專(zhuān)利名稱(chēng)：轉(zhuǎn)子-活塞內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及容積式(positive displacement)氣動(dòng)機(jī)，更具體地，本發(fā)明涉及內(nèi)燃 機(jī)。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)是傳統(tǒng)4沖程內(nèi)燃機(jī)的替代品。通常旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子_活 塞，該轉(zhuǎn)子_活塞在本體內(nèi)旋轉(zhuǎn)并將空氣或燃料_空氣混合物供給到燃燒室中，燃料_空 氣混合物在燃燒室中燃燒并依靠燃燒產(chǎn)物的能量產(chǎn)生燃燒沖程(尤其參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)利 No. 3040530,1962 ；美國(guó)專(zhuān)利No. 3579733，國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)F02B，1996 ；美國(guó)專(zhuān)利No. 5579733， 1996 ；美國(guó)專(zhuān)利 No. 6241499,2001 ；美國(guó)專(zhuān)利 No. 6530357，2003)。屬于Yaroshenko，V. P.的美國(guó)專(zhuān)利No. 6530357，2003，公開(kāi)了 一種旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)， 該旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)包括具有主圓柱形腔的本體。該主圓柱形腔包括同心地安裝在其中的轉(zhuǎn) 子-活塞。該轉(zhuǎn)子_活塞在其外圍表面上包括徑向凸起和徑向凹槽，這些徑向凸起和徑向 凹槽與本體內(nèi)壁一起限定多個(gè)封閉的弓形腔(segmental cavity)。成對(duì)的燃燒室對(duì)稱(chēng)地設(shè) 置在主圓柱形腔外，每個(gè)燃燒室均包括成進(jìn)口通道(inlet channel)和出口通道(outlet channel)形式的一對(duì)通道，燃燒室經(jīng)由這對(duì)通道與主圓柱形腔連通。每對(duì)通道中的出口通 道的通向主圓柱形腔的開(kāi)口相對(duì)于這對(duì)通道中的進(jìn)口通道的通向主圓柱形腔的開(kāi)口在轉(zhuǎn) 子-活塞旋轉(zhuǎn)方向上移位。徑向可移動(dòng)的分隔葉片(s印aration vane)安裝在這些開(kāi)口之 間，該分隔葉片鄰接轉(zhuǎn)子_活塞的外圍表面。進(jìn)口通道和出口通道都設(shè)置有氣體分配機(jī)構(gòu) 的受控閥。成對(duì)的進(jìn)氣通道(intake channel)和排氣通道(exhaust channel)對(duì)稱(chēng)地設(shè)置 在成對(duì)的進(jìn)口通道與出口通道之間。所述每對(duì)通道中的進(jìn)氣通道的通向內(nèi)圓柱形腔的開(kāi)口 相對(duì)于這對(duì)通道中的排氣通道的通向主圓柱形腔的開(kāi)口在轉(zhuǎn)子-活塞旋轉(zhuǎn)方向上移位。徑 向可移動(dòng)的分隔葉片安裝在這些開(kāi)口之間，該分隔葉片鄰接轉(zhuǎn)子-活塞的外圍表面。在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子_活塞在主圓柱形腔中繞其軸線旋轉(zhuǎn)，在由轉(zhuǎn)子_活塞的起伏 (relief)表面和主圓柱形腔的內(nèi)壁的起伏表面限定的每個(gè)弓形腔中執(zhí)行隨后的循環(huán)。當(dāng)轉(zhuǎn) 子_活塞的凸起經(jīng)過(guò)進(jìn)氣通道的開(kāi)口時(shí)，分割腔的體積開(kāi)始增大，且此時(shí)發(fā)生進(jìn)氣沖程。在 該沖程中，空氣混合物經(jīng)由進(jìn)氣通道進(jìn)入所述增大的弓形腔。特定的弓形腔然后被轉(zhuǎn)子-活塞的下一凸起從進(jìn)氣通道切斷，且其內(nèi)容物經(jīng)由燃 燒室的進(jìn)口通道以及該通道中的開(kāi)啟的進(jìn)口閥而推出至燃燒室。