CN207315517U - 二冲程多轨迹转子式内燃机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种二冲程多轨迹转子式内燃机,由定子、转子、主轴、前后端盖等组合而成,定子上设置有围绕主轴中心的滑道,滑道轨迹线为时而接近时而远离主轴中心的特定曲线,滑道接近主轴中心处为波峰,远离主轴中心处为波谷,单个气缸随转子旋转经过1个波峰、1个波谷就能独立完成1次进气、压缩、作功、排气的全部行程,为二冲程设计,定子中部设置外凸形固定平台,在凸台两侧平面上设置的进气孔、排气孔和两侧平面相对的转子上安装的气缸设置互为镜像,为对冲形式的设计,进排气行程由旋转移动的转子径向平面和固定的定子径向平面相互配合完成,本实用新型的二冲程设计结构简单,作功覆盖角度大,运转平稳,扭矩大功率高,应用范围广泛。
Description
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活塞式内燃机,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。其工作原理是利用气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。往复活塞式内燃机目前普遍使用的是四冲程发动机和二冲程发动机,在四冲程发动机中,只有一个作功行程,其他三个是耗功行程,效率不高;二冲程发动机由于采用曲轴箱换气,取消气门简化了结构,但进气和排气同时进行,利用新气扫除废气,新气可能流失,废气不易除净,换气质量较差。
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,但汪克尔内燃机存在密封差和油耗高等缺点,特别是该发动机由于其结构特点导致压缩比不易提高,难以采用压燃式工作,仅适用于汽油作燃料而不能使用柴油,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对汪克尔转子式内燃机的改进方案,但密封效果差和压缩比不能有效提高等问题仍未能有效解决。
实用新型内容
为克服往复活塞式内燃机在四冲程发动机中只有一个作功行程,其他三个是耗功行程,效率不高和二冲程发动机由于采用曲轴箱换气,换气质量较差等问题,本实用新型提供一种二冲程多轨迹转子式内燃机予以解决。在运用二冲程的原理设计时,将进气排气的行程均设置为独立完成,使气缸旋转时作功覆盖角度大幅增加的同时,换气质量得到有效改善;并对进排气系统进行改进,在定子中部的内径上设置外凸形固定平台,在凸台两侧的平面上设置互为镜像的进气孔、扫气孔和排气孔,两侧平面相对的转子上分别安装气缸,两侧气缸也采用镜像设置,设计成对冲的形式,使冲击动能互相对冲抵消,减轻冲击震动并解决因气缸作功时巨大压力使转子径向平面产生变形和位移的问题。
本实用新型解决以上技术问题所采取的技术方案是:二冲程多轨迹转子式内燃机由定子、转子、主轴、前端盖、后端盖和滑轮组件等部件组合而成。转子上安装有气缸,并与主轴装配组合成一体,定子上围绕主轴设置有滑道,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;设接近主轴中心的滑道为波峰,设远离主轴中心的滑道为波谷,单个气缸随转子旋转仅经过1个波峰、1个波谷就能完成1次进气、压缩、作功、排气的全部行程,称为二冲程全行程。此设计类似于二冲程往复活塞式内燃机但又不完全相同,区别在于:本实用新型所设计的进气、压缩、作功、排气的各个行程均为独立完成。
二冲程多轨迹转子式内燃机的进排气行程由两个平面相互配合完成,在其中一个旋转移动的平面(转子的径向平面)上安装汽缸并设置通气道,另一个固定的平面(定子的径向平面) 上设置进气孔、封闭面和排气孔,旋转移动平面上的通气道旋转时依次经过固定平面上的进气孔、封闭面、排气孔,完成进气、压缩、作功、排气全部的工作行程。
在定子的中部围绕内圆周设置定子外凸形固定平台,该凸台两侧为进排气的固定平面(定子的径向平面),在两侧的平面上对称设置进气孔和排气孔,进气孔和排气孔之间设置扫气孔,扫气孔的顺时针方向设置进气孔,扫气孔的逆时针方向设置排气孔,扫气孔和进气孔、排气孔并不相通,与排气孔连接处设有第一隔挡,与进气孔连接处设有第二隔挡,平面的其余部分为封闭平面;进气孔、扫气孔和排气孔的每个圆孔中间均设置有肋板,各圆孔的中心线与定子的中心线平行,均进深一段后折转90°通向定子的外部,进气孔与外部安装有喷油装置的高压空气管道连接,扫气孔与外部高压空气管道连接,排气孔与外部排气管道连接。
转子上安装有气缸,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,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,在封闭端靠近定子的径向平面位置设置圆形或椭圆形开口的通气道,转子上安装的气缸可分为单排或多排,各气缸中心线之间的夹角按圆周均匀设置,计算公式为360°除以转子所安装全部的气缸数,当气缸为2排,每排2个气缸,各气缸中心线之间的夹角为90°,1个二冲程全行程时,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。
二冲程多轨迹转子式内燃机在旋转作功时,转子上通气道内混合气体爆发产生的巨大压力会使转子的径向平面产生变形和位移,为避免此现象发生,本发明用对冲设计予以解决,将定子外凸形固定平台两侧的进排气孔设置成互为镜像,使两侧转子的汽缸在相同的时间作功,相同的时间进气或排气,产生的位移互相对冲抵消,在转子两侧上安装有多个汽缸时,一侧上对称的2个气缸(夹角为180°)或对称的3个气缸(夹角为120°)或对称的N个气缸(夹角为N°)与另一侧上对称的2个气缸(夹角为180°)或对称的3个气缸(夹角为120°)或对称的N个气缸(夹角为N°)设计成在相同的时间作功,相同的时间进气或排气,使产生的位移和变形都得到互相对冲和抵消。
二冲程多轨迹转子式内燃机设置有内凹或外凸形环绕主轴中心的滑道,滑道由内滑轨和外滑轨组合而成,其轨迹线为与主轴中心时而接近时而远离的特定曲线,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,滑轮组件与活塞连接固定,转子旋转时,活塞在内外滑轮带动下沿内外滑轨滑动时做接近或远离主轴中心的运动,内外滑轨接近或远离主轴中心差值的大小为活塞行程的大小,进气行程时,内滑轮沿内滑轨作顺时针转动,进气孔内的压缩气体进入气缸,完成进气;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,对进入的空气进行压缩;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,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。
转子的径向平面和定子的径向平面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×N组。在每个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。
为使本实用新型能更清晰地表述和被了解,现对所涉及的有关用词说明如下:
1.二冲程全行程:
如图1、图3、图8所示,设计成单个气缸随转子旋转在360°范围内经过1个波峰、1个波谷即完成1次进气、压缩、作功、排气的全部行程,称为1个二冲程全行程;单个气缸随转子旋转在360°范围内经过2个波峰、2个波谷完成2次进气、压缩、作功、排气的全部行程称作2个二冲程全行程;以此类推,可有3个乃至N个二冲程全行程;二冲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。根据上述设计,在活塞行程不变的情况下,可在加大转子直径时,在定子的滑道上设置更多的波峰和波谷,即设置更多的二冲程全行程,转子直径加大后,转子上可设置更多气缸的数量,在加大力臂的同时,大幅度提高单个内燃机的功率。
2.时而接近时而远离主轴中心的其他曲线:
如图7所示,时而接近时而远离主轴中心的其他曲线可以设定为单独一种曲线,或几个相同线型不同直径线段的组合,或不同线型几个线段的组合,可使用图7中E-F-G-E的三段不同半径圆周线的组合但不限于此一种,还可以根据设计的需要,采用2段、3段或多段不同线形的曲线组合,如螺旋线加圆周线的组合,渐开线加椭圆线的组合等曲线组合。
3.气缸的排数:
如图2所示,在转子的径向范围内,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。
5.对冲式设计:
一排中1个气缸作功时,其相邻另一排中1个气缸也同时作功,称为单向对冲;同一排中相差180°的2个气缸作功时,其相邻另一排中相差180°的2个气缸也同时作功时称为2向对冲;以此类推可有3向对冲或N向对冲。
6.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12所示,适当距离为A、B两点的距离,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。
上述各项的“N”为自然整数3~100的范围。
根据以上说明,二冲程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×单个转子气缸的排数×每排汽缸的个数×二冲程全行程数。如:转子直径为300毫米、每个转子安装2排汽缸,每排2个汽缸,1个二冲程全行程时表达如下:Φ300×2×2×1。
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、不同气缸排数、不同气缸个数、不同二冲程全行程数的单独或混合组合,以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活塞式内燃机相比,本实用新型的有益效果是:
1.采用二冲程全行程的设计,使旋转气缸在每次作功时覆盖的圆周角度达到全部行程角度的45%及以上,提升了工作效率;进气和排气行程均设计为各自独立完成,有效地改善了换气质量,降低了有害气体的排放。
2.各工作行程采用对冲式设计,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。
3.采用了进排气行程由两个平面相互配合完成的设计,增大了进排气道的截面积,使进气和排气都非常顺畅,特别有利于提高发动机转速,进一步提升功率;由于加设了扫气孔的设计,使汽缸内的残留气体近乎为零,燃烧更完全,排放更清洁,减轻了对环境的污染;同时简化了进排气系统的结构,降低了制造成本。
使用本实用新型制作的二冲程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为二冲程多轨迹转子式内燃机的径向剖面图和轴向剖面图
图3为二冲程多轨迹转子式内燃机的工作原理图
图4为图2C-C进气道扫气道排气道的位置图
图5为图2D-D转子的端面图
图6为行程角度示意图(此图为二冲程多轨迹转子式内燃机行程角度示意图。1.A点-B点为进气行程,2.B点-C点为压缩行程,3.C点-D点为作功行程,4.D点-A点为排气行程。行程角度可根据需要进行调整:1.A-B′-B点为进气行程调整范围,进气行程可在27°至45°之间调整,2.D′-D-A点为排气行程调整范围,排气行程可在45°至63°之间调整)
图7为其他曲线轨迹示意图(此图是滑轨为其他曲线时轨迹形态示意图,A点是转子的中心线,B点是滑轨为圆周线时滑轨的中心线。E点为波峰,F点为波谷,E-F用于作功行程, F-H用于排气、扫气和进气行程,H-E用于压缩行程。本图中其他曲线轨迹由三种线段组成,具体如下:1.E-F是以B点为圆心的部分圆周线;2.F-G是以C点为圆心的部分圆周线;3.G-E 是以D点为圆心的部分圆周线。)
图8为采用椭圆形滑轨时各行程角度示意图
图9为排气扫气进气过程示意图
图10为润滑图
图11为外凸形滑轨结构图
图12为适当距离说明图(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。)
图13为图5E-E密封环结构剖面图
图14为喷油嘴安装位置图
图15为渐进式扫气的排气孔扫气孔进气孔位置结构示意图
图16为渐进式扫气过程示意图
图中标记:1.定子,2.左转子,3.主轴,4.左端盖,5.右端盖,6.滑道,7.活塞, 8.气缸,9.通气道,10.排气孔,11.扫气孔,12.进气孔,13.第一隔挡,14.第二隔挡,15. 汽油喷油嘴安装孔,16.肋板,17.定子外凸形固定平台,18.内滑轨,19.外滑轨,20.内滑轮,21.外滑轮,22.导向滑块,23.两道外密封环,24.两道内密封环,25.两道通气道密封环, 26.右转子,27.冷却水套,28.润滑油道斜开口,29.环状波浪形弹簧,30.半圆形润滑长孔, 31.柴油喷油嘴安装孔,32.渐进式排气孔,33.渐进式扫气孔,34.通气道中心线回转圆周, 35.通气道开口,36.过渡区
具体实施方式
【实施例1】
转子设计参数:Φ400×2×2×1
如图1、图2所示,本实施例中的内燃机由定子1、左转子2、右转子26、主轴3、左端盖4、右端盖5和滑轮组件等部件组合而成,转子直径Φ400毫米,活塞7直径Φ56毫米,是波峰在上,波谷在下的二冲程多轨迹转子式内燃机,定子1上设置有环绕主轴3中心的滑道 6,由内滑轨18和外滑轨19组合而成,滑道6内安装有由内滑轮20、外滑轮21和导向滑块 22组合而成的滑轮组件,滑轮组件与活塞7连接固定,滑轮组件上的导向滑块22设置在靠近内滑轨18两侧的位置,用以控制滑轮组件的滑动方向并防止活塞7在汽缸8内随意转动。本实施例的滑道6为内凹形,轨迹线采用圆周线,1个二冲程全行程,滑道6的轨迹线与主轴3中心线的距离时而接近时而远离的差值为80毫米,该差值也是活塞7行程的距离,转子上共设置2排汽缸8,每排2个气缸8。如图6所示,从滑轨位于C点开始顺时针旋转 180°到达D点完成作功行程,旋转45°到达A点完成排气扫气行程,旋转45°到达B点完成进气行程,旋转90°完成压缩行程后又重新回到C点,单个气缸8在圆周360°范围内仅经历1个波峰、1个波谷即完成1次进气、压缩、作功、排气的全部行程,全部行程类似于二冲程往复活塞式内燃机,不同之处在于本实施例所经过的进气、压缩、作功、排气的各个行程均为独立完成。
如图2、图4、图5所示,进排气行程由转子的径向平面和定子1的径向平面配合完成。在转子上安装有与主轴3中心线相垂直的汽缸8并在汽缸8的封闭端设置通气道9,通气道9 既是进排气的通道,也是作功的燃烧室。在定子的中部围绕内圆周设置一个凸向主轴中心的定子外凸形固定平台17,在平台两侧的平面上设置进气孔、封闭面和排气孔,转子旋转时通气道9依次经过进气孔、封闭面、排气孔,完成进气、压缩、作功、排气全部的工作行程。如图2、图5、图13所示,转子的径向平面和定子1的径向平面之间采用密封环进行密封,在通气道9的开口处设置两道通气道密封环25,通气道9的外侧设置两道外密封环23,在通气道9的内侧设置两道内密封环24,二冲程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29将密封环向定子外凸形固定平台17两侧的平面方向弹出,使其紧贴外凸形固定平台17两侧的平面将通气道9密封,设置在通气道9两侧的内外密封环对通气道9进行二次密封,防止废气窜入滑道6和主轴3。两道外密封环23和两道通气道密封环25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,两道内密封环24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。为便于安装,转子分成两段分别制造,分别为左转子2和右转子26,安装时装配组合成一体。
如图2、图4、图9所示,在排气孔10和进气孔12之间设置扫气孔11,扫气孔11的顺时针方向设置进气孔12,进气孔12上设置有汽油喷油嘴安装孔15,孔内安装有喷油嘴,在扫气孔的逆时针方向设置排气孔10,在各孔空腔的中间设置一条宽度为3~5毫米的肋板16 可防止密封环旋转至此发生卡滞现象,为保证强度可在肋板16和空腔之间设置数条加强筋,扫气孔11和进气孔12、排气孔10并不相通,与排气孔10连接处设有第一隔挡13,与进气孔连接处设有第二隔挡14,平面的其余部分为封闭平面,进气孔12、扫气孔11和排气孔10 的中心线与定子1的中心线平行,均进深一段后折转90°通向定子的外部,进气孔12与外部安装有喷油装置的高压空气管道连接,扫气孔11与外部高压空气管道连接,排气孔10与外部排气管道连接。转子上设置的通气道9旋转到与排气孔10相通位置时,开始排气;旋转到扫气孔11一半位置时,通气道9与扫气孔11、排气孔10均相通,扫气孔11内的压缩空气由第一隔挡13一侧经通气道9进入气缸,此时进入气缸的压缩空气压力大于已接近排气结束的气缸内残留气体压力,气缸内的残留气体被快速沿第一隔挡13的另一侧向排气孔吹出;继续旋转到通气道9与扫气孔11位置完全重合时,扫气孔11与进气孔12、排气孔10均不相通,此时排气结束;再继续旋转经过第二隔挡14到进气孔12位置时压入空气,喷油嘴喷油,开始进气行程。
在主轴3上开设五个与主轴3中心线平行的长孔,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左右端盖与主轴3转动位置分别设置,在主轴3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8进行润滑和冷却,如图10所示,在活塞7向外行程终了时活塞环所在位置附近的汽缸8上开孔,在活塞7 上沿活塞环向滑轮组件方向开设一个长度略大于活塞7行程的半圆形润滑长孔30,润滑油经汽缸8上的开口进入半圆形润滑长孔30对活塞环及气缸套进行润滑和冷却,同时经活塞7润滑油道斜开口28进入空心活塞内冲刷活塞7受热部位进行冷却,进入空心活塞7的润滑油经下部导向滑块22附近的出油孔流出,经滑轮旋转时的搅动,对滑轮、滑道6、导向滑块22 进行润滑。两道电力通道分别与主轴3中心线平行并沿主轴3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与主轴3中心线平行并沿主轴3径向对称设置,分为进水道与出水道,分别沿主轴3径向开孔与转子连通,经冷却水进水道在转子内的开孔及通道流入气缸8冷却水套27,对气缸8进行冷却,又经转子内的开口及通道由主轴3冷却水出水道流出。
如图2所示,本实施例定子外凸形固定平台17两侧的进气孔12、排气孔10、转子和气缸8等设置互为镜像,为单向对冲,即左侧气缸8作功时,右侧气缸8也同时作功,使转子两侧的汽缸8在相同的时间作功,相同的时间进气或排气,产生的位移互相对冲抵消。
【实施例2】
如图6所示,实际设计时进气、压缩、作功、排气各行程的角度可不限于实施例1的分配比例,可根据实际情况对进气、压缩、作功、排气各行程的角度进行调整,如图6中A -B′、B′-C、C-D′、D′-A所示,使气缸8工作时处于最佳状态。本实施例中扫气孔 11和进气孔12均与压缩空气管道相连接,如图7所示,从波谷F点到H点时,应属于排气、扫气和进气行程,但此时气缸8内的容积是处在逐渐压缩的状态,为保证扫气和进气的顺利进行,设计接入的压缩气体压力应高于通气道9旋转到扫气孔11、进气孔12位置时气缸8 内的气体压力;也可以采用改变滑轨轨迹的方式,如使用图7中F点到G点的轨迹线,使转子旋转至此时气缸8内的容积仍处于继续增大的状态,此时的各行程角度可进行适当调整,在1个二冲程全行程旋转经过的角度范围内,进排气行程可占比20-27.5%,压缩行程可占比20-27.5%,作功行程可占比45-60%,在保证扫气和进气行程顺利完成的前提下,可进一步提升作功行程的效率。
【实施例3】
如图14所示,喷油嘴也可以采用直喷的形式,可在扫气孔11和进气孔12之间设置的汽油喷油嘴安装孔15内安装喷油嘴,在扫气结束之后进气结束之前实施喷油,可以避免在进气后段进气速度缓慢造成供油不足的现象发生;当使用燃料为柴油时,如图所示,可在压缩行程末端设置的柴油喷油嘴安装孔31位置安装喷油嘴。
【实施例4】
排气孔32扫气孔33也可以设计成渐进式,如图15图16所示,排气孔32和扫气孔33的形状设计成水滴形状或其他类似的形状,排气孔32和扫气孔33的位置互相交错,排气扫气同时进行,通气道9顺时针旋转时,在排气孔32的孔径逐渐缩小时扫气孔33的孔径逐渐增大,扫气力度逐渐增强,通气道9到达与扫气孔33位置完全重合时,扫气结束。
【实施例5】
扫气和进气的衔接也可以采取过渡的设计形式,如图15图16所示,在扫气结束后,通气道9到达进气孔12之前,在定子1的固定平面上设置一段大于通气道9口径的封闭面为过渡区36,过渡区36后面设置进气孔12,可避免扫气孔33内压缩空气与进气孔12内压缩空气互相窜扰,此时扫气孔33连接压力为0.2-0.3MPa的压缩空气管道,进气孔12连接压力为0.5-0.6MPa的压缩空气管道。
【实施例6】
滑轨的轨迹线也可以在360°范围内设置2个以上的波峰、波谷,如图8所示,当滑轨的轨迹线为椭圆形时,滑轨的轨迹线与主轴中心在360°范围内有2个最近点和2个最远点,构成了2个波峰和2个波谷,单个气缸在360°范围内旋转可作功2次,为2个二冲程全行程。可在转子上设置2排汽缸,每排设置4个气缸,将8个气缸分成4组设计成对冲的形式,在保证内燃机平稳运转的同时,还可以有效地减轻震动并大幅度的提高单机功率。
Claims (10)
