CN115013147B - 一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略，包括第一转子发动机、第二转子发动机和活塞缸；处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室和处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室分别与活塞缸的有杆腔连通，处于燃烧前期的第二转子发动机燃烧室和处于燃烧后期的第一转子发动机燃烧室分别与活塞缸的无杆腔连通，活塞缸无杆腔和有杆腔分别设有火花塞，通过选择性控制阀门装置将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室或第二转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室或第一转子发动机燃烧室内。本发明可有效改善燃烧行程后期燃烧室的流场结构和火焰传播速度。

Description

一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略

技术领域

本发明涉及内燃机领域，特别涉及一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略。

背景技术

转子发动机因其结构简单、运转平稳、功率密度高、可靠性高等特点，应用于军用航空无人机和民用微动力装置的多个领域。但是，传统转子发动机的燃烧效率问题限制了其快速发展。传统转子发动机特殊的几何结构和运动方式，使燃烧室内流场分布在燃烧过程中相对单一，即气流的流动形态为随转子转动方向的单向流，此外，由于燃烧行程中燃烧室内的单向流运动方向是从燃烧室的后部向前部运动，在此单向流作用下，火花塞点火后燃烧室内火焰很容易顺着单向流的方向向燃烧室前部传播，但很难逆着单向流的方向向燃烧室后部传播，从而导致在燃烧后期燃烧室的后部仍然剩余大量的未燃混合气，这严重影响了传统转子发动机燃烧效率的提高。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略，可以有效改善燃烧行程后期燃烧室的流场结构和火焰传播速度，从而解决传统发动机的缺陷。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，包括第一转子发动机、第二转子发动机和活塞缸；

处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室和处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室分别通过第一组连通管道与活塞缸的有杆腔连通，处于燃烧前期的第二转子发动机燃烧室和处于燃烧后期的第一转子发动机燃烧室分别通过第二组连通管道与活塞缸的无杆腔连通，所述活塞缸无杆腔和有杆腔分别设有火花塞，所述第一组连通管道和第二组连通管道上分别设有阀门装置，通过选择性控制阀门装置将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室或第二转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室或第一转子发动机燃烧室内；

所述第一转子发动机与第二转子发动机通过传动装置同步转动，所述传动装置通过曲柄滑块机构与活塞缸的活塞杆连接。

进一步，所述第一转子发动机的第一转子的相位角与第二转子发动机的第二转子的相位角相差180°；当所述第一转子发动机的第一转子位于上止点前90°且第二转子发动机的第二转子位于上止点后90°时，所述活塞缸内无杆腔的体积最大；当所述第一转子发动机的第一转子位于上止点后90°且第二转子发动机的第二转子位于上止点前90°时，所述活塞缸内有杆腔的体积最大。

进一步，连通管道包括互不连通的渐缩螺旋管道和渐缩管道，所述渐缩螺旋管道和渐缩管道分别根据气体流向渐缩；所述渐缩螺旋管道和渐缩管道分别设有阀门装置，根据第一转子发动机或第二转子发动机的转速选择性控制渐缩螺旋管道或/和渐缩管道的阀门装置工作。

进一步，所述传动装置包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮与第一转子的第一转轴连接，所述第二齿轮与第二转子的第二转轴连接，所述第一齿轮通过第三齿轮与第二齿轮传动连接，用于使第一转轴与第二转轴同步转动。

进一步，所述曲柄滑块机构包括第四齿轮、第四转轴、曲柄和轴端盖，所述轴端盖通过第四转轴与第四齿轮连接，所述曲柄一端通过旋转副与轴端盖连接，所述曲柄另一端通过旋转副与活塞杆一端连接，通过第四齿轮与第三齿轮啮合，使活塞杆往复运动。

进一步，所述渐缩管道出口处设有若干挡板。

进一步，所述阀门装置包括密封块、升降杆、蜗轮和蜗杆，所述密封块为锥棱台，所述密封块位于转子发动机壳体内；所述密封块与升降杆一端连接，所述升降杆与蜗轮旋转副配合，通过蜗杆带动蜗轮旋转，使升降杆移动。

