專利名稱：橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是一種橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前汽車中普遍采用的發(fā)動(dòng)機(jī)為活塞往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)依靠燃料在燃燒室內(nèi)燃燒 推動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，再由連桿和曲軸將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn) 而帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輸出，其往復(fù)慣性大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大。對(duì)此20世紀(jì)50年代德國(guó) 工程師汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過(guò)將燃料和空氣燃燒膨脹后釋放出的熱能直接轉(zhuǎn)化為 推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，再由轉(zhuǎn)子帶動(dòng)主軸將動(dòng)力輸出，取消了直線運(yùn)動(dòng)，因此同樣功率的 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，體積較小，重量輕，而且振動(dòng)和噪音較低。即便如此，該轉(zhuǎn)子發(fā) 動(dòng)機(jī)自發(fā)明以來(lái)，卻一直沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，原因在于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒室的形狀不利于 燃料的完全燃燒，火焰?zhèn)鞑ヂ窂捷^長(zhǎng)，因此使得燃油油耗增加；而且轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)只能用點(diǎn)燃 式，不能用壓燃式，因此不能采用柴油；另外轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩較小，并且轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī) 在結(jié)構(gòu)上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑、冷卻、密封也提出了相當(dāng)高的要求，因此制作工藝要求比較高，以 上原因?qū)е铝宿D(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)不能廣泛的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的內(nèi)容在于克服現(xiàn)有的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)存在的上述缺陷，提出了一種 新型的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，產(chǎn)生的振動(dòng)小， 輸出扭矩明顯提高，并且能夠使燃料充分燃燒，使用燃料廣泛，機(jī)械磨損小。
本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸、殼體和三角 形轉(zhuǎn)子，殼體型腔為橄欖形，兩端面分別設(shè)有端蓋，三角形轉(zhuǎn)子設(shè)置在橄欖形型腔內(nèi)，型腔 曲線是與三角形轉(zhuǎn)子圓弧面相對(duì)應(yīng)的等幅圓弧，其中，曲軸主軸的軸線與型腔中心重合，轉(zhuǎn) 子與曲軸之間通過(guò)連接柄連接，連接柄上的圓柱體為轉(zhuǎn)子連接軸，設(shè)置在轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)，且 其軸線與轉(zhuǎn)子中心線重合，轉(zhuǎn)子連接軸通過(guò)其偏心孔套在曲柄銷上，轉(zhuǎn)子連接軸一側(cè)的連接 體上設(shè)置齒輪組，齒輪組是控制連接柄旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，曲軸在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中由齒輪組帶動(dòng)連 接柄旋轉(zhuǎn)，使連接柄的轉(zhuǎn)子連接軸中心的運(yùn)動(dòng)軌跡呈梭形。
