CN1828028A - 一种转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机，特别是一种转子发动机，由火花塞(1)、缸体(2)、燃烧室(5)、进气口、排气口、驱动机构构成转子发动机，其特征是：缸体(2)内的型腔为柱状等距曲线体；在型腔内有椭圆形转子，型腔连接三个口，第一口是进气口，第二口路是燃烧气排出口，第三口是火花塞(1)与燃烧室(5)的连接口。这种转子发动机密封性能好。

Description

一种转子发动机

所属技术领域：本发明涉及一种发动机，特别是一种转子发动机。

背景技术：传统的活塞往复式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构，往复惯性力大、结构复杂、体积大。为此有人发明了一种三角活塞旋转式发动机又称为米勒循环发动机，与传统的活塞往复式发动机的直线运动不同，直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩，取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，比功率较大，而且振动和噪声较低，具有较大优势。但由于圆周方向的密封是“线接触”并带有尖角，因此，气缸的密封问题难以解决，影响了它的推广。

发明内容：本发明的目的是提供一种密封性能好的转子发动机。

本发明的目的是这样实现的，一种转子发动机，由火花塞(1)、缸体(2)、燃烧室(5)、进气口、排气口、驱动机构构成转子发动机，其特征是：缸体(2)内的型腔为柱状等距曲线体；在型腔内有椭圆形转子，型腔连接三个口，第一口是进气口，第二口是燃烧气排出口，第三口是火花塞(1)与燃烧室(5)的连接口。

所述的缸体(2)内的型腔是这样构成的，由顶点O1、O2、O3构成了一个边长为a的正三角形；分别以O1、O2、O3为圆心，再分别以r和R(R＝a+r)为半径画弧，就形成了一个宽度为W＝a+2r的等距曲线L，其特点是从各个角度测量，等距曲线L的宽度均是一个W＝a+2r的常数。

所述的椭圆形转子(9)是由顶点O1、O2、O3和顶点O1、O2、O4构成了两个对称的边长为a的正三角形；分别以O1、O2为圆心，以r为半径画弧，再分别以O3、O4为圆心，以R(R＝a+r)为半径画弧，就形成了一个椭圆形转子外廓曲线，其长轴为W＝a+2r。

采用本发明结构制作的等距曲线转子发动机有如下显著特点：

1、与传统的活塞往复式发动机相比，结构紧凑、体积小、重量轻、往复惯性力小、比功率大。

2、与三角活塞旋转式发动机相比，它的圆周方向的密封是由“线接触”和“面接触”组成，而且“线接触”的密封面中不包含有尖角，这就使得密封问题比三角活塞旋转式发动机更容易解决，从而更便于推广使用。

3、由于进气口和排气口位于转子的两侧，可以减化气门设计，采用目前广泛使用的菌型气门结构和簧片阀结构均可以。也可以省略排气门而只设置进气门。

下面结合实施例附图对本发明作详细说明：

附图说明：图1是发动机缸体形状曲线图；

图2是转子形状曲线图；

图3是一个双缸等距曲线转子发动机的横剖面视图(配气机构未画出)；

图4是发动机纵剖面视图；

图5是移去缸体后盖的视图；

图6是防止转子倒转示意图。

图7是转子横剖面视图；

图8是转子纵剖面图视图；

图9是发动机工作过程时序图。

图中，1、火花塞；2、缸体；3、大齿轮；4、大齿轮；5、燃烧室；6、后盖；7、向心推力轴承；8、向心推力轴承；9、转子；10、飞轮；11、输出轴；12、输出轴轴承；13、输出轴轴承；14、小齿轮；15、小齿轮；16、密封环；17、密封环；18、驱动销轴；18a、油道；19、机油油箱；20、正时齿轮；21、缸体内壁；22、转子滑槽；23、转子叶片槽；24、密封叶片；25、叶片弹簧、26、定位凸台；27、第二定位凸台；28、第三定位凸台；29、油孔。

