本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)，具體涉及一種變壓縮比的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)（Rotary Engine）是由德國(guó)人菲加士·汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）所發(fā)明，故又稱汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)(Wankel Engine)，他在總結(jié)前人的研究成果的基礎(chǔ)上，解決了一些諸如密封的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，研制成功了具有實(shí)用性的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，與傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)迥然不同。

汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)都依靠空氣燃料混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力,但在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動(dòng)活塞，機(jī)械力被傳給連桿，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面,從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個(gè)面之一推向偏心軸的中心。這一運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)分力的力作用下進(jìn)行,一個(gè)是指向輸出軸中心的向心力，另一個(gè)是使輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的切線力。

轉(zhuǎn)子引擎的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈就點(diǎn)火燃燒膨脹作功三次，而一般的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)兩圈才作功一次,，故具有很高的功率容積比。另外，由于轉(zhuǎn)子引擎的軸向運(yùn)轉(zhuǎn)特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)只有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，省掉了一般四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣活門(mén)、氣門(mén)彈簧、凸輪軸等二十多個(gè)活動(dòng)部件，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，發(fā)生故障的可能性也大大減小。除了以上的優(yōu)點(diǎn)外，轉(zhuǎn)子引擎的優(yōu)點(diǎn)亦包括體積較小、重量輕、低重心、震動(dòng)小等。

雖然汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)具有傳統(tǒng)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)所不具有的突出優(yōu)點(diǎn)，但也同樣存在著一些突出的缺陷。首先是油耗高，尾氣排放超標(biāo),這主要是由于汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室呈不規(guī)則的狹長(zhǎng)型，火焰?zhèn)鞑ヂ窂捷^長(zhǎng)，燃燒不完全，導(dǎo)致燃油和機(jī)油消耗增加。此外，汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下的扭矩小，起步無(wú)力；另外一個(gè)嚴(yán)重的缺陷是，汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的原因，壓縮比很難提高，只能用點(diǎn)燃式，不能用壓燃式，即不能采用柴油作燃料。雖然馬自達(dá)公司曾經(jīng)給汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)增加了單渦輪增壓和雙渦輪增壓等裝置，但只是提高了輸出功率，并適度的減少了尾氣排放，但還是與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)有著很大的差距。此外轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)還有密封條易磨損，缸體加工困難等問(wèn)題。

針對(duì)以上傳統(tǒng)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷，本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種變壓縮比的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，將轉(zhuǎn)子上的固定容積凹槽改為可變?nèi)莘e凹槽；在做功沖程階段, 高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的離心力使凹槽內(nèi)的滑塊產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向相反的移動(dòng)，使滑塊與凹槽圍成的凹槽容積發(fā)生改變；由于不同轉(zhuǎn)速下滑塊所受的離心力不同,產(chǎn)生的位移不同，導(dǎo)致可變?nèi)莘e凹槽的容積不同，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比連續(xù)可變，隨著壓縮比的變化，發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹比也相應(yīng)變化，可使燃燒更加充分，從而使低速下的扭矩輸出及發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率得以提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種變壓縮比的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)，將發(fā)動(dòng)機(jī)三角轉(zhuǎn)子上的凹槽設(shè)計(jì)成可變?nèi)莘e凹槽，以改變?nèi)紵业那惑w容積，使壓縮比在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)連續(xù)可變，低轉(zhuǎn)速下為高壓縮比，高轉(zhuǎn)速下為低壓縮比；通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子上滑塊的限位裝置，可調(diào)整轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的最小壓縮比，使之適應(yīng)多種燃料的燃燒需要。

一種變壓縮比的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)，至少由擺線形缸體、三角轉(zhuǎn)子、三角轉(zhuǎn)子上的可變?nèi)莘e凹槽及復(fù)位彈簧組成；其特征在于,可變?nèi)莘e凹槽至少包括槽體、槽腔、滑塊、最小容積擋板；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依次進(jìn)行吸氣沖程與壓縮沖程，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至最小工作腔處時(shí)（對(duì)應(yīng)于活塞往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)），油氣混合物被點(diǎn)燃，燃?xì)馀蛎涀龉?，推?dòng)三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；隨著做功沖程完成，排氣門(mén)打開(kāi)，進(jìn)入排氣沖程，然后進(jìn)行第二次吸氣、壓縮、做功及排氣沖程，如此循環(huán)往復(fù)；在做功沖程中, 高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)三角轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的離心力使凹槽內(nèi)的滑塊產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向相反的移動(dòng)，使滑塊與槽體圍成的凹槽容積發(fā)生改變；由于不同轉(zhuǎn)速下滑塊所受的離心力不同,產(chǎn)生的位移不同，導(dǎo)致凹槽的容積不同，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下有較高的壓縮比，在高轉(zhuǎn)速下有較低的壓縮比。

所述的槽腔位于可變?nèi)莘e凹槽的尾端，處于三角轉(zhuǎn)子凸面之下。

所述的可變?nèi)莘e凹槽開(kāi)設(shè)向兩側(cè)凹進(jìn)的滑道。

所述的滑塊上開(kāi)設(shè)導(dǎo)氣孔。

所述的滑塊與復(fù)位彈簧連在一起。

所述的滑塊包含兩根滑桿。

進(jìn)一步地，所述的滑桿為圓柱形，左右對(duì)稱分布于滑塊的上部。

所述的復(fù)位彈簧是壓縮彈簧；轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，復(fù)位彈簧產(chǎn)生的彈力使滑塊處于最小容積擋板處。

所述的最小容積擋板設(shè)在可變?nèi)莘e凹槽最大容積的30%至90%處，即滑塊停在最小容積擋板處時(shí)，裸露的凹槽容積為凹槽最大容積的30%至90%。

進(jìn)一步地，所述的最小容積擋板向槽體中心伸出的長(zhǎng)度不大于槽體凈寬的四分之一，兩塊擋板的總長(zhǎng)度不大于槽體凈寬的二分之一。

本發(fā)明的有益效果在于：1，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可隨轉(zhuǎn)速的變化連續(xù)改變，提高發(fā)動(dòng)機(jī)從低負(fù)荷到高負(fù)荷整個(gè)工作范圍內(nèi)的有效熱效率，降低油耗，減少排放；2，顯著提高低轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，使汽車(chē)或其它動(dòng)力機(jī)械起步更有力，加速更迅捷；3，變壓縮比的關(guān)鍵部件-可變?nèi)莘e凹槽，零件少，加工方便，運(yùn)行可靠。4，對(duì)于增壓型發(fā)動(dòng)機(jī)，變壓縮比技術(shù)可克服增壓滯后的缺陷，可充分發(fā)揮增壓技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是帶有可變?nèi)莘e凹槽的三角轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中A-A面的放大剖面圖。

圖4是可變?nèi)莘e凹槽的俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1-4所示 一種變壓縮比的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)，至少由擺線形缸體1、三角轉(zhuǎn)子2、可變?nèi)莘e凹槽3及復(fù)位彈簧4組成；可變?nèi)莘e凹槽3至少包括槽體31、槽腔32、滑道33、滑塊34、最小容積擋板35；槽腔32處于可變?nèi)莘e凹槽3的尾部；最小容積擋板35設(shè)在可變?nèi)莘e凹槽3最大容積的70%處，即滑塊34停在最小容積擋板35處時(shí)，裸露的凹槽容積為凹槽最大容積的70%；最小容積擋板35是通過(guò)過(guò)盈配合嵌在槽體31上的；最小容積擋板35向槽體31中心伸出的長(zhǎng)度為槽體31凈寬的八分之一，兩塊擋板35的伸出的總長(zhǎng)度為槽體31凈寬的四分之一；滑塊34上部?jī)蓚?cè)有圓柱形滑桿341，滑桿341裝在滑道33里；滑塊34上部設(shè)有徑向?qū)饪?42；滑塊34是通過(guò)滑桿341在滑道33中滑行從而在槽體31里自由運(yùn)動(dòng)的；復(fù)位彈簧4的一端固定在槽腔32中，另一端與滑塊34連在一起；復(fù)位彈簧4為壓縮彈簧；轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，滑塊34因復(fù)位彈簧4的彈力停在最小容積擋板35處；發(fā)動(dòng)機(jī)其它部件的連接及安裝按照傳統(tǒng)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的方式進(jìn)行。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的變壓縮比汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理相同，即發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依次進(jìn)行吸氣沖程與壓縮沖程，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至最小工作腔處時(shí)（對(duì)應(yīng)于活塞往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)），油氣混合物被點(diǎn)燃，燃?xì)馀蛎涀龉?，推?dòng)三角轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)；隨著做功沖程完成，排氣門(mén)打開(kāi)，進(jìn)入排氣沖程，然后進(jìn)行第二次吸氣、壓縮、做功及排氣沖程，如此循環(huán)往復(fù)；本實(shí)施例中的變壓縮比汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)在于，在做功沖程中, 高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)三角轉(zhuǎn)子2高速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的離心力使滑塊34產(chǎn)生與三角轉(zhuǎn)子2運(yùn)動(dòng)方向相反的移動(dòng)，使滑塊34與槽體31圍成的凹槽容積發(fā)生改變，由于不同轉(zhuǎn)速下滑塊34所受的離心力不同,產(chǎn)生的位移不同，導(dǎo)致可變?nèi)莘e凹槽3的容積不同，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比連續(xù)可變；在低轉(zhuǎn)速下具有較高的壓縮比，在高速下具有較低的壓縮比。

以上實(shí)施例只是優(yōu)選的實(shí)施方式之一，是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，不可理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)力保護(hù)范圍的限定，相反，對(duì)于本領(lǐng)域的普通科研人員而言，凡利用本發(fā)明進(jìn)行的任何非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或調(diào)整，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍之內(nèi)。