CN204936794U - 一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统 - Google Patents

Abstract

一种新型转子发动机，缸体的内腔为椭圆状内腔，六片可伸缩旋转叶片将缸体的内腔划分为六个旋转空间；随着转子的转动，每个旋转空间依次处于吸气行程、压缩行程、点火行程、膨胀做功行程和排气行程，不断循环；一种应用其的新型汽车混合动力系统，新型转子发动机通过离合器与电动发电两用同步电机传动连接，电动发电两用电机通过离合变速器传动连接，离合变速器与汽车的行进系统传动连接。本实用新型减少了电池容量，降低成本；发动机采用新型转子发动机，体积小、成本低、效率高、运转平稳噪音低；发动机、电机、车轮直接连接传动损耗低，发动机车轮同步运行无待速运行，安静、节省燃油。

Description

一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统

技术领域

本实用新型涉及发动机和汽车技术领域，尤其是涉及一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统。

背景技术

在汽车技术领域，燃油发动机效率低、能耗大、对环境污染严重。完全的纯电动车造价高，一次行使里程短，电池受命短，充电时间长等缺陷。因此，燃油发动机与纯电动车合二为一的混合动力汽车具有广阔的应用前景。

广义上说，混合动力汽车(HybridVehicle)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。

通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV)，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。

但是，现有技术中的油电混合动力汽车成本高，比功率低，车身笨重，节能效果有一定的局限性，短时间无法普及

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型转子发动机，包括转子、缸体、火花塞、排气孔、进气孔和对称设置的六片可伸缩旋转叶片；所述缸体的内腔为椭圆状内腔，六片所述可伸缩旋转叶片将所述缸体的内腔划分为六个旋转空间；

所述可伸缩旋转叶片的顶端为弹性伸缩端，所述弹性伸缩端与所述缸体的内壁之间旋转密封；相邻两个所述可伸缩旋转叶片和位于其间的所述缸体的内壁和所述转子的外壁共同组成一个所述旋转空间；

随着所述转子的转动，每个所述旋转空间依次处于吸气行程、压缩行程、点火行程、膨胀做功行程和排气行程，不断循环；

所述火花塞对准处于点火行程处的所述旋转空间，所述排气孔连通处于排气行程处的所述旋转空间，所述排气孔连通处于吸气行程处的所述旋转空间。

当某个所述旋转空间与所述进气孔连通时其与所述排气孔不再连通。

所述转子与所述缸体内壁之间的最小距离大于1mm。

所述转子的外壁上设有凹槽，当某个旋转空间的体积压缩到点火时段时，所述火花塞对准所述凹槽，并且所述凹槽与该旋转空间中的其他部分保持连通。

所述转子由6片扇形部件与轴组合而成，扇形两端设有密封凹槽，槽内设置密封条。

一种使用所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统，包括所述新型转子发动机、离合器、电动发电两用同步电机、离合变速器、蓄电池和电机双向控制器；

所述新型转子发动机通过所述离合器与所述电动发电两用同步电机传动连接，所述电动发电两用电机通过所述离合变速器传动连接，所述离合变速器与汽车的行进系统传动连接；

所述蓄电池与所述电动发电两用同步电机之间电连接，所述电机双向控制器控制所述电动发电两用同步电机的运行。

所述转子发动机、所述电动发电两用同步电机和汽车的车轮同步运行，同时启动，同时停止，无待速运行。

所述离合器为液压离合器。

所述离合变速器为双速或多速的行星离合变速器。

还包括车载电脑；所述车载电脑控制，包括所述新型转子发动机、所述电动发电两用同步电机和所述电机双向控制器在内的，车载设备。

所述转子由6片扇形部件与轴组合而成，便于加工，扇形两端设有密封凹槽，槽内设置密封条增加气密性。

本实用新型涉及一种新型的新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统，由叶片转子发动机、离合器、电机、行星变速器、电池组、双向控制器、车载电脑、散热系统、油泵等组成。

1.所述发动机由转子、椭圆气缸、可伸缩旋转叶片、火花塞、排气孔、进气孔等组成。

2.所述离合器是液压多片离合器。

3.所述电机是电动、发电两用同步电机或其它两用电机。

4.所述行星变速器为双速或多速离合变速器，有电脑控制双挡变速或多挡变速加离合功能。

5.所述电池组为锂电池组或其它种类电池组。

6.所述双向控制器，有电脑智能控制电机正反转、减速、发电反向控制电流充电功能。

7.所述车载电脑有多个传感器输入、多路输出控制、人机界面参数设置、多种模式智能控制、自动转换功能。传感器有发动机、电机、传动轴转速，水温、电池电量、油压、油门踏板位置、刹车踏板位置、离合器位置等。输出有发动机化油器、点火器、离合器、电机控制器、刹车片控制等。

