CN204716386U - 一种旋转活塞式发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转活塞式发动机，包括转环式转子机构、储气机构和隔瓦机构，所述转子发动机共有进气压缩冲程和做功排气冲程两个冲程，两个冲程分别在发动机中两个独立的腔体中完成，活塞等构件在运转时做圆周运动，具有较高的机械效率，发动机运行时，新鲜空气通过发动机的总进气口进入发动机，先由压缩用转环对其做功，使其进入储气室形成高能空气，完成进气压缩冲程，再由隔瓦机构导入发动机的做功用活塞室使高能空气与燃油混合燃烧推动做功用转环做功，燃烧后的废气通过做功用活塞室的总排气口排出，本实用新型所述转环式转子发动机运转平稳可靠，能量利用率高，节能环保，使用范围广，具有很高的经济价值和实用价值。

Description

一种旋转活塞式发动机

技术领域

本实用新型属于一种动力机械装置，特别涉及一种旋转活塞式发动机。

背景技术

1794年，英国人斯特里特第一次提出了燃料与空气混合的概念。1833年，英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞做功的设计。1876年，德国发明家奥托运用罗沙的原理，成功制造了第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机，该内燃机仍以煤气为燃料，采用火焰点火，转速为156.7转/分，压缩比为2.66，热效率达到14％。1883年，戴姆勒创制成功第一台立式汽油机。

即使最简单的四缸活塞式发动机也至少有40个运动零件，包括活塞、连杆、凸轮轴、气门、气门弹簧、摇臂、正时皮带、正时齿轮和曲轴等。转子发动机中所有零件均沿一个方向持续旋转，不需要像传统发动机中的活塞那样剧烈地变换方向，可通过利用定向旋转配重物来消除震动，可是由于它燃料经济性较差、低速扭矩低、排气性能不理想，三角形的转子在气缸中运动磨损很大，转子与气缸体的密封不好容易窜气，因此压缩比不高不能采用压燃式，因而不能使用柴油燃料，该发动机燃烧室的结构形状不利于燃料的充分燃烧，造成排放的废气中有较多有害物质，还易造成三元催化器中毒失效，对环境影响很大。而针对以上出现的不可避免的问题，本实用新型在保留了往复活塞式发动机优点的基础上，解决了往复式活塞发动机在高速运转时震动的问题和构件较多容易出故障的问题。

在目前的文献论述中，针对以上问题都没有提出一个很好的解决方案，也没有检索到对解决往复活塞式发动机在高速运转时的剧烈震动的问题和发动机自身结构缺陷的问题。

实用新型内容

本实用新型的发明所要解决的技术问题是：传统四冲程发动机在运转时活塞剧烈的变换方向且消耗巨大的能量，针对上述存在的问题，本实用新型提供一种能够使进气压缩冲程和做功排气冲程分别通过不同机构同步进行且活塞等构件在运转时都做圆周运动的高效节能的旋转活塞式发动机，并且发动机自身结构简单。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种旋转活塞式发动机，包括转环机构、储气机构和隔瓦机构，其特征在于：所述转环机构总成包括做功用转环、压缩用转环、做功用活塞室和压缩用活塞室，所述做功用转环和压缩用转环分别安装在做功用活塞室和压缩用活塞室内，所述储气机构总成为储气缸体，所述储气缸体由两个结构形状相同的1号储气室和2号储气室构成，所述隔瓦机构总成包括活塞隔瓦、排气阻隔片和进气阻隔片，所述活塞隔瓦用来控制两个相连活塞室间的通断且其侧棱上有端面，所述进气阻隔片安装在做功用活塞室与储气缸体的连接处，所述排气阻隔片安装在压缩用活塞室与储气缸体的连接处，所述做功用活塞室、做功用转环、活塞隔瓦和进气阻隔片共同形成了容积可变的燃烧室，所述做功用转环上的做功用活塞转到做功用活塞室的进气口的位置时，所述储气缸体所连的喷油器、火花塞根据传感器提供的正时信号完成喷油和点火。

