CN1197160A - 星轨活塞式旋转体发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种星轨活塞式旋转发动机。它包括转子缸体总成,设在转子缸体内的转子体总成,配气系统,润滑系统。转子体总成包括气缸飞轮体,设在气缸飞轮体的气缸中的活塞连杆总成。活塞连杆总成中的连杆套在一固定轴上,固定轴与气缸飞轮主轴平行,它们之间的距离为活塞行程为1/2。本发动机结构紧凑、体积小、油耗低、功率大等优点。其燃烧迅速完善,运转平顺,不会有静点应力现象,振动小,尽轮惯性大等特点。

Description

星轨活塞式旋转体发动机

本发明属于动方机械，具本涉及旋转发动机。

目前，各种机动车使用的发动机都是复式发动机，这种发动机体积大、工作过程振动大。同时附件较多能耗大。现有二冲程发动机油耗大，机油与混合气直接参与燃烧，其换气系统缩短活塞有效行程，换气不干净，有部分混合气被白白排掉。因此混合气不新鲜，排放的污染较大。连杆与飞轮迹转作功会产生静点应力，飞轮惯性较差。困此发动机迹转振动较大，活塞工作环境恶劣，润滑条件不稳定，受连杆及飞轮冲击大，工作平顺性差。缸盖面积小，工作时易过热，形成积炭，不易提高发动机压缩比和缩短行程与缸径比。

本发明的目的在于设计一种转子体上设活塞连杆的旋转发动机，以克服上述之不足。

本发明的技术方案为：它包括转子缸体总成，设在转子缸体内的转子体总成，发动机的配气系统，润滑系统，转子缸体总成包括转子体工作腔、齿轮箱，与转子体工作腔连接的转子侧盖体。转子体总成包括气缸飞轮体，设在气缸飞轮体的气缸中的活塞连杆总成。气缸飞轮体包括径向气缸与气缸为一体的飞轮。活塞连杆总成的连杆套在固定轴上，固定轴与气缸飞轮体主轴平行，它们之间的距离为活塞行程的1/2。该发动机可制成二种程的，也可制成四冲程的。制成二冲程的发动机时，其配气系统中在转子缸体上设互相隔开的进气腔、压气腔。制成四冲程发动机时，其配气系统中还设配气机构。

本发明具有结构紧凑、体积小、油耗低、功率大等优点，采用独有的组合转子体结构，短的行程与缸径比设计，高的压缩比，混合气均匀，燃烧迅速完善，迹转平顺，不会有静点应力现象，振动小、飞轮惯性大。

图1二冲程发动机结构剖视图

图2双缸二冲程发动机径向剖示视图

图3单缸二冲程发动机径向剖示视图

图4二冲程发动机转子缸体轴向剖示图

图5二冲程发动机转子缸体结构示图

图6二冲程发动机转子体结构示意图

图7二冲程发动机活塞结构示图

图8二冲程发动机活塞仰示剖示图

图9四冲程发动机结构剖示图

图10四冲程发动机配气机构视图

图11分体组合式转子体径向示图

图12四冲程发动机工作原理图

根据本发明的技术方案实施设计了以下几种发动机：

一、二冲程发动机：

(1)、双缸二冲程发动机如图1、2所示，其中：

1、火花塞  2、转子缸体  3、进气腔密封环4、进气腔  5、机油加油口及密封螺钉6、压气腔  7、齿轮箱8、右转子轴承紧固边  9、右转子轴承10、传动齿轮  11、右转子体传动轴承12、传动齿轮紧固螺母  13、右转子轴油封座。  14、机油泵从动齿轮15、机油泵  16、机油泵密封盖  17、机油泵从动齿轮安装边盖18、机油输油盖  19、从动齿轮边盖螺桩20、齿轮盖边道  21、放油口及磁性螺钉22、转子体  23、转子体轴面密封面24、转子体轴面密封环  25、转子体轴面油封环26、气缸口  27、散热片  28、转子侧盖体29、连杆  30、转子偏心轴31、转子偏心轴输油道  32、转子偏心轴输油腔33、左转子轴承挡油盘  34、左轴承销35、左转子轴  36、左转子轴油封座37、左转子轴轴承  38、点火装置安装盘39、连杆工作腔  40、油底壶  41、活塞销42、点火口  43、转子体油环槽  44、气缸45、活塞头部  46、活塞头部存油腔47、活塞头杆  48、活塞进机油道49、活塞出机油道  50、出油喷口  51、活塞曲臂52、气缸与进气腔和压气腔连接通口53、活塞曲臂滑槽  54、活塞轴杆密封环55、密封环固定卡簧  56、接化油器进口57、扫气口  58、排气口59、连接转子侧盖体机油通口  60、机油泵进油口61、发动机安装固定处  62、燃烧室

