CN1196438A - 定轴轮叶片式二种程转子内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明为定轴轮叶片式二冲程转子内燃机。就是在一个圆柱缸体上装有一个偏心于缸套的带有四叶片(两缸)或六叶片(三缸)槽的定轴轮转子,叶片置入槽内,其顶端各自顶向准圆缸套内表面,形成四个(两缸)或六个(三缸)弧形的工作腔,当转子转动一周(360°)时,工作腔各自变化一次,相应的两个工作腔各自通过铸造于转子及两端盖上的配气槽、气道和气孔共同完成“吸、压、爆、排”的一个工作循环。本机结构简单,速度范围大,运转平稳。

Description

定轴轮叶片式二冲程转子内燃机

本发明涉及一种圆柱缸体和转子偏心安置，在转子周边槽内内置叶片的二冲程转子内燃机。

现有的内燃机，一般为普通复往复活塞式内燃机，由于部件的惯性作用，工作起来震动大，不能高速运行，单缸功率输出小。由于必须将活塞的往复运动变换成输出轴的旋转运动，使得内燃机零部件增多，结构复杂，成本提高。

本发明的任务是制造一种能克服上述缺点的体积小、结构简单，转速范围大(几十转至万转/分钟)，运转平稳，单位工作容积功率大，单位工作质量小，输出功率大，成本低的新型内燃机。

上述任务是通过下列技术方案解决的。由于运用本方案可制造汽油机和柴油机，并且有两缸(四叶片)、三缸(六叶片)或更多缸等等多种工作形式，现以两缸(四叶片)汽油转子内燃机形式作为代表加以说明。本两缸汽油内燃机主要由圆柱缸体、转子和转子槽子内的叶片以及前端盖和后端盖组成。转子上的“十”字形叶片槽将转子边缘部分四等分，其中相对的两块边缘正面和背面均被斜切去了弦切部分，形成斜切面[f]、[f′]，[f′]为转子背面斜切面；[f]和[f′]在图中重叠，另两块上面有气孔[K]，气孔[K]为通孔，通孔内部有气道[L]通向半径方向转子的周边。在后端盖上铸有进气槽[M]、压气槽[N]和扫气槽[H′](图中的虚线喇叭口部分)，气槽[M]和进气管[P]相通，扫气槽[H′]和压气槽[N]通过端盖内部气道[F]相连通。在前端盖上铸有排气口[H](图中的实线喇叭口部分)，排气口[H]和排气管相通。由于图上没有前端盖，为了能详细说明本内燃机的工作原理，故将前端盖上的排气口[H]画出，特此说明。后端盖上的扫气槽[H′]和前端盖上的排气口[H]在图中有部分重叠，排气口[H]比扫气槽[H′]提前一定角度。转子槽内的叶片[A]、[B]、[C]、[D]受各自槽内压力弹簧的顶力，使各叶片的顶端始终和缸体内周边相接，把缸体和转子之间的间隙分为四个腔体，分别为[a₁]、[a₂]、[b₁]、[b₂]，其中[a₁]、[b₁]两腔为辅助吸气腔，相当于活塞式二冲程内燃机的曲轴箱；[a₂]、[b₂]两腔为燃烧室。[a₁]腔独立为[a₂]腔供气，[b₁]腔独立为[b₂]腔供气。四个腔体按照各自顺序重复完成各自的功能，由于[b₁]、[b₂]两腔的工作方式和[a₁]、[a₂]两腔的工作方式完全相同，故这里只从[a₁]、[a₂]两腔的工作循环加以阐述，本机为逆时针转动，其工作原理如下：(图1-图6)

①如图1，此时[a₁]腔转子上的气孔[K]开始和后端盖内表面上的气槽[M]相接，继续转动，[a₁]腔体积变大，新鲜混合气从进气管[P]经过气槽[M]，沿转子上的气孔[K]通过转子上气道[L]进入[a₁]腔内，[a₁]腔不断吸入新鲜混合气；