8.所述散热系统由散热器、风扇、水泵等组成，给发动机散热。

9.所述油泵提供刹车、离合器油压。

本实用新型的有益效果可以总结如下：

1、本实用新型减少了电池容量，降低成本。

2、本实用新型发动机采用新型转子发动机，体积小、成本低、效率高、运转平稳噪音低。

3、本实用新型发动机、电机、车轮直接连接传动损耗低，发动机车轮同步运行无待速运行，安静、节省燃油。

4、本实用新型整车电脑智能化控制，自动切换最佳节能模式，最高时速限定多余能量回收到电池中。

5、本实用新型的双核模式(发动机、电机双动力简称双核)减小了发动机与电机最大输出功率。

6、本实用新型是一种经济实用型汽车模式，成本低、加工维修简单，高续航里程，另加节能环保的性能，实用价值巨大。

附图说明

图1为本实用新型中新型转子发动机的结构示意图。

图2为本实用新型中使用所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统的结构示意图。

其中包括，转子1、缸体2、可伸缩旋转叶片3、火花塞4、排气孔5、进气孔6、旋转空间7、弹性伸缩端8、凹槽9、前轮10、蓄电池11、后轮12、散热器13、水泵14、风扇电机15、离合器16、新型转子发动机17、电动发电两用同步电机18、离合变速器19和电机双向控制器20。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的一种新型转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统，包括转子1、缸体2、火花塞4、排气孔5、进气孔6和对称设置的六片可伸缩旋转叶片3；所述缸体2的内腔为椭圆状内腔，六片所述可伸缩旋转叶片3将所述缸体2的内腔划分为六个旋转空间7；所述可伸缩旋转叶片3的顶端为弹性伸缩端8，所述弹性伸缩端8与所述缸体2的内壁之间旋转密封；相邻两个所述可伸缩旋转叶片3和位于其间的所述缸体2的内壁和所述转子1的外壁共同组成一个所述旋转空间7；随着所述转子1的转动，每个所述旋转空间7依次处于吸气行程、压缩行程、点火行程、膨胀做功行程和排气行程，不断循环；所述火花塞4对准处于点火行程处的所述旋转空间7，所述排气孔5连通处于排气行程处的所述旋转空间7，所述排气孔5连通处于吸气行程处的所述旋转空间7。

在更加优选的实施例中，当某个所述旋转空间7与所述进气孔6连通时其与所述排气孔5不再连通。

在更加优选的实施例中，所述转子1与所述缸体2内壁之间的最小距离大于1mm。

在更加优选的实施例中，所述转子1的外壁上设有凹槽9，当某个旋转空间7的体积压缩到点火时段时，所述火花塞4对准所述凹槽9，并且所述凹槽9与该旋转空间7中的其他部分保持连通。

所述转子1由6片扇形部件与轴组合而成，扇形两端设有密封凹槽，槽内设置密封条。

如图2所示的一种使用所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统，包括所述新型转子发动机17、离合器16、电动发电两用同步电机18、离合变速器19、蓄电池11和电机双向控制器20；所述新型转子发动机17通过所述离合器16与所述电动发电两用同步电机18传动连接，所述电动发电两用同步电机18通过所述离合变速器19传动连接，所述离合变速器19与汽车的行进系统传动连接；所述蓄电池11与所述电动发电两用同步电机18之间电连接，所述电机双向控制器20控制所述电动发电两用同步电机18的运行。

在更加优选的实施例中，所述转子发动机17、所述电动发电两用同步电机18和汽车的车轮同步运行，同时启动，同时停止，无待速运行。

在更加优选的实施例中，所述离合器16为液压离合器。所述离合变速器19为双速或多速的行星离合变速器。

在更加优选的实施例中，所述新型汽车混合动力系统还包括车载电脑；所述车载电脑控制，包括所述新型转子发动机17、所述电动发电两用同步电机18和所述电机双向控制器20在内的，车载设备。

如图1所示，本实用新型是在转子1与椭圆型的气缸2的内壁之间形成6个旋转空间7，由6只所述可伸缩旋转叶片3隔开，上端部分是进气与压缩区，下端部分是做功与排气区，所述转子1顺时针旋转，每转一周做功6次；进气、压缩、做功、排气四个工作过程同时进行，无间断连续做功，类似飞机涡轮发动机，因此比功率高，平稳，密闭空间运行节能环保。

所述新型转子发动机17的工作过程如下：所述转子1顺时针旋转，当某一个所述旋转空间处于进气过程时，该所述旋转空间7变大形成负压，位于该所述旋转空间7的后端的所述可伸缩旋转叶片3关闭所述排气孔5，位于该所述旋转空间7的前端的所述可伸缩旋转叶片3打开所述进气孔6，使得所述旋转空间7与所述进气孔6连通而与所述排气孔5断开，混合燃气由所述进气孔6进入该所述旋转空间7；旋转1/6周后，该所述旋转空间7的后端的所述可伸缩旋转叶片3关闭所述进气孔6，该所述旋转空间7开始变小压缩，旋转2/6周后压缩至最小空间，此时高压燃气大部分集中在所述转子1的凹槽9内，相当于燃烧室，所述火花塞4点火，所述转子1在惯性与前一做功行程的作用下继续旋转，该所述旋转空间7继续变大，高压燃气做功；再旋转4/6周处后做功接近结束，位于该所述旋转空间7的前端的所述可伸缩旋转叶片3打开所述排气孔5，使得所述旋转空间7与所述排气孔5连通，废气排出所述排气孔5；然后进入下一个循环过程。其他所述旋转空间的工作过程，依次类推。