燃燒室的出口通道中的閥 關(guān)閉，并發(fā)生空氣混合物壓縮沖程。此時(shí)，在鄰近燃燒室中，發(fā)生先前泵入其中的燃料空氣 混合物的燃燒，且燃燒產(chǎn)物經(jīng)由出口通道和該燃燒室的開(kāi)啟的出口閥進(jìn)入，前一弓形腔因 而執(zhí)行燃燒沖程。此時(shí)，該燃燒室的進(jìn)口閥關(guān)閉。一旦轉(zhuǎn)子-活塞的隆起(ridge)已經(jīng)過(guò)進(jìn)口通道與出口通道之間的分隔葉片，該 燃燒室中壓縮的燃料_空氣混合物被點(diǎn)火，且在分隔葉片通過(guò)出口通道和開(kāi)啟的出口閥之 后燃燒產(chǎn)物進(jìn)入該弓形腔-則燃燒沖程發(fā)生。此時(shí)，該燃燒室的進(jìn)口閥關(guān)閉。
當(dāng)該隆起已經(jīng)過(guò)排氣通道的開(kāi)口時(shí)，該這部分內(nèi)的燃燒產(chǎn)物由下一隆起向外排出 (displace)，該隆起沿進(jìn)氣通道與排氣通道之間的分隔葉片延伸-排氣沖程發(fā)生。因此，如果該發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有六個(gè)隆起的轉(zhuǎn)子_活塞和四對(duì)燃燒室，則在轉(zhuǎn)子_活 塞的一次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生24個(gè)燃燒沖程，因而確證了扭矩的高平穩(wěn)度。此外，該發(fā)動(dòng)機(jī)中 的壓縮處理在這樣的燃燒室內(nèi)進(jìn)行，即，在初始?jí)毫Φ扔诨蚪咏h(huán)境壓力(即接近大氣壓) 時(shí)基本完全沒(méi)有燃燒產(chǎn)物，因而實(shí)現(xiàn)了高效地利用燃料_空氣混合物的燃燒產(chǎn)物能量。然而，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括以非線性方式布置的多個(gè)受控閥。這使得其設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，并 需要顯著的功率消耗來(lái)操作發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，具有四對(duì)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)必須包括16個(gè)閥，對(duì) 這些閥進(jìn)行控制需要圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)本體設(shè)置的至少4個(gè)分配軸或其他裝置。此外，燃料_空 氣混合物的燃燒與將燃燒產(chǎn)物排放到弓形腔中同時(shí)發(fā)生，這導(dǎo)致使用燃料_空氣混合物的 效率減小，因?yàn)槠渲幸徊糠秩剂蟔空氣混合物被燃燒產(chǎn)物捕獲并被帶離具有最佳燃燒條件 的區(qū)域。烏克蘭實(shí)用新型專(zhuān)利No. 25334,2007，公開(kāi)了一種改進(jìn)的Yaroshenko發(fā)動(dòng)機(jī)，該 發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有主圓柱形腔的本體，同心地安裝在本體內(nèi)的轉(zhuǎn)子-活塞。轉(zhuǎn)子-活塞在其外 圍表面上包括徑向凸起和徑向凹槽。這些凸起和凹槽與本體內(nèi)壁一起形成封閉的弓形腔。 至少兩個(gè)燃燒室對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在主圓柱形腔外，每個(gè)燃燒室均包括成進(jìn)口通道和出口通道形 式的一對(duì)通道，燃燒室經(jīng)由這對(duì)通道與主圓柱形腔連通。每對(duì)通道中的出口通道的通向主 圓柱形腔的開(kāi)口相對(duì)于這對(duì)通道中的進(jìn)口通道的通向主圓柱形腔的開(kāi)口在轉(zhuǎn)子-活塞旋 轉(zhuǎn)方向上移位。徑向可移動(dòng)的分隔葉片安裝在這些開(kāi)口之間，該分隔葉片鄰接轉(zhuǎn)子-活塞 的外圍表面。排氣通道和進(jìn)氣通道成對(duì)地且對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在成對(duì)的進(jìn)口通道與出口通道之 間。每對(duì)進(jìn)口通道和出口通道中的進(jìn)氣通道的通向主圓柱形腔的開(kāi)口相對(duì)于這對(duì)通道中的 排氣通道的通向主圓柱形腔的開(kāi)口在轉(zhuǎn)子-活塞轉(zhuǎn)動(dòng)方向上移位。徑向可移動(dòng)的分隔葉片 安裝在這些開(kāi)口之間，該分隔葉片鄰接轉(zhuǎn)子-活塞的外圍表面。每個(gè)燃燒室都被制成彼此 隔開(kāi)的三部分的形式，每個(gè)部分都能夠周期性地且不連續(xù)地經(jīng)過(guò)以下階段-當(dāng)腔連接到進(jìn)口通道時(shí)的進(jìn)氣階段，-當(dāng)腔關(guān)閉時(shí)的燃燒階段，以及-當(dāng)腔連接到出口通道時(shí)的排氣階段。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式，燃燒室段由分配圓柱形腔的內(nèi)表面并且由位于分配 轉(zhuǎn)子的隆起之間的凹槽的表面形成。分配轉(zhuǎn)子與120°循環(huán)不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(cyclic discrete turn drive)接合，并設(shè)置在分配圓柱形腔內(nèi)，該分配圓柱形腔經(jīng)由進(jìn)口通道和 出口通道與本體的圓柱形腔連通。進(jìn)口通道的通向分配腔的開(kāi)口相對(duì)于出口通道的通向該 分配腔的開(kāi)口在分配轉(zhuǎn)子的方向上移位。當(dāng)分配轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，分配轉(zhuǎn)子的凹槽之 間的分隔件的頂端位于這些開(kāi)口之間。該發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是需要采用可移動(dòng)的分隔葉片來(lái)隔開(kāi)轉(zhuǎn)子_活塞的弓形腔。 緊鄰轉(zhuǎn)子_活塞的表面設(shè)置這些葉片構(gòu)成一個(gè)非常困難的問(wèn)題，其解決方案將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī) 相當(dāng)復(fù)雜及其成本增加。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，葉片受到極大的側(cè)向荷載，同時(shí)它們 必須在其容器(pocket)中自由移動(dòng)，這為這種設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了額外的困難。還有一個(gè)缺 點(diǎn)是采用非常長(zhǎng)的進(jìn)口通道、出口通道、排氣通道、及進(jìn)氣通道；在氣體流經(jīng)這些通道過(guò)程 中，產(chǎn)生氣動(dòng)損耗，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種更簡(jiǎn)單、更可靠且更能量飽和設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子_活塞內(nèi)燃機(jī)， 其將既不需要分隔葉片，也不需要用于氣流運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)通道。本發(fā)明的目的通過(guò)包括本體的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該本體包括主圓柱形腔、同心地安 裝在該主圓柱形腔中的轉(zhuǎn)子-活塞。轉(zhuǎn)子_活塞在其外圍表面上包括徑向凸起和徑向凹槽。 徑向凸起和徑向凹槽與本體圓柱形內(nèi)壁一起形成多個(gè)封閉的弓形腔。此外，本體包括燃燒 室，該燃燒室包括用于噴射燃料的噴嘴和火花塞。燃燒室包括安裝在其中的三葉式分隔轉(zhuǎn) 子，并且可進(jìn)行轉(zhuǎn)過(guò)120°停止的不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。燃燒室之間設(shè)置有氣體分配裝置，該氣體分 配裝置包括進(jìn)口通道和出口通道。