CN111779569A - 一种旋转活塞式发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种旋转活塞式发动机，包括壳体和转子，所述壳体内部设有转动的转子，将转子空腔分成体积变化的压缩室，所述壳体外圈设有可绕所述转子的主轴旋转的若干燃烧室，任一所述燃烧室与压缩室导通；所述燃烧室通过传动系统与主轴传动连接，通过压缩气体的燃烧使燃烧室带动主轴旋转。所述壳体包括上缸盖和下缸盖，所述上缸盖的凸台与下缸盖止口配合；所述上缸盖与下缸盖之间设有可旋转的活塞齿轮盘，所述活塞齿轮盘的内圈上设有均布的支撑块，所述支撑块与凸台滚动副接触；所述凸台、下缸盖和相邻两个支撑块之间的空腔为燃烧室。本发明通过旋转的燃烧室，克服了传统汪克尔三角转子发动机燃烧室狭长的缺点，使发动机的燃烧效率得到提高。

Description

一种旋转活塞式发动机
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种旋转活塞式发动机。
背景技术
根据内燃机的具体结构和运动方式不同，内燃机可分为很多种，其中应用最为广泛的两种内燃机是：汪克尔三角转子发动机和往复式活塞发动机。这两种发动机各有自身的优缺点，针对汪克尔三角转子发动机而言，其具有结构简单，零部件少和功重比高等先天优势。但是不可否认的是，汪克尔三角转子发动机存在的高油耗及高排放等问题，并且这些问题制约其进一步发展。众所周知，造成汪克尔三角转子发动机上述缺陷的主要原因是：该型转子发动机特殊的结构和运动方式导致了其燃烧室非常狭长，而燃油和空气无法在此狭长燃烧室内较好的混合和燃烧。因此，转子发动机狭长的燃烧室制约了其整机燃烧效率的提高。而针对往复式活塞发动机而言，其与汪克尔三角转子发动机相比，活塞往复式发动机的燃烧室由于不存在燃烧室狭长的问题，因此其燃烧效率明显更高。但是，往复式活塞发动机的零部件和运动方法都比汪克尔三角转子发动机复杂，因此其体积较大并且功重比不高。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种旋转活塞式发动机，克服了汪克尔三角转子发动机原本狭长的燃烧室的问题，以缩短发动机的燃烧持续期和增加燃烧效率。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种旋转活塞式发动机，包括壳体和转子，所述壳体内部设有转动的转子，将转子空腔分成体积变化的压缩室，所述壳体外圈设有可绕所述转子的主轴旋转的若干燃烧室，任一所述燃烧室与压缩室导通；所述燃烧室通过传动系统与主轴传动连接，通过压缩气体的燃烧使燃烧室带动主轴旋转。
进一步，所述壳体包括上缸盖和下缸盖，所述上缸盖的凸台与下缸盖止口配合；所述上缸盖与下缸盖之间设有可旋转的活塞齿轮盘，所述活塞齿轮盘的内圈上设有均布的支撑块，所述支撑块与凸台滚动副接触；所述凸台、下缸盖和相邻两个支撑块之间的空腔为燃烧室；所述活塞齿轮盘通过传动系统与主轴传动连接。
进一步，所述支撑块底部安装与凸台表面滚动副接触；所述活塞齿轮盘两端面分别通过平面轴承与上缸盖和下缸盖连接。
进一步，所述转子空腔壁面设有滚轮槽，所述滚轮槽内设有滚枕，所述滚枕底部安装第一滚柱，所述滚轮槽与滚枕之间安装第一弹簧，用于在转子转动过程中使第一滚柱保持与转子外表面接触。
进一步，所述活塞齿轮盘两端面与上缸盖和下缸盖之间分别设有第一密封组件，所述支撑块上设有第二密封组件，通过第二密封组件和第一密封组件，用于燃烧室的密封。
进一步，靠近火花塞附近的所述上缸盖上安装定向阀门，且所述定向阀门一端位于靠近火花塞附近的燃烧室内，用于使靠近火花塞附近的所述燃烧室沿固定的方向旋转且使所述燃烧室的体积周期性的变化；所述定向阀门另一端通过旋转滑块机构与活塞齿轮盘连接，用于使定向阀门避开旋转的支撑块作升降运动。
进一步，所述旋转滑块机构包括凸起盘和引导块所述凸起盘上设有与支撑块相同相位角的引导块，所述凸起盘与活塞齿轮盘同步旋转，在同步旋转过程中，通过引导块与定向阀门另一端接触，使定向阀门提升运动；所述定向阀门上设有复位机构，用于使定向阀门收缩运动。
