專利名稱：嚙合曲線轉子發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種轉子內燃發(fā)動機，特別是一種嚙合曲線轉子發(fā)動機。是較理想的動力源。
背景技術：
現有發(fā)動機種類繁多，按運動方式分類，大致可分為活塞式發(fā)動機、轉子發(fā)動機和燃氣輪機三種；其中活塞式發(fā)動機在活塞往復運動過程中，會將一部分能量損耗在活塞頻繁起停的慣性加速度上，還有較大的一部分損耗在活塞與缸體內壁的摩擦功上，而且不能將最大時的力轉化為最大扭矩；而燃氣輪機是以連續(xù)流動的氣體為工作介質，依靠燃燒后的高溫高壓氣體，依靠動量沖擊輪機葉片，使輪機轉動，這種方式的燃氣輪機重量輕，結構復雜，不但要求極高的技術力量，其核心材料及技術也只有少數大型發(fā)動機制造公司和國家所擁有，而且發(fā)動機的有效利用率低。相比之下，轉子發(fā)動機就具有很明顯的優(yōu)點，結構緊湊輕巧，運轉寧靜順暢、磨損小，振動小，直接將膨脹氣體壓力轉化為扭矩輸出；現在比較成功的轉子發(fā)動機為三角活塞旋轉式發(fā)動機，又稱為汪克爾發(fā)動機(也叫米勒循環(huán)發(fā)動機)，因是德國人汪克爾在總結前人的基礎上克服一系列的難題下研制成功的，所以得名；但是，這種發(fā)動機在低速時油耗較高，并且單獨使用時不能穩(wěn)定輸出較大的扭矩在20世紀中期曾經出現過轉子發(fā)動機熱，涌現出不少各式各樣的轉子發(fā)動機，其中有一種伯苓(BayLin)發(fā)動機與申請?zhí)?00420096766.6的發(fā)動機類似，另有在申請?zhí)?00420096766.6的基礎上開發(fā)的旋轉活塞式內燃發(fā)動機(申請?zhí)枮?00420096767)，但是這三種發(fā)動機都沒有以比較簡單的結構形式解決內燃機內四個循環(huán)過程。
發(fā)明內容
本發(fā)明針對現有技術存在的問題，提供一種能單獨穩(wěn)定使用、磨損小效率高、結構簡單緊湊合理的嚙合曲線轉子發(fā)動機。
本發(fā)明實現上述目的的技術方案如下一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，是由燃油和點火系統(tǒng)組成，其上設有葉片的中心傳動軸裝于缸體內，軸端設有主動齒輪，至少對稱設有一對配氣轉子和密封轉子，轉子軸端設有與主動齒輪相嚙合的從動齒輪，其兩者的傳動比與中心傳動軸上葉片數相同。
所述的缸體內的中心腔與中心傳動軸同心，其外周對稱設有密封轉子腔和配氣轉子腔，并且進、排氣口的數量與配氣轉子的數量相同。
所述的缸體內沿周向均布設有供風冷或水冷的冷卻通道。
所述的中心傳動軸上的葉片是沿周向呈均布設置，其兩邊的齒形曲線符合嚙合曲線規(guī)律的嚙合曲線方程式。
所述的配氣轉子和密封轉子的截面上至少在一邊開有能與葉片相匹配的配流腔，在與其相對應的另一邊開有平衡孔。
所述的傳動比為大于等于3，小于5050。
所述的嚙合曲線方程式為θ＝λ1arctan[(a+bsin(t))÷bcos(t)]+λ2t+λ3R=λ4+λ5sin(t)]]>式中θ為嚙合曲線在極坐標系中的角度變量；R為嚙合曲線在極坐標系中的半徑變量；t為角度參數變量；λ1-λ5均為常數；
a、b為常數。
本發(fā)明與現有技術相比，由于采用了中心傳動軸上設有能與配氣和密封轉子上的配流腔相配合的葉片、傳動軸端的主動齒輪與轉子軸上的從動齒輪相嚙合，其傳動比與葉片數相同等一系列技術措施并經試驗證明有結構簡單緊湊合理、磨損小效率高并能單獨穩(wěn)定使用作為機械動力源，耗油少等優(yōu)點，利于推廣應用。
圖1本發(fā)明的主剖視結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視結構示意圖。
圖3是某一時刻有兩對配氣、密封轉子的發(fā)動機運轉狀態(tài)示意圖。