本發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于-每個(gè)燃燒室都被構(gòu)造成一個(gè)在燃燒室與主圓柱形腔相交處對(duì)主圓柱形腔開(kāi)放的 不完整的大體圓柱形腔，_分隔轉(zhuǎn)子的側(cè)表面被制成凹入的，其曲率半徑等于主圓柱形腔的曲率半徑，-每個(gè)分隔轉(zhuǎn)子都安裝成使得在其停止位置，其一個(gè)側(cè)表面形成主圓柱形腔的內(nèi) 表面的連續(xù)延伸部分，-每個(gè)氣體分配裝置都被構(gòu)造成一個(gè)在氣體分配裝置與主圓柱形腔相交處對(duì)主圓 柱形腔開(kāi)放的不完整的大體圓柱形腔，_每個(gè)氣體分配裝置都包括安裝在其中的三葉式分隔轉(zhuǎn)子，并且可在進(jìn)行轉(zhuǎn)過(guò) 120°停止的不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，-分配轉(zhuǎn)子的側(cè)表面被制成凹入的，其曲率半徑等于主圓柱形腔的曲率半徑，以及-每個(gè)分隔轉(zhuǎn)子都安裝成使得在其停止位置，其一個(gè)側(cè)表面形成主圓柱形腔的內(nèi) 表面的連續(xù)延伸部分。在這種設(shè)計(jì)中，其頂端直接滑過(guò)轉(zhuǎn)子_活塞的表面的分隔轉(zhuǎn)子和分配轉(zhuǎn)子都執(zhí)行 分隔葉片的功能。此外，燃燒室和氣體分配裝置的腔直接通過(guò)寬的開(kāi)口與轉(zhuǎn)子-活塞的弓 形腔連通，在氣流經(jīng)過(guò)這些開(kāi)口過(guò)程中，具有最小氣動(dòng)損耗。


現(xiàn)在將參照?qǐng)D1到圖3更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，圖1到圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn) 子-活塞內(nèi)燃機(jī)，其中其轉(zhuǎn)子-活塞處于不同的角位置(angular position)。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子_活塞內(nèi)燃機(jī)包括本體1，該本體包括主圓柱形腔，該主圓柱形 腔中同心地安裝有轉(zhuǎn)子_活塞2。轉(zhuǎn)子-活塞2在其外圍表面上包括六個(gè)徑向凸起3-8和 六個(gè)徑向凹槽9-14。這六個(gè)徑向凸起3-8和六個(gè)徑向凹槽9-14與本體1的圓柱形內(nèi)壁一 起形成多個(gè)封閉的弓形腔15_20(圖1到圖3)。四個(gè)燃燒室21-24同心地設(shè)置在本體1的主圓柱形腔周?chē)?。燃燒?1_24被構(gòu)造 成在它們與主圓柱形腔相交處對(duì)主圓柱形腔開(kāi)放的不完整的圓柱形腔。燃燒室21-24設(shè)置 有用于噴射燃料的噴嘴25和火花塞26。燃燒室21-24包括安裝在其中的三葉式分隔轉(zhuǎn)子 (three-blade separating rotor) 27-30，這些三葉式分隔轉(zhuǎn)子連接至使其在轉(zhuǎn)過(guò)120°停
5止的裝置。分隔轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)子_活塞旋轉(zhuǎn)同步，從而使得當(dāng)轉(zhuǎn)子_活塞的凸起滑過(guò)分 隔轉(zhuǎn)子的側(cè)表面時(shí)，分隔轉(zhuǎn)子保持不動(dòng)，而當(dāng)轉(zhuǎn)子-活塞的徑向凹槽在分隔轉(zhuǎn)子下面時(shí)，分 隔轉(zhuǎn)子繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，且其頂部以無(wú)間隙的方式滑過(guò)轉(zhuǎn)子_活塞的凹槽的表面。類(lèi)似地，四個(gè)氣體分配裝置31-34同心地設(shè)置在本體1的主圓柱形腔周?chē)椅挥?燃燒室21-24之間。氣體分配裝置31-34也被構(gòu)造成在氣體分配裝置與主圓柱形腔相交處 對(duì)本體1的主圓柱形腔開(kāi)放的不完整的圓柱形腔的形式。氣體分配裝置31-34設(shè)置有出口 通道35和進(jìn)口通道36。氣體分配裝置31-34包括安裝在其腔內(nèi)的三葉式分配轉(zhuǎn)子37-40， 這些三葉式分配轉(zhuǎn)子連接至使其在轉(zhuǎn)過(guò)120°停止的裝置。分配轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)也與轉(zhuǎn)子-活 塞旋轉(zhuǎn)同步，如上面關(guān)于分隔轉(zhuǎn)子所描述的。分隔轉(zhuǎn)子27-30和分配轉(zhuǎn)子37-40兩者的側(cè)表面都被制成凹入的，其曲率半徑等 于主圓柱形腔的曲率半徑。每個(gè)轉(zhuǎn)子27-30和37-40都安裝成使得在其停止位置，其一個(gè) 側(cè)表面形成本體1的主圓柱形腔的內(nèi)表面的連續(xù)延伸部分。氣體分配裝置31-34還可設(shè)置 有清污通道41-44。轉(zhuǎn)子-活塞2與動(dòng)力輸出軸(power take-off shaft) 45耦合。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子-活塞2在本體1的主圓柱形腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子-活塞2的凸起3-8 滑過(guò)本體1的主圓柱形腔的內(nèi)圓柱形表面并緊鄰該表面，從而消除或最小化弓形腔15-20 之間的氣體交換。每個(gè)分隔轉(zhuǎn)子27-30都帶有停止地轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)子_活塞2旋轉(zhuǎn)同步，從而使 得在任何時(shí)候，分隔轉(zhuǎn)子的一個(gè)頂部或其一個(gè)側(cè)表面都緊鄰轉(zhuǎn)子_活塞2的表面，并且沒(méi)有 氣體流經(jīng)接觸區(qū)。該過(guò)程可更詳細(xì)地說(shuō)明如下在停止?fàn)顟B(tài)中，每個(gè)分隔轉(zhuǎn)子27-30都處于 這樣的位置，即，其一個(gè)側(cè)表面形成本體1的主圓柱形腔的內(nèi)表面的連續(xù)延伸部分，并且轉(zhuǎn) 子-活塞2的徑向凸起3-8中的一個(gè)滑過(guò)該延伸部分。圖1和圖3中的分隔轉(zhuǎn)子28和30、 以及圖2中的分隔轉(zhuǎn)子27和29處于停止?fàn)顟B(tài)。在停止?fàn)顟B(tài)中，分隔轉(zhuǎn)子27-30將燃燒室腔分成與轉(zhuǎn)子_活塞2的弓形腔隔開(kāi)的 腔F和G。轉(zhuǎn)子-活塞2的弓形腔15-20與本體1的主圓柱形腔的內(nèi)壁以及分隔轉(zhuǎn)子和分 配轉(zhuǎn)子的側(cè)表面一起限定封閉的腔M。在滑過(guò)分隔轉(zhuǎn)子的側(cè)表面的轉(zhuǎn)子_活塞2的凸起即將完全離開(kāi)該側(cè)表面時(shí)，分隔 轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)(參見(jiàn)圖1和圖3中的分隔轉(zhuǎn)子27和29、圖1和圖2中的分隔轉(zhuǎn)子28和30)， 在該轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，分隔轉(zhuǎn)子的頂部以無(wú)間隙的方式滑過(guò)轉(zhuǎn)子-活塞2的凹槽的表面。分隔 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)120°，并在轉(zhuǎn)子-活塞2的下一凸起的前緣到達(dá)燃燒室時(shí)停止；且該徑向凸起隨 后滑過(guò)此時(shí)已達(dá)到靜止位置的分隔轉(zhuǎn)子的側(cè)表面。在分隔轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其與燃燒室 壁一起形成-增大的室H;-隔離的室K;以及-減小的室L(其體積減小)。同時(shí)，形成增大的室P和減小的室N，其由分隔轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子_活塞2和本體1的主 圓柱形腔的鄰近表面界定。類(lèi)似地，每個(gè)分配轉(zhuǎn)子37-40都帶有停止地轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)子_活塞2旋轉(zhuǎn)同 步，從而使得在任何時(shí)間，分隔轉(zhuǎn)子的一個(gè)頂部或其一個(gè)側(cè)表面都緊鄰轉(zhuǎn)子_活塞2的表面，并且沒(méi)有氣體流經(jīng)接觸區(qū)。該過(guò)程可更詳細(xì)地說(shuō)明如下在停止?fàn)顟B(tài)中，每個(gè)分隔轉(zhuǎn)子 37-40都處于這樣的位置，即，其一個(gè)側(cè)表面形成本體1的主圓柱形腔的內(nèi)表面的連續(xù)延伸 部分，并且轉(zhuǎn)子-活塞2的徑向凸起3-8中的一個(gè)滑過(guò)該延伸部分。圖1中的分配轉(zhuǎn)子37 和39、圖2中的分配轉(zhuǎn)子37和39、以及圖3中的分配轉(zhuǎn)子38和40處于停止?fàn)顟B(tài)。在其靜止位置中，分配轉(zhuǎn)子37-40將氣體分配裝置室腔分成與轉(zhuǎn)子_活塞2的弓 形腔隔開(kāi)的腔A和B。在滑過(guò)分隔轉(zhuǎn)子的側(cè)表面的轉(zhuǎn)子-活塞2的徑向凸起即將完全離開(kāi)該側(cè)表面時(shí)， 分配轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)(參見(jiàn)圖1中的分配轉(zhuǎn)子40和38、圖3中的分配轉(zhuǎn)子37和39)，在該轉(zhuǎn) 動(dòng)過(guò)程中，分配轉(zhuǎn)子的頂部以無(wú)間隙的方式滑過(guò)轉(zhuǎn)子-活塞2的凹槽的表面。分配轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 過(guò)120°，并在轉(zhuǎn)子-活塞2的下一凸起的前緣達(dá)到該分配轉(zhuǎn)子設(shè)置于其中的凹槽時(shí)停止； 且該徑向凸起隨后滑過(guò)該分配轉(zhuǎn)子的側(cè)表面。在分配轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其與氣體分配裝 置室壁一起形成-增大的室C;-隔離的室D；以及-減小的室E。圖1-圖3中描述的發(fā)動(dòng)機(jī)具有對(duì)稱(chēng)的設(shè)計(jì)；因此，在其任何沿直徑相對(duì)的元件中 都發(fā)生基本相同的過(guò)程。例如，轉(zhuǎn)子在氣體分配裝置32和34內(nèi)的位置和其中的過(guò)程將總 是基本相同的。對(duì)于第二對(duì)氣體分配裝置31和33、成對(duì)的燃燒室21和23、以及成對(duì)的燃 燒室24和26的情形也是如此。現(xiàn)在將僅描述關(guān)于這些對(duì)中的一個(gè)代表的過(guò)程，這足以用 于從整體上理解根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。下面參照?qǐng)D1，燃燒室24的分隔轉(zhuǎn)子30處于靜止?fàn)顟B(tài)，且轉(zhuǎn)子-活塞2的凸起8 滑過(guò)其側(cè)表面。燃燒室24被分成兩個(gè)隔開(kāi)的腔F和G。腔F填充有新鮮空氣，以經(jīng)由噴嘴 25將燃料噴射到其中，從而產(chǎn)生燃料_空氣混合物。高壓下的腔G填充有燃料-空氣混合 物燃燒產(chǎn)物。在燃燒室24之后，設(shè)置包括分配轉(zhuǎn)子40的氣體分配裝置34。圖1示出了分配轉(zhuǎn) 子40在轉(zhuǎn)過(guò)120°的初始階段當(dāng)其一個(gè)頂部已經(jīng)開(kāi)始滑過(guò)凹槽14的表面時(shí)的位置。氣體 分配裝置34的出口通道35、進(jìn)口通道36、以及清污通道42是開(kāi)啟的；在增加的腔D中，發(fā) 生清污和新鮮空氣的填充，同時(shí)減小的腔E填充有新鮮空氣，且該新鮮空氣開(kāi)始進(jìn)入弓形 腔14的增大的腔P。弓形腔14的減小的腔N填充有廢燃燒產(chǎn)物，該廢燃燒產(chǎn)物被擠出到氣 體分配裝置34的增加的腔C。圖1中分配轉(zhuǎn)子27進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)，并且其一個(gè)頂部滑過(guò)將其分成腔N和P的徑向 凹槽9的表面。燃燒室21的腔被分配轉(zhuǎn)子27分成增大的腔H、封閉的腔K、及減小的腔L。 腔N和H彼此連通，并填充有空氣，以為下一部分的燃料_空氣混合物做準(zhǔn)備。在腔K中， 由火花塞26引發(fā)燃料-空氣混合物的燃燒，在此過(guò)程中，腔K填充有高壓下的燃燒產(chǎn)物。 腔L和P也填充有從該燃燒室內(nèi)的前面部分的燃料_空氣混合物的燃燒接收的高壓下的燃 料-空氣混合物燃燒產(chǎn)物。由燃燒產(chǎn)物向徑向凹槽9的界定腔P的區(qū)域施加的壓力產(chǎn)生 力R，該力R的方向從轉(zhuǎn)子_活塞2的軸線偏移。結(jié)果，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子_活塞2處于運(yùn)轉(zhuǎn)中 (即，發(fā)生燃燒沖程)的扭矩。在沿直徑相對(duì)的燃燒室29中發(fā)生基本相同的過(guò)程，且結(jié)果扭 矩加倍。
氣體分配裝置31設(shè)置在燃燒室21之后。圖1中的分配轉(zhuǎn)子37是靜止的且形成 腔A和B。腔A的燃燒產(chǎn)物被清除，并為接收新鮮空氣做準(zhǔn)備。同時(shí)腔B注有新鮮空氣。圖2示出了發(fā)動(dòng)機(jī)元件在轉(zhuǎn)子-活塞已向前轉(zhuǎn)過(guò)約23°時(shí)的位置。燃燒腔室26 中的分配轉(zhuǎn)子30在旋轉(zhuǎn)中；來(lái)自腔L的高壓下的燃燒產(chǎn)物進(jìn)入弓形腔19的腔P，并執(zhí)行如 上所述的燃燒沖程。來(lái)自減小的腔N的新鮮空氣被擠出到燃燒室的增大的腔H。在腔K中， 由火花塞26引發(fā)燃料-空氣混合物的燃燒，在該過(guò)程中，該腔填充有高壓下的燃燒產(chǎn)物。圖2中的氣體分配裝置34的分配轉(zhuǎn)子40正在完成其轉(zhuǎn)過(guò)120°。來(lái)自腔C的燃 燒廢物和清污產(chǎn)物的排放結(jié)束，并開(kāi)始向腔D泵送新鮮空氣。弓形腔20的腔P幾乎已達(dá)到 其最大體積，并填充有新鮮空氣。在用新鮮空氣對(duì)該腔進(jìn)行清污之后，在排放過(guò)程結(jié)束時(shí)， 該腔將填充有基本潔凈的空氣。燃燒室21的分隔轉(zhuǎn)子27處于靜止?fàn)顟B(tài)。燃料經(jīng)由噴嘴25噴射到腔F，而腔G填 充有高壓下的燃燒產(chǎn)物。圖2中氣體分配裝置的分配轉(zhuǎn)子37處于靜止?fàn)顟B(tài)，并形成腔A和B。腔A基本沒(méi) 有燃燒產(chǎn)物并為接收新鮮空氣做準(zhǔn)備。此時(shí)將新鮮空氣噴射到腔中已經(jīng)完成或正在完成。圖3示出了發(fā)動(dòng)機(jī)元件在轉(zhuǎn)子-活塞已向前進(jìn)一步轉(zhuǎn)過(guò)約24°時(shí)的位置。燃燒 室26中的分隔轉(zhuǎn)子30處于靜止?fàn)顟B(tài)。腔F填充有新鮮空氣，且經(jīng)由噴嘴25將燃料噴射到 其中。弓形腔20填充有廢燃燒產(chǎn)物，廢燃燒產(chǎn)物被轉(zhuǎn)移到氣體分配裝置34，以便后續(xù)的排 放。圖3中氣體分配裝置34的分配轉(zhuǎn)子40處于靜止?fàn)顟B(tài)。氣體分配裝置34的腔A 基本沒(méi)有廢燃燒產(chǎn)物，且將新鮮空氣噴射到腔B中正在完成。燃燒室21的分隔轉(zhuǎn)子27處于其轉(zhuǎn)過(guò)120°的中間階段。新鮮空氣從弓形腔15的 減小的腔N進(jìn)入增大的腔H中，同時(shí)，在腔K中，燃料-空氣混合物的燃燒和用高壓下的燃 燒產(chǎn)物填充該腔的過(guò)程正在完成。減小的腔L中容納的燃燒產(chǎn)物流入弓形腔15的增大腔 P中，并執(zhí)行如上所述的燃燒沖程。圖3中氣體分配裝置31的分配轉(zhuǎn)子37處于其轉(zhuǎn)過(guò)120°的最后階段。來(lái)自弓形 腔16的減小的腔N的廢燃燒產(chǎn)物進(jìn)入氣體分配裝置31的增大的腔C并從中排放。腔D基 本沒(méi)有廢燃燒產(chǎn)物，且來(lái)自減小的腔E的新鮮空氣進(jìn)入弓形腔16的增大的腔P中。當(dāng)轉(zhuǎn)子-活塞進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，上面的過(guò)程周期性地重復(fù)。在轉(zhuǎn)子_活塞的一次旋 轉(zhuǎn)過(guò)程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生在時(shí)間上均勻分配的12對(duì)燃燒沖程，從而實(shí)現(xiàn)了扭矩的高平穩(wěn) 度。燃燒室和氣體分配裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子確保了轉(zhuǎn)子-活塞的弓形腔的劃分，而無(wú)需采用具 有固有缺點(diǎn)的分隔葉片。最后，通過(guò)短而寬的開(kāi)口進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的功能元件之間的氣體交換， 其中氣動(dòng)損耗最小化。前面的詳細(xì)說(shuō)明并非意在限于這里闡述的特定形式，而是相反地，意在覆蓋本領(lǐng) 域技術(shù)人員設(shè)計(jì)的這類(lèi)替換、修改、及等效物，這些都可合理地包含在所附權(quán)利要求的精神 和范疇內(nèi)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可包括不同數(shù)目的燃燒室和氣體分配裝置，或可包括具有不同數(shù)目 的凸起和凹槽的轉(zhuǎn)子_活塞；發(fā)動(dòng)機(jī)可裝配有清污氣體分配裝置室的傳統(tǒng)裝置、用于提高 燃料_空氣混合物制備的質(zhì)量的裝置、用于優(yōu)化燃料_空氣混合物燃燒過(guò)程的裝置、以及其 他類(lèi)似裝置。
權(quán)利要求
1. 一種轉(zhuǎn)子-活塞內(nèi)燃機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括 本體，所述本體包括主圓柱形腔，轉(zhuǎn)子-活塞，同心地安裝在所述主圓柱形腔中，所述轉(zhuǎn)子-活塞在其外圍表面上包括徑 向凸起和徑向凹槽，所述徑向凸起和徑向凹槽與所述本體的大體圓柱形內(nèi)壁一起形成多個(gè) 封閉的弓形腔，燃燒室，包括用于噴射燃料的噴嘴及火花塞，三葉式分隔轉(zhuǎn)子，安裝在所述燃燒室內(nèi)，并且所述三葉式分隔轉(zhuǎn)子可進(jìn)行轉(zhuǎn)過(guò)120°停 止的不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，以及氣體分配裝置，包括進(jìn)口通道和出口通道， 其特征在于，每個(gè)燃燒室都被構(gòu)造成一個(gè)在所述燃燒室與所述主圓柱形腔相交處對(duì)所述主圓柱形 腔開(kāi)放的不完整的大體圓柱形腔，所述分隔轉(zhuǎn)子的側(cè)表面被制成凹入的，所述分隔轉(zhuǎn)子的曲率半徑等于所述主圓柱形腔 的曲率半徑，每個(gè)分隔轉(zhuǎn)子都被安裝成使得在其停止位置，其一個(gè)側(cè)表面形成所述主圓柱形腔的內(nèi) 表面的連續(xù)延伸部分，每個(gè)氣體分配裝置都被構(gòu)造成一個(gè)在所述氣體分配裝置與所述主圓柱形腔相交處對(duì) 所述主圓柱形腔開(kāi)放的不完整的大體圓柱形腔，每個(gè)氣體分配裝置都包括安裝在其中的三葉式分隔轉(zhuǎn)子，并且所述三葉式分隔轉(zhuǎn)子可 進(jìn)行轉(zhuǎn)過(guò)120°停止的不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述分配轉(zhuǎn)子的側(cè)表面被制成凹入的，所述分配轉(zhuǎn)子的曲率半徑等于所述主圓柱形腔 的曲率半徑，并且每個(gè)分配轉(zhuǎn)子都安裝成使得在其停止位置，其一個(gè)側(cè)表面形成所述主圓 柱形腔的內(nèi)表面的連續(xù)延伸部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種容積式氣動(dòng)機(jī)，更具體地，本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子-活塞內(nèi)燃機(jī)包括本體，該本體包括主圓柱形腔；同心地安裝在該主圓柱形腔中的轉(zhuǎn)子-活塞，該轉(zhuǎn)子-活塞在其外圍表面上包括徑向凸起和徑向凹槽，這些徑向凸起和徑向凹槽與本體的大體圓柱形內(nèi)壁一起形成多個(gè)封閉的弓形腔；包括用于噴射燃料的噴嘴及火花塞的燃燒室；三葉式分隔轉(zhuǎn)子，安裝在所述燃燒室內(nèi)，并且可進(jìn)行轉(zhuǎn)過(guò)120°停止的不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；以及氣體分配裝置，包括進(jìn)口通道和出口通道。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子-活塞內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是扭矩的高平穩(wěn)度、無(wú)需采用分隔葉片的轉(zhuǎn)子-活塞的弓形腔的劃分、以及減小氣動(dòng)損耗。
文檔編號(hào)F01C1/20GK102007272SQ200980113110
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者維克托·普羅科波夫伊赫·亞羅申科 申請(qǐng)人:克里斯托弗·薩拉尼克