一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機，該轉(zhuǎn)子活塞包括縱截面為三角形的活塞本體，活塞本體的中部固定有相互嚙合套接的大、小行星齒輪，小行星齒輪內(nèi)穿接有曲軸，活塞本體的三個角向外延伸形成的突出端，突出端的左、右兩側(cè)形成壓縮槽和燃燒槽。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動機活塞具有高效、環(huán)保、節(jié)能的特點，解決馬自達(dá)無法突破的瓶頸技術(shù)，實現(xiàn)低耗油、低污染、低排放、低溫度、低噪音等諸多高科技的指標(biāo)，有效提高了活塞的耐磨強度高，有效減少了活塞與缸壁的摩擦系數(shù)，同時提高了發(fā)動機的工作性能，降低了油耗，延長了活塞的使用壽命，減少了發(fā)動機的廢氣排放，節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞是發(fā)動機的心臟，活塞品質(zhì)的好壞直接影響到整臺發(fā)動機的性能，目前國際上最先進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動機是日本的馬自達(dá)轉(zhuǎn)子發(fā)動機，該發(fā)動機的活塞外表面一般沒有特別處理，被業(yè)內(nèi)人士贊為世界上最先進(jìn)的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機，它體積小，結(jié)構(gòu)緊湊、重量減輕、動力更強，代表了汽車工業(yè)的輝煌。但是這種發(fā)動機的歐四標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)，溫度高、噪聲大，活塞表面與缸壁的摩擦面積又比較大，長時間工作后，活塞可能會出現(xiàn)磨損，甚至是咬缸，影響發(fā)動機的工作性能，增加了油耗和廢氣的排放量等技術(shù)缺陷，所以該發(fā)動機內(nèi)的活塞已成為該技術(shù)的瓶頸，所以2012年6月22日，該發(fā)動機內(nèi)的活塞裝置在日本廣島宇品的馬自達(dá)工廠下線，由此這種發(fā)動機缺少了心臟，既而停止了自己的心跳，這標(biāo)志著RX系列所引領(lǐng)的“汽車轉(zhuǎn)子時代”最終成為絕唱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供的一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)子活塞，包括縱截面為三角形的活塞本體，活塞本體的中部固定有相互嚙合套接的大、小行星齒輪，小行星齒輪內(nèi)穿接有曲軸，其特征在于，活塞本體的三個角向外延伸形成的突出端，相鄰?fù)怀龆酥g的夾角為120°，突出端的左、右兩側(cè)形成壓縮槽和燃燒槽。
[0005]本技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)子活塞的設(shè)計類似于魚頭形，增大了氣缸與活塞本體之間的燃料填充量，在定向爆炸力學(xué)的作用下，沖擊力順著頭端方向推動旋轉(zhuǎn)，并在燃燒室內(nèi)多次旋轉(zhuǎn)充分燃燒，降低二氧化碳的排放。具體使用時，該轉(zhuǎn)子活塞在曲軸帶動小行星齒輪和大行星齒輪的作用下，驅(qū)動轉(zhuǎn)子活塞轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子活塞在吸氣作功狀態(tài)下，功耗降到作功的1/2，達(dá)到最省力的目的，當(dāng)轉(zhuǎn)子活塞在壓縮工作過程中，增加功耗1/3，使壓縮氣體最密集，體積最小的狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)子活塞點火爆發(fā)時，大、小行星齒輪在180度的水平線上時，小行星齒輪的距離運行在增力杠桿力學(xué)一倍時，使轉(zhuǎn)子活塞的作功增加了一倍，加大的輸出力距，提高了發(fā)動機的輸出馬力，達(dá)到高效節(jié)能環(huán)保的目的。
[0006]進(jìn)一步的，燃燒槽的深度大于壓縮槽。本技術(shù)方案中，燃燒槽的深度大于壓縮槽，增大了氣缸與活塞本體之間的燃料填充量，從而在使燃料在轉(zhuǎn)動的過程中充分燃燒，降低二氧化碳的排放。
[0007]進(jìn)一步的，突出端的端面上固定有密封環(huán)。本技術(shù)方案中，密封環(huán)的作用主要用于封閉轉(zhuǎn)子活塞與氣缸內(nèi)壁之間的空腔，防止在摩擦工作時漏氣，延長了使用壽命，另外通過油泵向氣缸內(nèi)壁涂抹潤滑油，密封環(huán)可以將潤滑油均勻涂于氣缸內(nèi)壁上，以減少氣缸壁與轉(zhuǎn)子活塞的摩擦阻力，起到潤滑作用，有效減少了活塞與缸壁的摩擦系數(shù)，同時提高了發(fā)動機的工作性能，降低了油耗，延長了活塞的使用壽命。
[0008]優(yōu)選的，突出端的端面為圓弧面。本技術(shù)方案中，突出端的端面為圓弧面，可以與氣缸內(nèi)壁更加貼合，在轉(zhuǎn)動過程中，減少了摩擦，若端面含有棱角，在轉(zhuǎn)動過程中，有可能造成轉(zhuǎn)子活塞與氣缸壁之間碰撞，造成轉(zhuǎn)子活塞損壞，所以該設(shè)計具有很強的實用性。
[0009]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用上述轉(zhuǎn)子活塞的發(fā)動機，包括轉(zhuǎn)子活塞和氣缸，氣缸一側(cè)壁上開有進(jìn)氣口和出氣口，氣缸的另一側(cè)固定有火花塞；轉(zhuǎn)子活塞放置在氣缸內(nèi)，且轉(zhuǎn)子活塞與氣缸內(nèi)壁之間的空腔內(nèi)填充燃料。
[0010]本技術(shù)方案中，發(fā)動機運用本發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)子活塞具有結(jié)構(gòu)簡單，實用性強的的特點，結(jié)構(gòu)不減少，工藝簡單，節(jié)省了人力、財力、物力，減少了生產(chǎn)環(huán)境的污染，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的溫度高、噪聲大，活塞表面與缸壁的摩擦面積又比較大，長時間工作后，活塞可能會出現(xiàn)磨損，甚至是咬缸，影響發(fā)動機的工作性能，增加了油耗和廢氣的排放量等技術(shù)缺陷。具體使用時，該轉(zhuǎn)子活塞在曲軸帶動小行星齒輪和大行星齒輪的作用下，驅(qū)動轉(zhuǎn)子活塞轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子活塞在吸氣作功狀態(tài)下，功耗降到作功的1/2,達(dá)到最省力的目的，當(dāng)轉(zhuǎn)子活塞在壓縮工作過程中，增加功耗1/3，使壓縮氣體最密集，體積最小的狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)子活塞點火爆發(fā)時，大、小行星齒輪在180度的水平線上時，小行星齒輪的距離運行在增力杠桿力學(xué)一倍時，使轉(zhuǎn)子活塞的作功增加了一倍，加大的輸出力距，提高了發(fā)動機的輸出馬力，達(dá)到高效節(jié)能環(huán)保的目的。
[0011 ] 進(jìn)一步的，突出端的端面與氣缸內(nèi)壁之間留有空隙，且密封環(huán)與氣缸內(nèi)壁接觸連接。本技術(shù)方案中，密封環(huán)的作用主要用于封閉轉(zhuǎn)子活塞與氣缸內(nèi)壁之間的空腔，防止在摩擦工作時漏氣，延長了使用壽命，另外通過油泵向氣缸內(nèi)壁涂抹潤滑油，密封環(huán)可以將潤滑油均勻涂于氣缸內(nèi)壁上，以減少氣缸壁與轉(zhuǎn)子活塞的摩擦阻力，起到潤滑作用，有效減少了活塞與缸壁的摩擦系數(shù)，同時提高了發(fā)動機的工作性能，降低了油耗，延長了活塞的使用壽命O
[0012]進(jìn)一步的，該發(fā)動機還包括底座，氣缸固定在底座上方。本技術(shù)方案中，底座的設(shè)計主要用于對發(fā)動機底部的固定，保證了發(fā)動機的正常使用，安全、可靠，可實施性強。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子發(fā)動機活塞具有高效、環(huán)保、節(jié)能的特點，解決馬自達(dá)無法突破的瓶頸技術(shù)，實現(xiàn)低耗油、低污染、低排放、低溫度、低噪音等諸多聞科技的指標(biāo)，有效提聞了活塞的耐磨強度聞，有效減少了活塞與缸壁的摩擦系數(shù)，同時提高了發(fā)動機的工作性能，降低了油耗，延長了活塞的使用壽命，減少了發(fā)動機的廢氣排放，節(jié)能環(huán)保，給使用者和生產(chǎn)廠家?guī)砹撕艽蟮慕?jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例提供的一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機的使用狀態(tài)參考圖一；
圖3為本發(fā)明實施例提供的一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機的使用狀態(tài)參考圖二；
圖4為本發(fā)明實施例提供的一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機的使用狀態(tài)參考圖三。
[0015]圖中，
1、活塞本體；2、行星齒輪；3、曲軸；4、突出端；5、壓縮槽；6、燃燒槽；7、密封環(huán)；8、氣缸；9、進(jìn)氣口 ；10、出氣口 ；11、火花塞；12、燃料；13、底座。【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行描述，很顯然的，附圖所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分而不是全部實施例。
[0017]實施例1，如圖1-4所示，本發(fā)明提供的一種轉(zhuǎn)子活塞，包括縱截面為三角形的活塞本體1，活塞本體的中部固定有相互嚙合套接的大、小行星齒輪2，小行星齒輪內(nèi)穿接有曲軸3，其特征在于，活塞本體的三個角向外延伸形成的突出端4，相鄰?fù)怀龆酥g的夾角為120°，突出端的左、右兩側(cè)形成壓縮槽5和燃燒槽6。
[0018]進(jìn)一步的，燃燒槽的深度大于壓縮槽。
[0019]進(jìn)一步的，突出端的端面上固定有密封環(huán)7。
[0020]優(yōu)選的,突出端的端面為圓弧面。
[0021]上述技術(shù)方案中，活塞本體通過大、小行星齒輪與曲軸嚙合連接，活塞本體的截面為各邊為360度圓形，分為120度三個端面，近似于三個同方向鉤形的圓盤。每個圓盤為頭大尾小的圓弧形的突出端，突出端頭端的圓弧內(nèi)凹，整體為尾端圓弧凹向頭端，頭端凹向尾端的弧形。突出端的兩側(cè)與活塞本體的頂角之間形成弧狀受力面，其中，轉(zhuǎn)動方向側(cè)的弧狀受力面面積大于另一側(cè)的弧狀受力面面積。燃燒室的點火方向是垂直對照頭端的凹槽。爆發(fā)的沖擊波直接推向凹槽內(nèi)，類似于漁船的風(fēng)帆，單方向受力，杜絕了爆炸的反坐力，沖擊功基本百分百轉(zhuǎn)化為動力能，尾端較小的燃燒室空間設(shè)有向頭端傾斜的弧狀受力面，保證頭端少量的反沖氣燃料再次返回燃燒室，杜絕了向后漏氣現(xiàn)象，頭大尾小的結(jié)構(gòu)使沖擊力順著頭端方向推動旋轉(zhuǎn)，并在燃燒室內(nèi)多次旋轉(zhuǎn)充分燃燒，降低二氧化碳的排放。
[0022]實施例2，如圖1-4所示，為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用上述轉(zhuǎn)子活塞的發(fā)動機，包括轉(zhuǎn)子活塞和氣缸8，氣缸一側(cè)壁上開有進(jìn)氣口 9和出氣口
10,氣缸的另一側(cè)固定有火花塞11 ;轉(zhuǎn)子活塞放置在氣缸內(nèi)，且轉(zhuǎn)子活塞與氣缸內(nèi)壁之間的空腔內(nèi)填充燃料12。
[0023]進(jìn)一步的，突出端的端面與氣缸內(nèi)壁之間留有空隙，且密封環(huán)與氣缸內(nèi)壁接觸連接。
[0024]進(jìn)一步的，該發(fā)動機還包括底座13，氣缸固定在底座上方。
[0025]上述實施例中，燃燒室的截面為橢圓形，燃燒室一側(cè)的上部開有進(jìn)氣口，下部開有出氣口，燃燒室另一側(cè)的中部嵌有火花塞，
本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子活塞包括燃燒室、以及燃燒室內(nèi)的曲軸和活塞本體，燃燒室的截面為橢圓形，燃燒室一側(cè)的上部開有進(jìn)氣口，下部開有出氣口，燃燒室另一側(cè)的中部嵌有火花塞，活塞本體通過內(nèi)齒輪與曲軸嚙合連接，活塞本體的截面為各邊為圓弧的三角形結(jié)構(gòu)，活塞本體的三個角向兩側(cè)延伸以形成突出端，突出端的兩側(cè)與活塞本體的頂角之間形成弧狀受力面，其中，轉(zhuǎn)動方向側(cè)的弧狀受力面面積大于另一側(cè)的弧狀受力面面積。相比現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子發(fā)動機，通過突出端及其組成的弧狀受力面。從而在轉(zhuǎn)動方向上，形成較大空間的燃燒室。優(yōu)點有二，其一，工作時，弧狀面帶動燃料旋轉(zhuǎn)，從而形成二次乃至多次燃燒。燃燒更為充分，尾氣中污染物更少。燃燒效率更高，污染更少。其二，在受力上，轉(zhuǎn)動方向上較大空間和較大面積的一端受力更大，相比現(xiàn)有轉(zhuǎn)子發(fā)動機，傳動效果顯然更好。當(dāng)發(fā)動機在點火時的定向角度的爆發(fā)力與轉(zhuǎn)子活塞的旋轉(zhuǎn)角度呈一線時，解決了原有馬自達(dá)燃燒燃爆時的直角沖擊力所產(chǎn)生的后作力和敲缸聲，使爆發(fā)力順著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向順時針做功，杜絕了因爆炸沖擊波所產(chǎn)生的360度的爆炸方向轉(zhuǎn)子的向兩側(cè)沖擊，使燃燒的燃料及高溫不外泄。徹底解決了發(fā)動機溫度高、噪聲大和排放超標(biāo)等瓶頸技術(shù)。
[0026]本發(fā)明采用了機械杠桿力學(xué)原理，根據(jù)發(fā)動機點火作功順序所需要力的大小，自動調(diào)整杠桿的力矩，使發(fā)動機的轉(zhuǎn)子活塞作功時力矩最大，吸燃料時作功最小，壓縮燃料時，節(jié)省1/2的力矩。另外本發(fā)明還公開了轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機在轉(zhuǎn)子活塞燃燒室的定向爆炸學(xué)和沖擊波力學(xué)，旋渦燃燒熱力學(xué)、燃爆動力學(xué)等綜合學(xué)科集一體的邊緣領(lǐng)域中的高科技技術(shù)。當(dāng)一種高效、環(huán)保、節(jié)能的轉(zhuǎn)子發(fā)動機活塞在點火時的定向角度的爆發(fā)力與轉(zhuǎn)子活塞的旋轉(zhuǎn)角度呈一線時，解決了原有馬自達(dá)燃燒燃爆時的直角沖擊力所產(chǎn)生的后作力和敲缸聲，使爆發(fā)力順著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向順時針做功，杜絕了因爆炸沖擊波所產(chǎn)生的360度的爆炸方向轉(zhuǎn)子的向兩側(cè)沖擊，使燃燒的燃料及高溫不外泄。徹底解決了發(fā)動機溫度高、噪聲大和排放超標(biāo)的瓶頸技術(shù)。使用方便，操作簡單，實現(xiàn)低耗油、低污染、低排放、低溫度、低噪首等諸多聞科技的指標(biāo)，有效提聞了活塞的耐磨強度聞，有效減少了活塞與缸壁的摩擦系數(shù)，同時提高了發(fā)動機的工作性能，降低了油耗，延長了活塞的使用壽命，減少了發(fā)動機的廢氣排放，節(jié)能環(huán)保。
[0027]在實際使用時，本發(fā)明提供的一種轉(zhuǎn)子活塞及其發(fā)動機可以帶來如下經(jīng)濟(jì)效益:
(I)對于建造年生產(chǎn)500萬臺的發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)來講，傳統(tǒng)的發(fā)動機技術(shù)需要鋼材50
億噸，按每噸價格3750元計算，即需要187500億元人民幣。
[0028](2)對于建造年生產(chǎn)500萬臺的轉(zhuǎn)子發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)來講，每臺發(fā)動機節(jié)省了80%，即50億噸鋼材節(jié)省了 40億噸鋼材，10億噸鋼材就可以滿足生產(chǎn)需要，節(jié)省了 150000億。
[0029](3)若煉每噸鋼材需要1000度電，則50億噸鋼材，即需要50000億度電，若每度電費用0.58元，即節(jié)省資金29000億人民幣。
[0030](4)若每度電的排碳量大約是0.96Kg, 50000億度電，總排碳量則為48000億Kg，與現(xiàn)有技術(shù)中提供的發(fā)動機相比，排碳亮降低，解決了 PM2.5的污染問題，為國家節(jié)能減排做出不可估量的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0031](5)每臺汽車的轉(zhuǎn)子發(fā)動機每年按3萬公里行駛計算，則每臺車運行十年，行駛量為30萬公里，每百公里10公升油，每百公里節(jié)油30%，即每百公里節(jié)省了 3公升油，每公里節(jié)省0.03公升油，那30萬公里節(jié)省9000公升油。每公升油8元計算，一臺車十年節(jié)省72000元人民幣。500萬臺車十年節(jié)省3600億元人民幣。
[0032]如圖1所示，該圖表示了本發(fā)明在使用時的吸氣狀態(tài)的示意圖，如圖2和3所示，該圖表示了本發(fā)明在使用時的點燃加熱狀態(tài)的示意圖，同時伴隨著壓縮，如圖4所示，該圖表示了本發(fā)明在使用時的排氣狀態(tài)的示意圖，由上述技術(shù)方案和圖1-4所示，本發(fā)明提供的一種轉(zhuǎn)子活塞和發(fā)動機完全是一個新型發(fā)明創(chuàng)新理念，是當(dāng)今世界往復(fù)式發(fā)動機和轉(zhuǎn)子發(fā)動機的換代的綠色環(huán)保高科技產(chǎn)品。由上述描述中，該產(chǎn)品帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)收益，且本發(fā)明有效提高了活塞的耐磨強度高，有效減少了活塞與缸壁的摩擦系數(shù)，同時提高了發(fā)動機的工作性能，降低了油耗，延長了活塞的使用壽命，減少了發(fā)動機的廢氣排放，節(jié)能環(huán)保。
[0033]上述技術(shù)方案的描述僅體現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，而并不是無遺漏的，或者將本發(fā)明限于所公開的形式。基于本發(fā)明的實施例，任何人在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他形式的技術(shù)方案，不論其在結(jié)構(gòu)或形式上作出何種變化，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)子活塞，包括縱截面為三角形的活塞本體(1)，活塞本體的中部固定有相互嚙合套接的大、小行星齒輪(2)，小行星齒輪內(nèi)穿接有曲軸(3)，其特征在于，活塞本體的三個角向外延伸形成的突出端(4)，相鄰?fù)怀龆酥g的夾角為120°，突出端的左、右兩側(cè)形成壓縮槽(5)和燃燒槽(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子活塞，其特征在于，燃燒槽的深度大于壓縮槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子活塞，其特征在于，突出端的端面上固定有密封環(huán)(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子活塞，其特征在于，突出端的端面為圓弧面。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)子活塞的發(fā)動機，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子活塞和氣缸(8)，氣缸一側(cè)壁上開有進(jìn)氣口(9)和出氣口( 10)，氣缸的另一側(cè)固定有火花塞(11);轉(zhuǎn)子活塞放置在氣缸內(nèi)，且轉(zhuǎn)子活塞與氣缸內(nèi)壁之間的空腔內(nèi)填充燃料(12 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機，其特征在于，突出端的端面與氣缸內(nèi)壁之間留有空隙，且密封環(huán)與氣缸內(nèi)壁接觸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機，其特征在于，該發(fā)動機還包括底座(13)，氣缸固定在底座上方。
【文檔編號】F02B53/00GK103883392SQ201410091788
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】王文閣 申請人:三吉星汽車科技（上海）有限公司