設(shè)曲軸的曲柄半徑為R，則轉(zhuǎn)子連接軸與曲柄銷軸線之間的距離為V^R，梭形運(yùn)動(dòng)軌跡
為圓心距為2^(1 + V^)i ，且半徑均為2(1 + V^)i 的兩個(gè)圓相交的弧線
設(shè)曲柄銷中心與曲軸主軸中心的連線相對(duì)與殼體長(zhǎng)軸方向的轉(zhuǎn)角為a ，轉(zhuǎn)子連接軸中心與曲柄銷中心的連線相對(duì)與曲柄銷中心與曲軸主軸中心的連線的轉(zhuǎn)角為e，兩角度之間的關(guān)
系為
當(dāng)0°《a《18(T時(shí)，tan03/2) = 0.5xtan， —a)x{(3 —力)+ ^(2 —V^)x[2 + 4/(l + sina)]} 當(dāng)180° <a《360°日寸，tan05/2) = 0.5xtan(90 —cOx((3-V^) + V(2 —V^)x[2 + 4/(l-sina)]}
本發(fā)明中，所述的齒輪組由以下齒輪構(gòu)成，轉(zhuǎn)子連接軸一側(cè)的連接體上固定連接柄齒輪， 該齒輪套在曲柄銷上，且與曲柄銷同軸，殼體上固定一齒輪，該齒輪套在曲軸主軸上，其中 心與曲軸旋轉(zhuǎn)中心重合，兩同軸介輪的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在曲軸齒輪架上，且分別與殼體固定齒輪 和連接柄齒輪相嚙合。
根據(jù)上述角度關(guān)系，并通過(guò)齒輪組中相互嚙合的齒輪的傳動(dòng)比，所述的曲軸與連接柄之
間呈反向旋轉(zhuǎn)，且連接柄與曲軸的轉(zhuǎn)速比為 當(dāng)0°《a《180°時(shí)
_ sin (2Xa)Xcosa
(3—拼V( 2Wg )X 「化+4/ (l+sina) + —. ]
V( l+sina) 2X2+4/(l + sina)
2 x-
2X (Sina)'+0. 5X[ (cos a ) X [ (3—切+ V ( 2—# )(2+4/ (l+sina)) ]] 2
因a周期是18(T ，當(dāng)180° <a《360°時(shí)，將a—180。代入上式即可。
所述的殼體上設(shè)有兩套進(jìn)氣口和出氣口，其對(duì)稱的設(shè)置在橄欖形型腔兩尖端附近的圓弧
面上，其中出氣口靠近橄欖形的尖部。燃燒室設(shè)在出氣口處或者進(jìn)氣口處，其型腔由兩個(gè)相
切的圓形空間組成，在相切處設(shè)有進(jìn)氣通道，燃燒室的容積大小確定發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，根據(jù)
不同燃料的要求在其側(cè)面開有火花塞口或者噴油器口 。所述的橄欖形殼體型腔兩弧面的中間
位置分別設(shè)置溝槽，溝槽內(nèi)設(shè)有密封條，密封條通過(guò)溝槽內(nèi)的彈簧片緊貼轉(zhuǎn)子，密封條朝向
三角形轉(zhuǎn)子的一面為雙圓弧面且兩圓弧面分別與轉(zhuǎn)子的大半徑圓弧曲線和小半徑圓弧曲線相
貼合，轉(zhuǎn)子兩端面設(shè)有三角形圓弧密封條，其設(shè)置在轉(zhuǎn)子端面邊緣附近的溝槽內(nèi)，在溝槽內(nèi)
設(shè)有彈簧片使密封條緊貼機(jī)殼端蓋。端蓋且朝向轉(zhuǎn)子的一側(cè)可以鑲嵌陶瓷片，其隔熱性好，
可以降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的熱損失。連接柄上固定有平衡板，用于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的整體平衡。
所述的三角形轉(zhuǎn)子的弧面是由三條60°的大半徑圓弧和三條60°的小半徑圓弧相切形
成的封閉弧線，所述的橄欖形殼體型腔是由兩條120°的大半徑圓弧和兩條60。的小半徑圓
弧相切形成的封閉弧線。其中小半徑r二 (0. 5 3) R，大半徑R' = 2(3 + V^)i +r。
本發(fā)明的有益效果是該發(fā)動(dòng)機(jī)體積小，重量輕，在同樣工作容積的情況下輸出扭矩較
大，加速性能較好，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小。與往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)部件較少，
工作平穩(wěn)；與現(xiàn)有的三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)相比，本發(fā)明中燃燒室的形狀使工作室中的燃料能夠得
到充分燃燒，并且可以采用柴油作為燃料；另外，現(xiàn)有的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在爆炸力最大時(shí)基本無(wú)扭矩輸出，而本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)在爆炸力最大時(shí)能夠產(chǎn)生扭矩輸出，并且最大 扭矩輸出較現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)有很大提高；本發(fā)明中曲軸的轉(zhuǎn)速相對(duì)于三角形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸的 轉(zhuǎn)速較低，因此可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)件的損耗，同時(shí)降低了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑、密封方面的要求; 最后，本發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論在高轉(zhuǎn)速還是低轉(zhuǎn)速的情況下，其扭矩輸出均比較大，克服了三角形轉(zhuǎn) 子低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩輸出較小的缺陷，節(jié)省了燃料的使用量。


附圖1為橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意附圖2為曲軸的結(jié)構(gòu)示意附圖3為連接柄的結(jié)構(gòu)示意附圖4為轉(zhuǎn)子聯(lián)接軸軸線的梭形運(yùn)動(dòng)軌跡附圖5為轉(zhuǎn)子外形輪廓附圖6為橄欖形殼體外形輪廓附圖7為發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意附圖8為本發(fā)明中燃燒室的形狀；
附圖9為燃燒室處于工作狀態(tài)的示意附圖IO為本發(fā)明中配氣結(jié)構(gòu)示意附圖11為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子弧面密封和弧面潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)示意附圖12為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子端面密封及潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)示意附圖13為轉(zhuǎn)子中心位于上止點(diǎn)時(shí)的工作示意附圖14為上工作室吸氣、下工作室燃燒的工作示意附圖15為轉(zhuǎn)子中心位于下止點(diǎn)且下工作室做功的工作示意附圖16為上工作室燃燒、下工作室做功的工作示意附圖17為轉(zhuǎn)子中心位于上止點(diǎn)且上工作室燃燒的工作示意附圖18為上工作室做功、下工作室排氣的工作示意附圖19為轉(zhuǎn)子中心位于下止點(diǎn)的工作示意附圖20為上工作室排氣、下工作室吸氣的工作示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例為雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，相當(dāng)于活塞往復(fù)式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其 曲軸結(jié)構(gòu)如圖2所示。如圖所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸3、殼體l、連接柄4、齒輪組和三角形轉(zhuǎn)子2，其中殼體l型腔為橄欖形，兩端面分別設(shè)有端蓋17，三角形轉(zhuǎn)子2設(shè)在型腔內(nèi)，型 腔曲線為與三角形轉(zhuǎn)子圓弧面相對(duì)應(yīng)的等幅圓弧。本發(fā)動(dòng)機(jī)主要是通過(guò)曲軸3、連接柄4和 齒輪組4組成的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來(lái)控制轉(zhuǎn)子中心按梭形軌跡運(yùn)動(dòng)。橄欖形殼體內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子外沿的接 觸限定了轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子在可以內(nèi)運(yùn)動(dòng)工作過(guò)程中，分割殼體內(nèi)的空間，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工作 室空間連續(xù)變化。兩工作室內(nèi)均設(shè)有進(jìn)氣口、出氣口和燃燒室，其設(shè)置在橄欖形殼體兩尖端 附近的圓弧面上。在配氣機(jī)構(gòu)控制氣閥的協(xié)同作用下，兩個(gè)工作室分別實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的基本工 作過(guò)程。
如圖所示，曲軸3設(shè)置于橄欖形殼體的型腔中心，即其軸線與型腔的中心線重合。連接 柄4是轉(zhuǎn)子2與曲軸3的連接件，其圓柱體為轉(zhuǎn)子連接軸41，設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的中心孔內(nèi)，且 其軸線與轉(zhuǎn)子的中心線重合。轉(zhuǎn)子連接軸41通過(guò)其偏心孔43套在曲柄銷32上，設(shè)曲軸的半 徑為R，則轉(zhuǎn)子連接軸41與曲柄銷32軸線之間的偏心距為V^R，轉(zhuǎn)子連接軸41一側(cè)的連接 體41上設(shè)置齒輪組，齒輪組是控制連接柄4旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，曲軸主軸31在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中由 齒輪組帶動(dòng)連接柄4旋轉(zhuǎn)，使連接柄4的轉(zhuǎn)子連接軸41軸線的運(yùn)動(dòng)軌跡呈梭形，即該運(yùn)動(dòng)軌 跡為圓心距為2^(1 + V^)i ，且半徑均為2(1 + V^)i 的兩個(gè)圓相交的弧線，如圖4所示。
上述的齒輪組由以下四個(gè)齒輪組成連接柄4上固定的齒輪即連接柄齒輪51，其套在曲 柄銷32上，且與曲柄銷32同軸；殼體1上固定的齒輪即殼體固定齒輪54，該齒輪套在曲軸 主軸31上，且與曲軸主軸31同軸；分別與連接柄齒輪51和殼體固定齒輪54相嚙合的同軸 介輪52和53，其旋轉(zhuǎn)軸55設(shè)置在齒輪架56上。其中殼體固定齒輪54和介輪53為普通圓 形齒輪，其傳動(dòng)比為2，介輪52和連接柄齒輪51為異形齒輪，其傳動(dòng)比為
<formula>formula see original document page 7</formula>
如圖4所示，設(shè)曲柄銷中心02與曲軸主軸中心0i的連線OA相對(duì)與殼體長(zhǎng)軸方向的轉(zhuǎn)角 為a ，轉(zhuǎn)子連接軸中心03與曲柄銷中心02的連線0203相對(duì)與曲柄銷中心02與曲軸主軸中心(X 的連線0A的轉(zhuǎn)角為e ，兩角度之間的關(guān)系為
當(dāng)0°《a《18(T時(shí)，tan(jS/2) = 0.5xtan(90 —a)x (3-V^) + ^/(2 —V^)x[2 + 4/(l + sina)]
當(dāng)180° <a。60°時(shí)，tan03/2) = 0.5xtan(90-a)x (3-V^) + V(2-力)x[2 + 4/(l-sina)]根據(jù)上述角度關(guān)系，曲軸3與連接柄4之間呈反向旋轉(zhuǎn)，且根據(jù)齒輪組的傳動(dòng)比可以得知，
連接柄4的旋轉(zhuǎn)速度=曲軸3的旋轉(zhuǎn)速度X<formula>formula see original document page 8</formula>當(dāng)0°《a《18(T ，適用上述公式；當(dāng)180° <a《360°時(shí)，.將a —180帶入上述公式進(jìn)行 計(jì)算即可。由上式可以得出，連接柄4的轉(zhuǎn)速約是曲軸3轉(zhuǎn)速的2倍，
如圖5所示，三角形轉(zhuǎn)子2的外表面曲線為三條圓心角為60。的大半徑圓弧和三條圓心 角為60°的小半徑圓弧相切而成的封閉曲線，其小半徑r:1.5R，大半徑<formula>formula see original document page 8</formula> 如圖6所示，橄欖形殼體1型腔內(nèi)表面曲線為兩條圓心角為120°的大半徑圓弧和兩條圓心 角為60°的小半徑圓弧相切而成的封閉曲線，且由于該曲線與轉(zhuǎn)子2的外表面相對(duì)應(yīng)，因此 其小半徑和大半徑分別等于三角形轉(zhuǎn)子2的小半徑和大半徑。
如7圖所示，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體由分別位于前后兩端的殼體6和用于設(shè)置轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的 橄欖形殼體l組成。前后兩端的殼體6內(nèi)分別設(shè)有扭矩輸出裝置，橄欖形殼體l的兩端面均 設(shè)有端蓋17，端蓋17上設(shè)有端蓋中孔171，用于設(shè)置曲軸3。端蓋17且朝向轉(zhuǎn)子的一側(cè)均 鑲嵌有陶瓷片172，陶瓷片172耐磨、使用壽命長(zhǎng)，并且隔熱性好，降低了熱損失。相鄰兩 橄欖形殼體l的端蓋17之間呈中空狀，用于設(shè)置水槽8，另外在前后兩端的殼體6和殼體的 端蓋17之間也設(shè)置水槽8。
