專利名稱:切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)。
目前各種內(nèi)燃機(jī)中,曲柄連桿最為成熟,但由于它是將活塞的直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲柄連桿轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于運(yùn)動(dòng)機(jī)理的制約該發(fā)動(dòng)機(jī)克服不了沖擊大,振動(dòng)大,噪聲大,做功頻率低,效率也很難提高的缺點(diǎn)。另一方面,目前的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)卻存在工藝復(fù)雜,制作難度大,其中一部分根本就無(wú)法制造,或制造出來(lái)一致性差,報(bào)廢率高,甚至有的原理欠妥,無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng),或轉(zhuǎn)動(dòng)效率低,或機(jī)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜等缺點(diǎn)。
本發(fā)明試圖提供一種原理簡(jiǎn)明、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好;振動(dòng)、噪聲、功率和排放都有很大改善的旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)——切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)。
本發(fā)明
如下圖1是本發(fā)明示例的主剖視圖A-A;圖2是本發(fā)明示例圖1的右剖視圖B-B;圖3是1∶n同步切割曲線繪制(n=1);圖4是1∶n同步切割曲線繪制(n=2);圖5是1∶n異步切割曲線繪制(n=3,k=1);圖6是1∶n異步切割曲線繪制(n=3,k=2);圖7是1∶n反向切割曲線繪制(n=2);圖8是1∶n反向切割曲線繪制(n=1);圖9是本發(fā)明示例圖2經(jīng)向密封組成剖視圖D-D;圖10是本發(fā)明示例離心水泵視圖;圖11是本發(fā)明示例端面密封組成視圖;本內(nèi)燃機(jī)的組成示例,如圖1和圖2。
一、做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的截面形狀為切割曲線。切割曲線的繪制如下1、同步切割曲線。
如圖3所示,半徑為R的圓盤(pán)(3a)和半徑為r的切刀(1a)可轉(zhuǎn)動(dòng),在圓盤(pán)(3a)和切刀(1a)的軸線上固定有齒數(shù)為1∶1的鏈輪副(4a)(可用過(guò)橋齒輪副代替)。當(dāng)圓盤(pán)(3a)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),切刀(1a)在鏈輪副(4a)的驅(qū)動(dòng)下就會(huì)在圓盤(pán)(3a)上切割出1∶1同步切割曲線(7a)。同樣方法,用半徑為R的切刀(5a)可以在半徑為r的圓盤(pán)(2a)上切割出1∶1同步切割曲線(6a)。
如圖4所示,改變鏈輪齒數(shù)比例為1∶n(可用1∶n的內(nèi)齒輪副或過(guò)橋齒輪副代替鏈輪副)——n為整數(shù),代表與半經(jīng)為R的圓盤(pán)(10a)相連的齒數(shù),用上述的方法,可以在大小圓盤(pán)上獲得1∶n的同步切割曲線(14a)、(13a)。
如圖3(或圖4),選在大小圓盤(pán)上獲得的1∶n的同步切割曲線(7a)、(6a)(或(14a)、(13a))分別作為做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的截面形狀。做功轉(zhuǎn)子(1)有一個(gè),過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)有n個(gè)。做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的相對(duì)位置如圖3(或圖4)所示??蛇x1∶n的鏈輪副、過(guò)橋齒輪副和內(nèi)齒輪副作為正時(shí)組件(7)。再配于缸體(3)和其它部件。就組成了1∶n的同步切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)(簡(jiǎn)稱同步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī))。
2、異步切割曲線。
如圖5(或6)所示,把半徑為r的切刀(15a)(或(22a))定為間隔轉(zhuǎn)動(dòng),即當(dāng)半徑為R的圓盤(pán)(17a)(或(24a))在α角度范圍內(nèi)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),半徑為r的切刀(15a)(或(22a))不轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)半徑為R的圓盤(pán)(17a)(或(24a))在β角度范圍內(nèi)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),半徑為r的切刀(15a)(或(22a))連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)半周(此時(shí)轉(zhuǎn)速比為1∶n,n=π/β;k(α+β)=π,k為整數(shù)。)。當(dāng)半徑為R的圓盤(pán)(17a)(或(24a))連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí),就能在其上切割出1∶n的異步切割曲線(21)(或(28a))。同樣方法,用半徑為R的切刀(19a)(或(26a))可以在半徑為r的圓盤(pán)(16a)(或(23a))上切割出1∶n同步切割曲線(20a)(或(27a)),因?yàn)榘霃綖閞的圓盤(pán)在180度范圍內(nèi)為連續(xù)旋轉(zhuǎn),所以仍為同步切割曲線。
控制間隔運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)如圖5(或6)所示采用1∶n的內(nèi)齒輪副傳動(dòng),內(nèi)齒輪與半徑為R的圓盤(pán)(17)(或(24))同軸連接,小圓柱齒輪與半徑為r的切刀(15a)(或(22a))同軸連接。內(nèi)齒輪為間斷齒,每一處間斷齒的齒數(shù)(該齒數(shù)在內(nèi)齒輪上所占角度為β)等于小圓柱齒輪齒數(shù)的二分之一,從而實(shí)現(xiàn)半徑為R的圓盤(pán)(17a)(或(24a))轉(zhuǎn)過(guò)β時(shí),半徑為r的切刀(15a)(或(22a))連續(xù)旋轉(zhuǎn)半周。每一處間斷齒,無(wú)齒部分為α,須滿足k(α+β)=π,k為整數(shù)。在內(nèi)齒輪上設(shè)置凸臺(tái),在小圓柱齒輪上設(shè)置凹槽,凸臺(tái)和凹槽的位置如圖5(或圖6)所示;其在內(nèi)齒輪上所對(duì)應(yīng)的弧度之和等于α。從而實(shí)現(xiàn)半徑為R的圓盤(pán)(17a)(或(24a))轉(zhuǎn)過(guò)角度為α?xí)r,半徑為r的切刀不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖5(或圖6),選在半徑為R的圓盤(pán)(17a)(或(24a))上獲得的1∶n的異步切割曲線(21a)(或(28a))作為做功轉(zhuǎn)子(1)的截面形狀;選在半經(jīng)為r的圓盤(pán)(16a)(或(23a))上獲得的1∶n的同步切割曲線(20a)(或(27a))作為過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的截面形狀。做功轉(zhuǎn)子(1)有一個(gè),過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)有k個(gè)。做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的相對(duì)位置如圖5(或圖6)所示。選1∶n內(nèi)齒輪副(內(nèi)齒輪為間斷齒)作為正時(shí)組件(7)。配于缸體(3)和其它部件。就組成了1∶n的異步切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)(簡(jiǎn)稱異步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī))。異步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)由于存在間隔運(yùn)動(dòng)和沖擊,只適用于低轉(zhuǎn)速。但異步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于缸體尺寸相同的情況下,它的排量大于同步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)。
3、反向切割曲線。
如圖7(或圖8)所示,半徑為R的圓盤(pán)(31a)(或(35a))和半徑為r的斧形切刀(29a)(或(33a))可轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓盤(pán)(31a)(或(35a))和斧形切刀(29a)(或(33a))的軸線上固定有齒數(shù)為1∶n的齒輪副(30a)(或(34a)),n為整數(shù),代表與半經(jīng)為R的圓盤(pán)相連的齒數(shù)。當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)(31a)(或(35a))時(shí),切刀(29a)(或(33a))在齒輪副(30a)(或(34a))的驅(qū)動(dòng)下就會(huì)在圓盤(pán)(31a)(或(35a))上切割出1∶n反向切割曲線(32a)(或(36a))。
如圖7(或圖8),選在半經(jīng)為R的圓盤(pán)(31a)(或(35a))上獲得的1∶n的反向切割曲線(32a)(或(36a))作為做功轉(zhuǎn)子(1)的截面形狀。選取斧形切刀(29a)(或(33a))的截面形狀作為過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的截面形狀。做功轉(zhuǎn)子(1)有一個(gè),過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)有n個(gè)。做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的相對(duì)位置如圖7(或圖8)所示。選1∶n的齒輪副(30a)(或(34a))作為正時(shí)組件(7)。再配于缸體(3)和其它部件。就組成了1∶n的反向切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)(簡(jiǎn)稱反向旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī))。
反向旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1、在缸體尺寸相同的情況下,它的排量可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同步或異步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)。2、過(guò)氣轉(zhuǎn)子和做功轉(zhuǎn)子相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同步或異步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),且圓弧部分的相對(duì)速度可以設(shè)計(jì)為零。如圖7所示,使切刀(29a)的半經(jīng)與齒輪副(30a)的小圓柱齒輪的分度圓的半經(jīng)相同,則可實(shí)現(xiàn)圓弧部分的相對(duì)速度為零。3、正時(shí)組件(7)由一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
反向旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的另一特點(diǎn)是每完成一次做功可以把一部分高溫廢氣帶入壓縮氣體,這一特點(diǎn)有利于柴油機(jī)的著火和排放。
以下我們用1∶1的同步切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)為例,介紹切割曲線內(nèi)燃機(jī)。如圖1和圖2所示。
二、缸體(3)(如圖2)氣缸體(3)的工作腔由兩相交空心圓柱組成,其的截面形狀如圖3所示,是由半經(jīng)為R、r的兩相交圓盤(pán)的并集組成。在氣缸體(3)兩空心圓柱的相交處進(jìn)行倒角,做功部分的倒角從中央向兩端逐漸減為零(稱之為漸變倒角)。在漸變倒角中央最大處,安放火花塞。該處安放火花塞,火花嘴周圍的廢氣可以較為徹底的被新鮮氣體沖開(kāi),有利于著火。在小空心圓柱的對(duì)面開(kāi)有進(jìn)排氣門(mén)。用于進(jìn)氣和排氣。在進(jìn)排氣門(mén)的之間安放一組徑向密封(5-3),把進(jìn)排氣隔開(kāi)。(如果把缸體上一個(gè)半經(jīng)為r的空心圓柱、一個(gè)過(guò)氣轉(zhuǎn)子、一個(gè)火花塞、一對(duì)進(jìn)排氣門(mén)作為一個(gè)做功單元,則1∶n的同步、異步和反向切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),就會(huì)有n個(gè)或k(k為異步)個(gè)做功單元。這些做功單元均布在圓周上。)三、端蓋(4)(如圖1)端蓋(4)主要是起支承作用。它上面安放有用于支承做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的軸承(4-1、4-2)和其它一些密封件。它自身也用螺釘(4-3)固定于氣缸體(3)上。
四、徑向密封組件(5)(如圖1和圖2)有了徑向密封組件(5)不僅實(shí)現(xiàn)了徑向密封,避免各氣室通過(guò)徑向串氣,保證了內(nèi)燃機(jī)的正常旋轉(zhuǎn);而且可以降低切割曲線的加工要求。徑向密封的一般結(jié)構(gòu)如圖9所示,由滑塊、板簧和與之相對(duì)應(yīng)的槽組成(類似于三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)向密封件)。借助板簧的彈力實(shí)現(xiàn)徑向密封。借助摩擦力和氣體壓力差把滑塊壓向槽的一側(cè),從而實(shí)現(xiàn)側(cè)向密封。如圖2所示,安放在做功轉(zhuǎn)子(1)上的徑向密封(5-1),由于轉(zhuǎn)子半徑大,轉(zhuǎn)速高,那么離心力大。為了避免因離心力過(guò)大,造成摩擦力過(guò)大,采取把徑向密封組件斜置。如果選取摩擦角適當(dāng),則可從理論完全克服離心力。如圖2所示,安放在過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)上的徑向密封(5-2)由于結(jié)構(gòu)小,不便于設(shè)置板簧,從而只有靠滑塊的離心力,進(jìn)行徑向密封;如圖1所示,為了給滑塊限位在兩端加有套子(5-4)。為了有利于進(jìn)排氣和利用摩擦力,缸體(3)上的徑向密封(5-3)也斜置。
五、端面密封組件(6)(如圖1)端面密封組件(6)除了防止各氣室端面串氣以外,還有防止氣體串出氣室,以及外部機(jī)油串入氣室。在做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的兩端布置有端面密封(6-1)、(6-2),它們安放在端蓋(4)上,不轉(zhuǎn)動(dòng)(也可安放在轉(zhuǎn)子上隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng))。端面密封的一般結(jié)構(gòu)如圖11所示,由端面密封滑塊、O形密封圈、錐波彈簧等組成。錐波彈簧相當(dāng)于在碟簧的錐面上加工出波形,這樣在壓縮初期它保持自由錐形時(shí),此時(shí)的軸向力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于碟簧。有了這一性能,可把正常工作時(shí)的變形量控制在自由錐形范圍內(nèi),則軸向力很小,從而摩擦阻力也小,這樣有利于減小摩擦損失。當(dāng)在非自由錐形時(shí),它變?yōu)椴ɑ桑藭r(shí)能承受很大的軸向力,有了這一功能,能在裝配或運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生意外時(shí),有效保護(hù)錐波彈簧的本身和恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的正常進(jìn)行。過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)(如圖1和圖2所示)本身起了端面密封的部分作用,又由于尺寸有限,所以把端面密封(6-2)后置。且接觸處為梯形,有利于減小摩擦損失。
六、正時(shí)組件(7)(如圖1)它主要實(shí)現(xiàn)做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)按切割曲線繪制原理正時(shí)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)所選定的切割曲線,而選與之對(duì)應(yīng)的正時(shí)組件。如圖1所示,做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)選1∶1同步切割曲線,則正時(shí)組件(7)選齒數(shù)為1∶1兩鏈輪(7-1)和鏈條(7-2)。兩鏈輪(7-1)剛性固定于做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的軸線上。也可選擇過(guò)橋齒輪副。
七、冷卻組件(8)(如圖1、2)它的主要功能是冷卻做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)、缸體(3);同時(shí)也使冷弧和熱弧區(qū)域溫度盡量均勻(吸氣、壓縮區(qū)域?yàn)槔浠^(qū);做功、排氣區(qū)域?yàn)闊峄^(qū)),減小因溫差而引起的熱應(yīng)力。冷卻組件(8)由機(jī)械密封(8-2)、離心水泵(8-1)、水套內(nèi)端蓋(8-3)、水套外端蓋(8-4)、油封(8-5)、和在氣缸體(3)上加工出的水套、散熱片組成。在缸體(3)的邊緣,轉(zhuǎn)子(1)、(2)的軸心,水套內(nèi)外端蓋(8-3)(8-4)之間,都分布有水套。水套內(nèi)外端蓋(8-3)、(8-4)分別用內(nèi)六角螺釘(8-6)和普通螺釘(8-7)固定于缸體(3)上,在它們之間夾有耐油石棉橡膠紙(8-8)。散熱片分布在缸體(3)和水套外端蓋(8-4)上。離心水泵(8-1)的結(jié)構(gòu)如圖10所示,它的螺紋旋向?yàn)橛倚c做功轉(zhuǎn)子(1)的轉(zhuǎn)向相反。在做功轉(zhuǎn)子(1)的端部安放離心水泵(8-1),也可按內(nèi)燃機(jī)性能要求,安放在其它位置。對(duì)于端蓋(4)及其上的零件的冷卻,可利用潤(rùn)滑正時(shí)組件(7)的潤(rùn)滑油進(jìn)行。
八、輸出組件(9)(如圖1)它由輸出齒輪(9-1)和做功轉(zhuǎn)子(1)上的花鍵組成,實(shí)現(xiàn)動(dòng)能輸出。由于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速都很高,要經(jīng)過(guò)變速才能使用。所以輸出齒輪(9)的動(dòng)能輸出一般要進(jìn)入變速器箱。變速箱應(yīng)安放在冷弧區(qū),如圖2雙點(diǎn)劃線位置,雙點(diǎn)劃線框住的水套應(yīng)去除。加上變速箱后,輸出齒輪(9-1)、正時(shí)組件(7)就處于變速箱空腔內(nèi),根據(jù)變速箱所選潤(rùn)滑方式就能實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出齒輪(9-1)、正時(shí)組件(7)、端蓋(4)和端蓋(4)上的零件進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑。如果正時(shí)組件(7)采用過(guò)橋齒輪副,則輸出組件(9)和正時(shí)組件(7)可以合并。此時(shí)正時(shí)組件(7)的過(guò)橋齒輪副的主動(dòng)齒輪由輸出齒輪(9-1)代替;過(guò)橋齒輪由變速器的初級(jí)從動(dòng)齒輪代替;從動(dòng)齒輪在過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的軸線上增設(shè)。這樣就以在過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)軸線上增設(shè)一個(gè)從動(dòng)齒輪,就取代了鏈輪副,而且使正時(shí)更為可靠。(對(duì)同步、異步和反向切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)都可以根據(jù)具體結(jié)構(gòu)把輸出組件(9)和正時(shí)組件(7)合并。)有了以上機(jī)構(gòu),再加上供氣燃油系統(tǒng)、排氣消聲器、點(diǎn)火系統(tǒng)、變速器、離合器、磁電機(jī)等機(jī)構(gòu),該內(nèi)燃機(jī)就能運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。如圖2所示,由做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)、徑向密封組件(5)把缸體(3)分為吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)室。做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)處于圖示位置,設(shè)此時(shí)高壓氣體已經(jīng)開(kāi)始做功,則做功轉(zhuǎn)子(1)在高壓氣體的推動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)在正時(shí)組件(7)的帶動(dòng)下也做順時(shí)針同步轉(zhuǎn)動(dòng)。兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)符合切割曲線繪制原理,不會(huì)發(fā)生干涉。此時(shí)吸氣室空間變大,產(chǎn)生負(fù)壓,進(jìn)行吸氣;壓縮室空間變小,進(jìn)行壓縮;做功室氣體膨脹進(jìn)行做功;排氣室空間變小,進(jìn)行排氣。從而實(shí)現(xiàn)四個(gè)沖程同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)做功轉(zhuǎn)子(1)做功部分轉(zhuǎn)到排氣口位置時(shí),做功結(jié)束,做功室變?yōu)榕艢馐?,新的排氣開(kāi)始;當(dāng)做功轉(zhuǎn)子(1)做功部分轉(zhuǎn)過(guò)進(jìn)氣口位置時(shí),進(jìn)氣結(jié)束,新的進(jìn)氣室和壓縮室形成,新的進(jìn)氣、壓縮開(kāi)始;當(dāng)做功轉(zhuǎn)子(1)壓縮部分轉(zhuǎn)至過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)時(shí),壓縮氣體進(jìn)入過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2),在過(guò)過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)內(nèi)壓縮氣體著火燃燒,當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)時(shí),高壓氣體開(kāi)始做功,新的做功室形成。從而又同時(shí)進(jìn)行新一輪吸氣、壓縮、做功和排氣。這樣一輪接一輪地進(jìn)行著,就實(shí)現(xiàn)了切割曲線內(nèi)燃機(jī)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。從以上正時(shí)運(yùn)動(dòng)可以看出過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)每轉(zhuǎn)過(guò)一周時(shí),實(shí)現(xiàn)兩次點(diǎn)火做功。根據(jù)切割曲線繪制原理,那么對(duì)于1∶n的切割曲線內(nèi)燃機(jī),當(dāng)做功轉(zhuǎn)子(1)旋轉(zhuǎn)一周時(shí),過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)就會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)n(或k)周,也就有2n(或2k)次點(diǎn)火做功,且每一次點(diǎn)火都是n(或k)個(gè)過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)同時(shí)點(diǎn)火做功——n為同步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)和反向旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)個(gè)數(shù);k為異步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)個(gè)數(shù)。圖例1、2的內(nèi)燃機(jī)為1∶1同步切割曲線,所以當(dāng)做功轉(zhuǎn)子(1)旋轉(zhuǎn)一周時(shí),只有一個(gè)過(guò)氣轉(zhuǎn)子兩次點(diǎn)火做功。
不難看出切割曲線內(nèi)燃機(jī),由于四個(gè)沖程同時(shí)進(jìn)行,大大提高了做功頻率。且壓縮和進(jìn)排氣所需要的動(dòng)能直接從燃燒做功中獲取,不象曲柄連桿式發(fā)動(dòng)機(jī)靠慣性來(lái)完成。它的進(jìn)排氣門(mén)始終處于開(kāi)放,靠做功轉(zhuǎn)子(1)的旋轉(zhuǎn)自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉,不需另加任何配氣機(jī)構(gòu),從而使結(jié)構(gòu)大為減化,避免了像曲柄連桿式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)那樣復(fù)雜的氣缸頭。對(duì)于同步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)和反向旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完全處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),既不存在偏心力,也不存在活塞往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),更沒(méi)有氣門(mén)沖擊,加之進(jìn)排氣暢通無(wú)阻且氣流接近于定常流動(dòng)。所以它的功率、振動(dòng)、噪聲和排放等都會(huì)優(yōu)于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。它的高速性能和低速性能也將會(huì)有更大的改善。
權(quán)利要求
1.切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)由做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)、缸體(3)、端蓋(4)、經(jīng)向密封組件(5)、端面密封組件(6)、正時(shí)組件(7)、冷卻組件(8)和輸出組件(9)構(gòu)成。其特征在于做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)的截面形狀為切割曲線,該曲線可選不同比例(1∶n,n為整數(shù))的同步、異步、反向切割曲線;燃燒氣體直接推動(dòng)做功轉(zhuǎn)子(1)旋轉(zhuǎn)做功;做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)在缸體中連續(xù)同步旋轉(zhuǎn),四個(gè)沖程同時(shí)進(jìn)行;通過(guò)做功轉(zhuǎn)子(1)上的輸出齒輪(9-1)就能實(shí)現(xiàn)扭矩輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),其特征在于在缸體(3)的內(nèi)腔是由半徑為R的空心圓柱和n(或k)個(gè)半徑為r空心圓柱相交而成;空心圓柱相交處開(kāi)漸變倒角;在漸變倒角中央處,安放火花塞;在缸體(3)的壁上開(kāi)有進(jìn)排氣通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),其特征在于可在1∶n切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)缸體(3)上,均布n(或k)個(gè)做功單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),其特征在于在做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)、缸體(3)上布置有徑向密封組件(5);徑向密封由板簧、滑塊構(gòu)成;做功轉(zhuǎn)子(1)上的徑向密封組件(5-1)采用斜置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),其特征在于在做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)上裝有與之對(duì)應(yīng)的正時(shí)組件(7);同步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的正時(shí)組件(7)可用過(guò)橋齒輪副、內(nèi)齒輪副、鏈輪副;異步旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的正時(shí)組件(7)可用內(nèi)齒輪副(內(nèi)齒輪為間斷齒);反向旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的正時(shí)組件(7)可直接用齒輪副。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),其特征在于在缸體(3)、做功轉(zhuǎn)子(1)、過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)上和水套內(nèi)外端蓋(8-3)、(8-4)之間都安有冷卻水套;在缸體(3)、水套外端蓋(8-4)上布置有散熱片;在做功轉(zhuǎn)子(1)的端部安有機(jī)械密封(8-1)和離心水泵(8-2);離心水泵(8-2)采用整體結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),其特征在于端面密封由端面密封滑塊、O形密封圈和錐波彈簧組成;錐波彈簧采用錐形和波形組合結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī),其特征在于輸出齒輪(9-1)可直接和做功轉(zhuǎn)子(1)相連;正時(shí)組件(7)可以和輸出齒輪(9-1)合并。
全文摘要
切割曲線旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)。主要由具有切割曲線工作面的做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)及缸體(3)和其它一些內(nèi)燃機(jī)功能件組成。旋轉(zhuǎn)做功時(shí),同時(shí)進(jìn)行吸氣、壓縮和排氣;做功轉(zhuǎn)子(1)和過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)通過(guò)正時(shí)組件(7)實(shí)現(xiàn)等角速同步旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力由輸出組件(9)輸出。過(guò)氣轉(zhuǎn)子(2)每旋轉(zhuǎn)一周做功兩次。本發(fā)明做功頻率高,連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)無(wú)沖擊,振動(dòng)和噪聲小,熱功轉(zhuǎn)換率高,進(jìn)排氣充分,排放理想。
文檔編號(hào)F01C1/00GK1407209SQ0110873
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2001年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月13日
發(fā)明者肖維富 申請(qǐng)人:肖維富