这样所述转子1上的每个所述可伸缩旋转叶片3转过一周，即发动机四个工作过程实现一次，因而，6个叶片每循环一周，即可实现6次做功，实现连续不间断做功。

所述转子1在椭圆的所述缸体2中做圆周运动，旋转一周点火6次，有进气、压缩、做功、排气四个冲程，旋转运动效率高、体积小，运转平稳，结构简单易于加工，可做成有润滑和无润滑两种，所述转子1和所述可伸缩旋转叶片3两端可增加密封条，减小加工精度增加气密性。

如图2所示，新型汽车混合动力系统的工作模式如下:

1.纯电动模式:当电池(即蓄电池)电量充足时自动切换为纯电动模式，所述液压离合器16分离，所述电动发电两用同步电机18通过所述行星离合变速器19启动汽车以纯电动模式行使。

2.燃油模式：当电池电量降到不足时，比如10％以下，自动切换到燃油模式，所述液压离合器16接合，所述新型转子发动机17点火运行，发动机随转速增加扭矩逐渐增大，一定转速后电池由放电变为充电。停车时所述新型转子发动机17随车轮一起停止(在启动与倒车状态可以由电动机提供动力)，无待速运行，节能环保。

3.油电混合模式：当电脑检测油门踏板位置和传动轴转速计算出动力不足时或高速加速运行时自动切换至油电双启动模式，所述液压离合器16、所述行星离合变速器19均接合，所述新型转子发动机17和所述电动发电两用同步电机18一起工作，提高动力。

4.能量回收模式：车辆减速时，刹车踏板位置控制所述电动发电两用同步电机18进行电能回收，适当位置控制刹车片停止车辆。

5.充电测试模式：当电池电量低，不能启动车辆，需要给车辆充电或需要对所述新型转子发动机17测试，可手动到充电测试模式，所述行星离合变速器19分离，所述电动发电两用同步电机18启动所述新型转子发动机17到一定转速，所述电动发电两用同步电机18开始发电给电池充电。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型转子发动机，其特征在于：包括转子、缸体、火花塞、排气孔、进气孔和对称设置的六片可伸缩旋转叶片；所述缸体的内腔为椭圆状内腔，六片所述可伸缩旋转叶片将所述缸体的内腔划分为六个旋转空间；

所述可伸缩旋转叶片的顶端为弹性伸缩端，所述弹性伸缩端与所述缸体的内壁之间旋转密封；相邻两个所述可伸缩旋转叶片和位于其间的所述缸体的内壁和所述转子的外壁共同组成一个所述旋转空间；

随着所述转子的转动，每个所述旋转空间依次处于吸气行程、压缩行程、点火行程、膨胀做功行程和排气行程，不断循环；

所述火花塞对准处于点火行程处的所述旋转空间，所述排气孔连通处于排气行程处的所述旋转空间，所述排气孔连通处于吸气行程处的所述旋转空间。

2.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：当某个所述旋转空间与所述进气孔连通时其与所述排气孔不再连通。

3.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述转子与所述缸体内壁之间的最小距离大于1mm。

4.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述转子的外壁上设有凹槽，当某个旋转空间的体积压缩到点火时段时，所述火花塞对准所述凹槽，并且所述凹槽与该旋转空间中的其他部分保持连通。

5.根据权利要求1所述的新型转子发动机，其特征在于：所述转子由6片扇形部件与轴组合而成，扇形两端设有密封凹槽，槽内设置密封条。

6.一种使用权利要求1-5任意之一所述新型转子发动机的新型汽车混合动力系统，其特征在于：包括所述新型转子发动机、离合器、电动发电两用同步电机、离合变速器、蓄电池和电机双向控制器；

所述新型转子发动机通过所述离合器与所述电动发电两用同步电机传动连接，所述电动发电两用电机通过所述离合变速器传动连接，所述离合变速器与汽车的行进系统传动连接；

所述蓄电池与所述电动发电两用同步电机之间电连接，所述电机双向控制器控制所述电动发电两用同步电机的运行。

7.根据权利要求6所述的新型汽车混合动力系统，其特征在于：所述转子发动机、所述电动发电两用同步电机和汽车的车轮同步运行，同时启动，同时停止，无待速运行。

8.根据权利要求6所述的新型汽车混合动力系统，其特征在于：所述离合器为液压离合器。

9.根据权利要求6所述的新型汽车混合动力系统，其特征在于：所述离合变速器为双速或多速的行星离合变速器。

10.根据权利要求6所述的新型汽车混合动力系统，其特征在于：还包括车载电脑；所述车载电脑控制，包括所述新型转子发动机、所述电动发电两用同步电机和所述电机双向控制器在内的，车载设备。