CN117957362A - 转子发动机 - Google Patents

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    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
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Abstract

转子发动机包括至少一个动力输出单元，其具有出口（1）、进口（2）、喉部（3）、活塞（4）、发动机本体（5）、闸门（6）、轴（7）、转子（8），转子（8）与发动机输出轴（7）牢固连接；转子（8）与发动机本体（5）精密配合，紧密密封；活塞（4）紧固在转子（8）上，与发动机本体（5）精密配合，精密密封，活塞（4）将工作腔与出口（1）分开并驱动转子（8）旋转；闸门（6）由定时带驱动，定时带本身又由轴驱动，以确保准确的开/关时间，当闸门（6）处于原位时，活塞（4）能通过喉部（3）完成一个循环并开始下一个循环；当闸门（6）处于喉部（3）位置时，闸门（6）与发动机本体（5）、转子（8）和活塞（4）一起工作以形成密封的工作腔。

Description

转子发动机
技术领域
本发明是关于内燃机的，与传统的四冲程(进气；压缩；燃烧；排气)2转完成1个循环的发动机相比，本发明只有2冲程(进气；燃烧)，1转完成1个循环，尽量减少功率损失，提高燃油效率。
背景技术
这里来自网站：四冲程发动机是最常见的内燃机类型，用于各个领域。四冲程发动机为活塞的每两个循环(或四个活塞冲程)提供一个做功冲程。下面有一个四冲程发动机的动画和对过程的进一步解释。
1.进气冲程：活塞向下移动到底部，这增加了容积，允许燃料-空气混合物进入燃烧室。
2.压缩冲程：进气阀关闭，活塞沿燃烧室向上移动到顶部。这压缩了燃料-空气混合物。在冲程结束时，火花塞为压缩燃料提供开始燃烧所需的活化能。
3.做功冲程：当燃料到达燃烧终点时，碳氢化合物燃烧释放的热量增加了压力，导致气体向下推动活塞，产生动力输出。
4.排气冲程：当活塞到达底部时，排气阀打开。当活塞返回向上移动时，剩余的废气被活塞推出。这些汽油发动机的热效率将根据车辆的型号和设计而变化。然而，一般来说，汽油发动机将20％的燃料(化学能)转化为机械能。
来自网络的部分结束
只有做功冲程是有用的，其他3个冲程需要惯性飞轮或其他气缸的做功冲程来克服阻力，这限制了燃油效率。
对于传统发动机，当燃料燃烧(做功冲程，从a到b)时，高压向下推动活塞，于是推动连接器以驱动曲轴旋转。但是因为力不垂直于曲轴，所以有很大功率损失，如图1和图2所示。
发明内容
图3和图4显示了转子发动机的简化示意图，该发动机具有以下部件：
1.出口，始终打开
2.进口，由定时带控制
3.喉部，当它处于关闭位置时停止闸门6
4.活塞，固定在转子8上，与发动机本体5和转子8配合良好
5.发动机本体
6.闸门，其有两个位置：关闭位置(喉部位置)和打开位置(原位)，由定时带驱动
7.轴
8.转子，其与发动机本体5配合良好。当闸门处于关闭位置(喉部位置)/进气阀关闭时，转子8&闸门6&活塞4&发动机本体5形成一个封闭的工作腔，燃烧发生在这里，推动活塞以驱动转子如红色箭头旋转。
具体实施方式
本发明试图以两种方式提高燃料效率：
1、将四冲程减为二冲程；
2、确保力始终垂直于轴。
为了了解这种发动机是如何工作的，我们在正常工作的过程中选取一个循环
步骤1：从图5开始，此时活塞刚刚通过闸门逃离区域，闸门准备关闭(意味着闸门转到喉部位置)，进气阀打开，压缩空气填充进来。闸门关闭后(喉部位置)向空气中注入雾化燃料；
步骤2：如图6所示，进气阀关闭，燃烧开始，燃料燃烧，工作腔内压力上升，推动活塞，于是驱动转子旋转，做功冲程开始。
步骤3：当做功冲程即将结束时，工作腔内的压力不会比排气压力高太多，活塞移动到图7的位置，此时进气阀保持关闭，闸门准备打开让活塞通过。
步骤4：如图8所示，闸门打开并处于原位，进气阀保持关闭，活塞通过喉部，进入步骤1。
本发明的有益效果
1.简单可靠。
2.力始终垂直于旋转半径，这意味着更大的功率输出，并且在一次旋转中完成一个循环，这意味着更高的效率。
3.容易获得较大的功率，传统发动机往往需要在功率与曲轴半径之间进行平衡。
4.与传统发动机相比，发动机工作更平稳，因为没有侧向力作用在燃烧室壁上，这意味着噪音更低，热量更低，寿命更长。
难点
难点在于密封。有两个位置需要密封好：1.在喉部位置在闸门和转子之间；2.发动机本体与转子和活塞之间。以下是一些解决方法：
1.工作腔密封的布局。图9显示了另一种布局，形状取决于工程。
2.以前很难保证运动部件与稳定部件的良好配合，但现在我们有了CNC。
3.为这些部件选择不同的膨胀比材料，对于发动机本体和闸门选择较小的膨胀比，而对于转子和活塞选择较大的膨胀比是一个好主意。当发动机加热时，转子和活塞比发动机本体和闸门膨胀得稍大一些。经过短时间的磨合，所有的接触区域将会非常好地相互配合。如上所述，这种发动机没有侧力，因此它将会长时间保持良好匹配。
4.在转子/活塞上雕刻图案是另一种很好的密封方式。经过短时间的磨合，碳沉积物、金属屑和润滑油将积累在这些图案中，使其像密封一样。

Claims (6)

1.一种转子发动机，其特征在于至少一个动力输出单元，包括出口（1）、进口（2）、喉部（3）、活塞（4）、发动机本体（5）、闸门（6）、轴（7）、转子（8），附件未列出；
转子（8）与发动机输出轴（7）牢固连接；
转子（8）与发动机本体（5）精密配合，精密密封；
活塞（4）紧固在转子（8）上，与发动机本体（5）精密配合并精密密封，活塞（4）的作用是将工作腔（由闸门/转子/发动机本体/活塞形成）与出口（1）分开并驱动转子旋转；
闸门（6）由定时带驱动，定时带本身又由轴驱动，以确保准确的开/关时间，当闸门（6）处于原位时，活塞（4）能通过喉部完成一个循环并开始下一个循环；当闸门处于喉部（3）位置时，闸门（6）与发动机本体（5）、转子（8）和活塞（4）一起工作，形成密封的工作腔。
2.本发明的转子发动机，其特征在于，转子（8）是工作腔的一部分，其与闸门（6）、活塞（4）和发动机本体（5）一起形成工作腔，当燃料在内部燃烧时，推动活塞（4）于是驱动转子（8）旋转。
3.本发明的转子发动机，其特征在于，当仅存在一个功率输出单元时，转子充当飞轮。
4.本发明的转子发动机，其特征在于，一转完成一个循环。
5.本发明的转子发动机，其特征在于，力始终垂直于旋转半径，以保证最大功率输出。
6.本发明的旋转发动机，其特征在于，工作腔内的介质也可以是蒸汽或水，类似于涡轮机。
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