CN1560443A - 移动门式转子发动机 - Google Patents

Abstract

一种移动门式转子发动机，包括四个移动门和相应的四个转子凸头，所述四个转子凸头呈相间90°设置，在缸体上相对设置有两组燃烧室，在缸体内壁有两个与燃烧室相通的孔，一个为燃烧室进气孔，另一个为燃烧室排气孔，所述燃烧室进气孔上设置有进气门，燃烧室排气孔上设置有排气门，在缸体外壁上设置有与燃烧室相通的燃油喷射孔。该移动门式转子发动机，在缸体上设置了四个燃烧室，使一个转子凸头在旋转360°期间即做功两次，四个转子凸头做功八次。提高了发动机的工作效率。移动门与转子凸头间动作协调、完美匹配。燃烧室内混合气点燃前不会泄漏，点燃后高压气体对活塞头产生单向推力，提高了发动机的工作效率。

Description

移动门式转子发动机

技术领域

本发明涉及一种燃油发动机，尤其指一种燃油式转子发动机。

背景技术

公知技术的燃油式发动机以往复式活塞发动机应用较为广泛，这种发动机存在的主要缺陷有机械效率低，如单向作功，曲轴转两周720°才作功一次；第二，结构复杂，机体庞大；第三，活塞、连杆上下往复运动，从上止点到下止点，再从下止点到上止点，每个行程从静止状态到高速运行都将消耗相当大的能量；第四，活塞环的磨擦损耗、活塞的侧压磨擦损耗等也消耗相当能量。为此有人发明了转子发动机，中国专利CN1035703公开了一种“转子式内燃机”，该内燃机有一个截面为椭圆形的柱状空间，在该空间内有一个转子，在转子的滑槽内设有滑动隔板，滑动隔板与缸体内壁滑动接触。其中相邻隔板及缸体内表面与缸盖共同构成了气缸。若气缸处于工作区时，其中被压缩的混合气由点火系统点燃做功。这种转子发动机的不足之处在于气缸点火后，高压气体有一部分消耗在向后的隔板上，因而浪费发动机的功率。为了解决上述不足进行的改进有中国专利95217585公开的“旋转发动机”，其采用了一种在缸体设置一个端部为弧形的活动隔离板，隔离板左边为化油器，右边为排气管，与隔离板相对位置上设有进气滑块，进气滑块上有通气道，进气滑块下端有一个与转子外表面相接触的弧形延长部分，该延长部分的内表面与缸体内壁、转子外表面、缸盖内壁及活塞背部形成燃烧室。这种发动机有如下不足：第一，在转子上只有两个活塞，转子旋转360°作一次功，混合气在燃烧室爆发后至排气口的行程较长，降低了机器的功率。第二，工作时，活塞与隔离板及进气滑块的弧形面进行频繁的撞击，会产生强烈的震动，影响机器的稳定性能。第三，隔离板与滑块的复位依靠其后部设置的弹簧弹力实现，因而两者每次复位时都会与转子表面产生强烈碰撞，同样会造成机器震动，而且如此频繁的撞击会使机器转子表面或滑块和隔离板的端部造成缺陷，影响机器的寿命。第四，滑块与隔离板后部的弹簧由于长期在高温环境工作以及每分钟数千次的压缩，容易产生疲劳而影响寿命。第五，隔板后部弹簧长期处于压力状态，与对应方凸头造成严重磨损，导致漏气。

本发明针对现有技术中存在的上述不足，设计了一种移动门式转子发动机。它解决了上述现有技术的转子发动机存在的功率不足，振动大，磨损严重，部件易产生疲劳等不足。

本发明的移动门式转子发动机，包括缸体，在缸体内有固定在主轴上的转子，所述转子上有转子凸头，所述缸体上设置有进气孔和排气孔以及可往复运动的移动门，其特征在于所述的移动门为四个并分别由对应的移动门连杆机构控制，移动门的前端部与转子的凹凸边缘间隙配合，所述转子上有四个转子凸头，所述四个转子凸头相间90°设置，在缸体上相对设置有两组燃烧室，在缸体内壁有燃烧室进气孔和燃烧室排气孔与燃烧室相通，所述燃烧室进气孔上设置有进气门，燃烧室排气孔上设置有排气门，在缸体外壁上设置有与燃烧室相通的燃油喷射孔。

