CN206801691U - 多轨迹转子式内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多轨迹转子式内燃机，由定子、转子、主轴、前端盖、后端盖等组合而成；定子上设置有内凹或外凸形环绕主轴的滑道，滑道由内滑轨和外滑轨组合而成，其轨迹线为特定曲线；转子上安装有气缸和活塞，每个气缸的中心线与主轴中心线垂直并与主轴中心线保持适当距离；前端气缸中心线与后端气缸中心线相差90度，内燃机工作时，四个汽缸时转子每转动90度即有一个气缸作功，转动一周作功4次；前后端盖设有排气道、扫气孔和进气道，排气即将结束时压缩气体经扫气孔将气缸内的残留气体快速沿排气道吹出；主轴设有冷却水、润滑油和电力通道对转子进行冷却润滑及电力输送；本实用新型结构简单，运转平稳，扭矩大功率高，应用范围广泛。

Description

多轨迹转子式内燃机

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机，特别是涉及一种转子式内燃机。

背景技术

在内燃机领域，目前普遍应用的是往复式曲柄连杆内燃机，这种内燃机自1876年德国发明家奥托发明以来，经过人们不断的革新改造，各项技术日趋成熟。其工作原理是利用汽缸与活塞形成的封闭空间内可燃气体燃烧产生的膨胀力，推动活塞在气缸内作往复直线运动，动能经曲柄连杆机构转变为旋转动能输出应用。这种内燃机的优点是密封润滑性能好，运行可靠。缺点是存在活塞及其连接件往复运动惯性冲击力大、死点点火引发的震动大、连杆长度受限力臂短效率低和结构较为复杂等问题；这种内燃机的另一个不足是进排气不够通畅，其进排气装置零件众多且结构复杂，进排气门安装在气缸的封闭端，面积仅限于活塞直径的大小，在此狭小的空间内要安放进排气门和火花塞，使得进排气门的口径受到限制，进排气都非常急促，不能通畅吸入空气和完全排除燃烧后的残留气体，导致下次燃烧不完全，排放不达标。虽经采取安置多气门和提前开放进排气门等技术措施加以改进，效果依然不理想。

近代以来，人们通过不断探索和创新，发明了转子式内燃机，特别是已经投入使用的汪克尔内燃机，为发展转子式内燃机提供了方向，但由于汪克尔内燃机存在密封差和油耗高等缺点，目前仍未获得广泛的应用。

中国国家知识产权局公布了多种转子式内燃机的设计方案，但所涉及的多种转子式内燃机还存在进排气时间短促，密封效果差和转子的冷却润滑未能有效解决等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种多轨迹转子式内燃机以解决上述问题。

使用气缸和活塞随转子转动而活塞沿特定曲线轨迹运动的方式将活塞的直线运动转换为旋转运动，以解决往复曲柄连杆内燃机震动大和力臂短的技术问题；使用在转子和端盖中间安装密封装置的方式解决相互之间密封的技术问题；使用在转子上设置通气道和在端盖上设置进气道、排气道的方式解决进排气不畅和零件众多结构复杂的技术问题；使用在端盖上设置扫气孔的方式解决气缸内残留气体吹扫不净的技术问题；使用在主轴上设立冷却润滑和电力通道的方式解决转子、气缸、活塞等机件的冷却润滑及电力输送的技术问题；使用将火花塞安装在转子上的方式解决转子转动时能顺利点火的技术问题。

现制定以下技术方案解决以上技术问题：

本实用新型的多轨迹转子式内燃机由定子、转子、主轴、前端盖、后端盖、多个前后副端盖和滑轮组件等部件组合而成。

定子上设置有内凹或外凸形环绕主轴中心的滑道，沿滑道旋转时，滑道距主轴中心的距离时而接近时而远离，其差值的大小为活塞行程的大小；滑道由内滑轨和外滑轨组合而成，其轨迹线为特定曲线，特定曲线可以是圆周线，可以是椭圆线，也可以是波浪线或时而接近时而远离主轴中心的其他曲线；滑道内安装有由内滑轮、外滑轮和导向滑块组合而成的滑轮组件，转子旋转时，内外滑轮带动活塞沿内外滑轨做接近或远离主轴中心的运动。吸气行程时，内滑轮沿内滑轨作顺时针转动，带动活塞远离主轴中心，吸入空气；继续顺时针旋转时外滑轮顶住外滑轨带动活塞接近主轴中心，对吸入的空气进行压缩；点火燃烧后高压气体推动活塞向外运动，与活塞连接的外滑轮顶住外滑轨顺时针转动并远离主轴中心，完成作功行程；继续顺时针旋转，外滑轮顶住外滑轨使活塞向主轴中心接近，将气缸内废气排出，完成排气行程。

