CN2065675U - 双缸双气室旋转发动机 - Google Patents

Abstract

一种旋转式内燃发动机。其缸体具有一个圆形内腔，上面设有进气口、排气口、隔离板滑道，燃烧室设在缸体内壁。转子是一个由圆柱体的两端相错部位各自切去一部分后形成的形体。转子和缸体内腔之间构成容积不同的冷、热气室，每个气室又由隔离板隔成两个可变容积的工作腔。转子每旋转一周，燃气在热气室中作功二次，吸、压、爆、排四个过程总是同时进行，可以最大限度地完成燃气的能量转换，并使运转更加平稳。该发动机可以代替各种往复活塞式发动机。

Description

目前，内燃发动机多为往复活塞式发动机，这种发动机在运动过程中惯性能量损失很大，对机械部件的冲击力也较大，所以国内外都在研究发展旋转式发动机，例如三角活塞旋转式发动机，凸轮式旋转式发动机。但是三角活塞旋转式发动机的转子运动并不是真正的圆周运动，而是沿偏心的“8”字形轨迹运动，因此还会产生惯性损失。凸轮式旋转发动机虽然转子是圆周运动，但它的压缩燃气导管置于缸体外侧，再通过转子的导管连通，结构较复杂，还要配置气阀，充气系数低。另一方面，无论何种发动机，其燃气在工作过程中总是在同一气室中运动。当吸气冲程结束，吸入的一定量燃气被点燃膨胀作功时，压力很高。由于气室容积相同，当排气口开启时，燃气还有3－4个大气压，这种压力不但不能被用于产生动力，相反，还会对活塞的运动产生阻力。同时，这种压力向常压的大气排放时还会产生强烈的噪音，必须安装体积较大的消音器才能消除。

本实用新型的目的是设计一种最大限度地完成能量转换的发动机：它既可以按照圆周运动，减少往复运动的机械能量损失，又可以使燃气在不同工作阶段充分发挥自己的效能，还可以用一台单缸发动机的结构部件完成双缸发动机的功能，这种发动机还具有结构部件少、体积小和重量轻的特点。

本实用新型是这样实现的：它利用转子和缸体内腔之间构成两个容积不同的冷、热气室，且使热气室大于冷气室。同时还通过缸体上的气室隔离板6、7将冷、热气室分隔成两个可变容积的工作腔，这样，转子每旋转一周做功两次，相当于一个双缸发动机，下面结合附图加以说明。

图1是本发动机的外形透视图。图1′是发动机动力产生原理图。

图2是本发动机主体结构装配图。

图3是转子透视图。

图4是转子正视图，图5、6、7是图4的X－X、Y－Y、Z－Z剖视图。

图8是发动机剖视图。图9、图10是图8的A－A剖视图。图9表示发动机冷气室将燃气压缩贮于燃烧室的过程。图10表示转子旋转一定角度后燃烧室燃气爆炸，推动转子旋转并将燃气转入热气室的过程。

图11是隔离板滑动结构剖视图。

图12是隔离板透视图。

图13是本发动机工作原理图。1、2、3、4表示转子旋转的四个相位。

从图2中可见，本旋转发动机由缸体1、缸盖11、装于缸体内的转子12、转子的动轴13等组成。传动轴与转子用键连接，通过缸盖上的轴承支座与缸体结合构成本发动机。

转子是一个由圆柱体的两端相错部位各自切去一部分后而形成的形体，该形体承受旋转动力的工作面线型为一圆弧，且圆弧半径与转子半径相等。

缸体呈圆筒形，两端由缸盖封闭，转子可以在此内腔旋转，同时也与缸体内腔形成两个气室，即冷气室和热气室，分别位于转子的两端。缸体1的一端设有一对进气口9，一对隔离板滑道4，均通至缸体内腔，另一端有一对排气口10，一对隔离板滑道5，也与缸体内腔相通，缸体内壁还有一对燃烧室2。它们中每一对两两位置都相差180°。燃烧室2位于相邻较近的冷、热气室隔离板滑道之间，形状为弧形槽，该二燃烧室也是冷、热气室之间的通道。此外，每个燃烧室上还有火花塞孔3。隔离板滑道是供气室隔离板6、7滑动的通道，滑道内安装弹簧8，隔离板前部有滑辊14使隔离板与转子工作面之间始终保持一定压力，以保证每个气室能被它严密地分隔成二个工作腔。由于进气口设在冷气室一侧，排气口设在热气室一侧，当转子旋转半周时，燃气在冷气室通过进气口被吸入，经压缩后储存于燃烧室中，此时，燃烧室通向热气室一侧的出口被热气室中转子的封闭面封闭，随着转子的旋转，燃烧室通向冷气室一侧的出口本冷气室中转子封闭面封闭，而热气室一侧开放，同时点燃火花塞，于是燃气就向热气室一侧爆炸膨胀，推动转子的旋转，并完成燃气由冷气室向热气室的转移。

