CN208380694U - 一种榄心转子发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种榄心转子发动机，涉及发动机技术领域，解决了现有转子发动机效率不高的问题。该发动机通过对封闭式缸体的内侧壁的横截面曲线的具体设置以及转子的横截面呈橄榄形状的结构设置，保证了当转子的两端尖部在扫气压缩时不产生受力死点，使转子能够产生向另一端的滑行分力，克服转子与转轴上的滑块滑动产生的阻力，同时保证转子与滑块的往复滑动过程中不出现突变的状态；燃爆腔体的结构设计，解决了燃爆腔体狭长，不利于点火燃爆的问题，从而使得燃料燃烧充分，比起狭长的燃爆腔体有更高的燃爆效率，提高了效率。

Description

一种榄心转子发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机设备技术领域，尤其涉及一种榄心转子发动机。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机、外燃机、电动机等。传统的发动机，如活塞往复式发动机，是靠连杆和曲轴把活塞的直线运动转换成了旋转运动。而活塞是靠汽油燃烧产生的高压气体推动的，所以从燃烧，到旋转力矩的输出需要一套非常复杂的曲柄连杆机构转换。还有一种是转子发动机，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。

常用的转子发动机的转子为三角转子（横截面轮廓线呈三角形），当然也有其他样式的转子以及配套的缸体。中国专利CN 106979068 A公开了一种椭圆活塞双转子内燃机及其工作方法，该椭圆活塞双转子内燃机，一方面可通过椭圆活塞与封闭式缸体内腔的转动配合，在缸内存在两个随着椭圆活塞转动而相互盈亏的可变型燃烧室，并可实现在两燃烧室内交替地进行进气、压缩、做功和排气的内燃进程，即实现输出轴转子每旋转两周总做功两次，与一般的四冲程发动机输出轴转子每旋转两周才做功一次相比，可具有更高的马力，同时与三角形双转子发动机输出轴转子每旋转一周单缸做功三次相比，增加了燃烧时间和做工时间，可使燃气燃烧更充分，减少污染气体的排放，解决油耗高和污染重的环保问题。但是该内燃机的转子的横截面为椭圆，因此在转子转动时，除了转子的两个顶部与缸体内侧壁接触外，椭圆的侧面也部分与缸体内侧壁相接触，使得转子转动会出现与机构运动原理相悖的卡滞现象，从而影响了其实用性；另外，与传统的转子发动机一样，燃爆腔体狭长，不利于点火燃爆。发动机工作时高速运转，能留给每次燃爆的时间是很少的，因此，狭长的燃爆腔体并不利于爆炸做功。新的转子发动机成为需求。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供一种榄心转子发动机。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种榄心转子发动机，包括有封闭式缸体、转子以及位于所述转子上的转轴，所述封闭式缸体的内侧壁的横截面曲线以水平中线分割，上下缸体曲线镜像相同；以所述转轴位于垂直状态的所述转子的中心时的轴心与横截面相交的点为原点，组成的二维直角坐标划分，90度到180度区间的缸体内侧壁的横截面曲线为两条镜像螺旋线；0度到90度的缸体内侧壁的横截面曲线满足于，以坐标原点为中心，所述转子的两个尖部连成直线，所述直线一直经过中心，直线的一端点沿180度到270度区间的螺旋线移动时，直线的另一端点运动所形成的曲线；

所述转子位于所述封闭式缸体内，所述转子的横截面呈橄榄形状，所述转子的一个侧面上设置有燃爆腔体；

所述封闭式缸体在90度到180度的一侧的侧壁上设置有火花塞，当所述转子的两个尖部连成的直线处于竖直时状态，所述转子的一侧面与所述封闭式缸体在90度到270度的一侧的内侧壁相贴合，此时，所述燃爆腔体的敞口对应于所述火花塞所在位置。

进一步地，转子的两个尖部开设有端槽，所述端槽内设置有扫气条。

进一步地，所述转子的另一个侧面上还设置有燃爆腔体，两个所述燃爆腔体以所述转子端面的中心对称设置。

进一步地，所述封闭式缸体还包括有进气门和排气门，所述进气门和排气门位于所述封闭式缸体的端面上，且所述进气门位于所述封闭式缸体的端面的上部，所述排气门位于所述封闭式缸体的端面的上部。

进一步地，所述燃爆腔体的侧壁曲线为设置有敞口的球形。

进一步地，所述转子的表面设置有阻热层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、封闭式缸体的内侧壁的横截面曲线的具体设置以及转子的横截面呈橄榄形状的结构设置，保证了当转子的一个尖部在扫气压缩时不产生受力死点，使转子能够产生向另一端的滑行分力，克服转子与转轴上的滑块滑动产生的阻力，同时保证转子与滑块的往复滑动过程中不出现突变的状态，从而保证发动机的正常工作；

2、本实用新型燃爆腔体的结构设计，解决了燃爆腔体狭长，不利于点火燃爆的问题，从而使得燃料燃烧充分，比起狭长的燃爆腔体有更高的燃爆效率，提高了效率，以此解决了油耗高、污染大等问题；

3、本实用新型结构简单，由于转子的横截面呈橄榄形状的结构设置，相比于其他转子发动机，缸体可以更加接近圆形，缸体与转子突变运动小，受力更加均匀，转子运转滑动顺畅，同时能极大的改善发动机工作时热膨胀对缸体变形所带来的负面效应，有利于延长发动机寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例的一个状态示意图；

图3为本实用新型优选实施例的一个状态示意图；

图4为本实用新型优选实施例的一个状态示意图；

图5为本实用新型优选实施例的一个状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，本实用新型优选的实施例提供一种榄心转子发动机，包括有封闭式缸体1、转子2以及位于转子2上的转轴3。

封闭式缸体1的内侧壁的横截面曲线以水平中线分割，上下缸体曲线镜像相同；以转轴3位于垂直状态的转子2中心时的轴心与横截面相交的点为原点，组成的二维直角坐标划分，90度到180度区间的缸体内侧壁的横截面曲线为两条镜像螺旋线；0度到90度的缸体内侧壁的横截面曲线满足于，以坐标原点为中心，转子2的两个尖部连成直线，直线一直经过中心，直线的一端点沿180度到270度区间的螺旋线移动时，直线的另一端点运动所形成的曲线。

转子2位于封闭式缸体1内，转子2的横截面呈橄榄形状，值得注意的是，本实用新型中所说的橄榄形状，指转子2的横截面与橄榄形状的横截面相同。转子2的一个侧面上设置有燃爆腔体8。与传统的转子发动机相同，转子2上开设有滑槽7，转轴3的一端通过滑块设置在滑槽7内并可在滑动。转子2的表面设置有阻热层，降低发动机工作时转子2的温度，以减少变形。

封闭式缸体1在90度到180度的一侧的侧壁上设置有火花塞4，当转子2的两个尖部连成的直线处于竖直时状态，转子2的一侧面与封闭式缸体1在90度到270度的一侧的内侧壁相贴合，此时，燃爆腔体8的敞口对应于火花塞4所在位置。

封闭式缸体1的内侧壁的横截面曲线的具体设置以及转子2的横截面呈橄榄形状的结构设置，保证了当转子2的一个尖部在扫气压缩时不产生受力死点，使转子能够产生向另一端的滑行分力，克服转子2与转轴3上的滑块滑动产生的阻力，同时保证转子2与滑块的往复滑动过程中不出现突变的状态，从而保证发动机的正常工作；燃爆腔体8的结构设计，改变了以往燃爆腔体形成于由封闭式缸体1的内侧壁与转子2的侧壁组成的狭长空间，解决了燃爆腔体8狭长，不利于点火燃爆的问题，从而使得燃料燃烧充分，比起狭长的燃爆腔体有更高的燃爆效率，以此解决了油耗高、污染大等问题；由于转子2的横截面呈橄榄形状的结构设置，相比于其他转子发动机，缸体可以更加接近圆形，缸体与转子2突变运动小，受力更加均匀，转子2运转滑动顺畅，同时能极大的改善发动机工作时热膨胀对缸体变形所带来的负面效应，有利于延长发动机寿命。

转子2的两个尖部开设有端槽9，内设置有扫气条10。转子发动机中，转子与封闭式缸体的结合，主要是通过与转子的尖部的接触，由于转子与封闭式缸体的捏合扫动过程中切角是在不断变化的，而封闭式缸体的内侧壁曲线都有异于转子中心直线90度相切同时又要保证转子的尖部与封闭式缸体的曲线捏合，否则无法做到无论处在任意的工作位置时转子的尖部与封闭式缸体的紧密捏合或造成机构运动死点。尖角（转子的尖部）的锐度必须小于转子中心线与缸壁相切最小角度时的两倍内切角，这样才能保证转子正常运转。这样的尖角在发动机运转时极易磨损，形成捏合间隙。本实用新型中，转子2的两个尖部开设有端槽9，端槽9内设置有扫气条10。转子2的侧平面也设置扫气条来进行密封。端槽9沿转子2的两个尖部的纵向分布，扫气条10为长条状，放入两个端槽9内，端槽9与扫气条10之间优选的还可以设置有片簧，扫气条10的设置能在转子2的长轴方向微动，以弥补封闭式缸体1制造精度及使用磨损带来的封闭式缸体1工作腔体的密气不足问题，利用转子2旋转所产生的离心力作用和片簧弹力，使扫气条10紧贴缸体曲面，达到运动时的密封作用。

转子2的另一个侧面上还设置有燃爆腔体8，两个燃爆腔体8以转子2端面的中心对称设置。两个燃爆腔体8的设置能够实现在转子2每旋转两周做功两次，提高了工作效率。优选的，燃爆腔体8的侧壁曲线为设置有敞口的球形，以此来改变原有燃爆腔体过于狭长而不利于燃爆的情况。更为优选的，在点火时，火花塞4的点火点位于敞口的中心处。

封闭式缸体1同样包括有进气门5和排气门6，与常用的转子发动机不同的是，进气门5和排气门6位于封闭式缸体1的端面上，且进气门5位于封闭式缸体1的端面的上部，排气门6位于封闭式缸体1的端面的上部。将进气门5和排气门6位于封闭式缸体1的端面上，能够利于在转子2的两个尖部的纵向分布的扫气条10扫过进气门5或排气门6时，不易造成进气门5或排气门6中的气缸工作室的串气现象。

本实用新型的发动机的工作过程也有四个冲程，跟活塞往复式发动机以及其他转子发动机一样，也分进气，压缩，做功和排气，同样是靠气门的开闭来控制换气的。如图2至图5所示，转子2为顺时针方向旋转，当转子2一端过进气门5时，进气门5打开，随着转子2的运动，转子2的一侧曲面与封闭式缸体1组成的容积会变大，一直到转子2另一端过进气门5时，进气门5关闭，进气停止，完成行程中的混合气体进气冲程；随着转子2的继续运动（包括转轴3的滑动和转动），原先转子2进气的那个侧面与封闭式缸体1组成的容积越来越小，此时进行的就是压缩冲程，将气体压缩在燃爆腔体8内；当转子2再次处于垂直状态时，汽缸容积小到接近临界值时，火花塞4点火，引燃爆腔体8内混合气体，气体急速膨胀，推动转子2继续顺时针方向转动，随后汽缸容积变大，转子2的受力半径加大，将燃气爆炸的膨胀动力转化成旋转动力，与此同时，排气门6打开，这是发动机的动力做功阶段。当扫气条10运动过排气门6时，燃气停止做功，转子2仍然顺时针方向运动，汽缸容积变小，将封闭式缸体1内的废气排出，完成排气。之后开始进入下一进气阶段，如此循环下去。

更进一步，当设置有两个燃爆腔体8时，可让转子2的一侧曲面在燃爆工作时，另一侧面与封闭式缸体1构成的腔体进入进气和压缩阶段，在转子2旋转到位时点火燃爆，让转子两侧面与封闭式缸体1构成的变动腔体多做一次燃爆工作，提高发动机工作效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种榄心转子发动机，包括有封闭式缸体（1）、转子（2）以及位于所述转子（2）上的转轴（3），其特征在于：

所述封闭式缸体（1）的内侧壁的横截面曲线以水平中线分割，上下缸体曲线镜像相同；以所述转轴（3）位于垂直状态的所述转子（2）的中心时的轴心与横截面相交的点为原点，组成的二维直角坐标划分，90度到180度区间的缸体内侧壁的横截面曲线为两条镜像螺旋线；0度到90度的缸体内侧壁的横截面曲线满足于，以坐标原点为中心，所述转子（2）的两个尖部连成直线，所述直线一直经过中心，直线的一端点沿180度到270度区间的螺旋线移动时，直线的另一端点运动所形成的曲线；

所述转子（2）位于所述封闭式缸体（1）内，所述转子（2）的横截面呈橄榄形状，所述转子（2）的一个侧面上设置有燃爆腔体（8）；

所述封闭式缸体（1）在90度到180度的一侧的侧壁上设置有火花塞（4），当所述转子（2）的两个尖部连成的直线处于竖直时状态，所述转子（2）的一侧面与所述封闭式缸体（1）在90度到270度的一侧的内侧壁相贴合，此时，所述燃爆腔体（8）的敞口对应于所述火花塞（4）所在位置。

2.根据权利要求1所述的榄心转子发动机，其特征在于：所述转子（2）的两个尖部开设有端槽（9），所述端槽（9）内设置有扫气条（10）。

3.根据权利要求1所述的榄心转子发动机，其特征在于：所述转子（2）的另一个侧面上还设置有燃爆腔体（8），两个所述燃爆腔体（8）以所述转子（2）端面的中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的榄心转子发动机，其特征在于：所述封闭式缸体（1）还包括有进气门（5）和排气门（6），所述进气门（5）和排气门（6）位于所述封闭式缸体（1）的端面上，且所述进气门（5）位于所述封闭式缸体（1）的端面的上部，所述排气门（6）位于所述封闭式缸体（1）的端面的上部。

5.根据权利要求1所述的榄心转子发动机，其特征在于：所述燃爆腔体（8）的侧壁曲线为设置有敞口的球形。

6.根据权利要求1所述的榄心转子发动机，其特征在于：所述转子（2）的表面设置有阻热层。