圖中1、中心傳動軸；2大軸承壓蓋；3、小軸承壓蓋；4、進氣口；5、左軸承座；6、排氣口；7、葉片；8、左襯板；9、缸體；10、轉子軸；11、右襯板；12、右軸承座；13、從動齒輪；14、配流腔；15、冷卻通道；16、右端壓蓋；17、中心軸承；18、主動齒輪；19、中心腔；20、密封轉子；21、配氣轉子；22、噴油嘴；23、點火器；24、做功腔；25、壓氣腔。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例結合附圖加以詳細描述，但不受實施所限。
如圖1、2所示的缸體9的中心腔19內設有其上沿周向均布三個葉片7的階梯狀中心傳動軸1，并兩者同心，中心軸承17設于兩端，主動齒輪18裝于中心傳動軸1的一端，并與轉子軸10端的從動齒輪13相嚙合，大軸承壓蓋2裝于中心軸承17的一端，沿缸體9內中心腔19外周均布對稱設有四根其上裝有配氣轉子21或密封轉子20的轉子軸10，在轉子的兩邊設有左、右襯板8、11，左右軸承座5、12內設有轉子軸承，小軸承壓蓋3裝于軸外端左邊，軸右端上的從動齒輪13與中心傳動軸1上的主動齒輪18相嚙合，右端壓蓋16裝于缸體9的右端，所述的配氣轉子21設于呈上下對稱設置的轉子軸10上，所述的密封轉子20設在左右對稱設置的轉子軸10上，并分別置于缸體9內相應的配氣轉子腔與密封轉子腔中，其進氣口4與排氣口6設于配氣轉子21的兩邊，所述的缸體9內的配氣轉子腔與密封轉子腔的截面形狀大小相同并呈圓形或缺口圓形，各個轉子到中心腔半腔距離相等，且每個轉子腔與中心腔的中心距小于中心腔半徑與轉子腔半徑之和，缸體9周向均布沿軸向開有供風冷或水冷的冷卻通道15，噴油嘴22設于進氣口4前，點火器23設于做功腔。所述的中心傳動軸1上葉片7兩邊的齒形曲線加工成符合嚙合曲線方程式的齒形曲線，其嚙合曲線方程式為θ＝λ1arctan[(a+bsin(t))÷bcos(t)]+λ2t+λ3R=λ4+λ5sin(t)]]>式中θ為嚙合曲線在極坐標系中的角度變量；R為嚙合曲線在極坐標系中的半徑變量；t為角度參數變量；λ1-λ5均為常數；a、b為常數。
所述的配氣轉子21與密封轉子20的截面上至少在一邊開有能與葉片7相匹配的配流腔14，并在與其相對應的另一邊加工有平衡孔。
所述的所述的傳動比為大于等于3，小于5050，并且與葉片7的數量相同。
本發(fā)明由于是多組配氣轉子和密封轉子成對使用，能持續(xù)穩(wěn)定提供較大扭矩，使能量轉化充分、效率高，節(jié)省燃料，延長使用壽命。
本發(fā)明使用時，作為機械動力源的輸出軸與被驅動的輸入軸的離合器相連，首先用啟動機起動，中心傳動軸1的葉片7在缸體內繞缸體中心腔19與中心傳動軸1的共同軸心旋轉，密封轉子20與配氣轉子21在缸體9的轉子腔內與中心傳動軸定傳動比旋轉，通過轉子的圓弧面與嚙合曲線形成的曲面將中心腔19內的空間隔斷或導通。
具體來說，葉片7-1在進氣口處向進氣方向旋轉時，配氣轉子21的圓弧面與中心傳動軸1相鄰葉片間的圓弧面形成極微小間隙或無間隙配合，形成對轉軸與中心腔之間的空間隔斷，隨葉片的不斷旋轉，葉片、中心傳動軸1的圓弧面、缸體的中心腔圓弧面和配氣轉子的圓弧面，以及兩個端面所形成的空間不斷增加，氣體不斷被吸入；當葉片到達密封轉子時，因葉片的截面曲線符合嚙合曲線規(guī)律，密封轉子的配流腔14處與葉片的曲面形成極微小的間隙(接近線性密封)，將吸氣腔隔斷，并隨著葉片不斷旋轉，過渡到密封轉子的圓弧面將吸氣腔隔斷；在吸氣腔被隔斷的同時，下一葉片7-2也將通過(或已通過)配氣轉子和進氣口4，對吸氣腔中的氣體進行壓縮，當葉片壓縮氣體并接近密封轉子時，密封轉子的配流腔14已運轉到配流腔14內的空間與吸氣腔；此時應為壓氣腔25相通，壓縮氣體在吸氣腔與配流腔內繼續(xù)被壓縮，因葉片的截面曲線符合嚙合曲線規(guī)律，密封轉子的配流腔14兩端與葉片的兩組曲面均形成極微小間隙(可以達到較好的密封)，且轉子的配流腔14曲線在嚙合曲線與轉子截面圓弧之間，使葉片與密封轉子嚙合的運轉過程中，密封轉子的配流腔內除了葉片外還有連續(xù)的空間使氣體流動；當葉片7-2轉出與密封轉子的嚙合范圍時，密封轉子的配流腔14與做功腔24導通，壓縮氣體進入做功腔24，另有部分壓縮氣體仍留在配流腔內，在壓縮前(吸氣時)、壓縮過程中或壓縮氣體進入做功腔時均可通過噴油嘴22對氣體噴射燃燒油；當密封轉子的配流腔14離開缸體的中心腔到達轉子腔后(此時，密封轉子的圓弧面對中心腔隔斷)點火器23，對壓縮氣體點火，氣體膨脹做功推動葉片7-2旋轉，做功終了時，葉片7-2將通過配氣轉子，配氣轉子將燃燒廢氣在中心腔隔斷，燃燒廢氣大部分通過排氣口6排出，剩余的一部分在下一個葉片7-3做功的時候被排出排氣口，極少數燃燒廢氣進入配氣轉子的配流腔14，并在葉片7-3與配氣轉子的嚙合過程中被壓出配流腔14。