由于三角形轉(zhuǎn)子2將殼體1分為兩個(gè)工作室，因此對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口 11處均設(shè)有燃燒室13， 如圖8和圖9所示，燃燒室13為兩個(gè)相切的圓形空間，在相切處開設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣通道14， 該通道與進(jìn)氣口ll連接，工作時(shí)，轉(zhuǎn)子2在壓縮氣體的行程中，將燃燒室13和工作室分割， 壓縮后的氣體通過(guò)進(jìn)氣通道14進(jìn)入燃燒室13，進(jìn)氣通道14中的氣體在壓差的作用下形成氣 流，氣流進(jìn)入燃燒室13后從而產(chǎn)生渦流。由于燃燒室13中渦流的產(chǎn)生，使得該發(fā)動(dòng)機(jī)使用 的燃料相對(duì)比較廣泛，如汽油、柴油、生物燃料等。采用不同的燃料時(shí)，只要改變?nèi)紵胰?積和增減使用的部件即可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，如使用汽油作為燃料時(shí)，燃燒室13內(nèi)需相應(yīng)的 增加火化塞，使用柴油作為燃料時(shí)，則需要在燃燒室13內(nèi)增加噴油裝置。該發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī) 構(gòu)9如圖IO所示，其結(jié)構(gòu)和工作原理與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同。
該發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡由兩部分組成，首先該發(fā)動(dòng)機(jī)為雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖2所示，在曲軸3 上設(shè)置雙轉(zhuǎn)子，因此該曲軸有兩個(gè)曲柄銷，且兩曲柄銷之間的方向角度為180° ，因此實(shí)現(xiàn) 了曲軸的平衡；另外在兩個(gè)轉(zhuǎn)子的連接柄上均設(shè)置平衡板，且兩連接柄上平衡板之間的方向角度呈180° ，通過(guò)上述兩種方式實(shí)現(xiàn)了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡。
三角形轉(zhuǎn)子的密封分為弧面密封和端面密封，其中弧面密封如圖ll所示，在橄欖形殼體 l型腔兩弧面的中間位置分別設(shè)置兩個(gè)溝槽，溝槽內(nèi)均設(shè)有密封條16，該密封條16通過(guò)溝槽 內(nèi)的彈簧片緊貼轉(zhuǎn)子2，密封條16為雙弧密封條，即密封條16朝向三角形轉(zhuǎn)子的一面由兩 圓弧面組成，兩圓弧面分別與轉(zhuǎn)子的小半徑圓弧和大半徑圓弧相貼合，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的弧面密 封。如圖12所示，轉(zhuǎn)子2的兩端面且沿其邊緣附近設(shè)置溝槽，溝槽內(nèi)固定彈簧片和端面密封 條21，端面密封條21為三角形圓弧條，通過(guò)彈簧片使其緊貼在端蓋17上，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子2的 端面密封。另外靠近橄欖形殼體兩尖端附近的圓弧面上設(shè)置輔助密封條16'，其位于水槽孔 15—側(cè)，，其作用是增大做功過(guò)程中的扭矩輸出。由于密封條16和輔助密封條16'均設(shè)置在 殼體上，因此更換和清洗密封條時(shí)直接將其從殼體的溝槽中取出即可進(jìn)行，不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)行拆卸。
該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)如圖7所示和圖12所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)前后兩端的殼體6內(nèi)與殼體端蓋 17之間和相鄰兩殼體的端蓋17之間分別設(shè)置水槽8，兩部分水槽通過(guò)橄欖形殼體1上的水槽 孔15連接起來(lái)，然后利用管路連接水溫冷卻設(shè)備和水槽8，實(shí)現(xiàn)了冷卻液的循環(huán)流動(dòng)，從而 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了冷卻液的循環(huán)使用。同時(shí)前后兩端的殼體6內(nèi)設(shè)置油倉(cāng)，油 倉(cāng)內(nèi)的潤(rùn)滑油通過(guò)端蓋中孔171對(duì)轉(zhuǎn)子2的端面潤(rùn)滑的同時(shí)，也起到了冷卻轉(zhuǎn)子的作用。
轉(zhuǎn)子2在橄欖形殼體1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，為了減少轉(zhuǎn)子1外表面與型腔弧面及殼體端蓋 17之間的摩擦，需要對(duì)轉(zhuǎn)子2進(jìn)行潤(rùn)滑，潤(rùn)滑包括轉(zhuǎn)子弧面潤(rùn)滑和轉(zhuǎn)子端面潤(rùn)滑。其中轉(zhuǎn)子 弧面潤(rùn)滑如圖11所示，橄欖形殼體型腔中部位置的兩溝槽之間設(shè)置進(jìn)出油口 10，使?jié)櫥?能夠定時(shí)少量地噴至轉(zhuǎn)子2的弧面上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)子弧面的潤(rùn)滑，同時(shí)該進(jìn)出油口 IO也起到 了散熱冷卻的作用。轉(zhuǎn)子端面的潤(rùn)滑通過(guò)前后兩端殼體6油倉(cāng)內(nèi)的潤(rùn)滑油實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑。
三角形轉(zhuǎn)子2在殼體1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終將殼體l內(nèi)的空間分為兩部分，即形成了上、下 兩個(gè)工作室。隨著轉(zhuǎn)子2的不停轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)工作室體積的連續(xù)變化。殼體l上位于其 橄欖形尖端的圓弧面上設(shè)置了兩套進(jìn)氣口 11、出氣口 12和燃燒室13，在配氣機(jī)構(gòu)9控制氣 閥的動(dòng)作下完成進(jìn)氣口 ll和出氣口 12的打開和關(guān)閉，并在兩個(gè)工作室內(nèi)分別實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī) 的基本工作過(guò)程。下面就轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程描述如下首先如圖13所示，轉(zhuǎn)子2的中心 位于上止點(diǎn)0，此時(shí)上工作室18的體積最小，其出氣口12剛剛關(guān)閉，即剛完成排氣過(guò)程， 下工作室19的體積最大，其進(jìn)氣口ll剛剛關(guān)閉，即剛完成進(jìn)氣過(guò)程，轉(zhuǎn)子2有兩個(gè)面與殼 體內(nèi)表面貼合；隨著轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖14所示，上工作室18的進(jìn)氣口 ll打開，同時(shí)轉(zhuǎn)子 2繞其頂點(diǎn)C且中心沿著如圖所示的梭形軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)下工作室19的氣體進(jìn)行壓縮，即完成了下工作室19的壓縮動(dòng)作，同時(shí)上工作室18的進(jìn)氣口 11打開，開始進(jìn)氣動(dòng)作，轉(zhuǎn)子2在轉(zhuǎn) 動(dòng)過(guò)程中始終有一個(gè)面與殼體1的內(nèi)表面相貼合；如圖15所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)至其中心位于 下止點(diǎn)0'時(shí)，下工作室19的體積最小，此時(shí)在下工作室19中進(jìn)行燃燒動(dòng)作，上工作室18 的進(jìn)氣口ll關(guān)閉，體積達(dá)到最大，此時(shí)轉(zhuǎn)子2上有兩個(gè)面與殼體1的內(nèi)表面接觸；下工作室 19在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的壓力，在壓力的推動(dòng)作用下，轉(zhuǎn)子2繞其頂點(diǎn)A繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如 圖16所示，下工作室19進(jìn)行做功動(dòng)作，轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)對(duì)上工作室18的氣體進(jìn)行壓縮， 即上工作室18進(jìn)行壓縮動(dòng)作，直至轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)至上止點(diǎn)0;如圖17所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子的中心 