CN203239447U

CN203239447U - 圆环发动机

Info

Publication number: CN203239447U
Application number: CN2013202816424U
Authority: CN
Inventors: 廖荣龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-05-21

Abstract

本实用新型公开一种圆环发动机，包括第一旋转体和第二旋转体，所述第一旋转体设置至少两个旋转体叶片，所述第二旋转体设置至少两个旋转体叶片，所述第一旋转体和第二旋转体可相对转动的连接，在所述第一旋转体和第二旋转体之间设置用于容纳旋转体叶片转动的环体空腔，上述四个旋转体叶片将所述环体空腔分为可动态变化的至少四个密闭空间，所述第一旋转体和/或第二旋转体分别通过棘轮与动力输出轴连接。本实用新型的有益效果是：结构紧凑、振动较小、效率较高、运转平稳、维修方便、机械性能更优；燃料利用率和整体机械性能较现有发动机得到较大的提升。

Description

圆环发动机

技术领域

本实用新型涉及应用于各类机动车辆和工厂动力系统以及实际生产等的各种动力供给设备领域，具体为一种圆环发动机。

背景技术

市场上现有的四冲程活塞往复活塞式发动机采用活塞、曲轴、连杆、气门等构件组成，其在同一气缸中进行着进气、压缩、燃烧、排气四个分别独立的冲程，气缸中产生的压力驱动活塞作往复运动，通过活塞连杆带动曲轴将往复运动转化为转动。活塞式发动机虽然技术成熟，使用了很长时间，但存在结构体系繁杂、零部件繁多、运行过程中振动大、运转损耗大、单个旋转周期内做功次数少、效率低等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有发动机存在的不足，提供一种结构紧凑、振动较小、效率更高、功率更高、运转平稳、维修方便、燃油经济性更高的，可适用于各类机动车辆和工厂动力系统以及实际生产等的各种动力供给领域的圆环发动机。

为了实现本实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：圆环发动机，包括第一旋转体和第二旋转体，所述第一旋转体设置至少两个旋转体叶片，所述第二旋转体设置至少两个旋转体叶片，所述第一旋转体和第二旋转体可相对转动的连接，在所述第一旋转体和第二旋转体之间设置用于容纳旋转体叶片转动的环体空腔，上述四个旋转体叶片将所述环体空腔分为可动态变化的至少四个密闭空间，所述第一旋转体和/或第二旋转体分别通过棘轮与动力输出轴连接。

所述第一旋转体上设置第一旋转体叶片和第二旋转体叶片；所述第二旋转体设置第三旋转体叶片和第四转体叶片;所述第一旋转体叶片、第二旋转体叶片、第三旋转体叶片和第四转体叶片将所述环体空腔分为进气段、压缩段、燃烧段以及排气段。

所述第一旋转体和第二旋转体外安装外壳体，在所述外壳体设置外壳体第一棘轮和外壳体第二棘轮，所述外壳体第一棘轮与第一旋转体啮合连接，使所述第一旋转体相对于外壳体只能单向转动，所述外壳体第二棘轮与第二旋转体啮合连接，使所述第二旋转体相对于外壳体只能单向转动。

所述第一旋转体设置第一旋转体外棘轮，所述第二旋转体设置第二旋转体外棘轮，所述第一旋转体通过第一旋转体外棘轮与所述外壳体第一棘轮啮合连接，使得安装在外壳体里面的第一旋转体相对于外壳体只能单向运动;所述第二旋转体通过第二旋转体外棘轮与所述外壳体第二棘轮啮合连接，使得安装在外壳体里面的第二旋转体相对于外壳体只能单向运动。

所述第一旋转体设第一旋转体内棘轮，所述第一旋转体内棘轮通过与第一棘轮啮合连接，所述第一棘轮固定于所述动力输出轴上,动力由第一旋转体传输到动力输出轴，在同一旋转方向内，动力输出轴未能传输动力到第一旋转体。

所述第二旋转体设置第二旋转体内棘轮，所述第二旋转体内棘轮通过与第二棘轮啮合连接；所述第二棘轮固定于所述动力输出轴上；动力由第二旋转体传输到动力输出轴，在同一旋转方向内，动力输出轴未能传输动力到第二旋转体。

所述外壳体上可以设置有火花塞安装孔、喷油嘴安装孔、进气孔和排气孔等。

所述第一旋转体设置有第一进气瞳孔和第一排气瞳孔;当第一旋转体相对于外壳体转动至指定角度时，第一旋转体上的进气瞳孔和排气瞳孔分别和外壳体上的进气孔和排气孔重合，实现进气和排气;所述第二旋转体设置有第二进气瞳孔和第二排气瞳孔;当第二旋转体相对于外壳体转动至指定角度时，第二旋转体上的进气瞳孔和排气瞳孔分别和外壳体上的进气孔和排气孔重合，实现进气和排气。

