專利名稱：齒輪互缺控制式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種新型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
目前普遍使用的往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)存在能量轉(zhuǎn)換率低，工作時(shí)須靠慣性等不足之處。 對以上缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)正以其獨(dú)特的優(yōu)越性日漸引起人們的重視，成為發(fā)動機(jī)發(fā)展的一 大潮流。馬自達(dá)公司已正式將三角活塞式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)投入了市場。但這種發(fā)動機(jī)在氣密性 和潤滑性上面存在一系列難題。我國在轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)方面也出現(xiàn)了許多種類，如互變速式轉(zhuǎn) 子發(fā)動機(jī)，壓燃分體式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)等，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。我在汲fe總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 自己獨(dú)立實(shí)驗(yàn)探索，設(shè)計(jì)出齒輪互缺控制式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是用兩個(gè)互相嵌套的轉(zhuǎn)子將一個(gè)橫截面是圓形的汽缸分成 四個(gè)密閉氣室；再通過與轉(zhuǎn)子相連的多個(gè)傳動齒輪(兩同大兩同小四個(gè)齒輪，每個(gè)轉(zhuǎn)子分 別與一大一小兩個(gè)齒輪相連)每兩個(gè)(一大一小，分別與內(nèi)外轉(zhuǎn)子相連)輪流與另一個(gè)部 分凹缺齒輪組耩合(與轉(zhuǎn)子相連的齒輪在旋轉(zhuǎn)對著部分凹缺齒輪組有齒部分時(shí)則耦合，在 旋轉(zhuǎn)對著部分凹缺齒輪組IHI缺部分時(shí)則不耦合)，使兩轉(zhuǎn)子工作時(shí)同向并以一定比例的速度 轉(zhuǎn)動，且當(dāng)每次做功完成時(shí)因與部分凹缺齒輪組耦合的傳動齒輪轉(zhuǎn)換而使兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速 度互換，以繼續(xù)循環(huán)工作。這樣即可達(dá)到吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)過程在四個(gè)氣室中 同時(shí)以一定次序分別循環(huán)，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能的目的。氣密性好，運(yùn)行平穩(wěn)，結(jié) 構(gòu)精簡，能量轉(zhuǎn)化率髙。


下面結(jié)合附圖和實(shí)li例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1圖2是發(fā)動機(jī)能^轉(zhuǎn)換系部份原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是大小傳動齒輪組合圖示。圖4是單個(gè)部分凹缺控制齒輪結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是四個(gè)部分凹缺控制齒輪組合成部分凹缺齒輪組的圖示。圖6圖7是傳動齒輪組和部分凹缺齒輪組在工作時(shí)的兩種藕合情況示意圖。圖8是各輪半徑計(jì)算輔助圖。圖9是內(nèi)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是發(fā)動機(jī)各部件圖。圖ll是部件組合圖。 ' 圖12是各類轉(zhuǎn)子示意圖。圖中(1) 一 (4)是1至4氣室、(5)是內(nèi)轉(zhuǎn)子一端、(6)是外轉(zhuǎn)子一端、(7)是內(nèi)轉(zhuǎn) 子另一端、(8)是外轉(zhuǎn)子另一端、(9)是進(jìn)氣門、(10)是排氣門、(11)是火花塞(或噴 嘴)、(12)是氣虹、(13) (15)是小傳動齒輪、(14) (16)是大傳動齒輪、(17)是內(nèi)轉(zhuǎn)子 軸、(18)是外轉(zhuǎn)予軸、(19)是火花塞(S^t)控制鍵、(20)是火花塞(或噴嘴)控制 鍵在四個(gè)部分凹缺控鑭皿組合成都分凹缺齒輪組時(shí)的相互位置(分別豎直對齊)、(21)動力輸出齒輪、(22)是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖、(23)是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖如采取的壓縮比高，壓縮到最小時(shí)溫度在燃料燃點(diǎn)以上則(11)是噴嘴，如采取的壓 縮比較低，壓縮到最小時(shí)溫度達(dá)不到燃料燃點(diǎn)則(11)是火花塞。