进一步，所述燃烧前期为第一转子发动机或第二转子发动机在上止点前90°至上止点前80°的位置；所述燃烧后期为第一转子发动机或第二转子发动机在上止点后90°至上止点后100°的位置。

进一步，还包括控制系统和检测装置，所述检测装置包括转速传感器和编码器，所述转速传感器用于检测第一转子发动机的第一转子或/和第二转子发动机的第二转子的转速，所述编码器用于检测第一转子的相位角或/和第二转子的相位角；

一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机的控制策略，包括如下步骤：

所述控制系统根据转速传感器和编码器检测的数据，选择性控制阀门装置将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室或第二转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室或第一转子发动机燃烧室内。

通过转速传感器检测第一转子3/第二转子4的转速n，通过编码器检测第一转子3/第二转子4的相位角；

当第一转子3/第二转子4转速n为0≤n≤3000r/min时，控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点前90°至上止点前80°的位置时，控制系统控制阀门装置使处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室通过渐缩管道与活塞缸7腔体连通，用于将燃烧前期未燃气体引入活塞缸7的腔体点燃；控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点前10°至上止点后10°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室与活塞缸7的连通，且控制系统控制阀门装置使处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室通过渐缩管道与活塞缸7的腔体连通，用于将活塞缸7内点燃的高温燃烧产物通过渐缩管道进入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室的后部/第一转子发动机燃烧室的后部；控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点后80°至上止点后90°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室与活塞缸7的腔体连通；

当第一转子3/第二转子4转速n为3000r/min＜n＜5000r/min时，控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点前90°至上止点前80°的位置时，控制系统控制阀门装置使处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道与活塞缸7腔体连通，用于将燃烧前期未燃气体引入活塞缸7的腔体点燃；控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点前10°至上止点后10°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室与活塞缸7的连通，且控制系统控制阀门装置使处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道与活塞缸7的腔体连通，用于将活塞缸7内点燃的高温燃烧产物通过渐缩螺旋管道进入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室的后部/第一转子发动机燃烧室的后部；控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点后80°至上止点后90°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室与活塞缸7的腔体连通；

当第一转子3/第二转子4转速n为n≥5000r/min时，控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点前90°至上止点前80°的位置时，控制系统控制阀门装置使处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道和渐缩管道与活塞缸7腔体连通，用于将燃烧前期未燃气体引入活塞缸7的腔体点燃；控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点前10°至上止点后10°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室与活塞缸7的连通，且控制系统控制阀门装置使处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道和渐缩管道与活塞缸7的腔体连通，用于将活塞缸7内点燃的高温燃烧产物通过渐缩螺旋管道和渐缩管道进入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室的后部/第一转子发动机燃烧室的后部；控制系统根据通过第一转子3/第二转子4的相位角确认第一转子发动机1/第二转子发动机2位于在上止点后80°至上止点后90°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室与活塞缸7的腔体连通。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略，通过将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室和处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室分别与活塞缸的有杆腔连通，这样可以将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室内点燃第二转子发动机燃烧室后部未燃混合气，克服了传统转子发动机燃烧室后部燃烧不充分的缺点，提高了燃烧效率。

2.本发明所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略，由两个转子同时转动作动，从而产生了比传统转子发动机更加强劲的动力。

3.本发明所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略，通过控制管道的开闭，可以改变燃烧室后部的流场分布，从而克服了传统转子发动机燃烧室后部燃烧不充分的缺点。

4.本发明所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略，可以根据不同工况条件选择适宜的管道导流，改善燃烧室后部流场规律，从而提高了转子发动机的燃烧效率。

5.本发明所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机及其控制策略，通过渐缩管道出口处挡板，产生了高温高速气体，当其流进燃烧后期的燃烧室后部，可以克服燃烧后期燃烧室后部混合气燃烧困难的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，显而易见地还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机三维示意图。