配气系统包括设在转子缸体2口上的进气口56，排气口58，扫气口57，点火口42，转子缸体上设互相隔开的进气腔4，压气腔6。进气腔4和压气腔6为圆孤分布的槽，端面与转子体22接触，两者之间有密封面64，进气腔4周边设有密封槽3.1和密封环3。压气腔6与设在转子缸体2上的扫气口57相通，排气口58设在转子缸壁上。如图4、5。其中11.1-左传动轴孔，15.1-机油泵壳体，63-转子缸，9.1左传动轴轴承座。

转子体22设两气缸44，相位180，两气缸44各设活塞连杆总成，两活塞销41与转轴中心在同一直线上且与活塞杆47平行。两气缸的进气孔52对称设在转子体22的气缸下端。转子体22与转子缸体2圆周面之间密封23及密封环24，密封环24设在密封环槽24.1中。气缸44下设有活塞曲臂滑槽53和曲臂头部侧滑面65。曲臂滑槽53与活塞杆47的接触面通过活塞杆环座54.1设有活塞杆密封环54。以上结构如图1、2、6所示。

活塞总成如图2、7、8所示：包括活塞头部45、活塞杆47、活塞杆47下固定的曲臂51、曲臂51通过活塞销41与连杆29铰接，连杆29的另一端套在与转子侧盖体28铸于一体的偏心轴30上。活塞杆47与曲臂51呈“L”型。曲臂51上设有凸形滑块67。滑块67与转子缸体2上的曲臂槽53接触。活塞连杆总成润滑油道包括塞头部的与油环槽68相通的存机油腔46，该腔与活塞杆油道48、49，曲臂油道66，活塞销油道65相通。凸形滑块67上设有机油喷出口50。

该机的润滑系统如图1、2所示，包括转子缸体2上的机油泵15，主油道18，转子侧盖油道13，偏心轴输油腔32、油道31，活塞总成油道均与主油道18相通，转子缸体2，侧盖体28下设有底油壶40。

该机工作原理：活塞总成受燃气和连杆及固定的偏心轴的作用，将切向侧压力传给气缸飞轮体，迫使气缸飞轮旋转，同时活塞总成连杆气缸固定的转子偏心轴旋转。两个旋转轴中心轴线距离为活塞行程的一半。

该机发动机的换气原理：如图2缸可燃混合气经进气口56流入进气腔4，再经通口52流入气缸44活塞头45下部，而活塞头上部压缩接近上止点，火花塞点火，膨胀作功开始，此时B缸正在膨胀作功接近下止点，而活塞头下部混合气则经通口52、B流入压气腔6。当A缸活塞膨胀作功下行接近下止点时，废气经排气口58通过消声器排出，活塞头下部可燃混合气经通口52被压入压气腔6。B缸此时正上行压缩混合气，即将被点燃或已被点燃，活塞头下部仍经通口52.B吸进混合气。

当A缸到排气口与扫气口同时开启，由活塞头下部压入压气腔的混合气经扫气口驱除，并取代了气缸内残余废气。此时B缸混合气刚被点燃，正在膨胀作功，而活塞头下部正将新鲜混合气经通口52.B压入压气腔。

当A缸换气完毕压缩行程开始，活塞头下部开始形成真空通过通口52连接进气腔4将新鲜混合气吸入。B缸此时仍膨胀作功。由此可知双缸转子体二程发动机两气缸各完成一个工作循环转子体旋转一周。当A缸作功冲程时，B缸作辅助冲程。反之，当A缸作辅助冲程时，B缸为作功冲程。因此，转子体总处在不间断的作功冲程中。