本实用新型所述的旋转活塞式发动机，其所述压缩用转环由压缩用活塞和齿轮环构成，所述做功用转环由做功用活塞和齿轮环构成，所述做功用活塞室附有进气口、总排气口和齿轮环口，所述压缩用活塞室附有总进气口、排气口和齿轮环口，所述压缩用活塞室的两端都有一个用于与活塞隔瓦的侧面紧密贴合的断面，所述做功用活塞室的两端都有一个用于与活塞隔瓦的侧面紧密贴合的断面，所述储气缸体一端与压缩用活塞室的排气口相连且其连接端口处装有用于控制通断的排气阻隔片，所述储气缸体的另一端与做功用活塞室的进气口相连且其连接端口处装有用于控制通断的进气阻隔片，所述做功用转环和压缩用转环分别安装在做功用活塞室和压缩用活塞室内且两个转环的中心轴在同一条直线上，所述压缩用转环上的压缩用活塞的侧面与压缩用活塞室的内壁紧密贴合，所述做功用转环上的做功用活塞的侧面与做功用活塞室的内壁紧密贴合，所述活塞隔瓦的轴装配在做功用活塞室和压缩用活塞室的中间，所述活塞隔瓦上有用于与做功用活塞的切割面和压缩用活塞的切割面紧密贴合的端面，所述活塞隔瓦的两个侧面与相邻的两个压缩 用活塞室的断面和相邻的两个做功用活塞室的断面都紧密贴合，所述的做功用转环、压缩用转环、活塞隔瓦、排气阻隔片和进气阻隔片上都附有齿轮，所述所有齿轮都由做功用转环上所附齿轮环驱动且皆可作为动力输出端。

本实用新型提出一种全新的内燃机模式，采用了节能高效的旋转式运动，不论发动机有几缸，都可以较普通发动机以更高的转速平稳的运转，且发动机震动更小，因其做功原理与四冲程发动机一致但采用圆环式的转子，因而不需利用连杆与凸轮等结构将输出的力量转向，所以减少了运转时能量的耗损，使其具有四冲程传统发动机的高燃烧率却比传统四冲程发动机在运转时更平稳且高效节能。

附图说明

图1是本实用新型的纵剖视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图2的C-C断面图。

图4是图2的E-E展开图。

图5是本实用新型中活塞隔瓦的结构示意图。

图6是本实用新型中排气阻隔片的结构示意图。

图7是本实用新型中进气阻隔片的结构示意图。

图8是本实用新型中一个压缩用活塞室的结构示意图。

图9是图8的B-B断面图。

图10是本实用新型中一个做功用活塞室的结构示意图。

图11是图10的D-D断面图。

图12是本实用新型中压缩用转环的结构示意图。

图13是本实用新型中做功用转环的结构示意图。

图14是本实用新型中一个储气缸体的结构示意图。

图中标记：1为活塞隔瓦，2为做功用转环，3为压缩用转环，4为做功用活塞室，5为压缩用活塞室，6为储气缸体，7为进气阻隔片，8为排气阻隔片，9为齿轮环，10为做功用活塞，11为压缩用活塞，12为进气口，13为总排气口，14为总进气口，15为排气口，16为1号储气室，17为2号储气室，18为齿轮环口，19为做功用活塞的侧面，20为做功用活塞的切割面，21为压缩用活塞的侧面，22为压缩用活塞的切割面，23为活塞隔瓦的侧面，24为活塞隔瓦的端面，25为喷油嘴和火花塞，26为做功用活塞室内壁，27为压缩用活塞室内壁，28为压缩用活塞室断面，29为做功用活塞室断面，30为1号进气口，31为2号进气口，32为1号排气口，33为2号排气口，34为活塞隔瓦齿轮，35为排气阻隔片齿轮，36为进气阻隔片齿轮，37排气阻隔片通气孔，38进气阻隔片通气孔，39为活塞隔瓦的轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。应当理解，此处描述的具体实施仅仅解释本实用新型，并不限定本实用新型。

如图所示，一种旋转活塞式发动机包括转环式转子机构、储气机构和隔瓦机构。所述转环式转子发动机包括进气压缩冲程和做功排气冲程，进气压缩冲程和做功排气冲程由转环机构完成。

