專利名稱：旋轉(zhuǎn)軸向發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，更具體說(shuō)，涉及旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，以及它可以用于例如汽車這樣的車輛或飛機(jī)，以及小型動(dòng)力廠。
Wankel提議的旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)具有三角形轉(zhuǎn)子，位于圓筒形殼體內(nèi)，其剖面按照?qǐng)A外旋輪線制造。轉(zhuǎn)子這樣安裝，使它可在偏心軸上旋轉(zhuǎn)以及剛性連接至活動(dòng)的齒輪，而活動(dòng)的齒輪與靜齒輪相交。帶有活動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)子圍繞靜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使其邊緣沿殼體的內(nèi)表面滑動(dòng)，斷開(kāi)通過(guò)工作介質(zhì)用的通道腔室的可變的容積，此通道是在殼體的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子表面之間形成的。殼體設(shè)置燃料混合物供給口以及廢氣排出口，以及與通道連接的腔室，火花塞安裝在此腔室內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有經(jīng)受往復(fù)運(yùn)動(dòng)的笨重零件，其結(jié)果是增加了沖程的平穩(wěn)性，工作中噪聲水平和振動(dòng)降低。
然而，這種結(jié)構(gòu)具有的缺點(diǎn)是存在齒輪和偏心軸，它們降低了工作的可靠性。
已公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子位于軸向(見(jiàn)WO94/04794IPCF01C1/344，1994年3月3日公開(kāi))。這種發(fā)動(dòng)機(jī)具有殼體，在它內(nèi)部帶葉片的轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，葉片安裝在轉(zhuǎn)子周邊部分制造的切槽內(nèi)。殼體是由兩個(gè)沉重的蓋子相互連接到一起組成?？刹鸬牟迦爰赊D(zhuǎn)子側(cè)面安裝到每個(gè)蓋子的環(huán)形凹座內(nèi)。插入件形成環(huán)形通道，供工作介質(zhì)通過(guò)，在其中放置了轉(zhuǎn)子的周邊部分和葉片。葉片具有矩形板的形狀，它的短側(cè)面對(duì)著蓋子，具有曲率半徑，以及轉(zhuǎn)子的切槽具有直縫的形狀，相當(dāng)于矩形板的橫截面。供工作介質(zhì)通過(guò)的環(huán)形通道具有矩形截面，其形狀相當(dāng)于葉片的形狀，以及被轉(zhuǎn)子盤分割成兩個(gè)相等容積部分。在沿轉(zhuǎn)子軸的方向上通道按照周期規(guī)律彎曲成波紋形，相對(duì)于轉(zhuǎn)子中部對(duì)稱，并垂直于轉(zhuǎn)子軸。通道沿其彎曲的波紋形曲線具有在平面上展開(kāi)的圓外旋輪線形狀。蓋子設(shè)置空氣吸入口和廢氣排出口，以及還設(shè)置與通道連接的腔室，在此腔室中安裝燃料注射噴嘴。這種發(fā)動(dòng)機(jī)具有軸向位置的轉(zhuǎn)子盤，以及完全平衡，因此工作更可靠。然而，葉片上的靜態(tài)密封件導(dǎo)致工作過(guò)程中的磨損不均勻。在葉片彎曲部分的密封件比直線部分的密封件磨損快得多，其結(jié)果是工作室內(nèi)的氣密性損失，以及隨之功率下降，或者甚至損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的基本目的是增加旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)工作的可靠性。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)軸向發(fā)動(dòng)機(jī)，它具有由兩個(gè)相互連接的蓋子組成的殼體，固定在軸上的轉(zhuǎn)子，它安裝在兩個(gè)蓋子之間，以及在其周邊部分具有導(dǎo)槽，導(dǎo)槽沿轉(zhuǎn)子軸在徑向平面內(nèi)取向，以及葉片安裝在導(dǎo)槽內(nèi)，并有可能沿平行于轉(zhuǎn)子軸的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而環(huán)形凹座設(shè)在每個(gè)蓋子的內(nèi)表面上，這種形狀使兩個(gè)蓋子連接時(shí)形成供工作介質(zhì)通過(guò)的環(huán)形通道，環(huán)形通道在前進(jìn)通過(guò)轉(zhuǎn)子軸的部分具有的形狀，相當(dāng)于葉片的形狀，以及按照周期規(guī)律彎曲成波紋形，相對(duì)于轉(zhuǎn)子中部對(duì)稱，垂直于轉(zhuǎn)子軸。葉片帶有密封元件，帶有安裝葉片的轉(zhuǎn)子的周邊部分位于環(huán)形通道內(nèi)，以及每個(gè)蓋子具有空氣吸入口，供給空氣至環(huán)形通道，以及廢氣排出口，以及還具有連接至環(huán)形通道的腔室，在此腔室中安裝燃料注射噴嘴，按照本發(fā)明，每個(gè)葉片具有扁平圓筒形狀，在其側(cè)表面上有兩個(gè)切向槽，位置相互完全相反，轉(zhuǎn)子的引導(dǎo)切槽具有的形狀相當(dāng)于在垂直于切向槽方向的直徑平面內(nèi)葉片的橫截面。環(huán)形通道最好按照正弦曲線彎曲。
說(shuō)明本發(fā)明的附圖中

圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)的等距離透視圖；圖2是帶有密封元件的葉片的等距離透視圖；圖3是圖1A-A的剖面圖；以及圖4是發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程圖，環(huán)形部分沿通道10的中線在平面上展開(kāi)。
發(fā)動(dòng)機(jī)具有上蓋子1和下蓋子2，它們用螺栓3通過(guò)墊片4相互連接。轉(zhuǎn)子5固定在蓋子1和2之間的軸6上，并可以在軸承7內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子5在其外周邊部分具有引導(dǎo)切槽，而葉片8自由安裝在此切槽內(nèi)。蓋子1和2由面對(duì)轉(zhuǎn)子5的側(cè)面具有環(huán)形凹座9，它們制成這樣的形狀，使在兩個(gè)蓋子裝配成單一結(jié)構(gòu)時(shí)，形成通道10用于通過(guò)工作介質(zhì)，通道10被轉(zhuǎn)子5分割，轉(zhuǎn)子5的周邊部分和安裝的葉片一起位于環(huán)形通道10內(nèi)。環(huán)形通道10具有通過(guò)軸6的橫截面，它是圓形，其直徑相當(dāng)于葉片8的直徑。環(huán)形通道10按照周期規(guī)律彎曲成波紋形，最好為正弦曲線形，相對(duì)于轉(zhuǎn)子5的中部對(duì)稱，并垂直于軸6。在蓋子1和2上帶有空氣吸入口12和廢氣排出口13。在每個(gè)蓋子的殼體內(nèi)設(shè)置與通道10連接的腔室14，在此腔室內(nèi)放置燃料注射噴嘴15，如果需要，可放置熱球點(diǎn)火系統(tǒng)(圖中未示出)。
葉片8具有扁平圓筒形狀，在它的側(cè)面制出兩個(gè)切向槽16，位置相互完全相反。圓筒的端面部分位于切向槽16的兩側(cè)，形成葉片8的盤部。密封元件是密封環(huán)17，自由安裝在葉片8盤部側(cè)面制出的槽內(nèi)。
轉(zhuǎn)子5的切槽內(nèi)安裝葉片8，它具有的形狀相當(dāng)于在垂直于切向槽16方向的直徑平面上葉片8的橫截面，即H形。而葉片8的盤部進(jìn)入切槽的平行部分，以及它位于切向槽16之間和連接盤部的部分，進(jìn)入切槽連接上述平行部分的切槽部分。
通道10被轉(zhuǎn)子5分割成兩部分，每一部分可以有條件地分割成空氣吸入?yún)^(qū)18，壓縮區(qū)19，工作沖程區(qū)20，廢氣排出區(qū)21。在這里通道10的上部的每個(gè)工作區(qū)相對(duì)于通道的下部的類似的工作區(qū)偏移預(yù)定的角度。在圖4所示通道10的“正弦曲線”具有2周期的情況下，偏移角為90°。在功率較大，以及隨之轉(zhuǎn)子直徑也較大的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，建議增加環(huán)形通道的周期(彎曲線)的數(shù)目。在這種情況下，偏移角是類似的。
發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式如下。
在開(kāi)始時(shí)刻，起動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子5進(jìn)入旋轉(zhuǎn)以及葉片8與轉(zhuǎn)子5一起開(kāi)始圍繞軸6沿通道10運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，空氣通過(guò)吸入口12吸入或者在壓力下注射入位于吸入?yún)^(qū)18內(nèi)相鄰的葉片8之間的空間。之后，在相鄰的葉片通過(guò)吸入口12之后，它們之間的空間減小以及產(chǎn)生空氣壓縮(在區(qū)域19)在工作沖程區(qū)20內(nèi)燃料在高度壓縮下自動(dòng)點(diǎn)火或借助熱球點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火，此燃料是由室14供給，通過(guò)噴嘴15進(jìn)入壓縮空氣中。膨脹氣體的壓力作用于葉片8和引起轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)。廢氣通過(guò)排出區(qū)21的出口13排出。在此之后，借助通過(guò)噴嘴15連續(xù)供給燃料使燃燒保持。
在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，葉片8經(jīng)歷復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)在轉(zhuǎn)子5的切槽內(nèi)沿平行于軸6的方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及沿環(huán)形通道10的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。由于切向槽16，葉片8在沿轉(zhuǎn)子的軸6運(yùn)動(dòng)時(shí)不能沿轉(zhuǎn)子5的半徑移動(dòng)，以及非常強(qiáng)地壓緊頂住通道10的壁，例如，經(jīng)受離心力的作用，它可能導(dǎo)致葉片卡住。
葉片8之間工作腔室的密封是使用密封環(huán)17實(shí)現(xiàn)。由于葉片8盤部的圓形以及密封環(huán)17自由安裝在盤部的槽內(nèi)，在葉片運(yùn)動(dòng)時(shí)密封環(huán)17沿這些槽滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷地改變位置，它保證了均勻的磨損和發(fā)動(dòng)機(jī)更可靠的工作。
通道10的正弦曲線形不是強(qiáng)制性的，但從發(fā)動(dòng)機(jī)均勻工作的觀點(diǎn)看是最佳的，以及可以防止葉片在運(yùn)動(dòng)時(shí)在通道內(nèi)卡住，特別是在轉(zhuǎn)子5高頻旋轉(zhuǎn)的情況下。
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用任何液體碳?xì)淙剂习凑丈鲜鲅h(huán)工作。
為了達(dá)到較大的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，可以在蓋子內(nèi)制造數(shù)個(gè)同心通道，以及在轉(zhuǎn)子上制造數(shù)排切槽，并在其中安裝相應(yīng)數(shù)目的葉片。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)軸向發(fā)動(dòng)機(jī)，它具有由兩個(gè)相互連接的蓋子組成的殼體，固定在軸上的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子安裝在蓋子之間以及在其周邊部分具有引導(dǎo)切槽，切槽沿轉(zhuǎn)子軸在半徑平面內(nèi)取向，以及葉片安裝在切槽內(nèi)使有可能沿平行于轉(zhuǎn)子軸的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而環(huán)形凹座設(shè)在每個(gè)蓋子的內(nèi)表面上，這種形狀使兩個(gè)蓋子連接時(shí)形成供工作介質(zhì)通過(guò)的環(huán)形通道，環(huán)形通道在前進(jìn)通過(guò)轉(zhuǎn)子軸的部分具有的形狀，相當(dāng)于葉片的形狀，以及按照用期規(guī)律彎曲成波紋形，相對(duì)于轉(zhuǎn)子中部對(duì)稱，垂直于轉(zhuǎn)子軸，葉片帶有密封元件，帶有安裝葉片的轉(zhuǎn)子的周邊部分位于環(huán)形通道內(nèi)，以及每個(gè)蓋子具有空氣吸入口，供給空氣至環(huán)形通道，以及廢氣排出口，以及還具有連接至環(huán)形通道的腔室，在此腔室中安裝燃料注射噴嘴，其特征在于，每個(gè)葉片(8)具有扁平圓筒形狀，在其側(cè)表面上有兩個(gè)切向槽(16)，位置相互完全相反，轉(zhuǎn)子(5)的引導(dǎo)切槽具有的形狀相當(dāng)于在垂直于切向槽(16)方向的直徑平面內(nèi)葉片(8)的橫截面，以及密封元件(17)安裝在葉片(8)的盤部的側(cè)表面上，并有可能沿葉片(8)的盤部的周邊自由運(yùn)動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1的旋轉(zhuǎn)軸向發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的環(huán)形通道彎曲成正弦曲線形。
全文摘要
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域,以及涉及一種旋轉(zhuǎn)軸向發(fā)動(dòng)機(jī),它具有殼體(1),殼體具有波紋形的環(huán)形通道(10)供其中放置工作件,以及在其中轉(zhuǎn)子(5)這樣安裝,使其周邊部分位于上述通道(10)內(nèi)。轉(zhuǎn)子(5)的周邊部分具有切槽,在其中安裝活動(dòng)葉片(8),從而使轉(zhuǎn)子(5)旋轉(zhuǎn)時(shí),葉片(8)可以沿波紋形通道(10)運(yùn)動(dòng)。葉片(8)制造成扁平筒形狀,它具有無(wú)全相反的切向槽(16),以及具有盤形的端部,排列在上述切向槽(16)的兩側(cè)。位于圍繞盤形端部的切向槽具有密封元件(17),它這樣安裝,使有可能沿上述盤形端部的周邊運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子(5)的切槽具有的形狀相當(dāng)于在垂直于切向槽(16)方向的直徑平面上葉片(8)的橫截面。由于葉片(8)的盤形端部的圓形,當(dāng)葉片(8)沿通道(10)施加壓力時(shí),密封元件(17)能夠在葉片(8)的上述盤形端部的槽內(nèi)運(yùn)動(dòng),它導(dǎo)致上述密封元件均勻的磨損以及發(fā)動(dòng)機(jī)更可靠的工作。
文檔編號(hào)F02B53/00GK1329695SQ99814236
公開(kāi)日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月11日
發(fā)明者格奧爾吉列昂尼多維奇·科茲洛夫, 彼德阿納托利耶維奇·雷格爾 申請(qǐng)人:阿科托－貿(mào)易有限公司