2、单缸二冲程发动机，如图3。其中：

1.1、点火口  1.2、转子缸体  1.3、转子体

1.4、转子体油环槽  1.5、转子体油面密封环

1.6、进气口  1.7、气缸套  1.8、气缸套定位销

1.9、活塞头部  1.10、活塞轴杆  1.11、气缸

1.12、轴杆环卡簧  1.13、轴杆环  1.14、气缸通口

1.15、活塞曲臂  1.16、活塞销  1.17、曲臂滑槽

1.18、曲臂滑面  1.19、气缸加强筋

1.20、转子体平衡块  1.21、扫气口  1.22、排气口

其设计结构：转子缸体，转子体侧盖体均与双缸二冲程发动机相同。不同在于其转子体只该一个气缸1.11，气缸设在转子体1.3的半圆内，另半圆设平衡块1.20。气缸中设活塞连杆总成，活塞销1.16与转轴中心在一直线上且活塞杆1.10平行。活塞连杆结构与双缸相同。其转子缸体的进气腔与压气腔为一整体，进气口6处设单向进气阀。

二、四冲程发动机，如图：9、10.其中：

4，1转子缸体  4.2进气腔  4.3转子体

4.4转子体油面油封  4.5气门缸  4.6气缸通口

4.7活塞式气门  4.8气门弹簧  4.9弹簧止桩

4.10摇臂  4.11凸轮轴  4.12气门杆滑槽

4.13配气机构腔密封壁  4.14橡胶油封

4.15转子体右轴  4.16齿轮箱

4.17转子体传动齿轮  4.18变速从动齿轮

4.19变速传动齿轮  4.20凸轮轴从动齿轮

4.21转子体右轴轴承  4.22机油泄流口

4.23排气腔  4.24转子侧盖体  4.25连杆工作腔

4.26连杆  4.27连杆输机油道

4.28活塞曲臂及活塞销  4.29活塞油道

4.30转子偏心轴  4.31转子偏心轴输机油道

4.32转子体左轴  4.33转子体左轴轴承

4.34左轴承密封盘  4.35机油回流口

4.36机油底壶  4.37气门杆

4.39密封壁  4.40排气口

4.41进气口

四冲程发动机其连杆和转子侧盖与二冲程发动机的结构相同。活塞头部不设存油腔，润滑油可以从活塞头下部端口溢出润滑气缸壁和活塞曲臂工作腔。其配气系统中包括转子体4.3上的配气结构。该机构包括设在气缸壁上的气门缸4.5，其内的活塞气门4.7气门弹簧4.8、气门摇臂4.10，弹簧止桩4.9及凸轮轴4.11。气门缸4.5与气缸燃烧室相通，气门摇臂4.10与凸轮轴4.11连接，凸轮轴4.11设在转子体4.3右轴上。气门缸4.5中心轴线垂直于转子体4.3中轴线。转子缸体4.1的进气腔4.2和排气腔4.23设在气门缸4.5口对应的转子缸壁上。进气腔4.2与排气腔4.23之间设密封壁4.39。

四冲程发动机工作原理如图12所示，当A缸活塞4.42处在上止点附近时，气缸B活塞处在下止点附近。转子体旋转气门缸口通过排气腔和进气腔之间密封壁，使气缸A通过径气门缸接通进气腔连接进气口。从化油器内吸入新鲜混合气，此时气缸B的径气门缸4.5接通排气腔，从排气口排出废气。

当气缸A活塞旋转到下止点附近时.进气完毕.活塞式气门4.7由弹簧上行关闭气缸通口4.43，压缩行程开始；此时气缸B活塞在上止点附近排气完毕，气门缸口通过排气腔与进气腔之间的密封壁，进气过程开始。

当气缸A活塞重新旋转到上止附近时，气缸内混合气压缩将终了，火花塞点火膨胀作功开始，此时气缸B活塞接近下止点附近进气仍在进行，活塞式气门即将关闭气缸通口4.43、压缩行程开始。