滑轮组件上的导向滑块设置在靠近内滑轨两侧的位置，用以控制滑轮组件的滑动方向并防止活塞在汽缸内随意转动。

转子上安装有气缸，并与主轴由静配合加双键的方式装配组合成一体。转子上安装的气缸可分为单排或多排，每个气缸的中心线与主轴的中心线垂直并与主轴中心线保持适当距离，适当距离最小为30毫米，最大为5800毫米；气缸的一端为敞开式，活塞由敞开的汽缸口装入，另一端为封闭端。各气缸中心线之间的夹角按圆周均匀设置，计算公式为360°除以转子所安装气缸数，当气缸为2排，每排2个气缸时，各气缸中心线之间的夹角为90°，转子每转动90°即有一个气缸作功，转子每转动一周，作功4次。

多轨迹转子式内燃机的进排气行程由转子和端盖配合完成。在转子上安装的汽缸封闭端靠近前后端盖的位置设置有圆形或椭圆形开口的通气道，在前后端盖沿转子通气道回转线到达排气结束和进气状态开始的结合部位置设置有圆形带肋板的扫气孔，扫气孔的逆时针方向设置带肋板贯通的排气道，扫气孔的顺时针方向设置封闭的进气道，在进气结束位置设置圆形带肋板的通孔为进气孔。扫气孔和进气道、排气道并不相通，与排气道连接处设有第一隔挡，与进气道连接处设有第二隔挡；转子旋转到排气开始位置时，转子上设置的通气道与端盖上的排气道相通，开始排气；旋转到扫气孔位置时扫气孔与排气道相通，扫气孔内的压缩空气由第一隔挡一侧进入通气道，此时进入通气道的压缩空气压力大于已接近排气结束的通气道内残留气体压力，气缸内的残留气体被快速沿第一隔挡的另一侧向排气道吹出；继续旋转到通气道与扫气孔完全重合位置时，扫气孔与进气道、排气道均不相通，此时排气结束；再继续旋转到进气道位置时吸入空气，喷油嘴喷油，开始进气行程，到达进气口位置时，进气结束。前后端盖互为镜像，为较厚的板状，并在主轴上安装推力轴承加以支撑；也可以制成半球状、圆弧状或与副端盖连为一体带筋板的特殊形状，以确保可以承受通气道内可燃气体爆发时产生的巨大压力。

转子和端盖之间采用密封环进行密封，每个端面共有6道密封环，外密封环两道、内密封环两道、通气道密封环两道。在每个气缸的通气道位置围绕通气道在转子上开设2道通气道密封环槽，在通气道密封环槽外侧围绕主轴中心在转子上开设2道外密封环槽，在通气道密封环槽内侧围绕主轴中心在转子上开设2道内密封环槽，各环槽内均放置环状波浪形的弹簧和密封环，所有密封环均为圆形并设有断开口，其径向断面为矩形；多轨迹转子式内燃机运转时，各密封环槽底部放置的环状波浪形弹簧将密封环向端盖方向弹出，使其紧贴端盖将通气道密封；设置在通气道两侧的内密封环和外密封环对通气道进行二次密封，防止废气窜入滑道和主轴。

沿主轴中心线开设五个长孔，其中两个孔为冷却水通道，两个孔为电力通道，一个孔为润滑油道。润滑油道的进油口在前后端盖与主轴转动位置分别设置，在转子的适当位置设立出油口与转子内部油道相通并分别连通到每个气缸进行润滑和冷却；两道电力通道分别沿主轴径向对称设置，将电力送入转子用于火花塞点火；当使用燃料为柴油时，两道电力通道可省略。两路冷却水通道为相同直径沿主轴径向对称设置的进水道与出水道，分别在前后副端盖进水口室和出水口室位置沿主轴径向开孔互相连通，经冷却水进水道在转子内的开孔及通道流入气缸冷却水套，对气缸进行冷却，又经转子内的开口和通道由主轴冷却水出水道流出；前后端盖可在适当位置开设进出水口对排气道进行冷却。

