CN1198504A - 二行程双向转子多缸发动机的工作方法和主机主设计方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活塞往复式发动机的工作方法和发动机主机。本发明的工作方法是:发动机燃烧室内燃气热膨胀的巨大压力,推动弧线往复式运动的并联活塞组中下行方向活塞,沿力对转轴的矩最大的切线方向推动双向转子、扭转主轴对外作功。本发明实现上述方法的双向转子发动机主机是由:机座、机盖、并联活塞组、转子、齿轮、主轴、燃气收集管道等组成。它能按上述方法循环工作,实现较大幅度提高发动机机械效力的目的。

Description

二行程双向转子多缸发动机的工作方法和主机设计方案

本发明涉及活塞往复式发动机系统的工作方法和发动机主机：

通常活塞往复式发动机系统的工作方法是：

使用起动机带动曲轴施转，驱使连杆下端和曲轴臂，在曲轴箱内作园周运动，连杆上端带动活塞在气缸内。作上下往复式直线运动，活塞下行时，气缸进气门开启，由于气压差的作用，外界空气被吸入气缸，(或在过程中与燃油混合后的混合气)活塞下行到下止点(最低位置)由于曲轴继续转动，活塞被带往上行，(进气门关闭)进入气缸的空气，(或混合气)被上行的活塞压缩至气缸缸盖与活塞顶组成的燃烧室的过程中，与喷入的燃油混合，经预备性化学反映着火延迟期的燃油混合气被压缩至燃烧室的瞬间，(活塞到达上止点)由于气体被压缩过程产生的高温高压，燃油迅速自行燃烧，(或混合气经点火燃烧)产生大量的热能，气缸内温度骤然增高；被压缩的气体立即膨胀，热膨胀的燃气压力推动活塞下行，经连杆驱使曲轴旋转，实现对外作功，(发动机启动后起动机脱离)活塞下行到下止点，排气门开启。部分燃气自行冲出气缸，由于曲轴继续旋转，活塞被带往上行，气缸内的废气绝大部分被上行活塞推出气缸(燃烧室残留部分)。活塞上行至上止点，(最高位置)排气门关闭，进气门开启，活塞又被继续旋转的曲轴带往下行，就这样吸气、压缩，作功(燃烧膨胀)，排气四个行程反复循环不已。

把上述吸气、压缩、作功和排气四个行程分配在二个行程内完成的发动机为二行程发动机，由于一些尚未解决的难题，除小型机外，大型机很少以它为循环方式，而采用四行程方式。

由于通常活塞往复式发动机的对外作功如上所述，是通过高温高压燃气推动活塞的往复式直线运动经连杆，曲轴臂转变为曲轴的旋转运动实现的，燃烧膨胀产生的巨大压力。能够被活塞最充份有效地承受，所以有一定的热效益，但是使用连杆，变活塞的直线运动为曲轴的旋转运动，以实现对外作功，正是这一发动机系统的致命缺陷。

1、活塞的行程限制了曲轴臂的长度(力臂)。同时，气缸内燃气热膨胀压力最大的时候，力臂处在对转轴的矩相对小的位置，致使发动机得不到最大的扭矩。

2、燃烧膨胀产生最大压力的瞬间，力过活塞的作用线正好经连杆，曲轴臂和主轴轴承座(支点)的反作用线在同一直线上，致使力的外效应等于零，燃烧膨胀最初产生的巨大压力，完全被发动机主机自身承受，形成了发动机机件被迅速磨损，严重时还会造成对发动机主机的重大损坏。

为了避免这样的后果，人们只好接受把燃油燃烧速度限制在汽油、30-50米/秒的范围内，柴油控制着火延迟期为最小的现实，把燃油燃烧膨胀产生的压力限制在发动机主机所能承受的范围内，致使燃油中的热能不被最充分地利用、形成发动机热效益低下，所以自第一台活塞往复式发动机问世100多年以来，经无数人的改进和完善，现代最先进的活塞往复式发动机、柴油机机械效率仅达36％左右，汽油机则只达30％左右。

本发明的目的是：提供一套热效益高的二行程双向转子多缸内燃发动机系统的工作方法和实现这一方法的二行程双向转子多缸内燃发动机主机，(根据需要，可以制造为二缸、四缸、六缸、八缸乃至十二缸等，二转子、三转子发动机主机)本发明能有效地发挥通常往复式活塞发动机的优点，活塞最大程度地承受燃油燃烧燃气热膨胀所产生的压力，也能克服通常往复式活塞发动机的缺陷，燃油不能最迅速，最充分地燃烧，燃烧膨胀产生的压力作用线方向不利等，达到使活塞往复式内燃发动机系统机械效率能较大幅度地提高，效率达45％以上成为可能的目的。