所述转环机构包括做功用转环(2)和压缩用转环(3)，所述做功用转环(2)上的做功用活塞(10)的侧面(19)与做功用活塞室(4)的内壁(26)紧密贴合，所述压缩用转环(3)上的压缩用活塞(11)的侧面(21)与压缩用活塞室(5)的内壁(27)紧密贴合，所述做功用转环(2)上的做功用活塞(10)的两面有用于与隔瓦侧棱端面(24)紧密贴合的做功用活塞切割面(20)，所述压缩用转环(3)上的压缩用活塞(11)的两面有用于与隔瓦侧棱端面(24)紧密贴合的压缩用活塞切割面(22)，所述压缩用转环(3)和做功用转环(2)的虚拟中心轴位于同一条直线且两种转环在运转时反向同步，所述做功用活塞室(4)附有进气口(12)、总排气口(13)和齿轮环口(18)，所述压缩用活塞室(5)附有总进气口(14)、排气口(15)和齿轮环口(18)，所述压缩用活塞室(5)和做功用活塞室(4)的每个活塞室的两端都有一个用于与活塞隔瓦的侧面(23)紧密贴合的断面(28)。

所述隔瓦机构包括活塞隔瓦(1)、进气阻隔片(7)和排气阻隔片(8)，所述活塞隔瓦(1)安装在压缩用活塞室(5)和做功用活塞室(4)中间，所述活塞隔瓦的轴(39)上附带齿轮(34)且由做功用转环(2)上所附齿轮环(9)来驱动，所述活塞隔瓦(1)侧棱上有一个端面(24)且当活塞隔瓦(1)的端面(24)旋转至压缩用活塞(11)的切割面(22)和做功用活塞(10)的切割面(21)时与之紧密贴合，所述活塞隔瓦(1)在旋转至压缩用活塞室(5)的断面(28)和做功用活塞室(4)的断面(29)时其侧面(23)与压缩用活塞室(5)的断面(28)和做功用活塞室(4)的断面(29)都紧密贴合，所述进气阻隔片(7)安装在储气缸体(6)和做功用活塞室(4)的连接处，所述排气阻隔片(8)安装在压缩用活塞室(5)和储气缸体(6)的连接处，所述做功用转环(2)、做功用活塞室(4)、活塞隔瓦(1)和进气阻隔片(7)共同构成一个容积可变的燃烧室，所述压缩用转环(3)、压缩用活塞室(5)、活塞隔瓦(1)和排气阻隔片(8)共同构成一个容积可变的压缩室。

所述储气机构是由储气缸体(6)构成，所述储气缸体(6)由两个相互独立的结构形状相同的1号储气室(16)和2号储气室(17)构成，所述1号储气室(16)一端有1号进气口(30)另一端有1号排气口(32)，所述2号储气室(17)一端有2号进气口(31)另一端有2号排气口(33)，所述1号储气室(16)和2号储气室(17)的空腔体积由压缩用活塞室(5)的内腔体积决定，所述储气缸体(6)连接在压缩用活塞室(5)和做功用活塞室(4)之间，所述储气缸体(6)上接有喷油器和火花塞(25)。

