CN2353899Y - 双旋转一循环旋转活塞式发动机 - Google Patents

Abstract

一种双旋转一循环旋转活塞式发动机，由双环形汽缸为半圆柱空心环状壳体，沿轴线排列连接，两个环形汽缸之间设置有排气道，旋转活塞整体设置在环形汽缸中，其中的旋转轴上间隔固定设置有活塞固定盘，并沿活塞固定盘的边缘上分别各设置有活塞，转动旋转轴时，旋转轴可带动活塞固定盘上的活塞，在环形汽缸中沿轴线自由旋转，在环形汽缸的进排气口处分别对应设置有一半圆柱形的旋转做功汽缸底和旋转压缩气体汽缸底。

Description

双旋转一循环旋转活塞式发动机

本实用新型涉及一种内燃机类的旋转活塞式发动机。

目前常用的发动机是奥托式汽油发动机和狄塞耳式柴油发动机。这两种发动机的共同特点都是利用气体的膨胀，推动活塞在汽缸里作往复运动。然后通过连杆、曲轴，将往复的运动转变为主轴的旋转运动。因为在将往复移动转变为旋转运动时，总要消耗一部分能量，所以它们的效率并不高，而且必须有曲轴，飞轮等机件，使得它们的构造复杂，机身庞大且笨重，影响转速，以至于在提高速度方面受到很大的限制，这是它们共有的缺点。那么是否有可能将往复式活塞动力机改进一下，使气体膨胀做功直接推动主轴旋转呢？科学家经过多年精心研究发明了两种旋转活塞式内燃机，一种是转子活塞式内燃机，另一种是双旋转四循环活塞式内燃机。它们虽然结构不一样，但基本原理都是相同的，即利用活塞在汽缸内的转动，来直接带动主轴运动。这两种旋转活塞式发动机目前都有致命的缺点难以解决，一直不能用于实际。双旋转四循环式发动机的致命缺点是主轴在压缩气体和膨胀运动时，必须进行200次/秒突快突慢的速度变化，才能完成压缩和膨胀做功，因此主轴的转动是不均匀的，机件在这样突快突慢的运转中极易损坏，所以该发动机也就没有实用的可能。转子发动机的致命缺点，在于它是一个三角转子在一个如同椭圆形的汽缸内上下左右偏离中心的进行压缩气体和燃烧膨胀做功，由于三角转子的运行轨迹由椭圆形汽缸控制，三角转子转动时，沿着汽缸壁摩擦运动，三角转子在压缩气体和燃烧膨胀做功的同时自身也受到一个强大的压缩气体和膨胀做功的反作用力，加上转子与汽缸壁的快速摩擦运动，致使三角转子的密封片迅速烧熔、损坏造成大量的漏气和停机，经试制无法克服该缺点。因此，到目前为止旋转活塞式发动机仍未能用于实际。

本实用新型的目的是设计一种双旋转一循环旋转活塞式发动机。该发动机体积小、效率高、噪音低。

上述目的通过如下途径实现，本实用新型由环形做功汽缸和环形压缩气体汽缸组成，二者均为半圆柱空心环状壳体，沿轴线排列连接，环形做功汽缸与环形压缩气体汽缸二者方向相反、绕轴线旋转一定角度配置，环形做功汽缸和环形压缩气体汽缸的连接壁之间设置有排气道，旋转做功活塞和旋转压缩气体活塞以及相连的固定盘、主轴整体设置在环形做功汽缸和环形压缩气体汽缸中。其中的旋转轴上沿轴线、间隔固定设置有活塞固定盘，并沿活塞固定盘的边缘上分别各设置有做功活塞和压缩气体活塞，转动主轴时，主轴可带动活塞固定盘上的做功活塞和压缩气体活塞，分别在环形做功汽缸、环形压缩气体汽缸中，绕轴线自由旋转。在环形做功汽缸和环形压缩气体汽缸的进排气口处分别对应设置有一半圆柱形的旋转做功汽缸底和旋转压缩气体汽缸底。

本实用新型的优点是：与最好的同容积往复式发动机相比，所产生的功率要大3.6倍；耗油量却只是它的1/3；而且体积也很小，平均每一匹马力只重1/2公斤多一点，此外发动的转速范围亦很广，从60转/分到4000转/分不等。而且震动小、噪音低。该双旋转一循环旋转活塞式发动机的膨胀气体几乎是充分用来做功的，由于进气槽和排气槽的口大小与汽缸截面相等，不象一般往复活塞式那样只有狭小的排气阀和通道，因此吸气排气通畅。而且它的活塞始终是不倒转的，排气和膨胀气体的运动方向始终一致。此外，省掉阀门机构以后，不仅摩擦减少，也省掉了冲开阀门弹簧所消耗的能量。

下面结合附图对本实用新型作详细描述。

图1为本实用新型环形汽缸结构简图。

图2为本实用新型旋转做功汽缸底和旋转压缩气体气缸底的结构简图。

图3为本实用新型旋转活塞结构简图。

图4、图5、图6、图7为本实用新型旋转一周时各汽缸工作原理图。

图中：1.环形做功汽缸2.环形压缩气体汽缸3.做功活塞4.压缩气体活塞5.旋转做功汽缸底6.旋转压缩气体汽缸底7.排气道8.活塞固定盘

图1所述的环形汽缸结构，由环形做功汽缸1和环形压缩气体汽缸2两部组成。环形压缩气体汽缸2外形为一半圆柱空心环状壳体，具体形状见图1。环形做功汽缸1的形状与环形压缩气体汽缸2完全相同，环形压缩气体汽缸2与环形做功汽缸1沿轴线排列连接，环形压缩气体汽缸2与环形做功汽缸1二者方向相反各自绕轴线旋轴90度左右设置。环形压缩气体汽缸2与环形做功汽缸1的连接壁上有相通的排气道7。

图3中：在旋转轴上沿轴线间隔固定设置有活塞固定盘、沿活塞固定盘8的盘边缘、分别设置有压缩气体活塞4和做功活塞3，做功活塞3和压缩气体活塞4为矩形块状，并与主轴平行，当旋转做功活塞3和压缩气体活塞4及相连的固定盘8、主轴整体设置在环形做功汽缸1、环形压缩气体汽缸2中时，转动主轴、主轴可带动活塞固定盘8上的做功活塞3和压缩气体活塞4在环形做功汽缸1、环形压缩气体汽缸2中绕轴线自由旋转。

图2所述的旋转做功汽缸底5和旋转压缩气体汽缸底6，其形状为半圆柱形，半圆柱形的外圆柱面为汽缸底，旋转做功汽缸底5、旋转压缩气体汽缸底6与环形做功汽缸1和环形压缩气体汽缸2的配置关系沿轴向看如图4。

图4中：当压缩气体活塞4按箭头方向在环形压缩气体汽缸2中旋转时，开始压缩气体旋转，旋转压缩气体汽缸底6正好密封住环形压缩气体汽缸2的排气底口的位置，环形压缩气体汽缸2内的空气受到压缩，并通过排气道进入环形做功汽缸1中，此时旋转做功汽缸底5已密封住环形做功汽缸1的底口，做功汽缸1内贮有压缩空气、当油料喷入后、点火、燃烧膨胀推动做功活塞3在环形做功汽缸1中旋转至做功活塞3旋转出环形做功汽缸1做功完毕。一个做功行程完毕。

图4、图5、图6、图7是汽缸的截面图，打斜线的表示压缩气体活塞4和环形压缩气体汽缸2及环形压缩气体汽缸底6。黑色的表示做功活塞3和旋转做功汽缸底5及环形做功汽缸1。其中做功活塞3，压缩气体活塞4，旋转压缩气体汽缸底6、旋转做功汽缸底5在工作时都与主轴按比例速度同时旋转。参看图4：旋转压缩气体汽缸底6与主轴按比例速度运行在处于密封压缩气体汽缸2底口位置，压缩气体活塞4与主轴按比例速度压缩气体。做功活塞3运行在压缩气体汽缸2的背后，所以用虚线表示做功活塞3，做功活塞3和旋转做功汽缸底5都与主轴按比例速度在运行。图5：做功活塞3已进入环形做功汽缸1，旋转做功汽缸底5已密封环形做功汽缸1的底口，使做功活塞3与旋转做功汽缸底5之间形成一个高度密封的燃烧膨胀室，压缩气体活塞4已完成压缩气体，它的压缩比可以达到20∶1，被压缩的气体温度可达到300—700℃。被压缩的气体通过旋转做功汽缸底5与旋转压缩气体汽缸底6相交部分、中心处各自有相对的排气槽与环形压缩气体汽缸2和环形做功汽缸1的连接壁上的排气道7相吻合，形成排气通道，使高压气体急速喷入环形做功汽缸1的燃烧膨胀室后，喷油、点火、燃烧膨胀。图6：做功活塞3被燃烧膨胀的气体高速推动做功，旋转压缩气体汽缸底6已与主轴按比例速度旋转打开环形压缩气体汽缸2底口，这时新鲜的气体充满环形压缩气体汽缸2以利于再次压缩气体。图7：做功活塞3做功完毕，已运行在环形压缩气体汽缸2的背后，活塞4准备进入环形压缩气体汽缸2，旋转压缩气体汽缸底6与主轴按比例速度旋转，即将密封环形压缩气体汽缸2底口再次压缩气体。由于该机是采用四缸一循环，二缸一组的形式，一组是在燃烧膨胀做功，同时带动另一组压缩气体，两组的燃烧膨胀相互带动对方压缩气体。

Claims (1)

1.一种双旋转一循环旋转活塞式发动机，其特征在于：由环形做功汽缸(1)和环形压缩气体汽缸(2)组成，二者均为半圆柱空心环状壳体，沿轴线排列连接，环形做功汽缸(1)与环形压缩气体汽缸(2)方向相反绕轴线旋转一定角度配置，环形做功汽缸(1)与环形压缩气体汽缸(2)之间设置有排气道(7)，做功活塞(3)、压缩气体活塞(4)、活塞固定盘(8)及相连的主轴整体设置在环形做功汽缸(1)和环形压缩气体汽缸(2)中，其中的旋转轴上间隔固定设置有活塞固定盘(8)，并沿活塞固定盘(8)的边缘上分别设置有做功活塞(3)、压缩气体活塞(4)，在环形做功汽缸(1)、环形压缩气体汽缸(2)的进排气口处分别对应设置有一半圆柱形的旋转做功汽缸底(5)和旋转压缩气体汽缸底(6)。

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