为全面清晰地表达本实用新型，现对所涉及的有关名词说明和约定如下：

1.全行程

如图3E所示，滑道乙端、丁端距主轴中心的距离大于甲端、丙端距主轴中心的距离，可进一步理解为在定子上的滑道沿主轴圆周为波浪形，其中甲丙为波峰，乙丁为波谷。单个气缸在圆周360°范围内旋转经历两个波峰、两个波谷完成1次吸气、压缩、作功、排气的全部行程称作1个全行程，在圆周360°范围内旋转经历四个波峰、四个波谷完成2次吸气、压缩、作功、排气的全部行程称作2个全行程，以此类推，可有3个乃至N个全行程，全行程数实际上也是单个气缸在圆周360°范围内作功的次数。

根据此原理，在活塞行程不变的情况下，可在加大转子直径时，在定子圆周上设置更多的全行程；转子直径加大后，转子上可增加更多气缸的数量，在加大力臂的同时，大幅度提高单个内燃机的功率。

2.转子的个数

每个内燃机的转子可设立1个、2个乃至N个。

3.气缸的排数

如图2、图19、图20、图23所示，在一个转子径向范围内，可设立1排气缸、2排气缸乃至N排汽缸。

4.气缸的个数

每排汽缸的数量，可设立1个、2个乃至N个。

上述各项的“N”为自然整数3～100的范围。

根据以上约定，多轨迹转子式内燃机转子设计参数表达方式如下：

转子直径×转子个数×单个转子气缸的排数×每排汽缸的个数×全行程数

如：转子直径为300毫米、一个转子、每个转子安装2排汽缸、每排2个汽缸、1个全行程时表达如下：Φ300×1×2×2×1。

5.对前面所述，“每个气缸的中心线与主轴的中心线垂直并与主轴中心线保持适当距离”中的《适当距离》说明如下：

适当距离是指气缸中心线与主轴中心线和定子外滑轨线的交叉点重合时，气缸中心线与主轴中心线的最近距离。如图22所示，适当距离为A、B两点的距离。《1.适当距离：气缸中心线与主轴中心线和定子外滑轨线的交叉点重合时(图中C点)，气缸中心线(图中B点)与主轴中心线(图中A点)的最近距离。2.当气缸中心线与主轴中心线重和时(适当距离为零即B点重合到A点)，气缸中心线与外滑轨受力点的切线方向的角度是103°；当气缸中心线处于B点时，气缸中心线与外滑轨受力点的切线方向的角度是125°。表明在相同的作用力下，能获得更大的扭矩。在转子端面和气缸长度能满足的条件下，应尽量加大B点到A点的距离，可更有效地提升扭矩。》

适当距离的大小，可以改变活塞轴向力运行的方向，使活塞轴向力运行的方向与外滑轨受力切线的角度发生改变，对扭矩产生影响，相同的力度下，适当距离越大，活塞轴向力运行的方向与外滑轨受力切线的角度越大，扭矩越大。适当距离最小可为30毫米，最大可为5800毫米。

依据上述说明和约定，使用本实用新型在设计时根据对功率、转速、扭矩等实际需求，可以灵活设计成各种组合，如不同转子直径、不同转子个数、不同气缸排数、不同气缸个数、不同全行程数的单独或混合组合，从而满足各领域对不同动力源的广泛需求。

与目前普遍使用的往复式曲柄连杆内燃机相比，本实用新型具有以下鲜明特点：

1.运转平稳震动小。由于将活塞的直线惯性动能转换为转动的惯性动能，同时对称设计的旋转气缸运转平稳震动小，可大幅降低内燃机怠速的转数，做到节能减排。

2.扭矩增大功率提高。与往复式曲柄连杆内燃机不宜大幅增加连杆的长度相比，多轨迹转子式内燃机的转子直径大小不受限制，转子直径可根据需要在100毫米～12000毫米范围内自由设定；更大的转子直径可获得更长的力臂，增加更大的转动扭矩，从而大幅度的提高单机功率。

3.采用了在端盖侧开设进气道、排气道和扫气孔的设计，和现有技术相比，有三个明显的进步：一是进排气通畅，本实用新型设计的进排气道截面积远大于往复式曲柄连杆内燃机气门的截面积，使进气和排气都变得非常顺畅，特别有利于提高发动机转速，进一步提升功 率；二是加设了扫气孔的设计，经压缩空气的强力吹扫可使汽缸内的残留气体近乎为零，下次燃烧更完全，排放更清洁，减轻了对环境的污染；三是取消了进排气门、凸轮和气门挺杆等进排气控制系统，加工制造更加简便，同时也降低了制造成本。

