CN101592072A - 双转子受控交替运转发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双转子受控交替运转发动机,稍加改变可做压缩机、泵机。圆柱形气缸内两个转子套在一根支撑轴上交叉布置,每个转子有两个扇形活塞。转子上的转子颈分别伸出气缸,上套转子齿轮,转子齿轮有两段对称的短圆弧缺齿。缸外与支撑轴平行的传动轴上面套着两个传动齿轮分别与两个转子齿轮啮合。两个转子分别有一套控制器,主要是控制轮和往复件,上述齿轮驱动控制轮旋转,当顶起往复件时,往复件与转子相关部件的结合处会卡死,转子被约束在缸内停止旋转,此时转子齿轮缺齿位正对传动齿轮,传动齿轮转动不受干涉。当往复件处于运动状态时,转子被松开发生旋转,转子齿轮有齿部分与传动齿轮啮合实现动力输出。
Description
技术领域
属于内燃机发动机的一种。稍加改变可做压缩机、泵机。
背景技术
本发明运用了以前公开的“剪刀式”的交叉双转子这一基本结构。本发明仍然是运用了进气、压缩、做功、排气四冲程的发动机经典工作方式设计而成。
有关“剪刀式”双转子这种类型的发动机设计出现已经非常久远了。许多人把发动机设计为步进式、差速式、凸轮滚子式等使发动机不能匀速运转根本无法投入实用,而设计有棘(齿)轮、弹簧擒纵机构以及椭圆齿轮、飞轮等防转子反转措施发动机的可靠性基本为零。剪刀式双转子发动机的动力由双转子交替输出并不同步,以前所有的设计都没能解决转子姿态控制,将动力集中在一个输出轴上顺畅匀速输出,转子反转阻挡等问题。以前这类发动机设计方案的数量很多,但发动机正确的运行原理至今并没有被人们掌握,没有任何参考价值,所以这里不用一一祥述。
发明内容
本发明要正确揭示剪刀式发动机工作原理,重点解决以前其他发明所不能解决的双转子工作状态控制,双转子的动力合成输出,阻档转子反转装置等的世界性难题,从而使这种发动机真正投入实用。为了使发动机正常良好运转,还解决了缸内密封、扫气、冷却与润滑等问题。本发明发动机稍加改造可以用做压缩机、泵机。
本发明发动机的工作原理:
一个圆柱形缸内相互交叉的两转子,它们的形状是基本相同的,功能是对等的,为了便于区别将其中一个称为a转子,另一个称为b转子。
控制器对其中的一个转子实现锁上制动,即a转子处于缸体中固定的位置上与缸体连结成一体,充当缸体的一部分而不能旋转。这时a转子上所带齿轮的缺齿部分正好旋转到与传动轴上的齿轮相啮合的位置,转子上的齿轮与传动轴上的齿轮脱离接触。a转子开始停转180度,同时解除与传动***的连接。
控制器对另一个转子松开解除锁止状态,即b转子处于旋转运动状态,与传动***相连接,b转子上所带齿轮有齿的部分与传动轴上的齿轮相啮合,进行做功并旋转180度。两个转子活塞之间形成的四个工作室同时进行进气、压缩、做功、排气四个工作冲程。当工作冲程完成时,原处在固定位置上的a转子马上被控制器解除锁止状态与传动***连接,在b转子的碰撞和推动之下,瞬间加速到和b转子相等的速度,转子所带动的转子齿轮上的缺齿部分马上转过,有齿的部分与转动轴上的齿轮立即啮合,转子和传动***共同转动。这时a、b两个转子共同旋转,在这一段的旋转过程中b转子仍然与传动***连接。当b转子旋转到缸体的固定位置时被控制器锁止制动与缸体连结为一体,不能旋转,停转180度,同时解除与传动***的连接。即a转子上所带的齿轮的缺齿部分也正好到达与转动轴上齿轮相啮合的位置,两个齿轮脱离接触。a、b两个转子之间含有压缩空气燃料的燃烧室的这时已经到达点火或者压燃位,混合气体被点火或压燃,a转子开始在四个工作室同时进行进气、压缩、做功、排气四个工作冲程,旋转180度,进行下一轮循环。当a转子停转180度的同时B转子旋转180度。当b转子停转180度的同时a转子旋转180度,两个转子交替刚好完成360°度的旋转,将动力先后叠加并传递到传动输出轴上,传动输出轴是连续不断旋转的。如此往复循环发动机不停的运转。
本发明发动机的技术方案:
一、缸体和转子的设计方案:
它是由缸体、转子、中心支撑轴、转子齿轮等零件组成。
1、缸体。封闭起来的气缸体内部空间是一个圆柱腔体,它主要由管形缸体,前后圆盘形汽缸盖组成。缸体分呈圆管形的部分为管形缸体,是缸体主体部分,也是整个发动机的主体部分,与发动机的基座连结地一起。管形缸体的内壁,是周面缸壁。管形缸体前后两端各有一个圆盘形气缸盖,将缸体封闭起来,它们之间用汽缸垫密封,缸盖中心开有一个圆形孔是转子颈孔,前后的圆盘形气缸盖也为缸体的一部分,朝向缸内的是端面缸壁。缸体是整个发动机的基体,通常它和发动机的基座设计加工或者安装在一起。缸壁上开有进气孔和排气孔。可以是径向进排气,也可以是周面进排气。
2、转子。一个气缸内有两个相互交叉的转子,外形基本一样,但除了结合处。转子从端面看中间是圆形,圆周边上按圆(中)心对称伸出的两个扇形,呈蝴蝶结形,是中心对称图形。
在转子的中心位置位于管形汽缸内部的圆柱体称之为柱形缸体,它既是转子的组成部分,又承担着缸体的作用。圆柱中心轴线处有一圆孔,为中心支撑轴孔。圆柱两侧圆柱面上对称连接着两个扇形柱体,是发动机的扇形活塞,它的长度与管形缸体径向长度基本相等(略小于)。两个扇形柱侧面上挖出燃烧室,当空气被压缩后就存于两个扇形活塞中间的燃烧室,燃烧室与扇柱形进气工作室的体积比为发动机的压缩比。端面缸壁以内,柱形缸体长度两个转子各占一半,也就是管形缸体径向长度的一半。两个转子的内柱缸体相接触的底面部分称之为转子的结合处。
转子颈是伸出气缸外的转子上比内柱缸体直径小一点圆柱体,它们两的底面连接在一起,中心是同一条轴线,成为一头细一头粗的圆柱体,主要承担输出动力的作用。转子颈的中心轴线也设计有中心支撑轴孔,与内柱缸体中心支撑轴孔是同一个孔。
转子上的燃烧室:发动机的扇形活塞挖出的燃烧室呈扁圆形或者卵形,甚至不规则的多边形,燃烧室凹陷最深处朝向管形缸体周面或者转子上的柱形缸体,燃烧室凹陷最深处错开更可能靠近转子柱形缸体这一面,最大限度聚拢能量,使燃气膨胀压最大限度作用的转子上,获得更大的动力,同时减小转子对中心支撑轴的侧压。
减小振动和噪音。发动机的两个扇形活塞合在一起时只有扇形活塞的根部相接触,两个扇形活塞合在一起的面,被切削掉一层而不接触,留有缝隙以减小振动和噪音,扇形活塞的根部可以有小坑或小沟减小振动和噪音。
3、中心支撑轴,长的圆管,上面套两个转子,是用来支撑转子旋转的中心轴。轴两有头固定连接在主体缸体的基座上,其中心孔道用于润滑油的流通。中心支撑轴与转子之间有轴瓦或轴承来减小摩擦阻力,增加耐磨性能。
4转子齿轮。圆环形齿轮,套在转子暴露在圆盘形气缸盖外的转子颈上,用键和键槽固定连接,当转子转动时由它将动力传递给传动齿轮。
缸内的两个转子是对等的关系,在发动机中的作用是一样的,只是工作中的姿态不一样。互相交叉咬合两个转子通过中心支撑轴孔套在中心支撑轴上,被置于缸体之内,转子颈和中心支撑轴则通过前后端缸盖上的转子颈孔伸出缸外,转子颈上套转子齿轮,用键和键槽固定连接,转子齿轮与缸外的传动齿轮啮合,将动力输出。
二、双转子的动力合成输出的设计方案:
本发明发动机的传动采用平行轴圆柱齿轮传动,传动轴位于管形缸体外侧,与中心支撑轴平行,传动齿轮套在传动轴上用键和键槽固定连接。转子齿轮通过与自身相啮合传动齿轮的转动,推动传动齿轮中心的传动轴转动输出动力。本发明中,转子齿轮是一特种齿轮,它的特定位置特定长度缺齿设计,成功实现了将异时异步输出的动力整合在一个传动输出轴上匀速顺畅输出。
1、转子齿轮缺齿的传动方案:沿相啮合两个齿轮的齿顶圆的两交汇点,通过转子齿轮圆心有两条直线,这两条直线分别与转子齿轮的齿顶圆和齿根圆各有四个交汇点,将齿顶圆分为四段弧线,也将齿根圆分为四段弧线,其中齿顶圆和齿根圆上最短的弧线就是齿轮上缺齿的长度。齿根圆上两条最短的弧线到齿顶圆上的两条最短的弧线之间的部分就是转子齿轮上缺齿的部分,最大缺齿的高度是从齿根圆到齿顶圆的全齿高。缺齿的高度以转子齿轮停转时不影响传动齿轮旋转为原则,参考转子齿轮与传动齿轮啮合时两个齿轮轮齿的齿高、齿厚、齿距等因素转子齿轮缺齿长度范围可以略长或略短于上述的长度距离,转子齿轮的缺齿部位的齿高可以沿传动齿轮齿顶圆周相切,在转子齿轮上形成两个月牙形缺齿位。传动齿轮是完整的齿轮,不作缺齿结构设计。
2、传动齿轮缺齿的传动方案:传动齿轮的齿顶圆的一半减去相啮合两个齿轮的齿顶圆的两交汇点之间的短圆弧,剩下的齿顶圆弧就是传动齿轮有齿的齿顶圆长度。最大缺齿的高度是从齿根圆到齿顶圆的全齿高。参考转子齿轮与传动齿轮啮合时两个齿轮轮齿的齿高、齿厚、齿距等因素转子齿轮缺齿长度范围可以略长或略短于上述的长度距离,传动齿轮的缺齿部位的齿高可以沿转子齿轮齿顶圆周相切,在传动齿轮缺齿圆弧的两头上各形成一个半个月牙形缺齿位。转子齿轮是完整齿轮,不作缺齿结构设计。
转子齿轮缺齿的传动方案是可以单独使用的,但是单独使用传动齿轮缺齿传动方案可靠性不高,因此必须与转子齿轮缺齿传动方案合并使用。两个传动方案的同时使用是进一步提高发动机传动的可靠性的一种方法。假如采用在后面所述“转子齿轮驱动驱动控制器”,就必须采用这种同时使用两个方案的传动方式。
三、转子控制器的设计方案:
转子控制器的零件组成:由控制轮,往复框或往复块(杆),驱动控制轮转动的轴和齿轮,滑轮等。
基于相同的控制原理,属于同一构思,只是零件组成和运转方式有所不同的有多项发明。以驱动方式划分主要有两种:转子齿轮驱动式和传动轴驱动式。以往复件形状划分主要有:往复框式或往复块(杆)式两种。
1、转子齿轮驱动式。它由以下几部分构成:控制器轴、控制器齿轮、控制轮、往复件、滑轮或滑块。
(1)、控制器轴和控制器齿轮。安装在缸体外侧的两根平行于中心支撑轴的控制器轴上各套有一个控制器齿轮,分别与同一缸体两个转子的转子齿轮相啮合。控制器齿轮和转子齿轮的直径相同,齿比是一比一。
(2)、蝴蝶结形控制轮。两个控制器轴上分别嵌套有一个控制轮用以控制转子的工作姿态,由转子齿轮驱动控制器齿轮转动从而驱动控制轮转动。两个控制轮位于一个平面内。控制器轴垂直于这个平面90度。
控制轮设计原理:圆轮被切削成,从上下底面看呈蝴蝶结形的不规则轮子。沿轴线套在控制器轴上,用键和键槽卡死。为了便于理解,我把控制轮的几何体分解成几个组成部分,分别加以说明:
控制轮中间的长条顶起制动块:被往复件制动,从而实现对转子制动,同时有顶起往复件的作用。一个圆两边被切掉两个小半圆,留下中间近似长方体的四边形,有两条长的直线边是用于制动的制动边,制动时会和往复框的边框或往复块的头端边紧贴在一起,被压紧从而实现对控制轮的制动,使与这个控制轮连接的转子停止转动。两条短圆弧边用于顶起往复框或往复块,支撑往复框的边框或往复块的头端边,与控制器轴维持一定距离的滑行边。当一个转子的控制轮短圆弧边顶起支撑往复框的边框或往复块的头端边时,另一个转子控制轮的制动边会和往复框的边框或往复块的头端边紧贴在一起,被压紧从而实现制动。两条短的圆弧边是是旋转顶起支撑边。在解除制动后,位于长条顶起制动块头端的支撑边会顶起往复框的边框或往复块,把圆周运动转换为往复框的边框或往复块的直线运动,使其实现一定距离内的往复运动。
从圆心出发的两条交叉直线,分别与两条短圆弧边的四个头相交。两条直线将短圆弧边夹在中间的夹角大小决定长条块的宽度,也决定控制器能否正常运转。当夹角较大时,长条顶起制动块会过宽,在解除对转子的锁止后,为往复框或往复块留出移动的距离有限,会被控制轮的卡死而不能移动,导致控制失败。
长条顶起制动块的制动边侧凹,它两侧的制动边上各有一个凹陷,约为制动边长度一半,因往复框内边框或往复块的头端边上的朝向控制轮方向有一个正时顶起凸,所以在与正时顶起凸相对应制动边上挖出凹陷,以容纳这个凸起。这样能使长条顶起制动块的制动边能和往复框的制动边或往复块的头端边紧贴在一起,使制动轮正常工作。
扇形后伸翼是位于长条顶起制动块上的扇形翼,它的圆弧和长条顶起制动块上的短圆弧相接,同为控制轮圆周的一部分,后伸翼和长条顶起制动块是同一圆心。后伸翼厚度只有长条顶起制动块厚度的几分之一。长条顶起制动块两侧制动边各有一个后伸翼。
蝴蝶结形控制轮上的后伸翼和制动边侧凹上呈中心对称布置。如果在长条顶起制动块一侧制动边中点的上半截布置有后伸翼,侧凹则位于下半截。另一侧制动边与之刚好相反中点的上半截有侧凹,后伸翼位于下半截。
(3)、往复件。以往复件形状划分的往复框式或往复块(杆)式控制器,除了往复件外,转子驱动式控制器其它的零件完全相同。往复件划分成框、块、杆,只是因为它们的整体外形的有所不同,主要组成部分如:与控制轮发生作用的顶起压紧边框和边端外形基本一致。往复框、块、杆,它们的作用功能完全一样。
滑轮或滑块。往复件不与控制轮发生作用的上下两条平行边(边框)外侧设置轨道,可以是轮轨也可以是滑轨,用引导轮或引导块以约束往复框沿一条直线往复运动。
往复框。两个控制轮套于一个长方形的往复框内,控制轮在往复框内转动,将旋转运动传递给往复框转为往复运动,与控制轮发生作用的是顶起压紧边框。
往复块和往复杆。与往复框式的运行原理一致,在两个控制轮中间置一个往复块或是一个往复杆,被控制轮来回推动做往复直线运动。往复块或往复杆在朝向控制轮的两边,也就是顶起压紧边端,与顶起压紧边框形状一致,作用功能完全一致。往复块是不太规则的四方块,往复杆实际上就是拉长的往复块,形状更加不规则,可以是两头大中间细。
往复框内长度,控制轮半径加两个控制器轴轴心距离(控制轮直径距离)加控制轮圆心到核心控制块长直线边垂直距离。这个长度刚好够一个控制轮旋转的位置,而另一个控制轮则被边框勒紧核心控制块长边不能动。往复框内高度是控制轮的直径长度。
两条平行于往复直线运动方向的边框或者边端上有轨道受滑轮或者滑块约束运动,两条垂直于往复直线运动方向的边框或者边端是被蝴蝶结形控制轮顶起压紧的边框或者顶起压紧的边端。
边框或者边端沿中点分上下两半,其中的半个边框(端)上向内有一个突出的三角形凸起即“正时顶起凸”,推动复框(块、杆)前行,当控制轮本轮弧形的前端点滑行到凸起的顶点恰好使往复框(块、杆)的另一端、头勒紧或压紧控制轮上或转子C形制动颈上的核心制动块,将转子实现制动,使动转子变为静转子。凸起的长度等于或小于勒紧边的一半。凸起的顶点叫“正时顶起凸的顶点”,从凸顶到边框靠近上下边框的斜坡是“前推斜坡”,起到增加足够的往复框(块、杆)的位移,前端点即使不能到达往复框边框的中点,也能在转子需要静止时正时实现对转子的制动。从凸起的顶点到边框靠近左右边框(端)中线的一段短圆弧面,与控制轮运转的圆周相切相吻合是补位圆坡。控制轮前端沿前推斜坡将边框向前推出更大的距离,到达顶起凸时刚好勒紧另一控制轮使其不能旋转。因控制轮没有转够应有的行程,然后旋转的控制轮滑下补位圆坡,最终与边框中点部位相切。
正时解除顶起台,从顶起压紧边框(端)中点开始将没有正时顶起凸的半个边框几分之一厚度部分切去一块,切去的厚度等于后伸翼的厚度,用于制动控制轮时,控制轮的制动边能和顶起压紧边框(端)紧贴在一起,存放控制轮的后伸翼而不影响制动效果,叫后伸翼口。从顶起压紧边框(端)中点向有正时顶起凸的半个边框,是保留这几分之一厚度的这部分,就是正时解除顶起台。
当控制轮后伸翼在正时解除顶起台滑动时,维持控制轮顶起行程后半程的顶起效果,控制轮中间的长条顶起制动块早已与顶起压紧边框(端)脱离接触,当控制轮后伸翼圆弧后端滑行到顶起压紧边框(端)中点时,会正时滑出正时解除顶起台,到达后伸翼口,控制轮后伸翼转至空位,往复框(块、杆)可以进行往复移动,不会与控制轮转动相互干涉。
2、传动齿轮驱动式。
(1)、扇形控制轮。轮上大小两个同心圆,内圆面部分加上内圆到外圆之间角度小于180°的扇形面部分就是扇形控制轮基本外形,这个扇形也是控制轮的主扇形面。从外圆到内圆的距离就是往复件移动的距离。
后伸翼也是个扇形,可以看作是扇形控制轮上扇形部分向与旋转方向的反方向上的延伸,它的圆弧和扇形控制轮上圆弧相接。是扇形控制轮厚度的几分之一。扇形控制轮只有一个后伸翼,是控制轮必须的组成部分。
前伸翼也是个扇形,可以看作是扇形控制轮上扇形部分向与旋转方向上的延伸,它的圆弧和扇形控制轮上圆弧相接。也是扇形控制轮厚度的几分之一。扇形控制轮只有一个前伸翼,前伸翼不是控制轮必须的组成部分,作用与前述前伸翼作用是一致的,加装前伸翼是为改善受力状况。后伸翼和前伸翼分别布置在控制轮主扇形面的两侧,上下两个不同面上,彼此互不连接。
(2)、控制器轴。传动齿轮驱动式这个大的方案里,因控制轮所在的轴不同又可细致划分为传动轴直接驱动式和传动齿轮驱动控制轮轴式。
传动轴直接驱动式:一个缸的的两个扇形控制轮嵌套在传动输出轴上,与传动齿轮安装在一起,分别套于缸的两侧控制两个转子的工作状态。这种方式的发动机零件最少,体积最小,重量最轻。
传动齿轮驱动控制轮轴式:是再设一根平行于转动输出轴的独立的控制轮轴,将控制轮嵌套在这根轴上,这根轴上再套一个齿轮,与传动齿轮啮合,是平行轴齿轮传动。这主要是为了解决发动机各零件之间空间狭小,控制器较难安装的问题。
(3)、往复件。
往复块(杆)。夹在转子颈和控制轮中间。朝向转子颈一头的C形制动卡,是一个半环形的卡子,与转子颈上的C形槽契合,用以制动。另一头是顶起压紧边端与前面所述转子齿轮驱动式中的往复件的边端设计原理一致。
往复框。往复框套在Φ形制动颈和控制轮上。和控制轮接触的边框和前述转子齿轮驱动式的往复框上的顶起压紧边框形状功能一致。套在Φ形制动颈的边框具有半环形结构,与转子颈上的C形槽契合,用以制动,同样称为C形制动卡。
(4)、Φ形制动颈。在伸出转子颈孔的圆形转子颈上开两个C形槽,呈Φ形状,称之为Φ形制动颈。Φ形转子颈中两个C形槽中间相夹长条形块,与控制轮中间的长条顶起制动块的作用和原理是一样的,是同一原理不同发明。转子颈中间要穿插有中心支撑轴,转子颈上还要套转子齿轮进行传动,因此只能以转子转子颈上开两个C形槽的方式解决问题。转子每旋转180°后,被控制轮推动往复块(框)前行,往复块(框)上C形制动卡与转子颈上的C形槽契合,对转子施行制动。本缸另一转子此时开始作旋转,完成180°旋转后,控制轮松开往复块(杆),转子继续开始下一轮循环。Φ形制动颈每旋转180度和,
3、控制轮上加装扇形前伸翼的设计方案。象控制轮上的后伸翼一样,设置一个扇形前伸翼,在控制轮朝向旋转方向的边之前加一个扇形前伸翼,扇形前伸翼和扇形后伸翼分别位于控制轮上下两个底面上,扇形前伸翼和扇形后伸翼不在控制轮同一面。
在与控制轮发生作用的往复框的边框或者往复块(杆)的边端上的中点向设有正时顶起凸的半个边框上有一个只占边端宽度一部分的缺口,没有这装做边框(端),勒紧时存放前伸翼,不影响勒紧制动效果,叫前伸翼口。是用来存放扇形控制轮上的前伸翼的缺口,位于中点另一半边框保留正时承受控制轮顶起时所受压力的承力台,正时承力台旁是后伸翼口,这时边框或者边端呈Z字形。
当扇形前伸翼***往复框的边框或者往复块(杆)的边端上的正时承力台时,使控制轮正时顶起时就能达垂直受力,从轴心到边框一条垂线,有效的改善控制器的受力状况,增加零件的寿命。
四、转子反转阻挡装置设计方案:
转子反转阻挡装置的作用是不让转子向后反转,承担作功时被制动的转子受到的向后的大部分燃气膨胀压力,减小发动机的转子控制器运行阻力,增强发动机的功率。本发明的转子控制器对转子的反转具有阻止作用,没有转子反转阻挡装置发动机也能运转,但问题是完全由转子控制器承担这个功能,必然使转子控制器承受的压力和摩擦力很大,发动机效能十分低下,转子控制器的磨损也很大,因此必须设置专门的转子反转阻档装置。
转子反转阻档装置设计方案可以有多种,以下是本发明的几种装置。应用时可以选择其中的一种,但当一种装置不足以提供理想的效果时,可以选择合并使用其中的两种及两种以上方案。
