專(zhuān)利名稱(chēng):轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步說(shuō)是一種在缸體內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子架和滑塞以及定凸輪的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
由于現(xiàn)有的四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)使用曲柄連桿機(jī)構(gòu)將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此其效率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。近年來(lái)出現(xiàn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)解決了上述問(wèn)題，在工作中，活塞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并直接輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，但現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，由于工作時(shí)壓力與溫度較高，三角轉(zhuǎn)子的端角與缸體接觸面積小，造成了密封問(wèn)題、缸體與刮片的材料問(wèn)題，竄油問(wèn)題、過(guò)熱使缸體與轉(zhuǎn)子粘連咬死問(wèn)題等等，使現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)未能廣泛使用。
本發(fā)明的目的在于提供一種解決了上述問(wèn)題，并可進(jìn)行內(nèi)部冷卻的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
在本發(fā)明中，在管狀缸體內(nèi)裝有可自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子架，轉(zhuǎn)子架是在兩個(gè)相互平行的園板或園環(huán)形端蓋間安裝有等長(zhǎng)相互平行的轉(zhuǎn)子架單元，在其一個(gè)或兩個(gè)端蓋上安裝有軸、齒輪、皮帶輪或其他能量輸出裝置，轉(zhuǎn)子架具有三個(gè)或三個(gè)以上轉(zhuǎn)子架單元，在每?jī)蓚€(gè)相鄰的轉(zhuǎn)子架單元之間的滑塞可與轉(zhuǎn)子架一起旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)向定心彈簧和定凸輪決定滑塞徑向位置，滑塞工作面上形有凹楔形空間，其楔形底面朝向滑塞旋轉(zhuǎn)方向前邊。其中轉(zhuǎn)子架丙端蓋部分和轉(zhuǎn)子架單元與缸體內(nèi)表面呈滑動(dòng)氣密配合?；趶较蛭恢玫淖兓?，改變由兩相鄰的轉(zhuǎn)子架單元、轉(zhuǎn)子架的丙端蓋部分、缸體和滑塞所密閉包圍的工作空間體積，定凸輪設(shè)計(jì)得使滑塞位置決定的工作空間體積大小的變化滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)工作中進(jìn)氣-壓縮-燃燒膨脹-排氣過(guò)程的需要，并在缸體上所需的相應(yīng)位置開(kāi)有進(jìn)氣口、排氣口和火花塞口。
當(dāng)在火花塞口處安裝上火花塞，進(jìn)氣口接入經(jīng)過(guò)化油器的霧狀汽油和空氣的混合氣，本發(fā)明構(gòu)成一個(gè)汽油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。就一個(gè)滑塞而言，其前端的轉(zhuǎn)子架單元的位置決定該滑塞在工作中各過(guò)程的開(kāi)始，后端轉(zhuǎn)子架單元的位置決定該滑塞工作中各過(guò)程的終止。
工作中，首先在進(jìn)氣過(guò)程中，滑塞前端轉(zhuǎn)子架單元旋過(guò)進(jìn)氣口位置，后端轉(zhuǎn)子架單元還未達(dá)到進(jìn)氣口位置，此時(shí)定凸輪處在最大回程，滑塞在向心彈簧的牽引下拉在定凸輪上，離缸體中心最近，此時(shí)的工作空間達(dá)到最大，并且汽油和空氣的混合氣經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入工作空間;當(dāng)后端轉(zhuǎn)子架單元滑過(guò)進(jìn)氣口后，工作空間被密閉起來(lái)，此時(shí)處在定凸輪壓縮推程，將滑塞向外推出，壓縮了工作空間中的混合氣，當(dāng)定凸輪達(dá)到最大壓縮推程，混合氣達(dá)到了設(shè)計(jì)壓縮比，同時(shí)轉(zhuǎn)子架單元和滑塞一同旋至火花塞處，完成了壓縮過(guò)程，爾后，火花塞點(diǎn)火，混合氣燃燒膨脹，產(chǎn)生高壓和高溫，此時(shí)的定凸輪處于壓縮回程，由于凹楔形空間具有底面，使向前旋轉(zhuǎn)的推力大于滑塞所受向后旋轉(zhuǎn)的推力，同時(shí)由于滑塞受到向缸體中心的壓力，通過(guò)定凸輪的導(dǎo)向?qū)毫σ徊糠址纸獾街芟蛲苿?dòng)滑塞向前旋轉(zhuǎn)，完成了燃燒膨脹過(guò)程，在此過(guò)程中，燃燒膨脹的混合氣產(chǎn)生的壓力推動(dòng)滑塞向前旋轉(zhuǎn)，滑塞推