1.一种二冲程多轨迹转子式内燃机,包括定子(1)、左转子(2)、右转子(26)、主轴(3)、左端盖(4)、右端盖(5)和滑轮组件,气缸(8)固定在转子(2、26)上,活塞(7)安装在气缸(8)内随转子旋转并在气缸(8)内作直线运动,定子(1)上设置有围绕主轴(3)的滑道(6),其轨迹线为时而接近时而远离主轴(3)中心的曲线,滑道(6)接近主轴(3)中心处为波峰,远离主轴(3)中心处为波谷,其特征在于:内燃机的全部行程采用二冲程设计,气缸(8)随转子旋转经过1个波峰、1个波谷完成1次进气、压缩、作功、排气的全部行程为一个二冲程全行程,在360°范围内能够设置多个二冲程全行程,在定子的中部设置有定子外凸形固定平台(17),在定子外凸形固定平台(17)两侧的平面上设置互为镜像的进气孔(12)、扫气孔(11、33)和排气孔(10、32),两侧平面上相对的转子上安装互为镜像的气缸(8),设计成对冲的形式,内燃机的进排气行程由两个平面相互配合完成。
2.根据权利要求1所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:所述二冲程设计中,当360°范围内设置多个波峰多个波谷时,在360°范围内能够设置2个二冲程全行程,3个二冲程全行程乃至N个二冲程全行程。
3.根据权利要求1所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:所述二冲程设计中,进气、压缩、作功、排气各行程在旋转时所转过的角度为不均衡设置,进排气行程能够在一个二冲程全行程旋转经过角度的20%-27.5%范围内选择,压缩行程能够在一个二冲程全行程旋转经过角度的20%-27.5%范围内选择,作功行程能够在一个二冲程全行程旋转经过角度的45%-60%范围内选择。
4.根据权利要求1所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:所述二冲程设计中,进气、压缩、作功、排气的各个行程均为独立完成。
5.根据权利要求1所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:内燃机的进排气行程由旋转移动的平面和固定的平面配合完成。
6.根据权利要求1或5所述的二冲程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的径向平面和定子(1)的径向平面配合完成,在转子的径向平面上安装气缸(8)并设置通气道(9),在定子(1)外凸形固定平台(17)两侧的径向平面上设置进气孔(12)、封闭面、排气孔(10、32)和扫气孔(11、33),转子旋转时通气道(9)依次经过定子(1)外凸形固定平台(17)两侧径向平面上的进气孔(12)、封闭面、排气孔(10、32)和扫气孔(11、33),完成进气、压缩、作功、排气的工作行程。
7.根据权利要求1或5所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:排气和扫气进程为渐进式,排气孔(32)和扫气孔(33)的形状设计成水滴形状,排气孔(32)和扫气孔(33)的位置互相交错,排气扫气同时进行。
8.根据权利要求1或5所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:扫气和进气的衔接采用过渡的设计,在扫气结束后,通气道(9)到达进气孔(12)之前,在定子的固定平面上设置一段大于通气道(9)口径的封闭面为过渡区(36),过渡区(36)后面设置进气孔(12)。
9.根据权利要求1所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:定子(1)外凸形固定平台(17)两侧的进排气孔设置互为镜像,两侧平面上相对的转子上安装的气缸(8)也互为镜像,内燃机运转时,两侧转子的气缸(8)在相同的时间爆发作功,相同的时间进气、排气,产生的位移互相对冲抵消。
10.根据权利要求9所述的二冲程多轨迹转子式内燃机,其特征在于:在转子两侧上安装有多个气缸(8)时,一侧上的2个气缸、3个气缸或N个气缸与另一侧上对称的2个气缸、3个气缸或N个气缸设计成在相同的时间爆发作功,相同的时间进气或排气,使产生的位移和变形都得到互相对冲和抵消。
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CN111997747A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-27 | 北京工业大学 | 一种可回收氧气的零排放压燃式二冲程转子机及其控制方法 |
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