CN2052433U - 旋转式发动机 - Google Patents

Abstract

一种旋转式发动机，在缸体中安装两个同心地套装在一起的旋转活塞转子，其中的主转子连续旋转，副转子作间歇变速运动。与两转轴相联的差速控制机构包括一个由主转子驱动的拨盘，一个控制副转子的定位轮，拨盘圆周上开有齿槽，定位轮设有相配合的齿尖，两者在辅助弹簧的作用下构成可靠的传动关系，并籍助于辅助轴和齿轮组与主、副转子对应相联。本实用新型的差速控制部件结构简单，可以由主转子直接输出，减少了功耗。

Description

本实用新型涉及一种具有双旋转活塞的旋转式发动机，其两转轴的差速运动由外部差速运动部件控制。

在旋转式发动机的现有技术中，由中国发明专利公报1986年第2卷第20号公开了一种“旋转式发动机”，它的传动部件既是差速控制部件也是输出部件，主要包括两个分别由一对椭圆齿轮构成而相位差为180°的齿轮系，两齿轮系各有一只椭圆齿轮刚性地联接在同一输出轴上，另外一只椭圆齿轮直接或间接地分别与两个转子联接，由此实现两转子的差速运动，同时利用两个齿轮系的调整作用以得到平稳输出。其不足之处在于外部传动齿轮结构较复杂、椭圆齿轮的加工难度大，而输出经过传动部件增加了功耗。

本实用新型的目的是设计一种可以由转子直接输出，并且外部差速控制部件较少的旋转式发动机。

本实用新型的解决方案如下：

发动机缸体中的两个转子在差速控制机构的作用下，在工作上分为连续运转的主转子和间断变速运动的副转子。差速控制机构有一个能由主转子驱动的拨盘，一个能控制副转子位置的定位轮，拨盘的外缘部分开有齿槽，定位轮设有与齿槽相配合的齿尖，它们构成一组配合传动关系，其中一个籍助辅助轴与一组具有奇数传动级的齿轮组相联。然后，按对应关系安装在主、副转子的转轴上。在主转轴或其联接部件上与副转轴或其联接部件上联接有辅助弹簧。还设有作用于副转子的转轴上或活塞端部的止回装置。

附图为本实用新型的典型实施例，下面结合附图进一步说明。

附图1为本实用新型的正剖视图；

附图2为本实用新型的转子部分的示意图；

附图3为另一种实施方案的正剖视图；

附图4－11为本实用新型的工作过程的示意图；

附图12为本实用新型为4活塞转子时的结构示意图；

附图13为改进的定位轮的正剖视图；

附图14为图13的A－A方向剖视图；

附图15为改进的拨盘的示意图；

附图16为本实用新型用作气动机时的缸内结构示意图。

其中：

1－同心轴    2－空心轴    3－辅助轴    4－齿轮    5－定位轮

6－齿尖    7－齿槽    8－拨盘    9－弹簧    10－齿轮

11-缸体    12-活塞  13-棘爪    14-排气口  15-进气口

16-火花塞  17-滚珠  18-滚珠

附图所示的发动机，缸体11中装有两个转轴，其中一个与中轴刚性联接的为同心轴1，可旋转地套装在中轴上的为空心轴2（参见图2），可将任一个为主转轴，另一个为副转轴，即：可以是同心轴1为主转轴，空心轴2为副转轴（如图1）；也可以是空心轴2为主转轴，同心轴1为副转子（如图3）。主、副转轴上各有一组与缸体11相吻合的活塞12，每组活塞数为偶数，一般为2个或4个（如图12），两组活塞数量相等且交替相间，由此构成主转子和副转子。两转轴与差速控制机构有两种联接方案：

1.见图1所示，拨盘8直接安装在主转轴上，而定位轮5是通过辅助轴3和齿轮组与副转轴间接相联，即定位轮5与同时安装在辅助轴3上的齿轮4刚性联接，而与齿轮4相啮合的齿轮10安装在副转轴上。

2.见图3所示，定位轮5直接装配在副转轴上，而拨盘8是通过辅助轴3和齿轮组与主转轴间接相联，即拨盘8与同时安装在辅助轴3上的齿轮10刚性联接，而与齿轮10相啮合的齿轮4安装在主转轴上。该方案只适用于每组活塞为4个或4个以上时采用。当辅助轴3与所安装的两部件也刚性联接时，它随主转子连续旋转，也可以做为输出轴。

实际上齿轮组主要是作为倒相部件串接在拨盘8与定位轮5构成的传动关系一端，齿轮组具有奇数级的传动级，其最简方案是由两个齿轮组成。

当拨盘8（或定位轮5）与主转子（或副转子）直接联接时，其齿槽数（或齿尖数）应与每组活塞的数量相等；拨盘的齿槽数与定位轮的齿尖数存在下述关系：

齿尖数＝齿槽数×齿轮组传动比

一般在齿槽数为2－4个，齿尖数为4－6个的范围中选择。

拨盘齿槽的曲线形状根据副转子运动时的速度变化要求确定，最好是用摆线，也可以是渐开线、双曲线、螺旋线，或者是一段圆弧线。当拨盘8旋转时，定位轮的齿尖与拨盘圆周上的弧线接触，并相对滑动。为使定位轮齿尖可靠地沿拨盘圆弧线切入齿槽，利用一个辅助弹簧9，一般是采用盘卷弹簧，将其一端顺向与主转轴或安装在主转轴上的部件联接，另一端与副转轴上或安装在副转轴上的部件相联。

为减少定位轮齿尖在拨盘上的摩擦阻力，在定位轮齿端上装有柱形滚珠17（如图13、14）；或者在拨盘齿槽槽口两边装上柱形滚珠18（如图15）。

副转子在差速控制机构的作用下，其活塞在缸体中旋转时产生一些暂驻位置，在间隔分布的半数暂驻位置的前侧或者前后两侧的缸体上装有火花塞16（作为汽油发动机时）；或者装有油雾喷嘴（作为柴油机时）。在另一半暂驻位置的两侧附近的缸体上分别设有进气口15与排气口14，两者之间的夹角γ，与拨盘齿槽夹角α和定位轮两相邻齿尖对拨盘圆心角β（见图5）有如下关系：

γ＝2α＋β    （拨盘与主转轴直接安装时）

γ＝（2α＋β）／n    （定位轮与副转轴直接安装时，n为齿轮组传动比）

当作为气动机时，所有暂驻位置两侧的缸体上均分别设有排气口14和进气口15（如图16）。

为了减少主转子作功时副转子所受到的反作用力和由此在定位轮齿尖上产生的压力，设置了止回装置。这是利用一个安装在缸体外的棘爪13，从排气口14伸入缸体内，以副转子活塞为棘轮，作用在活塞外缘的侧面；也可以在副转轴上装一棘轮，与相应设置的棘爪配合。

同心轴1除了与空心轴2从同侧伸出外，还可以从另一侧也伸出，同时辅助轴3相应加长，将差速控制机构的两个传动系统分别安装在缸体两侧。

此外，还可以将多个发动机由主转轴串接起来，利用作功时间差使输出更加平稳。

本实用新型的工作原理如下（以气油发动机为例）：

参见附图1－11，四个活塞在缸内隔成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个室，按转子旋转方向依次排列（如图为逆时针）并随活塞旋转而旋转。工作过程中，主转子连续运动，副转子在暂驻位置之间易位时作变速运动。图4、6、8、10为转子旋转半周而完成的一个循环过程，拨盘和定位轮的对应关系如图5、7、9、11所示。

设图4为一个循环过程中的起始位置，在图4－图6的过程中，Ⅰ室点火作功，Ⅱ室排气，Ⅲ室吸气，Ⅳ室压缩。连续旋转的主转子带动拨盘转动，由图5至图7位置，并扭紧盘卷弹簧；在弹簧力作用下，定位轮的齿尖压靠在拨盘上，沿圆弧线相对运动，副转子暂停在暂驻位置。

在图6－图10的过程中，Ⅰ室排气，Ⅱ室吸气，Ⅲ室压缩，Ⅳ室点火作功。定位轮齿尖靠弹簧力由拨盘圆弧线切入齿槽，副转子由燃烧气体的膨胀力推动变加速旋转，此力同时经齿尖对齿槽侧面的推动而作用于主转子，顺向推动主转子运动；在定位轮齿尖相对运动到拨盘圆弧线上的阶段，副转子的运动受到控制，同时在Ⅲ室压缩阻力的作用下减速，直至另一个暂驻位置，主转子也转动了同样角度，整个系统“回复”到起始位置。然后开始下一循环。

当每组转子活塞为四个时，在缸内形成8个工作室（结构如图14所示），按逆时针方向排列为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ，各室的工作状态Ⅰ与Ⅴ相同，Ⅱ与Ⅵ相同，Ⅲ与Ⅶ相同，Ⅳ与Ⅷ相同。工作原理与前述相同。

本实用新型以连续旋转的主转子直接输出，差速控制机构承受功率小，功耗也小，差速控制机构的部件较少便于加工装配。一个循环过程可作功两次，旋转一周至少有四次作功过程，输出比较平稳。由于主转子是在运动中由对应的工作室作功，因此可以缓解“燃爆”现象。

Claims (5)

1、一种旋转式发动机，包括横截面为圆的缸体；缸体上设有进气口、排气口及必要时设置的火花塞或喷油嘴；安装在缸体中并旋转的主转子和副转子，它们的转轴上装有数量相同的活塞；两转轴之一为开有中心孔的空心轴，套装在另一个有相应配合部分的同心轴上；两转轴均伸出缸体，与相互作用的差速控制机构联接；其特征在于：

所述差速控制机构包括一个能被主转子驱动的拨盘，一个能控制副转子的定位轮，定位轮设有齿尖，与拨盘上开设的齿槽相配合，它们构成的一组传动关系，通过一带有辅助轴3的传动级为奇数的齿轮组，按驱动关系与对应转轴相联；在主转轴或其联接部件上与副转轴或其联接部件上接有辅助弹簧；还设有作用于副转子的转轴上或活塞外缘端部的止回装置。

2、根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，定位轮齿尖的顶端装有柱形滚珠。

3、根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，拨盘齿槽的槽口两边装有柱形滚珠。

4、根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述齿槽的曲线为摆线。

5、根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述齿轮组由2个齿轮组成。

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