4.有利于减少二氧化碳气体的排放。从模型测试的数据可知(见图18)，多轨迹转子式内燃机与往复式曲柄连杆内燃机相比，活塞承受相同压力在相同排气量和相同活塞行程情况下扭矩可增加2.43倍，即：在内燃机输出功率不变的情况下，内燃机排气量可大幅减少，有利于发展低碳经济。

使用本实用新型制作的多轨迹转子式内燃机，可应用于公路、铁路或水路运输做为动力源，在其他领域也可广泛应用，具有巨大的经济效益。

附图说明

图1、图2为多轨迹转子式内燃机沿主轴线垂直剖面图和纵向剖面图；

图3为多轨迹转子式内燃机工作原理图；

图4、图5为转子端面图和剖面图；

图6为通气道及密封环正面图；

图7为外密封环和通气道密封环局部剖面图；

图8为火花塞位置示意图；

图9、图10、图11为端盖及进排气道、扫气孔和喷油嘴位置示意图；

图12为主轴冷却水、润滑油、电路通道位置排列示意图；

图13为排气、扫气、进气工作过程示意图；

图14为图2中III的剖面图；

图15为图14A-A剖面图；

图16为活塞及滑轮组件润滑示意图；

图17为外凸式滑道断面形状图；

图18为简易模型扭矩测试对比示意图；(说明：一：图甲为转子式模型测试示意图，其中：1.转子直径为260毫米，偏心滑轨直径为320毫米。2.活塞行程为60毫米。偏心距为30毫米。3.力矩测杆长度为195毫米。二：图乙为曲柄连杆模型测试示意图，其中：1.活塞行程为60毫米。偏心距为30毫米。2.连杆长度为110毫米。3.力矩测杆长度为195毫米。三：附表为用上述模型测试所得数据，其中：1.表中自重为模型未加重时所测得扭矩，加重为加重2公斤时所测得扭矩。重量单位为克。2.按表中所示，加重减去自重为加上2公斤重量后所增加的扭矩。转子式为6490-1045＝5445，曲柄连杆为2730-490＝2240。5445÷2240＝2.43。可以理解为在相同压力、相同偏心距和相同活塞行程情况下，转子式比曲柄连杆式增加了2.43倍扭矩。)

图19为单排三气缸在转子上安装位置示意图；

图20为单排四汽缸在转子上安装位置示意图；

图21为2个全行程多轨迹转子式内燃机工作过程示意图；

图22为适当距离的示意图和说明；

图23为一个转子四排汽缸径向端面图；

图24为一个转子四排汽缸沿主汽缸剖面图。

此表格为附图18中简易模型扭矩测试数据比较表

图中标记：1.定子，2.转子，3.活塞，4.主轴，5.外滑轨，6.内滑轨，7.冷却水套，8.滑轮组件，9.内滑轮，10.进水口室，11.出水口室，12.后集电环室，13.前集电环室，14.后端盖，15.前端盖，16.第1前副端盖，17.第1后副端盖，18.推力轴承，19.锁紧螺母，20.第1外密封环，21.第1内密封环，22.第1通气道密封环，23.环状波浪形弹簧，24.气缸，25.通气道，26.火花塞，27.排气道，28.进气道，29.扫气孔，30.进气孔，31.进水道，32.出水道，33.润滑油道，34.电力通道，35.外滑轮，36.偏心轴调整杆，37.偏心调整螺丝，38.弹簧，39.导向滑块，40.偏心轴，41.喷油嘴，42.第一隔挡，43.第二隔挡，44.空心销轴，45.活塞组件，46.半圆形润滑长孔，47.活塞润滑油道斜开口，48.排气道肋板，49.加强筋，50.扫气孔肋板，51.进气孔肋板，52.单排三气缸转子，53.单排三气缸外滑道，54.单排三气缸的汽缸，55.单排三气缸主轴，56.单排三气缸活塞，57.单排三气缸滑轮，58.单排四气缸转子，59.单排四气缸外滑道，60.单排四气缸的汽缸，61.单排四气缸主轴，62.单排四气缸活塞，63.单排四气缸滑轮，64.四排汽缸转子大直径，65.四排汽缸转子小直径，66.四排汽缸主气缸，67.四排汽缸副气缸，68.第2前副端盖，69.第3前副端盖，70.第2后副端盖，71.第3后副端盖，72.第2外密封环，73.第2内密封环，74.第2通气道密封环，75.外凸形滑道内滑轨，76.外凸形滑道外滑轨。

具体实施方式

【实施例1】

转子设计参数：Φ300×1×2×2×1。

如图1、图2所示，多轨迹转子式内燃机由定子1、转子2、主轴4、滑轮组件8、前端盖15、后端盖14和多个前后副端盖等部件组合而成。

定子1上开设有环绕主轴4中心的滑道，由内滑轨6和外滑轨5组合而成。滑道可设置成内凹形(见图2)或外凸形(见图17)，本实施例为内凹形；滑道左右两侧距主轴4中心的距离大于上下两侧距主轴4中心的距离，其差值的大小为活塞3行程的大小。连接上下左右滑道的轨迹线为特定曲线(见图3、图19、图20、图21)，可以是圆周线，可以是椭圆线，也可以是波浪线或时而接近时而远离主轴中心的其他曲线，本实施例为椭圆线。

如图2、图4、图5图16所示：转子2用铝合金制造，内安装有气缸24，气缸24外部设置有冷却水套7；气缸24内安装有活塞3、活塞组件45和滑轮组件8等部件，主要由三部 分构成，上部的活塞采用铝合金制造，安装有2～3道活塞环，用以对活塞3和气缸24之间的密封，中部采用高强度钢质材料制造，下部与滑轮组件8相连接。

如图14、图15所示：滑轮组件8由内滑轮9和外滑轮35及空心销轴44、偏心轴40、偏心轴调整杆36等组合而成，外滑轮35的中心孔与滑轮组件8用空心销轴44连接，空心销轴44与滑轮组件8采用静配合，空心销轴44与外滑轮35采用动配合；在空心销轴44的空心内穿入一个左右两端有相同偏心距的偏心轴40(偏心距为0.2～2毫米)，分别安装左右两个内滑轮，在偏心轴40的一侧安装有偏心距调整杆36，用安装在滑轮组件8上带有弹簧38的偏心调整螺丝37调整偏心距，使内外滑轮的径向距离发生变化，由于弹簧38的压力迫使内滑轮9紧密贴合在内滑轨6上，外滑轮35紧密贴合在外滑轨5上，以避免内燃机运转时产生的冲击。

滑轮组件8上还安装有导向滑块39，设置在靠近内滑轨6两侧位置，用以控制滑轮组件8的滑动方向，防止活塞3在汽缸24内随意转动并保证滑轮组件8在滑道内的正常运行。

转子2内设置有两排气缸共四个，前端和后端各两个，每个气缸24的中心线与主轴4的中心线垂直并与主轴4中心线保持适当距离，前端的两个气缸互为对称，后端的两个气缸也互为对称并与前端气缸中心线相差90度；内燃机工作时，转子2每转动90度即有一个气缸24作功1次，转子2每转动一周，四个气缸各作功1次。以上本实施例的设计参数是：转子直径为300毫米、一个转子，每个转子安装2排汽缸、每排2个汽缸、1个全行程。具体表达如下：Φ300×1×2×2×1；实际本实用新型在设置转子直径、转子个数、汽缸排数、汽缸个数和全行程数时不受此限制，如图19、图20、图21、图23所示，可设计成单排三缸、单排四缸乃至N缸或双排六缸、双排八缸乃至N缸；1个全行程、2个全行程乃至N个全行程，随着转子直径的加大在端面够用的情况下，根据上述启示，可设置更多的单独或混合组合，以提高单个内燃机的功率。

如图4、图5、图6所示：在转子2上安装的汽缸24封闭端靠近前后端盖的位置设置有椭圆形开口的通气道25，椭圆形开口的长轴沿转子2旋转方向顺行，两端微向主轴中心弯曲，开口的长轴尺寸与活塞3直径尺寸相同，开口的短轴尺寸为活塞3直径的十分之七。通气道25既是进排气的通道，也是活塞3的燃烧室。

