專利名稱：一種橢圓滑片式發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橢圓滑片式發(fā)動機，屬于點火式發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)動機技術(shù)是積累百年的成熟技術(shù)，尤其是活塞式發(fā)動機，其效率和環(huán)保已經(jīng)有相當(dāng)?shù)耐晟瞥潭取６毡镜霓D(zhuǎn)子發(fā)動機也是異軍突起，它對未來無污染的氫氣發(fā)動機有一忱而就的動勢。但活塞式發(fā)動機也以體積大噪音高，結(jié)構(gòu)上應(yīng)力要求高和及其復(fù)雜而著稱。 對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機的發(fā)展也是一路坎坷，因為它制造工藝復(fù)雜，維修技術(shù)也因為非常復(fù)雜而沒有普及，該發(fā)動機在效率上也沒有優(yōu)勢，無法替代活塞式發(fā)動機。而橢圓滑片式發(fā)動機是從力矩研究入手，通過增加點火點來加快爆燃速度，加大發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來提高發(fā)動機的功率，尤其是針對可燃的氣體燃料，有很高的發(fā)揮功效。并且該發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝不復(fù)雜，體積比同功率的活塞式發(fā)動機要小很多，還可以用耐熱的輕型材料制造，將來對無污染的氫燃料也有潛力，優(yōu)勢強于活塞式和轉(zhuǎn)子式發(fā)動機。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種橢圓滑片式發(fā)動機。該發(fā)動機應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可燃用多種氣體燃料，尤其對無污染的氫燃料也應(yīng)有很強的適應(yīng)性。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種橢圓滑片式發(fā)動機，它主要包括一個氣缸體、圓柱形轉(zhuǎn)子、進(jìn)氣道、排氣道、燃料噴嘴和火花塞。它還包括一個凸輪，所述氣缸體采用一個橢圓柱形氣缸，凸輪固定安裝在橢圓柱形氣缸兩端端蓋的凸輪室內(nèi)，凸輪的長軸方向與橢圓柱形氣缸的長軸方向相一致，一個安裝在氣缸體內(nèi)的圓柱形轉(zhuǎn)子與橢圓柱形氣缸短軸的對應(yīng)位置相切；在圓柱形轉(zhuǎn)子上設(shè)有一個第一滑槽、第二滑槽、成折角的第一通道和成折角的第二通道，在第一滑槽與第二滑槽之間夾角小的一側(cè)設(shè)置第一通道，夾角大的一側(cè)設(shè)置第二通道；在滑槽內(nèi)設(shè)有滑片，滑片與橢圓柱形氣缸的接觸端設(shè)有一個滑帽，另一端的兩側(cè)各設(shè)有一個滾輪；在圓柱形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片端部的滑帽在橢圓柱形氣缸的內(nèi)壁上滑動，滾輪在凸輪上滾動，完成所述橢圓滑片式發(fā)動機的進(jìn)氣過程、燃料供給、壓縮過程、點火、燃燒作功過程和排氣掃氣過程的工作循環(huán)，動力通過圓柱形轉(zhuǎn)子上的輸出軸輸出。所述第一滑槽與第二滑槽之間的夾角是50-70度。在所述在圓柱形轉(zhuǎn)子的軸線方向上各設(shè)置二個第一通道和第二通道。在所述圓柱形轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上，在第一個滑槽內(nèi)安裝一個主滑片，主滑片上設(shè)有一個主滑帽和二個主滾輪，在第二個滑槽內(nèi)安裝一個副滑片，副滑片上設(shè)有一個副滑帽和二個副滾輪。所述主滾輪的寬度是副滾輪寬度的二倍。所述凸輪對應(yīng)于燃燒作功過程一端的厚度是對應(yīng)于燃料噴射和壓縮過程一端厚度的二倍。
在所述橢圓柱形氣缸的中心，按逆時針方向，首先在橢圓短軸與長軸之間的氣缸體上設(shè)置進(jìn)氣道，在橢圓長軸對應(yīng)的氣缸體上設(shè)置燃料噴嘴，再在與進(jìn)氣道相對的橢圓短軸與長軸之間的氣缸體上設(shè)置火花塞，最后在進(jìn)氣道相鄰橢圓短軸的另一側(cè)的氣缸體上設(shè)置排氣道。本發(fā)明的有益效果是這種橢圓滑片式發(fā)動機的氣缸體內(nèi)設(shè)置一個橢圓柱形氣缸，一個安裝在氣缸體內(nèi)的圓柱形轉(zhuǎn)子與橢圓柱形氣缸短軸的對應(yīng)位置相切；在圓柱形轉(zhuǎn)子上設(shè)有二個滑槽，在滑槽內(nèi)設(shè)有滑片，滑片與橢圓柱形氣缸的接觸端設(shè)有一個滑帽，另一端的兩側(cè)各設(shè)有一個滾輪；在圓柱形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片端部的滑帽在橢圓柱形氣缸的內(nèi)壁上滑動，滾輪在凸輪上滾動，完成發(fā)動機的進(jìn)氣過程、燃料供給、壓縮過程、點火、燃燒作功過程和排氣掃氣過程的工作循環(huán)。該結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可燃用多種氣體燃料，尤其對無污染的氫燃料也有很強的適應(yīng)性。


圖1是一種橢圓滑片式發(fā)動機的進(jìn)氣過程示意圖。圖2是一種橢圓滑片式發(fā)動機的燃料噴射過程示意圖。圖3是一種橢圓滑片式發(fā)動機的壓縮過程示意圖。圖4是一種橢圓滑片式發(fā)動機的點火過程示意圖。圖5是一種橢圓滑片式發(fā)動機的作功過程示意圖。圖6是一種橢圓滑片式發(fā)動機的排氣過程示意圖。圖中1、氣缸體，la、進(jìn)氣道，lb、排氣道，lc、橢圓柱形氣缸，2、圓柱形轉(zhuǎn)子，2a、第一滑槽，2b、第二滑槽，2c、第一通道，2d、第二通道，3、凸輪，4、主滑片，4a、主滑帽，4b、主滾輪，5、副滑片，5a、副滑帽，5b、副滾輪，6、燃料噴嘴，7、火花塞。
具體實施例方式圖1-6示出了一種橢圓滑片式發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理圖。圖中，橢圓滑片式發(fā)動機主要包括一個氣缸體1、圓柱形轉(zhuǎn)子2、凸輪3、進(jìn)氣道la、排氣道lb、燃料噴嘴6和火花塞7。氣缸體1采用一個橢圓柱形氣缸lc，凸輪3固定安裝在橢圓柱形氣缸Ic兩端端蓋的凸輪室內(nèi)，凸輪3的長軸方向與橢圓柱形氣缸Ic的長軸方向相一致，一個安裝在氣缸體1 內(nèi)的圓柱形轉(zhuǎn)子2與橢圓柱形氣缸Ic短軸的對應(yīng)位置相切。在圓柱形轉(zhuǎn)子2上設(shè)有一個第一滑槽加、第二滑槽2b、成折角的第一通道2c和成折角的第二通道2d，在第一滑槽加與第二滑槽2b之間的夾角為60度，在這60度夾角范圍內(nèi)，沿圓柱形轉(zhuǎn)子2的軸線方向設(shè)置二個第一通道2c，在300度夾角范圍內(nèi)，沿圓柱形轉(zhuǎn)子2的軸線方向設(shè)置二個第二通道2d。 在圓柱形轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)方向上，在第一個滑槽內(nèi)安裝一個主滑片4，主滑片4上設(shè)有一個主滑帽如和二個主滾輪4b，在第二個滑槽內(nèi)安裝一個副滑片5，副滑片5上設(shè)有一個副滑帽 5a和二個副滾輪恥。主滾輪4b的寬度是副滾輪恥寬度的二倍；與此相對應(yīng)，凸輪3對應(yīng)于燃燒作功過程一端的厚度是對應(yīng)于燃料噴射和壓縮過程一端厚度的二倍。在橢圓柱形氣缸Ic的中心，按逆時針方向，首先在橢圓短軸與長軸之間的氣缸體1上設(shè)置進(jìn)氣道la，在橢圓長軸對應(yīng)的氣缸體1上設(shè)置燃料噴嘴6，再在與進(jìn)氣道Ia相對的橢圓短軸與長軸之間的氣缸體1上設(shè)置火花塞7，最后在進(jìn)氣道Ia相鄰橢圓短軸的另一側(cè)的氣缸體1上設(shè)置排氣道lb。在圓柱形轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時，滑片端部的滑帽在橢圓柱形氣缸Ic的內(nèi)壁上滑動，主滾輪 4b和副滾輪恥在凸輪3上滾動，完成橢圓滑片式發(fā)動機的進(jìn)氣過程、燃料供給、壓縮過程、 點火、燃燒作功過程和排氣掃氣過程的工作循環(huán)，動力通過圓柱形轉(zhuǎn)子2上的輸出軸輸出。該發(fā)動機的工作原理如下a)進(jìn)氣過程如圖1所示，主滑片4從270度起，沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過進(jìn)氣口 Ia開始進(jìn)氣，直到副滑片5滑過進(jìn)氣口 Ia完了，進(jìn)氣過程完成。b)燃料供給如圖2所示，燃料噴嘴6開始供給汽油或可燃?xì)怏w，圓柱形轉(zhuǎn)子2繼續(xù)轉(zhuǎn)動。c)壓縮過程如圖3所示，本發(fā)動機的壓縮沖程體現(xiàn)的不明顯，體積壓縮了 2-4 倍，所以也不需要消耗太大的能量，當(dāng)主滑片4經(jīng)過90度時，氣體的體積繼續(xù)變小，但氣體已經(jīng)不能沿著圓柱形轉(zhuǎn)子2的外壁流動，而是從圓柱形轉(zhuǎn)子2上的第一通道2c繼續(xù)前行， 在主滑片4滑過90度時又形成一個空間，已帶有燃?xì)獾臍怏w開始通過圓柱形轉(zhuǎn)子2上的第一通道2c進(jìn)入該空間，為下一步工作作準(zhǔn)備。d).點火如圖3所示，當(dāng)主滑片4接近150度，副滑片5接近90度時，該空間被密封起來，火花塞7點燃可燃壓縮氣體。e)燃燒作功過程如圖5所示，在密封容器內(nèi)，只有主滑片4是可移動的，其推力是主滑片4在該容器內(nèi)所表露的面積乘爆炸壓力，該容器內(nèi)的壓強迅速增加到8到13倍， 高壓氣體推動主滑片4繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，其壓強是隨著體積的不斷擴(kuò)大而減小，也隨著滑片在該容積內(nèi)所表露的面積而變化。而副滑片5在轉(zhuǎn)過90度以后，由于凸輪3和空間壓力的作用還縮在轉(zhuǎn)子槽2b內(nèi)，這樣就使得燃燒氣體有更大的空間膨脹做功，當(dāng)主滑片4轉(zhuǎn)到250度時，其膨脹的體積大概是點火時體積的7到9倍，壓力也降到0. 2-0. 5MPa。f).排氣掃氣過程如圖6所示，當(dāng)主滑片4旋轉(zhuǎn)超過250度時，主滑片4進(jìn)入排氣口，20弧度的排氣口能迅速將膨脹氣體降為接近大氣壓力，當(dāng)主滑片4轉(zhuǎn)到270度時，壓力排氣完了，開始進(jìn)入進(jìn)氣過程。在主滑片4越過270度進(jìn)入進(jìn)氣道Ia時，由于圓柱形轉(zhuǎn)子 2上有兩個第一通道2c，在主滑片4滑到275到330度之間，有少量的廢氣進(jìn)入進(jìn)氣道，由于量少，不會影響進(jìn)氣質(zhì)量，可以忽略。就在主滑片4開始進(jìn)行進(jìn)氣狀態(tài)，副滑片5在凸輪3 的作用下也開始伸出轉(zhuǎn)子滑槽準(zhǔn)備完成進(jìn)氣的同時，主滑片4的另一面空間的空氣由主滑片4推動，氣體沿著圓柱形轉(zhuǎn)子2的另一面的通氣孔進(jìn)入到剛剛?cè)紵蛎浀娜紵?，把里面的全部廢氣吹走，同時也冷卻燃燒室，這樣就完成了滑片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的一個工作循環(huán)。該滑片式發(fā)動機與活塞式發(fā)動機相比最大的特點是壓縮比小，相對的爆炸壓力小，但該發(fā)動機內(nèi)爆發(fā)的推力始終是沿著轉(zhuǎn)子的半徑垂直給力，而且受力較活塞式發(fā)動機均勻，做功的角度范圍也相近(從理論來講，活塞式發(fā)動機720度做功180度，而橢圓滑片式發(fā)動機360度做功95-100度)，做功時的受力面大(與活塞式同排氣量大小)，所以發(fā)動機軸的輸出轉(zhuǎn)距并不小，發(fā)動機的轉(zhuǎn)距沖擊幅度小，震動小。在啟動方面，由于壓縮比小，啟動時不需要太大的轉(zhuǎn)距，發(fā)動機滑片在360度之內(nèi)完成一個做功，一圈就能發(fā)火，所以該發(fā)動機在啟動時需要很少的能量就能啟動。冷卻方面，在一個周期內(nèi)，發(fā)動機有個掃氣功能， 主要是給發(fā)動機的燃燒汽缸冷卻，加上發(fā)動機的外殼有冷卻液進(jìn)一步的冷卻，而滑片和轉(zhuǎn)子的冷卻是由在轉(zhuǎn)子中心部分的滑油完成。點火器的控制是由發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)位置控制，燃料的給進(jìn)和控制也是由發(fā)動機的位置來控制。從材料上講，該發(fā)動機的滑片應(yīng)該采用耐高溫，抗折彎度高，耐磨，密封性能好，有自潤滑功能的材料，如氮化硅高強度陶瓷材料。從整體控制來講，該發(fā)動機的控制必須精準(zhǔn)才能發(fā)揮其獨有的功效，最好由工業(yè)芯片電腦控制。
權(quán)利要求
1.一種橢圓滑片式發(fā)動機，它主要包括一個氣缸體(1)、圓柱形轉(zhuǎn)子O)、進(jìn)氣道(la)、 排氣道(lb)、燃料噴嘴(6)和火花塞(7)；其特征在于它還包括一個凸輪(3)，所述氣缸體(1)采用一個橢圓柱形氣缸(Ic)，凸輪C3)固定安裝在橢圓柱形氣缸(Ic)兩端端蓋的凸輪室內(nèi)，凸輪C3)的長軸方向與橢圓柱形氣缸(Ic)的長軸方向相一致，一個安裝在氣缸體(1) 內(nèi)的圓柱形轉(zhuǎn)子( 與橢圓柱形氣缸(Ic)短軸的對應(yīng)位置相切；在圓柱形轉(zhuǎn)子( 上設(shè)有一個第一滑槽( )、第二滑槽(2b)、成折角的第一通道Qc)和成折角的第二通道(2d)，在第一滑槽Qa)與第二滑槽Ob)之間夾角小的一側(cè)設(shè)置第一通道Oc)夾角大的一側(cè)設(shè)置第二通道Od)；在滑槽內(nèi)設(shè)有滑片，滑片與橢圓柱形氣缸(Ic)的接觸端設(shè)有一個滑帽，另一端的兩側(cè)各設(shè)有一個滾輪；在圓柱形轉(zhuǎn)子( 旋轉(zhuǎn)時，滑片端部的滑帽在橢圓柱形氣缸 (Ic)的內(nèi)壁上滑動，滾輪在凸輪C3)上滾動，完成所述橢圓滑片式發(fā)動機的進(jìn)氣過程、燃料供給、壓縮過程、點火、燃燒作功過程和排氣掃氣過程的工作循環(huán)，動力通過圓柱形轉(zhuǎn)子(2) 上的輸出軸輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橢圓滑片式發(fā)動機，其特征在于所述第一滑槽Oa)與第二滑槽Ob)之間的夾角是50-70度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橢圓滑片式發(fā)動機，其特征在于在所述在圓柱形轉(zhuǎn)子(2)的軸線方向上各設(shè)置二個第一通道Oc)和第二通道Cd)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橢圓滑片式發(fā)動機，其特征在于在所述圓柱形轉(zhuǎn)子(2) 的旋轉(zhuǎn)方向上，在第一個滑槽內(nèi)安裝一個主滑片G)，主滑片(4)上設(shè)有一個主滑帽Ga)和二個主滾輪(4b)，在第二個滑槽內(nèi)安裝一個副滑片(5)，副滑片(5)上設(shè)有一個副滑帽(5a) 和二個副滾輪(5b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種橢圓滑片式發(fā)動機，其特征在于所述主滾輪Gb)的寬度是副滾輪(5b)寬度的二倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橢圓滑片式發(fā)動機，其特征在于所述凸輪(3)對應(yīng)于燃燒作功過程一端的厚度是對應(yīng)于燃料噴射和壓縮過程一端厚度的二倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橢圓滑片式發(fā)動機，其特征在于在所述橢圓柱形氣缸 (Ic)的中心，按逆時針方向，首先在橢圓短軸與長軸之間的氣缸體(1)上設(shè)置進(jìn)氣道(la)， 在橢圓長軸對應(yīng)的氣缸體(1)上設(shè)置燃料噴嘴(6)，再在與進(jìn)氣道(Ia)相對的橢圓短軸與長軸之間的氣缸體(1)上設(shè)置火花塞(7)，最后在進(jìn)氣道(Ia)相鄰橢圓短軸的另一側(cè)的氣缸體(1)上設(shè)置排氣道(Ib)。
全文摘要
一種橢圓滑片式發(fā)動機，屬于點火式發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域。這種橢圓滑片式發(fā)動機的氣缸體內(nèi)設(shè)置一個橢圓柱形氣缸，一個安裝在氣缸體內(nèi)的圓柱形轉(zhuǎn)子與橢圓柱形氣缸短軸的對應(yīng)位置相切；在圓柱形轉(zhuǎn)子上設(shè)有二個滑槽，在滑槽內(nèi)設(shè)有滑片，滑片與橢圓柱形氣缸的接觸端設(shè)有一個滑帽，另一端的兩側(cè)各設(shè)有一個滾輪；在圓柱形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片端部的滑帽在橢圓柱形氣缸的內(nèi)壁上滑動，滾輪在凸輪上滾動，完成發(fā)動機的進(jìn)氣過程、燃料供給、壓縮過程、點火、燃燒作功過程和排氣掃氣過程的工作循環(huán)。該結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可燃用多種氣體燃料，尤其對無污染的氫燃料也有很強的適應(yīng)性。
文檔編號F02B55/02GK102213138SQ20111013796
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者郎檳 申請人:郎檳