CN117662290A - 一种高速压燃式反三角转子发动机及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速压燃式反三角转子发动机及设计方法，包括压燃式反三角转子发动机包括缸体、排气端盖、进气端盖、转子、偏心轴与相位齿轮组成，缸体上设置转子，转子内设置偏心轴，转子一侧安装相位齿轮，缸体一侧安装排气端盖，另一侧安装进气端盖；缸体上布置燃烧室，燃烧室为直喷式燃烧室或者预燃室式燃烧室；转子为通透式转子，偏心轴上至少安装有三个滑动轴承。本发明中的压燃式反三角转子发动机可以实现与同量级火花点火式基本相当的转速，燃油经济性提高30％以上。由于没有曲柄连杆机构，没有往复运动到圆周运动的转换，运动件都是在作旋转运动，有利于实现发动机的高度运转，同时提高发动机工作的可靠性和寿命。

Description

一种高速压燃式反三角转子发动机及设计方法

技术领域

本发明属于内燃机设计技术领域，具体涉及一种高速压燃式反三角转子发动机及设计方法。

背景技术

传统三角转子发动机具有零件少、结构紧凑、功重比高的优点，适合应用于体积重量有严格要求的场合，如无人机，微型便携电站等。但三角转子发动机由于结构限制，漏气严重，油耗高，排放污染严重，严重影响了转子发动机在民用领域的应用前景。现在发动机排放控制日益严格，传统三角转子机不可能满足当今的排放法规。这也是马自达的转子发动机汽车退出市场的根本原因。

与传统三角转子发动机不同，一种新型转子发动机或称为反三角转子发动机(Inverted-Wankel Engine)，除了保持了传统三角转子发动机零件少、结构紧凑、功重比高的优点之外，理论上可以有更高的压缩比和更小的漏气量的特点，可以实现更低的油耗和排放。

新型反三角转子发动机的具体优点如下：

(1)在密封与润滑方面，新型反三角转子发动机的密封方式与三角转子发动机类似，新型转子发动机的径向密封片安装于缸体顶角并可取消角密封部件，能够从径向密封片随转子旋转通过火花塞孔导致各缸间窜气以及角密封片与端面密封接触不实导致气缸向转子内腔漏气两个途径降低漏气的可能性，通过理论计算该类发动机比同等尺寸下的三角转子发动机降低65％的等效漏气面积，接近往复式发动机水平。与传统三角发动机只能采用油雾润滑密封片不同，新型转子发动机的径向密封片和端面密封片均可采用独立润滑方式单独提供润滑油，大大改善了该密封片的密封与润滑条件，降低润滑油的消耗，提高了密封片的使用寿命以及密封性能。

(2)从理论循环方面，新型转子发动机的理论压缩比几乎没有限制，可采用更高热效率得HEHC循环，并通过在缸体上外置球形燃烧室的方式，使得该发动机处于燃烧上止点时，可燃混合气基本上被压入燃烧室中，使得燃烧更加充分，换热损失小，具有较好的燃油经济性。

不过目前反三角转子发动机的设计方案基本上都是火花点火发动机，发动机结构也主要参照传统三角转子发动机的结构形式，所以还存在诸多问题，主要包括：

1)反三角转子发动机润滑方式一般是借用三角转子发动机的润滑方式，采用把润滑油掺混到燃油之中，利用油雾润滑各滑动表面，包括径向密封面，端面密封面和各滚动轴承表面，造成润滑效果不理想，相应的密封效果也差强人意，燃气泄漏仍然同时会造成严重的排放污染问题。

2)虽然新型转子发动机理论压缩比几乎没有限制，但由于火花点火发动机受到爆震制约，压缩比一般在10左右甚至更小，并没有能充分发挥新型转子发动机高压缩比的优势。

3)在气体泄漏方面，火花点火发动机缸内主要为燃油空气混合气，由于在径向密封条和端面密封条之间还存在缝隙，缸内气体的泄漏仍然存在，这会造成燃料的浪费并造成排放污染。