如图4、图5、图6、图7、图8所示：转子2和端盖之间采用密封环进行密封。每个端面共有6道密封环，分别是第1外密封环20和第2外密封环72、第1内密封环21和第2内密封环73、第1通气道密封环22和第2通气道密封环74。在每个气缸24的通气道25位置围绕通气道25在转子2上开设2道通气道密封环槽，在通气道25密封环槽外侧围绕主轴4在转子2上开设2道外密封环槽，在通气道25密封环槽内侧围绕主轴4在转子2上开设2道内密封环槽，各环槽内均放置环状波浪形弹簧23和密封环；外密封环20、72和通气道密封环22、74为弹性扩张环，自然状态下其外径略大于密封环槽，安装时将其紧缩后安装，内密封环21、73为弹性紧缩环，自然状态下其外径略小于密封环槽，安装时将其扩张后安装，所有密封环均为圆形并设有断开口，其径向断面为矩形；多轨迹转子式内燃机运转时，各密封环槽底部放置的环状波浪形弹簧23将密封环向端盖方向弹出，使其紧贴端盖起密封作用；设置在通气道两侧的内外密封环对通气道25进行二次密封，防止废气窜入滑道和主轴4。

如图2、图9、图10、图11、图13所示：端盖分为前端盖15和后端盖14，互为镜像设计。在前端盖15沿转子2通气道25回转线到达排气结束和进气状态开始的结合部位置设置扫气孔29，扫气孔29与压缩空气管道相连接，扫气孔29逆时针方向设置排气道27，扫气孔29顺时针方向设置进气道28；排气道27为沿转子2通气道25回转线同弯贯通端盖并带有肋板48的空腔，在空腔的中间有一条宽度为3～5毫米的肋板48可防止密封环旋转至此发生卡滞现象，为保证强度在肋板48和排气道27空腔之间连接有数条一定宽度的加强筋49，实施中也可以在排气道27总体弯形范围内设置蜂窝状的通孔做为排气的通道；进气道28也沿 转子2通气道25回转线同弯设置，靠近转子2一侧开有2道方形或圆形的沟槽，远离转子2一侧为封闭端，封闭端安装喷油嘴41；在进气结束的位置开设圆形带有肋板的通孔为进气孔30，进气孔30与压缩空气管道相连接。如图13C所示，扫气孔29与进气道28、排气道27并不相通，与排气道27连接处设有第一隔挡42，与进气道28连接处设有第二隔挡43，转子2旋转到通气道25与排气道27相通时开始排气，旋转到扫气孔29位置时扫气孔29与排气道27相通(见图13B)，压缩空气由第一隔挡42一侧进入通气道25，此时进入通气道25的压缩空气压力大于排气即将结束的通气道25内残留气体压力，残留气体被快速沿第一隔挡42另一侧向排气道27吹出；继续旋转到通气道25与扫气孔29完全重合位置时，进排气道与扫气孔29均不相通(见图13C)；再继续旋转经过第二隔挡43位置时扫气孔29关闭，进气道28打开，吸入空气开始进气行程(见图13D)，此时喷油嘴41开始喷油，到达进气口30位置时，进气结束。

如图1、图2、图12所示：主轴4选用直径大于65毫米的优质钢材制作，与转子采用静配合加双键的方式装配组合成一体。主轴4内开设的两路冷却水通道为相同直径对称设置的进水道31与出水道32，分别在第2后副端盖70进水口室10和第2前副端盖68出水口室11位置沿主轴4径向开孔与主轴4内的冷却水道连通，经冷却水进水道31在转子2内的开孔及通道流入气缸24冷却水套7，又经转子2内的开孔和通道由主轴冷却水出水道32流出，前端盖15、后端盖14可在适当位置开设进出水口对排气道27进行冷却。

如图12、图16所示：润滑油道33的进油口在前后端盖与主轴4转动位置分别设置，在转子2的适当位置设立出油口与转子内部油道相通并分别连通到每个气缸24。在活塞3向外行程终了时活塞环所在位置附近的汽缸24上开孔，在活塞上沿活塞环向滑轮组件8方向开设一个长度略大于活塞3行程的半圆形润滑长孔46，润滑油经汽缸24上的开口进入半圆形润滑长孔46对活塞环及气缸套进行润滑和冷却；同时经活塞润滑油道斜开口47进入空心活塞内冲刷活塞3受热部位进行冷却；进入空心活塞组件45的润滑油经下部的导向滑块39附近的出油孔流出，经滑轮旋转时的搅动，对滑轮、滑道、导向滑块39和端盖进行润滑。

