專利名稱:雙葉輪轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
本發(fā)明是一種用雙葉輪轉(zhuǎn)子作為活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)，是內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域內(nèi)關(guān)于活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的一種新的結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)發(fā)明。
到目前為止，汽車、輪船、工程動(dòng)力機(jī)械以及某些輕型飛機(jī)所采用的動(dòng)力，主要是往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。眾所周知，往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)是靠活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來完成進(jìn)氣、壓縮，作功和排氣這一工作循環(huán)，并通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力的。由于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)方案存在著一些無法彌補(bǔ)的缺陷。從而限制了往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的比重量、比功率，有效效率，使用壽命、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等等性能指標(biāo)的進(jìn)一步提高。本世紀(jì)五十年代，德國工程師汪克爾(WANKEL)找到了三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的方案。這種發(fā)動(dòng)機(jī)由于活塞直接旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)件，故相對(duì)于往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)而言，其比重量小，比功率大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大大提高?，F(xiàn)有各種三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)歸納起來有兩種一種為自轉(zhuǎn)活塞式;另一種為公轉(zhuǎn)活塞式。在自轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中，外轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面是雙弧長短輻圓外旋輪線形狀的，內(nèi)轉(zhuǎn)子的三邊是外旋輪線的內(nèi)包絡(luò)線。內(nèi)外轉(zhuǎn)子中心之間有偏心距，兩者各自繞其本身的中心旋轉(zhuǎn)，旋向相同，并有速度差。這種發(fā)動(dòng)機(jī)由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子只作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以就軸系的平衡、徑向密封片所受的作用力等方面來說，有其一定的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，問題也很多。公轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其外殼是靜止不動(dòng)的，沿其內(nèi)表面雙弧長短輻圓外旋輪線滑動(dòng)的三角活塞，一邊繞其本身的軸心自轉(zhuǎn)，一邊繞外殼的軸心公轉(zhuǎn)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較前者簡(jiǎn)化，可靠性提高。然而，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)都是利用外殼(或外轉(zhuǎn)子亦即通常所說的“氣缸”)內(nèi)表面與三角活塞外表面之間分隔開來的三個(gè)空腔的大小在兩者相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的變化來完成一般發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣，壓縮、作功和排氣這一工作循環(huán)的。正因?yàn)槿绱耍@種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)壁的加工就十分困難，精度難以保證。另一方面由于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸心與主軸軸心之間均有一個(gè)偏心距，故在工作時(shí)必然產(chǎn)生離心力，而此離心力的存在限制了轉(zhuǎn)子的重量與大小，再加上整體結(jié)構(gòu)的影響，使得現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭矩和有效效率相應(yīng)降低。為了克服這種缺點(diǎn)，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)唯有提高轉(zhuǎn)速，而在獲得良好的高速性能的同時(shí)又將因磨損等原因降低其使用壽命。簡(jiǎn)而言之，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)上的原因，使目前較難克服的加工工藝性，低速扭矩特性等性能指標(biāo)與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)相比尚存在著一定的差距。
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有各種發(fā)動(dòng)機(jī)所存在的問題，為人們提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，且比重量小、比功率大、有效效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪音小而使用壽命長的全新結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力機(jī)械。
本發(fā)明仍屬于四行程發(fā)動(dòng)機(jī)范疇。它是用如下方式來完成的兩個(gè)沿圓周各自均布四只葉片的葉輪相對(duì)疊裝于一個(gè)圓筒形定子內(nèi)。定子的軸向長度約等于葉片的寬度(每個(gè)葉片的寬度約等于每個(gè)葉輪厚度的2倍)。在定子0°和180°方位上各裝有一個(gè)火花塞，90°和270°方向附近各開有一對(duì)進(jìn)，排氣口。通過兩個(gè)葉輪與其上的八只葉片將定子與定子前后蓋組成的內(nèi)空分割成八個(gè)獨(dú)立的空腔。再通過兩葉輪上的凸緣，頂桿與前、后定子蓋上的停轉(zhuǎn)銷，兩葉輪各自按一定角度控制對(duì)方，使兩個(gè)葉輪按一定規(guī)律交替轉(zhuǎn)動(dòng)來改變八個(gè)空腔的容積大小，從而完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣這四個(gè)行程所組成的工作循環(huán)。在兩葉輪內(nèi)側(cè)凹空內(nèi)設(shè)有一套2K-H行星輪系動(dòng)力輸出裝置來將兩葉輪的交替轉(zhuǎn)動(dòng)變成中心軸的連續(xù)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出動(dòng)力。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1是本發(fā)明的縱剖圖;
圖3是本發(fā)明中葉輪上的一些構(gòu)件的相對(duì)位置示意圖;
圖2是本發(fā)明的前視圖;
圖4是本發(fā)明中葉輪停、轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的局部放大示意圖;
圖5是本發(fā)明中基本構(gòu)件的示意簡(jiǎn)圖;
圖6是本發(fā)明的工作原理示意圖。
如圖1、2定子〔4〕是一個(gè)正園形筒形殼體。在定子〔4〕的0°及180°方位上各裝了一個(gè)火花塞〔3〕，在90°及270°方位附近對(duì)稱布置了兩個(gè)進(jìn)氣口〔37〕(90°及270°處各一個(gè)，下同)及兩個(gè)排氣口〔38〕。定子〔4〕內(nèi)裝有兩個(gè)葉輪-A輪〔15〕、B輪〔18〕A輪葉片〔16〕與A輪〔15〕連為一體，B輪葉片〔5〕與B輪〔18〕連為一體。葉片寬度約為葉輪寬度的2倍，且與定子〔4〕的軸向長度基本相等。A輪葉片〔16〕超出A輪〔15〕的部份疊在B輪〔18〕上，而B輪葉片〔5〕超出B輪〔18〕的部份則疊在A輪〔15〕上。如圖2所示，每塊葉片的周邊均開有密封條槽〔42〕，槽內(nèi)如圖5所示裝有由密封條〔34〕及密封條彈簧〔35〕所組成的葉片彈性密封組件。每個(gè)葉輪的外端平面上均開有兩圈轉(zhuǎn)子外密封圈槽〔19〕，而在兩個(gè)葉輪互相接觸的內(nèi)端平面上則開有圓半徑及槽寬均相等的兩圈轉(zhuǎn)子內(nèi)密封圈槽〔44〕在每個(gè)轉(zhuǎn)子外密封圈槽〔19〕內(nèi)均裝上轉(zhuǎn)子外密封圈〔36〕，而在每對(duì)轉(zhuǎn)子內(nèi)密封圈槽〔44〕內(nèi)則裝有轉(zhuǎn)子內(nèi)密封圈〔33〕。以上所述的密封條及密封圈均為保證各空腔之間的氣密性而設(shè)。A輪〔15〕通過軸承〔14〕安裝在中心軸〔24〕，B輪〔18〕通過軸承〔23〕安裝在中心軸〔24〕上。軸承〔14〕及〔23〕均為滾子軸承。A、B輪均為凹臺(tái)形圓柱件，兩個(gè)凹臺(tái)相對(duì)安裝，以使裝配好的A B輪之間形成了一個(gè)內(nèi)空。在葉輪的凹臺(tái)內(nèi)加工了一圈盆齒〔21〕。兩個(gè)葉輪的內(nèi)空中裝了一個(gè)行星輸出輪〔22〕，行星輸出輪〔22〕固定在中心軸〔24〕上行星輸出輪上裝有數(shù)個(gè)行星齒〔20〕，行星齒是滑套在固定于行星輸出輪上的心軸上的。行星齒〔20〕與兩個(gè)葉輪上的盆齒〔21〕同時(shí)嚙合。在葉輪上還裝有一套控制兩個(gè)葉輪分別停轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。參見圖2、3、4、5，在葉輪圓周上的一定位置處均布四個(gè)軸向臺(tái)階通孔(孔的數(shù)目與葉片數(shù)目相同，本例中每個(gè)葉輪上為四個(gè)葉片，則通孔數(shù)目為四個(gè)。以下均以四葉片葉輪為例來說明。在A、B輪上的通孔內(nèi)分別裝入A輪頂桿〔7〕和B輪頂桿〔30〕，頂桿與通孔為動(dòng)配合。A輪頂桿與B輪頂桿在徑向錯(cuò)開一定距離。A輪頂桿〔7〕與B輪頂桿〔30〕的后部分別壓裝有彈簧〔8〕及彈簧〔29〕，以保證頂桿及時(shí)回位。在葉輪外端面上的每個(gè)頂桿通孔處均開有一個(gè)圓弧形凹槽，在A、B輪上的這個(gè)凹槽分別稱之為A輪停轉(zhuǎn)凹槽〔43〕和B輪停轉(zhuǎn)凹槽〔45〕。A輪〔15〕內(nèi)端面上與B輪頂桿〔30〕圓半徑相等的圓周上按一定的角度均布四個(gè)A輪凸緣〔31〕，A輪凸緣凸出A輪內(nèi)端面，裝配時(shí)正好位于開在B輪〔18〕內(nèi)端面上的一圈凹槽一B輪凸緣槽〔40〕內(nèi)。同樣在B輪〔18〕內(nèi)端面也按一定角度均布四個(gè)B輪凸緣〔32〕，它們所處圓半徑位置與A輪頂桿〔7〕相等，且凸出B輪內(nèi)端面，裝配后位于開在A輪〔15〕內(nèi)端面上的凹槽一A輪凸緣槽內(nèi)。定子〔4〕的前部用定子前蓋〔6〕封閉。在定子前蓋〔6〕上與A輪頂桿〔7〕所處圓半徑相同的圓周上取一適當(dāng)位置開一個(gè)孔，孔內(nèi)裝入一個(gè)A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕，A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕的后部裝了一根A輪停轉(zhuǎn)銷回位彈簧〔10〕。定子〔4〕的后部則用定子后蓋〔1〕封閉。定子后蓋〔1〕上則在與B輪頂桿〔30〕所處圓半徑相同的圓周上取一適當(dāng)位置開孔，與定子前蓋〔6〕一樣裝入B輪停轉(zhuǎn)銷〔28〕及B輪停轉(zhuǎn)銷回位彈簧〔27〕。在定子前蓋〔6〕中心孔內(nèi)裝有一個(gè)中心軸前軸承〔11〕，在定子后蓋〔1〕的中心孔內(nèi)則裝有一個(gè)中心軸后軸承〔25〕，中心軸〔24〕即支承在這兩個(gè)軸承上。在定子前蓋〔6〕、定子〔4〕及定子后蓋〔1〕的內(nèi)部還布置了作為冷卻水通道的水套〔2〕。在中心軸〔24〕前端有一個(gè)皮帶盤〔12〕和一個(gè)起動(dòng)爪〔13〕，皮帶盤〔12〕可向諸如發(fā)電機(jī)、油泵、水泵、氣泵之類的附件輸出動(dòng)力，而起動(dòng)爪〔13〕則為手搖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)而備。在中心軸〔24〕的后端有一個(gè)法蘭盤〔26〕，其上可安裝帶齒圈的飛輪。在定子前蓋〔6〕
后蓋〔1〕上還分別安裝了一個(gè)點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)取得器〔30〕，它利用一般的頂桿原理或電磁感應(yīng)原理從A、B輪的外端面上的停輪凹槽〔43〕〔45〕上取得點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系進(jìn)行正時(shí)控制。
下面再結(jié)合圖6來敘述本發(fā)明的工作原理。如圖6-Ⅰ所示，A輪〔15〕上的A輪葉片〔16〕有兩塊分別位于兩個(gè)火花塞〔3〕的前部(此處所說的前、后部均按葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向來區(qū)分，下同)，另外兩塊則分別位于兩個(gè)進(jìn)氣口〔37〕的后部。B輪〔18〕上的B輪葉片〔5〕則有兩塊分別位于兩個(gè)火花塞〔3〕的后部，而另兩塊則分別位于兩個(gè)排氣口〔38〕的前部。這樣A、B輪葉片將定子〔4〕、定子前蓋〔6〕、定子后蓋〔1〕與A、B輪共同圍成的內(nèi)空分隔成了〔a〕、〔a′〕、〔b〕、〔b′〕、〔C〕、〔C′〕、〔d〕、〔d′〕共八個(gè)空腔，因?yàn)槠渲小瞐〕與〔a′〕、〔b〕與〔b′〕、〔C〕與〔C′〕及〔d〕與〔d′〕分別處于完全相同的工作行程，故以下均以〔a〕、〔b〕、〔C〕、〔d〕四個(gè)空腔內(nèi)的工作過程來說明。在圖6-Ⅰ中。