进一步，还包括排气装置，所述排气装置安装在壳体上，所述排气装置的活塞可伸入燃烧室内，通过燃烧室的旋转，用于强制排气。
进一步，所述排气装置包括活塞杆、第二复位弹簧和凸轮机构；所述壳体上设有与燃烧室连通的活塞杆槽，所述活塞杆一端的活塞可穿过活塞杆槽进入燃烧室，所述活塞杆另一端与凸轮机构连接，通过凸轮机构使活塞杆在活塞杆槽内往复运动；所述活塞杆上安装第二复位弹簧，用于保证活塞杆另一端与凸轮机构接触。
进一步，所述排气装置包括拨片板和第二弹簧，所述凸台的台阶面上设有拨片槽，所述拨片板的一端通过转动副安装在拨片槽内，所述拨片槽与拨片板之间设有第二弹簧，用于使所述拨片板的另一端与燃烧室的内壁接触。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的旋转活塞式发动机，通过旋转的燃烧室，克服了传统汪克尔三角转子发动机燃烧室狭长的缺点，使发动机的燃烧效率得到提高。
2.本发明所述的旋转活塞式发动机，通过排气装置可强制排尽燃烧过程产生的废气，从而避免燃烧产物影响新混合气的进入和填充。
3.本发明所述的旋转活塞式发动机，通过定向阀门使靠近火花塞附近的所述燃烧室周期性的变化，这样燃烧室只能按照特定的方向旋转。
附图说明
图1为本发明所述的旋转活塞式发动机总装图。
图2为本发明所述的上缸盖结构示意图。
图3为本发明所述的上缸盖的剖视图。
图4为本发明所述的下缸盖结构示意图。
图5为本发明所述的活塞齿轮盘结构示意图。
图6为本发明所述的滚枕结构图。
图7为本发明所述的旋转活塞式发动机的剖视图。
图8为本发明所述的定向阀门局部放大图。
图9为本发明所述的定向阀门三维图。
图10为实施例2中的排气装置。
图11为图10的局部放大图。
图12为本发明所述的活塞杆三维图。
图13为进气过程某一时刻示意图。
图14为压缩过程某一时刻示意图。
图15为压缩气进气过程某一时刻示意图。
图16为燃烧过程某一时刻示意图。
图17为排气过程某一时刻示意图。
图中：
1-转子；2-压缩室；3-主轴；4-燃烧室；5-压缩气道；6-上缸盖；7-下缸盖；8-凸台；9-止口；10-活塞齿轮盘；11-座圈；12-轴圈；13-阀门；14-火花塞；15-支撑块；16-第一密封组件；17-第二密封组件；18-第一外齿轮；19-第二外齿轮；20-第三外齿轮；21-第一弹簧；22-滚枕；23-第一滚柱；24-第三密封组件；25-定向阀门槽；26-圆孔槽；27-第四密组件；28-定向阀门；29-第二滚柱；30-第五密封组件；31-凸起盘；32-引导块；33-第一复位弹簧；34-排气道；35-拨片板；36-拨片槽；37-第二弹簧；38-第三滚柱；39-进气道；41-活塞杆；42-第二复位弹簧；43-活塞杆槽；44-第一锥齿轮；45-第二锥齿轮；46-凸轮；47-第六密封组件。
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、图2和图4所示，本发明所述的旋转活塞式发动机，包括壳体和转子1，所述壳体包括上缸盖6和下缸盖7，所述上缸盖6内部设有转动的转子1，转子1将壳体空腔分成体积变化的3个混合气压缩室2，实施例中壳体空腔和转子1的结构均与传统的汪克尔三角转子发动机的气缸以及转子结构相同，此处不在赘述。
具体结构如下：如图3、图4和图5所示，所述上缸盖6上设有凸台8，所述凸台8与下缸盖7上的止口9配合；所述上缸盖6内侧表面的外圈设有座圈11，所述下缸盖7内侧表面的外圈设有座圈11。所述上缸盖6与下缸盖7之间设有可旋转的活塞齿轮盘10，所述活塞齿轮盘10卡套于所述凸台8的台阶面上。所述活塞齿轮盘10两端面分别设有轴圈12。为了降低活塞齿轮盘10与上缸盖6和下缸盖7之间的摩擦，活塞齿轮盘10两端面分别通过平面轴承与上缸盖6上的座圈11和下缸盖7上的轴圈12连接。所述上缸盖6上设有与压缩室2连通的压缩气道5，所述压缩气道5位于凸台8顶部中心位置，所述压缩气道5上设有阀门13，阀门13可通过电控系统中接收到曲轴转角信号自动控制阀门13的开闭。所述上缸盖6上设有火花塞14，火花塞14位于压缩进气道6左侧的位置。所述凸台8的台阶面上设有排气道34，排气道34为长条的弧形气道。所述下缸盖7上设有止口9，止口9用于与凸台8配合。
如图5所示，所述活塞齿轮盘10为外齿轮齿圈，所述活塞齿轮盘10的内圈上设有均布的3个支撑块15。所述支撑块15与凸台8滚动副接触；每一所述支撑块15底部安装若干滚柱，若干所述滚柱与凸台8滚动副接触；所述支撑块15底部也可以安装钢珠或者滚针。所述凸台8、下缸盖7和相邻两个支撑块15之间的空腔为燃烧室4；所述活塞齿轮盘10通过传动系统与主轴7传动连接。所述活塞齿轮盘10两端面的外圈分别设有第一密封组件16。所述支撑块15两端面和底面设有第二密封组件17，用于燃烧室4的密封。所述第一密封组件和第二密封组件分别包括刮油环和密封环。
如图1所示，所述活塞齿轮盘10通过传动系统与主轴3传动连接。所述传动系统为齿轮系传动。齿轮轮系包括第一外齿轮18、第二外齿轮19、第三外齿轮20和连接轴；所述第三外齿轮20安装在主轴3上，所述活塞齿轮盘10与第一外齿轮18啮合，所述第一外齿轮18通过连接轴与第二外齿轮19连接，所述第二外齿轮19与第三外齿轮20啮合。为了实现活塞齿轮盘10转动一圈，转子1转动一圈的目的，所述活塞齿轮盘10与第一外齿轮18的齿数比为3:1，所述第二外齿轮19与第三外齿轮20的齿数比为1:1。
如图3和图6所示，为了将压缩室2内的混合气完全压入燃烧室4，在所述压缩气道5的左侧缸体上设有滚轮安装槽，滚轮安装槽内从底部开始依次安装第一弹簧21、滚枕22和第一滚柱23。所述滚枕22与第一滚柱23的接触面为弧形，便于第一滚柱23在滚枕22上滚动，所述滚枕22四周设有第三密封组件24，用于密封。所述第一滚柱23在所述第一弹簧21的作用下与转子1外表面保持接触。
如图1、图7和图8，为了确保燃烧室4的旋转方向固定，靠近火花塞14附近的所述上缸盖6上定向阀门槽25，定向阀门槽25上下端面之间的距离与燃烧室4上下端面之间的距离相同，定向阀门槽25通过圆孔槽26与壳体外部导通，圆孔槽26内设有第四密封组件27，用于定向阀门28与燃烧室4之间的密封。定向阀门槽25内安装定向阀门28，且所述定向阀门28一端位于靠近火花塞14附近的燃烧室4内，用于使靠近火花塞14附近的所述燃烧室4的体积周期性的变化，又可以使燃烧室沿着固定的方向旋转；定向阀门28使燃烧室4一分为二，其中一个部分燃烧室4内包含火花塞14和压缩气道5，另一部分为剩下的燃烧室4。如图15所示，定向阀门28将燃烧室4分为左右两部分，左部的燃烧室4内包含火花塞14和压缩气道5，此时左部的燃烧室4为真正的燃烧室，在工作过程中使燃烧室4沿着固定的方向旋转。右部的燃烧室4不起燃烧室的作用。所述定向阀门28另一端通过旋转滑块机构与活塞齿轮盘10连接，用于使定向阀门28避开旋转的支撑块15作升降运动。如图9所示，定向阀门28的A端的大小和形状与定向阀门槽25匹配，定向阀门28的B端位于壳体的外部，定向阀门28的A端和B端通过连接轴螺纹连接，连接轴安装于圆孔槽26内。定向阀门28的A端的上下端面和前端面设有第五密封组件30，用于定向阀门28常规状态下左右两侧的密封。所述旋转滑块机构包括凸起盘31和引导块32，所述凸起盘31上设有与支撑块15相同相位角的引导块32；凸起盘31与活塞齿轮盘10通过若干连接轴螺纹连接在壳体外部，用于使所述凸起盘31与活塞齿轮盘10同步旋转，在同步旋转过程中，通过引导块32与定向阀门28另一端接触，使定向阀门28提升运动；所述定向阀门28上设有复位机构，用于使定向阀门28收缩运动。如图9所示，所述引导块32的外侧端面为斜面，且与定向阀门28的另一端的斜面配合，即图中的B端斜面配合；凸起盘31随活塞齿轮盘10一起转动的过程中，当支撑块15即将通过定向阀门28的一端时，即图9中的A端，此时引导块32的斜面与定向阀门28的B端的斜面接触，凸起盘31继续转动，引导块32不断与定向阀门28的B端斜面接触然后远离，在远离的过程中两个斜面相互错开，在这个过程中定向阀门28的B端被强迫拉起，从而支撑块15可以顺利通过。引导块32与定向阀门28的B端刚开始接触处为弧形，从而确保引导块32与定向阀门28的B端可以无障碍接触。定向阀门28另一端的斜面上设有第二滚柱29，可以降低引导块32与定向阀门28之间的摩擦。另外，在定向阀门28的A端与圆孔槽26之间安装第一复位弹簧33，从而既确保定向阀门28被拉起以后可以顺利复位，又可以保证定向阀门28的A端在常规状态下与下缸盖7和活塞齿轮盘10保持接触的状态。
如图2所示，排气道34位于上缸盖6上，排气道34的形状为长条弧形气道。随着活塞齿轮盘10的旋转，燃烧室4与排气道34联通后，废气经由排气道34自然排出。此外，由于发动机的转速很快，有一部分废气无法及时由废气道34自然排出，为了使这部分废气排出，本发明还包括排气装置。
图2和图3为本发明排气装置的实施例1，所述强制排气装置包括拨片板35、拨片槽36和第二弹簧37。所述拨片槽36位于的凸台8的台阶面上。所述拨片板35的一端固定于所述拨片槽36内，且拨片板35可绕着固定端上下旋转，所述拨片板35的另一端的斜上方设有第三滚柱38。所述第二弹簧37一端安装在所述拨片槽36内，另一端与拨片板35的下端面连接。常规状态下，拨片板35上的第三滚柱38在第二弹簧37的作用下与燃烧室4的内表面保持接触，当支撑块15通过拨片板35所在位置时，在支撑块15的推压下，拨片板35回落到拨片槽36内，以保证支撑块15可以通过。当支撑块15越过拨片板35所在位置后，拨片板35在第二弹簧37的作用下又重新弹起与燃烧室内表面接触，从而在活塞齿轮盘10转动的过程中将燃烧室4内的废气强制由废气道34排出。
图10、图11和图12为本发明排气装置的实施例2，所述排气装置包括活塞杆41、复位弹簧42和凸轮机构；所述下缸盖8上设有与燃烧室4连通的活塞杆槽43，所述活塞杆41一端的活塞安装于燃烧室4内，且活塞的大小形状刚好可以把燃烧室4隔成前后互不相通的两部分；所述活塞杆41一端的活塞外表面设有第六密封组件47，用于活塞两侧燃烧室的密封；所述活塞杆41另一端的滚轮与凸轮机构连接，通过凸轮机构使活塞杆41在活塞杆槽43内往复运动；所述活塞杆41上安装复位弹簧42，用于保证活塞杆41另一端与凸轮机构接触。所述凸轮机构输入端与所述主轴3传动连接。所述凸轮机构包括第一锥齿轮44、第二锥齿轮45和凸轮46，所述凸轮46与活塞杆41另一端的滚轮滚动副接触，所述凸轮46通过连接轴与第二锥齿轮45连接，所述第一锥齿轮44安装在主轴3上，所述第一锥齿轮44与第二锥齿轮45啮合。所述凸轮46的作用是：既能保证排气行程从开始到结束的过程中，活塞杆41一端的活塞始终位于燃烧室内，从而起到强制排气的作用。又可以保证当支撑块15通过时，活塞杆41一端的活塞在复位弹簧42和凸轮46的作用下退出燃烧室4。
具体工作行程：
本发明所述的旋转活塞式发动机的工作过程包括四个行程即：进气行程、压缩行程、燃烧行程和排气行程。下面以压缩室2为例，根据旋转活塞式发动机四个行程具体实现方式来描述整个发动机的工作过程。
本发明所述旋转活塞式发动机进气行程的实现方式如下：当上缸盖6的进气道39与3个压缩室2中的任意1个联通时，新鲜可燃混合气首先通过上缸盖6上的进气道39进入到压缩室2内，这样就实现了本发明所述发动机在进气行程中的进气，如图13即为进气行程中某一时刻的示意图。
本发明所述旋转活塞式发动机压缩行程的实现方式如下：活塞齿轮盘10的转动，带动第一外齿轮18转动，进而带动第二外齿轮19转动，进而带动第三外齿轮20转动，进而带动主轴3的转动，进而带动转子1转动。转子1转动的过程中会导致完成进气过程的压缩室2的体积不断减小，进而将进气压缩。这样就实现了本发明所述发动机在压缩行程中的压缩混合气，如图14即为压缩行程中某一时刻的示意图。其中，转子1的结构和转动形式同现有汪克尔三角转子发动机内三角转子的结构和转动方式完全相同，具体结构和转动过程不再赘述。
本发明所述旋转活塞式发动机燃烧行程的实现方式如下：当转子1转动到上止点时，此时一个支撑块15刚好越过压缩气道5的位置，此时在电控系统的作用下阀门13打开。随着转子1继续转动，压缩室2内的压缩混合气在转子1的推动作用和第一滚柱23的阻挡作用下通过压缩气道5被挤压进入燃烧室4内。当转子1越过上止点一个小的角度时，此时在电控系统的作用下阀门13关闭，压缩混合气不再进入燃烧室4。这样就实现了本发明所述发动机压缩混合气进入燃烧室的过程，如图15即为压缩混合气进入燃烧室过程中某一时刻的示意图。以上混合气从压缩室2进入燃烧室4的过程中，阀门13的开闭是电控系统根据曲轴转角信号来控制的。此外，以上混合气从压缩室2进入燃烧室4的过程是非常短暂的，因此在活塞齿轮盘10转动的过程中，位于定向阀门28左边的支撑块15与定向阀门28之间所形成的燃烧室4的体积非常小。此时，火花塞点火，燃烧室4内的混合气被点燃后迅速燃烧膨胀，向燃烧室4的四周同时产生巨大的压力。同时，由于定向阀门28的位置是固定的，所以燃烧压力会推动位于定向阀门28左边的支撑块15朝着实施例中的逆时针方向转动。这样就实现了本发明所述发动机在燃烧行程中的压缩气的燃烧，如图16即为燃烧行程中某一时刻的示意图。
本发明所述旋转活塞式发动机排气行程的实现方式如下：经过燃烧行程后产生的废气存留在燃烧室4中，随着活塞齿轮盘10的继续转动，燃烧室4与排气道34联通，废气由排气道自然排出。由于发动机的转速很快，没有及时自然排出的废气在拨片板35的挤压作用下由排气道34排出。在本发明的实施例2中，没有及时排出的废气则在活塞杆41一端的活塞的作用下强制由排气道34强制排出。这样就实现了本发明所述发动机在排气行程中的排气，如图16即为本发明实施例1排气行程中某一时刻的示意图。
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 (10)

1.一种旋转活塞式发动机，包括壳体和转子(1)，所述壳体内部设有转动的转子(1)，将转子空腔分成体积变化的压缩室(2)，其特征在于，所述壳体外圈设有可绕所述转子(1)的主轴(7)旋转的若干燃烧室(4)，任一所述燃烧室(4)与压缩室(2)导通；所述燃烧室(4)通过传动系统与主轴(3)传动连接，通过压缩气体的燃烧使燃烧室(4)带动主轴(3)旋转。
2.根据权利要求1所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，所述壳体包括上缸盖(6)和下缸盖(7)，所述上缸盖(6)的凸台(8)与下缸盖(7)的止口(9)配合；所述上缸盖(6)与下缸盖(7)之间设有可旋转的活塞齿轮盘(10)，所述活塞齿轮盘(10)的内圈上设有均布的支撑块(15)，所述支撑块(15)与凸台(8)滚动副接触；所述凸台(8)、下缸盖(7)和相邻两个支撑块(15)之间的空腔为燃烧室(4)；所述活塞齿轮盘(10)通过传动系统与主轴(3)传动连接。
3.根据权利要求2所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，所述支撑块(15)底部与凸台(8)表面滚动副接触；所述活塞齿轮盘(10)两端面分别通过平面轴承与上缸盖(6)和下缸盖(7)连接。
4.根据权利要求2所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，所述转子空腔壁面设有滚轮槽，所述滚轮槽内设有滚枕(22)，所述滚枕(22)底部安装第一滚柱(23)，所述滚轮槽与滚枕(22)之间安装第一弹簧(21)，用于在转子(1)转动过程中使第一滚柱(23)保持与转子(1)外表面接触。
5.根据权利要求2所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，所述活塞齿轮盘(10)两端面与上缸盖(6)和下缸盖(7)之间分别设有第一密封组件(16)，所述支撑块(15)上设有第二密封组件(17)，通过第二密封组件(17)和第一密封组件(16)，用于燃烧室(4)的密封。
6.根据权利要求2-5任一项所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，靠近火花塞(14)附近的所述上缸盖(6)上安装定向阀门(28)，且所述定向阀门(28)一端位于靠近火花塞(14)附近的燃烧室(4)内，用于使靠近火花塞(14)附近的所述燃烧室(4)沿固定的方向旋转且使所述燃烧室(4)的体积周期性的变化；所述定向阀门(28)另一端通过旋转滑块机构与活塞齿轮盘(10)连接，用于使定向阀门(28)避开旋转的支撑块(15)作升降运动。
7.根据权利要求6所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，所述旋转滑块机构包括凸起盘(31)和引导块(32)；所述凸起盘(31)上设有与支撑块(15)相同相位角的引导块(32)，所述凸起盘(31)与活塞齿轮盘(10)同步旋转，在同步旋转过程中，通过引导块(32)与定向阀门(28)另一端接触，使定向阀门(28)提升运动；所述定向阀门(28)上设有复位机构，用于使定向阀门(28)收缩运动。
8.根据权利要求2-5任一项所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，还包括排气装置，所述排气装置安装在壳体上，所述排气装置的活塞可伸入燃烧室(4)内，通过燃烧室(4)的旋转，用于强制排气。
9.根据权利要求8所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，所述排气装置包括活塞杆(41)、第二复位弹簧(42)和凸轮机构；所述壳体上设有与燃烧室(4)连通的活塞杆槽(43)，所述活塞杆(41)一端的活塞可穿过活塞杆槽(43)进入燃烧室(4)，所述活塞杆(41)另一端与凸轮机构连接，通过凸轮机构使活塞杆(41)在活塞杆槽(43)内往复运动；所述活塞杆(41)上安装第二复位弹簧(42)，用于保证活塞杆(41)另一端与凸轮机构接触。
10.根据权利要求8所述的旋转活塞式发动机，其特征在于，所述排气装置包括拨片板(35)和第二弹簧(37)，所述凸台(8)的台阶面上设有拨片槽(36)，所述拨片板(35)的一端通过转动副安装在拨片槽(36)内，所述拨片槽(36)与拨片板(35)之间设有第二弹簧(37)，用于使所述拨片板(35)的另一端与燃烧室(4)的内壁接触。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114837802A (zh) * 2022-05-05 2022-08-02 徐继荣 凸轮转子发动机及其使用方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110439677A (zh) * 2019-07-29 2019-11-12 江苏大学 一种旋转活塞式发动机
CN115288845B (zh) * 2022-08-08 2023-05-30 昆明理工大学 一种偏心轴驱动的转子发动机用单信号相位减速识别系统
CN116677493B (zh) * 2023-08-02 2023-09-26 成都工业学院 一种圆周转子发动机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2348886A1 (de) * 1973-09-28 1975-04-10 Christian Hoefer Rotationskolbenmaschine
CA1304692C (en) * 1987-05-08 1992-07-07 Milos Vujic Rotary internal combustion engine
CN101636574A (zh) * 2006-12-19 2010-01-27 新引擎技术有限公司 带有不同设计和体积的汽缸的旋转式发动机
CN101939508A (zh) * 2008-08-04 2011-01-05 依马斯·也塞尔·敦塞尔 旋转式内燃机

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069099A (zh) * 1992-07-07 1993-02-17 王计划 旋转活塞式内燃机
CN1155038A (zh) * 1996-10-23 1997-07-23 牟永良 内切式转子内燃机
CN2395033Y (zh) * 1999-11-19 2000-09-06 向元玖 内环式旋转活塞内燃发动机
UA39556A (uk) * 2000-10-10 2001-06-15 Владислав Вадимович Мєшков Роторний двигун внутрішнього згоряння
US7827956B2 (en) * 2003-02-13 2010-11-09 Vishvas Ambardekar Revolving piston internal combustion engine
CN1546853A (zh) * 2003-12-08 2004-11-17 钟敏唯 多元旋转无曲轴概念内燃机
CN200940514Y (zh) * 2006-08-09 2007-08-29 李嵩 旋转活塞式发动机
CN202065058U (zh) * 2011-05-25 2011-12-07 郭革委 活塞式内燃机
TWI600827B (zh) * 2012-09-21 2017-10-01 周榮光 回轉引擎之改良結構
US20160115863A1 (en) * 2014-10-22 2016-04-28 Asaf Gitelis Round internal combustion engine
US9664106B2 (en) * 2015-02-17 2017-05-30 Ted Nae-Kuan Chiang Rotary combustion engine system having toroidal compression and expansion chambers
CN108691642A (zh) * 2017-04-11 2018-10-23 江乃宽 具有环形压缩膨胀箱的回转式内燃引擎系统
CN107218122A (zh) * 2017-07-14 2017-09-29 苗军 套筒转子发动机
RU2666716C1 (ru) * 2017-08-03 2018-09-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания
CN109026366B (zh) * 2018-08-01 2020-06-26 江苏大学 一种可变点火位置的缸内直喷转子发动机喷射引燃系统
CN110439677A (zh) * 2019-07-29 2019-11-12 江苏大学 一种旋转活塞式发动机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2348886A1 (de) * 1973-09-28 1975-04-10 Christian Hoefer Rotationskolbenmaschine
CA1304692C (en) * 1987-05-08 1992-07-07 Milos Vujic Rotary internal combustion engine
CN101636574A (zh) * 2006-12-19 2010-01-27 新引擎技术有限公司 带有不同设计和体积的汽缸的旋转式发动机
CN101939508A (zh) * 2008-08-04 2011-01-05 依马斯·也塞尔·敦塞尔 旋转式内燃机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114837802A (zh) * 2022-05-05 2022-08-02 徐继荣 凸轮转子发动机及其使用方法
CN114837802B (zh) * 2022-05-05 2023-10-10 徐继荣 凸轮转子发动机及其使用方法

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