專利名稱：一種新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及動(dòng)力機(jī)械結(jié)構(gòu)，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)由機(jī)體、氣缸蓋、活塞、連桿、曲軸、飛輪、凸輪軸、傳動(dòng)齒輪等主要部件與燃油與調(diào)整系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電器系統(tǒng)結(jié)合組成，機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，比重量大，摩擦部件多，熱效率低，一般轉(zhuǎn)速在每分鐘2000～3000轉(zhuǎn)以下，難以達(dá)到高速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制作難度大、成本高，使用中當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，排除與維修也比較麻煩。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、熱效率高、使用維修方便的新型發(fā)動(dòng)機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型構(gòu)思了一種新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，由新型的主體部分與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的燃油調(diào)整系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)結(jié)合組成，主體部分的內(nèi)部設(shè)置相互配套的氣缸轉(zhuǎn)子總成、內(nèi)活塞盤總成、外活塞盤總成，中間通過主軸孔貫穿安裝主軸，外部由緊固螺栓將頂部的配氣盤、中部的殼體、底部帶凸輪的凸輪盤連接緊固起來構(gòu)成外殼，包容內(nèi)部結(jié)構(gòu)，形成發(fā)動(dòng)機(jī)主體部分。氣缸轉(zhuǎn)子總成包括氣缸體、氣缸、外肋、內(nèi)肋等結(jié)構(gòu)，氣缸為4個(gè)或4的整倍數(shù)，在氣缸體上環(huán)繞主軸孔的圓周上均布，外肋、內(nèi)肋在氣缸體底面與氣缸不同的圓周上間隔均布，與氣缸分別一一對應(yīng)，并分別與內(nèi)活塞盤總成、外活塞盤總成相配合，外肋、內(nèi)肋可以采用立方體，也可采用圓柱體、半圓柱體、三棱體、多棱體等其它形狀，可與氣缸體整體制作，也可分體制作、組裝。內(nèi)活塞盤總成、外活塞盤總成分別設(shè)有活塞座、活塞、盤體、內(nèi)盤缺或外盤缺、滾輪、銷軸等結(jié)構(gòu)，內(nèi)盤缺、外盤缺可分別與氣缸轉(zhuǎn)子總成相配合，活塞與帶滾輪槽的活塞座連為一體，在盤體上環(huán)繞主軸孔的圓周上均布，活塞所在的圓周與滾輪槽所在的圓周直徑相同，與凸輪盤上凸輪所在的圓周直徑也相同，活塞座、活塞、盤體可整體制作，也可分體制作、組裝。內(nèi)盤缺所在的圓周與內(nèi)肋所在的圓周直徑相等，內(nèi)盤缺可與內(nèi)肋相互配合，外盤缺所在的圓周與外肋所在的圓周直徑相等，外盤缺可與外肋相互配合。配氣盤上環(huán)繞主軸孔的密封面設(shè)有排氣槽、吸氣槽、點(diǎn)火孔、油孔，呈對稱間隔分布。凸輪在凸輪盤上的投影為同心圓，由凸凹起伏的平滑曲面構(gòu)成凸輪滾面，其凸起部分與凹陷部分與各個(gè)氣缸分別一一對應(yīng)。凸輪滾面的曲面可由正弦和余弦曲線構(gòu)成，也可由其它適當(dāng)?shù)那€或其組合構(gòu)成。
為了達(dá)到發(fā)明目的，本實(shí)用新型利用固定不動(dòng)的配氣盤與旋轉(zhuǎn)氣缸轉(zhuǎn)子總成之間的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)配氣盤上的排氣槽、吸氣槽、點(diǎn)火孔相對于氣缸轉(zhuǎn)子總成上氣缸的閉合、開通動(dòng)作；利用滾輪沿凸輪盤上的凸輪滾面之間的相對滾動(dòng)，在完成氣缸轉(zhuǎn)子總成相對于凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，完成活塞與氣缸的相對往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣缸轉(zhuǎn)子總成、內(nèi)活塞盤總成、外活塞盤總成同步旋轉(zhuǎn)，并與配氣盤上的排氣槽、吸氣槽、點(diǎn)火孔相對于氣缸的閉合、開通動(dòng)作相配合，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣、壓縮、膨脹、排氣四個(gè)過程。
在吸氣、壓縮、膨脹、排氣各個(gè)過程中，氣缸轉(zhuǎn)子總成、內(nèi)活塞盤總成、外活塞盤總成的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由氣缸體上的內(nèi)肋、外肋分別與盤體上的內(nèi)盤缺、外盤缺相互作用實(shí)現(xiàn)的。例如，當(dāng)氣缸內(nèi)高溫高壓氣體膨脹，推動(dòng)在其中的活塞向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)凸輪滾面對于滾輪產(chǎn)生作用力的水平分力與凸輪圓周相切，并通過內(nèi)活塞盤總成的內(nèi)盤缺與氣缸體內(nèi)肋的配合和外活塞盤總成的外盤缺與氣缸體外肋的配合把力傳遞給氣缸轉(zhuǎn)子總成，使之與盤體同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。對某個(gè)特定活塞盤來講，在不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的情況下，該活塞盤的排氣、壓縮過程所需能量是另一活塞盤所提供的，即另一活塞盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過內(nèi)盤缺與內(nèi)肋之間的相互作用(或外盤缺與外肋之間的相互作用)將動(dòng)能傳給氣缸轉(zhuǎn)子總成，進(jìn)而通過氣缸轉(zhuǎn)子總成的外肋(或內(nèi)肋)與該特定活塞盤的外盤缺(或內(nèi)盤缺)的相互作用，再傳給該活塞盤。對另一活塞盤來說，工作原理是相同的。
這種新型結(jié)構(gòu)，簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)，降低了制造成本，安裝、維修、使用方便，體積功率大，比重量小，可以有效地提高熱效率，能夠?qū)崿F(xiàn)相對高速運(yùn)轉(zhuǎn)，較好地達(dá)到了發(fā)明目的。


圖1是本實(shí)用新型主體部分的拆裝結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型配氣盤(1)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)的整體結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖5是本實(shí)用新型氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)的拆裝結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型內(nèi)活塞盤總成(6)的整體結(jié)構(gòu)圖；圖7是本實(shí)用新型內(nèi)活塞盤總成(6)的拆裝結(jié)構(gòu)圖；圖8是本實(shí)用新型凸輪盤(9)的結(jié)構(gòu)圖；圖9是本實(shí)用新型主體部分組裝剖視圖。
圖中，1—配氣盤，2—?dú)んw，3—?dú)飧邹D(zhuǎn)子總成，4—外肋，5—內(nèi)肋，6—內(nèi)活塞盤總成，7—外活塞盤總成，8—活塞座，9—凸輪盤，10—凸輪，11—活塞，12—主軸，13—?dú)飧左w，14—?dú)飧祝?5—密封環(huán)，16—肋套，17—盤體，18—銷軸，19—滾輪；A—排氣槽，B—吸氣槽，C—凸輪滾面，D—主軸孔，E—點(diǎn)火孔，F(xiàn)—油孔，G—密封面，L1—內(nèi)盤缺，L2—外盤缺，M—螺孔，N—頸擴(kuò)，H—頸縮，K—銷軸孔，T—滾輪槽。
(五)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步加以說明以8缸機(jī)型為例，配氣盤(1)的密封面(G)上開有排氣槽(A)、吸氣槽(B)、點(diǎn)火孔(E)、油孔(F)，密封面(G)與密封環(huán)(15)形成密封，潤滑油通過油孔(F)對密封面(G)進(jìn)行潤滑。氣缸體(13)上的8個(gè)氣缸(14)均布在環(huán)繞主軸孔(D)的圓周上，4個(gè)外肋(4)設(shè)在氣缸體(13)上氣缸(14)所在的圓周外圈的圓周上，4個(gè)內(nèi)肋(5)設(shè)在氣缸體(1 3)上氣缸(14)所在圓周內(nèi)圈的圓周上，外肋(4)與內(nèi)肋(5)均布在各自所在的圓周上，互相間隔排列，并與8個(gè)氣缸(14)一一對應(yīng)。氣缸體(13)的頸擴(kuò)(N)、頸縮(H)裝有密封環(huán)(15)。當(dāng)處于膨脹過程時(shí)，在氣缸(14)內(nèi)高壓氣體的作用下，密封環(huán)(15)與配氣盤(1)的密封面(G)配合，形成密封。內(nèi)肋(5)、外肋(4)上的螺孔(M)用于固定肋套(16)，肋套(16)可以防止肋與活塞盤的盤缺摩擦而造成損傷。內(nèi)活塞盤總成(6)的4個(gè)滾輪槽(T)在其盤體(17)的同一圓周上均布，內(nèi)盤缺(L1)在盤體(17)的圓周上均布，與氣缸體(13)上的內(nèi)肋(5)一一對應(yīng)。外活塞盤總成(7)與內(nèi)活塞盤總成(6)結(jié)構(gòu)原理相同。外盤缺(L2)與外肋(4)和內(nèi)盤缺(L1)與內(nèi)肋(5)的分布規(guī)律相同，呈間隔排列。配氣盤(1)、凸輪盤(9)與殼體(2)固定為整體外殼，其內(nèi)部裝有氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)、主軸(12)、內(nèi)活塞盤總成(6)，外活塞盤總成(7)，組成本實(shí)用新型的主體部分，與原有發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中的燃油調(diào)整系統(tǒng)、調(diào)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電器系統(tǒng)接通，形成本實(shí)用新型整體。
本實(shí)用新型主體部分的工作過程如下對某特定活塞盤上的某個(gè)活塞來說，當(dāng)該活塞盤的滾輪(19)向右運(yùn)動(dòng)到凸輪滾面(C)的最高點(diǎn)，氣缸(14)內(nèi)氣體壓縮過程結(jié)束，此時(shí)該活塞盤上的氣缸(14)位于配氣盤(1)的點(diǎn)火孔(E)的下方，開始點(diǎn)火，對面活塞工作狀態(tài)與該活塞(11)相同，該活塞盤上的左右兩活塞處于即將吸氣過程。氣缸(14)內(nèi)高溫高壓氣體膨脹，推動(dòng)該活塞(11)向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)凸輪滾面(C)作用于滾輪(19)一個(gè)力，該力的水平分力與凸輪(10)圓周相切，且通過內(nèi)盤缺(L1)與內(nèi)肋(5)的配合或外盤缺(L2)與外肋(4)的配合，把力傳給氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)，使之向右作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換過程。對面活塞與該活塞工況相同，此時(shí)左右兩活塞處于吸氣過程中。
膨脹作功過程結(jié)束，開始排氣過程，該活塞盤上的左右兩活塞處于即將壓縮過程。在排氣過程中，氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)通過內(nèi)肋(5)與內(nèi)盤缺(L1)的相互作用或外肋(4)與外盤缺(L2)的相互作用，促使該活塞盤向右與氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)同步旋轉(zhuǎn)，滾輪(19)轉(zhuǎn)至凸輪滾面(C)的最高點(diǎn)，推動(dòng)該活塞(11)相對于氣缸(14)向上運(yùn)動(dòng)，完成排氣過程，此時(shí)左右兩活塞處于壓縮過程。
排氣過程結(jié)束，開始吸氣過程，該活塞盤的左右兩活塞處于即將膨脹過程。在吸氣過程中，由于該內(nèi)活塞盤上與該活塞(11)相鄰的左右兩活塞處于作功過程中，促使該活塞(11)向右旋轉(zhuǎn)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，完成吸氣過程，此時(shí)左右兩活塞處于膨脹過程中。
吸氣過程結(jié)束，開始?jí)嚎s過程，該活塞盤上的左右兩活塞處于即將排氣過程。在壓縮過程中，氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)通過內(nèi)肋(5)與內(nèi)盤缺(L1)的相互作用或外肋(4)與外盤缺(L2)的相互作用，促使該活塞盤向右與氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)同步旋轉(zhuǎn)，滾輪(19)推動(dòng)活塞(11)在氣缸(14)內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，完成氣體的壓縮過程，此時(shí)該活塞盤上的左右兩活塞處于排氣過程中。氣體壓縮過程結(jié)束，開始點(diǎn)火，其左右兩活塞處于即將吸氣過程。對四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來說，該活塞盤至此完成一個(gè)作功過程。同一個(gè)活塞盤上的滾輪(19)沿凸輪(10)旋轉(zhuǎn)一周，該活塞盤會(huì)完成兩個(gè)完整的作功過程。外活塞盤總成(7)與內(nèi)活塞盤總成(6)的工作原理完全相同。如此持續(xù)交替往復(fù)循環(huán)，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.一種新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，由主體部分與燃油調(diào)整系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)結(jié)合組成，其特征在于主體部分的內(nèi)部設(shè)置氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)、內(nèi)活塞盤總成(6)、外活塞盤總成(7)，中間通過主軸孔(D)貫穿安裝主軸(12)，外部由緊固螺栓將頂部的配氣盤(1)、中部的殼體(2)、底部的帶凸輪(10)的凸輪盤(9)連接緊固起來，構(gòu)成外殼。
2.按照權(quán)利要求1所述的新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說的氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)包括氣缸體(13)、氣缸(14)、外肋(4)、內(nèi)肋(5)等結(jié)構(gòu)，氣缸(14)為4個(gè)或4的整倍數(shù)，在氣缸體(13)上環(huán)繞主軸孔(D)的圓周上均布，外肋(4)與內(nèi)肋(5)在氣缸體(13)底面與氣缸(14)不同的圓周上間隔均布，與氣缸(14)分別一一對應(yīng)，并分別與內(nèi)活塞盤總成(6)、外活塞盤總成(7)相配合。
3.按照權(quán)利要求1所述的新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說的內(nèi)活塞盤總成(6)、外活塞盤總成(7)分別設(shè)有活塞座(8)、活塞(11)、盤體(17)、內(nèi)盤缺(L1)或外盤缺(L2)、滾輪(19)等結(jié)構(gòu)，內(nèi)盤缺(L1)和外盤缺(L2)可分別與氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)相配合，活塞(11)與帶滾輪槽(T)的活塞座(8)連為一體，在盤體(17)上環(huán)繞主軸孔(D)的圓周上均布，活塞(11)所在的圓周與滾輪槽(T)所在的圓周直徑相同，與凸輪盤(9)上凸輪(10)所在的圓周直徑也相同，活塞座(8)、活塞(11)、盤體(17)可整體制作，也可分體制作、組裝。
4.按照權(quán)利要求1所述的新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說的配氣盤(1)上環(huán)繞主軸孔(D)的密封面(G)設(shè)有排氣槽(A)、吸氣槽(B)、點(diǎn)火孔(E)、油孔(F)，呈對稱間隔分布。
5.按照權(quán)利要求1所述的新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說的凸輪(10)在凸輪盤(9)上的投影為同心圓，由凸凹起伏的平滑曲面構(gòu)成凸輪滾面(C)，其凸起部分與凹陷部分與各個(gè)氣缸(14)分別一一對應(yīng)。
專利摘要一種新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，內(nèi)設(shè)氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)、內(nèi)活塞盤總成(6)、外活塞盤總成(7)，中間由主軸(12)貫穿，用螺栓將配氣盤(1)、殼體(2)、凸輪盤(9)連接為固定外殼，形成主體部分。工作時(shí)滾輪(19)沿凸輪(10)的凸輪滾面(C)運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)盤缺(L1)與內(nèi)肋(5)配合把力傳至氣缸轉(zhuǎn)子總成(3)，使活塞(11)與氣缸(14)完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。如8缸機(jī)型的內(nèi)活塞盤總成(6)和外活塞盤總成(7)上各設(shè)4只活塞，滾輪(19)每沿凸輪(10)旋轉(zhuǎn)一周，即完成兩個(gè)完整的作功過程。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，省去了曲軸連桿機(jī)構(gòu)、平衡輪及配氣機(jī)構(gòu)，減少了摩擦部件，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，熱效率高，比重量小，使用維修方便。
文檔編號(hào)F02B75/32GK2523965SQ01277869
公開日2002年12月4日 申請日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者徐培瑜 申請人:徐培瑜