图2为本发明所述的双转子发动机第一状态示意图。

图3为本发明所述的双转子发动机第二状态示意图。

图4为本发明所述的阀门装置放大图。

图5为本发明所述的双转子发动机工作原理图。

图6为本发明所述的第一转子转角示意图。

图7为本发明所述的第二转子转角示意图。

图中：

1-第一转子发动机；2-第二转子发动机；3-第一转子；4-第二转子；5-第一缸体；6-第二缸体；7-活塞缸；8-活塞；9-活塞杆；10-活塞环；11-无杆腔；12-有杆腔；13-曲柄；14-轴端盖；15-第一火花塞；16-第二火花塞；17-第三火花塞；18-第四火花塞；19-第一转子发动机第一燃烧室；20-第一转子发动机第二燃烧室；21-第一转子发动机第三燃烧室；22-第二转子发动机第一燃烧室；23-第二转子发动机第二燃烧室；24-第二转子发动机第三燃烧室；25-第一无杆腔渐缩螺旋管道；26-第一无杆腔渐缩管道；27-第一有杆腔渐缩管道；28-第一有杆腔渐缩螺旋管道；29-第二无杆腔渐缩管道；30-第二无杆腔渐缩螺旋管道；31-第二有杆腔渐缩管道；32-第二有杆腔渐缩螺旋管道；33-第一转轴；34-第二转轴；35-第三转轴；36-第四转轴；37-第一齿轮；38-第二齿轮；39-第三齿轮；40-第四齿轮；41-第一缸体进气管；42-第一缸体排气管；43-第二缸体进气管；44-第二缸体排气管；45-密封块；46-升降杆；47-蜗轮；48-蜗杆。

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。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，包括第一转子发动机1、第二转子发动机2和活塞缸7，所述第一转子发动机1包括第一缸体5和第一转子3，所述第一缸体5和第一转子3之间的空腔为燃烧室，所述第一缸体5内腔被第一转子3分成第一转子发动机第一燃烧室19、第一转子发动机第二燃烧室20和第一转子发动机第三燃烧室21，第一缸体5上安装第一火花塞15。所述第一缸体5上设有第一缸体进气管41和第一缸体排气管42。

所述第二转子发动机2包括第二缸体6和第二转子4，所述第二缸体6和第二转子4之间的空腔为燃烧室，所述第二缸体6内腔被第二转子4分成第二转子发动机第一燃烧室22、第二转子发动机第二燃烧室23和第二转子发动机第三燃烧室24，第二缸体6上安装第二火花塞16。所述第二缸体6上设有第二缸体进气管43和第二缸体排气管44。所述活塞缸7包括活塞8、活塞杆9、活塞环10、无杆腔11和有杆腔12，所述无杆腔11设有第三火花塞17，所述有杆腔12设有第四火花塞18。

如图1所示，所述第一齿轮37与第一转轴33刚性连接，所述第二齿轮38与第二转轴34刚性连接，所述第三齿轮39与第三转轴35刚性连接，所述第四齿轮40与第四转轴36刚性连接，所述第三齿轮39与所述第一齿轮37外啮合，且所述第三齿轮39与所述第四齿轮40外啮合，所述第一齿轮37通过第三齿轮39与第二齿轮38传动连接，用于使第一转轴33与第二转轴34同步转动。所述轴端盖14通过第四转轴36与第四齿轮40连接，所述曲柄13一端通过旋转副与轴端盖14连接，所述曲柄13另一端通过旋转副与活塞杆9一端连接，通过第四齿轮40与第三齿轮39啮合，使活塞杆9往复运动，用于加速燃烧产物快速进入处于燃烧后期的燃烧室。

如图6和图7所示的第一转子和第一转子的转角位置图，所述第一转子3的相位角与第二转子4的相位角相差180°；当所述第一转子3位于上止点前90°且第二转子4位于上止点后90°时，所述无杆腔11的体积最大；当所述第一转子3位于上止点后90°且第二转子4位于上止点前90°时，所述有杆腔12的体积最大。

