專利名稱：一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體及轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體及轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)公開了多種類型和結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)。其中，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)最為成熟，應(yīng)用最為廣泛；三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)雖然已經(jīng)在市場(chǎng)應(yīng)用，但應(yīng)用的范圍還十分有限。瑞士專利文獻(xiàn)CH71501公開了一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，請(qǐng)參考圖1，該圖是瑞士專利文獻(xiàn)CH71501公開的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。該轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)包括定子部分(圖中未示出)和轉(zhuǎn)子部分，轉(zhuǎn)子部分包括殼體10、曲軸20和兩個(gè)活塞，殼體10可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子部分上，殼體10的旋轉(zhuǎn)軸線為01。殼體10內(nèi)形成缸筒11，在殼體10外端部設(shè)置有排氣門；與排氣門相對(duì)應(yīng)，還設(shè)置相應(yīng)的挺桿、搖臂等配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。曲軸20包括主軸頸和曲柄銷，所述主軸頸可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子部分上；主軸頸上還設(shè)置外齒輪，殼體10設(shè)置有與該外齒輪相嚙合的齒圈； 主軸頸的軸線02與上述旋轉(zhuǎn)軸線01保持平行，且二者之間具有預(yù)定距離，使殼體10和曲軸20繞不同的軸線旋轉(zhuǎn)。活塞包括活塞體31和連桿32，連桿32 —端與活塞體31相連，另一端與曲軸20的曲柄銷相連。上述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是在進(jìn)氣沖程中，相對(duì)于殼體10，活塞體31從上向下移動(dòng)時(shí)(以圖1為參照)，進(jìn)氣門打開，新鮮空氣通過進(jìn)氣門進(jìn)入缸筒11中；壓縮沖程中，活塞體31從下向上移動(dòng)，進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，將空氣壓縮；在作功沖程中，燃料燃燒作功，驅(qū)動(dòng)活塞體31向下移動(dòng)，活塞體31再通過連桿32驅(qū)動(dòng)曲軸20繞其主軸頸的軸線 02旋轉(zhuǎn)；在排氣沖程中，活塞體31從下向上移動(dòng)，排氣門打開，燃燒后的廢氣通過排氣門排出。曲軸20在連桿32驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過端部的外齒輪和齒圈驅(qū)動(dòng)殼體10以預(yù)定的速度繞旋轉(zhuǎn)軸線01旋轉(zhuǎn)；殼體10的旋轉(zhuǎn)速度低于曲軸20的旋轉(zhuǎn)速度，并使曲軸20旋轉(zhuǎn)速度與殼體10的旋轉(zhuǎn)速度之間具有預(yù)定的比例。由于工作過程中殼體10保持旋轉(zhuǎn)，該發(fā)動(dòng)機(jī)稱為轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。該轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)需要設(shè)置進(jìn)氣門和排氣門，也造成其不可克服的不足。對(duì)于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)來講，其優(yōu)勢(shì)在于具有較高的輸出轉(zhuǎn)速；為了發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，在工作過程中，殼體需要保持高速旋轉(zhuǎn)；殼體高速旋轉(zhuǎn)會(huì)使缸筒內(nèi)的空氣會(huì)受到離心力作用；在排氣門打開時(shí)，缸筒內(nèi)的空氣就會(huì)在離心力作用下向外甩出，使缸筒內(nèi)形成一定的真空度，使缸筒11的有效進(jìn)氣量減少。基于上述原因，為了保持有效進(jìn)氣量，就需要對(duì)殼體的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行限制；對(duì)殼體旋轉(zhuǎn)速度的限制就限制了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，無法發(fā)揮轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)。因此，如何減小離心力對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的不利影響，以提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的能效和功率是當(dāng)前首要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于，提供一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，以減小離心力對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的不利影響，提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的能效和功率。
