CN2687352Y

CN2687352Y - 飞轮式发动机转子机构

Info

Publication number: CN2687352Y
Application number: CN 200420032961
Authority: CN
Inventors: 邱建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2014-02-18

Abstract

本实用新型是一种飞轮式发动机转子机构。包括转子、定子、叶片，两端端盖，其特征在于在转子上开有叶片槽，叶片插入叶片槽内，叶片为长方体形状。叶片槽底设有弹簧(4)。本实用新型的飞轮型发动机能提高了气体膨胀做功的利用率，有效的利用了气体膨胀的性质，使气体作用力的方向始终都向转子转动的切线方向，提高了输出扭矩和输出功率，减少了转子、旋片的侧面与端盖的摩擦面积，对生产大功率发动机可采用同一叶片旋转360°完成n次四冲程运动，减小发动机总体结构。并可同时，代替现有发动机的曲柄连杆机构和配气机构，使发动机结构变得简单，排出的废气减少，有利于大气及环境的保护。

Description

飞轮式发动机转子机构

技术领域

本实用新型涉及机械装置，具体地说是飞轮式发动机转子机构。

背景技术

现有的各种车、轮船、工程机械等所用的内燃机，其做功机构基本都是通过燃料燃烧使气体膨胀产生高温、高压来推动活塞由上止点向下止点运动，并经连杆带动曲轴旋转做功，活塞到达下止点做功冲程结束。此机构存在的问题主要是在气缸温度最高、压力最大时曲轴转到与连杆同一中心直线上，由于此时力臂为零，则输出的扭矩就为零，而在膨胀气体做功产生的压力最大时没有得到利用。

中国实用新型专利公开了一种旋片式转子发动机(专利号：98217690.2)，虽然提高了发动机的功效，但仍存在以下问题：①旋片(叶片)数量固定，不能按需要调整，形状过于复杂，制造成本高；②转子、旋片的侧面与端盖间磨擦面积大，部份功率被消耗掉；③制造大功率发动机时，总体结构须较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能充分利用膨胀气体最高温度、最大压力时对机构做功，从而达到提高机构输出扭矩增加机构输出功率，同时简化机构，降低废气排放的飞轮式发动机转子机构。

本实用新型的技术方案为：本发动机转子机构由定子、转子、叶片、两端端盖组成，在转子上开有叶片槽，叶片插入叶片槽内，叶片为长方体形状，叶片可在其中自由滑动。

叶片槽底有弹簧，当转子转动时，叶片在槽底弹簧和离心力的作用下，随定子的内轮廓面滑动并作伸出与缩回运动，实现体积的变化，完成发动机工作的四个冲程运动。

由于叶片处于高温工作环境，有金属热膨胀产生，为防止机械卡死，本机构采用组合式叶片进行密封，在两组合叶片结合面有两组弹簧。转子与端盖面的密封，同样采用组合式环片密封，两组合密封环片间有弹簧，转子与端盖面不直接产生摩擦。

本机构的工作过程：(1)进气冲程：当转子转动，叶片沿定子内轮廓面滑动，并从转子叶片槽内向外伸出，使两叶片间、定子、转子两端端盖所封闭的体积增大，完成进气冲程。(2)压缩冲程：当转子转动，叶片沿定子内轮廓面滑动，并被压回叶片槽内，使两叶片间、定子、转子、两端端盖所封闭的体积变小，完成压缩冲程。(3)做功冲程：压缩冲程末，火花塞点火(柴油机喷油器喷油)、燃料燃烧形成高温、高压气体，头一片叶片沿定子内轮廓面滑动，并从转子叶片槽内向外伸出，后一片叶片处于定子内轮廓面压缩状态，使作用在头一片叶片上的气体推力远大于后一片叶片上的气体推力，因此，头一片叶片带动转子转动做功，完成做功冲程。(4)排气冲程：做功结束，头一片叶片被定子内轮廓面压回叶片槽内，使两叶片间、定子、转子、两端端盖封闭的体积变小，排出废气，完成排气冲程。从而可代替现有发动机的曲柄连杆机构和配气机构，简化了现有发动机的总体结构。

做功冲程中，由于头一片叶片受高温、高压气体推动，作用力远大于后一片叶片的作用力，受力方向是转子运动的切线方向，实现了整个做功过程中作用力方向始终是向转子转动的切线方向上推动转子转动。本机构输出的扭矩为：F·R(N·m)，F为作用在头一片叶片上的推力减去作用在后一片叶片上的推力，并随气体体积增大、压力减小而减小。R为转子的半径加1/2叶片伸出量，为定值。

本机构中叶片可选择为：4、5、6、7、8……n片。当叶片数为4时，同一叶片旋转360°火花塞点火4次，对机构做4次功；当叶片数为5时，同一叶片旋转360°火花塞点火5次，对机构做5次功，此时，对压缩比的调整范围较叶片为4时有较大的可调范围，定子的过渡段也比叶片为4时较为平缓。本机构可根据需要选择不同的叶片数。本实用新型的飞轮型发动机与现有发动机技术相比具有以下积极效果：提高了气体膨胀做功的利用率，有效的利用了气体膨胀的性质，使气体作用力的方向始终都向转子转动的切线方向，提高了输出扭矩和输出功率。并可同时代替现有发动机的曲柄连杆机构和配气机构，使发动机结构变得简单。由于扭矩和功率的提高，排出的废气减少，有利于大气及环境的保护。与旋片式转子发动机比较，本机构简化了旋片的复杂度，减少了转子、旋片的侧面与端盖的磨擦面积，对生产大功率发动机可采用同一叶片旋转360°完成n次四冲程运动，减小发动机总体结构。

附图说明

以下结合附图对本实用新型进行详述，但不限于附图所示。

图1为本实用新型的转子机构结构示意图；

图2为本实用新型的组合式叶片密封结构示意图主视图；

图3为本实用新型的转子机构结构示意图俯视图；

图4为本实用新型的转子机构结构示意图侧视图；

图5为本实用新型的转子与端面密封机构结构示意图主视图；

图6为本实用新型的转子与端面密封机构结构示意图俯视图；

图7为本实用新型的n次冲程的转子机构结构示意图；

图8为本实用新型的转子机构多机联用结构示意图。

图中，1-定子，2-转子，3-叶片，4-弹簧，5-排气口，6-火花塞，7-进气口，8、9、10-弹簧，11-端盖。

具体实施方式

实施例：如图1所示，本实用新型的飞轮式发动机转子机构由定子1、转子2、叶片3、两端端盖组成。在转子上开有叶片槽，叶片插入叶片槽内，叶片为长方体形状，叶片可在槽中自由滑动，叶片槽底有弹簧4，当转子转动时，叶片在槽底弹簧和离心力的作用下，随定子的内轮廓面滑动并作伸出与缩回运动，实现体积的变化，完成发动机工作的四个冲程运动。本实用新型采用组合式叶片进行密封，在两组合叶片A、B结合面有两组弹簧8，使叶片与端盖密封，如图2、3、4所示。转子与端盖面的密封，同样采用组合式环片密封，两组合密封环片C、D间有弹簧9，转子端面与密封环片间还设有弹簧10，使密封环与端盖密封，转子与端盖面不直接产生摩擦，如图5、6所示。

本实用新型可有多种形式的组合应用：同一叶片旋转360°，完成一次四冲程运动，如图1所示。同一叶片旋转360°，完成n次四冲程运动，如图7所示。把多个单机串联使用，如图8所示。

Claims

1、一种飞轮式发动机转子机构，包括转子、定子、叶片，两端端盖，其特征在于在转子上开有叶片槽，叶片插入叶片槽内，叶片为长方体形状。

2、根据权利要求1所述的飞轮式发动机转子机构，其特征在于叶片槽底设有弹簧(4)。

3、根据权利要求1所述的飞轮式发动机转子机构，其特征在于密封件是组合式叶片，在两组合叶片结合面有两组弹簧(8)。

4、根据权利要求1所述的飞轮式发动机转子机构，其特征在于转子与端盖面的密封件是组合式环片，两组合密封环片间有弹簧(9)。