本說明以火花塞為例。轉(zhuǎn)子處于標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)(圖l所示)兩轉(zhuǎn)子的夾角比等于兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比，也等于燃料壓 縮比，這個(gè)比例可根據(jù)燃料特征確定，本說明書中以l: 4為例加以說明。兩轉(zhuǎn)子頭一測各 正對進(jìn)氣門(9)和排氣門(10)，進(jìn)氣門寬與轉(zhuǎn)子頭寬等，排氣門遠(yuǎn)離進(jìn)氣門側(cè)與轉(zhuǎn)子頭 齊，鄰近進(jìn)氣門側(cè)稍寬于轉(zhuǎn)子頭(見圖l)，便于工作時(shí)吸入燃?xì)夂团懦鍪Ｓ鄰U氣。單個(gè)部分凹缺齒輪(圖4)每隔90°交叉有齒和凹進(jìn)無齒，每個(gè)有齒無齒交接部分有一 個(gè)火花塞(或噴嘴)控制鍵(19)。部分凹缺齒輪共4個(gè)，兩大兩小，按圖5所示方式固定組 合成部分凹缺齒輪組。大小傳動齒輪和大小部分凹缺齒輪之間的半徑比應(yīng)根據(jù)下面方式計(jì) 算確定內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的互換通過部分凹缺齒輪組的部分凹進(jìn)實(shí)現(xiàn)，而內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速比就要通過大傳動齒輪(傳大)、小傳動齒輪(傳小)、大部分凹缺齒輪(控大)、小部 分凹缺齒輪(控小)四類齒輪的半徑比例和齒數(shù)比例來實(shí)現(xiàn)。為便于說明，設(shè)傳大半徑為Rl,傳小半徑為rl，控大半徑為R2，控小半徑為r2,其中 傳大與控小為一藕合組，傳小與控大為一藕合組(見圖8)。因部分凹缺齒輪是固定是一起的，轉(zhuǎn)子4示準(zhǔn)狀態(tài)組成角的比為l: 4，所以它'(門存在以下關(guān)系-盤名一次做功 所轉(zhuǎn)角度一次做功轉(zhuǎn)動 藕合的齒數(shù)全盤共可有齒數(shù)圈半徑傳大36。A顆360一 36Rl控小90。A顆4A (實(shí)缺半見圖4)r2控大90。B顆4B (實(shí)缺半見圖4)R2傳小144°B顆n丑 144 2rl其中無論藕合時(shí)齒輪的大小，每齒所占弧長相等，所以有:1(L4 " 44即R1: r2=5: 22 即R2: rl=8: 5而它們的半徑須滿足1 1+ r2= R2+ rl (圓心距相等) 根據(jù)以上關(guān)系可得出Rh r2: R2: rl=65: 26: 56: 35 關(guān)于齒數(shù)可根據(jù)齒輪大小及需要確定。但必須滿足以上表關(guān)系。內(nèi)外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比也就是轉(zhuǎn)子處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子的夾角比(上面是以l: 4為例)，這個(gè)比例是可根雜欐麥鐲,，只要按上述方法計(jì)算即可得出各類齒輪半徑比。各類齒輪的 半徑比是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)逮比控自關(guān)鍵。用以確保每次做功完成后兩轉(zhuǎn)子的位置互換，進(jìn)行下一 次做功。
具體實(shí)施方式
工作時(shí)，火花塞打火做功，內(nèi)轉(zhuǎn)子大傳動齒輪和外轉(zhuǎn)子小傳動齒輪與部分凹缺齒輪組 耦合，兩轉(zhuǎn)子同時(shí)同向轉(zhuǎn)動，內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比變?yōu)?: 1，做功氣室變大，順時(shí)針數(shù)做功氣 室的下一氣室排氣，做功氣室的上一氣室壓縮，與做功氣室相對的氣室吸氣。兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到 標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)，觸動火花塞(或噴嘴)控制鍵，火花塞打火做功，同時(shí)和部分凹缺齒輪組耦 合的變?yōu)閮?nèi)轉(zhuǎn)子小傳動齒輪和外轉(zhuǎn)子大傳動齒輪，兩轉(zhuǎn)子同時(shí)同向轉(zhuǎn)動，內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比 變?yōu)閘: 4，做功氣室變大。順時(shí)針數(shù)做功氣室的下一氣室排氣，做功氣室的上一氣室壓縮， 與做功氣室相對的氣室吸氣。兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)，觸動火花塞(或噴嘴)控制鍵，火 花塞打火做功……如此循環(huán)?