CN208473995U - 一种转缸式转子发动机及应用其的新型汽车混合动力系统 - Google Patents

Abstract

一种转缸式转子发动机，四只活塞绕曲轴旋转，曲轴绕固定支架的一个旋转中心旋转，缸体绕支架的另一个旋转中心旋转，曲轴以两倍于缸体的速度同向旋转，随着曲轴与缸体的转动，四只活塞依次处于吸气、压缩、点火做功和排气行程，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；安静、节省燃油。

Description

一种转缸式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、航空动力技术领域，尤其是涉及一种转缸式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，电池寿命短，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(Hybrid Vehicle)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(Hybrid ElectricVehicle，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

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种转缸式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：

一种转缸式转子发动机，十字缸体绕支架旋转，四只活塞绕曲轴旋转，曲轴绕固定支架的一个旋转中心旋转，缸体绕支架的另一个旋转中心旋转，曲轴以两倍于缸体的速度相向旋转，随着曲轴与缸体的转动，四只活塞依次处于吸气、压缩、点火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；安静、节省燃油。

1.所述发动机由曲轴1、连杆2、缸体3、活塞4、机身5、火花塞6、进气阀7、分电器静触头8、分电器动触头9、进气道10、支架11、进气栅片12、排气叶片13、壳体风道14、排气门15、扫气阀16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.所述行星变速器为单速或多速离合变速器，有电脑控制单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，油温、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进气栅片、排气叶片、油泵等组成，给发动机散热。

9.所述油泵提供刹车、转子发动机、离合器油压。

基本运行过程如下：

如图1-图6所示所述曲轴绕固定支架的一个旋转中心旋转，所述缸体绕支架的另一个旋转中心旋转，支架的两个旋转中心偏心设计，偏心距离等于所述曲轴的回转半径。

如图2所示所述曲轴在0度时，所述分电器静触头8与A汽缸对应的分电器动触头9重合，汽缸A点火，同时汽缸B做功，汽缸C排气、扫气，汽缸D进气、压缩。

如图3所示所述十字缸体顺时针旋转90度时，曲轴顺时针旋转180，此时分电器静触头8与D汽缸对应的分电器动触头重合，汽缸D点火，同时汽缸A做功，汽缸B排气、扫气，汽缸C进气、压缩，四只汽缸依次循环工作。

如图6所示转缸转子发动机的进气与排气系统，固定支架11连接化油器，混合气通过进气孔10吸入曲轴箱，通过单向进气阀7进入活塞下部预压缩空间，活塞4下行时通过扫气阀16将活塞4上端废气扫出缸外，排气门15由配气凸轮机构控制，在做功完成时打开，废气排出缸外，当活塞4下部压力高出上部一定压力时，扫气阀16被打开将剩余废气扫出缸外，同时将混合气注入活塞4上部，完成进气，此时排气门15关闭，活塞4开始上行压缩，扫气阀16受压关闭，同时活塞4下部进气，活塞4到达上止点时火花塞6点火做功，活塞4开始下行完成一个工作循环，周而复始。

由所述油泵、所述曲轴、所述连杆、所述活塞、活塞环组成独立润滑系统，油泵将曲轴箱最底层机油吸出进入机油底箱，机油底箱产生一定油压将机油压入曲轴润滑孔给曲轴瓦润滑，一部分机油撒出回到曲轴箱底部，一部分通过连杆润滑孔进入活塞与活塞油环给缸体润滑。由于混合气进气孔与曲轴箱底部有一定高度，机油不会被吸入活塞内部空间。

如图7所示转缸转子发动机的散热冷却系统，由所述进气栅片12、排气叶片13、壳体风道14等组成，所述缸体3外壁开有散热凹槽，所述缸体3与排气叶片固定一体一起旋转抽出高热空气，进气栅片12分动栅片与静栅片，静栅片与壳体风道固定一体，动栅片与静栅片重叠并且同心滑动连接，由机体温度控制调节动栅片旋转角度可调节进风量大小，进而调节机体温度在一定范围与散热消耗功率控制在合理范围。

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、本实用新型的发动机采用转缸式转子发动机，体积小、成本低、效率高、运转平稳、噪音低、、寿命长等优点，传统发动机加工工艺即可加工生产。

3、本实用新型的发动机与电机离合连接，电机与离合变速器连接，离合变速器与后轮行进系统连接，低速时由电机驱动，达到一定速度后发动机介入，简化了变速箱，采用单级行星变速高效可靠节省燃油。

4、本实用新型的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为本实用新型中转缸式转子发动机的结构示意图。

图2为本实用新型缸体A对应分电器动静触头重叠单缸点火状态结构示意图。

图3为本实用新型缸体A旋转90度做功结构示意图。

图4为本实用新型缸体A旋转180度扫气结构示意图。

图5为本实用新型缸体A旋转270度压缩结构示意图。

图6为进气扫气排气结构示意图。

图7为散热系统结构示意图。

图8为混合动力汽车系统示意图。

其中包括曲轴1、连杆2、缸体3、活塞4、机身5、火花塞6、进气阀7、分电器静触头8、分电器动触头9、进气道10、支架11、散热进气栅片12、排气叶片13、壳体风道14、排气门15、扫气阀16、转缸转子发动机17、电动发电机18、离合变速器19、控制器20、电池21、前轮22、后轮23、液压离合器24。

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-图8所示的一种转缸式转子发动机及应用其的新型汽车混合系统，其中包括曲轴1、连杆2、缸体3、活塞4、机身5、火花塞6、进气阀7、分电器静触头8、分电器动触头9、进气道10、支架11、进气栅片12、排气叶片13、壳体风道14、排气门15、扫气阀16、转缸转子发动机17、电动发电机18、离合变速器19、控制器20、电池21、前轮22、后轮23、液压离合器24。

如图1所示转缸转子发动机的基本组成结构，由曲轴1、连杆2、缸体3、活塞4、机身5、火花塞6组成，所述曲轴绕固定支架的一个旋转中心旋转，所述缸体绕支架的另一个旋转中心旋转，支架的两个旋转中心偏心设计，偏心距离等于所述曲轴的回转半径。

如图2所示十字缸体、所述曲轴在0度时，所述分电器静触头8与A汽缸对应的分电器动触头9重合，汽缸A点火，同时汽缸B做功，汽缸C排气、扫气，汽缸D进气、压缩。

如图3所示十字缸体顺时针旋转90度，所述曲轴顺时针旋转180时，所述分电器静触头8与D汽缸对应的分电器动触头重合，汽缸D点火，同时汽缸A做功，汽缸B排气、扫气，汽缸C进气、压缩，四只汽缸依次循环工作。

如图4所示十字缸体顺时针旋转180度，所述曲轴顺时针旋转360度时工作状态。

如图5所示十字缸体顺时针旋转270度，所述曲轴顺时针旋转540度时工作状态。

如图6所示转缸转子发动机的进气与排气系统，固定支架11连接化油器，混合气通过进气孔10吸入曲轴箱，通过单向进气阀7进入活塞下部预压缩空间，活塞4下行时通过扫气阀16将活塞4上端废气扫出缸外，排气门15由配气凸轮机构控制，在做功完成时打开，废气排出缸外，当活塞4下部压力高出上部一定压力时，扫气阀16被打开将剩余废气扫出缸外，同时将混合气注入活塞4上部，完成进气，此时排气门15关闭，活塞4开始上行压缩，扫气阀16关闭，同时活塞4下部进气，就、活塞4到达上止点时火花塞6点火做功，活塞4开始下行完成一个工作循环，周而复始。

如图7所示转缸转子发动机的散热冷却系统，由所述进气栅片12、排气叶片13、壳体风道14等组成，所述缸体3外壁开有散热凹槽，所述缸体3与排气叶片固定一体一起旋转抽出高热空气，进气栅片12分动栅片与静栅片，静栅片与壳体风道固定一体，动栅片与静栅片重叠并且同心滑动连接，由机体温度控制调节动栅片旋转角度可调节进风量大小，进而调节机体温度在一定范围与散热消耗功率控制在合理范围。

在更加优选的实施例中，当所述分电器静触头与某个所述缸体的动触头重合时相对应的汽缸点火做功。

在更加优选的实施例中，所述曲轴转速等于两倍的缸体转速，且曲轴旋转一周点火两次，十字缸体旋转一周点火四次。

在更加优选的实施例中，由所述油泵、所述曲轴、所述连杆、所述活塞、活塞环组成独立润滑系统，油泵将曲轴箱最底层机油吸出排入机油底箱，机油底箱产生一定油压将机油压入曲轴润滑孔给曲轴瓦润滑，一部分机油流出回到曲轴箱底部，一部分通过连杆润滑孔进入活塞与活塞油环给缸体润滑。由于混合气进气孔与曲轴箱底部有一定高度，机油不会被吸入活塞内部空间。

如图8所示的一种使用所述转缸转子发动机的新型汽车混合动力系统，包括所述转缸转子发动机17、液压离合器24、电动发电两用同步电机18、离合变速器19、蓄电池21和电机双向控制器20；所述转缸转子发动机17通过所述离合器24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21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，所述离合器24为液压离合器。所述离合变速器19为单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8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24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24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。减速到一定速度时所述新型转子发动机17已经停止(在启动低速与倒车状态由电动机提供动力)，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24、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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转缸式转子发动机，包括曲轴、连杆、缸体、机身、活塞、固定支架、火花塞、进气阀片、扫气阀、排气门、进气栅片和排气叶片组成，所述缸体是四只缸体，与机身组合成的十字缸体，所述十字缸体绕固定支架的一个旋转中心旋转，两组所述活塞与所述连杆固定一体围绕所述曲轴旋转，所述曲轴绕固定支架的另一个旋转中心同向旋转；

每组所述缸体被相应所述活塞分割成两个密封空间，一个所述密封空间进气预压缩，另一个所述密封空间压缩做功；

所述十字缸体旋转一周时所述曲轴旋转两周，且所述曲轴旋转一周点火两次，所述十字缸体旋转一周点火四次。

2.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：相应两组所述活塞与所述连杆固定为一整体，与相应所述缸体同心作轴向运动。

3.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：所述曲轴回转半径与所述固定支架的两个旋转中心的距离相等。

4.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：两组所述连杆之间的夹角互成90度。

5.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：所述曲轴回转半径等于四倍的所述活塞行程。

6.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：所述曲轴、所述连杆、所述活塞、活塞环组成独立润滑系统。

7.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：结构为两冲程多种燃料转缸转子发动机。

8.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：所述每组连杆杆身为圆形设计且设置密封圈与所述活塞、所述缸体组成两个密封空间。

9.根据权利要求1所述的转缸式转子发动机，其特征在于：机身散热由所述进气栅片、所述排气叶片组成的风冷散热系统。

10.一种使用权利要求1-9任意之一所述转缸式转子发动机的新型汽车混合动力系统，其特征在于：包括所述转缸式转子发动机、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。