本发明的工作方法是：

1、利用燃气透平(燃气完全由发动机废气供给)带动多级压气机、将过滤后的外界新鲜空气，压缩至高压储气筒，经配气机构，直接供给发动机各工作气缸以中、高压压缩空气。

所以燃烧室容积较大，经活塞进一步压缩后的气体压缩程度高过量空气系数大，且在排气过程，使用中高压压缩空气、清扫和掺冷气缸中工作后的燃气、新鲜的中高压压缩空气在发动机的不同转速下均能充满气缸，在活塞进一步将充满气缸中的中、高压压缩空气压缩至燃烧室的过程中，适时地喷入燃油，保证燃油和空气被压缩至燃烧室中时，已有足够的混合和预备性化学反映着火延迟期，迫使燃油在被压缩至燃烧室中的瞬间，也就是活塞上行到上止点的瞬间，最迅速最充分地燃烧，在最短的燃烧过程中，把所具有的热量，最充分地释放出来。

2、燃烧膨胀产生的压力，通过相对主轴轴心作往复式弧线运动的活塞组，直接沿与主轴静配合的转子A和与主轴滚动配合的转子B的外园表面，切线方向，推动转子旋转，它们的扭矩，转动主轴实现对外作功。

由于本方法使力的作用线方向，始终保持在力对转轴的矩为最大的方向上，同时避免了通常活塞往复式发动机燃烧膨胀瞬间产生的巨大压力，完全被发动机主机自身承受的状态，所以燃烧膨胀产生的压力，能最大程度地转变为发动机的扭矩对外作功，并增大了同等功率的发动机容许燃烧膨胀产生的压力最大值。

3、使用多组相对主轴，作相对主轴轴心的弧线运动的往复式并联活塞组，沿转子的多处外园表面切线方向，推动转子旋转，(为了叙述方便，规定并联活塞组中的单个活塞推动转子旋转的运行方向为下行，下行的极限位置为下止点，与此同时，并联活塞组中的另一个活塞必处于逆转子旋转的运动方向，规定逆转子旋转的运动方向为上行，上行的极限位置为上止点。两半个燃烧室部分组为一个燃烧室时的位置)。

由于并联活塞组的特殊构造形式和在同一轴上的若干个转子，以相反方向旋转的工作方式，所以当并联活塞组中，为上止点位置的活塞，被燃烧膨胀的燃气从上止点压向下行，并推动所对应的转子旋转，扭矩经主轴的旋转对外作功的过程中，过先前处于气缸外的排气孔(进气阀门开启)大部分燃气和部分新充入气缸的中高压压缩空气，冲开排气阀门，自行冲出气缸，活塞在惯性和残余燃气，充入气缸的中高压压缩空气压力作用下，继续下行到下止点，行程过程开始的同时，并联活塞组中为下止点位置的活塞被下行方向活塞从下止点推向上行，上行活塞过排气孔(进气阀门关闭)、排净气缸中的残余废气和清扫掺冷用中高压压缩空气的混合气继续上行，将充满气缸中的新鲜中高压压缩空气，进一步向燃烧室中压缩的过程中，与喷入的燃油混合，经足够的着火延迟期压缩至燃烧室中，活塞到达上止点，由于上行过程中被压缩气体的阻力，处于上行方向的活塞，吸收并消除了实质上与它处于同一运动方向的，并联活塞组中下行方向活塞被燃气压力推动，高速下行产生的有害惯性，从而摆脱了通常直线往复式活塞连杆曲轴发动机系统，产生的有害惯性对进一步提高发动机转速的限制。

4、由于本发明发动机工作系统的特点，如上述第一条、第三条所述，每有一气缸燃烧膨胀作功，必有一气缸排气压缩，所以排出气缸的高温高压燃气流量大，连续性好，经燃气收集管道，收集并引至二级透平燃气进气道，推动透平旋转，对外作功，带动多级压气机工作，将过滤后的外界新鲜空气压缩至高压储气筒，经配气机构、将中高压压缩空气不断地供给发动各工作气缸。

以上的方法，形成了一个半封闭的发动机循环工作系统，从而实现较大幅度地提高活塞往复式内燃发动机系统，机械效率的目的，使发动机机械效率提高到45％以上成为了可能。

本发明实现上述方法的二行程双向转子多缸发动机主机是这样实现的：

它由机座、机盖、燃烧室活塞内滑道体若干个，并联活塞组若干组、并联活塞中间滑撬用滑槽若干道、转子A、转子B、园锥直齿轮A，园锥直齿轮B若干个，齿轮B固定轴若干支、主轴、主轴中间轴颈轴承座、轴承盖、端盖A、端盖B、主轴正时齿轮、三角皮带轮、飞轮盘、燃气收集管道等组成。

机座和机盖，它们的内腔各为一个园直筒的等径半园，装配时由固定镙栓固连为一体，它们的壁间设有冷却水套，水套相通，环机座和机盖的内腔壁面设有若干道密封环，环的壁间也设有和机座机盖水套相通的水套，机座和机盖环内腔壁面，相对于与它们组为气缸的并联活塞组各单个活塞两侧壁的高出部分，设有若干道密封槽，槽内有润滑油孔，和润滑冷却槽，环机座和机盖壁上，还设有若干排燃烧室活塞滑道体梯形装配孔，若干排园锥直齿轮B固定轴装配孔、若干排进气阀门装配孔、若干排排气孔和若干个润滑冷却油进油孔，在机座和机盖的中部内腔壁面，还设有主轴中间轴颈轴承座、轴承盖装配座。

机座的底部设有润滑冷却油流出孔，通向机油池。

为了装配方便，机盖分为两段，(或多段)。

端盖，端盖有两个，端盖A相对机座和机盖壁间水套至内腔密封环内园面的壁间，设有冷却水套，(若为三转子式，无上述冷却水套，与端盖B相同)与机座和机盖水套相通，两端盖的中间部设有主轴颈轴承座，它们的内壁面上，设有润滑油孔、冷却滑油槽和集油槽。

端盖A密封机体的右端并支承主轴的右端轴颈。

端盖B密封机体的左端并支承主轴的左端轴颈。

燃烧室活塞内滑道体、它们是由正面和后面为与主轴同心园弧的部分园环，左侧面和右侧面的上部为上面大、小面小的梯形，下部为半园形，左侧面半园面内设有一半球形燃烧室，燃烧室内通滑道体内腔设有喷油咀装配孔，底面为轴向与主轴同心园弧的半园凸面，环半园凸面上靠近燃烧室端，设有若干道半园密封环和油环装配槽、油环槽内设有润滑油孔、滑道体底面部还设有若干个润滑油孔和冷却滑油槽，顶面为长方形空腔，壁间设有与机座和机盖冷却水套相通的冷却水套，这样的活塞内滑道和燃烧室组合体。

组合体的上部梯形部装配在机座和机盖壁上梯形装配孔中，底面园弧同时与机座、机盖内腔园壁、转子外园、主轴同心。

并联活塞组，它是由两个内腔轴向为与主轴同心的园弧，经向为半园凹面，顶面和各一端对应端面不封口，一端对应端面封口，封口端面向外倾斜端面内设有一半球形燃烧室，正面为与主轴同心园弧，上面小，下面大的部分园环，(上面园弧、底面园弧、内腔园弧同时与主轴同心)底面为制满细密锯齿状齿的内弧对称平面组成的两个等形、等体活塞，它们的两内腔燃烧室部份遥相对应，上下左右平齐，并排由轴向为与它们同弧、端面下部为半园的半园体弧形滑撬，联为一体的并联活塞组、各单个活塞的侧壁和端壁顶面设有密封条装配槽。槽内有通活塞壁外的润滑油流出孔。

并联活塞组装配在燃烧室活塞滑道体弧形半园底面与转子外园对称平面之间，单个活塞内腔与活塞滑道体下部弧形半园底面，互为阴、阳并滑动配合，活塞内腔燃烧室部分与滑道体外端端面燃烧室部分组合为一个球形燃烧室，活塞底弧对称平面与它所对应的转子外园表面对称平面、沿转子旋转方向为齿合，逆转子旋转方向为动配合，活塞内腔与滑道体的配合面，由滑道体底部滑油孔供油润滑和冷却，并由装配在滑道体下部密封槽内的密封环密封。

每单个活塞两侧壁的高出端面部分，伸入与它们所对应的机座和机盖，环内腔壁面所设的密封槽内，装配在活塞侧壁和端壁顶面密封槽内的密封条。在发动机工作时，分别与它们所对应的机座或机盖内腔壁面滑动配合，以保持活塞内腔式气缸的密封，它们由环机座和机盖内腔壁面的密封槽内滑油孔供油润滑和冷却。

并联活塞组中间滑撬用滑槽，滑槽的轴向是与主轴同心的园弧，径向是半园凹面(与中间滑撬下部半园体互为阴阳并滑动配合)，滑槽的底部装配在主轴中间轴颈轴承座和轴承盖的中上部滑槽装配座上，并联活塞组由中间滑撬支承在滑槽内作相对主轴的往复式弧线运动，滑槽半园凹面底部，设有润滑冷却油孔和润滑冷却油槽供油润滑和冷却。

转子A和转子B，它们各为同心等径幅板式园轮，园轮的外园表面为对称平面，外园表面上平行于轴线制满细密的锯齿状齿，分别与它们所对应的并联活塞组中，单个活塞制满细密锯齿状齿的底弧面，沿转子旋转方向为齿合，逆转子旋转方向为动配合。

转子A静配合于主轴右端部轴头上。

转子B的一端制有大端与它等径的园锥直齿轮，转子B经滚动轴承滚动配合于主轴中部的轴头上。

园锥直齿轮A，园锥直齿轮A与转子B端部园锥直齿轮等径，等齿。园锥直齿轮A相对转子B端部园锥直齿轮静配合于主轴左端部的轴头上。

园锥直齿轮B，若干个园锥直齿轮B滚动配合于固定在机座和机盖齿轮B固定轴装配孔中的固定轴上，园锥直齿轮B分别同时与园锥直齿轮A和转子B端部的园锥直齿轮齿合，装配于若干个对称点上的园锥直齿轮B，将滚动配合于主轴上的转子B，端部园锥直齿轮传来的扭矩，传给与主轴静配合的园锥直齿轮A，变为与主轴静配合的转子A扭矩方向相同的等速扭矩，共同扭动主轴旋转对外作功。

主轴中间轴颈轴承座、盖，它们是由轴承座，盖过渡到滑槽装配座部分为幅条式园轮(园轮的外园面有若干支承柱，装配时装配于机座和机盖，内腔中部的装配座上)过园心沿轴向剖切成的两个等径幅条式半园轮、装配于机座上的为轴承坐、装配于机盖上的为轴承盖。

主轴，主轴是一根阶梯形转轴，它的中部轴头经滚动轴承与转子B滚动配合，右端轴头与转子A径花键静配合，左端轴头与园锥直齿轮A经花键静配合，中部轴颈经滑动轴承支承在中间轴颈轴承座上，右端轴颈经滚动止推轴承支承在端盖A主轴颈轴承座孔中，左端轴颈经滚动止推轴承支承在端盖B主轴颈轴承座孔中，在主轴的两伸出端，还分别装配有正时齿轮，三角皮带轮和飞轮盘等。

主轴的中心部分设有润滑油道，供油润滑和冷却轴承。

燃气收集管道是由两组环机座和机盖外侧壁上部的C型弯管，弯管中部过渡连接管和两端分别密闭性连接在对应的排气孔外，排气管装配座上的排气管，经中间燃气收集道组为一体的燃气收集管道。排气孔外端，设有压力开启式排气阀门。

发动机工作时气缸排出的废气，经各排气管，被中间收集道引至透平燃气进气道，推动透平旋转，对外作功。

转子A、转子B、它们与之配合的并联活塞组，滑槽，园锥齿轮A，园锥齿轮B等机件的润滑和冷却，由机油泵经主油道、过机座和机盖壁上的滑油孔，由专设的润滑油道供油润滑和冷却、工作后的机油，经机座底部的机油流出孔流至机油池，过滤冷却后循环使用。

本发明二行程双向转子多缸发动机，主机的工作循环是：

高压储气筒供给的高压压缩空气，经起动机构，首先从装配在机座或机盖壁上进气阀门装配孔中的进气阀门，充入机体内处于上止点位置的并联活塞组中、单个活塞内腔端面燃烧室部分，与所对应的滑道体外端面燃烧室部分，组成的燃烧室中，推动活塞下行，下行过程中高压压缩空气源源不断地充入活塞内腔，与所对应的机座或机盖内腔壁面组成的发动机工作气缸中，由于高压空气的压力作用，并联活塞组以支承在和主轴同心的弧形半园凹面滑槽内的，中间滑撬为支点发生倾斜，下行方向活塞在高压下向所对应的、装配于主轴上的转子倾斜，制有细密锯齿状齿的活塞底弧面，紧压于制有细密锯齿状齿的转子外园表面，并相互齿合，活塞沿中间滑槽相对主轴轴心的弧线被高压空气推向下行，同时推动转子沿活塞下行方向旋转。

在过程的开始，并联活塞组中，与处于上止点位置活塞相对应，处于下止点位置的活塞，被同时以中间滑撬为支点，压向与活塞内腔所对应的机座或机盖内腔壁面倾斜，活塞侧壁和端壁顶面密封槽内的弹簧被压缩，密封条紧贴所对应的机座或机盖内腔壁面作滑动配合，制有细密锯齿状齿的弧形底面，偏离所对应的配合于主轴上的另一转子，制有细密锯齿状齿的外园表面，被并联活塞组中处于下行方向的活塞推向上行，(并联活塞组中两个活塞的运动方向实质上是一致的，只是由于它的构造形式和转子的工作方式，使它一边活塞为处于下行方向时，另一行活塞为处于上行方向，两单个活塞一个为作功，另一个同时为压缩，与它们所对应的各个转子也同时反向旋转)在被下行方向活塞推向上行的过程中，上行活塞让过先前处于气缸中的排气孔(进气阀门处于关闭位置)将气缸中的空气向上止点压缩至燃烧室中。

被下行方向活塞推动旋转的转子扭矩，经主轴的旋转带动正时齿轮等附属机件工作，配气系统按机体内各气缸的工作秩序适时的定时将中高压压缩空气经进气阀门充入气缸，高压油泵适时地定时将燃油，经装配于燃烧室活塞滑道体内腔，喷油咀装配孔中的喷油咀喷入气缸，机油泵将机油经主油道，过机座和机盖壁上的润滑油进油孔压向各分油道，供机体内各运动机件的润滑和冷却。

下行活塞下行至让进先前处于气缸外的排气孔，气缸内的部分高压空气自行冲开排气阀门冲出排气孔，经燃气收集管道引至透平燃气进气道、推动透平旋转，由于下行活塞本身的惯性和继续源源不断充入气缸的高压空气的压力作用，下行活塞继续下行至下止点。

过程的同时，处于上行方向的活塞，在下行活塞推动下，沿上行方向将气缸中的空气向燃烧室中压缩的过程中，与适时喷入气缸的燃油混合、经足够的着火延迟期，被压缩到燃烧室中的瞬间(活塞到达上止点)由于压缩过程中气体产生的高温高压，经足够预备性化学反映着火延迟期的燃油，迅速自行燃烧产生大量的热量，燃烧室内气体的温度和压力骤增，在热膨胀燃气的压力作用下，活塞被从上止点推向下行，(先前上行活塞转变为下行)。

由于燃烧热膨胀燃气的压力作用，下行活塞以支承在滑槽内的中间滑概为支点，向所对应的转子倾斜，活塞带细密锯齿状齿的底弧面，紧压在转子带细密锯齿状齿的外园表面上，相互齿合，活塞侧壁和端壁顶面偏离所对应的机座或机盖内腔壁面，装配在活塞侧壁和端壁顶面密封槽内的密封条。由于密封槽弹簧的作用，保持和所对应的机座或机盖内腔壁面滑动配合，活塞内腔与所对应的活塞内滑道体下部弧形半园滑道体滑动配合，并由装配在配合面间滑道体靠燃烧室端密封槽内的密封环保持密封(由于装配在密封槽内的弹簧作用，密封环随时保持与活塞内腔面滑动配合，从而保证密封)，同时配合面间由滑道体底面通滑道体内腔的润滑油孔供油至润滑冷却油槽保持润滑和冷却。

转变为下行方向的活塞重复上述先前下行方向活塞的过程，推动所对应的转子沿下行方向旋转，同时推动并联活塞组中上一行程为下行方向，处于下止点位置的活塞，向所对应的机座或机盖内腔壁面倾斜，活塞侧壁和端壁顶面密封槽内的密封条，由于密封槽内的弹簧的作用，保持与所对应的机座或机盖内腔壁面滑动配合，活塞内腔保持与所对应的活塞内滑道体下部弧形半园滑道体滑动配合，由于弹簧作用密封环保持配合面间的密封，活塞底部偏离所对应的转子外园表面，重复上一行程上述上行方向活塞的过程，转变为逆转子旋转方向的上行方向活塞，由下止点上行。

由装配在机体中转子和燃烧室活塞内滑道体间多处对称位置的多组并联活塞组中，各单个活塞依次重复上述相对主轴轴心的弧线往复式二行程循环，共同推动所对应的转子旋转，转子的扭矩扭动主轴旋转，至发动机被起动着火自行运转，发动机起动后，高压起动机构关闭，发动机由正常配气机构供给中高压压缩空气。

由于并联活塞组的结构和工作方式形成，静配合于主轴上的转子A和滚动配合于主轴上的转子B，当它们被所对应下行方向活塞，沿它们外园表面切线方面推动旋转时，均向与另一转子相反的方向旋转，所以，并联活塞组中的单个活塞，如果所对应的是滚动配合于主轴上的转子B，则在它为下行方向推动转子B旋转时，转子B的扭矩由其端部园锥直齿轮经同时与它和静配合于主轴上的园锥直齿轮A齿合的，园锥直齿轮B传给园锥直齿轮A，转变为与之静配合于主轴上的转子A相同方向的等速扭矩，共同扭动主轴旋转，实现对外作功。

被燃气推动的并联活塞组下行方向的活塞，从上止点下行时，经中间滑撬，沿与主轴同心的弧形滑槽，推动所对应的转子旋转下行的过程中，把先前处于气缸外的排气孔让进气缸内时，进气阀门开启，大部分高温高压燃气和新充入气缸的中高压压缩空气，冲开排气阀门，自行冲出气缸，经燃气收集管道，引至透平燃气进气道，推动透平旋转，对外作功，在气缸内残余燃气和，继续充入气缸的中高压压缩空气的压力作用和活塞高速下行的惯性作用下，下行方向活塞继续下行至下止点。

同时，与下行方向活塞实质上处于同一弧线运动，运动方向的并联活塞组中上行方向活塞，过先前处于气缸内的排气孔，将气缸内的残余燃气和中高压清扫空气的掺冷燃气排出气缸(进气阀门关闭)排出气缸的掺冷燃气，经燃气收集管道引至透平燃气进气道，推动透平旋转，对外作功，上行方向活塞在下行方向活塞推动下继续上行，将充满气缸内的中高压压缩空气，进一步向燃烧室中压缩，在压缩至燃烧室中的过程中，与适时喷入气缸的燃油混合，经足够的预备性化学反映着火延迟期，被压缩至燃烧室中，活室到达上止点，活塞上行把气体燃油混合气压缩至燃烧室中到达上止点的瞬间，经足够着火延迟期的燃油，在气体被压缩进程中产生的高温高压作用下，最迅速，最充分地自行燃烧，并在最短的燃烧过程中，把所具有的热能最大程度地释效出来，燃气热膨胀产生的巨大压力，推动到达上止点的活塞转向下行，重复上述循环方式和过程，推动所对应的转子高速旋转，转子的扭矩扭动主轴旋转，实现对外作功。同时，并联活塞组中被下行方向活塞从下止点推向上行方向的活塞，在上述排气，压缩过程中吸收并消除了下行方向活塞，由于燃气热膨胀巨大压力推动，高速下行产生的有害惯性，从而避免了通常往复式直线运动活塞，连杆曲轴发动机系统的有害惯性，对进一步提高发动机转速的限制。

由于本发明二行程双向转子多缸发动机，机体内各工作气缸，直接经高压储气筒供给中高压压缩空气，所以燃烧室容积较大，经活塞进一步压缩后的气体被压缩程度高，过量空气系数大，在发动机的不同转速下，均能保证气缸内充满新鲜的中高压压缩空气，且由多组并联活塞组各单个活塞内腔式气缸，按上述二行程方式压缩，燃烧膨胀，(作功)排气，所以排出机体的高温高压燃气(废气)流量大，连继性好，经燃气收集管道引至二级透平燃气进气道，推动二级透平旋转，带动与透平同轴的多级压气机工作，将过滤后的外界新鲜空气压缩至高压储气筒，经配气机构源源不断地供给发动机各工作气缸，二级透平的多余功率，经透平轴的旋转对外作功。

至此本发明形成了一个半封闭式的发动机闭路循环系统，按上述循环过程，周而复始的循环下去，发挥了通常活塞往复式发动机系统的优点，克服了它的缺陷，从而实现最充分地利用燃油的热效益，较大幅度地提高活塞往复式内燃发动机系统机械效率的目的。

Claims (13)

1、本发明二行程双向转子多缸发动机主机其特征在于：

(1)机体：包括机座、机盖、端盖。(2)燃烧室活塞内滑道体(可以是多个)。(3)并联活塞组(可以是多组)它是由两个与主轴同心的弧形体内腔式气缸活塞，相邻中间由与它们同弧的中间滑橇联为一体的活塞组。(4)转子A(可以是多个，静配合于主轴上)。(5)转子B(可以是多个，滚动配合于主轴上)。(6)同轴变向机构：它是由园锥直齿轮A(可以是多个，静配合于主轴上)。园锥直齿轮B(多个，滚动配合于固定在机体内腔壁面上的固定轴上)和转子B端部园锥直齿轮构成。(7)并联活塞组中间滑橇用滑槽(可以是多道)。(8)主轴中间轴颈轴承座、轴承盖(可以是多套)。(9)主轴、两端颈支承在两端盖主轴颈轴承座孔中。(10)附件：包括主轴正时齿轮、三角皮代轮、飞轮盘等。(11)燃气收集管道组成。

2、本发明二行程双向转子多缸发动机的工作方法其特征在于：活塞的运动方式是以弧线方式运动。

3、根据权利要求1：机座和机盖。它们的内腔各为一个园直筒的等径半园。装配时由固定镙栓固连为一体，它们的壁间设有冷却水套，水套相通。环机座和机盖的内腔壁面设有若干道密封环，环的壁间设有冷却水套，与机座和机盖水套相通，机座和机盖环内腔壁面，相对于与它们组成气缸的并联活塞组，各单个活塞两侧壁的高出部，设有若干道密封槽，槽内设有润滑油孔和润滑冷却槽，环机座和机盖壁上，还设有若干排燃烧室活塞滑道体梯形部装配孔，若干排园锥直齿轮B固定轴装配孔，若干排进气阀门装配孔，若干排排气孔、若干排排气阀门装配座和若干个润滑冷却油进油孔。在机座和机盖内腔壁面，还设有主轴中间轴颈轴承座、轴承盖装配座。

机座的底部设有润滑冷却油流出孔，通机油池。

为了装配方便，机盖分为两段(或多段)

4、根据权利要求1：端盖、端盖有两个，端盖A相对机座和机盖壁间水套，至内腔密封环内园面的壁间设有冷却水套(若为三转子式，无上述冷却水套，与端盖B同)与机座和机盖水套相通，两端盖的中间部设有主轴颈轴承座孔，它们的内壁面上设有润滑油孔，冷却滑油槽和集油槽。

端盖A密封机体的右端，并支承主轴右端轴颈。

端盖B密封机体的左端，并支承主轴的左端轴颈。

5、根据权利要求1：燃烧室活塞内滑道体：它们是由正面和后面为与主轴同心园弧的部份园环，左侧面和右侧面上部为上面大、下面小的梯形，下部为半园形，左侧半园面内设有一半球形燃烧室。燃烧室内面通滑道体内腔，设有喷油嘴装配孔。底面为轴向与主轴同心的园弧形半园凸面，半园凸面上靠近燃烧室端制有若干道环半园的密封环和油环装配槽、顶面是长方形空腔，壁间设有与机座和机盖水套相通的冷却水套的活塞内滑道体和燃烧室组合体。

组合体的上部梯型部装配在机座或机盖上梯形装配孔中，底面园弧同时与机座和机盖内腔园壁，转子外园、主轴同心。

滑道体油环槽内设有润滑油孔，滑道体底面设有通内腔的润滑油孔和润滑冷却油槽。

6、根据权利要求1：并联活塞组，它是由两个内腔轴向与主轴同心的园弧，径向为半园凹面。顶面和各一端对应端面不封口，一端对应端面封口，封口端面向外顷斜，端面内设有半球形燃烧室，正面为与主轴同心园弧、上面小、下面大的部份园环(上面园弧、底面园弧内腔园弧同时与主轴同心)底面为制满细密锯齿状齿的内弧对称平面组成的两个等形等体活塞，它们的两内腔燃烧室部份遥相对应，上下左右平齐，并排由轴向为与它同弧、端面下部为半园形的，半园体弧形中间滑橇联为一体的并联活塞组，各单个活塞的侧壁均高出于端壁若干，并在壁预面设有密封条装配槽、槽内有通向壁外的润滑油排出孔。

并联活塞组装配在燃烧室活塞滑道体弧形半园底面，与转子外园对称平面之间。

单个活塞内腔与活塞滑道体弧形半园底面互为阴阳，并滑动配合，活塞内腔端面燃烧室部份，与滑道体外端面燃烧室部份，组合为一个球形燃烧室，活塞底弧对称平面，与它所对应的转子外园表面对称平面，沿转子旋转方向为齿合，逆转子旋转方向为动配合。活塞内腔与滑道体的配合面间，由滑道体底部滑油孔，供油润滑和冷却，并由装配在滑道体下部密封槽内的密封环保持密封。

