本發(fā)明涉及用于微小型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的輔助設(shè)備，尤其涉及一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，屬于發(fā)動機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展和多種微型化軍事裝備概念的提出，研制體積小、質(zhì)量輕、能量密度高、能持續(xù)運行的微能量系統(tǒng)已成為各國關(guān)注的焦點。與常規(guī)的便攜式電源相比，微小型發(fā)動機(jī)采用碳?xì)渥鳛槿剂?，其能量密度要高的多，電壓也能保持穩(wěn)定，還具有成本低廉的優(yōu)點。因此微小型發(fā)動機(jī)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生等各行各業(yè)的電子器件將有廣泛的應(yīng)用前景，還可直接為微型汽車、微型飛機(jī)、微型泵等微型機(jī)械提供動力。

當(dāng)前針對微小型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的研究主要集中在結(jié)構(gòu)與機(jī)理研究上，而忽視了對輔助設(shè)備的研究。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)的活塞式發(fā)動機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)有著很大的不同，傳統(tǒng)的活塞式發(fā)動機(jī)有著獨立的進(jìn)、排氣門控制系統(tǒng)，可分別控制進(jìn)、排氣的間，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)只能通過調(diào)整進(jìn)、排氣口在發(fā)動機(jī)氣缸上的布置位置來調(diào)節(jié)進(jìn)、排氣的時刻，并且轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣布置形式周邊進(jìn)氣、端面進(jìn)氣兩種，端面進(jìn)氣由于氣流的急劇轉(zhuǎn)彎，流體阻力較大，而且端面進(jìn)氣口開啟的持續(xù)角較小，造成充氣系數(shù)與平均有效壓力較小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對已有技術(shù)中轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)存在的端面進(jìn)氣氣流的急劇轉(zhuǎn)彎、流體阻力較大、充氣系數(shù)與平均有效壓力較小的問題。本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)合理、工作高效的用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，實現(xiàn)降低流體的阻力和提高進(jìn)氣量，從而提高充氣系數(shù)和平均有效壓力。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，包括曲軸、軸承、第一轉(zhuǎn)子、螺栓、前端蓋殼、氣缸、第四軸承、內(nèi)齒輪、外齒輪、第五軸承、后端蓋、第二轉(zhuǎn)子、第一進(jìn)氣道、第二進(jìn)氣道、第三進(jìn)氣道和燃燒室。前端蓋包括前端蓋殼和第一轉(zhuǎn)子，第一轉(zhuǎn)子置于前端蓋殼內(nèi)，前端蓋殼左、右兩側(cè)分別開有第三進(jìn)氣道和第一進(jìn)氣道，第一轉(zhuǎn)子開有第二進(jìn)氣道；所述的軸承包括第一軸承、第二軸承和第三軸承；第一軸承與第一轉(zhuǎn)子配合，第二軸承、第三軸承在左、右兩側(cè)分別與前端蓋殼配合。曲軸依次通過第四軸承和第五軸承、第一軸承、第二軸承、第三軸承分別與第一轉(zhuǎn)子、前端蓋殼、第二轉(zhuǎn)子、后端蓋相連接。第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子隨著曲軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，并且第一轉(zhuǎn)子與曲軸的轉(zhuǎn)速保持一致，第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與曲軸的轉(zhuǎn)速比依據(jù)內(nèi)齒輪、外齒輪的齒數(shù)比而定。通過曲軸帶動第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動從而使得第一進(jìn)氣道、第二進(jìn)氣道、第三進(jìn)氣道相連通，從而使氣體從第三進(jìn)氣道進(jìn)入燃燒室內(nèi)。

優(yōu)選所述的第三進(jìn)氣道位于第一進(jìn)氣道上方，通過第一轉(zhuǎn)子上的第二進(jìn)氣道來控制第二進(jìn)氣道分別與第一進(jìn)氣道、第三進(jìn)氣道連通的時間，來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)和充氣量。

為降低流體的阻力，所述的第二進(jìn)氣道截面優(yōu)選曲形進(jìn)氣道，通過調(diào)節(jié)曲形進(jìn)氣道的角度能夠調(diào)節(jié)端面進(jìn)氣阻力，所述的曲形優(yōu)選1/8圓弧，第一進(jìn)氣道截面優(yōu)選為矩形。

為提高進(jìn)氣量，所述的第三進(jìn)氣道截面優(yōu)選出氣口大于進(jìn)氣口的梯形，出氣口面積是進(jìn)氣口的1.5倍。

為了控制進(jìn)氣時間，優(yōu)選所述的第二進(jìn)氣道的進(jìn)氣直徑大于第一進(jìn)氣道，第二進(jìn)氣道的進(jìn)氣口面積是第一進(jìn)氣道出氣口面積的2倍。

所述的第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與曲軸的轉(zhuǎn)速比優(yōu)選第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是曲軸的三分之一。

本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置的工作過程為：曲軸與第一轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動，當(dāng)?shù)谝贿M(jìn)氣道首先與第二進(jìn)氣道連通，此時第二進(jìn)氣道并未與第三進(jìn)氣道相連通，氣體通過第一進(jìn)氣道開始流入第二進(jìn)氣道，隨著第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通面積不斷增大，進(jìn)氣量也逐漸增大，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通面積開始減小，從而第二進(jìn)氣道內(nèi)的氣體壓力開始升高，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道相連通，由于第二進(jìn)氣道壓力高于第三進(jìn)氣道，大量氣體沖入第三進(jìn)氣道和燃燒室，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道斷開連通，隨后第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通也關(guān)閉。

第三進(jìn)氣道進(jìn)氣口面積小于出氣口面積，使得氣體更順暢的進(jìn)入燃燒室內(nèi)，從而提高發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)和減小進(jìn)氣阻力。

第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道先連通，而后隨著第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通面積不斷增大，進(jìn)氣量也逐漸增大，第二進(jìn)氣道內(nèi)的壓力開始增加，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通面積開始減小，從而第二進(jìn)氣道內(nèi)的氣體壓力逐漸升高，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道相連通，由于第二進(jìn)氣道壓力高于第三進(jìn)氣道，大量氣體沖入第三進(jìn)氣道和燃燒室，從而保證第二進(jìn)氣道的壓力是遠(yuǎn)大于進(jìn)氣道和燃燒室的氣體壓力，從而提高發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)。

優(yōu)選所述的第三進(jìn)氣道位于第一進(jìn)氣道上方，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道先連通，隨著第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道相連通，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道斷開連通，隨后第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通也關(guān)閉。通過第一轉(zhuǎn)子上的第二進(jìn)氣道來控制第二進(jìn)氣道分別與第一進(jìn)氣道、第三進(jìn)氣道連通的時間，來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)和充氣量。

通過改善第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道的氣口面積增加了氣體的連通時間，從而增加進(jìn)氣口開啟的持續(xù)角，從而改善充氣系數(shù)和提高充氣量。

有益效果：

1.本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，通過機(jī)械的方式來調(diào)節(jié)充氣系數(shù)，通過控制通道的連通時間和斷開時間，能夠更好的提高進(jìn)氣量和充氣系數(shù)，減小整個裝置的壓力波動。

2.本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，由于第二進(jìn)氣道截面為曲形進(jìn)氣道，能夠降低流體的阻力，通過調(diào)節(jié)曲形進(jìn)氣道的角度能夠調(diào)節(jié)端面進(jìn)氣阻力。

3.本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，通過改善第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道的氣口面積增加了氣體的連通時間，從而增加進(jìn)氣口開啟的持續(xù)角，從而改善充氣系數(shù)和提高充氣量。

4.本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面恒壓進(jìn)氣裝置，能夠通過改善充氣系數(shù)和提高充氣量，減少能量的浪費和消耗。

5.本發(fā)明公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道先連通，而后隨著第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通面積不斷增大，進(jìn)氣量也逐漸增大，第二進(jìn)氣道內(nèi)的壓力開始增加，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道與第二進(jìn)氣道的連通面積開始減小，從而第二進(jìn)氣道內(nèi)的氣體壓力逐漸升高，第一轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道與第三進(jìn)氣道相連通，由于第二進(jìn)氣道壓力高于第三進(jìn)氣道，大量氣體沖入第三進(jìn)氣道和燃燒室，從而保證第二進(jìn)氣道的壓力是遠(yuǎn)大于進(jìn)氣道和燃燒室的氣體壓力，能夠通過提高中間氣道的壓力來更多的氣體進(jìn)入發(fā)動機(jī)，更好的控制進(jìn)氣量和充氣系數(shù)，從而改善發(fā)動機(jī)性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的裝配圖。

圖2是本發(fā)明的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的工作過程結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1—曲軸、2—軸承、3—第一轉(zhuǎn)子、4—螺栓、5—前端蓋、6—氣缸、7—第四軸承、8—內(nèi)齒輪、9—外齒輪、10—第五軸承、11—后端蓋、12—第二轉(zhuǎn)子、13—第一進(jìn)氣道、14—第二進(jìn)氣道、15—第三進(jìn)氣道、16—燃燒室、2.1—第一軸承、2.2—第二軸承、2.3—第三軸承。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實施例1：

如圖1、2所示，本實施例公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置，包括曲軸1、軸承2、第一轉(zhuǎn)子3、螺栓4、前端蓋殼5、氣缸6、第四軸承7、內(nèi)齒輪8、外齒輪9、第五軸承10、后端蓋11、第二轉(zhuǎn)子12、第一進(jìn)氣道13、第二進(jìn)氣道14、第三進(jìn)氣道15和燃燒室16。前端蓋包括前端蓋殼5和第一轉(zhuǎn)子3，第一轉(zhuǎn)子3置于前端蓋殼5內(nèi)，前端蓋殼5左、右兩側(cè)分別開有第三進(jìn)氣道15和第一進(jìn)氣道13，第一轉(zhuǎn)子3開有第二進(jìn)氣道14；所述的軸承2包括第一軸承2.1、第二軸承2.2和第三軸承2.3；第一軸承2.1與第一轉(zhuǎn)子3配合，第二軸承2.2、第三軸承2.3在左、右兩側(cè)分別與前端蓋殼5配合。曲軸1依次通過第四軸承7和第五軸承10、第一軸承2.1、第二軸承2.2、第三軸承2.3分別與第一轉(zhuǎn)子3、前端蓋殼5、第二轉(zhuǎn)子12、后端蓋11相連接。第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子12隨著曲軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，并且第一轉(zhuǎn)子3與曲軸1的轉(zhuǎn)速保持一致，第二轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速與曲軸1的轉(zhuǎn)速比為第二轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速是曲軸1的三分之一。

通過曲軸1帶動第一轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動從而使得第一進(jìn)氣道13、第二進(jìn)氣道14、第三進(jìn)氣道15相連通，從而使氣體從第三進(jìn)氣道進(jìn)入燃燒室16內(nèi)。

所述的第三進(jìn)氣道15位于第一進(jìn)氣道上方13，通過第一轉(zhuǎn)子3上的第二進(jìn)氣道14來控制第二進(jìn)氣道14分別與第一進(jìn)氣道13、第三進(jìn)氣道15連通的時間，來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)和充氣量。

為降低流體的阻力，所述的第二進(jìn)氣道14截面為1/8圓弧曲形進(jìn)氣道，通過調(diào)節(jié)曲形進(jìn)氣道的角度能夠調(diào)節(jié)端面進(jìn)氣阻力，第一進(jìn)氣道13截面為矩形。

為提高進(jìn)氣量，所述的第三進(jìn)氣道15截面出氣口大于進(jìn)氣口的梯形，出氣口面積是進(jìn)氣口的1.5倍。

為了控制進(jìn)氣時間，所述的第二進(jìn)氣道14的進(jìn)氣直徑大于第一進(jìn)氣道13，第二進(jìn)氣道14的進(jìn)氣口面積是第一進(jìn)氣道13出氣口面積的2倍。

本實施例公開的一種用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的端面進(jìn)氣裝置的工作過程為：曲軸1與第一轉(zhuǎn)子3一同轉(zhuǎn)動，當(dāng)?shù)谝贿M(jìn)氣道13首先與第二進(jìn)氣道14連通，此時第二進(jìn)氣道14并未與第三進(jìn)氣道15相連通，氣體通過第一進(jìn)氣道13開始流入第二進(jìn)氣道14，隨著第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14的連通面積不斷增大，進(jìn)氣量也逐漸增大，第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14的連通面積開始減小，從而第二進(jìn)氣道14內(nèi)的氣體壓力開始升高，第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道14與第三進(jìn)氣道15相連通，由于第二進(jìn)氣道14壓力高于第三進(jìn)氣道15，大量氣體沖入第三進(jìn)氣道15和燃燒室，第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道14與第三進(jìn)氣道15斷開連通，隨后第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14的連通也關(guān)閉。

第三進(jìn)氣道15進(jìn)氣口面積小于出氣口面積，使得氣體更順暢的進(jìn)入燃燒室內(nèi)，從而提高發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)和減小進(jìn)氣阻力。

第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14先連通，而后隨著第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14的連通面積不斷增大，進(jìn)氣量也逐漸增大，第二進(jìn)氣道14內(nèi)的壓力開始增加，第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14的連通面積開始減小，從而第二進(jìn)氣道14內(nèi)的氣體壓力逐漸升高，第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道14與第三進(jìn)氣道15相連通，由于第二進(jìn)氣道14壓力高于第三進(jìn)氣道15，大量氣體沖入第三進(jìn)氣道15和燃燒室，從而保證第二進(jìn)氣道14的壓力是遠(yuǎn)大于進(jìn)氣道和燃燒室的氣體壓力，從而提高發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)。

所述的第三進(jìn)氣道15位于第一進(jìn)氣道上方，第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14先連通，隨著第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道14與第三進(jìn)氣道15相連通，第一轉(zhuǎn)子3的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，第二進(jìn)氣道14與第三進(jìn)氣道15斷開連通，隨后第一進(jìn)氣道13與第二進(jìn)氣道14的連通也關(guān)閉。通過第一轉(zhuǎn)子3上的第二進(jìn)氣道14來控制第二進(jìn)氣道14分別與第一進(jìn)氣道13、第三進(jìn)氣道15連通的時間，來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的充氣系數(shù)和充氣量。

通過改善第二進(jìn)氣道14與第三進(jìn)氣道15的氣口面積增加了氣體的連通時間，從而增加進(jìn)氣口開啟的持續(xù)角，從而改善充氣系數(shù)和提高充氣量。

以上所述的具體描述，對發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。