本实用新型的工作原理包括进气压缩冲程和做功排气冲程，其进气压缩冲程与做功排气冲程分别于发动机的压缩转子机构和做功转子机构来完成。随着发动机的运转，新鲜空气从发动机的总进气口(14)进入发动机的压缩用活塞室(5)，2号排气口(33)由排气阻隔片(8)控制关闭，1号进气口(30)由进气阻隔片(7)控制关闭，压缩用转环(3)上的活塞(11)对新鲜空气做功，使其通过1号排气口(32)进入1号储气室(16)内形成高温高压的高能气体，当压缩用活塞(11)旋转至压缩用活塞室(5)的尽头时气体全部进入1号储气室(16)，排气阻隔片(8)控制1号排气口(32)关闭同时控制2号排气口(33)打开，完成压缩冲程，当压缩用转环(3)上的活塞(11)通过压缩用活塞室(5)间的断面(28)后，进气阻隔片(7)控制1号进气口(30)打开同时关闭2号进气口(31)，所述高能气体从1号储气室(16)进入做功用活塞室(4)，同时喷油嘴喷油、火花塞(25)点火，燃油充分燃烧推动做功用转环(2)旋转，与此同时被大气压入压缩用活塞室(5)的新鲜空气被下一个压缩用转环(3)上的压缩用活塞(11)通过2号排气口(33)压入2号储气室(17)内，当燃气在做功用活塞室(4)内做功完成后，排气阻隔片(8)控制2号排气口(33)关闭控制1号排气口(32)打开，当做功用转环(2)上的做功用活塞(10)通过活塞室断面后，进气阻隔片(7)控制1号进气口(30)关闭2号进气口(31)打开，高能空气和燃油燃烧对做功用转环(2)上的下一个做功用活塞(10)做功，同时这个做功用活塞(10)把上一次做功完成后的废气从总排气口(13)压出，一个工作循环完成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内做任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种旋转活塞式发动机，包括转环机构、储气机构和隔瓦机构，其特征在于：所述转环机构总成包括做功用转环(2)、压缩用转环(3)、做功用活塞室(4)和压缩用活塞室(5)，所述做功用转环(2)和压缩用转环(3)分别安装在做功用活塞室(4)和压缩用活塞室(5)内，所述储气机构总成为储气缸体(6)，所述储气缸体(6)由两个结构形状相同的1号储气室(16)和2号储气室(17)构成，所述隔瓦机构总成包括活塞隔瓦(1)、排气阻隔片(8)和进气阻隔片(7)，所述活塞隔瓦(1)用来控制两个相连活塞室间的通断且其侧棱上有端面(24)，所述进气阻隔片(7)安装在做功用活塞室(4)与储气缸体(6)的连接处，所述排气阻隔片(8)安装在压缩用活塞室(5)与储气缸体(6)的连接处，所述做功用活塞室(4)、做功用转环(2)、活塞隔瓦(1)和进气阻隔片(7)共同形成了容积可变的燃烧室，所述做功用转环(2)上的做功用活塞(10)转到做功活塞室(4)的进气口(12)的位置时，所述储气缸体(6)所连的喷油器、火花塞(25)根据传感器提供正时信号完成喷油和点火。

2.根据权利要求1所述的旋转活塞式发动机，其特征在于：所述压缩用转环(3)由压缩用活塞(11)和齿轮环(9)构成，所述做功用转环(2)由做功用活塞(10)和齿轮环(9)构成，所述做功用活塞室(4)附有进气口(12)、总排气口(13)和齿轮环口(18)，所述压缩用活塞室(5)附有总进气口(14)、排气口(15)和齿轮环口(18)，所述压缩用活塞室(5)的两端都有一个用于与活塞隔瓦(1)的侧面(23)紧密贴合的断面(28)，所述做功用活塞室(4)的两端都有一个用于与活塞隔瓦(1)的侧面(23)紧密贴合的断面(29)，所述储气缸体(6)一端与压缩用活塞室(5)的排气口(15)相连且其连接端口处装有用于控制通断的排气阻隔片(8)，所述储气缸体(6)的另一端与做功用活塞室(4)的进气口(12)相连且其连接端口处装有用于控制通断的进气阻隔片(7)，所述做功用转环(2)和压缩用转环(3)分别安装在做功用活塞室(4)和压缩用活塞室(5)内且两个转环的中心轴在同一条直线上，所述压缩用转环(3)上的压缩用活塞(11)的侧面(21)与压缩用活塞室(5)的内壁(27)紧密贴合，所述做功用转环(2)上的做功用活塞(10)的侧面(19)与做功用活塞室(4)的内壁(26)紧密贴合，所述活塞隔瓦(1)的轴装配在做功用活塞室(4)和压缩用活塞室(5)的中间，所述活塞隔瓦(1)上有用于与做功用活塞(10)的切割面(20)和压缩用活塞(11)的切割面(22)紧密贴合的端面(24)，所述活塞隔瓦(1)的两个侧面(23)与相邻的两个压缩用活塞室(5)的断面(28)和相邻的两个做功用活塞室(4)的断面(29)都紧密贴合。

3.根据权利要求2所述的旋转活塞式发动机其特征在于所述的做功用转环(2)、压缩用转环(3)、活塞隔瓦(1)、排气阻隔片(8)和进气阻隔片(7)上都附有齿轮，所述所有齿轮都由做功用转环(2)上所附齿轮环(9)驱动且皆可作为动力输出端。