本发明第一状态示意图如图2所示，当第一转子发动机第一燃烧室19处于燃烧前期时，第一转子发动机第二燃烧室20处于排气冲程，第二转子发动机第一燃烧室22处于燃烧后期，第二转子发动机第三燃烧室24处于进气冲程。处于燃烧前期的第一转子发动机第一燃烧室19分别通过第一有杆腔渐缩管道27和第一有杆腔渐缩螺旋管道28与活塞缸7的有杆腔连通；处于燃烧后期的第二转子发动机第一燃烧室22分别通过第二有杆腔渐缩管道31和第二有杆腔渐缩螺旋管道32与活塞缸7的有杆腔连通；处于进气冲程的第二转子发动机第三燃烧室24分别通过第二无杆腔渐缩管道29和第二无杆腔渐缩螺旋管道30与活塞缸7的无杆腔连通；处于排气冲程的第一转子发动机第二燃烧室20分别通过第一无杆腔渐缩螺旋管道25和第一无杆腔渐缩管道26与活塞缸7的无杆腔连通。

第一有杆腔渐缩管道27、第一有杆腔渐缩螺旋管道28、第二无杆腔渐缩管道29、第二无杆腔渐缩螺旋管道30、第二有杆腔渐缩管道31、第二有杆腔渐缩螺旋管道32、第一无杆腔渐缩螺旋管道25和第一无杆腔渐缩管道26分别设有阀门装置，如图4所示，所述阀门装置包括密封块45、升降杆46、蜗轮47和蜗杆48，所述密封块45为锥棱台，可以起到良好的密封作用。所述密封块45位于转子发动机壳体内；所述密封块45与升降杆46一端连接，所述升降杆46与蜗轮47旋转副配合，通过蜗杆48带动蜗轮47旋转，使升降杆46移动。所述升降杆46推动密封块45，使密封块45顶部与缸体壁面贴合，从而保证缸体之间不会发生漏气现象。

本发明第二状态示意图如图3所示，当第二转子发动机第三燃烧室24处于燃烧前期时，第二转子发动机第一燃烧室22处于排气冲程，第一转子发动机第二燃烧室20处于燃烧后期，第一转子发动机第三燃烧室21处于进气冲程。处于燃烧前期的第二转子发动机第三燃烧室24分别通过第二无杆腔渐缩管道29和第二无杆腔渐缩螺旋管道30与活塞缸7的无杆腔连通；处于燃烧后期的第一转子发动机第二燃烧室20分别通过第一无杆腔渐缩螺旋管道25和第一无杆腔渐缩管道26与活塞缸7的无杆腔连通；处于进气冲程的第一转子发动机第三燃烧室21分别通过第一有杆腔渐缩管道27和第一有杆腔渐缩螺旋管道28与活塞缸7的有杆腔连通；处于排气冲程的第二转子发动机第一燃烧室22分别通过第二有杆腔渐缩管道31和第二有杆腔渐缩螺旋管道32与活塞缸7的有杆腔连通。

所述燃烧前期为第一转子发动机1或第二转子发动机2在上止点前90°至上止点前80°的位置；所述燃烧后期为第一转子发动机1或第二转子发动机2在上止点后90°至上止点后100°的位置。

还包括控制系统和检测装置，所述检测装置包括转速传感器和编码器，所述转速传感器用于检测第一转子发动机1的第一转子3或/和第二转子发动机2的第二转子4的转速，所述编码器用于检测第一转子3的相位角或/和第二转子4的相位角；所述控制系统根据转速传感器和编码器检测的数据，选择性控制阀门装置将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室或第二转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸7内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室或第一转子发动机燃烧室内。

如图5所示，具体工作过程为：

当第一转轴3为主动轴顺时针旋转时，第一转子3转到如图2所示位置，第一转子发动机第一燃烧室19内气体已被压缩且尚未被第一火花塞15点火，即第一缸体5内的燃烧前期过程，此时，第二转轴34为从动轴顺时针旋转，第二转子4转到如图2所示位置，第二转子发动机第一燃烧室22内气体已被第二火花塞16点火，即第二缸体6的燃烧后期过程。