主轴4上的两道电力通道34分别沿主轴4径向对称设置，每条通道连接两个气缸的电路，分别在主轴4和第3前副端盖69集电环室13和第3后副端盖71集电环室12上安装集电环和电刷，将电力送入转子，与转子内的高压线圈和火花塞连接，在转子2径向外圆上通气道25位置开设带螺纹的通孔(见图8)，火花塞26由此旋入通气道25内，用于点火，当使用燃料为柴油时，两道电力通道和火花塞可省略。

本实施例活塞行程为100毫米，根据模型扭矩测试结果测算，气缸直径为50毫米时，输出功率可达150马力；气缸直径为56毫米时，输出功率可达200马力；可分别用于家用紧凑型小汽车和家用中大型小汽车作为动力源。

【实施例2】

转子设计参数：Φ520+Φ260×1×4×4+2×4+1

本实施例专为大型和豪华型小汽车设计，采用不同直径的单个转子设置四排汽缸的组合。如图23、图24所示：主汽缸66安装在Φ520毫米的转子大直径64上，共2排每排4个气缸；副汽缸67安装在Φ260毫米的转子小直径65上，前后端各1排，每排2个气缸；主汽缸66内活塞直径为Φ62毫米，活塞行程为100毫米，每个气缸的全行程为4个；副汽缸67内活塞直径为Φ50毫米，活塞行程为100毫米，每个气缸的全行程为1个。多轨迹转子式内燃机运行时，2个副气缸67作为怠速气缸而8个主汽缸66作为功率气缸使用，气缸的喷油点火由电脑控制，汽车启动和等候红灯时，仅使用4个副气缸67，8个主汽缸66只在汽车起步、爬坡、加速时使用，在需要不同的输出功率时，由电脑控制按照需要可使用2个主汽缸、4个主汽缸、6个主气缸或8个主气缸。当8个主汽缸66和4个副气缸67全部使用时，输出 扭矩巨大，汽车可不再需要变速箱而直接驱动，汽车的加速更线性且完全消除顿挫感，做到既节能又舒适。

Claims (11)

1.一种多轨迹转子式内燃机，包括定子(1)、转子(2)、主轴(4)、前端盖(15)、后端盖(14)、前后多个副端盖和滑轮组件(8)，气缸(24)固定在转子(2)上，活塞(3)安装在汽缸(24)内随转子(2)旋转并在气缸(24)内作直线运动，其特征在于：定子(1)上设置有围绕主轴(4)的滑道，滑道由内滑轨(6)和外滑轨(5)组合而成，其轨迹线为特定曲线，活塞(3)通过与其连接的滑轮组件(8)在滑道内沿特定的曲线做接近或远离主轴(4)中心的运动，将活塞(3)的直线运动转换为旋转运动，转子(2)上安装有气缸(24)、活塞(3)并设置有点火装置、冷却润滑装置和通气道(25)，端盖上设有进气道(28)、进气孔(30)、排气道(27)和扫气孔(29)，转子(2)和端盖之间设置有密封装置，主轴上(4)设置有冷却润滑和电力通道。

2.根据权利要求1所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：所述滑道为内凹形或外凸形，内滑轨(6)和外滑轨(5)的轨迹线是椭圆线、圆周线、波浪线或时而接近时而远离主轴中心的其他曲线；滑轮组件(8)安装在滑道内依靠滑轮组件(8)上的调节装置调整内外滑轮之间的径向距离，使内滑轮(9)紧贴内滑轨(6)、外滑轮(35)紧贴外滑轨(5)转动，滑轮组件(8)上安装有导向滑块(39)。

3.根据权利要求1所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：转子(2)的直径设置为100～12000毫米，设置的转子(2)数量为1个、2个或N个，每个转子(2)上安装的汽缸(24)排数为1排、2排或N排，每排安装的汽缸(24)个数为1个、2个或N个，单个气缸(24)在圆周360°范围内作功的次数为1次、2次或N次，上述各项的“N”为自然整数3～100的范围。

4.根据权利要求1或3所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：所述转子(2)上所安装气缸(24)的中心线与主轴(4)的中心线垂直并与主轴(4)中心线保持适当距离，适当距离最小为30毫米，最大为5800毫米，各气缸中心线之间的夹角按圆周均匀设置，计算公式为360°除以转子(2)所安装气缸(24)数，气缸(24)的一端为敞开式，活塞(3)由敞开的汽缸(24)口装入，另一端为封闭端。