，F(xiàn)結(jié)合附圖加以說明如圖l所示是火花塞(或噴嘴)(20)打火或噴燃料，(3)氣室做功，兩轉(zhuǎn)子同時(shí)都順 時(shí)針轉(zhuǎn)動，外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比變?yōu)?: 1。 (4)氣室變小排氣，(1)氣室擴(kuò)張吸氣，(2)氣室縮小壓縮。當(dāng)兩轉(zhuǎn)子的位置互換時(shí)，成圖2狀態(tài)，觸動火花塞(或噴嘴)控制 鍵(19)火花塞(或噴嘴)再打火或噴燃料，上次壓縮的(2)氣室做功。同時(shí)兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速因與部分凹缺齒輪組耦合的齒輪的轉(zhuǎn)換而互變，外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比變?yōu)閘: 4,且兩子都同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，上次做功的(3)氣室變小排氣，上次排氣的(4)氣室擴(kuò)張吸 氣，上次吸氣的(1)氣室變小壓縮，當(dāng)兩轉(zhuǎn)子的位置互換時(shí)，成圖l狀態(tài)，壓下打火控制 器再打火做功。兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速因與部分凹缺齒輪組耦合的齒輪的轉(zhuǎn)換而互變，再次做功(見 圖6、圖7)。像這樣不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。工作時(shí)從時(shí)間上橫向看四個(gè)氣室分別同時(shí)進(jìn)行吸氣、壓縮、做功、排氣過程[如圖l, (1)氣室吸氣、(2)氣室壓縮、(3)氣室做功、(4)氣室排氣]?？v向看一單獨(dú)氣室中狀 態(tài)以吸氣、壓縮、做功、排氣的次序不斷循環(huán)(如圖l中(1)氣室吸氣，當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過進(jìn) 氣門時(shí)，甲氣室因內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速互換而變小進(jìn)行壓縮)。同一氣室在發(fā)動機(jī)工作時(shí)的容積變 化，是通過內(nèi)外轉(zhuǎn)子同時(shí)以相同方向、不同的速度轉(zhuǎn)動、且每次做功完成后兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 和位置互換來實(shí)現(xiàn)的。為實(shí)現(xiàn)每次做功完成后兩轉(zhuǎn)子的位置互換，兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比為兩轉(zhuǎn) 子處于標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)的夾角比(見圖l)，這個(gè)比例可根據(jù)燃料特征確定(本說明書中以轉(zhuǎn)速 比為l: 4為例加以說明)。要實(shí)現(xiàn)內(nèi)外轉(zhuǎn)子同時(shí)以相同方向、不同的速度轉(zhuǎn)動、且每次做功 完成后兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和位置互換，這要用部分凹缺齒輪組。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子傳大和外轉(zhuǎn)子傳小與 部分凹缺齒輪組耦合時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子傳小和外轉(zhuǎn)子傳大因部分凹缺齒輪組的凹進(jìn)而不耦合(見 圖6)，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比為l: 4。 一次做功完成后，內(nèi)轉(zhuǎn)子傳小和外轉(zhuǎn)子傳大與部分 凹缺齒輪組耦合(見圖7),內(nèi)轉(zhuǎn)子傳大和外轉(zhuǎn)子傳小因部分凹缺齒輪組的凹進(jìn)而不耦合，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比為4: 1。這樣不斷循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的互換。這是本發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。啟動時(shí)，用電機(jī)帶動動力輸出齒輪(21)轉(zhuǎn)動即可，具有良好的啟動性。如一直用外 力帶動它，它也是一個(gè)空氣壓縮機(jī)。綜上所述，多輪交互控制式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)是一種實(shí)用性極強(qiáng)的新型發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1. 一種轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。用兩個(gè)互相嵌套的轉(zhuǎn)子將一個(gè)橫截面是圓形的汽缸分成四個(gè)密閉氣室；再通過與轉(zhuǎn)子相連的多個(gè)傳動齒輪(兩同大兩同小四個(gè)齒輪，每個(gè)轉(zhuǎn)子分別與一大一小兩個(gè)齒輪相連)每兩個(gè)(一大一小.分別與內(nèi)外轉(zhuǎn)子相連)輪流與另一個(gè)部分凹缺齒輪組耦合(與轉(zhuǎn)子相連的齒輪在旋轉(zhuǎn)對著部分凹缺齒輪組有齒部分時(shí)則耦合，在旋轉(zhuǎn)對著部分凹缺齒輪組凹缺部分時(shí)則不耦合)，使兩轉(zhuǎn)子工作時(shí)同向并以一定比例的速度轉(zhuǎn)動，且當(dāng)每次做功完成時(shí)因與部分凹缺齒輪組耦合的傳動齒輪轉(zhuǎn)換而使兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度互換，以繼續(xù)循環(huán)工作。這樣即可達(dá)到吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)過程在四個(gè)氣室中同時(shí)以一定次序分別循環(huán)，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換通過與轉(zhuǎn)子相連的多個(gè)齒輪每兩個(gè)輪流與另一個(gè)部 分凹缺齒輪組耦合實(shí)現(xiàn)。部分凹缺齒輪組由四個(gè)部分凹缺控制齒輪按等大則有齒部分和無齒 部分正對，不等大則有齒部分和有齒部分正對的原則固定組合而成。每個(gè)部分凹缺控制齒輪 每隔90°交叉有齒和凹進(jìn)無齒。每個(gè)轉(zhuǎn)子的傳動齒輪有且只有一個(gè)同時(shí)與部分凹缺齒輪組耦 合，且同時(shí)耦合的傳動齒輪必須不等大。其余的傳動齒輪因?qū)χ糠职既饼X輪組的凹缺部分 而不影響。當(dāng)每次做功完成后，傳動齒輪對著的部分凹缺齒輪組的凹缺部分轉(zhuǎn)過變?yōu)橛旋X部 分，有齒部分變?yōu)檗D(zhuǎn)過凹缺部分。與部分凹缺齒輪組耦合的傳動齒輪互換，從而實(shí)現(xiàn)兩轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比等于兩轉(zhuǎn)子處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的夾角比。這個(gè)比例可根 據(jù)燃料的特征〖最佳壓縮比)確定。發(fā)動機(jī)中用各齒輪的半徑比進(jìn)行控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽缸P、要滿足橫截面是圓形，可根據(jù)實(shí)際需要變形，兩轉(zhuǎn)子也跟著變形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求i所述本發(fā)動機(jī)可使用氣，液多種燃料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述本發(fā)動機(jī)可根據(jù)壓縮比和燃料的燃點(diǎn)確定采取壓燃方式還是點(diǎn)燃方式。
全文摘要
本發(fā)明為一種新型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。用兩個(gè)互相嵌套的轉(zhuǎn)子將一個(gè)橫截面是圓形的汽缸分成四個(gè)密閉氣室；再通過與轉(zhuǎn)子相連的多個(gè)傳動齒輪(兩同大兩同小四個(gè)齒輪，每個(gè)轉(zhuǎn)子分別與一大一小兩個(gè)齒輪相連)每兩個(gè)(一大一小，分別與內(nèi)外轉(zhuǎn)子相連)輪流與另一個(gè)部分凹缺齒輪組耦合(與轉(zhuǎn)子相連的齒輪在旋轉(zhuǎn)對著部分凹缺齒輪組有齒部分時(shí)則耦合，在旋轉(zhuǎn)對著部分凹缺齒輪組凹缺部分時(shí)則不耦合)，使兩轉(zhuǎn)子工作時(shí)同向并以一定比例的速度轉(zhuǎn)動，且當(dāng)每次做功完成時(shí)因與部分凹缺齒輪組耦合的傳動齒輪轉(zhuǎn)換而使兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度互換，以繼續(xù)循環(huán)工作。這樣即可達(dá)到吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)過程在四個(gè)氣室中同時(shí)以一定次序分別循環(huán)，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能的目的。氣密性好，運(yùn)行平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)精簡，能量轉(zhuǎn)化率高。
文檔編號F02B55/08GK101260829SQ200710088079
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月11日
發(fā)明者唐鵬程 申請人:唐鵬程