所述的移动门式转子发动机，其中每组燃烧室包括两个相互独立的燃烧室，每个燃烧室均设置有单独的燃烧室进气孔、燃烧室排气孔和燃油喷射孔。

所述的移动门式转子发动机，其中的进气孔与排气孔为常开状态。

所述的移动门式转子发动机，其中的移动门连杆机构包括一个与移动门尾端相连的推杆，所述推杆的另一端与一个杠杆的阻力臂端部相连，杠杆的动力臂端部与连接杆的一端相连，在主轴上有一个主动正时齿轮，与主动正时齿轮啮合的有第一被动正时齿轮，与第一被动正时齿轮固定为一体的一个齿轮臂，连杆的另一端与齿轮臂相连。

所述的移动门式转子发动机，在主轴上设置有一个油泵叶轮，主轴、壳体、移动门、转子等各部件的润滑油道与发动机的冷却通道相连，其间充满润滑冷却介质，所述的油泵叶轮驱使上述冷却介质循环运行。

所述的移动门式转子发动机，其中的润滑冷却介质为润滑油

本发明的移动门式转子发动机，在缸体上设置了四个燃烧室，使一个转子凸头在旋转360°期间即做功两次，提高了发动机的工作效率。将移动门的往复移动采用与主轴相连的连杆机构控制，保证了移动门与转子凸头间协调动作的完美匹配。在燃烧室设置了进出气门，使燃烧室内混合气点燃前不会泄漏，点燃后高压气体对转子凸头产生单向推力，提高了发动机的工作效率。每个转子凸头在旋转过程中其前部与后部均在做功，首先，当越过发动机进气孔与排气孔附近的移动门时，转子凸头前部将空气推入燃烧室进气孔，后部则将缸体外部的空气发动机进气孔吸入缸体内。其次，当越过燃烧室附近的移动门时，转子凸头的后部受高压气体驱使，为发动机提供动力，转子凸头的前部则将前次的燃烧废气排也缸体外部。

本发明的移动门式转子发动机将润滑系与冷却系进行一体化设计，采用一种润滑冷却介质在缸体内强制循环，使长期以来存在的转子发动机润滑系温度过高而无法有效降低的难题得以解决。同时，由于发动机整体温度趋于一致，使机器各部件间的温差缩小，则各部件间因热胀冷缩产生的间隙亦变小，提高了机器的整体功能。

附图说明

图1是移动门式转子发动机横剖示图

图2是移动门式转子发动机纵剖示图

图3是发动机初始状态示意图

图4是转子转动90°时状态示意图

图5是转子转动180°时状态示意图

图6是转子转动270°时状态示意图

图中  1-转子  2-缸体  3-移动门  4-连接杆  5-燃烧室  6-进气孔7-燃烧室进气孔  8-燃烧室排气孔  9-排气孔  10-油泵叶轮  11-燃油喷射孔12-齿轮臂  13-电磁阀控制器  14-转子凸头  15-进气门  16-排气门  17-主动正时齿轮  18-第一被动正时齿轮  19-第二被动正时齿轮  20-散热器21-滤清器  41-杠杆  42-推杆