具体实施方式：

如图3所示，由火花塞1、缸体2、燃烧室5、进气口、排气口、驱动机构、压缩室构成转子发动机，缸体2内的压缩室为柱状等距曲线体；等距曲线是这样构成的，如图1所示，由顶点O1、O2、O3构成了一个边长为a的正三角形；分别以O1、O2、O3为圆心，再分别以r和R(R＝a+r)为半径画弧，就形成了一个宽度为W＝a+2r的等距曲线L，其特点是从各个角度测量，等距曲线L的宽度均是一个W＝a+2r的常数；压缩室有三个口，第一口是进气口，第二口是燃烧气排出口，第三口是火花塞1与燃烧室5的连接口；在压缩室内有椭圆形转子。

椭圆形转子是这样构成的，如图2所示，由顶点O1、O2、O3和顶点O1、O2、O4构成了两个对称的边长为a的正三角形；分别以O1、O2为圆心，以r为半径画弧，再分别以O3、O4为圆心，以R(R＝a+r)为半径画弧，就形成了一个椭圆形转子外廓曲线，其长轴为W＝a+2r。驱动机构是由大齿轮3、小齿轮14、输出轴11及与大齿轮3的偏心孔连接的驱动销轴18构成。

图4是发动机纵剖面图；

图5是移去缸体后盖6的视图；

如图4所示(参见图5、图6)，驱动机构的大齿轮3、4上有偏心孔，偏心孔中安装有驱动销轴18，驱动销轴18连接到转子滑槽22内；大齿轮3、4通过向心推力轴承7和8支撑，输出轴11两边有输出轴轴承12、13，输出轴11上的小齿轮14、15和输出轴11用键连接，小齿轮14、15和输出轴11同步转动。在转子9和两侧的大齿轮3、4之间有密封环16，用来密封转子9和两侧的大齿轮3、4之间的间隙。在缸体2和两侧的大齿轮3、4之间有密封环17，用来密封缸体2和两侧的大齿轮3、4之间的间隙。

如图3、图7所示，在缸体内壁21与转子9之间有密封叶片24，密封叶片24位于转子叶片槽23中，密封叶片24的下面有叶片弹簧25，靠弹簧的弹力将密封叶片24压向缸体内壁21，用来密封缸体内壁21与转子9之间间隙。

机油油箱19连接在缸体2的底部，用来存放润滑机油。正时齿轮20安装在缸体2的前端，用于保证点火和配气机构的正确工作。

发动机工作时，输出轴11转动，通过键连接带动小齿轮14、15和输出轴11同步转动，小齿轮14、15分别和大齿轮3、4啮合，带动大齿轮3、4转动，安装在大齿轮3、4上的驱动销轴18位于转子9中间的滑槽22中。驱动销轴18和大齿轮3、4同步转动，驱动销轴18沿着滑槽22相对与转子9做滑动运动，因而销轴18的转动就会驱动转子9分别绕圆心O1转动60度后，再绕圆心O2转动60度，之后再绕圆心O3转动60，周而复始依次绕圆心O1、O2、O3转动，使得转子两边的容积不断变化，完成将可燃气体的吸入、压缩、燃烧做功、排气的全过程，最终转化为驱动扭矩，经输出轴11将动力输出。箭头方向表示可燃气体的运动方向。

用图1所示的等距曲线作为发动机缸体，用图2所示的椭圆形转子作为转子，就构成了等距曲线转子发动机的主体。由于椭圆形转子在等距曲线缸体中不断地翻转运动，形成转子前后两个相互密封的并且不断变化的容积空间，使得转子两边的容积不断变化来完成将可燃气体的吸入、压缩、燃烧膨胀从而直接转化为驱动扭矩。