動(dòng)轉(zhuǎn)子架單元一起旋轉(zhuǎn)，并將動(dòng)能通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)子架端蓋上的軸、齒輪、皮帶輪或其他能量輸出方式向外輸出，帶動(dòng)其他機(jī)械;在完成了燃燒膨脹過(guò)程后，此時(shí)定凸輪處于壓縮回程與排氣推程交替階段，滑塞前端轉(zhuǎn)子架單元旋過(guò)排氣口，工作空間內(nèi)的廢氣由排氣口泄出，進(jìn)而排氣凸輪推程將滑塞向外推出，使剩余廢氣排出工作空間后，后端轉(zhuǎn)子架單元旋至排氣口并填住排氣口，排氣凸輪進(jìn)入回程階段，前端轉(zhuǎn)子架旋至進(jìn)氣口，完成了排氣過(guò)程并重新開(kāi)始了下一循環(huán)的進(jìn)氣過(guò)程。本發(fā)明的一個(gè)滑塞在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)完成上述四個(gè)過(guò)程，轉(zhuǎn)子架旋轉(zhuǎn)一周中各滑塞均完成一次四過(guò)程循環(huán)。
在本發(fā)明中，在火花塞口處安裝噴油嘴，進(jìn)氣口通入經(jīng)濾清的空氣就可以構(gòu)成柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，做相應(yīng)的改裝還可以用作煤氣、氫氣等燃料的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
在本發(fā)明中，轉(zhuǎn)子架一端或兩端蓋上開(kāi)有透孔，經(jīng)過(guò)此透孔安裝定凸輪，同時(shí)還可以由此透孔向缸體中轉(zhuǎn)子架內(nèi)部的滑塞與定凸輪之間的空間通入冷卻劑及潤(rùn)滑劑，構(gòu)成內(nèi)冷轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
在本發(fā)明中，定凸輪可以是壓縮凸輪和排氣凸輪等多個(gè)凸輪，也可以是與上述凸輪共同輪廓淺相同的一個(gè)凸輪。
下面通過(guò)一個(gè)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)一步說(shuō)明圖1至圖4是本發(fā)明轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)橫剖視圖和工作過(guò)程狀態(tài)示意圖，其中(1)-(3)是進(jìn)氣過(guò)程，(4)-(7)是壓縮過(guò)程，(8)-(9)是燃燒膨脹過(guò)程，(10)-(12)是排氣過(guò)程。
圖5是本發(fā)明的三單元轉(zhuǎn)子架立體結(jié)構(gòu)示意圖。
在附圖中，管狀缸體4上開(kāi)有排氣口2，進(jìn)氣口1和火花塞口3火花塞口3內(nèi)裝有火花塞18。在缸體4內(nèi)裝有可自由旋轉(zhuǎn)的三單元轉(zhuǎn)子架14(如圖5所示示)，三單元轉(zhuǎn)子架14是兩平行端蓋16，其間裝有三個(gè)相互平行且在周向均勻分布的轉(zhuǎn)子架單元15，在一個(gè)端蓋16上開(kāi)有透孔15，另一端蓋16上裝有輸出軸17。通過(guò)透孔15的缸體內(nèi)的定軸9上固定安裝有壓縮凸輪10和排氣凸輪11。在每?jī)蓚€(gè)轉(zhuǎn)子架單元間安裝有滑塞6，滑塞6與轉(zhuǎn)子架單元5等長(zhǎng)，并與轉(zhuǎn)子架單元5、轉(zhuǎn)子架端蓋16和缸體4密閉包圍工作空間12。其中滑塞6由定軸9上的凸輪和彼此間的掛在向心彈簧架8上的向心彈簧7決定徑向位置，各滑塞6在定凸輪上滑動(dòng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子架14一起在缸體4內(nèi)旋轉(zhuǎn)?；?的工作面內(nèi)開(kāi)有凹楔形空間13，其楔形底面朝向滑塞6旋轉(zhuǎn)方向的前邊。
在工作中，滑塞6a(附圖中標(biāo)有位置序號(hào)的滑塞為此位置滑塞6a的位置)，其前端(附圖中滑塞順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為前)轉(zhuǎn)子架單元5a旋過(guò)進(jìn)氣口2，后轉(zhuǎn)子架單元5b未達(dá)到進(jìn)氣口2的位置，此時(shí)定凸輪10和11口處在回程，滑塞6通過(guò)向心彈簧7的牽引拉在凸輪10和11上，經(jīng)過(guò)位置(2)達(dá)到位置時(shí)，滑塞離缸體中心最近;此時(shí)工作空間13達(dá)到最大，工作空間13內(nèi)充滿(mǎn)由進(jìn)氣口2輸進(jìn)的經(jīng)過(guò)化油器的霧狀汽油和空氣混合氣，完成了由位置(1)～(3)的進(jìn)氣過(guò)程;當(dāng)后轉(zhuǎn)子架單元52旋過(guò)進(jìn)氣口2時(shí)，達(dá)到了位置(4)，工作空間13被封閉起來(lái)，此時(shí)壓縮凸輪10處在推程階段，將滑塞6a向外推出，壓縮了工作空間13內(nèi)的混合氣，經(jīng)過(guò)位置(6)和位置(7)后，壓縮凸輪10達(dá)到最大推程，此時(shí)工作空間旋至位置(8)的火花塞口3處，完成了由位置(4)至位置(7)的壓縮程;爾后，火花塞18點(diǎn)火，混合氣燃燒膨脹，產(chǎn)生高壓和高溫，此時(shí)壓縮凸輪10處于回程，由于凹楔形空間13的底面，使滑塞6a所受向前旋轉(zhuǎn)的推力大于向后旋轉(zhuǎn)的推力，同時(shí)由于壓縮凸輪的導(dǎo)向?qū)⒁徊糠只?a受到向缸體4中心的壓力分解到周向推動(dòng)滑塞6a向前旋轉(zhuǎn)。完成了由位置(8)至位置(9)的燃燒膨脹過(guò)程，在此過(guò)程中，燃燒膨脹的混合氣產(chǎn)生的壓力推動(dòng)滑塞6a向前旋轉(zhuǎn)，滑塞6a推動(dòng)轉(zhuǎn)子架單元5a一起旋轉(zhuǎn)，并將動(dòng)能通過(guò)轉(zhuǎn)子架14的端蓋16上的輸出軸17輸出。此時(shí)定凸輪處于壓縮凸輪10的回程與排氣凸輪11的推程交替階段的位置(9)，在繼續(xù)的旋轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子架單元5a旋過(guò)排氣口1達(dá)到位置(10)，廢氣由排氣口1泄出，進(jìn)而排氣凸輪推程將滑塞6a向外推出，使剩余廢氣排出工作空間達(dá)到位置(11)后和(12)后，轉(zhuǎn)子架單元5b旋到排氣口1并填住，排氣凸輪11進(jìn)入回程，轉(zhuǎn)子架單元5a旋至進(jìn)氣口2，完成了由位置(10)至位置(12)的排氣過(guò)程并重新開(kāi)始下一循環(huán)的進(jìn)氣過(guò)程。本發(fā)明的每一個(gè)滑塞6在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)卻各自完成上述四個(gè)過(guò)程的循環(huán)。
本附圖中，由透孔15接入冷卻劑及潤(rùn)滑劑的輸送與回收系統(tǒng)(圖中未繪出)，成為內(nèi)冷式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，具有在所需位置上開(kāi)有進(jìn)氣口，排氣口和火花塞口的缸體，在火花塞口處裝有火花塞，其特征在于在所說(shuō)的缸體內(nèi)裝有可自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子架和固定安裝的定凸輪，在轉(zhuǎn)子架的每相鄰兩個(gè)單元之間有滑塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說(shuō)的轉(zhuǎn)子架有三個(gè)或三個(gè)以上轉(zhuǎn)子架單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說(shuō)的滑塞由彼此間的向心彈簧向中間拉在凸輪上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說(shuō)的滑塞上開(kāi)有楔形底面朝向滑塞轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)前邊的楔形空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說(shuō)的定凸輪為排氣凸輪和壓縮凸輪，或是與排氣凸輪和壓縮凸輪的共同外輪廓相同的定凸輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至4所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所說(shuō)的火花塞口處安裝噴油嘴，所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)用作柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1至4所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在轉(zhuǎn)子架內(nèi)部，滑塞與定凸輪間通入冷卻劑及潤(rùn)滑劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1至5所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在轉(zhuǎn)子架內(nèi)部，滑塞與定凸輪間通入冷卻劑及潤(rùn)滑劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1至6所說(shuō)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在轉(zhuǎn)子架內(nèi)部，滑塞與定凸輪間通入冷卻劑及潤(rùn)滑劑。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，由缸體，可在缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子架和轉(zhuǎn)子架端蓋以及在轉(zhuǎn)子架單元內(nèi)滑動(dòng)的滑塞構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)工作空間，并在缸位上相應(yīng)位置裝有進(jìn)、排氣吸電火花塞，由定凸輪決定滑塞的經(jīng)向位置，從而完成發(fā)動(dòng)機(jī)工作。
文檔編號(hào)F02B53/00GK87103715SQ87103715
公開(kāi)日1988年12月14日 申請(qǐng)日期1987年5月23日
發(fā)明者劉士源, 馮秀英 申請(qǐng)人:劉士源, 馮秀英導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan