CN1884805A - 导轨式高转速大扭矩转子发动机 - Google Patents

Abstract

一种导轨式大扭矩：高转速转子发动机，有最大的功率重量比，最大的扭矩，并且由于活塞能以自转方式压缩燃气，使转速有极大提高，因之功率有极大提高，并且本发动机不用曲轴凸轮轴连杆等件，仅用一只活塞杆便能使发动机完成旋转压缩，成本降低而有最佳机械效率。

Description

导轨式高转速大扭矩转子发动机

本发明属转子发动机范畴，特别是采用偏心导轨和活塞杆导轨后，可使气缸飞轮公转，而活塞又能在气缸内自转的无密封困难的发动机。

普通公知的往复活塞发动机，由于活塞的往复惯性力和转速的平方成正比增长，使转速不能有很大提高，因此，功率也不能在体积重量相同时获得增加，此外，这种发动机的曲轴在制造上极其繁杂，只有专用机床才能胜任，如主轴颈和曲柄劲还需要热处理和磨削加工，钻孔还须多轴钻床，工作结束后还须找平衡(配重)，与连杆的组合也极为复杂，为解决往复式活塞发动机的上述不足之处，有许多无需曲轴就可旋转的转子发动机。括片式、差动式、转缸式、两极式等直接让转子转动的发动机出现了，其中已投入实用的是汪克尔Δ转了发动机，优点是无曲轴，凸轮轴，连杆，体积重量都低于往复活塞发动机，因此，功率重量比大，油耗小，结构紧凑，迎风面积小，转动部件少，高速性能好，振动小，制造维护简单，排出废气后，废气对大气污染小(相对于往复式活塞)，并且无论气冷、液冷，受热部件周围的温度都不超过95℃-150℃，因此，它集中了燃气涡轮发动机和普通往复活塞发动机的优点，一般20-50马力的小功率转子发动机的功率重量比，经同功率往复活塞式发动机大1倍，耗油则低3％，其缺点是：目前在经济性低速大扭矩和使用寿命等项指标还赶不上往复，内燃机，而Δ转子发动机最困难的问题是：Δ形转子的三棱线，要求与剖面呈8字形的气缸壁时时密封，该技术难题公有很少国家能解决，因此Δ转子发动机还不能普及，目前，往复活塞式发动机增大功率的办法是通过增大排量来实现的，该方法较复杂，精度材料均有极高要求，因此经济性是差的。

本发明的目的，是在于提供一种大扭矩、高转速、无密封困难、功率重量比极度提高，百功率也能大幅增长，有Δ转子发动机的一切优点而无其缺点的转子发动机，本发明还具有内燃发动机的附属系统，即，供油系统、润滑系统、冷却系统、启动系统和点火配气系统、消声系统、废气处理系统和滤清系统。

本发明的目的是通过下述技术措施来实现的，在一园片上均布数只气缸，本发明实施例图中暂定为3只，园片即构成飞轮，飞轮外另固定一只较大园环，园环内侧可与活塞杆的球头作动配合，因之成为活塞、气缸、飞轮的导轨，园环底部有盖，注油后即构成油底壳，由于导轨园环与飞轮不同心，且飞轮直径小于导轨直径，悦轮距导轨最近处称为近点，远处则是远点，气缸在近点外，按公知活塞往复发动机那样，活塞压缩行程终了，此时，进气道关闭，排气道打开，火花塞点火，燃气暴炸做功，推动飞轮转，飞轮上所有气缸均在近点时轮流点火做功，做功后的气缸排气阀打开，进气阀也打开，开启时间和关闭时间完全同于普通往复式发动机，再有由于活塞杆上开有磨擦线，活塞杆又能与另一与飞轮同心的园环接触，园环固定于道轨上，并且与活塞杆接触的面开有细齿，当活塞杆随飞轮一同公转时，活塞杆便在活塞杆磨擦环的作用下在气缸内转，也带动活塞在气缸内自转，这个旋转磨擦与公知往复式活塞与气缸壁之间的滑动磨擦相比是很小的，并且活塞旋转的圈数愈多，其轨迹构成的斜面便愈长，省力程度就愈高，活塞压气就愈省力，该关系用直角Δ高与斜面之比来表现，由于活塞压气省力，可以使飞轮在导轨上行走的时间大大缩短，这就是本发明飞轮(转子)转速提高的原因，再有，由于各缸与园心的距离可以不受限制的增加，(在车体尺寸允许范围内)，而垂直于半径的气缸内的暴发力×作用半径等于扭矩，因此，本发明发动机的扭矩大于任何一类内燃发动机，而发动机的功率＝转速×扭矩，本发明的发动机在不增加重量，不增加油耗的状态下增加了转速的扭长由于乘数和被乘数都增加了，其乘积，即功率便有更大的增加，本发明的发动机在所有发动机中，功率重量比是最大的，本发明的供油系是一个固定于飞轮上方中心处的四通管，四通管中心管一端连油箱，同时于此处外装一只轴承，另外三通分别连于各气缸燃烧室进气开关阀门前处，当气缸随飞轮转时，轴承中心处的管便可供给气缸所需燃油，本发明的进气排气系列都是，所有气缸的球头可与油底壳12(即导轨)的侧壁接触，作动配合，4的柱状表面有磨擦线，此柱面可与水平放置的，固定于油底壳上的带有磨擦线的环片活塞杆导轨9作动配合，从而使杆4能旋转，8为4通供油管，10为4通管中心轴承，8便可在气缸2的带动下转并抽油，13为排四通管燃烧室内的排气管，供油进排气由环状开关状弧6，7完成，图1中，近点的活塞3已走完压缩行程，即将爆炸做功，而另2只则在进行排气压缩冲程，实施例图2中，进气阀气门芯5、在弹簧17作用下处于关闭状态，排气阀气门芯5在排气环状开关7作用下处于开放状态，16为低压线圈开关上的动点线柱，左边的未与定点接线柱接通，右边的16与定点接线柱19已接通，此时右边的16与右边动点接线柱相连的火花塞1点火，燃气暴炸使飞轮1旋转做功，滤清器20的油被旋转的气缸2抽进缸中，20的A接低压油泵，每缸做功行程结束时，废气便通过管13进入园盘状烟囱21中，21内装电子消声或装置常规消声装置，输出齿轮14固定在输出具轮座15处飞轮1的旋转使油底壳12中的冷却油处于运动状态，运动状态稍有变化，油即可向各方向流去，通过相关处理的油也或槽，进入须润滑部份，冷却润滑均以此方式解决。