5.根据权利要求1所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：内燃机的进排气行程由转子(2)和端盖配合完成，转子(2)上设置有通气道(25)，通气道(25)内安装有火花塞(26)，端盖上设有进气道(28)、进气孔(30)、排气道(27)和扫气孔(29)，转子(2)和端盖之间设置有密封装置。

6.根据权利要求5所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：所述通气道(25)在汽缸(24)封闭端沿转子(2)端面设置，形状为圆形或椭圆形，通气道(25)内沿转子径向安装有火花塞(26)，当使用燃料为柴油时，火花塞(26)可省略。

7.根据权利要求5所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：所述排气道(27)为：①沿转子(2)通气道(25)回转线同弯设置贯通端盖并带有肋板(48)的空腔，在肋板(48)和排气道(27)空腔之间连接有数条一定宽度的加强筋(49)，②在排气道(27)沿转子(2)通气道(25)回转线同弯的范围内开设蜂窝状的通孔做为排气的通道；进气道(28)也沿转子(2)通气道(25)回转线同弯设置，靠近转子(2)一侧开有2条方形或圆形的沟槽，远离转子(2)一侧为封闭端，封闭端安装喷油嘴(41)，在进气结束的位置设置圆形并带有肋板(51)的通孔为进气孔(30)，进气孔(30)与压缩空气管道相连接。

8.根据权利要求5所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：所述扫气孔(29)为沿端盖贯通并带有肋板(50)的通孔，在前后端盖沿转子(2)通气道(25)回转线到达排气结束和进气状态开始的 结合部位置设置，和进气道(28)、排气道(27)并不相通，与排气道(27)连接处设有第一隔挡(42)，与进气道(28)连接处设有第二隔挡(43)，扫气孔(29)与压缩空气管道相连接。

9.根据权利要求5所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：所述转子(2)每个端面共有6道密封环槽，环槽内均放置环状波浪形弹簧(23)和密封环，密封环分别是第1外密封环20和第2外密封环72、第1内密封环21和第2内密封环73、第1通气道密封环22和第2通气道密封环74，所有密封环均为圆形并设有断开口，其径向断面为矩形，外密封环20、72和通气道密封环22、74为弹性扩张环，内密封环21、73为弹性紧缩环。

10.根据权利要求1所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：由主轴(4)设立的冷却水通道、润滑油道(33)和电力通道将外部与转子(2)内部连通的方式完成对主轴(4)、转子(2)、气缸(24)、活塞(3)、滑轮组件(8)和滑道的冷却润滑和电力输送，沿主轴(4)中心线开设五个长孔，其中两个孔为冷却水通道、两个孔为电力通道，一个孔为润滑油道(33)，两路冷却水通道为相同直径对称设置的进水道(31)与出水道(32)，分别在第2后副端盖(70)进水口室(10)和第2前副端盖(68)出水口室(11)位置沿主轴(4)径向开孔与主轴(4)内的冷却水道连通，经冷却水进水道(31)在转子(2)内的开孔及通道流入气缸(24)冷却水套(7)，又经转子(2)内的开口和通道由主轴(4)冷却水出水道(32)流出；两道电力通道(34)分别沿主轴(4)径向对称设置，每条通道连接两个气缸的电路，分别在主轴(4)和第3前副端盖(69)集电环室(13)和第3后副端盖(71)集电环室(12)上安装集电环和电刷，将电力送入转子，当使用燃料为柴油时，两道电力通道可省略；中间润滑油道(33)的进油口在前后端盖与主轴(4)转动位置分别设置，在转子(2)的适当位置设立出油口与转子(2)内部油道相通对气缸(24)、活塞(3)、滑道、滑轮组件(8)和端盖进行润滑。

11.根据权利要求10所述的多轨迹转子式内燃机，其特征在于：在活塞(3)向外行程终了时活塞环所在位置附近的汽缸(24)上开孔，沿活塞环向滑轮组件(8)方向开设一个长度略大于活塞(3)行程的半圆形润滑长孔(46)，润滑油经汽缸(24)上的开口进入半圆形润滑长孔(46)对活塞环及气缸套进行润滑和冷却；同时经活塞润滑油道斜开口(47)进入空心活塞(3)内冲刷活塞(3)受热部位进行冷却；进入空心活塞组件(45)的润滑油经下部的导向滑块(39)附近的出油孔流出，经滑轮旋转时的搅动，对滑轮、滑道、导向滑块(39)和端盖进行润滑。