專利名稱：高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)，具體地是一種高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。
現(xiàn)在有幾種發(fā)動(dòng)機(jī)，往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、庫(kù)爾茲轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，由于往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)有連桿、曲軸、氣門(mén)等系統(tǒng)，使其重量大大增加，進(jìn)排氣阻力大，充氣系數(shù)低，作功頻率小(二沖程為π/2π，四沖程為π/4π)，有往復(fù)運(yùn)動(dòng)等，使其有效功率，升功率、扭矩都受到限制；由于有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖擊，受力變得復(fù)雜，惡劣；庫(kù)爾茲轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)由于以變角速度旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生慣性力，因而對(duì)很多部件有特殊要求，從而使它的運(yùn)用受到限制，汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)，容易發(fā)生超速現(xiàn)象，易在缸面形成震紋，三角轉(zhuǎn)子易卡死，其八字形缸體加工困難，其結(jié)構(gòu)上存在著難以克服的缺陷，現(xiàn)今其他轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)存在著壓縮比問(wèn)題，密封問(wèn)題及點(diǎn)火提前的問(wèn)題，使得燃燒不充分、不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性差，可靠性差等問(wèn)題，從而限制轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展。
本發(fā)明的目的是提供一種高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)，以純轉(zhuǎn)動(dòng)的對(duì)稱轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有一定壓縮比，提前點(diǎn)火，可靠性高，作功頻率高，進(jìn)排氣阻力小，充氣系數(shù)高，燃燒充分，重量輕，沖擊小，高效率，并使噪聲、排污都得到改善。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、由定子、轉(zhuǎn)子及梃桿組成，其特征在于轉(zhuǎn)子裝于傳動(dòng)軸上，在定子內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子外廓和定子內(nèi)孔二者之一為圓柱面，另一為對(duì)稱的曲面，而將其內(nèi)腔分隔為兩個(gè)空間，在呈圓柱面的定子/轉(zhuǎn)子上沿徑向線裝有兩塊呈板狀的梃桿，該梃桿受彈簧壓力而與呈曲面的轉(zhuǎn)子/定子保持接觸，所述曲面輪廓符合動(dòng)力函數(shù)使轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)該梃桿與曲面間的間隙達(dá)到密封氣體的要求，所述梃桿并由伺服控制裝置控制以保持密封；在轉(zhuǎn)子/定子體上設(shè)有二大、二小共四個(gè)燃燒室，各燃燒室有進(jìn)氣管道與轉(zhuǎn)子和定子之間的內(nèi)腔相通，該進(jìn)氣管的入口設(shè)有單向止回閥；定子上裝有火花塞與燃燒室相通；在定子的適當(dāng)位置設(shè)有進(jìn)氣孔和排氣孔且二孔相鄰，各與轉(zhuǎn)子和定子之間的一內(nèi)腔連通，該進(jìn)氣孔連通的內(nèi)腔沿旋轉(zhuǎn)方向被梃桿分隔為吸氣室a和壓縮室b，該排氣口連通的內(nèi)腔沿旋轉(zhuǎn)方向被梃桿分隔為膨脹室c及排氣室d；在所述轉(zhuǎn)子的兩側(cè)端面上設(shè)有與端蓋滑動(dòng)接觸的氣密封。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)

圖1示實(shí)施例二，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2圖3圖4圖5圖6圖7圖8圖9圖10，定子1由筒體101、前端蓋102、后端蓋103組成，筒體101為有圓柱形空腔的殼體，該空腔101由前、后端蓋102、103封閉，在蓋的內(nèi)平面上設(shè)有通道105，該通道105呈一定角度扇形，通道105的一端為斜面過(guò)度，另端呈尖牙形連通膨漲室C，兩側(cè)端蓋102、103上還設(shè)有常開(kāi)的有一定相位及相位角的排氣孔16；轉(zhuǎn)子2的外廓為有對(duì)稱曲面的凸輪201，固定于穿過(guò)前后端蓋的輸出軸9上，安裝于定子筒體101的圓孔中，該凸輪201的兩頂端與定子筒體101的孔壁成轉(zhuǎn)動(dòng)配合，轉(zhuǎn)子的上、下兩側(cè)面各有凹入部分構(gòu)成互不相通的燃燒室6和小燃燒室6A，該燃燒室有一定相位及相位角，該四個(gè)燃燒室各有孔道通向凸輪的環(huán)面頂端，該孔道內(nèi)各裝有單向閥7和7A，在轉(zhuǎn)子的兩端側(cè)面上靠近所述燃燒室6和6A共設(shè)有四個(gè)長(zhǎng)條形的滑塊密封孔8，每端兩個(gè)在該密封孔中各裝有滑塊18，該滑塊18由裝于密封孔8底部的彈簧19支撐而在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中始終貼緊于定子筒體101的兩頭端蓋的內(nèi)端面20形成不漏氣的密封；在定子1的外殼面固定有梃桿套5和22，該梃桿套中裝有可上下移動(dòng)的梃桿3和13，該梃桿呈板狀，兩個(gè)梃桿之間的夾角為180°，且該凸輪表面輪廓符合動(dòng)力函數(shù)使其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)滾柱面與凸輪面間隙達(dá)到密封氣體的要求，所述梃桿受安裝于其上部的彈簧4的作用；在梃桿套22兩側(cè)的定子壁上設(shè)有常開(kāi)的排氣孔11和進(jìn)氣口12與筒體101的內(nèi)腔相通；在轉(zhuǎn)子兩端壁面上各設(shè)有一火花塞10和10A，在轉(zhuǎn)動(dòng)中分別與燃燒室6和6A相通。
圖11圖12示實(shí)施例二，所述設(shè)置于轉(zhuǎn)子內(nèi)的燃燒室6和小燃燒室6A也可以設(shè)置于定子1的筒體101或端蓋的外壁，筒體內(nèi)孔的壓縮氣經(jīng)兩支壓縮氣管分別接通燃燒室6和小燃燒室6A，該兩支壓縮氣管的入口設(shè)有單向閥7和7A，該兩支壓縮氣管由一換向閥控制流通啟閉，轉(zhuǎn)子內(nèi)腔設(shè)有分別連通兩個(gè)燃燒室的通道15和15A，該二通道設(shè)置于端蓋或筒體上的同步閘板板閥25啟閉，該二通道連接于一同步閥25；該兩個(gè)燃燒室上各裝有火花塞10和10A。
圖13示實(shí)施例三，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D14圖15，與實(shí)施例二不同處是，在所述前、后端蓋102、103的端面上制有環(huán)繞傳動(dòng)軸孔17的環(huán)槽104，該環(huán)槽連接穿透端蓋的大、小通道105，每側(cè)的大、小通道分別連接兩個(gè)燃燒室6和6A；在所述轉(zhuǎn)子2的兩側(cè)端面上制有半圓形凸環(huán)202與所述環(huán)槽104相應(yīng)，該凸環(huán)202伸入該環(huán)槽104而在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)大、小通道15、15A實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和封閉。
請(qǐng)參照?qǐng)D16，實(shí)施時(shí)，在所述實(shí)施例一、二、三的梃桿套上端裝有的伺服控制裝置24由指令裝置241—伺服放大器242—伺服機(jī)構(gòu)243——執(zhí)行裝置244——傳感器245組成，該傳感器設(shè)置于梃桿套的內(nèi)壁上，所述伺服裝置可以使用已有技術(shù)。
實(shí)施時(shí)，也可以不安裝伺服控制裝置24而安裝機(jī)械定位的控制密封的裝置，圖17為其實(shí)施例，是在所述實(shí)施例一、二、三的挺桿3和13的上端各有穿過(guò)彈簧4的延長(zhǎng)部分3A和3A，該延長(zhǎng)部分上裝有滾子3B和13B，該二滾子分別與凸輪27、28相頂觸，該二凸輪27、28的輪廓面與定子凸接輪廓面為共軛曲面，且該二凸輪的中心連線與梃桿3和13的穿過(guò)轉(zhuǎn)子2中心的連心線相重合。
實(shí)施時(shí)，在圖17所示實(shí)施例中，也可以只設(shè)置同步凸輪27而不設(shè)置同步凸輪28，即所述梃桿3的上端有穿過(guò)彈簧4的延長(zhǎng)部分3A，該延長(zhǎng)部分上裝有滾子3B，該滾子與凸輪27相頂觸，該凸輪27的輪廓面與定子凸輪廓面為共軛曲面，且該凸輪27的中心與轉(zhuǎn)子凸輪中心的連線與梃桿3和13穿過(guò)轉(zhuǎn)子2中心的連心線相重合，該凸輪與轉(zhuǎn)子凸輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖18圖19示實(shí)施例四，所述轉(zhuǎn)子2呈圓柱形，在其徑向兩端的軸向槽302中各裝有受彈簧4作用的梃桿3和13，作用于定子內(nèi)腔曲面；所述定子1的內(nèi)孔呈對(duì)稱的曲面形，所述四個(gè)大、小燃燒室6和6A設(shè)置于定子壁上，各燃燒室裝有火花塞10和10A，在定子壁上開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣口12和排氣口11。
圖21示實(shí)施例五，所述定子2的內(nèi)孔呈對(duì)稱的類橢圓形，其余結(jié)構(gòu)特征與實(shí)施例四相同。
在圖18圖21所示實(shí)施例中，在定子1的兩端端蓋的內(nèi)平面20上制有與定子曲面相應(yīng)的導(dǎo)軌凹槽2001，在該凹槽底部于定子內(nèi)腔分界中心線上有帶斜度的上密封面2002和下密封面2003，該凹槽中插入梃桿3、13側(cè)面上的位置相應(yīng)的凸銷(xiāo)302，該凸銷(xiāo)使梃桿3和13與定子1的內(nèi)曲面始終保持接觸；在圖18圖21所示實(shí)施例中，所述控制梃桿的伺服機(jī)構(gòu)24的傳感器245從傳動(dòng)軸9的中心孔引入，從傳動(dòng)軸9的橫向孔穿出連接于裝有梃桿的轉(zhuǎn)子軸向槽302中見(jiàn)圖20；本發(fā)明有以下積極有益的效果1.對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，的定子或轉(zhuǎn)子做純轉(zhuǎn)動(dòng)，可以減輕不平衡與往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)；2.有兩組燃燒室，每組2個(gè)，各燃燒室互不相通，有一定相位以保證提前點(diǎn)火與完全壓縮；3.沒(méi)有其他發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸連桿部分，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工；4.通道點(diǎn)火系統(tǒng)呈一定相位分布，使提前點(diǎn)火成為可能，使?jié)M足一定轉(zhuǎn)速下獲得最佳利益；5.有一定的壓縮比，使熱效率提高，使排污，爆燃受到有效限制；6.裝有伺服裝置，或機(jī)械定位裝置使密封可靠，燃料的經(jīng)濟(jì)性與發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性大大增加，使之能成為一種實(shí)用的大功率，高效低排污的發(fā)動(dòng)機(jī)。
7.無(wú)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，使氣阻減小，充排氣效率高，強(qiáng)制排氣損失小；8.排氣孔結(jié)構(gòu)，使燃燒室廢氣排放干凈；9.滑塊密封結(jié)構(gòu)，使氣體只能膨脹作功10.每組燃燒室設(shè)有2個(gè)單向止回閥以保證完全壓縮與提前點(diǎn)火；
11.兩梃桿夾角為180°，可保證一定的壓縮比，使氣體膨脹作功，得到最大的利用，效率提高；12.氣體被連續(xù)吸入，壓縮，膨脹，排氣，作功頻率高達(dá)2π/2π。
13.沒(méi)有提前打開(kāi)排氣門(mén)，使氣體膨漲作功效率高。
總之，由于是對(duì)稱的純轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可靠性高，具有一定壓縮比，提前點(diǎn)火，作功頻率高(為2π/2π)。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明沒(méi)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的沖擊，進(jìn)排氣阻力小，充氣系數(shù)高，沒(méi)有連桿曲軸等系統(tǒng)，因而降低其重量，熱效率高，使其綜合性能有很大提高。由于有一定壓縮比，可以穩(wěn)定地在各個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定工作，工作柔合。由于充氣效率高，氣體充量運(yùn)動(dòng)充分，使得燃燒充分，壓力增長(zhǎng)符合要求，使得其噪聲、排污都得到充分的改善?？梢栽谌魏问褂脠?chǎng)合取代其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
現(xiàn)以較佳實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中定子的正視圖，為示意圖；圖3是圖2的A-A剖截視圖；圖4是圖1中轉(zhuǎn)子的正視圖，為示意圖；圖5是圖4的B-B剖截視圖；圖6是圖1中前、后端蓋的正視圖；圖7是圖6的C-C剖截視圖；圖8是圖6的D-D剖截視圖；圖9是圖6的E-E剖截視圖；圖10示轉(zhuǎn)子兩側(cè)安裝的密封滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是圖11的F-F局部剖截視圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是圖13中轉(zhuǎn)子的正視圖；圖15是圖14的側(cè)視圖，為G-G剖截視圖；圖16是圖1中伺服控制裝置的一種實(shí)施例的框圖結(jié)構(gòu)圖；圖17是本發(fā)明實(shí)施例的一種改型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18是本發(fā)明實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19是圖18的側(cè)視圖；圖20是圖18中從傳動(dòng)軸引入的伺服控制裝置與梃桿的連接示意圖；圖21為本發(fā)明實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖編號(hào)a.吸氣室b.壓縮室c.膨脹室d.排氣室1.定子 101.筒體102.前端蓋103.后端蓋 104.環(huán)槽105.前、后端蓋內(nèi)端面上的通道
2.轉(zhuǎn)子201.凸輪輪廓面 202端面半圓形凸環(huán)3.梃桿3A.梃桿延長(zhǎng)部分 3B.延長(zhǎng)段的滾子301.梃桿側(cè)面凸銷(xiāo) 302.安裝梃桿的軸向槽4.彈簧5.梃桿套6.燃燒室 601.連通管6A小燃燒室601A.連通管 7.單向閥7A.單向閥 8.安裝密封滑塊的孔槽9.輸出軸 10.火花塞 10A.火花塞11.排氣孔 12.進(jìn)氣孔 13.梃桿13A.梃桿延長(zhǎng)部分 13B.延長(zhǎng)段的滾子14.單向閥 15.燃燒室進(jìn)入膨脹室的通道15A.燃燒室進(jìn)入膨脹室的通道16.排氣孔 17.軸孔 18.密封滑塊19.彈簧 20.前、后端蓋的內(nèi)端面2001.導(dǎo)軌凹槽2002.上密封面 2003.下密封面21.壓縮氣體通道 22.梃桿套23.滾柱 24.伺服控制裝置241.指令裝置 242.伺服放大器243.伺服機(jī)構(gòu) 244.執(zhí)行機(jī)構(gòu)245.傳感器 25.同步閘板閥26.換向閥261.排氣管 27.同步凸輪 28.同步凸輪本發(fā)明的結(jié)構(gòu)已于前文敘述實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的技術(shù)方案的文字中結(jié)合附圖作了詳述，此處不再贅述。
本發(fā)明實(shí)施例一的工作原理請(qǐng)參照?qǐng)D1，a.吸氣，當(dāng)凸輪尖端順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)進(jìn)氣口12，由于梃桿13壓緊凸輪，凸輪尖端與外殼密封，使梃桿13與尖端一側(cè)空間增大，使真空增加，可燃混合氣被吸入直至轉(zhuǎn)至另一梃面3吸氣完畢，可燃混合氣被封在梃桿3與13的空間內(nèi)；b.壓縮，當(dāng)吸氣完畢后，另一凸輪尖端越過(guò)梃桿13，開(kāi)始?jí)嚎s，當(dāng)壓縮可燃混合氣壓力超過(guò)一定壓力時(shí)，單向閥7、7A打開(kāi)使可燃混合氣進(jìn)入燃燒室6與燃燒室6A，直至凸輪尖端轉(zhuǎn)到梃桿3壓縮完畢；c.膨脹，當(dāng)壓縮完畢后，火花塞點(diǎn)火，氣體膨脹并通過(guò)剛剛與燃燒室6、6A相通的通道15進(jìn)入膨脹室并推動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功，由于有滑塊18密封通道，氣體只能通過(guò)通道進(jìn)入膨脹室，當(dāng)凸輪類端轉(zhuǎn)到排氣口，膨脹完畢，當(dāng)火花塞10以一定提前角點(diǎn)火時(shí)，由于燃燒室6內(nèi)氣體被點(diǎn)燃?jí)毫ι?，單向閥7關(guān)閉，余下的少量可燃?xì)饫^續(xù)通過(guò)單向閥7A進(jìn)入小燃燒室6A，直至凸輪尖端轉(zhuǎn)到梃桿3，火花塞10A點(diǎn)火使小燃燒室7A氣體被點(diǎn)燃膨脹并通過(guò)通道推動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功；
d.當(dāng)凸輪尖端越過(guò)排氣口后，氣體被排出直至凸輪另一尖端轉(zhuǎn)到排氣口，排氣完畢，此時(shí)燃燒室殘余廢氣壓力仍很高，所以當(dāng)燃燒室6及6A轉(zhuǎn)至排氣孔16與端面上的排氣孔16相通，燃燒室廢氣被排凈，此時(shí)單向閥7、7A自動(dòng)關(guān)閉；e.實(shí)際上，可燃?xì)怏w被連續(xù)吸入、壓縮、膨脹與排出四個(gè)過(guò)程是同步進(jìn)行，凸輪尖端每轉(zhuǎn)過(guò)挺桿3時(shí)就作功一次，作功角度為半周，所以凸輪每轉(zhuǎn)一周作功一周，比作功頻度最高的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)還大一倍。
二.本發(fā)明實(shí)施例二的工作原理，參看圖13；a.吸氣，當(dāng)凸輪尖端順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)進(jìn)氣孔12，由于梃桿13壓緊凸輪2與之密封，凸輪的尖端又與外殼密封梃桿13與尖端一側(cè)的空間增大，使真空增加，可燃混合氣被吸入，直至轉(zhuǎn)至另一梃桿3，吸氣完畢，可燃燒混合氣被密封在3與13的空間內(nèi)。
b.壓縮，當(dāng)吸氣完畢后，另一凸輪尖端越過(guò)梃桿13，開(kāi)始?jí)嚎s可燃混合氣，當(dāng)超過(guò)一定壓力后，單向閥7、7A打開(kāi)使可燃混合氣進(jìn)入燃燒室6與6A直至此凸輪尖端轉(zhuǎn)到梃桿3，可燃?xì)馊勘粔嚎s進(jìn)入燃燒室6與6A。
c.膨脹，當(dāng)壓縮完畢后，火花塞點(diǎn)火，氣體膨脹并通過(guò)剛剛與燃燒室相通的入口23進(jìn)入膨脹室并推動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)作功；凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功，由于有滑塊18密封，氣體只能通過(guò)通道15進(jìn)入膨脹室，當(dāng)凸輪尖端轉(zhuǎn)到排氣口，膨脹完畢，當(dāng)火花塞10以一定點(diǎn)火提前角點(diǎn)火時(shí)，由于燃燒室6內(nèi)氣體被點(diǎn)燃?jí)毫ι撸瑔蜗蜷y7關(guān)閉，余下的少量可燃?xì)饫^續(xù)通過(guò)單向閥7A進(jìn)入小燃燒室6A，直到凸輪尖端轉(zhuǎn)到挺桿3，火花塞10A點(diǎn)火使小燃燒室6A氣體被點(diǎn)燃膨脹并通過(guò)通道推動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功，在膨脹作功時(shí)(另一側(cè)半環(huán)2與密封住另一側(cè)入口26至26A)直至轉(zhuǎn)動(dòng)排氣口11。
d.排氣當(dāng)凸輪尖端轉(zhuǎn)過(guò)排氣口11時(shí)，氣體排出直到另一凸輪尖端轉(zhuǎn)至排氣口，此時(shí)燃燒室被換向閥節(jié)斷，并接通排氣口27，燃燒室內(nèi)氣體被排出。
e.實(shí)際上，吸氣與壓縮，膨脹與排氣的過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，可燃?xì)怏w被連續(xù)吸及、壓縮、膨脹與排出，也就是說(shuō)，四個(gè)過(guò)程是同步進(jìn)行的，凸輪尖端每轉(zhuǎn)過(guò)梃桿3時(shí)，就作功一次，作功角度約為半周，所以凸輪轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)一周就作功一周是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的2倍，是4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的4倍。
本發(fā)明實(shí)施例三請(qǐng)參看圖11圖12，其吸氣→壓縮→膨脹→排氣口工作過(guò)程與前述實(shí)施例相同，但結(jié)構(gòu)上多了端面上的受凸輪機(jī)構(gòu)控制同步閥，少了滑塊等機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，膨脹細(xì)節(jié)為當(dāng)壓縮完畢氣體點(diǎn)火后當(dāng)凸輪后沿剛剛到達(dá)同步閘板閥，同步閘板閥受同步凸輪機(jī)構(gòu)控制，同步打開(kāi)使氣體進(jìn)入膨脹室推動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功，直至轉(zhuǎn)至挺桿13，同步閘板閥關(guān)閉，此時(shí)換向閥打開(kāi)并排氣，同時(shí)另一同步閘板閥又打開(kāi)，推動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是密封可靠，梃面運(yùn)動(dòng)沿凸輪輪廓準(zhǔn)確、可靠。像一些轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)靠滑片受到的彈力與離心力來(lái)和缸壁密封，由于滑片有一定剛性，故有一定厚度，由于是點(diǎn)密封，其受到膨脹、壓縮氣體的徑向力(一般情況下可達(dá)數(shù)百牛噸)與其彈力，離心力相抵消，造成密封失效。彈力與離心力太大又會(huì)造成其它過(guò)程接觸應(yīng)力太大潤(rùn)滑膜被破壞，以至干磨、損壞的現(xiàn)象，本發(fā)明針對(duì)這一問(wèn)題，采用了響應(yīng)極快的伺服控制裝置或機(jī)械定位裝置來(lái)低消氣體產(chǎn)生的徑向力使密封更加可靠，效率更高。
實(shí)施例四、五的工作原理與實(shí)施例二、三基本相同，此處不贅述。
權(quán)利要求
1.一種高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、由定子、轉(zhuǎn)子及梃桿組成，其特征在于轉(zhuǎn)子裝于傳動(dòng)軸上，在定子內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子外廓和定子內(nèi)孔二者之一為圓柱面，另一為對(duì)稱的曲面，而將其內(nèi)腔分隔為兩個(gè)空間，在呈圓柱面的定子/轉(zhuǎn)子上沿徑向線裝有兩塊呈板狀的梃桿，該梃桿受彈簧壓力而與呈曲面的轉(zhuǎn)子/定子保持接觸，所述曲面輪廓符合動(dòng)力函數(shù)使轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)該梃桿與曲面間的間隙達(dá)到密封氣體的要求；在轉(zhuǎn)子/定子體上設(shè)有二大、二小共四個(gè)燃燒室，各燃燒室有進(jìn)氣管道與轉(zhuǎn)子和定子之間的內(nèi)腔相通，該進(jìn)氣管的入口設(shè)有單向止回閥；定子上裝有火花塞與燃燒室相通；在定子的適當(dāng)位置設(shè)有進(jìn)氣孔和排氣孔且二孔相鄰，各與轉(zhuǎn)子和定子之間的一內(nèi)腔連通，該進(jìn)氣孔連通的內(nèi)腔沿旋轉(zhuǎn)方向被梃桿分隔為吸氣室a和壓縮室b，該排氣孔連通的內(nèi)腔沿旋轉(zhuǎn)方向被梃桿分隔為膨脹室c及排氣室d；在所述轉(zhuǎn)子的兩側(cè)端面上設(shè)有與端蓋滑動(dòng)接觸的氣密封。
2.如權(quán)利要求1所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于定子(1)由筒體(101)、前端蓋(102)、后端蓋(103)組成，筒體(101)為有圓柱形空腔的殼體，該空腔(101)由前、后端蓋(102)、(103)封閉，在蓋的內(nèi)平面上設(shè)有通道(105)，該通道(105)呈一定角度扇形，通道(105)的一端為斜面過(guò)度，另端呈尖牙形連通膨漲室C，兩側(cè)端蓋(102)、(103)上還設(shè)有常開(kāi)的有一定相位及相位角的排氣孔(16)；轉(zhuǎn)子(2)的外廓為有對(duì)稱曲面的凸輪(201)，固定于穿過(guò)前后端蓋的輸出軸(9)上，安裝于定子筒體(101)的圓孔中，該凸輪(201)的兩頂端與定子筒體(101)的孔壁成轉(zhuǎn)動(dòng)配合，轉(zhuǎn)子的上、下兩側(cè)面各有凹入部分構(gòu)成互不相通的燃燒室(6)和小燃燒室(6A)，該燃燒室有一定相位及相位角，該四個(gè)燃燒室各有孔道通向凸輪的環(huán)面頂端，該孔道內(nèi)各裝有單向閥(7)和(7A)，在轉(zhuǎn)子的兩端側(cè)面上靠近所述燃燒室(6)和(6A)共設(shè)有四個(gè)長(zhǎng)條形的滑塊密封孔(8)，每端兩個(gè)，在該密封孔中各裝有滑塊(18)，該滑塊(18)由裝于密封孔(8)底部的彈簧(19)支撐而在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中始終貼緊于定子筒體(101)的兩頭端蓋的內(nèi)端面(20)形成不漏氣的密封；在定子(1)的外殼面固定有梃桿套(5)和(22)，該梃桿套中裝有可上下移動(dòng)的梃桿(3)和(13)，該梃桿呈板狀，兩個(gè)梃桿之間的夾角為180°，且該凸輪表面輪廓符合動(dòng)力函數(shù)，使其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)滾柱面與凸輪面間隙達(dá)到密封氣體的要求，所述梃桿受安裝于其上部的彈簧(4)的作用；在梃桿套(22)兩側(cè)的定子壁上設(shè)有常開(kāi)的排氣孔(11)和進(jìn)氣孔(12)與筒體(101)的內(nèi)腔相通；轉(zhuǎn)子兩端壁面上各設(shè)有一火花塞(10)和(10A)，在轉(zhuǎn)動(dòng)中分別與燃燒室(6)和(6A)相通。
3.如權(quán)利要求1所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述設(shè)置于轉(zhuǎn)子內(nèi)的燃燒室(6)和小燃燒室(6A)也可以設(shè)置于定子(1)的筒體(101)或端蓋的外壁，筒體內(nèi)孔的壓縮氣經(jīng)兩支壓縮氣管分別接通燃燒室(6)和小燃燒室(6A)，該兩支壓縮氣管的入口設(shè)有單向閥(7)和(7A)，該兩支壓縮氣管由一換向閥控制啟閉，轉(zhuǎn)子內(nèi)腔設(shè)有分別連通兩個(gè)燃燒室的通道(15)和(15A)，該二通道由設(shè)置于端蓋或筒體上的同步閘板閥(25)啟閉，該兩個(gè)燃燒室上各裝有火花塞(10)和(10A)。
4.如權(quán)利要求3所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述前、后端蓋(102)、(103)的端面上制有環(huán)繞傳動(dòng)軸孔(17)的環(huán)槽(104)，該環(huán)槽連接穿透端蓋的大、小通道(105)，每側(cè)的大、小通道分別連接兩個(gè)燃燒室(6)和(6A)；在所述轉(zhuǎn)子(2)的兩側(cè)端面上制有半圓形凸環(huán)(202)與所述環(huán)槽(104)相應(yīng)，該凸環(huán)(202)伸入該環(huán)槽(104)而在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)大、小通道(15)、(15A)實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和封閉。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述梃桿套上端裝有伺服控制裝置(24)以保持梃桿(3)、(13)與轉(zhuǎn)子凸輪面(201)的接觸密封，該伺服控制裝置由指令裝置(241)—伺服放大器(242)—伺服機(jī)構(gòu)(243)——執(zhí)行裝置(244)——傳感器(245)組成。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述梃桿(3)和(13)的上端各有穿過(guò)彈簧(4)的延長(zhǎng)部分(3A)和(13A)，該延長(zhǎng)部分上裝有滾子(3B)和(13B)，該二滾子分別與凸輪(27)、(28)相頂觸，該二凸輪(27)、(28)的輪廓面與定子凸接輪廓面為共軛曲面，且該二凸輪的中心連線與梃桿(3)和(13)的穿過(guò)轉(zhuǎn)子(2)中心的連心線相重合，該二凸輪與轉(zhuǎn)子凸輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的高效提前自壓旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述梃桿(3)的上端有穿過(guò)彈簧(4)的延長(zhǎng)部分(3A)，該延長(zhǎng)部分上裝有滾子(3B)，該滾子與凸輪(27)相頂觸，該凸輪(27)的輪廓面與定子凸輪廓面為共軛曲面，且該凸輪(27)的中心與轉(zhuǎn)子凸輪中心的連線與梃桿(3)和(13)穿過(guò)轉(zhuǎn)子(2)中心的連心線相重合，該凸輪與轉(zhuǎn)子凸輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(2)呈圓柱形，在其徑向兩端的軸向槽(302)中各裝有受彈簧(4)作用的梃桿(3)和(13)，作用于定子的內(nèi)腔曲面；所述定子(1)的內(nèi)孔呈對(duì)稱的曲面形，所述四個(gè)大、小燃燒室(6)和(6A)設(shè)置于定子壁內(nèi)，各燃燒室裝有火花塞(10)和(10A)，在定子壁上開(kāi)設(shè)有進(jìn)氣口(12)和排氣口(11)；在定子(1)的兩端端蓋的內(nèi)平面(20)上制有與定子曲面相應(yīng)的導(dǎo)軌凹槽(2001)，在該凹槽底部于定子內(nèi)腔分界中心線上固定有帶斜度的上密封塊(2002)和下密封塊(2003)，該凹槽與梃桿(3)、(13)側(cè)面上的位置相應(yīng)的凸銷(xiāo)(301)配合，該凸銷(xiāo)使梃桿(3)和(13)與定子(1)的內(nèi)曲面始終保持接觸；所述控制梃桿的伺服機(jī)構(gòu)(24)的傳感器從傳動(dòng)軸(9)的中心孔引入，從傳動(dòng)軸(9)的橫向孔穿出連接于裝有梃桿的轉(zhuǎn)子軸向槽(302)；
9.如權(quán)利要求8所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述定子(2)的內(nèi)孔呈對(duì)稱的類橢圓形。
10.如權(quán)利要求1或8或9所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在定子(1)的兩端端蓋的內(nèi)平面(20)上制有與定子曲面相應(yīng)的導(dǎo)軌凹槽(2001)，在該凹槽底部于定子內(nèi)腔分界中心線上有帶斜度的上密封面(2002)和下密封面(2003)，該凹槽與梃桿(3)、(13)與定子(1)的內(nèi)曲面始終保持可靠的密封。
11.如權(quán)利要求1或8或9所述的高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述控制梃桿的伺服裝置(24)的傳感器(245)與從傳動(dòng)軸(9)的中心孔引入，從傳動(dòng)軸(9)的橫向孔穿出連接于裝有梃桿的轉(zhuǎn)子軸向槽(302)。
全文摘要
一種高效提前自壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),裝于輸出軸上的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子外廓和定子內(nèi)孔二者之一為圓柱面,另一為對(duì)稱的曲面,而將其內(nèi)腔分隔為兩個(gè)空間,在呈圓柱面的定子/轉(zhuǎn)子上沿徑向線裝有兩塊板狀的梃桿,四個(gè)燃燒室各有進(jìn)氣管道與轉(zhuǎn)子和定子之間的內(nèi)腔相通,該進(jìn)氣管的入口設(shè)有單向止回閥,燃燒室裝有火花塞;本發(fā)明具有一定壓縮比,可靠性高,提前點(diǎn)火,作功頻率高,排氣阻力小,充氣系數(shù)高,燃燒充分、重量輕、沖擊小,并使噪聲、排污都得到改善。
文檔編號(hào)F02B53/02GK1228506SQ9810071
公開(kāi)日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月6日
發(fā)明者李建坤, 李建平, 李建偉 申請(qǐng)人:李建坤, 李建平, 李建偉