式发动机还包括用于密封的密封件，所述密封件包括设置于第一盖体2内侧壁和转盘4轴向一端面之间的第一密封圈121、设置于第二盖体2内侧壁和转盘4轴向另一端面之间的第二密封圈122、设置于推块7外表面的推块密封条123、设置于挡板5用来与转盘4外周壁或推块7外表面接触的端部上的挡板密封条124、以及设置于导向槽611用来与推块7导向接触的槽壁上的导向槽密封圈125。

优选地，所述密封件由碳材料制成，所述环形圈1、挡板5以及推块7均由陶瓷材料制成。

尽管本发明采用具体实施例及其替代方式对本发明进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本发明的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本发明不受任何意义上的限制。

Claims (9)

1.一种转盘式发动机，其特征在于：包括环形圈(1)，密封设置于环形圈(1)轴向一端口上的第一盖体(2)、密封设置于环形圈体(1)轴向另一端口上的第二盖体(3)、以及通过转轴(431)同轴转动连接于环形圈(1)内部的转盘(4)；

所述环形圈(1)的内周壁、转盘(4)的外周壁、第一盖体(2)靠近转盘(4)一侧的内侧壁和第二盖体(3)靠近转盘(4)一侧的内侧壁之间共同围设构成一个环形腔体(a)；所述转盘式发动机还包括两块以上的挡板(5)、与挡板(5)数量和位置相对应的挡板复位装置(6)、以及与挡板(5)数量相等的推块(7)；所述环形圈(1)的圈体上开设有两个以上沿圆周方向依次间隔分布且沿径向穿透环形圈(1)的圈体的挡板活动开孔(13)，所述挡板活动开孔(13)的数量与挡板(5)的数量一致，各挡板(5)均沿径向方向分别滑动连接于环形圈(1)的挡板活动开孔(13)内并能通过挡板活动开孔(13)滑进滑出环形腔体(a)，每个挡板复位装置(6)设置于挡板活动开孔(13)的径向外侧并连接于环形圈(1)的圈体和对应挡板(5)的径向外侧部之间并能推动挡板(5)顶压于转盘(4)内周壁上，且每块挡板(5)在径向方向上的长度长于环形圈(1)内周壁和转盘(4)外周壁之间的径向距离，挡板(5)在其平行于轴向方向上的宽度与第一盖体(2)和第二盖体(3)两者相邻的两个侧壁之间的距离相等，以使位于每相邻两个挡板(5)之间的环形腔体(a)形成一个独立密封的分隔腔(b)；

各推块(7)沿同一圆周方向依次间隔固设于转盘(4)的外周壁上，每一推块(7)均包括由转盘(4)的外周壁起沿与转盘(4)前进方向相反的方向逐渐向径向外侧方向倾斜延伸到环形圈(1)内周壁所在处的第一导向坡面(71)，所述第一导向坡面(71)在平行于转轴(431)轴向方向上的宽度与第一盖体(2)和第二盖体(3)两者相邻的两个内侧壁之间的距离相等，推块(7)和转盘(4)一起旋转前进至推块(7)触碰到挡板(5)时，挡板(5)在第一导向坡面(71)推动下能向外滑出环形腔体(a)从而使得推块(7)能越过对应挡板(5)继续前进；

每一个分隔腔(b)均配有排气孔(8)、进气孔(9)、喷油嘴(10)以及火花塞(11)，所述排气孔(8)、进气孔(9)均开设于环形圈(1)的环形圈体上用来分别使分隔腔(b)与外部连通，且沿转盘(4)前进方向上，每一个分隔腔(b)的排气孔(8)均位于进气孔(9)的前侧；所述喷油嘴(10)及火花塞(11)设置于环形圈(1)的内侧壁上靠近进气孔(9)的位置。

2.根据权利要求1所述的转盘式发动机，其特征在于：所述每个挡板复位装置(6)包括导向盒(61)、以及复位弹簧(62)；所述导向盒(61)设置在环形圈(1)的挡板活动开孔(13)的径向外旁侧并固定连接在第一盖体(2)和第二盖体(3)之间，所述导向盒(61)的内部设有沿环形圈(1)的径向方向延伸的导向槽(611)，所述导向槽(611)靠近环形圈(1)的一侧敞开并与环形腔体(a)内部相连通，所述挡板(5)滑动连接于对应的导向槽(611)中，所述复位弹簧(62)的数量为一个以上且沿平行于环形圈(1)的径向方向设置于导向槽(611)中并顶压于导向槽(611)和挡板(5)之间。

3.根据权利要求1所述的转盘式发动机，其特征在于：所述推块(7)还包括设置于第一导向坡面(71)旁侧并连接于第一导向坡面(71)与环形圈(1)内侧壁接触的顶端一侧与转盘(4)的外周壁之间的第二导向坡面(72)，所述第二导向坡面(72)由与第一导向坡面(71)顶端连接部位起沿转盘(4)的运动前进方向逐渐向径向内侧方向倾斜延伸到转盘(4)外周壁。

4.根据权利要求3所述的转盘式发动机，其特征在于：所述第二导向坡面(72)相比于第一导向坡面(71)坡度更陡。

5.根据权利要求1所述的转盘式发动机，其特征在于：所述转盘(4)包括与环形圈(1)的内侧壁同轴设置的并呈圆环形的转盘套环(41)、垂直于转轴(431)设置于转盘套环(41)内周壁和转轴(431)外周壁之间并将转盘套环(41)分隔为前腔体(c)和后腔体(d)两部分的转盘隔板(42)，所述转轴(43)两端分别与第一盖体(2)和第二盖体(3)转动连接。

6.根据权利要求5所述的转盘式发动机，其特征在于：所述第二盖体(3)上设有一个以上连通前腔体(c)和外界之间的盖体进气孔(31)；所述转轴(43)内设有沿轴向延伸的转轴出气孔道(431)，且转轴(43)伸出第二盖体(3)的一端设有使转轴出气孔道(431)与外部连通的端部开孔，转轴43的侧壁设有使转轴出气孔道(431)与前腔体(c)连通的侧向开孔(432)；

所述前腔体(c)中设置有能跟随转盘(4)同步转动的螺旋筋条(44)，所述螺旋筋条(44)固定设置于转盘(4)的转盘隔板(42)和第二盖体(3)之间，并以转轴(43)外周壁为螺旋起点环绕转轴(43)中心由内向外呈螺旋盘绕；

所述转盘式发动机还包括空气单向阀,所述空气单向阀的进气端通过管体与转轴出气孔道(431)的端部开孔相连接且空气单向阀的出气端通过管体分别与环形圈(1)上的各进气孔(9)相连接。

7.根据权利要求1所述的转盘式发动机，其特征在于：所述挡板(5)的数量为四个。

8.根据权利要求2所述的转盘式发动机，其特征在于：所述转盘式发动机还包括用于密封的密封件，所述密封件包括设置于第一盖体(2)内侧壁和转盘(4)轴向一端面之间的第一密封圈(121)、设置于第二盖体(2)内侧壁和转盘(4)轴向另一端面之间的第二密封圈(122)、设置于推块(7)外表面的推块密封条(123)、设置于挡板(5)用来与转盘(4)外周壁或推块(7)外表面接触的端部上的挡板密封条(124)、以及设置于导向槽(611)用来与推块(7)导向接触的槽壁上的导向槽密封圈(125)。

9.根据权利要求8所述的转盘式发动机，其特征在于：所述密封件由碳材料制成，所述环形圈(1)、挡板(5)以及推块(7)均由陶瓷材料制成。

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