專利名稱：旋轉燃燒室二行程發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，屬于往復活塞式內燃機技術領域。
背景技術：
四行程發(fā)動機已在汽車、拖拉機等多種車輛上得到廣泛使用，其每個工作循環(huán)都包含進氣、壓縮、做功和排氣四個活塞行程，每個行程各占180曲軸轉角即曲軸每旋轉兩周完成一個工作循環(huán)。其優(yōu)點是有專門的進、排氣行程，換氣時間較長(超過360°曲軸轉角)，換氣可進行得較完善。其不足之處是結構笨重、繁雜，四個活塞行程中，只有一個做功行程，其余三個是耗功行程。顯然，在做功行程曲軸旋轉的角速度要比其他三個行程時大得多，即在一個工作循環(huán)內曲軸的角速度是不均勻的。廣泛用于摩托車上的二行程發(fā)動機與四行程發(fā)動機相比，其優(yōu)點是曲軸每轉一周完成一個工作循環(huán)，做功一次。當曲軸轉速相同時，二行程發(fā)動機單位時間的做功次數是四行程發(fā)動機的兩倍。由于曲軸每轉一周做功一次，因此曲軸旋轉的角速度比較均勻。結構簡單，使用維修方便。其不足之處是由于兩行程發(fā)動機沒有專門的進、排氣行程，換氣過程時間短，僅為四行程發(fā)動機的三分之一左右。另外，進、排氣過程幾乎同時進行。利用新氣掃除廢氣，新氣損失較多，廢氣也不易清除干凈，這直接影響了發(fā)動機工作的穩(wěn)定性和功率的輸出，因此，要完善二行程發(fā)動機的換氣是較困難的，組織好二行程發(fā)動機的換氣，對改善發(fā)動機性能是個重要課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，該發(fā)動機比容積和比質量小，結構緊湊，換氣完善。
解決上述技術問題所采用的技術方案如下一種旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，它包括曲柄連桿機構、配氣機構、潤滑系和冷卻系，曲柄連桿機構又包括缸體、缸蓋、活塞、連桿和曲軸，其區(qū)別之處是，所說缸蓋上安裝有圓柱形轉子，轉子軸與凸輪軸平行設置，轉子一側的圓柱面上開設有凹槽形燃燒室，環(huán)抱圓柱形轉子的缸蓋周圈上分別布置有點火器、燃油噴嘴、壓縮空氣進口、廢氣溢出口和與氣缸的連通口、轉子、軸與曲軸間設同步傳動裝置，活塞與連桿間設有動力傳動裝置。
上述旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，所述轉子的軸線與缸體的氣缸軸線相垂直。
上述旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，所述配氣機構包括排氣門，控制排氣門啟閉的凸輪軸和壓縮空氣供給系，壓縮空氣供給系又包括安裝在氣缸下部的進氣單向閥和儲氣單向閥，進氣單向閥外接空氣濾清器或增壓器，出氣單向閥與燃燒室的壓縮空氣進口間連接有壓縮空氣貯管，氣缸下端設密閉隔板，凸輪軸與曲軸間設同步傳動裝置。
上述旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，所述凸輪軸與曲軸間所設同步傳動裝置為齒形帶傳動，所述轉子軸與凸輪軸間為齒形帶傳動。
上述旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，所述曲軸凸輪軸間的齒形帶設有張緊輪。
上述旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，所述活塞與活塞桿固定，活塞桿下端穿過氣缸下端的密閉隔板與滑塊固定，滑塊與設于氣缸下部的滑軌相配合，滑塊與曲軸間鉸接有連桿。
上述旋燃燒室二行程發(fā)動機，所述壓縮空氣貯管靠近燃燒室的壓縮空氣進口一端串接有壓縮空氣貯箱，以減小活塞的下行阻力。多缸體發(fā)動機可共用一個貯氣箱。
上述旋燃燒室二行程發(fā)動機，所述潤滑系包括設于氣缸下部的潤滑油供油口，供油口經油道與潤滑油泵相連，且油道上設止回單向閥，氣缸下部周圈均布多個潤滑油槽，活塞桿靠近活塞的一端設有縱向回油槽，轉子表面上設有縱向朝回油孔偏轉的潤滑油槽，缸蓋相應的位置上設潤滑油注入孔和潤滑油卸油孔。
上述旋燃燒室二行程發(fā)動機，所述冷卻系包括設于轉子上的冷卻風道，冷卻風道一端設冷卻風扇，冷卻風扇的扇葉與轉子體固定。
本旋轉燃燒室二行程發(fā)動機的工作原理是，燃燒室轉子與發(fā)動機曲軸同速旋轉，活塞由上止點往下止點運行時做功，下方的空氣在氣缸內被壓縮，在兩個單向閥的共同作用下空氣被壓縮到壓縮空氣貯管內。當活塞由下往上運行時，新鮮空氣從進氣單向閥進入活塞下方的氣缸內，同時活塞上方的高溫氣體由排氣門排出，在這個期間旋轉燃燒室缺口經過壓縮空氣進口，壓縮空氣進入燃燒室。當活塞繼續(xù)上行時，旋轉燃燒室的缺口依次經過噴油器和點火器，并點火產生高溫高壓氣體，當活塞到達上止點附近時，旋轉燃燒室的缺口朝下正對氣缸體頂部的缺口，高溫高壓氣體進入氣缸推動活塞下行做功，同時壓縮活塞在上行期間進入活塞下部的新鮮空氣進入壓縮空氣貯管，為下一工作循環(huán)作準備。燃燒室內殘存的高溫高壓氣體從溢出口排出。由活塞桿、滑塊、滑軌、連桿和曲軸共同組成動力輸出部分，活塞桿推動滑塊沿著滑軌上下往復運動，與滑塊鉸接的連桿推動曲軸旋轉輸出動力。
本發(fā)明所提供的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其進氣和壓縮行程在活塞下方的氣缸內完成，排氣和做功行程在活塞上方的氣缸內完成。即在第一行程，活塞在曲軸帶動下由下止點移至上止點，進、排氣同時分別在相互隔絕的轉子的燃燒室和氣缸的排氣門進行。故不存在新氣的流失和廢氣清除不盡的問題，進、排氣時間超過360°曲軸轉角，換氣具有四行程發(fā)動機的完善程度。在第二行程中活塞由上止點移至下止點。在這一過程中，活塞上部的燃燒氣體膨脹做功，同時進入活塞下部氣缸的新鮮空氣被壓縮并進入到壓縮空氣貯管及壓縮空氣儲箱內，以備下一行程為燃燒室充氣。故本發(fā)動機與現(xiàn)有四行程發(fā)動機相比，在同等耗油量，輸出同等功率的情況下，氣缸數可減少一半，比容積小，即發(fā)動機外廓體積與其標定功率的比值?。槐荣|量小，即發(fā)動機的干質量與其標定功率的比值小。故本發(fā)動機結構緊湊，它的重量大大輕于同功率的四行程發(fā)動機。同時本機可兼用多種燃料，如汽油、柴油和氣體燃料等。本機可以是單缸機，也可以是多缸機。本發(fā)動機是汽車、拖拉機等車輛的理想配套動力源。


圖1是本發(fā)明實施例進氣、排氣狀態(tài)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的噴油、點火狀態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例的燃燒、做功狀態(tài)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例的壓縮、廢氣溢出狀態(tài)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的傳動簡圖；圖6是圖7所示燃燒室轉子示意圖的B-B剖視圖；圖7是圖6所示燃燒室轉子的A-A剖視圖；圖8是本發(fā)明缸蓋局部軸測示意圖。
具體實施例方式圖中各符號的含義為1.曲軸 2.連桿 3.活塞桿 4.供油口 5.隔板 6.單向閥 7.活塞 8.缸體 9.氣缸 10.排氣門 11.溢出口 12.轉子 13.缸蓋14.燃燒室 15.壓縮空氣進口 16.壓縮空氣貯箱 17.燃油噴嘴 18.點火器19.壓縮空氣貯管 20.連通口 21.單向閥 22.潤滑油槽 23.回油槽 24.滑軌25.滑塊 26.齒形帶輪 27.張緊輪 28.齒形帶 29.轉子軸 30.凸輪軸 31.潤滑油槽 32.風道 33.風扇 34.潤滑油卸油孔 35.潤滑油注入孔參見附圖，本發(fā)明包括曲柄連桿機構、配氣機構、潤滑系和冷卻系，曲柄連桿機構由缸體8、缸蓋13、活塞7、連桿2和曲軸1組成，缸蓋13上安裝有圓柱形轉子12，轉子軸29與凸輪軸30平行設置，轉子的軸線與缸體的氣缸軸線相垂直。轉子12一側的圓柱面上開設有凹槽形燃燒室14，環(huán)抱圓柱形轉子的缸蓋13周圈上分別布置有點火器18、燃油噴嘴17、壓縮空氣進口15、廢氣溢出口11和與氣缸9的連通口20、轉子軸與曲軸1間設同步傳動裝置。
本發(fā)明的配氣機構包括排氣門10以及控制排氣門啟閉的凸輪軸30和壓縮空氣供給系，壓縮空氣供給系由安裝在氣缸9下部的進氣單向閥6和儲氣單向閥21組成，進氣單向閥外接空氣濾清器或增壓器。出氣單向閥21與燃燒室14的壓縮空氣進口15之間連接有壓縮空氣貯管19，氣缸下端設密閉隔板5，凸輪軸30與曲軸1間設同步傳動裝置。轉子軸29與曲軸1間及凸輪軸30與曲軸1之間的同步傳動裝置可采用現(xiàn)有技術中的正時齒輪傳動、鏈傳動或正時齒形帶傳動。圖5所示實施例中為正時齒形帶傳動，凸輪軸30與曲軸1間為齒形帶28傳動，轉子軸29與凸輪軸30之間為齒形帶26傳動，齒形帶28設有張緊輪27。
本實施例的活塞7與活塞桿3固定，活塞桿下端穿過氣缸9下端的密閉隔板5與滑塊25固定，滑塊25與設于氣缸9下部的滑軌24相配合，滑塊25與曲軸1間鉸接有連桿2。活塞桿3與活塞7及滑塊25之間可采用螺紋連接方式固定，也可采用法蘭、螺釘連接等方式固定。
為減小活塞的下行阻力，可在壓縮空氣貯管19靠近燃燒室14的壓縮空氣進口15一端串接壓縮空氣貯箱16。
本發(fā)動機的潤滑系包括設于氣缸下部的潤滑油供油口4，供油口4一端與潤滑油泵相連接，并串接防止?jié)櫥突亓鞯膯蜗蜷y，氣缸9下部周圈均布多個潤滑油槽22，活塞桿3靠近活塞7的一端設有縱向回油槽23，轉子表面上設有3-4個縱向朝回油孔偏轉25°的潤滑油槽31，缸蓋相應的位置上設潤滑油注入孔35和潤滑油卸油孔34。本實施例的氣缸9與活塞7間的潤滑油供油口4供潤滑油到氣缸9的底部，進入氣缸底部的潤滑油沿潤滑槽22給氣缸9與活塞7間潤滑。當活塞7移至下止點時，氣缸9底部多余的潤滑油便由設于活塞桿3上的縱向回油槽23導出氣缸9，如圖1所示。導出的潤滑油噴落到滑軌24和滑塊25上，并對其進行潤滑，之后回到油底殼。
本實施例的冷卻系可采用現(xiàn)有技術中的水冷或風冷方式。當采用風冷時，轉子12上設冷卻風道32，冷卻風道32一端設冷卻風扇33，冷卻風扇33的扇葉與轉子12固定為一體。當轉子12采用風冷結構時，轉子軸29及凸輪軸30可分別通過正時齒輪與曲軸1連接；當冷卻系采用水冷時，環(huán)繞轉子12軸圈的缸蓋13上可設冷卻夾層水套。本發(fā)明的凸輪軸30可以采用現(xiàn)有技術中的下置式、中置式或上置式結構。當采用下置式或中置式時，凸輪軸29由曲軸1正時齒輪驅動。圖5中所示為凸輪軸30為上置式結構。
本發(fā)明燃燒室14的轉子12的工作條件非常惡劣，首先是直接與高溫燃氣接觸，最高溫度可達600℃-800℃，同時，又因與高溫燃氣中有腐蝕性的氣體接觸而受到腐蝕。故轉子材料應耐熱，且有良好的導熱性，在高溫下亦能保持足夠的硬度和強度；如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼或硅鉻錳鋼等。
為了減小活塞往復運動的慣性力，本發(fā)明的活塞7可盡量設計得薄一些，并配置數道氣環(huán)和油環(huán)?；钊麠U3也可采用中空結構。
權利要求
1.一種旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，它包括曲柄連桿機構、配氣機構、潤滑系和冷卻系，曲柄連桿機構又包括缸體、缸蓋、活塞、連桿和曲軸，其特征在于，所說缸蓋[13]上安裝有圓柱形轉子[12]，轉子軸與凸輪軸平行設置，轉子[12]一側的圓柱面上開設有凹槽形燃燒室[14]，環(huán)抱圓柱形轉子的缸蓋[13]周圈上分別布置有點火器[18]、燃油噴嘴[17]、壓縮空氣進口[15]、廢氣溢出口[11]和與氣缸[9]的連通口[20]、轉子[12]、軸[29]與曲軸[1]間設同步傳動裝置，活塞與連桿間設有動力傳動裝置。
2.根據權利要求1所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征在于，所述轉子[12]的軸線與缸體[8]的氣缸軸線相垂直。
3.根據權利要求1所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征在于，所述配氣機構包括排氣門[10]、控制排氣門啟閉的凸輪軸[30]和壓縮空氣供給系，壓縮空氣供給系又包括安裝在氣缸[9]下部的進氣單向閥[6]和儲氣單向閥[21]，進氣單向閥外接空氣濾清器或增壓器，出氣單向閥與燃燒室[14]的壓縮空氣進口[15]間連接有壓縮空氣貯管[19]，氣缸[9]下端設密閉隔板[5]，凸輪軸[30]與曲軸[1]間設同步傳動裝置。
4.根據權利要求1、2或3所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征是所述凸輪軸[30]與曲軸[1]間所設同步傳動裝置為齒形帶[28]傳動，所述轉子軸[29]與凸輪軸[30]間為齒形帶[26]傳動。
5.根據權利要求4所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征是所述曲軸[1]與凸輪軸[30]間的齒形帶[28]設有張緊輪[27]。
6.根據權利要求1、2、3或5所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征是所述活塞[7]與連桿[2]間的動力傳動裝置為活塞[7]與活塞桿[3]固定，活塞桿[3]下端穿過氣缸[9]下端的密閉隔板[5]與滑塊[25]固定，滑塊[25]與設于氣缸[9]下部的滑軌[24]相配合，滑塊[25]與曲軸[1]間鉸接有連桿[2]。
7.根據權利要求3或5所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征是所述壓縮空氣貯管[19]靠近燃燒室[14]的壓縮空氣進口[15]一端串接有壓縮空氣貯箱[16]。
8.根據權利要求3或5所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征是所述潤滑系包括設于氣缸[9]下部的潤滑油供油口[4]，供油口[4]經油道與潤滑油泵相連，且油道上設止回單向閥，氣缸[9]下部周圈均布多個潤滑油槽[22]，活塞桿[3]靠近活塞[7]的一端設有縱向回油槽[23]，轉子[12]表面上設有縱向朝回油孔偏轉的潤滑油槽[31]，缸蓋[13]相應的位置上設潤滑油注入孔[35]和潤滑油卸油孔[34]。
9.根據權利要求4所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征是所述潤滑系包括設于氣缸[9]下部的潤滑油供油口[4]，供油口[4]經油道與潤滑油泵相連，且油道上設止回單向閥，氣缸[9]下部周圈均布多個潤滑油槽[22]，活塞桿[3]靠近活塞[7]的一端設有縱向回油槽[23]，轉子[12]表面上設有縱向朝回油孔偏轉的潤滑油槽[31]，缸蓋[13]相應的位置上設潤滑油注入孔[35]和潤滑油卸油孔[34]。
10.根據權利要求1、2、3或5所述的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，其特征是所說冷卻系包括設于轉子[12]上的冷卻風道[32]，冷卻風道一端設冷卻風扇[33]，冷卻風扇的扇葉與轉子體固定。
全文摘要
一種旋轉燃燒室二行程發(fā)動機，屬于往復活塞式內燃機技術領域。提供了一種比容積和比質量小，結構緊湊，換氣完善的旋轉燃燒室二行程發(fā)動機。組成包括曲柄連桿機構、配氣機構、潤滑系和冷卻系。缸蓋上安裝有圓柱形轉子，轉子軸與凸輪軸平行設置，轉子一側的圓柱面上開設有凹槽形燃燒室，環(huán)抱圓柱形轉子的缸蓋周圈上分別布置有點火器、燃油噴嘴、壓縮空氣進口、廢氣溢出口和與氣缸的連通口、轉子、軸與曲軸間設同步傳動裝置，活塞與連桿間設有動力傳動裝置。在同等耗油量，輸出同等功率的情況下，比四行程發(fā)動機的氣缸數減少一半，比容積和比質量小，結構緊湊?？杉嬗枚喾N燃料，可為單缸機或多缸機，是汽車、拖拉機等車輛的理想配套動力源。
文檔編號F01P1/00GK1570354SQ200410012280
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月9日 優(yōu)先權日2004年5月9日
發(fā)明者劉亞民 申請人:劉亞民