CN2466353Y - 转轮式内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转轮式内燃机,它由环形定子体、带轴柄的转轮和至少两个滑片构成,定子体上设有排气口、燃料给入和点火装置安装孔、进气口,滑片均匀分布在转轮上并设有滑片环,还安装有密封节和端面环,转轮向下偏心安置在定子体内,定子体内壁横截面就是为该偏心的等径曲线。该机拟以柴油、汽油及可燃气体作燃料,引入密闭工作腔内燃烧,气体受热膨胀推动转轮转动对外作功。可单台或多台并联使用。

Description

转轮式内燃机

本实用新型涉及一种内燃机。

内燃机是一种把燃料直接送到机器内部去燃烧而产生动力的发动机，按燃料的不同可分为柴油机、汽油机和燃气机。目前普通使用的是单缸或多缸内燃机，它们均由气缸、活塞和与活塞连接的曲柄连杆机构等组成，燃料经燃烧爆炸后推动活塞往复运动，并通过连杆的作用变成曲轴的旋转运动，它必须将活塞的运动方式转化后才能对外作功，同时结构较为复杂。

本实用新型的目的在于提供一种直接产生旋转运动且结构简单的转轮式内燃机。

为达到上述目的，本实用新型的转轮式内燃机由环形定子体、带轴柄的转轮和至少两个滑片构成，所说环形定子体的上方设有排气口，下方稍偏的位置设有燃料给入和点火装置安装孔，位于转轮上方的定子体侧壁上设有进气口；所说滑片均匀分布在转轮上，滑片的两端周围设有滑片环，滑片之间靠近转轮边缘的位置安装有密封节和端面环；所说转轮向下偏心安置在定子体内，定子体内壁横截面就是为该偏心的等径曲线。

上述位于转轮上方的定子体两个侧壁上均设有进气口。

上述环形定子体内壁正截面两端为半圆形。

上述密封节包括上下两个对称的密封节体，其中间设有大撑簧，该撑簧的一侧设有后折弯簧，另一侧设有前折弯簧，前折弯簧前又设侧密封带，两个密封节体外边沿前端设有内边密封带及小撑簧。

由于上述技术方案采用了环形定子体，带轴柄的转轮和至少两个滑片，且转轮偏心安置在定子体内，又因为定子体内壁横截面也是中心偏移的等径曲线，所以滑片可在转轮上滑动，还可以在定子体内转动，并形成换气区、压缩区和做功区。当有燃料给入并燃烧时，因定子体内壁等径中心偏移曲面半径相位差，使位于工作方向前边的滑片工作面承受的总压力较大，因而产生一个向工作方向扭转的力矩，推动转轮旋转作功，即不需要改变运动方式就可输出旋转力。该机是一种将热能转化为机械能的动力机械，拟以柴油、汽油及其它可燃气体作燃料，以空气为介质，引入密闭工作腔内燃烧，气体受热膨胀推动转轮转动对外作功。可单台使用，也可多台并联使用。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型转轮式内燃机结构示意图；

图2是图1所示实施方式中环形定子体的剖视图；

图3是图2沿A—A线的剖视图；

图4是图1所示实施方式中的转轮示意图；

图5是图1所示实施方式中的滑片示意图；

图6是图5的左视图；

图7是图1所示实施方式中的密封节示意图；

图8是图7沿B—B线的剖视图；

图9是图1所示实施方式作为柴油机的主体结构示意图。

由图1可见，本实用新型的转轮式内燃机由环形定子体1、转轮2、滑片组构成，滑片组由两个或两个以上的滑片3组成。环形定子体1的上方设有排气口4，下方稍偏的位置上设有燃料给入和点火装置安装孔5，在转轮边沿上方的定子体1侧壁上设有进气口6，滑片组均匀地分布在转轮2上，滑片3的两端周围安装滑片环7，滑片之间靠近转轮边缘的位置安装有密封节8和端面环9。转轮2用轴承向下偏心安置在定子体1内，定子体1内壁横截面就是为该偏心的等径曲线，参见图2、图3和图4，该等径曲线的计算公式为：R＝(d＋2a)÷2＋b＋aSinα，式中d为转轮直径，a为中心偏移距离，b为转轮边缘与定子体内壁的间隙尺寸，α为旋转角。环形定子体1内壁正截面两端为半圆形，便于加工和增强滑片的跑合性。另外，环形定子体1可以由上下或左右两部分结合而成，便于安装转轮。为加速换气，定子体的两个侧壁上都设有进气口6。转轮2是一个中心带轴柄的圆盘，圆盘上开有均匀分布的滑片安装槽10和安装端面环、密封节的槽孔11。现以两个滑片为例，则圆盘上开有互成90°的滑片安装槽，参见图5和图6，滑片3是两端为半圆形的长条形结构，其长度和宽度尺寸略小于定子体内壁正截面尺寸。滑片3两端部侧面开有滑片环槽12，中间开有半孔13。端面环、滑片环及密封节均由耐磨材料制成，并由弹簧支撑以补偿磨损，确保密封。密封节结构见图7和图8。它由上下两个对称的密封节体14构成，其中间由一大撑簧15支撑，负责两外端面即与定子体内壁的密封。大撑簧15的一侧设有后折弯簧16，负责与端面环侧面密封，另一侧设有前折弯簧17，前折弯簧17支撑侧密封带18，负责与滑片侧面的密封。两个密封节体14外边沿前端设有内边密封带19和小撑簧20，负责滑片中间及交汇处侧面密封。密封节也可由其它形式，例如可采用具有膨胀性质的材料制成，或者转轮本身由膨胀材料制成，碳纤维就是一种，这样，也可达到密封作用。

在本实用新型中，由定子体内壁、滑片及转轮组成可随旋转变化容积的四个工作腔，在定子体内壁的约束下，工作腔有三个状态区间，即AB为换气区，BC为压缩区、CA为做功区。作为完整的内燃机还包括供气系统和燃烧系统。

供气系统由空气滤清器、进气管、供气泵、供气管等组成。

空滤器由外壳、滤芯部件组成。

供气泵为滑片转子式，由泵体、转子、滑片组成。供气泵进口接空滤器，出口由输气管与定子体进气口相连。

燃烧系统根据所使用的燃料不同，该机有柴油燃烧系统、汽油燃烧系统及气体燃烧系统。

(1)柴油燃烧系统，由柴油滤清器、高压油泵、调速器、喷油器、助燃装置等组成。

柴油滤清器由外壳及纸滤芯组成。

高压油泵采用四套柱塞组式(亦可采用分配转子式)，调速器采用机械离心式(亦可采用电感式)。喷油器采用多孔闭式。

以上各部件已有相应技术规范，可按需选用。

助燃装置是由合金电阴丝和陶瓷体组成的引火头。它以该机自配发电机为电源，安置在定子体燃烧室内。此装置只在压缩比小于16的柴油机上使用。若压缩比大于16，则可省去。

(2)汽油燃烧系统，由汽油滤清器、汽化器、调速器、点火线圈、分电器、火花塞等组成。本系统按现有技术规范选用。

(3)气体燃烧系统，由控制阀、调速器、点火装置(点火线圈、分电器、火花塞)组成。点火装置参照汽油机标准。

发电设备采用单相交流并励恒压式磁场旋转发电机及半导体自控励磁调节线路。

发电设备也可采用其它形式。在无助燃装置的柴油机上，发电设备亦可省去。

现以转轮式柴油机为例介绍其工作原理及过程。本实用新型作为柴油机的主体结构见图9。它包括转轮式内燃机，与内燃机连接的有风扇21，皮带盘22，喷油器23、供气泵24、高压油泵和调速器25、发电机26。当起动力(人力、机械力)带动转轮轴按转轮工作方向(取正面观看为逆时针方向)旋转时，相联动的供气泵吸气室积容增大，真空吸力使新鲜空气通过空滤器进入供气泵，并从供气泵出口导入转轮体处于换气区的工作腔。同时工作腔内原有废气在旋转离心力和新鲜空气挤压的作用下从出气口排出。随着转轮的转动，工作腔进入压缩区，腔体被封闭，腔内容积逐渐减小，其所含气体被压缩，并由此温度升高。当工作腔进入做功区时，在燃烧系统各部件的作用下柴油经油量控制阀从喷油器喷头以急骤、雾状的形式射入定子体燃烧室内和工作腔并与腔内高温气体混合自燃或被引燃(指有助燃装置的)。气体受热膨胀，产生高压作用在定子内壁及工作腔四周。因定子内壁等径中心偏移曲面半径相位差，使位于工作方向前边的滑片工作面承受的总压力较大，因而产生一个向工作方向扭转的力矩，推动转轮旋转做功。当转轮工作腔进入换气区时，进、出气孔道同时打开，新一轮工作循环开始。转轮有四个工作腔，故转轮每循环一周依次有四个做功阶段，且前、后做功阶段有所重跌，从而实现持续做功。转轮工作腔的个数由滑片的数量决定，如采用三个滑片，则有六个工作腔。

本实用新型的转轮式内燃机可单台使用，也可多台并联使用。作为汽油机和燃气机的工作原理基本同上，不再赘述。

Claims (4)

1、一种转轮式内燃机，其特征是：它由环形定子体(1)、带轴柄的转轮(2)和至少两个滑片(3)构成，所说环形定子体(1)的上方设有排气口(4)，下方稍偏的位置设有燃料给入和点火装置安装孔(5)，位于转轮上方的定子体侧壁上设有进气口(6)；所说滑片(3)均匀分布在转轮(2)上，滑片(3)的两端周围设有滑片环(7)，滑片(3)之间靠近转轮边缘的位置安装有密封节(8)和端面环(9)；所说转轮(2)向下偏心安置在定子体(1)内，定子体内壁横截面就是为该偏心的等径曲线。

2、根据权利要求1所述的转轮式内燃机，其特征是：所述位于转轮(2)上方的定子体(1)两个侧壁上均设有进气口(6)。

3、根据权利要求1所述的转轮式内燃机，其特征是：所述环形定子体(1)内壁正截面两端为半圆形。

4、根据权利要求1所述的转轮式内燃机，其特征是：所述密封节(8)包括上下两个对称的密封节体(14)，其中间设有大撑簧(15)，该撑簧(15)的一侧设有后折弯簧(16)，另一侧设有前折弯簧(17)，前折弯簧(17)前又设侧密封带(18)，两个密封节体(14)外边沿前端设有内边密封带(19)及小撑簧(20)。

Images