当气缸A活塞膨胀作功到下止点附近时，活塞式气门由凸轮驱动摇臂下行，气缸通口径气门缸口接通排气腔经排气放废气，膨胀作功完毕，排气行程开始；此时气缸B活塞上行压缩至上止点附近点火膨胀作功开始。

对于二冲程发动机，其转子体可分体组成式转子体，如图11，转子体由左右两半分转子体固定连接而成，其气缸内设有气缸套67。该图为左半边左缸飞轮体。左右轮体。左右分转子体由螺钉68连接。69为曲臂工作腔。

Claims (12)

1、一种星轨活塞式旋转发动机，其特征在于它包括转子缸体总成，设在转子缸体内的转子体总成，发动机的配气系统，润滑系统；转子缸体总成包括转子体工作腔、齿轮箱，与转子体工作腔连接的转子侧盖体；转子体总成包括气缸飞轮体，设在气缸轮体体的气缸中的活塞连杆总成；气缸飞轮体包括径向气缸及与气缸为一体的飞轮；活塞的连杆总成中的连杆套在一固定轴上，固定轴与气缸飞轮体主轴平行，它们之间的距离为活塞行程的1/2。

2、如权利要求1所述星轨活塞式旋转发动机其特征在于所述气缸飞轮体的气缸下设有曲臂滑槽，曲臂滑槽与活塞轴杆之间设有密封件。

3、如权利要求1所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于所述配气系统包括设在转子缸体上的接化油器进气口，排气口，扫气口，点火口，转子缸体上设互相隔开的进气腔，压气腔，转子体上气缸与进气腔，压气腔连接的进气口。

4、如权利要求1所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于所述润滑系统包括设在转子缸体上的油泵、主油道、转子侧盖油道、偏心轴油道、活塞总成油道，各油道均与主油道相通，转子缸体下设底油壶。

5、如权利要求1所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于转子体由左右两半分他转子体固定连接而成，该分体组合式转子的气缸内设有气缸套。

6、如权利要求1所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于活塞连杆总成包括活塞头部及活塞杆，活塞杆下固定有曲臂，曲臂通过活塞销与连杆铰接，连杆的另一端套在偏心轴上，活塞杆与曲臂呈“L”形，曲臂上设有凸形滑块，滑块与转子缸体上的曲臂滑槽接触；偏心轴与转子侧盖体铸于一体。

7、如权利要求4、6所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于活塞连杆总成润滑油道包托活塞头部的与油环槽相通的存油腔，该腔与活塞杆油道、曲臂油道、活塞销油道相通，凸形滑块设机油喷出口。

8、如权利要求2、3所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于所述转子缸体进气腔与压气腔为圆弧分布的槽，端面与转子体端面接触，两者之间有密封面，进气腔周边设密封并设密封件，压气腔与设在转子缸上的扫气口相通，排气口出设在转子缸壁上。

9、如权利要求2、3、6所述，星轨活塞式旋转发动机，其特征在于所述转子体设两气缸，相位180°两气缸中各设活塞连杆总成，两活塞销与转轴中心在同一直线上，且与活塞杆平行，两气缸的进气孔对称设在转子体的气缸下端，转子体与转子缸体圆周面之间密封面及密封环。

10、如权利要求2、6所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于所述转子体设一个气缸，气缸设在转子的半圆内，另半圈设平衡块，气缸中设活塞连杆总成，活塞销与转轴中心在一直线上且与活塞平行，其转子缸体的进气腔与压气腔为一整体，在进气口处设单向进气阀。

11、如权利要求1所述星轨活式塞旋转发动机，其特征在于所述转子体上还设有配气机构，该机构包括设在气缸壁上的气门缸，其内的活塞气门、气门弹簧、气门摇臂、弹簧止桩及凸轮轴，气门缸与气缸燃烧室相通，气门摇臂与凸轮轴连接，凸轮轴设在转子体右轴上。

12、如权利要求11所述星轨活塞式旋转发动机，其特征在于气门缸中心轴垂直于转子体中轴线，其转子缸体的进气腔和排气腔设在气门缸口对应的转子缸壁上。

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