(1)杠杆式或回旋式转子反转阻挡装置。利用杠杆原理,当转子的扇形活塞或转子颈上的Φ形制动颈前行到达一定位置时,直接将杠杆的一头压下,杠杆围绕支点旋转,杠杆另一头翘起,它上面的卡榫或者相连的插销档在转子或转子颈压上的长条顶起制动块的后面,转子反方向旋转被卡住。转子向前旋转不受影响,转子前行至一定位置解除对杠杆压制时,杠杆连接的弹簧将其弹回原位或者被另一转子下一次旋转过来时压下。这种装置具有结构简单,即时性好,阻挡转子反转效果好的优点。
(2)回旋式:回旋件有一个回转中心,回旋件绕回转中心作圆周运动。这是一种变相的杠杆结构,回转中心与杠杆的支点作用是一样的,当回旋件的一头被压下时,另一头会翘起,回旋件可以有一个以上,回旋件推动与之相联接的零件运动,从而翘起销子、闩、齿条等类零件档在转子或转子颈压上的长条顶起制动块的后面,阻档转子反转,其中销子和杠杆翘起阻档转子反转的一头是三角头,向旋转的反方向,做成一个斜面,当转子的扇形活塞或转子颈上的Φ形制动颈向前旋转时会自动压下杠杆或回旋件翘起阻档转子反转的一头恢复原位,进入下一轮工作循环。这种装置具有结构简单,即时性好,阻挡转子反转效果好的优点。
(3)离心甩出销子式转子反转阻档装置。转子扇形活塞中空,内置销子和弹簧,销子头部呈三角形(楔形),即插朝向转子反转方向的接近直面,朝向缸体的一面是斜面或圆弧面。当转子旋转至缸内固定位置被制动时,销子在离心力和弹簧弹力共同作用下,迅速甩出,插在缸内三角槽上,受燃气压力推动转子的反向作用力卡住缸体使转子不能反转。当转子向前旋转时,销子的斜面或圆弧在缸体压迫下自动被压入转子内部。
(4)燃气膨胀压推动式转子反转阻档装置。利用燃气的彭涨压推动活动部件运动,活动部件本身或与活动部件相连接的销、闩等类型的零件,卡住转子和缸体将其暂时连结为一体,阻档转子反转。
(5)机械硬挤式转子反转阻档装置。通过转子齿轮或传动齿轮带动凸轮等零件转动,将销、闩、齿条等类型的零件正时挤入扇形活塞、往复件或转子颈上长条制动块的后面,阻档转子反转。主要有防反转挺杆,弹簧,凸轮等组成,由防反转挺杆杆头阻挡转子扇形活塞反转,或是凸轮顶起齿条通过两个齿条相啮合阻挡转子扇形活塞反转。
(6)电控转子反转阻档装置。电子装置控制的机械、液压、电磁等设备,弹出销、闩、齿条等类型的零件卡在转子与缸体之间,或者控制器的往复件上,或与之关联的零件上不让转子反转,也可以采用液压圆盘刹车***。
五、气缸内的密封设计方案:
多面体的转子各部位均呈块状,有较大的长宽高,转子之间,转子与缸壁之间都有着较为宽大接触面积,所以方便了转子上密封条、片、环的布置。转子是在正圆缸体内作旋转运动,运动方向与缸壁平行,对缸壁不产生挤压作用力,所以不会产生震纹现象,转子上的密封装置受力小,磨损也小。在转子内柱缸体与气缸盖接触的端面布置O形密封圈或C形密封条,圈形大小与内柱缸体端面圆周一致。在扇形活塞上的密封条至少有两条,基本上绕扇形柱一周,主要布置在扇形活塞的扇形面和大小两个圆弧面上。其布置要向扇形左右对称的中心线靠拢,避开燃烧室,因为活塞前后都有工作室,所以前后都得布置密封条。
缸内两个转子只有交叉相咬合结合处形状不同,是因为要解决之间的密封问题造成的。两转子的内柱缸体相接触的端面之间有一条的纵向缝隙,密封是比较困难的。本发明在一个转子上设计有圆环凸,另一个转子上设计有圆环凹,可以互相套合,从而极大的减小了缝隙深度,圆环凸上套圆形密封环,用弹簧向横缝方向推紧。L形密封条镶在转子扇形活塞小圆弧面上的L形密封条槽里。两个转子上横缝用L形密封条也用弹簧将其向结合缝方向推紧,通过润滑油的作用下达到气密作用。还可以在L形密封条的L形密封头旁边布置密封片弹簧将其向密封环方向推紧,加强密封效果。
六、发动机气缸的水冷设计方案:
圆盘形气缸盖和管形缸体内加工许多管道,管道都是相通的,管道内填充冷却液对发动机进行冷却。圆盘形气缸盖和管形缸体内也可加工为水套,或是水套与管道相混合,内填充冷却液对发动机进行冷却。当为发动机降温的润滑油温度过高时冷却液通过专用热交换器对其冷却。
七、转子内的的冷却与润滑设计方案:
本发明发动机,转子有着相对厚实的体积,把转子内部加工为单腔室或多孔室结构,内填充润滑油,用以对转子进行冷却。
1、离心式转子润滑方案:中心支撑轴加工为中空的管子,润滑油通过中心支撑轴管壁上的孔向转子内部喷射,润滑油在转子旋转运动产生离心力的作用下流向转子两端的扇形柱活塞部分,和转子进行热交换后,在转子制动时转子上的出没口固定位置缸壁上的出油口相吻合,润滑油在离心力作用下甩出。
2、缸体喷入润滑方案:在外缸壁上或缸盖上转子制动时固定位置上设喷油嘴和出油口,油泵将润滑油通过喷油嘴泵入,由出油口流出,也可用吸油泵吸出。
转子上,特别是密封条处加工很细小的孔,润滑油通过小孔渗出,为密封件运行提供润滑,同时配合密封件起到气密作用。
八、燃烧室废气扫气设计方案:
如果没有扫气设施,本发明发动机的燃烧室始终存有一定的废气无法排出,影响发动机的燃烧效率。在缸体下部的进排气口之间开一个扫气孔,扫气孔的进气管道与发动机的进气管道相通,扫气孔的排气管道与发动机的排气管道相通。当两个转子之间相夹的燃烧室中的废气经过扫气孔时,由扫气孔进气管道引入的新鲜空气吹入燃烧室,然后将燃烧室废气吹入扫气孔排气通道,最后吹向发动机的排气管道。扫气孔的排气管道上有单向阀门,空气只能向一个方向流动,以保证废气不能窜入燃烧室。经过扫气孔之后,发动机吸入的全部是新鲜空气,提高了燃烧效率。
九、转子控制器上减摩轮设计方案:
在控制轮与往复框、块(杆)相接触地方的设置滚轮,将控制轮旋转时与往复控制框、杆、块之间的滑动摩擦阻力改为滚动磨擦阻力,以达到减小控制器部件间的摩擦阻力提高发动机功率作用的装置。
十、本发明发动机多缸组配方案:
由于传动轴是气缸外置,因此多缸协作可以是串列,串列时各缸位于发动机传动轴的一侧。多缸协作也可以是并列在一个传动轴上,并列时传动轴位于并列成对的缸的中间。发动机在双缸以上时还可以并串混合,十分方便布置。十四、本发明发动机的缸体和基座可以是一个整体,管形缸体与发动机基座也可以采取分离设计加工,使之可以模块化组装。当发动机根据的不同排量的需要决定选用几个缸时,就可以选用可安装相同数量汽缸的基座,在基座上安装相同数量的管形缸体。这样不必每一种应用就生产一种发动机,只需生产少量不同规格的管形缸体和发动机基座,就能搭配出很多种不同规格的发动机,减少了生产成本。
本发明发动机在多个缸的情况下的两两相配原则。本发明发动机单缸工作时由于转子在缸内占有一定体积,转子做功时的旋转角度上一般在90°至100°左右,在旋转一周时有两次在接近90°之内的角度范围内是不做功的,所以在功率和扭矩输出上出现了连续性中断。因此须要双缸成对来相互配合工作,只要将相互配合的两个缸的做功区间错开90°,即两个缸点火顺序相差90°,两个缸的动转子运转角度前后也就相差90°,那么成对的两个缸配合下发动机能实现360°全程做功,发动机的功率和扭矩输出上就出现了连续性。但是,相互配合形成360°全程做功的相配合的两个缸各自的转子控制器必须各自独立,动力输出还是连接在一根传动轴上,发动机各缸的形状排列布置无须改变。
十一、传动轴上配飞轮,飞轮作用和功能与往复活塞发动机一样。
十二、配置平衡重的方案:
在传动轴上或飞轮上布置两个对称的平衡重,作用类似往复活塞发动机曲轴上的平衡重,当单缸或缸数为奇数时平衡重必须与发动机最大做功区间相互错开90°,主要用以平衡单缸或缸数是奇数情况下工作区间外的转动的连贯与振动等问题,当缸数为偶数时平衡重不是发动机必备部件。
十三本发明的压缩机、泵机的缸体、控制器,传动***与前述发动机相同,只是同一个缸有两个进气口和两排气口,呈对角线布置,双转子将气缸切割成两个吸气室和两个压缩室,只有吸、压两个行程。锁止转动在缸内充当缸体的转子上的扇形活塞前开进气口,转子活塞后开排气口。
本发明发动机、压缩机、泵机具有的优点:
一、本发明发动机具备转子发动机的所有优点,沿圆周线做功直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动力。与传统往复式发动机相比,取消了无用的直线运动,取消了曲柄连杆机构,取消了进排气门机构,做功效率比往复式发动机高。本发明发动机的进气、压缩、做功、排气在一个缸内同时同步进行,工作效率是往复式发动机的四倍。也就是说单缸性能相当于往复式发动机四缸,双缸性能相当于往复式发动机八缸,以此类推。因此工作部件也比往复式发动机少的多,减少了使多余零件运转产生的功率浪费。因而同样功率的转子发动机尺寸小,重量轻,扭矩大。
二、本发明发动机与汪克尔三角转子发动机相比,没有转子尖端密封不严易导致漏气,没有转子尖端挤压缸壁易形成震纹,没有利用余摆线做功使发动机扭矩小而耗油大等缺点。
三、本发明发动机由于缸数减少,油路、线路、进排气管道等附属设备数量随之减少。发电机,空调压缩机、油泵等可由齿轮直接带动,取消了皮带,链条等配件。因此发动机重量大为减轻。
四、本发明发动机进气、压缩和做功、排气分别工作在不同区域,因此有利于采取可变压缩比技术,它的宽大缸体面积可以设置多个喷油嘴,更有利于汽车采用多种燃料。
五、本发明发动机有利于实现模块化设计制造,减少发动机种类,和生产加工设备的投入。
六、本发明发动机为汽车发动机仓节约出宝贵的空间和重量,有利于现有车型不作大的改动和不增加车重的情况下安放电机、电池实现混合动力***的使用。
七、本发明发动机***设备如电机,燃料喷射***,增压***等直接使用现有技术,成熟设备,无需大的改变。
八、压缩机、泵机。具有体积小重量轻,工作效率高,功率消耗小的特点。
附图说明
图1、2、3、4是本发明发动机的工作原理图。
图5是缸体、转子***和传动***的主要零件图。
图6是缸体、转子***和传动***组装后的俯视图。
图7是转子和管形缸体的端(底)面的局剖视图。
图8是转子端面视图。
图9是同一缸内两个转子的主视图。
图10-1是扇形活塞靠在一起形成燃烧室的纵剖视图。
图10-2是扇形活塞靠在一起形成燃烧室的横剖视图。
图11-1是扇形活塞靠在一起形成燃烧室的纵剖视图。
图11-2是扇形活塞靠在一起形成燃烧室的横剖视图。
图12是转子齿轮缺齿与传动齿轮完整的传动关系的原理图。
图13是转子齿轮缺齿的主视图。
图14是转子齿轮缺齿向下45°的斜视立体图。
图15是转子齿轮月牙形缺齿部位的原理图。
图16是传动齿轮缺齿与转子齿轮完整的传动关系的原理图。
图17是传动齿轮缺齿的主视图。
图18是传动齿轮缺齿向下45°的斜视立体图。
图19是传动齿轮两个不相连的半个月牙形缺齿部位的原理图。
图20是传动齿轮缺齿转子齿轮完整与转子齿轮缺齿传动齿轮完整合并使用的传动关系的原理图。
图21是转子齿轮驱动式且往复件为往复块(杆)的控制器发动机的结构示意图。
图22是转子齿轮驱动式且往复件为往复框的控制器发动机的结构示意图。
图23是转子齿轮驱动式发动机俯视图。
图24是转子齿轮驱动式往复件为往复框的控制器的主视图。
图25是转子齿轮驱动式控制器上的往复框的平面设计原理图。
图26是转子齿轮驱动式控制器上的往复框左视图。图中44、45代表的是宽度,不表示具体数值。
图27是转子齿轮驱动式控制器上的往复框右视图。图中44、45代表的是宽度,不表示具体数值。
图28是转子齿轮驱动式控制器上的往复框的向上向后30°斜视立体图。
图29是转子齿轮驱动式往复件为往复块(杆)的控制器主视图。
图30是转子齿轮驱动式控制器上的往复块(杆)的平面设计原理图。
图31是转子齿轮驱动式控制器的往复块(杆)的左视图。图中44、45代表的是宽度,不表示具体数值。
图32是转子齿轮驱动式控制器的往复块(杆)的右视图。图中44、45代表的是宽度,不表示具体数值。
图33是转子齿轮驱动式控制器上的往复块(杆)向上向后30°斜视立体图。
图34是转子齿轮驱动控制器的蝴蝶结形控制轮的主视图。
图35是蝴蝶结形控制轮的左视图。
图36是蝴蝶结形控制轮的仰视图。图中50、51代表的是厚度,不表示具体数值。
图37是蝴蝶结形控制轮的向上向后30°斜视立体图。
图38是蝴蝶形控制轮中间长条形顶起制动块的设计原理图。
图39、40是蝴蝶形控制轮平面形状设计原理图。
图41是控制器上往复件直线移动距离与控制轮旋转角度之间运行关系原理图。
图42-1、42-2是扇形控制轮或者Φ形制动颈上的长条顶起制动块的宽度大小与往复件直线移动距离关系原理图。图中61代表往复件直线移动距离,不表示具体数值。
图43-1、43-2是控制轮与往复件的边框或者边端上的正时顶起凸关系设计原理图。
图44是传动齿轮驱动式扇形控制轮控制器轴上且往复件为往复块(杆)的控制器发动机的的结构示意图。图是沿中线A-A的半剖视图。
图45是传动齿轮驱动式扇形控制轮集成在传动轴上且往复件为往复块(杆)的控制器发动机的结构示意图。
图46是传动齿轮驱动式扇形控制轮集成在传动轴上且往复件为往复块(杆)的控制器发动机的的俯视图。
图47-1、47-2是传动齿轮驱动控制器运行原理示意图。
图48是扇形控制轮的主视图。
图49是扇形控制轮的左视图。图中50、51代表的是厚度,不表示具体数值。
图50是扇形控制轮的右视图。图中50、51代表的是厚度,不表示具体数值。
图51是扇形控制轮向下45°斜视立体图。
图52是扇形控制轮的平面形状设计原理图。
图53是Φ形制动颈的主视图。
图54是Φ形制动颈向下45°斜视主体图。
图55是Φ形制动颈的平面形状设计原理图。
图56是传动齿轮驱动往复件为一头为C形制动卡的往复块(杆)主视图。
图57是一头为C形制动卡往复块(杆)俯视图。
图58是一头为C形制动卡往复块(杆)的右视图。图中44、45代表的是宽度,不表示具体数值。
图59是一头为C形制动卡往复块(杆)的左视图。
图60是一头为C形制动卡往复块(杆)的向上向后30°斜视立体图。
图61-1是扇形控制轮与顶起压紧边端之间设置滚轮的主视图。
图61-2是蝴蝶结形控制轮与顶起压紧边框之间设置滚轮的主视图。
图62是蝴蝶结形控制轮加装前伸翼的主视图。
图63是蝴蝶结形控制轮加装前伸翼的设计原理图。
图64是加装前伸翼的蝴蝶结形控制轮俯视图。图中82、51代表的是厚度,不表示具体数值。
图65是布置有前伸翼口的往复框的顶起压紧边框的左视图。图中83、45代表的是宽度,不表示具体数值。
图66是布置有前伸翼口的往复块(杆)的顶起压紧边端的左视图。图中83、45代表的是宽度,不表示具体数值。
图67是扇形控制轮加装前伸翼的主视图。
图68是扇形控制轮加装前伸翼左视图。图中82、51代表的是厚度,不表示具体数值。
图69是转子与缸体之间的密封原理图。
图70是转子端面密封条、圈布置原理图。
图71是扇形活塞顶部密封条布置原理图。
图72的L形密封条旁边设一个小纵向密封片原理图。
图73是减小纵向深度密封凸环上套的O形密封圈向右45°斜视立体图。
图74是一个缸内两个转子上的柱形缸体结合处之间密封原理图。
图75中一个缸内转子上的扇形活塞与的柱形缸体结合处之间密封原理图。
图76。是缸体上喷油嘴喷入润滑油对转子冷却润滑设计原理图。
图77是中心支撑轴上的孔道喷入润滑油对转子冷却润滑设计原理图。
图78是机械硬挤式转子反转阻档装置结构示意图。
图79是扫气孔工作原理图和气缸水冷原理图。
图80是杠杆式转子反转阻挡装置结构示意图。
图81是回旋式转子反转阻挡装置结构示意图。
图82是燃气膨胀压推动式转子反转阻档装置结构示意图。
图83是离心甩出销子式转子反转阻档装置结构示意图。
图84是配平衡重的传动轴向右45°斜视立体图。
图85是飞轮上配平衡重向右45°斜视立体图。
图86是本发明的压缩机、泵机缸体结构示意图。
图87是单缸发动机做功区间图。
图88是双缸发动机做功区间图。
图89是多缸发动机串连主视图。
图90是多缸并串连发动机主视图。
图91是多缸串连发动机做功俯视结构示意图。
图92是多缸并串连发动机做功俯视结构示意图。
图中:1、转子,2、转子齿轮,3、传动齿轮,4、蝴蝶结形控制轮,5、圆盘形气缸盖,6、为管形缸体,7、中心支撑轴,8、传动轴,9、火花塞,10、进气口,11、排气口,12、往复框,13、减震降噪缝,14、扇形活塞根部,15、扁圆体燃烧室,16、扇形活塞平面被切削掉一层,17、扇形活塞,18、减小纵向深度密封凸环,19、减小纵向深度密封凹环,20、转子颈,21、中心支撑轴孔,22、卵形燃烧室,23、燃烧室偏心凹陷最深处,24、转子齿轮缺齿部位与长度,25、转子齿轮与传动齿轮的顶齿圆的交汇点,26、转子齿轮月牙形缺齿部位,27、齿根圆,28、齿轮顶齿圆,29、传动齿轮缺齿部位与长度,30、控制器齿轮,31、控制器轴,32、半个月牙形缺齿位,33、往复块(杆),34、滑轮,35轨道,36、顶起压紧边框,37正时顶起凸,38、前推斜坡,39、正时顶起凸的顶点,40、补位圆坡,41、飞轮,42、正时解除顶起台,43、后伸翼口,44、后伸翼口宽度,45、往复件边框或边端总宽度,46、顶起压紧边端,47、蝴蝶结形控制轮的扇形后伸翼,48、蝴蝶结形控制轮扇形后伸翼的后端点,49、蝴蝶结形控制轮的顶起端点,50、扇形后伸翼的厚度,51、控制轮总厚度,52、长条形顶起制动块,53、长条形顶起制动块的制动边(长直边),54、长条形顶起制动块的旋转顶起支撑圆弧边,55长条形顶起制动块的对角线最小夹角,56、扇形后伸翼的扇形夹角,57、长条形顶起制动块制动边上的侧凹,58、蝴蝶结形控制轮的扇形前伸翼,59、蝴蝶结形控制轮顶起端点顶起时在边框或边端垂线方向上直线前行移动距离,60、蝴蝶结形控制轮扇形后伸翼上的后端点在边框或边端垂线方向上直线退后移动距离,61、往复件直线移动距离,62、往复件的边框或者边端上与控制轮接触的边,63往复件被顶死时边框或者边端固定的位置,64、扇形控制轮,65、一头为C形制动卡的往复块(杆),66、Φ形制动颈,67、C形制动卡,68、扇形控制轮的扇形后伸翼,69、扇形控制轮的外圆圆弧(旋转顶起支撑边),70、扇形控制轮的顶起端点,71、扇形控制轮的内圆圆弧,72、密封片,73、L形密封条槽,74、扇形控制轮的主扇形面,75、扇形控制轮的顶起端点与扇形控制轮的外圆中线之间的角度,76、C形槽,77、滚轮,78、前伸翼引导位置的凸起,79正时顶起台,80、前伸翼口,81、控制轮的圆心到顶起压紧边框或者边端的垂线,82、前伸翼的厚度,83、前伸翼口的宽度,84、扇形控制轮的扇形前伸翼,85,转子内柱缸体上的O形密封圈,86、转子内柱缸体上的C形密封条,87、密封条,88、减小纵向深度密封凸环上套的O形密封环,89、弹簧,90、L形密封条,91、缸体上的冷却管道,92、喷油嘴,93、出油口,94、转子内的孔道,95、转子内的腔室,96、中心支撑轴中心的管道,97中心支撑轴上的喷油孔,98、转子缸内渗油孔,99、柱形缸体,100、凸轮轴,101、扫气孔的进气管道,102、扫气孔,103、扫气孔的排气管道,104、回旋件,105、杠杆,106、回转中心(支点),107、杠杆上卡榫,108、连结件,109、插销,110、活动部件,111、转子上的三角槽,112、平衡重,113、防反转挺杆。A、做功冲程,B、排气冲程,C、进气冲程,D、压缩冲程,E、单缸做功区间,F、配合一个缸完成360度做功区间的另一个缸的做功区间,H、I、J、K代表发动机上不同的缸。
具体实施方式
首先以图1、2、3、4为实施例说明本发明发动机的工作原理:
图中的发动机是同一构思不同发明其中一种,即转子驱动式控制器,往复件为往复框的发动机:
图1-1是发动机开始做功图。一个转子(1a)和另一个转子(1b)的扇形活塞(17)紧靠在一起,转子(1a)不能转动,火花塞或高压喷嘴(9)点火或喷油,转子(1b)开始旋转。图1-2是转子(1a)的转子齿轮(2a)的缺齿位正对传动齿轮(3a)。图1-3是控制器中往复件(12)将转子(1a)的控制轮(4a)锁止,转子(1b)的控制轮(4b)旋转顶起往复件(12)。图1-4是另一个转子(1b)的转子齿轮(2b)有齿位与传动齿轮(3b)啮合,传动。
图2-1是发动机正在做功图。转子(1a)和转子(1b)的扇形活塞(17)已分离。转子(1a)不能转动,转子(1b)正在旋转。两个转子的四个扇形活塞(17)之间相夹的四个工作区域分别完成四个做功冲程:做功冲程A、排气冲程B、进气冲程C、压缩冲程D。进气口(10)吸入空气,排气口(11)排出废气。图2-2是转子(1a)的转子齿轮(2a)的缺齿位正对传动齿轮(3a)。图2-3是控制器中往复件(12)将转子(1a)的控制轮(4a)锁止,转子(1b)的控制轮(4b)旋转顶起往复件(12)。图2-4是另一个转子(1b)的转子齿轮(2b)有齿位与传动齿轮(3b)啮合,传动。
图3-1是发动机完成做功图。转子(1b)和(1a)转子的扇形活塞(1)紧靠在一起,转子(1a)和转子(1b)开始向同一方向旋转。图3-2是转子(1a)的转子齿轮(2a)的有齿位与传动齿轮(3a)啮合转动。图3-3是控制器中往复件往复直线运动,转子(1a)的控制轮(4a)和转子(1b)的控制轮(4b)都在旋转。图3-4是转子(1b)的转子齿轮(2b)有齿位与传动齿轮(3b)啮合转动。
图4-1是发动机开始进入下一个工作循环图。转子(1b)和转子(1a)的扇形活塞(17)紧靠在一起,转子(1b)不能转动,火花塞或高压喷嘴(9)点火或喷油,转子(1a)开始旋转。图4-2是转子(1a)的转子齿轮(2a)有齿位与传动齿轮(3a)啮合,传动。图4-3是转子(1a)的控制轮(4a)旋转顶起往复件,控制器中往复件将转子(1b)的控制轮(4b)锁止。图4-4是转子齿轮(2b)的另一个转子(1b)的缺齿位正对传动齿轮(3b)。
其次以图41、42、43为实施例说明本发明发动机的核心部分,转子控制器的往复件与控制轮之间运行原理,以蝴蝶结形控制轮和往复框为实施例:
图41是控制器上往复件直线移动距离与控制轮旋转角度之间运行关系原理图。当图左面往复框的边框或边端被蝴蝶结形控制轮(4)顶起端点(49)顶起30°沿直线前行移动距离(59)时,则图右面蝴蝶结形控制轮(4)上扇形后伸翼(47)上的后端点(48)在往复件的边框或边端垂线方向上移动距离(60)要远小于前述前行距离(48)。由于扇形后伸翼(47)已滑出正时解除顶起台(43),伸出到后伸翼口(42),所以控制轮旋转与往复件移动不会相互干涉。
图42是控制器上控制轮上长条顶起制动块宽窄大小与往复件直线移动距离关系设计原理图。当图42-1中长条顶起制动块(52)上对角线夹角(55)夹角较小时,本实施例中夹角为40°,长条顶起制动块较窄,往复件的边框或边端以移动相当长的距离(61),蝴蝶结形控制轮(4)旋转与往复框(12)直线运动不发生干涉。当图42-2中长条顶起制动块(52)上对角线夹角(55)夹角较大时,图中超过70°时长条顶起制动块较宽,往复件(12)的边框或边端可以移动的距离很小或为零,蝴蝶结控制轮(4)旋转与往复框(12)直线运动发生干涉。
图43是控制器的控制轮与往复件边框或边端上的正时顶起凸关系设计原理图。当图43-1中当蝴蝶结形控制轮(4)顶起往复件的边框(36)或边端(46)时,如果往复件边框(36)或边端(46)是平直的,那么控制轮前端点(49)只能把边框(36)或边端(46)与控制轮接触的边(62),顶起到与必须到达指定位置(63)还一段距离的地点,而往复件要实现对转子的制动,则边框(36)或边端(46)是必须到达指定位置(63)。图43-2中,在往复件的边框(36)或边端(46)上设计一个正时顶起凸(37),当蝴蝶结形控制轮(4)前端点(49)沿斜面(38)加大顶起往复件的边框(36)或边端(46)移行距离,到达凸起的顶点(39)并与之重合时,边框(36)或边端(46)与控制轮接触的边(62)到达指定位置(63),(62)和(63)重合,转子被制动,蝴蝶结形控制轮再沿短圆弧面(40)滑下,这样边框(36)或边端(46)静止不动时不会对控制轮旋转产生干涉。
扇形控制轮对进行转子控制的原理与上述相似。
缸体、转子和传动***各零件的组装实施例:
首先以图6为例说明,这是构成发动机运行的基础条件。两个转子(1a)和(1b)通过自身的中心支撑轴孔(21),套在中心支撑轴(7)上,被放置在管形缸体(6)内,然后将圆盘形气缸盖前盖(5a)、后盖(5b)用螺丝固定管形缸体(6)上将缸体封闭起来。管形缸体(6)和圆盘形气缸盖(5)之间用气缸垫密封。缸内中心穿插的中心支撑轴(7)和转子上的转子颈(20)一同伸出圆盘形气缸盖前盖(5a)、后盖(5b)上的转子颈孔。为了减小转子(1)与中心支撑轴(7)之间的摩擦,它们之间用轴承或轴瓦连接。中心支撑轴(7)的两端被固定的发动机基座上,它们之间用轴承或轴瓦连接。
转子齿轮(2)是个圆环形齿轮,套在转子暴露在圆盘形气缸盖(5)外的转子颈(20)上,用键和键槽固定连接,当转子转动时由它将动力传递给传动齿轮。转子齿轮(2)传动齿轮(3)是平行轴齿轮传动。传动轴(8)位于管形缸体(6)外侧,与中心支撑轴(7)平行,传动齿轮(3)套在传动轴(8)上用键和键槽固定连接。转子(1)旋转,转子齿轮(2)也就必然旋转,从而驱动与其相啮合的传动齿轮(3)旋转,传动齿轮(3)带动缸体外置的传动轴(8)旋转实现动力输出,
传动输出***的实施例:
在实现转子旋转把动力输出到传动轴上的同时,也要确保通过电机带动传动轴旋转,而发动机运转启步不发生紊乱。
图12、13、14、15中所示是本发明所有类型发动机必须用到的传动方式转子齿轮缺齿与传动齿轮完整的传动关系。通过转子齿轮(2)的圆心O2的两条直线d1、d2,与转子齿轮(2)和传动齿轮(3)齿顶圆(28)的交汇点(25)相交,转子齿轮(2)上共形成四个交汇点,交汇点(25)之间最短的两段圆弧部分是缺齿部分,即两条直线d1、d2所夹转子齿轮(2)齿顶圆之间最短的圆弧部分是缺齿部分。缺齿的最大齿高是齿根圆(27)至齿顶圆(28)之间的全齿高。图中所示阴影部分(24)是转子齿轮缺齿部分。传动齿轮(3)不缺齿。转子齿轮理想的缺齿形状的齿高可以沿传动齿轮齿顶圆周相切,如图15所示在转子齿轮上形成两个月牙形缺齿位(26)。当转子停止转动180°时,转子上的缺齿位正对传动齿轮,传动齿轮运转不受干涉。
图16、17、18、19、20是传动齿轮缺齿与转子齿轮完整的传动关系实施例。通过传动齿轮(3c)的圆心O3的两条直线d3、d4,与转子齿轮(2c)和传动齿轮齿(3c)顶圆(28)的两个交汇点(25)相交,传动齿轮(3c)上两个交汇点(25)之间最短的一段圆弧部分是缺齿部分,直线d3或d4将传动齿轮分为两半其中与转子齿轮不啮合的半圆也是缺齿部分,两个缺齿部分相加为总缺齿长度。缺齿的最大齿高是齿根圆(27)至齿顶圆(28)之间的全齿高。图中所示阴影部分(24)是传动齿轮缺齿部分。转子齿轮不缺齿部分。传动齿轮的缺齿部位的齿高可以沿转子齿轮齿顶圆周相切,如图19所示在传动齿轮缺齿圆弧的两头上各形成一个半个月牙形缺齿位(32)。如图15所示在转子齿轮上形成两个月牙形缺齿位(26)。当转子齿轮是完整齿轮停止转动180°时,传动齿轮上超过180°以上的的缺齿位正对转子齿轮,传动齿轮无论与转子齿轮是否啮合运转都不受干涉。传动齿轮缺齿传动的方式不能独立使用,必须与转子齿轮缺齿合并使用进行传动,否则传动可靠性基本为零。如图20所示在转子颈(20)集成的转子齿轮(2a)缺齿,转子齿轮(2c)完整,在传动输出轴(7)上集成的传动齿轮(3a)完整,传动齿轮(3c)缺齿。
转子齿轮驱动式控制器,往复件为往复块(杆)的发动机实施例:
转子齿轮驱动式控制器发动机实施中必须用上述合并使用两种传动方案。
图21、29中:管形缸体(6)中心穿插中心支撑轴(7)上套着转子(1),转子的转子颈(20)上套着转子齿轮(2),分别驱动传动齿轮(3)和控制器齿轮(30)旋转,传动齿轮(3)驱动缸体外置的传动轴(8)旋转实现动力输出,控制器齿轮(30)带动缸体外置的控制器轴(31)旋转,控制器轴带动轴上的蝴蝶结形控制轮(4)旋转。两个蝴蝶结形控制轮(4a)和(4b)推动复块(杆)(33),复块(杆)(33)上有滑轨(35)在引导滑轮(34)的约束下不断往复直线运动,当蝴蝶结形控制轮(4a)顶起复块(杆)(33)时蝴蝶结形控制轮(4b)就会被往复件锁止不能转动。
图23中转子齿轮(2a)和(2b)被中心支撑轴(7)串连分别布置在缸体(6)的前后,转子齿轮(2a)和控制器齿轮(30a)共同位于圆盘形气缸盖(5a)之前的同一个平面上。两个控制器齿轮(30a)和(30b)分别在缸体(6)的前后呈对角线布置。转子齿轮(2b)和控制器齿轮(30b)共同位于圆盘形气缸盖(5b)之后的同一个平面上。控制器轴(31a)和(31b)与中心支撑轴(7)平行在缸体(6)的外侧。控制器上往复块(杆)(33)两边的两个蝴蝶控制轮(4)全部位于在同一平面内,在缸体(6)之前或者之后。
图25、34中的正时顶起凸(37)补位圆坡(40)的角度与蝴蝶结形控制轮(4)的扇形后伸翼(47)的角度相同,在本实施例中为30°
图38中蝴蝶结形控制轮中间长条顶起制动块(52)对角线最小夹角(55)在本实施例中设计为40°。
本实施例中图27中后伸翼口(43)的宽度(44)是整个边端宽度(45)的三分之一。图36中扇形后伸翼的厚度(50)是控制轮厚度(51)的三分之一。
以图21、29、30、33、34、37为实施例,当同一缸的蝴蝶结形控制轮(4a)顶起往复块(杆)(33)的顶起压紧边端(46)时,转子(1a)开始做功,蝴蝶结形控制轮(4a)顶起边上的端点(49)通过前推斜坡即(38)加大顶起压紧边端(46)的移动行程,当滑上顶起压紧边端(46)正时顶起凸(37)凸起的顶点(39)时往复块(杆)(33)被顶死不能移动。蝴蝶结形控制轮(4a)端点(49)继续滑下补位圆坡(40),旋转不受干涉,这时与之相关的转子(1a)、转子齿轮(2a),传动齿轮(3a),控制器齿轮(30a)都在转动,转子齿轮(2a)和传动齿轮(3a)有齿位啮合。这时蝴蝶结形控制轮(4b)长条顶起制动块(52)的制动边(53)和顶起压紧边端(46)紧靠在一起,蝴蝶结形控制轮(4b)被制动,与之相关的转子(1b)、转子齿轮(2b),传动齿轮(3b),控制器齿轮(30b)都被制动停止转动,转子(1b)充当缸体的一部分。蝴蝶结形控制轮(4a)扇形后伸翼(47a)的圆弧边上后端点(49)滑出顶起压紧边端(46)上的正时解除顶起台(42)时,解除对蝴蝶结形控制轮(4b)的制动,扇形后伸翼(47a)来到顶起压紧边端(46)后伸翼口(43),蝴蝶结形控制轮(4a)旋转不受往复块(杆)(33)直线移动影响,当蝴蝶结形控制轮(4a)往复块(杆)(33)的顶起压紧边端(46)压紧靠在一起时,扇形后伸翼(47a)存放放在顶起压紧边端(46)的后伸翼口(43),不影响控制器的运行。,蝴蝶结形控制轮(4b)形如旋转,与之相关的转子(1b)、转子齿轮(2b),传动齿轮(3b),控制器齿轮(30b)都开始转动,直至蝴蝶结形控制轮(4b)顶起边上的端点(49)滑上顶起压紧边端(46)正时顶起凸(37),转子(1b)形如做功进行下一轮循环。
传动齿轮驱动式控制器,控制轮集成在传动轴上,往复件为往复块(杆)的发动机实施例:
以图12、13、14、15中所示的转子齿轮缺齿与传动齿轮完整为实施的传动方式。
图45、47中主缸体(6)中心穿插中心支撑轴(7)上套着转子(1),转子的转子颈上套着转子齿轮(2),驱动传动齿轮(3)驱动缸体外置的传动输出轴(8)旋转,传动输出轴(8)上扇形控制轮(64)和转子(1)上的Φ形制动颈(66)来回推动一头为C形制动卡的往复块(杆)(65),一头为C形制动卡的往复块(杆)(65)上有滑轨(35)在引导滑轮(34)的约束下不断往复直线运动,当扇形控制轮(64)顶起往复件(65)时Φ形制动颈(66)就会被往复件锁止不能转动。
图46中扇形控制轮(64a)、一头为C形制动卡的往复块(杆)(65a)、Φ形制动颈(66a)共同位于圆盘形气缸盖(5a)之前的同一个平面上。扇形控制轮(64b)、一头为C形制动卡的往复块(杆)(65b)、Φ形制动颈(66b)共同位于圆盘形气缸盖(5b)之后的同一个平面上。
图49中扇形控制轮(64)上的扇形后伸翼(68)厚度是扇形控制轮(64)厚度的三分之一。
图58中后伸翼口(43)的宽度是一头为C形制动卡的往复块(杆)(65)整个顶起压紧边端(46)宽度的三分之一。
图52中扇形控制轮的顶起端点与扇形控制轮的外圆中线之间的角度(75)为40°。扇形控制轮(64)上大小两个同心圆,外圆(69)和内圆(71)之间有扇形面,斜线阴影扇形面部分就是扇形控制轮的主扇形面(74),方格阴影扇形面部分是后伸翼(68),主扇形面(74)和后伸翼(68)相加的扇形角度在本实施例中为140°。从外圆(69)至内圆(71)的距离是往复件移动的距离。
图53是Φ形制动颈前视图。中心支撑轴(7)上套的转子(1)的转子颈(20)上对称开出两个C形槽(76)。
图55中Φ形制动颈(66)上的长条顶起制动块(52)的对角线最小夹角(55)在本实施例中为20°。
以图45、46、47为实施例当同一缸的扇形控制轮(64a)顶起往复块(杆)(65a)的顶起压紧边端(46)时,扇形控制轮(64a)顶起边上的端点(70)通过前推斜坡即(38)加大顶起压紧边端(46)的移动行程,当滑上顶起压紧边端(46)正时顶起凸(37)凸起的顶点(39)时往复块(杆)(65a)被顶死不能移动。扇形控制轮(64a)端点(70)继续滑下补位圆坡(40),旋转不受干涉。一头为C形制动卡的往复块(杆)(65a)的半圆环形的C形制动卡(67)与转子(1)Φ形制动颈(66a)上的C形槽(76)相契合,转子(1a)被制动充当缸体的一部分。Φ形制动颈(66b)上的长条顶起制动块(52)项起一头为C形制动卡的往复块(杆)(65b)时、,转子(1b)开始做功,扇形控制轮(64b)旋转到内圆(71)与一头为C形制动卡的往复块(杆)(65b)的顶起压紧边端(46)接触,扇形控制轮(64b)旋转不受干涉。当扇形控制轮(64a)扇形后伸翼(68a)的圆弧边上后端点滑出顶起压紧边端(46)上的正时解除顶起台(42)时,解除对Φ形制动颈(66a)的制动,扇形后伸翼(68a)来到顶起压紧边端(46)后伸翼口(43),扇形控制轮(64a)旋转不受一头为C形制动卡的往复块(杆)(65a)直线移动影响,扇形后伸翼(68a)先存放放在顶起压紧边端(46)的后伸翼口(43),Φ形制动颈(66a)开始转动,转子(1a)开始做功。这时转子(1b)上的Φ形制动颈(66b)开始被扇形控制轮(64b)顶起推动的一头为C形制动卡的往复块(杆)(65b)制动,充当缸体的五部分,如此进行下一轮循环。
集成在传动轴(8)的扇形控制轮(64)始终随传动轴(8)转动。
图7、8中,转子设计当缸内两个转子的扇形活塞(17)靠在一起时中间形成了一个减震降噪缝(13),两个转子的扇形活塞(17)大部分面积不接触,只有靠近转子圆心O1根部(14)保留一个台阶是紧贴一起,其余平面被切削掉一层(16)。两个转子的扇形活塞之间的燃烧室(15)。
以图62、63、64、65所示是转子齿轮驱动式控制器的蝴蝶结形控制轮加装前伸翼的实施例。控制轮(4)的旋转顶起支撑边(54)的前面加装一个扇形面的前伸翼(58),前伸翼(58)与往复件接触的角上设计一个引导位置的凸起(78)引导控制轮插进正时顶起台(79)正时顶起往复件的边框(36)。两个扇形前伸翼(58a)和(58b)在控制轮(4)上沿对角线布置,呈中心对称图案,共同位于控制轮的一面。当控制轮(4)的前端点(49)滑上正时顶起凸(37)凸起的顶点(39)与之重合时,前端点(49)不在从控制轮的圆心O到顶起压紧边框(36)或边端(46)的垂线(81)上,两者之间不是垂直受力。当加装前伸翼(78)后,前伸翼(78)旋转顶起支撑边上任何一点都位于从控制轮的圆心O到顶起压紧边框(36)或边端(46)的垂线(81)上,控制轮垂直受力。控制轮(4)一个面布置两个后伸翼(47),另一个面布置两个前伸翼(58)。前伸翼(58)的厚度(82)是整个控制轮(4)厚度(51)的三分之一。顶起压紧边框(36)的一侧布置前伸翼口(80),使控制轮前伸翼(78)在滑入正时顶起台(79)前有一个存放的位置,与顶起压紧边框(36)运行不会干涉,前伸翼口(80)旁边是正时顶起台(79),前伸翼口(80)的宽度(83)是整个边框宽度(45)的三分之一。另一侧布置后伸翼口(43)及其旁边正时解除顶起台(42)与前伸翼口(80)、正时顶起台(79)上的位置相反。
以图66、67、68所示是传动齿轮驱动式,扇形控制轮加装有前伸翼的实施例:顶起压紧边端(46)的一侧布置前伸翼口(80),旁边是正时顶起台(79),另一侧布置后伸翼口(43)及其旁边正时解除顶起台(42)。扇形控制轮(64)的旋转顶起支撑边(69)的顶起端点(70)前面加装一个扇形面的前伸翼(84),前伸翼(78)与往复件接触的角上设计一个引导位置的凸起(78)引导控制轮插进正时顶起台(79)正时顶起往复件的边框边端(46)。扇形前伸翼(84)与扇形后伸翼(68)在扇形控制轮(64)两底面一上一下布置。扇形前伸翼(84)的厚度(82)是控制轮厚度(51)的三分之一。
以图61为是控制轮与顶起压紧边或者边端之间设置滚轮实施例:在控制轮(32)或(64)与顶起压紧边框(36)或边端(46)相接触的地方设置滚轮(77),把它们之间的滑动摩擦改为滚动摩擦,以此减小摩擦阻力。
缸体内部,转子与缸体之间的密封是以图9、69、70、71、72、73、74、75为实施例:在转子(1)的内柱缸体(99)与圆盘形气缸盖前盖(5)接触的端面,用两个C形密封条(86)密封。扇形活塞(17)与圆盘形气缸盖前盖(5),管形缸体(6)的接触的扇形面和弧形面,也就是夹在扇形活塞前后燃烧室的中间的扇形面和弧形面上,布置两道平行的与运行方向垂直的密封条(87)以保证扇形活塞(17)前后进气、压缩、做功、排气四冲程工作室的气密性。转子结合处的密封为,转子(1a)上的减小纵向深度密封凸环(18)上套O形密封环(88),O形密封环(88)同时位于转子(1b)上的减小纵向深度密封凹环(19)内,被弹簧(89)推紧。转子(1a)、(1b)上的柱形缸体(99)结合处之间,扇形活塞(17)与转子上柱形缸体(99)之间用L形密封条(90)密封,L形密封条(90)镶在转子上L形密封条槽(73)里,被弹簧(89)压紧。L形密封条(90)的L头旁边设一个小纵向密封片(72),在弹簧作用下与O形密封环(88)紧密接触的实现更好的纵向密封。转子上,特别是密封条处加工很细小的孔(98),润滑油通过小孔渗出,为密封件运行提供润滑,同时配合密封件起到气密作用。
以图76所示是缸体喷入对转子润滑方案实施例:在外缸壁上或缸盖上转子制动时固定位置上设喷油嘴(92)和出油口(93),油泵将润滑油通过喷油嘴(92)泵入转子内孔道(94)然后进入腔室(95)转热交换后,在离心力作用下由出油口(93)自然流出或吸油泵吸出。
以图77所示是离心式对转子润滑冷却方案实施例。润滑油被泵入中心支撑轴(7)中心的管道(96),通过中心支撑轴上的孔(97)向转子内部喷射,在压力和离心力的作用下在经过转子内的孔道(94)然后进入转子内腔室(95)腔室旋转热交换后流向转子扇形活塞(17)与管形缸体(6)相接触的面,在转子制动时固定位置缸壁上的出油口(93)甩出,进入润滑油回收管道。润滑油通过转子上钻有许多小孔(98)渗入缸内为密封件运行润滑。
如图79所示是扫气孔工作和气缸水冷实施例:新鲜空气经发动机的进气管道(10)进入扫气孔的进气管道(101),然后进入缸体下部的进排气口之间开的扫气孔(102),将燃烧室中的废气吹入扫气孔的排气管道(103),最后吹入发动机的排气管道(11)。管形缸体(6)加工许多管道(91),管道相通,内填充冷却液,对发动机进行冷却。
如图85、86是配平衡重的传动输出轴或飞轮实施例。在传动输出轴(8)上或飞轮(41)上配两个对称布置的平衡重(112)以平衡单缸或缸数是奇数情况下做功输出不连续不均匀及振动的问题。
如图86所示本发明的压缩机、泵机的实施例:缸体、控制器,传动***与前述发动机相同,只是同一个缸有两个进气口(10)和两排气口(11),呈对角线布置,双转子将气缸切割成两个吸气室和两个压缩室,只有吸、压两个行程。
如图88所示是双缸发动机配合做功区间图:当一个缸不做功时,另一个缸做功,两个缸四次做功交替,在360度范围实现连续做功,缸H的做功区间E和缸I的做功区间F交替相互补充,形成360度闭合做功区间。
如图89、91所示是两个缸串连发动机实施例:传动输出轴(8)位于两个缸H和I的同一侧。
如图90、92所示是四个缸并串连发动机实施例:图中四缸H、I、J、K,当两个缸H和I并列,两个缸J和K并列时传动输出轴(8)位于两个缸的中间。其中缸H和J串列,缸I和K串列,传动输出轴(8)位于成对串列的缸的旁边。四缸串并混合,传动输出轴(8)位于缸H、J和缸I、K的中间。
Claims (31)
1、双转子受控交替运转发动机,一种内燃机,圆柱形气缸内两个转子,每个转子有两个扇形活塞,两个转子套在一根支撑轴上交叉布置。两个转子上的转子颈分别伸出气缸两端,上套转子齿轮,缸外与支撑轴平行的传动轴上面套着两个传动齿轮分别与两个转子齿轮有啮合关系。其特征是:圆柱形气缸外有专用的转子控制器控制转子的运行姿态,使转子按规律运行,采用转子齿轮特定位置和特定长度缺齿与之相啮合的传动齿轮完整,或者传动齿轮特定位置和特定长度与之相啮合的转子齿轮完整的特殊传输动力方式,同时配有各类专用的转子反转阻挡装置提高发动机工作效率,本发明还可用作压缩机、泵机。
2、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:所述用来支撑转子旋转的中心支撑轴的两头连接在发动机基座上,可以是固定的,也可以是通过轴瓦或轴承连接,中心支撑轴是空心管子,管壁上开有多个小孔,为轴上各零件润滑,轴的中心孔道通过管壁小孔与转子内部孔室有润滑油流通,中心支撑轴与转子之间有轴瓦或轴承连接。
3、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:发动机的两个扇形活塞合在一起时只有扇形活塞的根部相接触,两个扇形活塞合在一起的面不接触,留有缝隙以减小振动和噪音,扇形活塞的根部可以有小坑或小沟减小振动和噪音,扇形活塞上挖出扁圆形或卵形凹陷的燃烧室,最大凹陷深处,可以位于靠近管形缸体周面处,也可以靠近转子的柱形缸体处,两个转子各自燃烧室凹陷最深处可以相互错开。
4、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:所述的转子齿轮缺齿和传动齿轮完整的传动,是沿相啮合两个齿轮的齿顶圆的两交汇点,再通过转子齿轮圆心有两条直线,这两条直线分别与转子齿轮的齿顶圆和齿根圆各有四个交点,将齿顶圆和齿根圆各分为四段弧线,其中齿顶圆和齿根圆上最短的弧线是齿轮上缺齿的长度。齿根圆上两条最短的弧线到齿顶圆上的两条最短的弧线之间的部分就是转子齿轮上缺齿的部分,最大缺齿的高度是从齿根圆到齿顶圆的全齿高,缺齿的高度以转子齿轮停转时不影响传动齿轮旋转为原则,参考转子齿轮与传动齿轮啮合时两个齿轮轮齿的齿高、齿厚、齿距等因素转子齿轮缺齿长度范围可以略长或略短于上述的长度距离,转子齿轮的缺齿部位的齿高可以沿传动齿轮齿顶圆周相切,在转子齿轮上形成两个月牙形缺齿位。
5、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:所述的传动齿轮缺齿和转子传动齿轮完整的传动,传动齿轮有齿的齿顶圆长度,传动齿轮的齿顶圆和齿根圆的长度的一半再加上相啮合两个齿轮的齿顶圆和齿根圆上两个交汇点之间的短圆弧,最大缺齿的高度是从齿根圆到齿顶圆的全齿高,参考转子齿轮与传动齿轮啮合时两个齿轮轮齿的齿高、齿厚、齿距等因素转子齿轮缺齿长度范围可以略长或略短于上述的长度距离,传动齿轮的缺齿部位的齿高可以沿转子齿轮齿顶圆周相切,在传动齿轮缺齿圆弧的两头上各形成一个半个月牙形缺齿位。
6、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:转子齿轮驱动的转子控制器由控制器轴、控制器齿轮、蝴蝶结形控制轮,往复件,引导轮或引导块等零组成,每个缸上都通过有两根平行于中心支撑轴的控制器轴安装在缸体外侧,控制器轴上都套有控制器齿轮,每个转子上的转子齿轮都有控制器齿轮啮合,控制器齿轮和转子齿轮的直径相同,齿比是一比一,两个控制器轴上分别套有蝴蝶结形控制轮用以控制转子的工作姿态,由转子齿轮驱动控制器齿轮转动从而驱动蝴蝶结形控制轮转动,两个控制轮位于一个平面内,往复件或者套在两根控制器轴的蝴蝶结形控制轮上或者位于蝴蝶结形控制轮之间,往复件上有轨道,在滑轮或者滑块的约束下被蝴蝶结形控制轮顶起推动,来回作往复直线运动,点火和做功时间顺序相同的两个及两个以上的缸可以共享控制器轴和控制轮和往复件,转子颈相接触的异缸的两个转子也可以共享控制器齿轮,转子颈不接触的转子都有各自独立的控制器齿轮,点火和做功时间顺序不同的两个及两个以上的缸不能共享控制器轴、控制轮、往复件、控制器齿轮。
7、根据权利要求1、6所述的发动机,其特征是:转子齿轮驱动的转子控制器上的往复件为往复框,两个控制器轴上的蝴蝶结形控制轮套于一个长方形的往复框内,蝴蝶结形控制轮在往复框内转动将旋转运动传递给往复框转换为往复直线运动,两条平行于往复直线运动方向的边框上有轨道受滑轮或者滑块约束运动,两条垂直于往复直线运动方向的边框是被蝴蝶结形控制轮顶起压紧的边框,顶起压紧边框上沿中点分成上下两半边框,其中的半个边框上向内有一个近似三角形的凸起是用于蝴蝶结形控制轮正时顶起边框的凸起,凸起的顶点靠近中点一侧有一段短圆弧面,位于中点另一半边框上有一个只占边框宽度一部分的缺口,是用来存放蝴蝶结形控制轮上的后伸翼的缺口,两个顶起压紧的边框上的缺口和三角形的凸起在整个往复框上呈对角线布置。
8、根据权利要求1、6所述的发动机,其特征是:转子齿轮驱动的转子控制器上的往复件为往复块(杆),呈四方形时称之为块,两头大中间细长时称之为杆,往复块(杆)位于两个控制器轴上的蝴蝶结形控制轮之间,两个蝴蝶结形控制轮旋转运动传递给往复块(杆)转换为往复直线运动,两条平行于往复直线运动方向的边上有轨道受滑轮或者滑块约束运动,两条垂直于往复直线运动方向的边是被蝴蝶结形控制轮顶起压紧的边端,顶起压紧边端上沿中点分成上下两个半边端,其中的半个边端上向外有一个近似三角形的凸起是用于蝴蝶结形控制轮正时顶起边端的凸起,凸起的顶点靠近中点一侧有一段短圆弧面,位于中点另一半边端有一个只占边端宽度一部分的缺口,是用来存放蝴蝶结形控制轮上的后伸翼的缺口,两个顶起压紧的边端上的缺口和三角形的凸起在整个往复块(杆)上呈对角线布置。
9、根据权利要求1、6所述的发动机,其特征是:蝴蝶结形控制轮中间是一个近似四边形的长条块,是圆轮两边被切掉两个小半圆留下中间的部分,从轮子的端面看其中对称的两条长的直线边是用于被往复件制动的制动边,每条边上有一个三角形的凹陷,用容纳正时顶起压紧边框或边端的三角形正时顶起凸起,在轮子上呈对角线布置,四边形长条块另外两条是对称的短圆弧边,轮上每条长直线边上相连一个扇形后伸翼,后伸翼厚度是轮子厚度的几分之一,扇形后伸翼上的圆弧与四边形长条块的短圆弧相接,一个蝴蝶结形控制轮上的扇形后伸翼呈现对角线布置。
10、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:传动轴齿轮驱动的转子控制器可分为两种,一种是由传动轴、传动齿轮、扇形控制轮,往复件,引导轮或引导块等零组成,另一种是在前一种基础上增加一根与传动轴平行的控制轴,控制轴上套控制器齿轮与传动齿轮相啮合,控制器齿轮和转子齿轮的直径相同,齿比是一比一,扇形控制轮套在传动轴上或者套在控制器轴上,每一个转子伸出缸外的转子颈上的Φ形制动颈都有一个与之对应的扇形控制轮,Φ形制动颈和扇形控制轮位于同一平面,往复件或者位于Φ形制动颈和扇形控制轮之间或者套在Φ形制动颈和扇形控制轮上,复件上有轨道,在滑轮或者滑块的约束下被Φ形制动颈和扇形控制轮顶起推动,来回作往复直线运动。
11、根据权利要求1、10所述的发动机,其特征是:扇形控制轮的端面上大小两个同心圆,内圆面部分加上内圆到外圆之间一个角度小于180°的扇形面部分就是扇形控制轮的外形,从外圆到内圆的距离就是往复件移动的距离,扇形控制轮上扇形部分在旋转方向的反方向上被切去厚度一个占控制轮的扇形面一部分的小扇形面,形成了扇形控制轮的扇形后伸翼,扇形后伸翼上的内圆弧和外圆弧与扇形控制轮主扇形面上的是同一圆弧。
12、根据权利要求1、10所述的发动机,其特征是:转子颈上的Φ形制动颈是在转子伸出转子颈孔的圆柱形转子颈上开不相连的两个C形槽,呈Φ形状,与往复件上的C形制动卡契合,用以对转子进行制动。
13、根据权利要求1、10所述的发动机,其特征是:往复件为往复块(杆),近似四方形时称之为块,两头大中间细长时称之为杆,夹在转子颈和扇形控制轮中间,扇形形控制轮和Φ形制动颈将旋转运动传递给往复框块(杆)换为往复直线运动,两条平行于往复直线运动方向的边上有轨道受滑轮或者滑块约束运动,往复块(杆)朝向Φ形制动颈转子颈一头是一个形似C形的半环形的卡子就是制动卡,与转子颈上的C形槽契合,用以制动,另一头是一条垂直于往复直线运动方向的边是被扇形控制轮顶起压紧的边端,顶起压紧边端上沿中点分成上下两个半边端,其中的半个边端上向外有一个近似三角形的凸起是用于扇形控制轮正时顶起边端的凸起,凸起的顶点靠近中点有一段短圆弧面,位于中点另一半边端有一个只占边端宽度一部分的缺口,是用来存放扇形控制轮上的后伸翼的缺口。
14、根据权利要求1、10所述的发动机,其特征是:往复件为往复框,往复框套在Φ形制动颈和扇形控制轮上,扇形形控制轮和Φ形制动颈将旋转运动传递给往复框换为往复直线运动,两条平行于往复直线运动方向的边框上有轨道受滑轮或者滑块约束运动,往复框套在Φ形制动颈转子颈一头是一个近似C形的半环形的卡子就是制动卡,与转子颈上的C形槽契合,用以制动,另一条垂直于往复直线运动方向的边框是被扇形控制轮顶起压紧的边框,顶起压紧边框上沿中点分成上下两个半边框,其中的半个边框上向内有一个近似三角形的凸起是用于扇形控制轮正时顶起边端的凸起,凸起的顶点靠近中点有一段短圆弧面,位于中点另一半边端上有一个只占边端宽度一部分的缺口,是用来存放扇形控制轮上的后伸翼的缺口。
15、根据权利要求1、6、7、8、9、10、11、13、14所述的发动机,其特征是:在控制轮朝向旋转方向的边之前加一个扇形前伸翼,扇形前伸翼和扇形后伸翼分别位于控制轮上下两个底面上,在与控制轮发生作用的往复框的边框或者往复块(杆)的边端上的中点向设有正时顶起凸的半个边框上有一个只占边端宽度一部分的缺口,是用来存放扇形控制轮上的前伸翼的缺口,位于中点另一半边框保留正时承受控制轮顶起时所受压力的承力台,正时承力台旁是后伸翼口,这时边框或者边端呈Z字形。
16、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:在转子的柱形缸体与圆盘形气缸盖接触的底面用O形密封圈(100)或两个C形密封条密封,转子的扇形活塞与圆盘形气缸盖、管形缸体的接触的扇形面和弧形面上最少布置两道平行的与运行方向垂直的密封条,在两个转子上的柱形缸体结合处,其中一个转子上的减小纵向深度密封凸环上套O形密封环,O形密封环圈同时位于另一个转子上的减小纵向深度密封凹环(19)内,被弹簧推紧,在其中一个转子的扇形活塞与另一个转子上的柱形缸体结合处之间,扇形活塞的L形密封槽内置密封L形密封条,被弹簧压紧,L形密封条的L形头处旁边有一并排的小密封片加强密封缸体结合处纵向缝隙。
17、根据权利要求1、2所述的发动机,其特征是:中心支撑轴为中空的管子,转子内部有管道、腔室、小孔,润滑油通过中心支撑轴壁管上的孔向转子内部喷射,润滑油在转子旋转运动产生离心力的作用下通过转子内部的管道、腔室流向转子两端的扇形柱活塞部分,和转子进行热交换后,在转子制动时固定位置缸壁上的出油口,在离心力作用下甩出,还有一小部分润滑油通过在转子上的小孔渗出,特别是密封条处加工很细小的孔,为转子及密封件运行提供润滑,同时配合密封件起到气密作用。
18、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:在管形缸体的缸壁上或圆盘形缸盖上转子制动时固定位置上设喷油嘴和出油口,油泵将润滑油通过喷油嘴泵入转子内部,转子内部有管道、腔室、小孔,润滑油在转子内部的管道、腔室流动,和转子进行热交换后,由出油口流出,也可用吸油泵吸出,还有一小部分润滑油通过在转子上的小孔渗出,特别是密封条处加工很细小的孔,为转子及密封件运行提供润滑,同时配合密封件起到气密作用。
19、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:在管形缸体或圆盘形气缸盖下部的进排气口之间开一个扫气孔,当两个转子之间相夹的燃烧室经过扫气孔时两者相通,扫气孔的进气管道与发动机的进气管道相通,扫气孔的排气管道与发动机的排气管道相通,扫气孔的排气管道上有单向阀门,空气只能向一个方向流动。
20、根据权利要求12所述的发动机,其特征是:在控制轮与往复框、块(杆)相接触地方的设置滚轮,将控制轮旋转时与往复控制框、杆、块之间的滑动摩擦阻力改为滚动磨擦阻力。
21、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:圆盘形气缸盖和管形缸体内加工成许多管道,也可以是水套,或是水套和管道均有,所有管道之间或管道和水套之间都是相通的,管道和水套内填充冷却液,对发动机进行冷却,当为发动机降温的润滑油温度过高时,发动机的冷却液还可通过专用热交换器对润滑油进行冷却。
22、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:发动机多缸组配时,可以是串列,也可以是并列,还可以并串混合,串列时各缸位于发动机传动轴的一侧,并列时传动轴位于并列成对的缸的中间,管形缸体可以与汽缸基座加工成一体,管形缸体与汽缸基座也可以采取相互分离,发动机根据不同排量的需要决定选用几个缸时,就可以先选用可容纳安装所需要汽缸数量的汽缸基座,并在缸座上安装同数量的管形缸体,使之可以模块化组装。
23、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:将成对配合的两个缸的做功区间错开90°,即两个缸点火顺序相差90°,两个缸的转子运转角度前后也就相差90°,那么两个缸配合下发动机能实现360°全程做功,相配合的两个缸各自的转子控制器必须各自独立,这是多缸发动机的两两相配原则,当每个缸做功区等于90°时,两个缸配合下发动机能正好实现360°全程做功,当每个缸做功区大于90°时,相配合的两个缸做功有重叠角,重叠区。
24、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:在传动轴上或飞轮上布置两个对称的平衡重,当缸数为奇数时平衡重必须与发动机最大做功区间相互错开,当缸数为偶数时不是发动机的必备部件。
25、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:利用杠杆原理,杠杆翘起阻档转子反转的一头或及其连接的销子是三角头,当转子的扇形活塞、转子的Φ形制动颈、蝴蝶结形控制轮向前旋转时会自动压下杠杆翘起阻档转子反转的一头,继续前行到达一定位置时直接将杠杆的另一头压下,杠杆围绕支点旋转,杠杆阻档转子反转的一头翘起,它上面的卡榫或者连接的销子档在转子的扇形活塞,转子颈压上的长条顶起制动块,往复件的后面,转子反方向旋转被卡住,转子向前旋转不受影响。
26、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:回旋件有回转中心,回旋件绕回转中心作圆周运动,这是一种变相的杠杆结构,回转中心与杠杆的支点作用是一样的,当回旋件的一头被压下时,另一头会翘,回旋件可以有一个以上,回旋件推动与之相联接的零件运动,从而翘起销子、闩、齿条等类零件卡住转子的扇形活塞或者转子颈、控制器往复件、控制轮等部件,阻档转子反转的,其中销子是三角头。
27、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:转子扇形活塞中空,或者管形缸体进排气口之间中空,内置销子和弹簧,当转子旋转至缸内固定位置被制动时,销子弹簧弹力作用下,或者在离心力和弹簧弹力共同作用下,迅速甩出,插在缸体或者转子三角槽上,销子头部呈三角形,承受转子反转压力的面接近直面,另一面是斜面或圆弧面,受燃气压力推动转子的反向作用力卡住转子缸体使转子不能反转,当转子向前旋转时,销子的斜面或圆弧受到压迫自动被压入转子内部。
28、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:利用燃气的彭涨压推动活动部件运动,活动部件本身或与活动部件相连接的销、闩等类型的零件,卡住转子和缸体将其暂时连结为一体,阻档转子反转。
29、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:通过转子齿轮或传动齿轮带动凸轮等零件转动和利用弹簧弹力,将销、闩、齿条等类型的零件正时挤入扇形活塞、往复件或转子颈上长条制动块的后面,或者通过两个齿条相啮合,反转阻档转子反转。
30、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:电子装置控制的机械、液压、电磁等设备,弹出销、闩、齿条等类型的零件卡在转子与缸体之间,或者控制器的往复件上,或与之关联的零件上不让转子反转,也可以采用液压圆盘刹车***。
31、根据权利要求1所述的发动机,其特征是:本发明的压缩机、泵机的缸体、控制器,传动***与前述发动机相同,双转子将气缸切割成两个吸气室和两个压缩室,只有吸、压两个行程,同一个缸有两个进气口和两排气口,呈对角线布置,锁止转动在缸内充当缸体的转子上的扇形活塞前开进气口,转子活塞后开排气口。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20091202 |