〔a〕腔正處于壓縮終了點(diǎn)火開始時(shí)刻，〔b〕腔正處于排氣開始時(shí)刻，〔C〕腔正處于排氣終了而即將開始進(jìn)氣的時(shí)刻，而〔d〕腔則處于進(jìn)氣終了即將開始?jí)嚎s行程的時(shí)刻。頂桿、停轉(zhuǎn)銷及凸緣的工作情況見圖6中的各個(gè)局部放大剖視圖，此時(shí)A輪頂桿〔7〕，A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕及B輪凸緣〔32〕位于一條直線上，B輪凸緣〔32〕頂起A輪頂桿〔7〕，再由A輪頂桿〔7〕將A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕頂出A輪停轉(zhuǎn)凹槽〔43〕，A輪〔15〕處于可以轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。同時(shí)，B輪頂桿〔30〕與A輪凸緣〔31〕不在同一直線位置上，B輪頂桿〔30〕外端收入孔內(nèi)，內(nèi)端則伸入列B輪凸緣槽〔40〕內(nèi)，而B輪停轉(zhuǎn)銷〔28〕正伸入B輪停轉(zhuǎn)凹槽〔45〕內(nèi)，B輪〔18〕的轉(zhuǎn)動(dòng)被限制住了。因?yàn)榇藭r(shí)〔a〕腔正處于壓縮終了的點(diǎn)火時(shí)刻，由于氣體壓力的作用使A輪葉片〔16〕有向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，而B輪葉片〔5〕則有向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，但此時(shí)B輪停轉(zhuǎn)銷〔28〕伸入B輪停轉(zhuǎn)凹槽〔45〕內(nèi)，只允許B輪向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)較小的角度(所能轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小由停轉(zhuǎn)凹槽的中心弧長所決定)，故B輪葉片〔5〕暫時(shí)只能停留在圖6-Ⅰ所處位置而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，A輪葉片〔16〕則將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(圖6中的局部放大剖視圖中的箭頭↑、↓分別表示作功行程施加在兩葉輪上作用力的方向，
則分別表示其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向前，向后且運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)被暫時(shí)止住)。如圖6-Ⅱ，〔a〕腔內(nèi)的高壓可燃混合氣被電火花點(diǎn)燃爆發(fā)后，所產(chǎn)生的高溫高壓推動(dòng)A輪葉片〔16〕、A輪〔15〕作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)〔a〕腔與〔C〕腔逐漸擴(kuò)大，而〔b〕腔與〔d〕腔則逐漸縮小，四個(gè)空腔所處工作行程分別如下〔a〕腔-作功;〔b〕腔-排氣;〔C〕腔-進(jìn)氣;〔d〕腔-壓縮。此時(shí)B輪頂桿〔30〕、B輪停轉(zhuǎn)銷〔28〕的工作狀態(tài)如圖6-Ⅱ，但A輪頂桿〔7〕及A輪停轉(zhuǎn)凹槽〔43〕已轉(zhuǎn)過A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕的位置所在處，A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕頂在A輪〔15〕的外側(cè)平面上，無法卡住A輪，故A輪葉片〔16〕仍可繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)〔a〕腔接近作功行程終了，而〔d〕腔接近壓縮行程終了時(shí)，〔a〕腔內(nèi)的壓力逐漸減小，而〔d〕腔內(nèi)的壓力逐漸增加，在這一過程中總會(huì)有一個(gè)時(shí)刻〔d〕腔的壓力略大于〔a〕腔，這時(shí)A、B輪葉片上的受力情況將會(huì)開始改變，從而使得B輪葉片〔5〕因其后部A輪葉片〔16〕在壓縮氣體時(shí)，氣體反作用力所產(chǎn)生的推力使之順時(shí)針向前轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，這個(gè)角度的大小即為B輪停轉(zhuǎn)凹槽〔45〕所包含的弧度數(shù)〔E
〕。我們將此弧度設(shè)計(jì)成使B輪〔18〕轉(zhuǎn)過這一角度時(shí)，B輪葉片〔5〕正好位于圖6-Ⅰ中A輪葉片〔16〕所處的位置。如圖
-Ⅲ，此時(shí)B輪頂桿〔30〕與B輪停轉(zhuǎn)銷〔28〕處于同一直線上，而下一個(gè)A輪凸緣〔31〕(相對(duì)于圖6-Ⅰ中的A輪凸緣而言)正接近B輪頂桿〔30〕，并欲將B輪頂桿〔30〕頂起以推動(dòng)B輪停轉(zhuǎn)銷〔28〕脫出B輪停轉(zhuǎn)凹槽〔45〕。下一個(gè)A輪停轉(zhuǎn)凹槽〔43〕正接近A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕由于慣性的作用，A輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)A輪轉(zhuǎn)至停轉(zhuǎn)凹槽〔43〕前部在A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕的位置時(shí)，A輪停轉(zhuǎn)銷〔9〕被A輪停轉(zhuǎn)銷回位彈簧〔10〕頂入凹槽〔43〕內(nèi)，A輪即被卡住。同時(shí)A輪凸緣〔31〕則頂起B(yǎng)輪頂桿〔30〕，使B輪停轉(zhuǎn)銷〔28〕脫出B輪停轉(zhuǎn)凹槽〔45〕，B輪又可以轉(zhuǎn)動(dòng)了。這樣就如圖6-Ⅳ。發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)又
圖6-Ⅰ所示的情況，所不同的是，由B輪〔18〕代替A輪〔15〕開始了下一個(gè)與前述完全相同的工作循環(huán)。綜上所述，A、B輪在A、B輪停轉(zhuǎn)銷及頂桿，凸緣的控制下，兩個(gè)葉輪分別一停一轉(zhuǎn)，交替運(yùn)行以改變?nèi)~片、定子及其前、后蓋所圍成的各個(gè)空腔的容積大小來完成發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)工作行程，以使發(fā)動(dòng)機(jī)不斷發(fā)出動(dòng)力。
由于該發(fā)動(dòng)機(jī)中兩個(gè)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是不連續(xù)的，所以要使其動(dòng)力連續(xù)平穩(wěn)地輸出，則需要一套動(dòng)力轉(zhuǎn)換輸出裝置。本發(fā)明所用的輸出裝置是一套行星輪系輸出機(jī)構(gòu)。如圖1、5所示，當(dāng)A輪〔15〕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其凹臺(tái)內(nèi)的盆齒〔21〕與行星輸出輪〔22〕上的行星齒〔20〕嚙合，因同時(shí)通過凹臺(tái)內(nèi)的盆齒與行星齒嚙合的B輪〔18〕不轉(zhuǎn)，故當(dāng)A輪〔15〕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即帶動(dòng)固定在中心軸〔24〕上的行星輸出輪〔22〕轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，當(dāng)A輪〔18〕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又由B輪〔18〕上的盆齒帶動(dòng)行星輸出輪〔22〕轉(zhuǎn)動(dòng)。即A、B輪凹臺(tái)內(nèi)的盆齒〔21〕和固定在中心軸〔24〕上的行星輸出輪〔22〕及其上的行星齒〔20〕組成了一套2K-H行星輪系輸出機(jī)構(gòu)，它將兩個(gè)葉輪的非連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成了行星輸出輪〔22〕的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，
再經(jīng)中心軸〔24〕將動(dòng)力輸出。
本發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)可將動(dòng)力從中心軸〔24〕輸入(手動(dòng)或電動(dòng)均可)，類似于上述輸出動(dòng)力的，工作原理，只是方向相反，這樣即可帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成初始的進(jìn)氣，壓縮和點(diǎn)火過程，使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。
本發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系、供給系及冷卻系的設(shè)置與一般發(fā)動(dòng)機(jī)基本原理相同。
本發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件的潤滑可采用壓力潤滑結(jié)合飛濺法及氣缸吸入法等方式進(jìn)行。
本發(fā)動(dòng)機(jī)采用一般發(fā)動(dòng)機(jī)所用的材料制作即可，若將葉片和氣缸體采用當(dāng)代先進(jìn)的陶瓷材料制作，則其抗熱性，耐磨性將大大提高，使用壽命將會(huì)更長。
考慮到本發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較長，可在前、后缸蓋上增加火花塞以縮短火焰行程，提高燃燒速度。同時(shí)還可在葉片表面或火花塞附近設(shè)置一些擾流型腔，以加大混合氣渦流，促進(jìn)火焰?zhèn)鞑?，達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率和經(jīng)濟(jì)性的目的。
本發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比由A、B葉輪交替停、轉(zhuǎn)時(shí)，A、B葉片在火花塞前，后形成的空腔角度大小而定(圖6-Ⅰa腔a′腔)。這一角度暫稱燃燒室角度〔E°〕(見圖3)，改變〔E°〕(也就是改變壓縮比)可通過改變A、B葉輪〔15〕、〔17〕上頂桿〔7〕、〔30〕與凸緣〔31〕、〔32〕所形成的角度-〔E°〕以及停轉(zhuǎn)凹槽〔43〕、〔45〕的長度而獲得。如果將壓縮比增大，把火花塞換成噴油嘴，再將點(diǎn)火正時(shí)系統(tǒng)換成噴油正時(shí)系統(tǒng)。本發(fā)動(dòng)機(jī)即為一臺(tái)轉(zhuǎn)子式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)相比，除具有更明顯的比重量小、比功率大、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特別積極的效果(1)由于本發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁為簡(jiǎn)單圓形，其它零部件均為對(duì)稱件，故加工簡(jiǎn)單，目前一般的加工方法均能達(dá)到制造本發(fā)動(dòng)機(jī)的要求;(2)本發(fā)動(dòng)機(jī)零部件均為關(guān)于軸心的對(duì)稱件，故平衡簡(jiǎn)單、(無需平衡配重件和飛輪)振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn);(3)本發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪上的每一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)一周將經(jīng)歷四次作功行程，兩個(gè)葉輪則有八次作功行程，A、B兩輪平均每轉(zhuǎn)90°就有兩個(gè)空腔同時(shí)爆發(fā)作功，且作功的兩個(gè)空腔關(guān)于軸心對(duì)稱，故本發(fā)動(dòng)機(jī)較之同排量發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩和輸出功率將提高一倍，尤其是低速扭矩特性將得到較大的改善;(4)由于本發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)葉輪交替轉(zhuǎn)動(dòng)，且在排量與轉(zhuǎn)速相同的情況下，其輸出功率和輸出扭矩大于其它發(fā)動(dòng)機(jī)，故在要求功率和扭矩相同的情況下，單個(gè)葉輪的轉(zhuǎn)速可有所降低，從而改善了葉片和氣缸的工作條件，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作壽命獲得提高;(5)本發(fā)動(dòng)機(jī)無需配氣機(jī)構(gòu)和進(jìn)、排氣門，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。另外，因本發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣充分，還可大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。
權(quán)利要求
1.一種雙葉輪轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為在一個(gè)圓筒形定子內(nèi)安裝著兩個(gè)帶葉片的葉輪-A輪、B輪，分別屬于A、B輪上的每?jī)蓧K葉片定子內(nèi)壁及定子前、后蓋構(gòu)成了一個(gè)隨著兩個(gè)葉輪的交替輪動(dòng)，其大小可以變化的封閉空腔，在每個(gè)葉輪及定子前，后蓋上有一套由凸緣，頂桿及停轉(zhuǎn)銷所組成的控制兩個(gè)葉輪交替轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪停轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)，該發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)由葉輪上的盆齒與行星齒組成。
2.如權(quán)項(xiàng)1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為在所述定子的0°及180°方位上各裝了一個(gè)火花塞，在其90°及270°方位附近分別對(duì)稱布置了進(jìn)氣口及排氣口。
