CN2199316Y - 叶片发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种叶片发动机，它是将气缸内腔 制成非圆的柱形，在该气缸内，沿其轴线方向设一转 子，沿该转子的母线通过数条叶片槽装有数片可伸缩 的叶片。还可以在叶片槽的底部与叶片底边之间设 一加压装置，该加压装置可以是弹性元件，也可以是 液压装置或气压装置。本实用新型的优点在于它不 用曲柄机构而直接输出扭矩，转动平稳，无死点，而且 体积小，输出大，热效率高，工艺要求也不高，制造比 较容易。

Description

本实用新型涉及一种叶片发动机。尤其是指以汽油、柴油等燃油为动力的发动机。

现有各种燃油发动机都包括至少一个圆柱形气缸，该气缸中设有一圆柱形活塞，该活塞与一曲轴连接，同时在气缸上还设有进气孔、排气孔和火花塞。其工作过程是：一、吸气，活塞被拉向气缸外端，利用气缸内的负压可以从进气孔吸入燃油蒸汽；二、压缩，活塞被推向气缸的底部，在气缸内形成高温高压的燃油蒸汽；三、作功，由火花塞引爆上述雾状燃油，其爆炸力将活塞推向气缸外端；四、排气，活塞被推向气缸底部，从排气孔排出燃烧所产生的废气。在上述过程中，活塞在不停地上下运动，通过曲轴可以转换成转动。在作功过程中产生的强大动力可以分成下列三部分：一、用于提供吸气、压缩和排气过程中所需的能量；二，用于从曲轴输出扭矩；三，在力的传递与转换过程中被消耗掉。这种结构的发动机存在有下列缺点；一、能量消耗大。二曲柄的传动过程中存在死点。三、产生较大的振动和噪音。为克服上述缺点，国外曾有人研制三角形转子发动机，但因其输出扭矩小、形状精度要求太高及制造工艺非常复杂，因而未能得以实施。

本实用新型的目的在于提供一种叶片发动机，可以直接产生强大的扭矩。

本实用新型所采用的技术解决方案是将气缸内腔制成柱形，该柱形的截面为非圆形，在该气缸内，沿其轴线方向设一转子，沿该转子的母线设有数条叶片槽，叶片槽内各装有可伸缩的叶片。转子高速转动时，在离心力的作用下，和叶片将从叶片槽中伸出而与气缸的内腔保持紧密接触。为确保叶片能够伸出，还可以在叶片槽的底部与叶片底边之间设一加压装置，该加压装置可以是弹性元件，也可以是液压装置或气压装置。为保证本实用新型所述的叶片发动机能够正常工作，可沿气缸外表面设置冷却水管道，也可在气缸壁中设置冷却水管道。

在上述结构中，当各叶片从叶片槽中伸出并与气缸内壁保持紧密接触时，可将气缸内腔与转子表面之间的空间分割成数个相对密封的间隔，当转子及叶片转动时，由于气缸是非圆形的，所以上述各间隔的容积会不断变化，处于不同位置的间隔，其容积变化的形式各不相同，如某间隔的容积逐渐加大，则它所处的位置为扩张区。相反，如某间隔的容积逐渐减小，则它所处的位置为收缩区。本实用新型中气缸内腔的形状应保证产生相互间隔的两个扩张区和两个压缩区，在其中一扩张区位置处设进气孔而使其成为吸气区，该进气孔可与各种现有燃油雾化装置连接。紧接其后的收缩区即作为压缩区。在另一扩张区位置处设火花塞，即可形成工作区。在另一收缩区位置处设一排气孔，该区即成为排气区。本实用新型的工作过程是：当某一间隔转动到吸气区时，该间隔内容积加大而形成负压，即可从进气孔吸入雾化燃油，此过程相当于传统发动机的吸气过程。当上述间隔转动到压缩区时，因其容积减小而形成高温高压的燃油蒸汽，此过程相当于传统发动机的压缩过程。当上述间隔继续转动进入工作区时，火花塞点燃燃油蒸汽，产生很强的高压，因此会推动叶片及转子向容积加大的方向转动，也就是推动转子继续向前转动，此过程相当于传统发动机的工作过程。最后，上述间隔转动到排气区，其容积不断减小，即可从排气孔排出燃烧废气，此过程相当于传统发动机的排气过程。

本实用新型的优点在于它不用曲柄机构而直接输出扭矩，转动平稳，无死点，而且体积小，输出大，热效率高，工艺要求也不高，制造比较容易。

下面结合实施例对本实用新型作进一步描述。

图1：本实用新型的结构示意图。

图2：图1的A－A剖视图。

图3：一种实施例中所使用的叶片结构示意图。

图4：液压装置示意图。

本实施例中，气缸由缸体（2）、左端盖（1）和右端盖（10）组成，其中缸体（2）内腔的截面形状是由两条相互平行的直线与两条位于同一圆周上的弧线相互连接而成，并且各连接处用较小的圆弧过渡连接，如图1所示。本例中所采用的转子（7）为圆柱形，并通过固定在其轴线上的主轴（8）与两气缸端盖（1、10）相互配合，在图1中，转子（7）工作时为顺时针转动。上述圆柱形转子（7）的圆同上均匀分布有六条叶片槽（6），各叶片槽（6）均与转子（7）的母线方向相同，且各叶片槽（6）上端以相应的转子半径为基准向转子的转动方向倾斜10°。上述各叶片槽（6）中均设有叶片（5）。本例中，设于叶片（5）底端与叶片槽（6）底部之间的压力装置为一油压系统，该系统是这样实现的：在右端盖（10）的内壁上，与各叶片槽（6）的底端相应的圆周上开设四条弧形槽（11），各弧形槽（11）的方位分别与吸气区、压缩区、工作区和排气区相对应，如图4所示，其中，与吸气区及工作区相对应的弧形槽（11）通过管路与一油泵（13）相连接。该两区域均为扩张区，处于该两区域的叶片应当逐渐向外伸出，从油泵（13）通过管路及相应的弧形槽可以向相应的叶片槽的底部供应带有一定压力的压力油，从而驱动相应的叶片伸出。同时，与压缩区及排气区相应的弧形槽（11）通过管路与一油箱（12）连接。该两区域均为收缩区，处于该两区域的叶片应当逐渐缩回叶片槽内，逐渐缩回的叶片可以将相应的叶片槽底部的压力油压进油箱，从而使叶片可以缩回并在缩回的过程中由于油路的阻尼作用及叶片转动时所产生的离心力使叶片与气缸内控保持一定的接触力。为保证密封效果，本例中使用的叶片（5）为分体结构，它是由两组共四片子叶片组成而成，图3示出由两片子叶片（51、52）组成一组叶片的结构，由于子叶片（51）与子叶片（52）之间存在一间隙，所以叶片底部的压力油可以进入两子叶片之间，因而使每组叶片带有向两边扩张的趋势，从而保证叶片（5）与两端盖之间的密封，同时，子叶片（51）与子叶片（52）之间用相互吻合的凹凸形状相互配合，可以防止压力油进入气缸。本例中在每一叶片槽（6）中使用两组上述结构的叶片，可以取得双重密封的效果，从而提高其可靠性。

本例所述装置的工作过程是：当某一叶片间隔进入吸气区时，相应的叶片槽（6）即通过设于端盖内壁的弧形槽（11）与油泵（13）接通，在转子（7）转动过程中该叶片槽（6）中的叶片（5）在油压驱动下向外伸出与气缸（2）内腔保持紧密接触，此时该间隔内的容积不断增加形成负压，即可从进气孔（4）吸入雾化燃油，从而完成吸气过程。当该叶片间隔进入压缩区时，相应的叶片槽（6）即通过设于端盖内壁的弧形槽（11）与油箱（12）接通，在转子转动过程中该叶片槽（6）中的叶片（5）受缸体（2）内腔的压力而缩回，并且同时与气缸内腔保持紧密接触，此时该间隔内的容积不断减小将其中的雾化燃油加压、加温并汽化，从而完成压缩过程。当该叶片间隔进入工作区时，相应的叶片槽（6）即通过设于端盖内壁的弧形槽（11）与油泵（13）接通，在转子（7）转动过程中该叶片槽（6）中的叶片（5）在油压驱动下向外伸出与气缸（2）内腔保持紧密接触，此时火花塞（9）点燃该间隙内的油汽形成高压，该压力强迫该间隙的容积增加，于是即可推动叶片（5）和转子（7）继续向前转动，从而完成吸气过程。当该叶片间隔进入排气区时，相应的叶片槽（6）即通过设于端盖（10）内壁的弧形槽（11）与油箱（12）接通，在转子转动过程中该叶片槽（6）中的叶片（5）受缸体（2）内腔的压力而缩回，此时该间隔内的容积不断减小将燃烧所产生的废气从排气孔（3）排出，从而完成排气过程。本例所述叶片发动机中使用六个叶片形成六个叶片间隔，故转子转动一周的过程中，各叶片间隔共完成六次作功的完过程。

Claims (8)

1、一种叶片发动机，由气缸(2)、进气孔(4)、排气孔(3)和火花塞(9)组成，其特征在于气缸(2)的内腔截面为非圆形，在该气缸(2)内，沿其轴线方向用主轴(8)安装一转子(7)，沿该转子(7)的母线设有数条叶片槽(6)，叶片槽(6)内各装有可伸缩的叶片(5)。

2、如权利要求1所述的叶片发动机，其特征在于叶片槽底部与叶片底部之间各设有一加压装置。

3、如权利要求1所述的叶片发动机，其特征在于气缸内腔的截面为扁圆形。

4、如权利要求2所述的叶片发动机，其特征在于所述的加压装置为一油压装置。

5、如权利要求2所述的叶片发动机，其特征在于所述的加压装置为一气压装置。

6、如权利要求2所述的叶片发动机，其特征在于所述的加压装置为一弹性元件。

7、如权利要求1所述的叶片发动机，其特征在于所述叶片由二组四片形状相互吻合的子叶片（51、52）组成。

8、如权利要求1所述的叶片发动机，其特征在于所述的气缸（2）的壁中设有冷却水通道。

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