4)对于进气口喷射的火花点火发动机，需要在转子中间设置隔板以避免进气道和排气道之间的短路导致的燃油直接从进气口到排气道排出造成燃油的浪费和碳氢排放的增加。但这样做的一个副作用是发动机无法利用进排气之间的扫气来降低发动机热负荷---尤其对风冷转子发动机来说，热负荷是一个很大的问题。

凡此种种，都是反三角转子火花点火发动机自身难以避免的问题。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种高速压燃式反三角转子发动机及设计方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高速压燃式反三角转子发动机，包括压燃式反三角转子发动机包括缸体、排气端盖、进气端盖、转子、偏心轴与相位齿轮组成，缸体上设置转子，转子内设置偏心轴，转子一侧安装相位齿轮，缸体一侧安装排气端盖，另一侧安装进气端盖；

缸体上布置燃烧室，燃烧室为直喷式燃烧室或者预燃室式燃烧室；

转子为通透式转子，偏心轴上至少安装有三个滑动轴承。

进一步的，对于直喷式燃烧系统，燃油喷射系统采用共轨式喷油系统；对于预燃室式燃烧系统，燃油喷射系统采用汽油机喷油系统、共轨式喷油系统或单体泵；

进一步的，缸体和转子的形状为多叶扇形，缸体叶数比转子叶数多一个。

进一步的，缸体和转子的理论型线根据外旋轮线及其包络线生成，转子型线为外旋轮线，缸体为外旋轮线的外包络线。

进一步的，相位齿轮固定安装在转子上，相位齿圈固定安装在进气端盖或排气端盖上。

进一步的，缸体上布置有燃烧室和喷油器。

进一步的，缸体上还布置有预热塞。

进一步的，燃烧室为预燃室式燃烧室时，燃烧室分为预燃室和主燃室，喷油器安装在预燃室。

一种如上所述的高速压燃式反三角转子发动机的设计方法，包括以下步骤：

1)设计发动机结构型式：压燃式反三角转子发动机包括缸体、排气端盖、进气端盖、转子、偏心轴与相位齿轮组成，缸体上设置转子，转子内设置偏心轴，转子一侧安装相位齿轮，缸体一侧安装排气端盖，另一侧安装进气端盖；

2)设计燃烧室布置和型式：燃烧室布置在缸体上，燃烧室为直喷式燃烧室或者预燃室式燃烧室；

3)设计燃油喷射系统：对于直喷式燃烧系统，燃油喷射系统采用共轨式喷油系统，对于预燃室式燃烧系统，燃油喷射系统采用汽油机喷油系统、共轨式喷油系统或单体泵；

4)设计冷却系统：将转子设计为通透式转子，使进气端盖的进气口和排气端盖的排气口连通。

进一步的，还包括如下步骤：

5)设计润滑系统：滑动轴承采用强制润滑。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明中通过采用通透式转子设计，使进气端盖的进气口和排气端盖的排气口连通，这样可利用多余的进气降低排气温度，降低发动机热负荷。本发明中压燃式反三角转子发动机采用滑动轴承代替传统的滚针轴承，同时采用强制润滑方式对滑动轴承进行润滑，以满足压燃式反三角转子发动机的高速运转和高负荷的要求。本发明中由于采用压燃式点火方式，发动机可以采用更高的压缩比，压缩比可以提高到20甚至更高，这有利于提高发动机热效率，降低发动机比油耗。随燃烧室型式的不同，压缩比会有所不同，直喷式燃烧室压缩比较低，转速也低些。预燃室式燃烧室可以采用更高的压缩比，燃烧速度更快，运转也更加柔和，可以实现更高的发动机转速。理论分析表明，本发明中的压燃式反三角转子发动机可以实现与同量级火花点火式基本相当的转速，燃油经济性提高30％以上。本发明的反三角转子发动机采用压燃式点火方式，压燃式转子发动机的漏气则主要是空气，对经济性几乎没有影响。本发明的反三角转子发动机由于没有曲柄连杆机构，没有往复运动到圆周运动的转换，运动件都是在作旋转运动，没有往复惯性力，发动机的振动和噪声小，有利于实现发动机的高度运转，同时提高发动机工作的可靠性和寿命。本发明的高速压燃式反三角转子发动机在火花点火反三角转子发动机的基础上，取消火花塞，采用预燃室式燃烧室，采用通透式转子和采用滑动轴承等措施实现高速运行的压燃反三角转子发动机的工作过程。本发明的压燃式反三角转子发动机可以充分利用反三角转子发动机结构上的优点和压燃式发动机的优点，获得更优异的性能。

本发明中采用压燃式点火方式，没有发动机爆震的限制，更适合采用增压进行功率补偿。压燃式发动机由于高压缩比的特点，可以获得优异的燃油经济性。采用增压方式，可以增加循环进气量，弥补因压燃式燃烧方式空燃比高，空气利用率不足而导致的发动机功率相比火花点火发动机有所下降，提高发动机的功率和比功率，也可进一步提高发动机的燃油经济性。

进一步的，本发明中燃烧室可分为预燃室和主燃室，喷油器须安装在预燃室。燃油喷到预燃室，着火首先发生在预燃室，在预燃室内的早期燃烧产生会强烈的燃烧湍流，有助于主燃烧室内的快速燃烧，这种两阶段燃烧模式能够实现发动机的高速运行。

进一步的，根据反三角转子发动机的结构特点，采用强制润滑方式，实现更好的润滑效果和密封效果，气体密封方面可采用径向密封、端面密封和角封结合的方式解决转子发动机的漏气问题，从而达到进一步提高反三角转子发动机的动力性和燃油经济性，并降低排放污染的目的。

附图说明

图1为本发明发动机的整体示意图。

图2为本发明所述压燃式反三角转子发动机的装配图。

图3为本发明所述压燃式反三角转子发动机的转子缸体图。

图4为本发明所述压燃式反三角转子发动机的四种行星齿轮机构转子发动机缸体型线与转子型线组合图。其中，(a)为齿数比1/2，(b)为齿数比2/3，(c)为齿数比3/4，(d)为齿数比4/5。

图5为本发明所述压燃式反三角转子发动机的齿轮齿圈图。

图6为本发明所述压燃式反三角转子发动机的喷油器以及预热塞布置图。

图7为本发明所述压燃式反三角转子发动机的预燃室式燃烧系统图。

图8为本发明所述压燃式反三角转子发动机的喷油系统概念图。

图9为本发明所述压燃式反三角转子发动机的工作原理图，其中，(a)为0℃进气冲程，(b)为90℃进气冲程，(c)为180℃压缩冲程，(d)为270℃压缩冲程，(e)为360℃做功冲程，(f)为450℃做功冲程，(g)为540℃排气冲程，(h)为630℃排气冲程，(i)为720℃进气冲程。

图中，1为缸体，2为排气端盖，3为进气端盖，4为转子，5为偏心轴，6为相位齿轮，7为相位齿圈，8为喷油器，9为预热塞，10为预燃室，11为主燃室，12为燃油管路，13为高压油轨。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

压燃式发动机与火花点燃式发动机在发动机几何结构，工作方式和性能等有很大的差别，本发明就针对高速压燃式反三角转子发动机的几何结构，密封方式、润滑系统，燃油系统等进行详细的阐述。

本发明的一种高速压燃式反三角转子发动机结构的设计方法，包括以下步骤：

1.先确定结构型式：压燃式反三角转子发动机的结构型式大体和火花点火发动机类似，主体结构也包括缸体1、两侧的端盖(排气端盖2和进气端盖3)、转子4、偏心轴5与相位齿轮6组成，如图1和图2所示，缸体1上设置转子4，转子4内设置偏心轴5，转子4一侧安装相位齿轮6，缸体1一侧安装排气端盖2，另一侧安装进气端盖3。

缸体1和转子4的形状为多叶扇形，缸体1叶数比转子4叶数多一个。最简单的是缸体1采用三叶草式结构，转子4为两叶式，类似花生形状，如图3所示。缸体1和转子4的理论型线根据外旋轮线及其包络线生成，转子型线为外旋轮线，缸体为该外旋轮线的外包络线。转子4和缸体1的相对运动通过相位齿轮齿圈控制，相位齿轮6和相位齿圈7的齿数比为2：3。如果采用其他数目的扇叶形状，相位齿轮6和相位齿圈7的齿数比也应做相应调整。如缸体叶数：转子叶数＝4：3，则齿轮齿圈齿数比为3：4，其他以此类推，如图4中(a)、(b)、(c)和(d)所示。

齿轮固定安装在转子4上，齿圈固定安装在端盖，至于是进气端盖或排气端盖可视具体情况而定。也可以采用进排气端盖2都安装齿轮齿圈，这时两套齿轮运转必须严格同步，如果因设计、制造或安装误差，造成两套齿轮运转不能同步，会发生运动干涉，增加额外的阻力和机械损失。考虑到此处的齿轮齿圈只是相位齿轮6，除了需承受缸内爆发压力作用的短暂冲击外，并不用传递发动机扭矩，采用两套齿轮齿圈造成发动机结构复杂，容易发生运动干涉，必要性不大。本发明的相位齿轮6和相位齿圈7布置如图5所示。

缸体1上布置有燃烧室和喷油器8，如果需要也可布置预热塞9等。如果布置困难，也可以在进气端盖3布置安装孔并且和缸体1上的燃烧室打通，这样喷油器8或预热塞9也可以布置在进气端盖3上。具体如何布置可以根据具体情况而定。布置可参考图6所示。

2.燃烧室布置和型式设计：燃烧室布置在缸体1上，可以设计为直喷式燃烧室或者预燃室式燃烧室。如果发动机转速较低(不超过4000rpm)可以采用直喷式燃烧室，即只有一个主燃烧室。而为了实现较高的转速(超过4000rpm)，需要采用预燃室式燃烧室，燃烧室可分为预燃室10和主燃室11，此时喷油器8须安装在预燃室。燃油喷到预燃室10，燃油喷雾首先在预燃室10与空气形成较浓的混合气，着火首先发生在预燃室10，然后通过预燃室10和主燃室11之间的通道进入主燃室，然后在主燃室内继续完成后续燃烧。在预燃室内的早期燃烧产生会强烈的燃烧湍流，有助于主燃烧室内的快速燃烧，这种两阶段燃烧模式能够实现发动机的高速运行。预燃室式燃烧室布置如图7所示。其中预燃室10和主燃室11仅为示意图，实际应用时可以根据布置和燃烧系统设计需要进行优化设计。

3.燃油喷射系统：压燃式发动机不需要设置点火系统，但需要燃油喷射系统。对于火花点火方式的反三角转子发动机，燃油喷射系统要求与三角转子发动机的燃油喷射系统类似，由于采用均质混合气，喷油时刻早，燃油雾化和油气混合时间相对较长，所以对喷油压力和喷雾特性要求不高。但对于压燃式反三角转子发动机，喷油时刻在压缩上止点附近，燃料空气的混合时间短，同时反三角转子发动机较高的运行转速，因此要求更好的喷雾质量，要求更高的喷油压力和更精准的喷油规律设计。对直喷式燃烧系统，适宜采用共轨式喷油系统，对于预燃室式燃烧系统，对喷油系统要求可稍较低一些，为减少研发成本，借用汽油机喷油系统也是可行的。也可采用共轨式喷油系统或单体泵等。高压油管(即燃油管路12)或油轨13的设计需要根据发动机的结构进行喷射系统布置如图8所示，油轨13上设置若干燃油管路12。

4.压燃式反三角转子发动机基本工作原理：压燃式反三角转子发动机的工作过程与四冲程发动机一致，也分为进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，图9中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)和(i)展示了转子发动机的运转过程。从结构看，反三角转子发动机类似星形的三缸四冲程发动机。以第一缸为例，分析发动机的工作过程。进气冲程：随着转子旋转，气缸通过转子上的进气口，进气端盖的进气口联通进气管路，工作容积随着偏心轴转角的增加而逐渐增加，新鲜充量通过进气道-进气端盖进气口-转子进气口被吸入气缸内，直至气缸工作容积达到最大左右，转子上的进气口因转子缸体的相对运动而逐渐封闭，进气冲程结束。压缩冲程：气缸工作容积从最大变化到最小，此时气缸内的新鲜充量在转子与缸体的配合下逐渐被压缩，使得缸内的温度与压力得到提升。做功冲程中，在接近气缸容积最小的时刻，喷油系统开始向缸内喷油，并快速形成可燃混合气，可燃混合气高温高压下发生自燃，释放热量，缸内温度与压力迅速升高，随后高温高压工质在膨胀过程中对转子做功，直至气缸工作容积达到最大。如果是预燃室式燃烧系统，燃油须喷到预燃室内，自燃首先发生在预燃室并通过通道进入主燃室继续燃烧。排气冲程：气缸在转子旋转过程中与转子上的排气口，排气端盖的排气口、排气管连通，其容积随着曲轴转角增加而不断减小，缸内废气通过转子排气口、排气端盖排气口、排气管被排出气缸，直到气缸工作容积达到最小，此时转子完成一个周期的旋转，准备开启下一个工作循环。在整个循环过程中，转子旋转一周，偏心轴转两周。

5.密封系统：从各个径向间隙和端面间隙的漏气一直是转子发动机难以解决的问题。本发动机设计由于采用反三角转子发动机的型式设计，根据其结构特点，其漏气部位包括径向和两个端面，因此需要解决其径向密封和端面密封问题。需要说明的是，压燃式反三角转子发动机燃料是在压缩上止点喷入缸内的，在缸内停留时间短，所以缸内泄漏的主要是空气，对燃油经济性影响甚微。这一点与火花点火发动机有明显区别。本发明的发动机气体密封所设计的径向密封和端面密封与其他反三角转子发动机大体一致。

6.冷却方式：高速压燃式反三角转子发动机由于体积小，功率大，燃料的发热量大，热负荷严重。其冷却方式可以采用风冷或水冷方式。风冷式冷却系统主要包括风扇和散热翅片；水冷式冷却系统主要包括水泵，散热器，风扇，冷却水套等。风冷式冷却系统结构简单，但冷却效果较差，冷却不均匀，发动机主要零部件的热负荷较高。水冷式冷却效果好，冷却均匀，但结构复杂。

为了加强对发动机的冷却，可将转子设计为通透，使进气端盖的进气口和排气端盖的排气口连通。如图3所示。转子发动机的结构特点为：进排气端盖上分别有三个进、排气口，分别对应三个气缸。同一时刻，三缸分别处于进气、压缩、排气过程，对应转子周边的对应位置。某一缸处于进气冲程，同时就有一缸处于排气冲程。转子做成通透，一方面可以减轻转子的重量，对提高发动机功重比有利，同时可利用多余的进气通过进气口、转子、排气口进入排气道，降低排气温度，降低发动机热负荷。风冷式发动机热负荷高，冷却效果不好，冷却不均，采用这种方法可有效降低发动机热负荷，为此，还需要在进气侧设置高压风扇，以避免排气倒流。对于采用缸内直喷的火花点火式反三角转子发动机，也可采用此方法降低发动机热负荷。

7.润滑系统：和三角转子发动机类似，反三角转子发动机的润滑系统也是一个亟待解决的重要问题，采用滑动轴承必须要求强制润滑。在先前已获批的相关专利(专利申请号2022101164997)中给出了强制润滑解决方案，此处不再赘述。