轉(zhuǎn)動(dòng)至上止點(diǎn)0時(shí)，上工作室18的體積壓縮至最小，被壓縮的燃料點(diǎn)燃，完成燃燒動(dòng)作，同 時(shí)產(chǎn)生巨大的壓力，然后推動(dòng)轉(zhuǎn)子2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；如圖18所示，轉(zhuǎn)子2繞其頂點(diǎn)B轉(zhuǎn)動(dòng)，即上 工作室18完成了做功動(dòng)作，同時(shí)下工作室19的出氣口 12打開，開始排氣動(dòng)作；當(dāng)轉(zhuǎn)子2的 中心轉(zhuǎn)動(dòng)至下止點(diǎn)0'時(shí)，如圖19所示，上工作室18做功完畢，下工作室19的排氣結(jié)束， 出氣口關(guān)閉；如圖20所示，轉(zhuǎn)子2繼續(xù)繞頂點(diǎn)C轉(zhuǎn)動(dòng)，下工作室19的進(jìn)氣口 ll打開，進(jìn)行 進(jìn)氣動(dòng)作，同時(shí)上工作室18的出氣口 12打開，進(jìn)行排氣動(dòng)作，至此轉(zhuǎn)子將按照上述過(guò)程繼 續(xù)動(dòng)作。通過(guò)上述過(guò)程我們可以看到，轉(zhuǎn)子中心沿梭形軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈的過(guò)程中，上工作室和 下工作室分別連續(xù)完成了進(jìn)氣、壓縮、燃燒、做功和排氣一個(gè)完整的工作過(guò)程。轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中， 三角形轉(zhuǎn)子2通過(guò)其與曲柄銷33之間的偏心距和齒輪組5為輸出軸31提供扭矩，同時(shí)曲柄 銷33通過(guò)其與輸出軸31之間的偏心距為輸出軸31提供了一定的扭矩，因此提高了輸出軸的 輸出扭矩。
本發(fā)明中，所述的齒輪組結(jié)構(gòu)也可以通過(guò)設(shè)置外切式齒輪等其他齒輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，只要能 起到相同的作用即可。另外該發(fā)動(dòng)機(jī)也可以設(shè)置成多轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)串接，從而是發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出 更加平穩(wěn)。
權(quán)利要求
1、一種橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸(3)、殼體(1)和三角形轉(zhuǎn)子(2)，其中殼體型腔為橄欖形，其兩端面分別設(shè)有端蓋(17)，三角形轉(zhuǎn)子(2)設(shè)置在橄欖形型腔內(nèi)，型腔曲線是與三角形轉(zhuǎn)子(2)圓弧面相對(duì)應(yīng)的等幅圓弧，其特征在于曲軸主軸(31)的軸線與型腔中心重合，轉(zhuǎn)子(2)與曲軸(3)之間通過(guò)連接柄(4)連接，連接柄(4)上的圓柱體為轉(zhuǎn)子連接軸(41)，設(shè)置在轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)，且其軸線與轉(zhuǎn)子中心線重合，轉(zhuǎn)子連接軸(41)通過(guò)其偏心孔(43)套在曲柄銷(32)上，轉(zhuǎn)子連接軸(41)一側(cè)的連接體(42)上設(shè)置齒輪組，曲軸(3)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中由齒輪組帶動(dòng)連接柄(4)旋轉(zhuǎn)，使連接柄(4)的轉(zhuǎn)子連接軸(41)中心的運(yùn)動(dòng)軌跡呈梭形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于設(shè)曲軸的曲柄半徑為R，則 轉(zhuǎn)子連接軸(41)與曲柄銷(32)軸線之間的距離為V^ 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的梭形運(yùn)動(dòng)軌跡為圓心 距為2^(1 + V^)i ，且半徑均為2(1 + V^)i 的兩個(gè)圓相交的弧線。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于曲柄銷中心與曲軸主軸中心 的連線相對(duì)與殼體長(zhǎng)軸方向的轉(zhuǎn)角為a ，轉(zhuǎn)子連接軸中心與曲柄銷中心的連線相對(duì)與曲柄銷中心與曲軸主軸中心的連線的轉(zhuǎn)角為e ，兩角度之間的關(guān)系為當(dāng)0°《a《18(T時(shí)，tan(j8/2) = 0.5xtan(90 —a)xj(3一V^) + V(2-V^)x[2 + 4/(l + sina)]j 當(dāng)180° <a《360°時(shí)，tan03/2) = 0.5xtan(90-a)x{(3 —V^) + V(2 —V^)x[2 + 4/(1 —sina)]}