具体实施方式

参照附图  本发明的移动门式转子发动机在缸体2内有一个固定在主轴上的转子1，该转子1上有四个相隔90°设置的转子凸头14。在缸体2上有四个相隔90°对称设置的滑槽，每个滑槽内对应一个移动门3，该移动门3可沿滑槽往复运动，移动门3的前端部与转子1的凹凸边缘间隙配合(间隙小于2丝)，当转子旋转时，移动门3的前端部沿转子1的凹凸边缘移动从而形成移动门3的往复运动，由于转子上有四个转子凸头及相应的四个凹面，因此，转子每转一周，每个移动门均往复运动四次。所述移动门3的往复运动是由发动机主轴通过一个移动门连杆机构进行控制的，该移动门连杆机构包括与移动门3的尾端相连的推杆42，推杆42的另一端与杠杆41的阻力臂端头相连，杠杆41的支点为一支固定在缸体2上的杆件，与所述杠杆41动力臂端部相连的是连接杆4。在发动机主轴的一端固定有一个主动正时齿轮17，与所述主动正时齿轮17啮合的是第一被动正时齿轮18，在第一被动正时齿轮18的外侧同一轴上固定有齿轮臂12，连接杆4的另一端部与齿轮臂12相连。当主动正时齿轮17转动时带动被动正时齿轮18转动，与被动正时齿轮18固定为一体的齿轮臂12同时转动并驱使连接杆4转动，由此，将齿轮的圆周运动转变为直线运动，并通过杠杆41，推杆42驱使移动门3作往复运动。由于移动门3与转子1的运动同受主轴控制，当二者的初始位置调定以后，它们将保持同步运动。

本发明的移动门式转子发动机的燃烧室5设置在缸体上，并且分为两组，每组两个并排设置，每个燃烧室均有两个通向缸体内的孔，一个为燃烧室进气孔7，另一个为燃烧室排气孔8。在上述两个燃烧室进排气孔上分别设置有进气门15和排气门16。上述进排气门由电磁阀控制器13控制开闭。与主动正时齿轮17相连的还有第二被动正时齿轮19，该第二被动正时齿轮19控制电磁阀控制器13的通断电及各个气门的开闭。在缸体2的外侧与每一燃烧室对应的有一个燃油喷射孔11，燃油喷嘴将燃油从该孔喷入燃烧室5内。发动机工作时，四个燃烧室轮流点火做功。在移动门3的两侧有两个保持常开状态的孔，其中沿转子旋转方向内侧的为进气孔6，外(后)侧的为排气孔9。

参照图3-6发动机的初始状态如图3所示，在转子凸头A₁前部与D₁背部之间充满空气。转子凸头14、进气孔6、排气孔9、燃烧室进气孔7、燃烧室排气孔8和移动门3工作时的状态描述如下。

主轴带动转子转动，当转子凸头A₁顺时针旋转越过进气孔6时，空气开始进入缸体内并充满A₁与0°位置移动门3之间的空间。同时通过燃烧室进气孔7将其前部的空气压入90°位置第一燃烧室内，图3所示是当A₁转至90°时，转子凸头B₁的高点与0°位置移动门3相接，而转子凸头A₁则与90°位置的移动门相接，此时，空气已充满转子凸头A₁与B₁之间的空间。在第一燃烧室内同样充满了空气，此时，由主动正时齿轮17带动第二被动正时齿轮19转动，并驱使电磁阀控制器13发出信号，关闭燃烧室进气门15，电控喷油嘴从燃油喷射孔11向第一燃烧室喷油并点燃，同时打开第一燃烧室排气门16，高压气体从第一燃烧室喷出，此时A₁的高点刚好越过90°处移动门及燃烧室排气孔8，从第一燃烧定喷出的高压气体向A₁背部施压即形成发动机动力。当A₁高点越过90°处的移动门时，A₁与B₁间的空气被挡在该处的移动门与B₁之间，而转子凸头B₁前部开始压缩该部分空气，使它们进入90°位置的第二燃烧室，当B₁转至90°位置时，其中的空气已全部进入第二燃烧室，该第二燃烧室同样重复前述第一燃烧室的动作，即关闭进气气门→喷油→点火(同是打开排气气门)→排气并对B1背部产生推力。此时转子凸头A1已越过180°位置的移动门，该处的进气孔开始进气，而将第一燃烧室排出的废气留在180°位置的移动门与转子凸头B₁之间。转子凸头B1的前部压缩第一燃烧室排出的废气使其从180°位置的排气孔排出缸体外部进入排气管。同样，当A₁由180°位置转至270°位置时，将其前部的空气压入该处的第三燃烧室，使第三燃烧室燃烧做功。随后越过180°位置的转子凸头B₁则将其前部的空气压入位于270°位置的第四燃烧室，使其做功。由上所述，一个转子凸头在其旋转一周过程中做功两次。四个转子凸头共做功八次。大大提高了发动机的工作效率。