在提供轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體包括一端封閉的氣缸和與所述氣缸另一端相固定的曲軸箱，所述氣缸內(nèi)壁圍成的空間為缸筒，所述殼體上設(shè)置連通殼體的缸筒的進(jìn)氣通路和排氣通路，所述排氣通路設(shè)置在所述氣缸側(cè)壁上并貫穿所述氣缸側(cè)壁，其內(nèi)開口與所述氣缸的封閉端之間具有預(yù)定的距離。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣通路包括設(shè)置在所述氣缸內(nèi)側(cè)壁上的進(jìn)氣孔和設(shè)置在所述曲軸箱側(cè)壁內(nèi)的進(jìn)氣槽，所述進(jìn)氣通路連通所述氣缸缸筒內(nèi)的空間和曲軸箱內(nèi)的空間。優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體包括兩個(gè)所述氣缸，且兩個(gè)所述氣缸均與一個(gè)所述曲軸箱固定，且相對(duì)于該曲軸箱對(duì)稱分布。優(yōu)選地，所述排氣通路延伸方向與所述缸筒的軸線相垂直。優(yōu)選地，所述殼體具有多個(gè)所述進(jìn)氣通路。優(yōu)選地，多個(gè)所述進(jìn)氣通路均勻分布在所述缸筒的軸線四周。優(yōu)選地，所述氣缸外壁上具有向外延伸的散熱片。優(yōu)選地，所述散熱片為板狀結(jié)構(gòu)，且其延展平面與所述缸筒的軸線相平行。優(yōu)選地，所述曲軸箱外壁上具有向外延伸的散熱片。優(yōu)選地，所述排氣通路的內(nèi)開口與所述氣缸封閉端之間的最小距離小于所述進(jìn)氣孔的內(nèi)開口與所述氣缸封閉端之間的最小距離。為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸、活塞和如上所述的殼體；其中所述殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子部分上，所述曲軸的主軸頸可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子部分上，所述殼體相對(duì)于定子部分的旋轉(zhuǎn)軸線與曲軸的主軸頸的軸線平行；所述曲軸包括主軸頸和曲柄銷；所述主軸頸與曲軸箱還分別設(shè)置有外齒輪與齒圈，所述外齒輪與齒圈相嚙合；所述活塞包括活塞體和連桿，所述連桿一端與曲柄銷相連，另一端與活塞體相連， 所述活塞體與所述缸筒相配合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體中，所述排氣通路位于氣缸的側(cè)壁上，且所述排氣通路的內(nèi)開口與所述氣缸封閉端之間具有預(yù)定的距離，即在排氣通路的內(nèi)開口與氣缸的燃燒室之間具有預(yù)定的距離，所以在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，即使殼體高速旋轉(zhuǎn)，氣缸缸筒內(nèi)的至少一部分空氣不在會(huì)離心力作用下通過排氣通路向外流出，進(jìn)而能夠保證轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)具有足夠的進(jìn)氣量。同時(shí)，由設(shè)置在氣缸內(nèi)側(cè)壁的進(jìn)氣孔和設(shè)置在氣缸側(cè)壁內(nèi)的進(jìn)氣槽組成的進(jìn)氣通路將缸筒與曲軸箱的空間相連通，也可以避免在離心力作用下增加進(jìn)氣阻力，并且還可以利用氣缸壁對(duì)新鮮空氣進(jìn)行預(yù)熱。因此采用上述殼體的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)可以減小離心力對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的不利影響，即減小了對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，為進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的能效和功率，發(fā)揮轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)提供前提。另外，由于排氣通路的內(nèi)開口與缸筒的最頂部之間的最小距離小于進(jìn)氣孔的內(nèi)開口與缸筒的最頂部之間的最小距離，所以采用上述殼體的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中，當(dāng)活塞向下移動(dòng)進(jìn)入排氣階段時(shí)，燃燒室首先與排氣通路相通，高溫高壓氣可以通過排氣通路排出；并且在活塞繼續(xù)向下移動(dòng)，燃燒室與進(jìn)氣孔相通時(shí)，燃燒室內(nèi)的高溫高壓氣體壓力已經(jīng)減小。這樣不僅可以避免缸筒內(nèi)高溫高壓氣體通過進(jìn)氣孔進(jìn)入進(jìn)氣通路中，進(jìn)而避免高溫高壓氣體點(diǎn)燃進(jìn)氣通路內(nèi)的可燃?xì)怏w，還可以為可燃?xì)怏w進(jìn)入燃燒室提供便利。
此外，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體中，將進(jìn)氣通路的進(jìn)氣孔和排氣通路設(shè)置在氣缸的側(cè)壁上，這樣就可以將位于氣缸端部的配氣機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到側(cè)面的位置，即可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的整體半徑，從而有利于減小轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，方便轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝與應(yīng)用。


圖1是瑞士專利文獻(xiàn)CH71501公開的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖
圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2中A-A剖視圖4是實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子部分的結(jié)構(gòu)示意圖5是圖4中B-B剖視圖6是圖5中，氣缸的軸側(cè)圖7是圖5中，曲軸的剖視結(jié)構(gòu)示意圖8是圖5中，活塞連桿總成的軸側(cè)圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子部分的爆炸圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，配氣盤的主視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。為了描述的方便，以下在對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述的同時(shí)，對(duì)其轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體進(jìn)行描述，不再單獨(dú)對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體進(jìn)行描述。請(qǐng)參考圖2和圖3，圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2中A-A剖視圖。實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)包括定子部分100和轉(zhuǎn)子部分200，定子部分 100與預(yù)定的基礎(chǔ)固定，轉(zhuǎn)子部分200可相對(duì)于定子部分100旋轉(zhuǎn)。以下對(duì)轉(zhuǎn)子部分200的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。請(qǐng)參考圖4和圖5，圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子部分的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圖4中B-B剖視圖。轉(zhuǎn)子部分200包括兩個(gè)氣缸210、一個(gè)曲軸箱220、一個(gè)曲軸230和兩個(gè)活塞M0，其中兩個(gè)氣缸210固定在曲軸箱220上，并且相對(duì)于曲軸箱220對(duì)稱分布，構(gòu)成了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體。結(jié)合圖5，并參考圖6，圖6是圖5中氣缸的軸側(cè)圖。氣缸220的一端封閉，另一端與曲軸箱220固定，氣缸210內(nèi)壁圍成的空間為缸筒。如圖5所示，在氣缸210的側(cè)壁上設(shè)置有排氣通路211，排氣通路211貫穿氣缸210的側(cè)壁，并且其內(nèi)開口與缸筒的最頂部的封閉端之間具有預(yù)定的距離h，該預(yù)定距離h的大小可以根據(jù)進(jìn)氣壓力、額定工況及額定功率等因素來確定；在優(yōu)選的技術(shù)方案中，排氣通路211為直孔，并且其延伸方向與氣缸210缸筒的軸線相垂直。氣缸210側(cè)壁上還設(shè)置有進(jìn)氣孔212，進(jìn)氣孔212的一個(gè)開口 21 位于
5缸筒內(nèi)壁面上，另一開口 212b位于氣缸210的端面上。結(jié)合圖5，并參考圖7，圖7是圖5中曲軸的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。本例中，曲軸230為組合式曲軸，包括兩個(gè)主軸頸231和一個(gè)曲柄銷232，曲柄銷232兩端分別安裝在主軸頸231 的兩個(gè)曲柄233上，主軸頸231的軸線與曲柄銷232的軸線平行，且兩軸線之間具有相應(yīng)的距離，即曲柄銷232具有一定的偏心距。優(yōu)選的技術(shù)方案中，為保證曲軸230的動(dòng)平衡，在曲柄233相對(duì)稱的一側(cè)還設(shè)置有平衡塊。另外，在一個(gè)主軸頸231上還設(shè)置有外齒輪234。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D8，圖8是圖5中活塞連桿總成的軸側(cè)圖。兩個(gè)活塞240均包括活塞體 241和連桿242 ；本例中，活塞體241與連桿242固定相連；而且，兩個(gè)活塞240的兩個(gè)連桿 242也固定連接在一起，這樣，兩個(gè)活塞240就形成轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞連桿總成。兩個(gè)活塞 240的連桿M2固定相連的端部相互扣合，形成一個(gè)與曲柄銷232相配合的安裝孔。結(jié)合圖3和圖5，并參考圖9，圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子部分的爆炸圖。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中的曲軸箱220兩側(cè)分別通過旋轉(zhuǎn)組件與定子部分100可旋轉(zhuǎn)相連，其旋轉(zhuǎn)軸線為01。本例中，曲軸箱220包括曲軸箱體221和飛輪盤222，曲軸箱體221 和飛輪盤222通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定相連。在飛輪盤222內(nèi)設(shè)置有齒圈224。兩個(gè)活塞MO的活塞體241分別與兩個(gè)氣缸210的缸筒相配合，在缸筒內(nèi)壁與活塞體241頂面之間形成燃燒室；活塞連桿總成形成的安裝孔與曲軸230的曲柄銷232相連， 使曲柄銷232可以相對(duì)于連桿242及活塞連桿總成旋轉(zhuǎn)。曲軸230的兩個(gè)主軸頸231分別與定子部分100可旋轉(zhuǎn)相連，主軸頸231的軸線為02。上述旋轉(zhuǎn)軸線01與該軸線02平行且不重合，二者之間具有預(yù)定的距離。曲軸箱220上的齒圈2M與主軸頸231上的外齒輪234相嚙合。使齒圈2M與外齒輪234保持嚙合的目的在于使曲軸230和殼體之間保持預(yù)定的轉(zhuǎn)速比。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，使齒圈2M與氣缸210或殼體的其他部分保持相對(duì)固定，使殼體具有適當(dāng)?shù)凝X圈，同樣可以達(dá)到使曲軸230與殼體保持預(yù)定轉(zhuǎn)速比的目的。與氣缸210側(cè)壁上的進(jìn)氣孔212相對(duì)應(yīng)，曲軸箱220的側(cè)壁上還設(shè)置有進(jìn)氣槽 223，該進(jìn)氣槽223與進(jìn)氣孔212的位于氣缸210端面上的開口 212b相對(duì)應(yīng)，二者形成進(jìn)氣通路，該進(jìn)氣通路可以連通氣缸210缸筒內(nèi)的空間和曲軸箱220內(nèi)的空間。在本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)氣通路為兩個(gè)，即氣缸210上設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣孔212，曲軸箱220上設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣槽223，并且兩個(gè)進(jìn)氣通路均勻分布在氣缸210缸筒的軸線四周。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，進(jìn)氣通路設(shè)置為兩個(gè)只是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例，在其他實(shí)施例中，進(jìn)氣通路還可以設(shè)置為多個(gè)，進(jìn)氣通路的個(gè)數(shù)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理相同，即通過燃料燃燒作功，驅(qū)動(dòng)活塞240驅(qū)動(dòng)曲軸230旋轉(zhuǎn)，通過曲軸230與殼體之間的外齒輪234和齒圈2M使殼體與曲軸230之間以預(yù)定的轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理不相同的是本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)為二沖程工作的發(fā)動(dòng)機(jī)。在第一沖程期間，完成進(jìn)氣和壓縮過程，在第二沖程期間，完成作功和排氣過程；該過程可以與現(xiàn)有的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程相同，在此不同贅述。通過適當(dāng)設(shè)置排氣通路211內(nèi)開口與進(jìn)氣孔內(nèi)開口 21 之間的關(guān)系及配氣相位，也可以將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，以適應(yīng)實(shí)際需要。此外，將排氣通路211設(shè)置在氣缸210的側(cè)壁中，可以方便地將位于氣缸210端部的配氣機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到側(cè)面的位置；這樣可以減小轉(zhuǎn)子部分200半徑，從而有利于減小轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，方便轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝與應(yīng)用。本例中，在整個(gè)工作過程中，進(jìn)氣通路與曲軸箱220內(nèi)空間保持相通，進(jìn)氣通路與活塞體241頂側(cè)燃燒室之間的通斷根據(jù)活塞體Ml的位置確定，即利用活塞體Ml的運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)氣通路的開啟或關(guān)閉。如圖5所示，在上部活塞體241運(yùn)動(dòng)到與其相對(duì)的進(jìn)氣孔212 的開口 21 之上時(shí)，進(jìn)氣通路與燃燒室之間保持隔離，在上部活塞體Ml運(yùn)動(dòng)到進(jìn)氣孔212 的內(nèi)開口 21 最上部之下時(shí)，進(jìn)氣通路與燃燒室之間保持相通。當(dāng)然，也可以使進(jìn)氣通路的開口位于氣缸210或曲軸箱220外表面合適位置；進(jìn)氣通路不限于由進(jìn)氣孔和進(jìn)氣槽形成，也可以為其他具體結(jié)構(gòu)，比如可以僅在氣缸210的側(cè)壁中設(shè)置與曲軸箱220內(nèi)空間相連通的孔，等等；還可以利用現(xiàn)有普通發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣控制機(jī)構(gòu)來控制進(jìn)氣相位及進(jìn)氣時(shí)間。為了更好地發(fā)揮轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確地控制轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣相位，本發(fā)明實(shí)施例采用另一種配氣控制機(jī)構(gòu)。請(qǐng)參考圖10，圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，配氣盤110的主視圖。配氣盤110為環(huán)形結(jié)構(gòu)，在盤面上設(shè)置有預(yù)定角度的、弧形的配氣孔111。如圖3所示，配氣盤 110安裝在定子部分100上，配氣盤110中心線與轉(zhuǎn)子部分200的旋轉(zhuǎn)軸線01重合。排氣通路211的外開口與配氣孔111相對(duì)應(yīng)，即在轉(zhuǎn)子部分200相對(duì)于定子部分100旋轉(zhuǎn)過程中，氣缸210上的排氣通路211的外開口在預(yù)定角度內(nèi)能夠和配氣盤110上的弧形的配氣孔111相通，使排氣通路211與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管相通。在工作過程中，可以通過調(diào)整配氣盤110的配氣孔111與定子部分100相對(duì)位置，使排氣通路211與排氣管在預(yù)定時(shí)間內(nèi)連通，調(diào)整該轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣相位。當(dāng)然，由于排氣通路211的內(nèi)開口與活塞體241頂側(cè)的燃燒室之間通斷還受到活塞體241位置的影響；因此，調(diào)整轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣相位要綜合配氣盤110配氣孔111的位置及活塞Ml的位置確定。另外，控制和調(diào)整轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)排氣相位或/和進(jìn)氣相位不限于上述結(jié)構(gòu)，還可以利用現(xiàn)有的電子控制、機(jī)構(gòu)控制等其他方式進(jìn)行控制和調(diào)整。當(dāng)然，排氣通路211的延伸方向不限于與氣缸210缸筒的軸線相垂直，也可以與氣缸210缸筒的軸線平行，還可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，使其向在其他預(yù)定方向延伸，還可以根據(jù)實(shí)際情況需要，設(shè)置為特定結(jié)構(gòu)的通路。本例中，活塞體241與連桿242保持相對(duì)固定，保持相對(duì)固定可以通過適當(dāng)?shù)目刹鹦稒C(jī)構(gòu)連接，也可以通過鉚接、焊接等方式固定，還可以使二者一體成形。使活塞體241與連桿242保持相對(duì)固定時(shí)，活塞體241與連桿242不需要通過鉸接軸和鉸接座進(jìn)行鉸接，這樣不僅可以減少轉(zhuǎn)子部分200的零件數(shù)量，方便轉(zhuǎn)子部分200的組裝和調(diào)試；更重要的是 與現(xiàn)有活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞相比，由于連桿242與活塞體241之間不需要鉸接銷和鉸接座，可以避免鉸接銷和鉸接座膨脹而產(chǎn)生的活塞體Ml變形問題，進(jìn)而可以將活塞體Ml做成橫向截面為圓形的結(jié)構(gòu)，所述橫向截面為與活塞體241往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向垂直的截面。這樣還可以方便活塞體241的加工，有利用保證活塞體241的加工精度，保證活塞體241與缸筒之間的配合關(guān)系。本例中，使兩個(gè)活塞240的連桿242相對(duì)固定。該結(jié)構(gòu)的益處在于，可以進(jìn)一步的簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，提高活塞MO的工作可靠性，減小工作過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，且可以方便轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝與調(diào)試。
為了更好地發(fā)揮轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)，還可以通過調(diào)整殼體與曲軸230之間的傳動(dòng)比，改變曲軸230的輸出轉(zhuǎn)速。本例中，殼體與曲軸230之間的傳動(dòng)比為1 2時(shí)， 即殼體旋轉(zhuǎn)一圈，曲軸230旋轉(zhuǎn)2圈，同時(shí)，使曲柄銷232的偏心距為與該曲柄銷相連的活塞240在缸筒中的行程的1/4到1/2 ；所述行程為活塞240在預(yù)定缸筒中上止點(diǎn)與下止點(diǎn)之間的距離。還可以根據(jù)實(shí)際情況，通過改變外齒輪234與齒圈2M之間的傳動(dòng)比使殼體與曲軸230之間具有合適的轉(zhuǎn)速比，并使曲柄銷232的偏心距和與曲柄銷232相連的活塞 240相對(duì)于氣缸210行程之間具有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系；通過有限次實(shí)驗(yàn)或模擬計(jì)算，可以獲得合適的傳動(dòng)比和偏心距；其中，殼體與曲軸240之間的傳動(dòng)比越大，偏心距越大，優(yōu)選曲柄銷的偏心距為相對(duì)應(yīng)活塞240在缸筒中行程的1/4到1/2。本發(fā)明實(shí)施例中，排氣通路211的內(nèi)開口與缸筒的最頂部封閉端之間的最小距離小于進(jìn)氣通路的內(nèi)開口與缸筒的最頂部封閉端之間的最小距離，即相對(duì)于進(jìn)氣通路的內(nèi)開口，排氣通路211的內(nèi)開口的位置更靠近于活塞體241的上止點(diǎn)。在活塞MO向下移動(dòng)，排氣階段開始時(shí)，燃燒室首先與排氣通路211相通，高溫高壓氣通過排氣通路211排出；在活塞240繼續(xù)向下移動(dòng)，燃燒室與進(jìn)氣通路相通時(shí)，高溫高壓氣體壓力已經(jīng)減小。這樣不僅可以避免燃燒室內(nèi)高溫高壓氣體通過進(jìn)氣通路進(jìn)入進(jìn)氣通路中，進(jìn)而可以避免點(diǎn)燃進(jìn)氣通路內(nèi)的可燃?xì)怏w，還可以為可燃?xì)怏w進(jìn)入燃燒室提供便利。同時(shí)，由于采用的配氣盤110，可以通過配氣盤110控制排氣通路211的狀態(tài)。這樣，在作功完成之后，活塞體241從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，即相對(duì)于氣缸210向下移動(dòng)時(shí) (以圖5中上部活塞為參照)，可以使排氣開始的時(shí)刻早于進(jìn)氣開始的時(shí)刻，進(jìn)行排氣。附著活塞體Ml繼續(xù)向下移動(dòng)，進(jìn)氣通路和排氣通路均與活塞體Ml頂側(cè)的燃燒室相通，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)換氣過程；換氣過程中，活塞體241反向運(yùn)動(dòng)。換氣過程持續(xù)預(yù)定時(shí)間后，可以通過配氣盤110斷開排氣通路211與排氣管連通，使排氣通路211斷開，進(jìn)氣繼續(xù)進(jìn)行，換氣結(jié)束?；钊wMl向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，直至活塞體241將進(jìn)氣通路與燃燒室隔離后，進(jìn)氣結(jié)束。 這樣，在保證排盡燃燒室內(nèi)廢氣的前提下，在一個(gè)工作周期內(nèi)，就可以使缸筒內(nèi)氣體流出的結(jié)束時(shí)刻早于氣體流入的結(jié)束時(shí)刻，即使該氣缸210的排氣結(jié)束時(shí)間早于進(jìn)氣結(jié)束時(shí)間， 減小新鮮空氣流出的量，增加新鮮空氣充入量，提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的有效進(jìn)氣量，為提高轉(zhuǎn)速和功率提供前提。另外，為了更進(jìn)一步的提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量和功率，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中還設(shè)置有增壓裝置，以增加進(jìn)氣通道的進(jìn)氣壓力；該增壓裝置設(shè)置于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道中，進(jìn)氣通道與曲軸箱220內(nèi)空間相通。這樣可以提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，提高該發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。進(jìn)氣通道可以設(shè)置在定子部分100中，且可以在定子部分100與曲軸箱220 之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)密封裝置，以保證進(jìn)氣通道與曲軸箱220內(nèi)空間的順暢相通。經(jīng)過上述技術(shù)手段的結(jié)合，本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速可以大幅提高，其曲軸230轉(zhuǎn)速可以達(dá)到15000轉(zhuǎn)/分。另外，為了充分利用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部分200 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明實(shí)施例中，在所述殼體外壁面設(shè)置有向外延伸的散熱片；這樣，在轉(zhuǎn)子部分200的殼體相對(duì)于定子部分100旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)相對(duì)于空氣運(yùn)動(dòng)，使空氣相對(duì)于散熱片流動(dòng)，為空氣與殼體之間的熱交換提供便利，提高殼體的散熱效果。與現(xiàn)有的風(fēng)冷和水冷方式相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)僅設(shè)置相應(yīng)的散熱片就可以實(shí)現(xiàn)散熱的目的，不僅能夠大大簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，還可以降低轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行成本，提高運(yùn)行可靠性。
進(jìn)一步地，為了增加殼體與空氣之間的接觸面積，增加氣缸的剛性，提高氣缸內(nèi)部鏡面的負(fù)載能力，還可以使所述散熱片為板狀結(jié)構(gòu)，并且氣缸外側(cè)的散熱片的延展平面與所述氣缸缸筒的軸線平行，即在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使空氣更好地通過散熱片之間的空隙，減小轉(zhuǎn)子部分的旋轉(zhuǎn)阻力。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，比如說，可以使轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)包括更多個(gè)(對(duì))氣缸210及多個(gè)(對(duì))活塞M0，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，包括一端封閉的氣缸和與所述氣缸另一端相固定的曲軸箱， 所述氣缸內(nèi)壁圍成的空間為缸筒，所述殼體上設(shè)置連通殼體的缸筒的進(jìn)氣通路和排氣通路，其特征在于，所述排氣通路設(shè)置在所述氣缸側(cè)壁上并貫穿所述氣缸側(cè)壁，其內(nèi)開口與所述氣缸的封閉端之間具有預(yù)定的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，所述進(jìn)氣通路包括設(shè)置在所述氣缸內(nèi)側(cè)壁上的進(jìn)氣孔和設(shè)置在所述曲軸箱側(cè)壁內(nèi)的進(jìn)氣槽，所述進(jìn)氣通路連通所述氣缸缸筒內(nèi)的空間和曲軸箱內(nèi)的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，包括兩個(gè)所述氣缸，且兩個(gè)所述氣缸均與一個(gè)所述曲軸箱固定，且相對(duì)于該曲軸箱對(duì)稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，所述排氣通路延伸方向與所述缸筒的軸線相垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，所述殼體具有多個(gè)所述進(jìn)氣通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，多個(gè)所述進(jìn)氣通路均勻分布在所述缸筒的軸線四周。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，所述氣缸外壁上具有向外延伸的散熱片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，所述散熱片為板狀結(jié)構(gòu)，且其延展平面與所述缸筒的軸線相平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，所述曲軸箱外壁上具有向外延伸的散熱片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其特征在于，所述排氣通路的內(nèi)開口與所述氣缸封閉端之間的最小距離小于所述進(jìn)氣孔的內(nèi)開口與所述氣缸封閉端之間的最小距離。
11.一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，包括定子部分和轉(zhuǎn)子部分，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子部分包括曲軸、 活塞和權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的殼體；其中所述殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子部分上，所述曲軸的主軸頸可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子部分上，所述殼體相對(duì)于定子部分的旋轉(zhuǎn)軸線與曲軸的主軸頸的軸線平行；所述曲軸包括主軸頸和曲柄銷；所述主軸頸與曲軸箱還分別設(shè)置有外齒輪與齒圈，所述外齒輪與齒圈相嚙合；所述活塞包括活塞體和連桿，所述連桿一端與曲柄銷相連，另一端與活塞體相連，所述活塞體與所述缸筒相配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體及轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)殼體包括一端封閉的氣缸和與氣缸另一端相固定的曲軸箱，氣缸內(nèi)壁圍成的空間為缸筒，殼體上設(shè)置連通殼體的缸筒的進(jìn)氣通路和排氣通路，排氣通路設(shè)置在氣缸側(cè)壁上并貫穿氣缸側(cè)壁，其內(nèi)開口與氣缸的封閉端之間具有預(yù)定的距離；進(jìn)氣通路包括設(shè)置在氣缸內(nèi)側(cè)壁上的進(jìn)氣孔和設(shè)置在曲軸箱側(cè)壁內(nèi)的進(jìn)氣槽，進(jìn)氣通路連通氣缸缸筒內(nèi)的空間和曲軸箱內(nèi)的空間。采用上述殼體的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)可以減小離心力對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的不利影響，即減小了對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，為進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的能效和功率，發(fā)揮轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)提供前提。
文檔編號(hào)F02F1/22GK102269054SQ20101050080
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者吳少偉 申請(qǐng)人:湖北新火炬科技股份有限公司