CN1920274A

CN1920274A - 旋转式转子内燃机

Info

Publication number: CN1920274A
Application number: CNA2006101271896A
Authority: CN
Inventors: 任国明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2007-02-28

Abstract

本发明公开了一种旋转式转子内燃机，由缸体、转子、上端盖、下端盖四个组成部分，转子位于缸体内部，上端盖和下端盖固定在缸体的两端并与之相密封，转子设有进气缺口、转子轴、滑块、滑块轴、滑块顶簧，缸体设有排气孔，下端盖设有点火器、燃料吸孔道、燃料喷孔、燃料出孔、进气孔道，工作时转子在与其偏心并相切的缸体中旋转时，在离心滑块的作用下形成容积变化，从而完成进气、喷燃料、点火、做功及排气过程。本发明相对于传统的活塞式内燃机具有结构简单、体积小、重量轻、振动噪音小、自身能耗低等优点。

Description

旋转式转子内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机设计与制造领域，更确切地说是一种带有转子的旋转式内燃机。

技术背景

目前，在生产生活中普遍应用的内燃机多为活塞式内燃机，即活塞往复、气门配气、四行程式内燃机，虽然应用十分广泛，但其结构本身具有很大的局限性，具体表现为：

1、结构复杂，主要零部件通常有缸体、活塞、连杆、曲柄、曲轴箱、进气门、排气门、配气正时装置等等；

2、体积和重量都很大，浪费材料，制造成本高；

3、活塞、连杆的往复运动使得振动和噪音都很大；

4、由于惯性原理，活塞连杆的往复运动造成能耗，同时曲柄、气门等配套设备也损耗能量，因此能量转换率较低；

5、每四行程做功一次，所以能量输出特性很差。

对此，许多旋转式内燃机便应运而生，申请号为96122227.1的发明专利申请便公开了一种《内切式转子内燃机》，其转子偏置于缸体内直接旋转做功，在活塞行程的任何一点驱动轴输出的扭距都能保持最大值，该机的关键部分是相当于燃气轮机一张叶片的活塞板，由于它的收展而间歇形成燃烧室同时阻隔和扫除废气，利用内燃机的爆发力，可获得燃气轮机的高效率，在一定程度上规避了活塞式内燃机的缺陷，但在大批量生产和使用过程中，由于构造上的原因，需要有很高级的制造和装配工艺，并且难以密封，在正常载荷持久输出最佳功率的情况下，工作性能不是很理想。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供一种结构简单、体积小、重量轻且运行平稳的旋转式转子内燃机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种旋转式转子内燃机，包括缸体、转子、上端盖、下端盖四个组成部分，转子位于缸体内部偏心并与之相切的位置，上端盖和下端盖固定在缸体的两端并与之相密封，其上均设有用于支撑转子的轴承，转子主体呈圆柱形，其下端面上开设有一段自外边沿向内延伸的径向进气缺口，外圆周面上开设有一个纵向的尖角形凹槽，该凹槽在横截面上从靠近其圆心处向外逐渐张开，两侧呈方向一致的弧面状，一侧弧度较大，另一侧弧度较小，并在弧度较大的外边沿处通过纵向的转轴铰接有一个可与之对合成整圆柱体的离心滑块，凹槽的内侧开设有一定深度的通孔，通孔中安装有将离心滑块向外顶起的弹簧，下端盖上以其轴承孔为圆心开设有一段与转子进气缺口相对应的弧形进气孔道，并在进气孔道的末端处开设有燃料喷孔，还在相对于进气孔道向内缩进一定距离的位置上开设有与转子凹槽相对应的燃料出孔和燃料吸孔道，转子转动时与缸体之间间歇地形成以切点及离心滑块为界的燃烧室和排气室，下端盖上设置有位于燃烧室内的点火器，缸体的侧壁上开设有与排气室相连通的排气口。

所述转子在其进气缺口的末端开设有与燃料喷孔直径相匹配的内凹槽。

所述缸体侧壁上的排气口位于其中部并靠近转子与缸体的切点。

所述转子的进气缺口在横截面上靠近其凹槽弧度较小的一侧。

所述转子在其凹槽的内侧安装有上下两支弹簧。

所述排气口呈纵向的长条形。

所述上端盖和下端盖上开设有用于套合在缸体上的圆形凹部。

所述转子的转轴从轴承孔中向外穿出。

所述上端盖和下端盖都设有安装孔，并通过螺栓将缸体紧固在两者之间。

所述转子两端设有键槽和螺扣。

本发明在工作时，转子在与其偏心并相切的缸体中旋转时，在离心滑块的作用下形成容积变化，从而完成进气、喷燃料、点火、做功及排气过程，与现有技术相比，具有如下突出的有益效果：

1、结构相对于传统的活塞式内燃机更为简单，所需零部件也更少；

2、体积小、重量轻，节省材料及加工成本；

3、做功原理为旋转运动，振动和噪音小；

4、旋转运动做功解决了活塞往复运动做功的惯性能耗问题，转子控制进、排气取代了气门装置，降低了自身能耗；

5、转子每旋转一周做功一次，因此能量输出特性较好，并且旋转运动的转子本身质量取代了飞轮；

6、离心滑块与转子之间密封配合，在运动中可形成真空腔，可以吸、压燃料供本发明使用。

附图说明

图1为下端盖的俯视图；

图2为下端盖的仰视图；

图3为上端盖的俯视图；

图4为上端盖的仰视图；

图5为下端盖的正视图；

图6为上端盖的正视图；

图7为缸体的正视图；

图8为缸体的左视图；

图9为缸体的右视图；

图10为缸体的俯视图；

图11为转子的正视图；

图12为转子的俯视图；

图13为转子的仰视图；

图14为运行原理图一；

图15为运行原理图二；

图16为运行原理图三；

图17为运行原理图四；

图18为运行原理图五。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

附图标记说明如下

1——上端盖

2——安装孔

3——缸体

4——排气孔

5——进气缺口

6——进气孔道

7——离心滑块

8——转子轴

9——转子

10——点火器

11——燃料吸孔道

12——燃料喷孔

13——燃料出孔

14——弹簧

15——滑块转轴

16——安装螺孔

17——安装座

18——缸体内壁

19——缸体内壁

20——键槽

21——螺扣

22——轴承

23——油封

24——上端盖

如图1至图13所示的旋转式转子内燃机，主要由缸体3、转子9、上端盖24、下端盖1四个部分组成，转子9位于缸体3内部偏心并与之相切的位置，上端盖24和下端盖1上开设有用于套合在缸体3上的圆形凹部，上端盖24和下端盖1都设有安装孔2，并通过螺栓将缸体紧固在两者之间并与之相密封，上端盖24和下端盖1上均设有用于支撑转子9的轴承22，转子9的转轴从轴承孔中向外穿出，两端设有键槽20和螺扣21，转子9的主体呈圆柱形，其下端面上开设有一段自外边沿向内延伸的径向进气缺口5，转子在其进气缺口的末端开设有与燃料喷孔12直径相匹配的内凹槽，转子外圆周面上开设有一个纵向的尖角形凹槽，该凹槽在横截面上从靠近其圆心处向外逐渐张开，两侧呈方向一致的弧面状，一侧弧度较大，另一侧弧度较小，并在弧度较大的外边沿处通过纵向的转轴铰接有一个可与之对合成整圆柱体的离心滑块7，凹槽的内侧开设有一定深度的通孔，通孔中安装有上下两支将离心滑块7向外顶起的弹簧14，下端盖1上以其轴承孔为圆心开设有一段与转子进气缺口5相对应的弧形进气孔道6，并在进气孔道6的末端处开设有燃料喷孔12，还在相对于进气孔道6向内缩进一定距离的位置上开设有与转子凹槽相对应的燃料出孔13和燃料吸孔道11，转子9转动时与缸体3之间间歇地形成以切点及离心滑块7为界的燃烧室和排气室，下端盖1上设置有位于燃烧室内的点火器10，缸体3的侧壁上开设有与排气室相连通的排气孔4，该排气口呈纵向的长条形，位于缸体3的中部并靠近转子9与缸体内壁的切点。

如图14至图18所示的一个循环工作过程的工作原理示意图。

如图14所示，此时为内燃机一个循环刚刚开始的时候，进气缺口5与下端盖1上的任何气孔及油孔都不相连，离心滑块7与转子侧面上的凹槽完全吻合，工作腔A和B与排气孔4相连通，前一次燃烧的废气由排气孔4排出。

如图15所示，内燃机接图14的状态继续运行，转子9逆时针旋转，离心滑块7在弹簧14的作用下向外逐渐张开，在A区形成负压，此时进气缺口5与进气孔道6相连通，空气进入A区，B区容积缩小，前一次燃烧的废气继续通过排气孔4排出，C区容积变大，形成负压，将燃料从燃料吸孔道11吸入C区。

如图16所示，内燃机接图15的状态继续进行，转子9继续旋转，离心滑块7完全张开，进气缺口5刚与进气孔道6断开，便与燃料喷孔12接通，高压存储器中的燃料通过燃料喷孔12喷入，与A区吸入的空气相混合，形成混合气体，此时离心滑块7下的C区容积最大，燃料被完全吸入。

如图17所示，内燃机接图16的状态继续运行，转子9继续旋转，进气缺口5与燃料喷孔12断开，燃料喷入完毕，在A区形成一个密封区域，这时点火器10点火，混合气体燃烧产生压力，推动离心滑块7逆时针旋转做功，此时，C区的容积逐渐减小，燃料被压缩。

如图18所示，内燃机接图17的状态继续进行，燃烧的混合气体通过推动离心滑块7使转子9继续旋转做功，当离心滑块7转到排气孔4时，燃烧过的混合气体从排气孔4开始排出，由于转子9具有旋转惯性，有飞轮的作用，它将继续旋转达到图14所示的位置，完成一个循环工作过程，这时C区容积最小，并与燃料出孔13相通，将压缩的燃料通过燃料出孔13压入高压存储器，以备下一此做功时使用。

以上对本发明所提供的旋转式转子内燃机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式作了阐述，这些实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，同时对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims

1、一种旋转式转子内燃机，其特征在于，包括缸体、转子、上端盖、下端盖四个组成部分，转子位于缸体内部偏心并与之相切的位置，上端盖和下端盖固定在缸体的两端并与之相密封，其上均设有用于支撑转子的轴承，转子主体呈圆柱形，其下端面上开设有一段自外边沿向内延伸的径向进气缺口，外圆周面上开设有一个纵向的尖角形凹槽，该凹槽在横截面上从靠近其圆心处向外逐渐张开，两侧呈方向一致的弧面状，一侧弧度较大，另一侧弧度较小，并在弧度较大的外边沿处通过纵向的转轴铰接有一个可与之对合成整圆柱体的离心滑块，凹槽的内侧开设有一定深度的通孔，通孔中安装有将离心滑块向外顶起的弹簧，下端盖上以其轴承孔为圆心开设有一段与转子进气缺口相对应的弧形进气孔道，并在进气孔道的末端处开设有燃料喷孔，还在相对于进气孔道向内缩进一定距离的位置上开设有与转子凹槽相对应的燃料出孔和燃料吸孔道，转子转动时与缸体之间间歇地形成以切点及离心滑块为界的燃烧室和排气室，下端盖上设置有位于燃烧室内的点火器，缸体的侧壁上开设有与排气室相连通的排气口。

2、根据权利要求1所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述转子在其进气缺口的末端开设有与燃料喷孔直径相匹配的内凹槽。

3、根据权利要求1所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述缸体侧壁上的排气口位于其中部并靠近转子与缸体的切点。

4、根据权利要求3所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述转子的进气缺口在横截面上靠近其凹槽弧度较小的一侧。

5、根据权利要求4所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述排气口呈纵向的长条形。

6、根据权利要求1所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述转子在其凹槽的内侧安装有上下两支弹簧。

7、根据权利要求1所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述上端盖和下端盖上开设有用于套合在缸体上的圆形凹部。

8、根据权利要求1所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述转子的转轴从轴承孔中向外穿出。

9、根据权利要求1所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述上端盖和下端盖都设有安装孔，并通过螺栓将缸体紧固在两者之间。

10、根据权利要求1所述的旋转式转子内燃机，其特征在于，所述转子两端设有键槽和螺扣。