移动门的动作由主轴控制。在主轴上固定的主动正时齿轮17与第一被动正时齿轮18联动旋转，经过连接杆4、杠杆41和推杆42推动移动门3往复运动。

本发明的移动门式转子发动机，将冷却系与润滑系连通，采用润滑冷却介质进行润滑与冷却。在主轴上设置一个油泵叶轮10，该油泵叶轮驱使润滑冷却介质进行强制循环。工作时，将主轴内腔的润滑冷却液吸入后扬送至壳体2的主油道，一部分进入移动门3的油槽内润滑并冷却移动门3，另一部分进入滤清器21，经滤清后送至散热器20，从散热器回流入燃烧室5的腔外和壳体2的冷却腔，冷却后经主轴、轴承润滑冷却后从主轴油道送至转子1内腔，最后吸回油泵叶轮内，完成一次循环。

Claims (8)

1、一种移动门式转子发动机，包括缸体(2)，在缸体内有固定在主轴上的转子(1)，所述转子(1)上有转子凸头(14)，所述的缸体(2)上设置有进气孔(6)和排气孔(9)以及可往复运动的移动门(3)，其特征在于所述的移动门(3)为四个并分别由对应的移动门连杆机构控制，移动门(3)的前端部与转子(1)的凹凸边缘间隙配合，所述转子(1)上有四个转子凸头(14)，所述四个转子凸头相间90°设置，在缸体(2)上相对设置有两组燃烧室(5)，在缸体(2)内壁有燃烧室进气孔(7)和燃烧室排气孔(8)与燃烧室相通，所述燃烧室进气孔(7)上设置有进气门(15)，燃烧室排气孔(8)上设置有排气门(16)，在缸体(2)外壁上设置有与燃烧室相通的燃油喷射孔(11)。

2、按照权利要求1的移动门式转子发动机，其特征在于每组燃烧室包括两个相互独立的燃烧室(5)，每个燃烧室均设置有单独的燃烧室进气孔、燃烧室排气孔和燃油喷射孔。

3、按照权利要求1的移动门式转子发动机，其特征在于所述的进气孔(6)与排气孔(9)为常开状态。

4、按照权利要求1、2或3的移动门式转子发动机，其特征在于所述的移动门连杆机构包括一个与移动门(3)尾端相连的推杆(42)，所述推杆(42)的另一端与一个杠杆(41)的阻力臂端部相连，杠杆(41)的动力臂端部与连接杆(4)的一端相连，在主轴上有一个主动正时齿轮(17)，与主动正时齿轮啮合的有第一被动正时齿轮(18)，与第一被动正时齿轮固定为一体的一个齿轮臂(12)，连接杆(4)的另一端与齿轮臂(12)相连。

5、按照权利要求1、2或3的移动门式转子发动机，其特征在于主轴上有一个油泵叶轮(10)，主轴、壳体、移动门、转子等各部件的润滑油道与发动机的冷却通道相连，其间充满润滑冷却介质，所述的油泵叶轮(10)驱使上述润滑冷却介质循环运行。

6、按照权利要求5的移动门式转子发动机，其中的润滑冷却介质为润滑油。

7、按照权利要求4的移动门式转子发动机，其特征在于主轴上有一个油泵叶轮(10)，主轴、壳体、移动门、转子等各部件的润滑油道与发动机的冷却通道相连，其间充满润滑冷却介质，所述的油泵叶轮(10)驱使上述润滑冷却介质循环运行。

8、按照权利要求7的移动门式转子发动机，其中的润滑冷却介质为润滑油。

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