图6是防止转子倒转示意图，密封叶片的作用是保证转子和泵体之间的密封并防止转子倒转；在转子运动到侧面与泵体的侧面重合，偏心销轴18位于滑槽22的中间时，为防止转子产生倒转，在缸体型腔上均匀设置了三个定位凸台26、27、28，转子叶片槽23中的密封叶片24在叶片弹簧25的弹力作用下，紧紧地压向泵体型腔，由于密封叶片24的头部形状为楔型斜面，其中转子上必然有一个密封叶片位于定位凸台26中，使得转子只能绕O2转动，而不能绕O1倒转，这样就限制了转子产生倒转，使得转子只能维持正转。

当偏心销轴18在转子滑槽22内滑动时，油槽18a的作用是使转子滑槽22两边的空间连通，防止发生困油现象。在转子9上的叶片槽23的底部开有油孔29，当偏心销轴18在转子滑槽22内滑动时，部分润滑油可以通过油孔29给密封叶片24润滑。

参见图9，由于驱动销轴18每转动240°转子9转动60°，转子自转一周，发动机点火做功两次，驱动销轴转动四周，驱动销轴的转速是转子自转速度的4倍。大齿轮3、4和小齿轮14、15的齿数比决定了输出轴的转速比。为保证密封，在缸体2上开有密封环槽，里面安装有密封环17。同时转子的两侧面也开有密封槽，里面安装有密封环16。

采用本发明结构制作的等距曲线转子发动机，由于进气口和排气口位于转子的两侧，可以减化气门设计，采用目前广泛使用的菌型气门结构和簧片阀结构均可以。也可以省略排气门而只设置进气门。

采用本发明结构制作的等距曲线转子发动机，可以设计成单缸发动机，也可以进行多缸级联组成多缸发动机。

Claims (7)

1、一种转子发动机，由火花塞(1)、缸体(2)、燃烧室(5)、进气口、排气口、驱动机构构成转子发动机，其特征是：缸体(2)内的型腔为柱状等距曲线体；在型腔内有椭圆形转子，型腔连接三个口，第一口是进气口，第二口是燃烧气排出口，第三口是火花塞(1)与燃烧室(5)的连接口。

2、根据权利要求1所述的一种转子发动机，其特征是：缸体(2)内的型腔是这样构成的，由顶点O1、O2、O3构成了一个边长为a的正三角形；分别以O1、O2、O3为圆心，再分别以r和R(R＝a+r)为半径画弧，就形成了一个宽度为W＝a+2r的等距曲线L，其特点是从各个角度测量，等距曲线L的宽度均是一个W＝a+2r的常数。

3、根据权利要求1所述的一种转子发动机，其特征是：所述的椭圆形转子(9)是由顶点O1、O2、O3和顶点O1、O2、O4构成了两个对称的边长为a的正三角形；分别以O1、O2为圆心，以r为半径画弧，再分别以O3、O4为圆心，以R(R＝a+r)为半径画弧，就形成了一个椭圆形转子外廓曲线，其长轴为W＝a+2r。

4、根据权利要求1所述的一种转子发动机，其特征是：驱动机构是由大齿轮(3、4)、小齿轮(14、15)、输出轴(11)及与大齿轮(3、4)的偏心孔连接的驱动销轴(18)构成；驱动销轴(18)连接到转子滑槽22内；大齿轮(3、4)通过向心推力轴承(7、8)支撑，输出轴(11)两边有输出轴轴承(12、13)，输出轴(11)上的小齿轮(14、15)和输出轴(11)用键连接，小齿轮(14、15)和输出轴(11)同步转动。

5、根据权利要求1所述的一种转子发动机，其特征是：在转子(9)和两侧的大齿轮(3、4)之间有密封环(16)，用来密封转子(9)和两侧的大齿轮(3、4)之间的间隙。

6、根据权利要求1所述的一种转子发动机，其特征是：在缸体(2)和两侧的大齿轮(3、4)之间有密封环(17)，用来密封缸体(2)和两侧的大齿轮(3、4)之间的间隙。

7、根据权利要求1所述的一种转子发动机，其特征是：在缸体内壁(21)与转子(9)之间有密封条(24)，用来密封缸体内壁(21)与转子(9)之间间隙。

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