所述第一进气瞳孔和第一排气瞳孔分别安装于第一旋转体叶片或第二旋转体叶片的两侧;所述第二进气瞳孔和第二排气瞳孔分别安装于第三旋转体叶片或第四转体叶片的两侧，这样可以实现最大化进气和排气。

所述第一旋转体与第二旋转体之间设置密封环进行密封。

所述旋转体叶片与环体空腔内壁之间通过密封环活动连接，以实现气密封。

本实用新型具有完全不同于现有发动机的设计结构，取消了活塞、连杆、曲轴、进气门、出气门等部件，仅有由旋转体和叶片分成连为一体的圆环进气段、压缩段、燃烧段和排气段组成的整体为并行圆环体结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一是圆环发动机取消了活塞、曲轴等结构，将普通发动机的往复式活塞运动转变成叶片式的圆周运动，使得高压气体爆破方向与转动方向一致，有效避免产生爆震现象；二是将吸气冲程和压缩冲程合二为一，将做功冲程和排气冲程合二为一，四个冲程同时进行，使得本发动机具有结构紧凑、运转平稳、输出功率均匀的优点；三是取消了传统发动机的进气门、出气门等部件，消除了发动机中主要噪音,且因此节省了开关气门所需要消耗的功；四是多处部件间采用密封环连接,既能减小摩擦又使其密封性能得到保障；五是利用燃烧段余热加热压缩段气体,使在同等功率的发动机中,圆环发动机可以热量内部循环利用，有效提高本发动机的能量转换效率。

总的来说，本实用新型结构紧凑、振动较小、效率较高、运转平稳、维修方便、机械性能更优；燃料利用率和整体机械性能较现有发动机得到较大的提升。

附图说明

图1为本实用新型圆环发动机正面横截面结构示意图；

图2为本实用新型圆环发动机以A-A为基准的横截面结构示意图；

图3为本实用新型圆环发动机外壳体结构主视图；

图4为本实用新型圆环发动机外壳体结构左视图；

图5为本实用新型圆环发动机外壳体结构右视图；

图6为本实用新型圆环发动机第一旋转体横截面结构示意图；

图7为本实用新型B-B为基准的横截面结构示意图；

图8为本实用新型圆环发动机第二旋转体横截面结构示意图；

图9为本实用新型C-C为基准的横截面结构示意图；

图10为本实用新型圆环发动机第一棘轮和第二棘轮结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述说明。

圆环发动机，如图1、图2、图3、图7及图9所示,包括第一旋转体5和第二旋转体2，所述第一旋转体5设置至少两个旋转体叶片（10，18），所述第二旋转体2设置至少两个旋转体叶片（14，20），所述第一旋转体5和第二旋转体2为可以相对转动的活动连接，在所述第一旋转体5和第二旋转体2之间设置用于容纳转体叶片（10，18，14，20）转动的环体空腔9，上述四个旋转体叶片（10，18，14，20）将所述环体空腔9分为可动态变化的四个密闭空间，所述第一旋转体5和/或第二旋转体2分别通过第一棘轮7和第二棘轮3与动力输出轴8连接。其中，所述第一旋转体5上设置第一旋转体叶片10和第二旋转体叶片18；所述第二旋转体2设置第三旋转体叶片14和第四转体叶片20。所述第一旋转体叶片10、第二旋转体叶片18、第三旋转体叶片14和第四转体叶片20将所述环体空腔9分为进气段21（相当于进气缸）、压缩段19（相当于压缩缸）、燃烧段15（相当于燃烧缸）以及排气段12（相当于排气缸）可动态变化的四个密闭空间。所述第一旋转体5和第二旋转体2外安装外壳体1，在所述外壳体1设置外壳体第一棘轮25和外壳体第二棘轮28，所述外壳体第一棘轮25与第一旋转体5啮合连接，使所述第一旋转体5相对于外壳体1只能单向转动，所述外壳体第二棘轮28与第二旋转体2啮合连接，使所述第二旋转体2相对于外壳体1只能单向转动，也就是说所述第一旋转体5和第二旋转体2相对于外壳体1只能朝一个方向转动。所述外壳体1两边设置的外壳体第一棘轮25和外壳体第二棘轮28，分别与第一旋转体外棘轮36和第二旋转体外棘轮37相配合连接，使得安装在所述外壳体1里面的第一旋转体5和第二旋转体2单向向动力输出轴8传递动力。

如图1、图4和图6所示，所述第一旋转体5设置第一旋转体外棘轮36，所述第一旋转体5通过第一旋转体外棘轮36和外壳体第一棘轮25单向活动连接，使得安装在所述外壳体1里面的第一旋转体5相对于所述外壳体1只能以指定的方向（单方向）运动。