8.发动机轴承：反三角转子发动机的偏心轴5上一般至少安装有三个轴承，偏心轴颈一个，主轴颈两个。传统上，为便于安装和润滑，转子发动机一般采用滚针轴承。滚动轴承的承载能力较低，许用转速也不够高，且随轴承直径的增大而降低，不适应高速反三角转子发动机的工作条件。对于压燃式发动机，更高的缸压导致更大的噪声和振动，轴承所受的载荷也远大于火花点火发动机，会严重影响滚动轴承的可靠性和寿命。相同直径下滑动轴承(轴瓦)的许用转速比滚针轴承要高得多，同时具有更高的承载能力。但滑动轴承需要专门设计，对制造装配的要求更高，同时需要强制润滑保证轴瓦和轴颈接触面的润滑油膜，以满足高速压燃式反三角转子发动机轴承高速大负荷运转的要求。

本发明的高速压燃式反三角转子发动机是在基本的火花点火反三角转子发动机的基础上，结合反三角转子发动机的结构特点，并借鉴传统往复式压燃式发动机的工作原理而成的。

在结构方面，本发明的高速压燃式反三角转子发动机具有如下与火花点火反三角转子发动机不同的特点：

1)由于可以设定不同的结构参数，比火花点火反三角转子发动机获得更高的压缩比，压缩比可高达16-24，远高于火花点火的压缩比10左右，以实现更高的热效率和燃油经济性；

2)采用压燃点火方式，取消火花塞；

3)采用预燃室式燃烧系统，加快缸内燃料的燃烧速度，以实现发动机的高速运转，提高发动机功率。

4)转子设计为通透型式，利用多余的进气为排气降温，降低发动机热负荷。

5)采用滑动轴承代替火花点火发动机的滚动轴承，以满足压燃式发动机更高的轴承负载。

本发明的压燃式反三角转子发动机可以充分利用反三角转子发动机结构上的优点和压燃式发动机的优点，获得更优异的性能主要包括：

1)采用压燃式点火方式，发动机可以采用更高的压缩比，压缩比可以提高到20甚至更高，这有利于提高发动机热效率，降低发动机比油耗。随燃烧室型式的不同，压缩比会有所不同，直喷式燃烧室压缩比较低，转速也低些。预燃室式燃烧室可以采用更高的压缩比，燃烧速度更快，运转也更加柔和，可以实现更高的发动机转速。理论分析表明，本压燃式反三角转子发动机可以实现与同量级火花点火式基本相当的转速，燃油经济性提高30％以上。

2)本发明的反三角转子发动机采用压燃式点火方式，发动机漏气就不成为一个严重问题。对火花点火发动机，进入缸内燃烧室的充量为空气燃料的混合气，漏气造成燃料的损失，导致火花点火式转子发动机油耗较高。压燃式转子发动机的漏气则主要是空气，对经济性几乎没有影响。

3)转子中部可以设计成通透的，即进排气通道可以打通，这样可以利用进排气之间的扫气过程，利用进气的低温空气降低排气温度，降低发动机的热负荷，同时还可以减小转子重量，对提高发动机功重比有利。风冷发动机热负荷高，因而这一点对风冷发动机尤其重要。为此，还需要在进气侧设置高压风扇，以避免排气倒流。

4)采用压燃式点火方式，没有发动机爆震的限制，更适合采用增压进行功率补偿。压燃式发动机由于高压缩比的特点，可以获得优异的燃油经济性。采用增压方式，可以增加循环进气量，弥补因压燃式燃烧方式空燃比高，空气利用率不足而导致的发动机功率相比火花点火发动机有所下降，提高发动机的功率和比功率，也可进一步提高发动机的燃油经济性。

5)润滑和密封方面，根据反三角转子发动机的结构特点，采用强制润滑方式，实现更好的润滑效果和密封效果，气体密封方面可采用径向密封、端面密封和角封结合的方式解决转子发动机的漏气问题，从而达到进一步提高反三角转子发动机的动力性和燃油经济性，并降低排放污染的目的。