②如图2，当转子转动到此角度后，[a₁]腔内转子上气孔[K]脱离气槽[M]，[a₁]腔吸气过程结束。由于考虑高速运行，故将吸气角推迟一定角度；(此角可以根据设计转速来选定)

③如图3，继续转动，[a₁]腔转子上的气孔[K]和端盖上的气槽[N]相接，[a₁]腔的体积变小，[a₁]腔内的新鲜混合气又通过转子上气道[L]和气孔[K]，沿气槽[N]和端盖内部气道[F]，吹向扫气槽[H′]，此时[a₂]腔内转子背面上的斜切面[f′]正好经过扫气槽[H′]，新鲜混合气经过转子背面斜切面[f′]反射后进入[a₂]腔，[a₂]腔内的原有气体被新鲜混合气吹向前端盖上的排气口[H]，原有气体经转子正面斜切面[f]反射后从排气口[H]吹出，[a₂]腔内换入了新鲜混合气；

④图4，继续转动，当[a₂]腔内转子背面上的斜切面[f′]脱离扫气槽[H′]时，[a₂]腔形成一个封闭的空间。继续转动，[a₂]腔的体积变小，内部的混合气被压缩；

⑤图5，继续转动，当[a₂]腔压缩到最小值稍前时刻时，火花塞(图中未标)开始点火，燃烧气体迅速膨胀，[a₂]腔内压力迅速升高，当转过[a₂]腔体积最小值时，由于[a₂]腔前后叶片[B]、[C]伸出部分长短不等，形成压力差，推动转子向逆时针方向旋转做功。此时[a₁]腔已经重新进入吸气阶段；

⑥图6，继续转动，当[a₂]腔内转子正面上的斜切面[f]接触到前端盖上排气口[H]时，[a₂]腔内废气开始从排气口[H]自由排放，在此同时，[a₁]腔内已经重新吸满新鲜混合气。继续转动，转子背面上的斜切面[f′]的后端盖上的扫气槽[H′]接触，扫气过程开始，[a₁]腔内新鲜混合气又通过气槽[N]沿气道[F]，吹向扫气槽[H′]，经过转子背面上的斜切面[f′]的斜面反射进入[a₂]腔，将[a₂]腔内残余废气扫向前端盖上的排气口[H]。继续转动又压缩、爆发。如此，[a₁]、[a₂]腔每旋转一周(360°)，共同完成一个工作循环，形成“吸、压、爆、排。

依照本发明，我们制造了一台转子内燃发动机，体积小、功率大、转速高，由于均是准圆加工，没有特殊曲线弧面，故加工非常简单，零部件数量也很少。

本转子内燃机设计紧凑、结构简单，加工成本很低，运转平稳，输出功率大，转速高且速度范围大，因此这种内燃机可以方便地应用到工业、交通、军事等各个领域中，最适应于小马力的动力机械应用，如轿车、摩托车发动机等。

Claims (4)

1、定轴轮叶片式二冲程转子内燃机本发明的特征是：在准圆缸体内装有一个偏心与缸套的定轴轮转子，转子上有相应的叶片槽，叶片置入槽内，其顶端各自顶向缸套内表面，形成各自弧形工作腔，当转子转动一周(360°)时，工作腔体积变化一次，相应的两个工作腔各自通过铸造于前后两端盖内表面的配气槽[M]、[N]、[H]、[H′]和内部气道[F]以及转子上的切口[f′]、[f]和气孔[K]来共同完成“吸、压、爆、排”一个循环。

2、根据权利要求1的转子内燃机其特征是后端盖内表面上有一个进气槽[M]和一个压气槽[N]以及一个扫气槽[H′]，压气槽[N]和扫气槽[H′]通过端盖内部气道[F]连通。

3、根据权利要求1的转子内燃机其特征是前端盖上有一个排气口[H]。

4、根据权利要求1的转子内燃机其特征是在转子被叶片槽分割的扇形块上每隔一块有一个进气口[K]，没有进气孔的转子扇形块边缘正面和背面均有切口[f]、[f′]，用来辅助扫气。

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