如图1、图5和图8所示，所述第二旋转体2设置第二旋转体外棘轮37，所述第二旋转体2通过第二旋转体外棘轮37和外壳体第二棘轮28单向活动连接，使得安装在所述外壳体1里面的第二旋转体2只能以指定的方向（单方向）运动。

如图3、图4和图5所示，所述外壳体1上可以设置有火花塞安装孔27、喷油嘴安装孔26、进气孔24和排气孔23等。其中火花塞也可以是固定安装于所述燃烧段15内。或者所述喷油嘴安装孔26可以省略，改为在进气孔24内输入油气混合气体，这样可以解决第一旋转体5和第二旋转体2高速运转时燃料供给更加充足。

如图4和图6所示，在所述第一旋转体5设置有第一进气瞳孔34和第一排气瞳孔35。所述进气瞳孔34和排气瞳孔35分别安装于第一旋转体叶片10或第二旋转体叶片18的两侧。当第一旋转体5相对于外壳体1转动至指定角度时（指定角度可以根据情况自由调整），第一旋转体5上的进气瞳孔34和排气瞳孔35分别和外壳体1上的进气孔24和排气孔23重合，实现进气和排气。

如图5和图8所示，所述第二旋转体2设置有第二进气瞳孔40和第二排气瞳孔38。所述第二进气瞳孔40和第二排气瞳孔38分别安装于第三旋转体叶片14或第四转体叶片20的两侧。当第二旋转体2相对于外壳体1转动至指定角度时（指定角度可以根据情况自由调整），第二旋转体2上的进气瞳孔40和排气瞳孔38分别和外壳体1上的进气孔24、排气孔23重合，实现进气和排气。

如图1、图4、图7、图10所示，所述第一旋转体5设第一旋转体内棘轮33，所述第一旋转体内棘轮33与第一棘轮7啮合连接，所述第一棘轮7固定于所述动力输出轴8上。所述第一旋转体内棘轮33通过第一棘轮7与动力输出轴8单向活动连接，使动力输出轴8相对第一旋转体5在指定的方向内转动（指定方向可以根据情况自由调整），动力由第一旋转体5传输到动力输出轴8，在同一旋转方向内，动力输出轴8未能传输动力到第一旋转体5。

如图1、图5、图9、图10所示，所述第二旋转体2设置第二旋转体内棘轮39，所述第二旋转体内棘轮39与第二棘轮3啮合连接，所述第二棘轮3固定于所述动力输出轴8上。所述第二旋转体内棘轮39通过第二棘轮3与动力输出轴8单向活动连接，在指定的方向内转动（指定方向可以根据情况自由调整），动力由第二旋转体2传输到动力输出轴8，在同一旋转方向内，动力输出轴8未能传输动力到第二旋转体2。

所述第一旋转体与第二旋转体之间设置密封环4进行密封。且在所述外壳体两侧设置有外壳体封盖6。所述旋转体叶片与环体空腔9内壁之间通过密封环活动连接，以实现气密封。

本实用新型的工作原理过程如下：

在一个做功周期内：（这里将第一旋转体叶片10和第二旋转体叶片18转动时的运动方向的面定义为叶片的正面，另一侧为背面；将第三旋转体叶片14和第四旋转体叶片20转动时的运动方向的面定义为叶片的正面，另一侧为背面）。在一周期的某时刻，如图2所示，假设第一旋转体和第二旋转体以顺时针转动，第一旋转体叶片10正面与第四旋转体叶片20背面形成相互气密封的空间为进气空间；第四旋转体叶片20正面与第二旋转体叶片18背面形成相互气密封的空间为压缩空间；第二旋转体叶片18正面与第三旋转体叶片14背面形成相互气密封的空间为做功空间；第三旋转体叶片14正面与第一旋转体叶片10背面形成相互气密封的空间为排气空间；

如图2所示，做功空间15为高压高温的空气，此时喷油嘴17喷油，接着火花塞16点火，燃料燃烧形成高温高压的气体推动第二旋转体叶片18和第三旋转体叶片14转动，由于第二旋转体叶片18在外壳体单向棘轮的作用下，未能发生逆时针方向转动，所以第二旋转体叶片18静止，高温高压的气体推动第三旋转体叶片14转动，第三旋转体叶片14通过第二棘轮3带动动力输出轴8转动，达到对外界输出动能；在高温高压气体推动第三旋转体叶片14转动的同时，第三旋转体叶片14正面和与第一旋转体叶片10背面所形成的排气空间体积减小，即同时实现排气冲程；同理，随着第四旋转体叶片20的顺时针转动和第一旋转体叶片10的静止，进气空间体积增大，压缩空间体积减小，即是同时进行着进气冲程和压缩冲程；

当第三旋转体叶片14通过排气孔11时，压缩空间达到最小，此时喷油嘴17喷油，接着火花塞16点火，燃料燃烧形成高温高压的气体推动第四旋转体叶片20和第二旋转体叶片18转动，由于第四旋转体叶片20在外壳体单向棘轮的作用下，未能发生逆时针方向转动，所以第四旋转体叶片20静止，高温高压的气体推动第二旋转体叶片18转动，第二旋转体叶片18通过第一棘轮7带动动力输出轴8转动，达到对外界输出动能；同理，随着第一旋转体叶片10的顺时针转动和第三旋转体叶片14的静止，进气空间体积增大，压缩空间体积减小，即是同时进行着进气冲程和压缩冲程；进入下一周期，如此循环。

本实用新型第一旋转体5和第二旋转体2可以根据需要设置3个以上的旋转体叶片，可以将所述环体空腔分为多个进气段21（相当于进气缸）、压缩段19（相当于压缩缸）、燃烧段15（相当于燃烧缸）以及排气段12（相当于排气缸）可动态变化的四个密闭空间。

尽管本实用新型是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本实用新型构成限制。参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims

1.圆环发动机，其特征在于：包括第一旋转体和第二旋转体，所述第一旋转体设置至少两个旋转体叶片，所述第二旋转体设置至少两个旋转体叶片，所述第一旋转体和第二旋转体可相对转动的连接，在所述第一旋转体和第二旋转体之间设置用于容纳旋转体叶片转动的环体空腔，上述四个旋转体叶片将所述环体空腔分为可动态变化的至少四个密闭空间，所述第一旋转体和/或第二旋转体分别通过棘轮与动力输出轴连接。

2.如权利要求1所述的圆环发动机，其特征在于：所述第一旋转体上设置第一旋转体叶片和第二旋转体叶片；所述第二旋转体设置第三旋转体叶片和第四转体叶片;所述第一旋转体叶片、第二旋转体叶片、第三旋转体叶片和第四转体叶片将所述环体空腔分为进气段、压缩段、燃烧段以及排气段。

3.如权利要求2所述的圆环发动机，其特征在于：所述第一旋转体和第二旋转体外安装外壳体，在所述外壳体设置外壳体第一棘轮和外壳体第二棘轮，所述外壳体第一棘轮与第一旋转体啮合连接，使所述第一旋转体相对于外壳体只能单向转动，所述外壳体第二棘轮与第二旋转体啮合连接，使所述第二旋转体相对于外壳体只能单向转动。

4.如权利要求3所述的圆环发动机，其特征在于：所述第一旋转体设置第一旋转体外棘轮，所述第二旋转体设置第二旋转体外棘轮，所述第一旋转体通过第一旋转体外棘轮与所述外壳体第一棘轮啮合连接，使得安装在外壳体里面的第一旋转体相对于外壳体只能单向运动;所述第二旋转体通过第二旋转体外棘轮与所述外壳体第二棘轮啮合连接，使得安装在外壳体里面的第二旋转体相对于外壳体只能单向运动。

5.如权利要求4所述的圆环发动机，其特征在于：所述第一旋转体设第一旋转体内棘轮，所述第一旋转体内棘轮通过与第一棘轮啮合连接，所述第一棘轮固定于所述动力输出轴上；所述第二旋转体设置第二旋转体内棘轮，所述第二旋转体内棘轮通过与第二棘轮啮合连接；所述第二棘轮固定于所述动力输出轴上。

6.如权利要求3所述的圆环发动机，其特征在于：所述外壳体上设置有火花塞安装孔、喷油嘴安装孔、进气孔和排气孔。

7.如权利要求6所述的圆环发动机，其特征在于：所述第一旋转体设置有第一进气瞳孔和第一排气瞳孔;当第一旋转体相对于外壳体转动至指定角度时，第一旋转体上的进气瞳孔和排气瞳孔分别和外壳体上的进气孔和排气孔重合，实现进气和排气;所述第二旋转体设置有第二进气瞳孔和第二排气瞳孔;当第二旋转体相对于外壳体转动至指定角度时，第二旋转体上的进气瞳孔和排气瞳孔分别和外壳体上的进气孔和排气孔重合，实现进气和排气。

8.如权利要求7所述的圆环发动机，其特征在于：所述第一进气瞳孔和第一排气瞳孔分别安装于第一旋转体叶片或第二旋转体叶片的两侧;所述第二进气瞳孔和第二排气瞳孔分别安装于第三旋转体叶片或第四转体叶片的两侧，这样可以实现最大化进气和排气。

9.如权利要求1所述的圆环发动机，其特征在于：所述第一旋转体与第二旋转体之间设置密封环进行密封。