6)燃料方面，传统三角转子发动机由于一般采用火花点火燃烧方式，燃料只能采用抗爆性高的燃料，如汽油等，燃料严重受限，且安全性不好。而柴油，航空煤油甚至重油等，以及很多新型代用燃料，这些燃料辛烷值低，但十六烷值相对较高，更适合压燃式燃烧方式，在包括商用车、船用、航空及非道路等领域具有广泛应用。因而压燃式反三角转子发动机具有更广泛的使用场合和更好的燃料适应性。

7)本发明的反三角转子发动机由于没有曲柄连杆机构，没有往复运动到圆周运动的转换，运动件都是在作旋转运动，没有往复惯性力，发动机的振动和噪声小，有利于实现发动机的高度运转，同时提高发动机工作的可靠性和寿命。

本发明未尽事宜为共知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，包括压燃式反三角转子发动机包括缸体(1)、排气端盖(2)、进气端盖(3)、转子(4)、偏心轴(5)与相位齿轮(6)组成，缸体(1)上设置转子(4)，转子(4)内设置偏心轴(5)，转子(4)一侧安装相位齿轮(6)，缸体(1)一侧安装排气端盖(2)，另一侧安装进气端盖(3)；

缸体(1)上布置燃烧室，燃烧室为直喷式燃烧室或者预燃室式燃烧室；

转子(4)为通透式转子，偏心轴(5)上至少安装有三个滑动轴承。

2.根据权利要求1所述的高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，对于直喷式燃烧系统，燃油喷射系统采用共轨式喷油系统；对于预燃室式燃烧系统，燃油喷射系统采用汽油机喷油系统、共轨式喷油系统或单体泵。

3.根据权利要求1所述的高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，缸体(1)和转子(4)的形状为多叶扇形，缸体(1)叶数比转子(4)叶数多一个。

4.根据权利要求1所述的高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，缸体(1)和转子(4)的理论型线根据外旋轮线及其包络线生成，转子型线为外旋轮线，缸体为外旋轮线的外包络线。

5.根据权利要求1所述的高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，相位齿轮(7)固定安装在转子(4)上，相位齿圈(7)固定安装在进气端盖(2)或排气端盖(3)上。

6.根据权利要求1所述的高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，缸体(1)上布置有燃烧室和喷油器(8)。

7.根据权利要求6所述的高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，缸体(1)上还布置有预热塞(9)。

8.根据权利要求1所述的高速压燃式反三角转子发动机，其特征在于，燃烧室为预燃室式燃烧室时，燃烧室分为预燃室(10)和主燃室(11)，喷油器(8)安装在预燃室(10)。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的高速压燃式反三角转子发动机的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设计发动机结构型式：压燃式反三角转子发动机包括缸体(1)、排气端盖(2)、进气端盖(3)、转子(4)、偏心轴(5)与相位齿轮(6)组成，缸体(1)上设置转子(4)，转子(4)内设置偏心轴(5)，转子(4)一侧安装相位齿轮(6)，缸体(1)一侧安装排气端盖(2)，另一侧安装进气端盖(3)；

2)设计燃烧室布置和型式：燃烧室布置在缸体(1)上，燃烧室为直喷式燃烧室或者预燃室式燃烧室；

3)设计燃油喷射系统：对于直喷式燃烧系统，燃油喷射系统采用共轨式喷油系统，对于预燃室式燃烧系统，燃油喷射系统采用汽油机喷油系统、共轨式喷油系统或单体泵；

4)设计冷却系统：将转子(4)设计为通透式转子，使进气端盖(2)的进气口和排气端盖(3)的排气口连通。

10.根据权利要求9所述的高速压燃式反三角转子发动机的设计方法，其特征在于，还包括如下步骤：

5)设计润滑系统：滑动轴承采用强制润滑。