本发明具有下述技特性：1、无曲轴，凸轮轴及其附加件，用简单的方式完成点火，进排气，供油等要求；2、活塞与气缸的密封，采用公知的成熟技术，因此无Δ活塞遇到的密封困难；3、活塞杆可以自转，从而使活塞以极小的力完成压缩行程，从而最大限度提高了转速；4、飞轮及气缸绕油壳轨导轨行走的压气方式与Δ转子发动机相同，均以旋转方式压气，从而克服了往复活塞发动机活塞的往复惯性力与转速平方式正比，也即转速不可能大幅度提高的极限；5、气缸固定于飞轮上，而飞轮的直径在同功率发动机中永远是最大的，因此扭矩极大；6、飞轮高速旋转时就是一只抽油泵，对于废气的排放彻底程度供油系统顺利抽油均有重大价值；7、润滑冷却系比任何一类发动机简单；8、用切断低压线圈开关的方式使高压线圈点火，具体措施比一切发动机点火系都简单，即采用与低压线圈开关动接线柱与定接柱断开或接通的方式，断通点火，作为柴油发动机使用时，无须点火系；9、有最小的体积和最大的功率重量比；10、有简单的结构，用常规的材料、技术，获得省油增加性能，因此有最佳的经济性，实施例图1中的三缸机的制造成本600元/台。

图1为发动机主视图；图2为发动左视图；图3为点火系的连接图；A为公知的点火接圈开关固定接线柱；B为活动接线柱；

图4为点火系与转动件接线图。

Claims (6)

1、一种导轨或高转速，大扭矩转子发动机，有公知发动机的一切从属系统，点火系统，供油系统采用极简单的结构完成气缸活塞工艺，并获得最大的功率，本发动机的重量比最小的体积、冷却清声到了最佳的状况。而无Δ转子发动机密封的难题。

2、其特征是：转子即是飞轮，飞轮上均布数只气缸，并固定于其上，飞轮装于油底壳导轨内并与导轨不同心，从而形成气缸活塞杆导轨接触时的近点远点，随飞轮上的气缸内的活塞同在导轨制约下公转，活塞杆的球状头部和带磨擦纸的杆体均与各自导轨的接触使活塞能以最省力方式，即旋转来完成压缩燃气的任务。

3、其特征是：燃烧置于气缸体头部上方其内有按公知往复活塞发动机规定的进和排气通道，各通道上布有弹簧和进排气门芯，气门芯头部与弧状导轨作动的配合，被后者压缩气门芯弹簧气门芯处于开启状态，直至气门芯头部走完该弧状片时弹簧才发挥复位作用，又使气门芯呈关闭状态，弧状导轨固定于燃烧室上方，其形状同于气门芯运动轨迹。

4、其特征是：点火系统可用电子点火装置，底压断电开关的一端按触点接线柱，并按公知方式与高压线圈火花塞相连，另一端在近点前接定点接线柱，用公知分火头方式连接，差别是本发动机的中心轴连接处不动，而气缸旋转带动点接线柱与之相连，并打出火花用公知电子硅整流开关点火，以二者的断通开顺序点火，若用柴油时可省掉点火系统。

5、其特征是：冷却系统由导轨和底壳中注入油，即成油底壳，飞轮是浸在油中旋转而完成液冷，本发明的润滑系路需要冷却润滑处开孔或槽由油底壳中的油注入润滑及冷液，油底壳外是冷水箱，与相关水道相并从中完成最佳冷却系统。

6、其特征是：消声系统是装在气缸内的一只四通管，管中轴伸入飞轮内，因飞轮内腔是空心体，可装消声器，常规的消声器电子消声器、废气、噪音经消声器电子处理通过空心轴输出油底壳外，完成消声工作。

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