当第一转子3转速n为0≤n≤3000r/min时，此时为低转速阶段，采用单一渐缩管道导流。以第一转子3的转角θ为标准，当第一转子3的转角θ为上止点前90°至上止点前80°时，控制系统使第一有杆腔渐缩管道27和第一无杆腔渐缩管道26导通，此时，第一转子发动机第一燃烧室19未燃气体通过第一有杆腔渐缩管道27进入活塞缸7的有杆腔，经过第一有杆腔渐缩管道27出口处挡板，产生加速后的未燃气体再被第四火花塞18点火；第一无杆腔渐缩管道26将活塞缸7的无杆腔与第一转子发动机第二燃烧室20连通，用于排气。当第一转子3的转角θ为上止点前10°至上止点后10°时，控制系统使第二有杆腔渐缩管道31导通并关闭第一有杆腔渐缩管道27，此时，有杆腔12内被点燃的高温燃烧产物通过第二有杆腔渐缩管道31进入燃烧后期第二转子发动机第一燃烧室22的后部，其经过第二有杆腔渐缩管道31出口处挡板，产生高温高速的燃烧产物有利于第二转子发动机第一燃烧室22后部混合气继续燃烧，提高发动机的燃烧效率。最后，当转角θ为上止点后80°至上止点后90°时，控制系统关闭第二有杆腔渐缩管道31和第一无杆腔渐缩管道26。

当第一转子3转速n为3000r/min＜n＜5000r/min时，此时为中转速阶段，采用单一渐缩螺旋管道导流。以第一转子3的转角θ为标准，当第一转子3转角θ为上止点前90°至上止点前80°时，控制系统使第一有杆腔渐缩螺旋管道28和第一无杆腔渐缩管道26导通。此时，第一转子发动机第一燃烧室19未燃气体通过第一有杆腔渐缩螺旋管道28进入活塞缸7有杆腔，其经过第一有杆腔渐缩螺旋管道28，产生加速后的未燃气体被第四火花塞18点火。当第一转子3转角θ为上止点前10°至上止点后10°时，控制系统使第二有杆腔渐缩螺旋管道32导通并关闭第一有杆腔渐缩螺旋管道28，此时，有杆腔12内被点燃的高温燃烧产物通过第二有杆腔渐缩螺旋管道32进入燃烧后期第二转子发动机第一燃烧室22的后部，其经过第二有杆腔渐缩螺旋管道32，产生高温高速的燃烧产物有利于第二转子发动机第一燃烧室22后部混合气继续燃烧，提高发动机的燃烧效率。最后，当转角θ为上止点后80°至上止点后90°时，控制系统关闭第二有杆腔渐缩螺旋管道32和第一无杆腔渐缩管道26。

当第一转子3转速n为n≥5000r/min时，此时为高转速阶段，采用双管道导流。以第一转子3的转角θ为标准，当转角θ为上止点前90°至上止点前80°时，控制系统使第一有杆腔渐缩螺旋管道28、第一有杆腔渐缩管道27和第一无杆腔渐缩管道26导通，此时，第一转子发动机第一燃烧室19未燃气体通过第一有杆腔渐缩管道27和第一有杆腔渐缩螺旋管道28同时进入活塞缸7，其经过第一有杆腔渐缩螺旋管道28和第一有杆腔渐缩管道27出口处挡板，产生加速后的未燃气体被第四火花塞18点火。当转角θ为上止点前10°至上止点后10°时，控制系统使第二有杆腔渐缩螺旋管道32和第二有杆腔渐缩管道31导通，并关闭第一有杆腔渐缩螺旋管道28和第一有杆腔渐缩管道27，此时，有杆腔12内被点燃的高温燃烧产物通过第二有杆腔渐缩管道31和第二有杆腔渐缩螺旋管道32进入燃烧后期第二转子发动机第一燃烧室22的后部，其经过第二有杆腔渐缩螺旋管道32和第二有杆腔渐缩管道31出口处挡板，产生高温高速的燃烧产物有利于第二转子发动机第一燃烧室22后部混合气继续燃烧，提高发动机的燃烧效率。最后，当转角θ为上止点后80°至上止点后90°时，控制系统关闭第二有杆腔渐缩螺旋管道32、第二有杆腔渐缩管道31和第一无杆腔渐缩管道26。

以第一转子3转角为标准，当第一转轴33转角θ为上止点前90°时，第一转子3如图2所示位置，活塞8在右端极限位置，当转角θ为上止点后90°时，第一转子3旋转至如图3所示位置，活塞8运动至左端极限位置，此时，因第二转子4与第一转子3同步顺时针转动，第二转轴34转角为上止点前90°，第二转子4如图3所示位置，活塞8在右端极限位置。

同理，当第二转轴34为主动轴顺时针旋转时，第二转子4转到如图3所示位置，第二转子发动机第三燃烧室24内气体已被压缩且还未被第一火花塞15点火，即第二缸体6内的燃烧前期过程，此时，第一转轴33为从动轴顺时针旋转，第一转子3转到如图3所示位置，第一转子发动机第一燃烧室19内气体已被第二火花塞16点火，即第一缸体6的燃烧后期过程。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，包括第一转子发动机(1)、第二转子发动机(2)和活塞缸(7)；

处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室和处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室分别通过第一组连通管道与活塞缸(7)的有杆腔连通，处于燃烧前期的第二转子发动机燃烧室和处于燃烧后期的第一转子发动机燃烧室分别通过第二组连通管道与活塞缸(7)的无杆腔连通，所述活塞缸(7)无杆腔和有杆腔分别设有火花塞，所述第一组连通管道和第二组连通管道上分别设有阀门装置，通过选择性控制阀门装置将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸(7)内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室内；通过选择性控制阀门装置将处于燃烧前期的第二转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸(7)内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第一转子发动机燃烧室内；

所述第一转子发动机(1)与第二转子发动机(2)通过传动装置同步转动，所述传动装置通过曲柄滑块机构与活塞缸(7)的活塞杆(9)连接；

所述第一转子发动机(1)的第一转子(3)的相位角与第二转子发动机(2)的第二转子(4)的相位角相差180°；当所述第一转子发动机(1)的第一转子(3)位于上止点前90°且第二转子发动机(2)的第二转子(4)位于上止点后90°时，所述活塞缸(7)内无杆腔的体积最大；当所述第一转子发动机(1)的第一转子(3)位于上止点后90°且第二转子发动机(2)的第二转子(4)位于上止点前90°时，所述活塞缸(7)内有杆腔的体积最大。

2.根据权利要求1所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，第一组连通管道和第二组连通管道均包括互不连通的渐缩螺旋管道和渐缩管道，所述渐缩螺旋管道和渐缩管道分别根据气体流向渐缩；所述渐缩螺旋管道和渐缩管道分别设有阀门装置，根据第一转子发动机(1)或第二转子发动机(2)的转速选择性控制渐缩螺旋管道和/或渐缩管道的阀门装置工作。

3.根据权利要求1所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，所述传动装置包括第一齿轮(37)、第二齿轮(38)和第三齿轮(39)，所述第一齿轮(37)与第一转子(3)的第一转轴(33)连接，所述第二齿轮(38)与第二转子(4)的第二转轴(34)连接，所述第一齿轮(37)通过第三齿轮(39)与第二齿轮(38)传动连接，用于使第一转轴(33)与第二转轴(34)同步转动。

4.根据权利要求3所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，所述曲柄滑块机构包括第四齿轮(40)、第四转轴(36)、曲柄(13)和轴端盖(14)，所述轴端盖(14)通过第四转轴(36)与第四齿轮(40)连接，所述曲柄(13)一端通过旋转副与轴端盖(14)连接，所述曲柄(13)另一端通过旋转副与活塞杆(9)一端连接，通过第四齿轮(40)与第三齿轮(39)啮合，使活塞杆(9)往复运动。