每单个活塞侧壁的高出部份，伸入与它们相对应的机座或机盖环内腔壁面内所设的密封槽内，装配在活塞侧壁和端壁顶面密封槽内的密封条，在发动机工作时，分别与它们所对应的机座或机盖内腔壁面滑动配合，以保持活塞内腔式气缸的密封，它们由机座和机盖环内腔壁面的密封槽内滑油孔供油润滑和冷却。

7、根据权利要求1：并联活塞组中间滑橇用滑槽，滑槽的轴向是与主轴同心的园弧，径向是半园凹面，(与中间滑橇下部半园体弧形滑橇互为阴阳，并滑动配合)。滑槽底部装配在主轴中间轴颈轴承座和轴承盖中上部的装配座上，并联活塞组径中间滑橇支承在滑槽内作相对主轴轴心的往复式弧线运动，滑槽凹面底部设有润滑冷却油孔和滑油槽供油润滑和冷却。

8、根据权利要求1：转子A和转子B，它们各为同心等径幅板式园轮，园轮的外园表面为对称平面，外园表面上平行主轴轴线，制满细密锯齿状齿，分别与它们所对应的并联活塞组中单个活塞制满细密锯齿状齿的底弧面，沿转子旋转方向为齿合，逆转子旋转方向为动配合。

转子A静配合于主轴右端部轴头上。

转子B的一端制有大端与它等径的园锥直齿轮，转子B经轴承滚动配合于主轴中部的轴头上。

9、根据权利要求1：园锥直齿轮A，园锥直齿轮A与转子B端部园锥直齿轮等径、等齿，园锥直齿轮A相对转子B端部园锥直齿轮静配合于主轴左端部的轴头上。

10、根据权利要求1：园锥直齿轮B，若干个园锥直齿轮B滚动配合于固定在机座和机盖齿轮B固定轴装配孔中的固定轴上，园锥直齿轮B分别同时与园锥直齿轮A和转子B端部园锥直齿轮齿合，组为同轴变向机构，若干个对称点止的园锥直齿轮B，将滚动配合于主轴的转子B，端部园锥直齿轮传来的扭矩、传给静配合于主轴上的园锥直齿轮A，变为与主轴静配合的转子A，扭矩方向相同的等速扭矩，共同扭动主轴旋转，对外作功。

11、根据权利要求1：主轴中间轴颈轴承座，轴承盖，它们是轴承坐，轴承盖过渡到滑槽装配座部份为幅条式园轮，(园轮的外园面伸出若干支承柱，支承柱装配于机座和机盖内腔中部的装配座上)过园心。沿轴线剖切成的两个幅条式半园轮，装配于机座上的为轴承座、装配于机盖上的为轴承盖。

12、根据权利要求1：主轴，主轴是一根阶梯形转轴，它的中部轴头经滚动轴承与转子B滚动配合，右端轴头与转子A经花键静配合，左端轴头与园锥直齿轮A经花键静配合，中部轴颈经滑动轴承支承在中间轴颈支承座上，右端轴颈经滚动止推轴承支承在端盖A主轴颈轴承座孔中，左端轴颈经滚动止推轴承支承在端盖B主轴颈轴承座孔中，在主轴的两伸出端，还分别装配有主轴正时齿轮，三角皮带轮和飞轮盘等。

主轴的中心部份设有润滑油道，供油润滑和冷却轴承。

13、根据权利要求1：燃气收集管道，燃气收集管道是由两组环机座和机盖外侧壁上部的C形弯管，弯管中部过渡连接管和两端头分别密闭性，用镙栓固连在所对应机座和机盖外侧壁上的排气孔外，排气管装配座上的排气管，经中间燃气收集道组为一体的燃气收集管道，排气孔外端，设有压力开启式排气阀门。

发动机工作时，各工作气缸排出的废气，经各排气管，沿中间收集道引至透平燃气进气道，推动透平旋转，对外作功。

转子A，转子B，它们与之配合的并联活塞组，滑槽、园锥直齿轮A，园锥直齿轮B，等机件的润滑和冷却，由机油泵经主油道，过机座和机盖壁上的润滑油进油孔，压至各分油道供油润滑和冷却，工作后的机油，经机座底部的机油流出孔，流至机油池，过滤冷却后循环使用。