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的曲軸(3)與連接柄 (4)之間呈反向旋轉(zhuǎn)。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述齒輪組由連接柄齒 輪(51)、殼體固定齒輪(54)和之間的介輪組成，其中連接柄齒輪(51)固定在連接柄(4) 的連接件(42)上，該齒輪套在曲柄銷(32)上，且與曲柄銷(32)同軸，殼體上固定齒輪 (54)，該齒輪套在曲軸主軸(31)上，其中心與曲軸旋轉(zhuǎn)中心重合，兩齒輪通過(guò)同軸齒輪介 輪連接，兩同軸介輪的旋轉(zhuǎn)軸(55)設(shè)置在齒輪架(56)上，兩介輪分別與殼體固定齒輪(54) 和連接柄齒輪(51)相嚙合，其中殼體固定齒輪(54)和介輪(53)的傳動(dòng)比為2，介輪(52) 與連接柄齒輪(51)的傳動(dòng)比丸 n<formula>formula see original document page 2</formula>
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于三角形轉(zhuǎn)子的弧面是由三條60°的大半徑圓弧和三條60。的小半徑圓弧相切形成的封閉弧線，其中小半徑r二 (0.5 3) R，大半徑R' =2(3 + V^)i +r，所述的橄欖形型腔是由兩條120°的大半徑圓弧和兩條60° 的小半徑圓弧相切形成的封閉弧線，其小半徑和大半徑分別與轉(zhuǎn)子的小半徑和大半徑相同。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于每個(gè)轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)的殼體上均設(shè) 有進(jìn)氣口和出氣口，其對(duì)稱設(shè)置在橄欖形殼體型腔兩尖端附近的圓弧面上，出氣口 (12)靠 近橄欖形型腔的尖部，燃燒室(13)對(duì)應(yīng)的設(shè)在出氣口處或者進(jìn)氣口處，其型腔由兩個(gè)相切 的圓形空間組成，在相切處設(shè)有進(jìn)氣通道(14)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的橄欖形殼體型腔兩弧 面的中間位置分別設(shè)置溝槽，溝槽內(nèi)設(shè)置密封條(16)，密封條(16)通過(guò)溝槽內(nèi)的彈簧片緊 貼轉(zhuǎn)子，其朝向三角形轉(zhuǎn)子的一面為雙圓弧面且分別與轉(zhuǎn)子的大半徑圓弧曲線和小半徑圓弧 曲線相貼合。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于殼體端蓋(17)朝向轉(zhuǎn)子 的側(cè)面鑲嵌有陶瓷片(172)。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是一種橄欖形轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。其克服了現(xiàn)有的活塞往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)慣性大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的缺陷，以及現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩小，不能使燃料得到充分的燃燒，導(dǎo)致燃油量較大，同時(shí)制作工藝要求較高的缺陷。本發(fā)明包括曲軸、殼體和三角形轉(zhuǎn)子，在三角形轉(zhuǎn)子中心孔內(nèi)設(shè)置連接柄，連接柄與曲軸通過(guò)齒輪組連接，柄通過(guò)齒輪組的傳動(dòng)使連接柄的轉(zhuǎn)子連接軸中心的運(yùn)動(dòng)軌跡呈梭形，從而實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)的基本工作過(guò)程。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，產(chǎn)生的振動(dòng)小，輸出扭矩明顯提高，并且能夠使燃料充分燃燒，且使用燃料廣泛，機(jī)械磨損小。
文檔編號(hào)F02B53/02GK101576005SQ200810015978
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者峰 華 申請(qǐng)人:峰 華