葉片繼續(xù)旋轉，進入下一做功循環(huán)工況。
權利要求
1.一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，是由燃油和點火系統(tǒng)組成，其特征在于其上設有葉片(7)的中心傳動軸(1)裝于缸體(9)內，軸端設有主動齒輪(18)，至少對稱設有一對配氣轉子(21)和密封轉子(20)，轉子軸(10)端設有與主動齒輪(18)相嚙合的從動齒輪(13)，其兩者的傳動比與中心傳動軸(1)上葉片數相同。
2.根據權利要求1所述的一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，其特征在于所述的缸體(9)內的中心腔(19)與中心傳動軸(1)同心，其外周對稱設有密封轉子腔和配氣轉子腔，并且進、排氣口(4、6)的數量與配氣轉子(21)的數量相同。
3.根據權利要求1或2所述的一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，其特征在于所述的缸體(9)內沿周向均布設有供風冷或水冷的冷卻通道(15)。
4.根據權利要求1所述的一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，其特征在于所述的中心傳動軸(1)上的葉片(7)是沿周向呈均布設置，其兩邊的齒形曲線符合嚙合曲線規(guī)律的嚙合曲線方程式。
5.根據權利要求1所述的一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，其特征在于所述的配氣轉子(21)和密封轉子(20)的截面上至少在一邊開有能與葉片(7)相匹配的配流腔(14)，在與其相對應的另一邊開有平衡孔。
6.根據權利要求1所述的一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，其特征在于所述的傳動比為大于等于3，小于5050。
7.根據權利要求4所述的一種嚙合曲線轉子發(fā)動機，其特征在于所述的嚙合曲線方程式為θ＝λ1arctan[(a+bsin(t))÷bcos(t)]+λ2t+λ3R=λ4+λ5sin(t)]]>式中θ為嚙合曲線在極坐標系中的角度變量；R為嚙合曲線在極坐標系中的半徑變量；t為角度參數變量；λ1-λ5均為常數；a、b為常數。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉子內燃發(fā)動機，特別是一種嚙合曲線轉子發(fā)動機。它包括由燃油和點火系統(tǒng)，其上設有葉片(7)的中心傳動軸(1)裝于缸體(9)內，軸端設有主動齒輪(18)，至少對稱設有一對配氣轉子(21)和密封轉子(20)，轉子軸(10)端設有與主動齒輪(18)相嚙合的從動齒輪(13)，其兩者的傳動比與中心傳動軸(1)上葉片數相同。本發(fā)明由于采用了中心傳動軸上設有能與配氣和密封轉子上的配流腔相配合的葉片、傳動軸端的主動齒輪與轉子軸上的從動齒輪相嚙合，其傳動比與葉片數相同等一系列技術措施并經試驗證明有結構簡單緊湊合理、磨損小效率高并能單獨穩(wěn)定使用作為機械動力源，耗油少等優(yōu)點，利于推廣應用。
文檔編號F02B55/10GK1908402SQ200610047508
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月22日 優(yōu)先權日2006年8月22日
發(fā)明者許天鵬 申請人:許天鵬