CN113864044A - 一种双转子可变力臂发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双转子可变力臂发动机，主要是由缸体，内转子，导气孔，密封导向瓦，外转子，排气口，轴，火花塞，进气口，左右端盖组成；本发明通过缸体、内转子、导气孔、密封导向瓦、外转子、排气口、轴、火花塞、进气口和左右端盖的配合下，当内转子推动外转子在缸体内同步回转时，二者与缸体内壁圆间形成的封闭空间不断扩大与缩小，从而完成进气，压缩，做功，排气的循环工作。该发动机构思新颖，设计巧妙，独特的内外转子结构使得发动机力臂可变、扭矩大、效率高、体积小、结构简单可靠。

Description

一种双转子可变力臂发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体为一种双转子可变力臂发动机。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机、外燃机、喷气发动机、电动机等，如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器。

目前汽车较为广泛使用的活塞式发动机存在以下不足之处：

这种发动机在进行做功的过程中，通过曲轴连杆机构将活塞往复直线运动转变为圆周运动，由于其机械能转化效率低，扭矩小的原因，使得发动机在做功时大部分的能量转变为震动成为无用功浪费了。另外，发动机的进、排气阀受尺寸的限制有效通径也不大，进、排气时也要消耗不少的能量，因此，活塞式发动机的效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双转子可变力臂发动机，以解决上述背景技术中做功效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述发动机主要由包括缸体，内转子，导气孔，密封导向瓦，外转子，排气口，轴，火花塞，进气口和左右端盖组成。

优选的，所述缸体（1）是由两个成串列布置的圆环形缸体A和缸体B组成，缸体A进气、压缩，缸体B做功、排气。缸体A和缸体B内壁圆分别被一个相对缸体内壁圆呈偏心，半径等于内转子的圆相割形成一个凹形的弧面。

优选的，所述进气口(9)设置在缸体A上，排气口（6）设置在缸体B上，火花塞（8）设置在缸体B内壁圆的凹形弧面上。

优选的，所述内转子（2）是两个有一扇形缺的圆盘，且通过键与轴（7）连为一体，分别夹在外转子（5）三个内外径相同的圆环盘中，并以缸体A和缸体B内壁圆上的凹形弧面的圆心为圆心，与缸体A和缸体B成偏心安置，分别密封住缸体A和缸体B内壁圆上的凹形弧面，依靠缸体A和缸体B、轴（7）、左右端盖10定位。

优选的，所述外转子（5）是由三个内外径相同的圆环盘和两个呈对称布置的扇形块连为一体的中空圆柱体，被一半径等于密封导向瓦（4）的半径，圆心在两个呈对称布置的扇形连接块的一条重合直线边上的圆，从侧面轴向贯穿，其截面为扇形连接块的一边有一半圆弧的非对称的截面，密封导向瓦（4）穿入其中后该截面与密封导向瓦（4）的截面组合成一个近似的扇形，这个近似的扇形与内转子（2）的扇形缺口基本吻合。导气孔（3）设置于外转子（5）中间的圆环盘上。

优选的，所述外转子（5）与缸体A和缸体B两个圆环形缸体同心安置，依靠缸体A和缸体B、左右端盖10定位。

优选的，所述密封导向瓦（4）安置在外转子（5）上，可绕其圆心自由回转。在缸体A中，内转子（2）通过密封导向瓦（4）推动外转子（5）在缸体A内同步转动；缸体B中，外转子（5）通过密封导向瓦（4）推动内转子（2）在缸体B内同步转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该双转子可变力臂发动机通过缸体，内转子，导气孔，密封导向瓦，外转子，排气口，轴，火花塞，进气口和左右端盖的配合下，当内转子推动外转子在缸体内同步回转时，二者与缸体内壁圆间形成的封闭空间不断扩大与缩小，从而完成进气，压缩，做功，排气的循环过程。

1，由于采用了独特的内、外转子结构，使得发动机实现了旋转的工作方式，没有活塞和曲轴连杆机构，效率可以大幅提高，同时减小了体积、降低了制造成本。

2，使用双缸结构，一个缸进气、压缩，另一个缸做功、排气，使得压缩机不再需要进、排气阀，进、排气通畅，提高了进、排气效率，降低了故障率和制造成本。

3，由于采用了独特的内、外转子结构，发动机在工作时混合油气爆发产生的推动力始终垂直于内转子的半径，扭矩最大。另外在内转子力臂的基础上，力臂还可在一定范围内连续变化（变大、变小），使发动机扭矩进一步增大。

4，由于没有进、排气阀，内，外转子在工作时又都是绕各自的圆心转动，内、外转子经过配重后转速可以很高。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：构思新颖，设计巧妙，独特的内外转子结构使得发动机力臂可变、扭矩大、效率高、体积小、结构简单可靠。

附图说明

图1为本发明的结构主视剖视图；

图2为本发明的工作原理示意图1；

图3为本发明的工作原理示意图2；

图4为本发明的工作原理示意图3；

图5为本发明的工作原理示意图4；

图6为本发明的工作原理示意图5；

图7为本发明的内转子的主视、剖视图；

图8为本发明的外转子的主视、剖视图。

图9为本发明的密封导向瓦的主视、剖视图。

图10为本发明的缸体主视、剖视图

图11本发明的端盖主视、剖视图

图1中：1、缸体；2、内转子；3、导气孔；4、密封导向瓦；5、外转子；6、排气口；7、轴；8、火花塞；9、进气口；10、左右端盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11：工作原理示意图中蓝色轮廓线表示缸体A中的内、外转子，密封导向瓦，红色轮廓线表示缸体B中的内、外转子，密封导向瓦，本发明提供的实施例：一种双转子可变力臂发动机，所述发动机主要由包括缸体1，内转子2，导气孔3，密封导向瓦4，外转子5，排气口6，轴7，火花塞8，进气口9，左右端盖10组成。

作为本实施例的优选方案：缸体1是由两个成串列布置的圆环形缸体A和缸体B组成，一个进气、压缩，一个做功、排气。缸体A和缸体B内壁圆分别被一个相对缸体内壁圆呈偏心，半径等于内转子2的圆相割形成一个凹形的弧面。

作为本实施例的优选方案：进气口9设置在缸体A上，排气口6设置在缸体B上，火花塞8设置在缸体B内壁圆的凹形弧面上，能够点燃缸体B内被压缩的油气混合气体。

作为本实施例的优选方案：内转子2是两个有一扇形缺的圆盘，且通过键与轴7相连并以缸体A和缸体B内壁圆上的凹形弧面的圆心为圆心，分别夹在外转子5三个内外径相同的圆环盘中，与缸体A和缸体B成偏心安置密封住缸体A和缸体B内壁圆上的凹形弧面，可在缸体A和缸体B两个环形缸体内自由回转。

作为本实施例的优选方案：外转子5与缸体A和缸体B两个圆环形缸体同心安置，依靠缸体A和缸体B、轴（7）、左右端盖10定位。可在缸体A和缸体B的圆环形缸体内自由回转。

作为本实施例的优选方案：外转子5是由三个内外径相同的圆环盘和两个呈对称布置的扇形块连为一体的中空圆柱体，被一半径等于密封导向瓦4的半径，圆心在两个呈对称布置的扇形连接块的一条重合直线边上的圆，从侧面轴向贯穿，其截面为扇形连接块的一边有一半圆弧的非对称的截面。所述密封导向瓦4穿入其中后该截面与密封导向瓦4的截面组合成一个近似的扇形，这个近似的扇形正好与内转子2的扇形缺口基本吻合，所述导气孔3设置于外转子5中间的圆环盘上。为便于安装，缸体1、外转子5要分体加工。

作为本实施例的优选方案：密封导向瓦4安置在外转子5上，可绕其圆心自由回转，缸体A中，内转子2通过密封导向瓦4推动外转子5同步转动，缸体B中，外转子5通过密封导向瓦4推动内转子2同步转动。

工作原理：如图2所示，在发动机运行时，在缸体A中轴7的带动下，内转子2通过密封导向瓦4推动外转子5沿顺时针方向转动，外转子5将缸体A中的空腔分为V1和V2两部分，油气混合气体从进气口9被吸入V1 ，同时V2内是在对前次吸入的油气混合气体进行压缩；由于在缸体A和缸体B中的外转子5是连为一体的，此时缸体B内的外转子5通过密封导向瓦4推动内转子2沿顺时针方向转动，将缸体B中的空腔分为V3和V4两部分，V3内是前次从缸体A导入的被压缩的油气混合气体点燃爆发后在做功，此时的力臂逐渐接近最大，同时V4内是前次做功后的废气通过排气口6在被排出，导气孔3被同时封堵。

缸体A和缸体B中的内、外转子继续转动至图3所示位置时，缸体A中V1继续吸入油气混合气体，V2内前次吸入的油气混合气体开始被压入外转子5与缸体A内壁圆的凹形弧面之间正在形成的空腔内；缸体B中V3内的燃气继续做功，力臂在逐渐变小，V4内前次做功后的废气即将被排完。

缸体A和缸体B中的内、外转子继续转动至图4所示位置时，缸体A中V1的吸气过程结束，V2内前次吸入的油气混合气体已被压入外转子5与缸体A内壁圆的凹形弧面之间形成的空腔内，V2消失；此时的导气孔3开始解除封堵，缸体A内被压缩的前次吸入的油气混合气体开始通过导气孔3进入外转子5与缸体B内壁圆的凹形弧面之间正在形成的空腔内；缸体B中V3内的燃气做功即将结束，此时的力臂等于内转子的力臂，前次做功后的废气全部被排完，V4消失。

缸体A和缸体B中的内、外转子继续转动至图5所示位置时，缸体A内被压缩的前次吸入的油气混合气体即将全部被扫入外转子5与缸体B内壁圆的凹形弧面之间形成的空腔内。此时缸体A进气口9被封堵，新的一轮压缩过程开始；缸体B中燃气做功结束，V3消失，此时的力臂等于内转子的力臂，做功后的高压废气从排气口6泄出。

缸体A和缸体B中的内、外转子继续转动至图6所示位置时，缸体A中V2的压缩过程继续，导气孔3再次被同时封堵。缸体B内火花塞8开始对外转子5与缸体B内壁圆的凹形弧面之间形成的空腔内被导入的压缩混合油气点火。新的一轮做功过程开始，此时的力臂又开始逐渐变大，以此不断循环达到功率输出的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“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；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。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。

Claims (9)

1.一种双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述发动机由包括缸体（1），内转子（2），导气孔（3），密封导向瓦（4），外转子（5），排气口（6），轴（7），火花塞（8），进气口（9）和左右端盖（10）组成。

2.根据权利要求1所述的双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述缸体（1）是由两个成串列布置的缸体A和缸体B组成，缸体A进气、压缩，缸体B做功、排气，缸体A和缸体B内壁圆分别被一个相对缸体内壁圆呈偏心，半径等于内转子（2）的圆相割形成一个凹形的弧面。

3.根据权利要求2所述的双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述进气口(9) 设置在缸体A上，排气口（6）设置在缸体B上，火花塞（8）设置在缸体B内壁圆的凹形弧面上。

4.根据权利要求3所述的双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述内转子（2）是两个有一扇形缺的圆盘，且通过键与轴（7）连为一体，分别夹在外转子（5）三个内外径相同的圆环盘中，并以缸体A和缸体B内壁圆上的凹形弧面的圆心为圆心，与缸体A和缸体B成偏心安置，分别密封住缸体A和缸体B内壁圆上的凹形弧面，依靠缸体A和缸体B、轴（7）、左右端盖10定位。

5.根据权利要求4所述的双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述外转子（5）是由三个内外径相同的圆环盘和两个呈对称布置的扇形块连为一体的中空圆柱体，被一半径等于密封导向瓦（4）的半径，圆心在两个呈对称布置的扇形连接块的一条重合直线边上的圆，从侧面轴向贯穿，其截面为扇形连接块的一边有一半圆弧的非对称的截面，密封导向瓦（4）穿入其中后该截面与密封导向瓦（4）的截面组合成一个近似的扇形，这个近似的扇形与内转子（2）的扇形缺口基本吻合，导气孔（3）设置于外转子（5）中间的圆环盘上。

6.根据权利要求5所述的双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述外转子（5）与缸体A和缸体B两个圆环形缸体同心安置，依靠缸体A和缸体B以及左右端盖10定位。

7.根据权利要求6所述的一种双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述密封导向瓦（4）安置在外转子（5）上，可绕其圆心自由回转，在缸体A中，内转子（2）通过密封导向瓦（4）推动外转子（5）在缸体A内同步转动；缸体B中，外转子（5）通过密封导向瓦（4）推动内转子（2）在缸体B内同步转动。

8.根据权利要求7所述的一种双转子可变力臂发动机，其特征在于：缸体A和缸体B也可成并列布置。

9.根据权利要求7所述的一种双转子可变力臂发动机，其特征在于：所述双转子可变力臂发动机的结构适用于压缩机。

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