5.根据权利要求2所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，所述渐缩管道出口处设有若干挡板。

6.根据权利要求1所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，所述阀门装置包括密封块(45)、升降杆(46)、蜗轮(47)和蜗杆(48)，所述密封块(45)为锥棱台，所述密封块(45)位于转子发动机壳体内；所述密封块(45)与升降杆(46)一端连接，所述升降杆(46)与蜗轮(47)旋转副配合，通过蜗杆(48)带动蜗轮(47)旋转，使升降杆(46)移动。

7.根据权利要求1所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，所述燃烧前期为第一转子发动机(1)或第二转子发动机(2)在上止点前90°至上止点前80°的位置；所述燃烧后期为第一转子发动机(1)或第二转子发动机(2)在上止点后90°至上止点后100°的位置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机，其特征在于，还包括控制系统和检测装置，所述检测装置包括转速传感器和编码器，所述转速传感器用于检测第一转子发动机(1)的第一转子(3)或/和第二转子发动机(2)的第二转子(4)的转速，所述编码器用于检测第一转子(3)的相位角或/和第二转子(4)的相位角；

所述控制系统根据转速传感器和编码器检测的数据，选择性控制阀门装置将处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室或第二转子发动机燃烧室内的未燃混合气引入活塞缸(7)内腔点燃，并将其引入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室或第一转子发动机燃烧室内。

9.一种根据权利要求8所述的促进燃烧室后部燃烧的双转子发动机的控制策略，其特征在于，包括如下步骤：

通过转速传感器检测第一转子(3)/第二转子(4)的转速n，通过编码器检测第一转子(3)/第二转子(4)的相位角；

当第一转子(3)/第二转子(4)转速n为0≤n≤3000r/min时，控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点前90°至上止点前80°的位置时，控制系统控制阀门装置使处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室通过渐缩管道与活塞缸(7)腔体连通，用于将燃烧前期未燃气体引入活塞缸(7)的腔体点燃；控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点前10°至上止点后10°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室与活塞缸(7)的连通，且控制系统控制阀门装置使处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室通过渐缩管道与活塞缸(7)的腔体连通，用于将活塞缸(7)内点燃的高温燃烧产物通过渐缩管道进入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室的后部/第一转子发动机燃烧室的后部；控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点后80°至上止点后90°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室与活塞缸(7)的腔体连通；

当第一转子(3)/第二转子(4)转速n为3000r/min＜n＜5000r/min时，控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点前90°至上止点前80°的位置时，控制系统控制阀门装置使处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道与活塞缸(7)腔体连通，用于将燃烧前期未燃气体引入活塞缸(7)的腔体点燃；控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点前10°至上止点后10°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室与活塞缸(7)的连通，且控制系统控制阀门装置使处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道与活塞缸(7)的腔体连通，用于将活塞缸(7)内点燃的高温燃烧产物通过渐缩螺旋管道进入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室的后部/第一转子发动机燃烧室的后部；控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点后80°至上止点后90°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室与活塞缸(7)的腔体连通；

当第一转子(3)/第二转子(4)转速n为n≥5000r/min时，控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点前90°至上止点前80°的位置时，控制系统控制阀门装置使处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道和渐缩管道与活塞缸(7)腔体连通，用于将燃烧前期未燃气体引入活塞缸(7)的腔体点燃；控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点前10°至上止点后10°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧前期的第一转子发动机燃烧室/第二转子发动机燃烧室与活塞缸(7)的连通，且控制系统控制阀门装置使处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室通过渐缩螺旋管道和渐缩管道与活塞缸(7)的腔体连通，用于将活塞缸(7)内点燃的高温燃烧产物通过渐缩螺旋管道和渐缩管道进入处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室的后部/第一转子发动机燃烧室的后部；控制系统根据通过第一转子(3)/第二转子(4)的相位角确认第一转子发动机(1)/第二转子发动机(2)位于在上止点后80°至上止点后90°的位置时，控制系统控制阀门装置阻断处于燃烧后期的第二转子发动机燃烧室/第一转子发动机燃烧室与活塞缸(7)的腔体连通。