关于转子旋转一周时发动机的工作过程可通过图13加以说明，该图中的四个相位图中同时画出了转子两端的冷、热气室的工作状态，左图为冷气室，右图为热气室。这两个气室是在同一个轴上同是按同一方向旋转，并且左右图中的上、下燃烧室是各自相通的，现假定转子按逆时针方向旋转，旋转一周共分4个相位说明。

下表表明冷气室、热气室的各工作腔在不同相位时的工作状况。

相位	冷  气  室		热  气  室
					A	B	C	D
	1	压缩	吸气	排气					爆炸
2					压缩	吸气	排气	爆炸
	3	吸气	压缩	爆炸					排气
4					吸气	压缩	爆炸	排气

将上表工作状况与图13中的工作原理图结合起来，可以清楚地看到转子是如何工作的：在第1、2相位时，从B腔中压缩来的燃气通过燃烧室在热气室D腔爆炸，压力作用在转子的工作面上，推动转子逆时针方向旋转，使C腔通过排气口排气，同时，冷气室中的A腔燃气被压缩向燃烧室，B腔吸气。当转子旋转到第3、4相位时，在A腔中压缩的燃气通过燃烧室进入热气室的C腔，点燃爆炸，继续推动转子逆时针旋转，D腔排气，同时冷气室中的A腔吸气，已被吸入B腔的燃气被压缩向燃烧室。继而又旋转到第1、2相位，周而复始，旋转不息。

从以上4个相位的分析中可以看出，转子旋转的每一时刻，吸气、压缩、爆炸、排气四个过程总是同时进行的，而且在转子每旋转半周就开始一个新的循环，即每周内爆炸作功二次。这样，一套单缸部件就起到了二个普通气缸所起的作用。使发动机的运转更加平稳，且以较小的体积和气缸容量达到较大的功率。

另一方面，本发动机的二个容积不同的气室，可以充分发挥燃气在工作过程中的不同功能，最大限度地完成燃气的能量转换。在冷气室中进行吸气和压缩过程，而在热气中进行爆炸和排气过程，由于热气室的容积比冷气室的容积大，因此燃气功比较充分。当作功结束，排气过程开始时，燃气压力可以降低到1.5个大气压以下。这样，一方面燃气作功较多，且作功方向总是这向前方，不会产生阻力，另一方面，由于排气压力的降低，可以简化消音器结构，甚至取消它。

再者，这种发动机转子具有真正的圆周运动，可以使其在旋转运动中的机械能量损失达到最小。

本发动机应用范围广，凡是使用普通往复活塞发动机的地方均可以用双缸双气室旋转发动机代替，它还可根据缸体内腔及转子直径的大小不同，制造出不同排量和功率的系列产品。

Claims (2)

1、一种双缸双气室旋转发动机，由缸体、缸盖、装于缸体内的转子，以及转子的传动轴构成，本实用新型的特征在于：缸体1呈圆筒形，缸体一端设有一对进气口9、一对隔离板滑道4、均通至缸体内腔，另一端设有一对排气口10，一对隔离板滑道5，也与缸体内腔相通，滑道4、5内分别装有紧压于转子工作面的隔离板6、7；缸体内壁上有一对燃烧室2位于相邻较近的冷热气室隔离板滑道之间，且每一对的位置在缸体上相差180℃，两两相对；转子12是一个由圆柱体的两端相错部位各自切去一部分后而形成的形体，该形体承受旋转动力的工作面线型为一圆弧，且圆弧半径与转子半径相等，转子工作面与缸全内腔之间构成容积不同的冷气室和热气室，且热气室容积大于冷气室容积，冷气室和热气室又分别被缸体上的气室隔离板隔离成两个可变容积的工作腔。

2、根据权利要求1所述的双缸双气室旋转发动机，其特征在于：隔离板6、7前部装有滑辊14，尾部装有弹簧8，两侧与滑道上下滑动配合。

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