3.如權(quán)項(xiàng)1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所述的葉輪上均布四個(gè)形狀及尺寸相同的葉片，葉片與葉輪連為一個(gè)整體，葉片的寬度為葉輪軸向長度的2倍，A輪葉片超出A輪的部份套疊在B輪上，B輪葉片超出B輪的部份則套疊在A輪上。
4.如權(quán)項(xiàng)1、3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所述的葉片周邊開有密封條槽，槽內(nèi)裝有由密封條及密封條彈簧組成的彈性密封件，葉輪外端平面上亦開有轉(zhuǎn)子外密封圈槽，其內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子外密封圈;而在兩個(gè)葉輪互相接觸的內(nèi)端平面上則開有圓半徑及槽寬相等的轉(zhuǎn)子內(nèi)密封圈槽，在每對(duì)槽內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子內(nèi)密封圈。
5.如權(quán)項(xiàng)1、所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所述的凸緣為每個(gè)葉輪四個(gè)，按一定角度分別均布在A、B輪的內(nèi)端面上，且凸出葉輪內(nèi)端面，裝配時(shí)，A輪凸緣位于B輪內(nèi)端面上的B輪凸緣槽內(nèi)，B輪凸緣位于A輪內(nèi)端面上的A輪凸緣槽內(nèi)，A、B輪凸緣所處圓半徑位置分別與B、A輪頂桿所處的圓半徑位置相等。
6.如權(quán)項(xiàng)1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所述的頂桿為每個(gè)葉輪四個(gè)，按一定角度分別均布在A、B輪上的軸向臺(tái)階通孔內(nèi)，A輪頂桿與B輪頂桿在徑向錯(cuò)開一定距離，每個(gè)頂桿后部均裝有回位彈簧。
7.如權(quán)項(xiàng)1、6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為在A、B輪外端面上的每個(gè)頂桿通孔處分別開有圓弧形的A輪停轉(zhuǎn)凹槽和B輪停轉(zhuǎn)凹槽。
8.如權(quán)項(xiàng)1，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所述的停轉(zhuǎn)銷分別位于定子前后蓋上，定子前蓋上的A輪停轉(zhuǎn)銷所處位置與A輪頂桿所處圓半徑位置相同;定子后蓋上的B輪停轉(zhuǎn)銷所處位置與B輪頂桿所處圓半徑位置相同，每根停轉(zhuǎn)銷后部都裝有回位彈簧。
9.如權(quán)項(xiàng)1、3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所述的葉輪為凹臺(tái)形圓柱件，兩個(gè)凹臺(tái)相對(duì)安裝，在每個(gè)葉輪的凹臺(tái)上加工了一圈盆齒。一個(gè)裝有數(shù)個(gè)行星齒的行星輸出輪位于兩個(gè)凹臺(tái)形成的內(nèi)空中，兩個(gè)葉輪上的盆齒同時(shí)與行星齒嚙合。
10.如權(quán)項(xiàng)1，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所述的葉輪通過軸承支承在中心軸上，行星輸出輪固定在中心軸上，而中心軸通過兩個(gè)軸承支承在定子前、后蓋上。
專利摘要
一種新型的雙葉輪轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)利用兩個(gè)帶葉片的葉輪套疊在一起裝于一個(gè)筒形定子內(nèi)，由兩個(gè)葉輪上的凸緣，頂桿與前后定子蓋上的停轉(zhuǎn)銷按一定角度分別控制兩個(gè)葉輪及其上的葉片交替轉(zhuǎn)動(dòng)來完成發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)行程，再由一行星輪系輸出動(dòng)力。本發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比重量小、比功率大、傳動(dòng)效率及熱效率高、低速扭矩特性良好、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用壽命長、加工方便等優(yōu)點(diǎn)通過改變?nèi)~片的結(jié)構(gòu)形狀和停轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互位置角度，還可調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，以適應(yīng)使用不同燃料所需。
文檔編號(hào)F02B53/00GK87107511SQ87107511
公開日1988年6月1日 申請(qǐng)日期1987年12月17日
發(fā)明者李衛(wèi)平 申請(qǐng)人:李衛(wèi)平導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan