CN115210458B - 具有三角形气缸的多缸旋转发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有三角形气缸的多缸旋转发动机。本发明的具有各种结构的旋转发动机中仅适用具有三角形气缸和椭圆形转子活塞的多个旋转发动机。因此，将现有的多缸发动机采用并连接构应用于本发明的直列式发动机，曲轴部分由易碎复杂的分体组装式改为一体式曲轴，解决了运转时的转动误差问题，提高了耐用性。此外，在串连接构中，平行轴、齿轮等零件的数量大大减少，发动机尺寸减小，提高了经济效益，随着噪音和故障率的降低，最终有助于发动机寿命的延长和小型化，另外，虽然每个气缸的点火***位置不同，但通过减少作为旋转发动机的问题之一的一侧的变形(点火、燃烧***、相反位置)，有助于延长发动机寿命。

Description

具有三角形气缸的多缸旋转发动机
技术领域
本发明涉及一种具有三角形气缸的多缸旋转发动机，更具体地，涉及用于实现由三角形气缸和椭圆形转子活塞组成的旋转发动机的小型化的多缸内燃机。
背景技术
通常，旋转发动机与往复式活塞发动机相同通过四冲程获得旋转动力的原理，与将活塞的直线往复运动转换成曲轴的旋转运动以产生四个冲程的运动结构形式的发动机不同，作为活塞的旋转子(转子)在气缸内偏心旋转以获得旋转动力。此外，具有通过凸轮轴驱动四个冲程而不需要进排气门的结构相比活塞式往复式发动机在发动机体积、噪音和能源效率方面具有很大的优势。
因此，旋转发动机如活塞往复式发动机被制造为多缸发动机。
然而，现有的旋转发动机具有圆形或椭圆形的圆柱体形状，转子活塞的旋转半径充分地固定在气缸内，在构成多缸发动机时，与往复式活塞发动机一样，通过在曲轴的中心简单地增加偏心凸轮的数量和气缸数量来容易地制造多缸发动机。
然而，在这样的旋转发动机的气缸形状为三角形且转子活塞为椭圆形状的情况下，在气缸内确保转子活塞的旋转半径方面存在问题。因此，即使在具有这种形状的单缸发动机中，不可避免地在双旋转反向旋转轨道上驱动转子活塞的结构，在多缸必不可少的发动机市场中，若像现有技术额外使用单独的平行轴或多个连接的齿轮部件作为实现多缸的手段，则经济效率降低并且不利于小型化。
在这种旋转发动机的现有技术中，韩国专利第10-1266438号(发明名称：将旋转发动机的转子的旋转动力传递到输出轴的齿轮式连接装置)公开了为了整合两个气缸内部产生的动力，除中央驱动轴(曲轴)外，使用单独的平行轴，增加了10多个用于连接的齿轮零件，并且由于零件增加而增加了体积。
现有技术中出现的问题是曲轴结构是分成三部分而不是整体的，刚性很低，当用初始启动电机启动发动机时，在多个两个气缸中与启动电机直接连接的侧气缸的转子旋转子与通过单独的连接传动轴传递的输出轴气缸侧的转子旋转子的动力传递时间略有不同，随着使用时间的增加，故障(事故的发生)增加。
此外，在现有技术中，由于目标发动机为4个循环，因此转子活塞燃烧一次时，输出轴必须旋转两次，为了满足这个条件，使用了过多的齿轮和平行轴，
齿轮公差累积大，最重要的问题是具有往复活塞式发动机的两倍以上的转速的旋转发动机存在噪音和发热进一步增加的问题，需要更高水平的耐用性。
发明内容
要解决的技术问题
本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种解决现有技术的复杂原理结构的零件数量增加，体积增大，不经济，耐用性较差的问题。
本发明的另一目的在于，在不增加发动机体积或零件数量的情况下，多个汽缸分别以相反方向(相差180度)定位在一根尽可能缩短的曲轴上，一体式曲轴和多个转子活塞由不同起点确定的偏心量(工作行程)精确驱动，从而实现小型化和简单化。
技术方案
为了实现所述目的，第一，将单个一体式曲轴安装在多个两个气缸之间的中心，而不是使用两个轴的并列式，两个气缸产生的动力通过曲轴上的偏心轴传递到位于转子内部的偏心轮的偏心内径(HOLE)，再次，偏心旋转力通过偏心轮的偏心轴传递到输出轴后部的偏心轴承。
因此，利用各级偏心旋转力将多个气缸产生的各个动力以直接连接方式传递到最终输出轴的结构，这利用了偏心驱动的原理。
此外，一体式曲轴由轴两侧的两个轴承牢固固定，但也与偏心凸轮连接并相互支撑。
第二，作为解决将多个气缸产生的旋转动力传递到输出轴的输出问题，将现有技术中存在的问题的并列式输出装置改进为高效的串联输出装置。
为了解决这个问题，多个气缸在旋转直线方向180度的不同位置安装，两个气缸之间的旋转中心高度根据一体式曲轴的偏心螺钉进行调整。
这种变化如图1、2、3所示，如上所述，即使在四冲程操作中通过将偏心凸轮的反向旋转装置应用到三角缸中，即使椭圆活塞采用偏心凸轮的反转装置，四冲程运转也很顺畅，在多缸发动机中以单曲轴为起点连接，由于偏心旋转的椭圆活塞必须始终处于水平状态，而另一个必须处于垂直状态，因此当气缸安装在同一方向(相同的燃烧位置)时，两个气缸的运行轨道彼此不对称，因此，曲轴的偏心旋转半径和两个转子活塞不能合并。
这是因为，为了精确驱动单曲轴运转时无法组合的转子活塞，唯一的解决办法是使两个气缸的运转位置相差180度。
即，通过图3的运行原理示出作为本发明的技术的多缸的平稳运行状态，
另外，该图示出如上所述应用了该想法的状态。
因此，每个气缸之间的火花塞位置是不同的，压缩、燃烧、***和冲程只在气缸内相对的位置进行。
此时，在两个气缸之间的正中心，在两个轴承的支撑下，将偏心轴和小齿轮一体化的一体式曲轴牢固地安装，这是因为形成在180度相对位置处的多个转子活塞连接到一体式曲轴，同时与一体式曲轴形成精确对称，由于是偏心驱动，每个转子活塞以1/2转(半转)的燃烧时间差绘制特定的正向和反向偏心轨迹，完成正常4个循环(转子燃烧一次，输出轴转两圈)的驱动。
有益效果
本发明仅适用于具有各种结构的旋转发动机中的具有三角形气缸和椭圆形转子活塞的多个旋转发动机。
因此，将现有的多缸发动机采用并连接构应用于本发明的直列式发动机，曲轴部分由易碎复杂的分体组装式改为一体式曲轴，解决了运转时的转动误差问题，提高了耐用性。
此外，在串连接构中，平行轴、齿轮等零件的数量大大减少，发动机尺寸减小，提高了经济效益，随着噪音和故障率的降低，最终有助于发动机寿命的延长和小型化，另外，虽然每个气缸的点火***位置不同，但通过减少作为旋转发动机的问题之一的一侧的变形(点火、燃烧***、相反位置)，有助于延长发动机寿命。
附图说明
图1是根据本发明的具有三角形气缸的多缸旋转发动机的组装图。
图2a和图2b是根据本发明的具有三角形气缸的多缸旋转发动机的两个气缸安装方向和详细截面图。
图3是根据本发明的具有三角形气缸的多缸旋转发动机的多缸四冲程工作原理图。
具体实施方式
作为本发明的最佳形式，提供具有三角形气缸的多缸旋转发动机，其特征在于，具备：侧板15、38及内板24、29；气缸19、30，安装在所述侧板15、38以及内板24、29的内侧并且由具有活塞压缩室22的倒三角形和等边三角形形成；一体式曲轴25，可旋转地通过所述内板24、29的中心区域轴连接并且具有在两端偏心地形成的曲柄偏心轴23、28；偏心凸轮9A、9B，安装在所述曲柄偏心轴23、28中作为偏心驱动孔9定位在活塞压缩室22中；椭圆形转子活塞18A、18B，偏心凸轮轴承20可旋转地轴安装在所述偏心凸轮9A、9B的外周面，使得朝相反方向偏心旋转；偏心凸轮偏心轴10、32，一体成型在所述偏心凸轮9A、9B的两端，可转动地连接到后偏心轴5的偏心轴承11和输出轴37的偏心轴承35，
通过驱动安装在所述气缸19中的启动电机1，所述后偏心轴5通过电机轴齿轮2、二级连接齿轮3以及三级连接齿轮4的啮合而旋转，与偏心凸轮9A的偏心凸轮偏心轴10的驱动同时，一体式曲轴25和曲柄偏心轴23、28旋转，通过曲柄偏心轴23、28的偏心行程50连接的偏心凸轮9B和偏心凸轮偏心轴32使输出轴37离心旋转。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施例，图1是根据本发明的具有三角形气缸的多缸旋转发动机的组装图，图2a和图2b是根据本发明的具有三角形气缸的多缸旋转发动机的两个气缸安装方向和详细截面图，图3是根据本发明的具有三角形气缸的多缸旋转发动机的多缸四冲程工作原理图。
如图1至3所示，根据本发明的具有三角形气缸的多缸旋转发动机将转子活塞18A、18B产生的旋转动力传递到输出轴37，双侧偏心一体式曲轴25应用于与火花塞21连接的气缸19、30的中心，多个气缸A、B以180度相反方向(1/2旋转位置)分别位于一体曲轴25的的两侧，与一体形成于一体式曲轴25的两侧面的曲柄偏心轴23、28连接。
所述转子活塞18A、18B内的偏心凸轮9A、9B和在偏心凸轮9A、9B的两侧一体形成的偏心凸轮偏心轴10、32与偏心轴小齿轮13、33一起延伸形成，偏心凸轮偏心轴10、32与后偏心轴5和输出轴37连接。
作为详细的附加数据，如图1和图2所示，多个气缸A、B以180度沿直线反向定位，并且一体式曲轴25作为曲轴轴承27可旋转地安装在位于离心旋转部两侧的内板24、29之间的曲轴轴承板26的内周面上，并被牢固地支撑。
此时，形成于一体式曲轴25两端的曲柄偏心轴23、28穿过与内板24、29对应地形成的侧旋转孔24A、29B，连接到组合在转子活塞18A、18B的中心的偏心凸轮9A、9B的偏心驱动孔9并相互支撑，偏心凸轮9A、9B由曲柄偏心轴23、28的偏心螺杆50偏心驱动，从而后偏心轴5及输出轴37旋转。
所述偏心凸轮9A、9B的结构与曲柄偏心轴23、28同轴地形成在偏心驱动孔9的相反侧，并与偏心轴小齿轮13、33一体形成。
由于所述偏心凸轮9A、9B的偏心凸轮偏心轴10、32的中心与曲柄偏心轴23、28完全重合，因此从一体式曲轴25的中心区域的相同偏心行程50驱动输出轴37旋转。
所述偏心凸轮偏心轴10、32在后偏心轴5和输出轴37的内侧与偏心轴轴承11、35连接。
所述偏心轴小齿轮13、33的作用是与固定在侧板15、38的内周面的固定内齿轮14、34连接动作，使转子活塞18A、18B旋转时的旋转方向与转子活塞18A、18B相同，但偏心凸轮9A、9B自身向与转子活塞18A、18B相反的方向旋转，在倒三角筒19和正三角筒30的内部，为了顺畅地驱动椭圆形状的转子活塞18A、18B是必不可少的功能。
以这种方式配置的根据本发明的发动机，其特征在于，具备：侧板15、38及内板24、29；气缸19、30，安装在所述侧板15、38以及内板24、29的内侧并且由具有活塞压缩室22的倒三角形和等边三角形形成；一体式曲轴25，可旋转地通过所述内板24、29的中心区域轴连接并且具有在两端偏心地形成的曲柄偏心轴23、28；偏心凸轮9A、9B，安装在所述曲柄偏心轴23、28中作为偏心驱动孔9定位在活塞压缩室22中；椭圆形转子活塞18A、18B，偏心凸轮轴承20可旋转地轴安装在所述偏心凸轮9A、9B的外周面，使得朝相反方向偏心旋转；偏心凸轮偏心轴10、32，一体成型在所述偏心凸轮9A、9B的两端，可转动地连接到后偏心轴5的偏心轴承11和输出轴37的偏心轴承35。
通过驱动安装在所述气缸19中的启动电机1，所述后偏心轴5通过电机轴齿轮2、二级连接齿轮3以及三级连接齿轮4的啮合而旋转，与偏心凸轮9A的偏心凸轮偏心轴10的驱动同时，一体式曲轴25和曲柄偏心轴23、28旋转，通过曲柄偏心轴23、28的偏心行程50连接的偏心凸轮9B和偏心凸轮偏心轴32使输出轴37离心旋转。
所述偏心凸轮偏心轴10、32与偏心轴小齿轮13、33一体成型，并偏心凸轮9A、9B与固定内齿轮14、34啮合反向旋转，所述一体式曲轴25与曲轴小齿轮16A、16B一体地形成，与活塞内齿轮17A、17B内部连接，以活塞密封件31纵向两端的面点为基准椭圆形转子活塞18A、18B画出交替旋转的轨道的同时，与活塞压缩室22接触，转子活塞18A、18B被平稳地驱动。
此时，安装在一体式曲轴25周围的两个方向的气缸19、30具有反向的点火位置，所述气缸19、30的点火位置的差异在垂直旋转方向上有180度的差异(半旋转差异)，所述气缸19、30的高度以一体式曲轴25为中心轴线差60，所述气缸19、30的高度差基于根据气缸19、30的尺寸和一体式曲轴25的偏心行程50的调整。
此外，在反向安装的所述气缸19、30中，为了以与一体式曲轴25相同的偏心冲程50驱动转子活塞18A、18B，所述转子活塞18A、18B在操作中必须是对称的。
将示意性地描述如上所述配置的本发明的操作状态。
如图1至图3所示，启动电机1被驱动，连接到启动电机1的电机轴齿轮2、二级连接齿轮3以及三级连接齿轮4转动，后偏心轴5通过由三级齿轮轴承7支撑并旋转的三级连接齿轮4同时旋转。
此时，三级连接齿轮4与后偏心轴5之间专门安装了只能单向转动的后轴承6，与一般轴承不同，其结构是通过对轴承滚珠所在的部分施加特殊形状而配置为仅沿一个方向旋转。
进一步说明，三级连接齿轮4由启动电机1转动，使后偏心轴5一起转动，相反地，当发动机通过燃烧正常旋转，后偏心轴5先旋转时，后轴承6与三级连接齿轮4的约束力解除，旋转力不会传递到三级连接齿轮4。
应用所述后轴承6的原因是为了降低启动电机1的成本并延长相对较短的寿命。
然后，当后偏心轴5旋转时，与内侧偏心轴轴承11、35连接的偏心凸轮9A、9B上的所述偏心凸轮偏心轴10、32被偏心驱动。
同时，通过固定内齿轮14、34使偏心凸轮9A反转，与一体式曲轴25一体的曲轴小齿轮16A、16B与固定于转子活塞18A、18B的内周面的活塞内齿轮17A、17B接触，在绘制特定轨迹时(椭圆形转子活塞旋转时，不以活塞为中心点转动，以纵向两端的密封件31面的点为基准，一边交替一边旋转)与气缸19、30的内表面接触，转子活塞18A、18B被平稳地驱动。
然后，当压缩燃料燃烧和***并产生动力以使转子活塞18A、18B由自身的动力驱动时，如上所述，三级连接齿轮4自动停止，使得不必与通常的汽车结构一样启动电机1的电机轴齿轮2反转。
按照操作顺序，多缸发动机发明过程中最大的问题是，无论三角缸发动机在输出部分多么出色，若发动机复杂且体积大，则无法具有竞争力。
最终，本发明通过调换多个气缸的燃烧位置，使转子活塞在运行中形成对称轨道，并最大限度地利用偏心原理加以解决。
目前，在世界各地的三角缸旋转发动机中，多缸没有直列式，并列式是注册技术，但并不受欢迎。

Claims (4)

1.一种具有三角形气缸的多缸旋转发动机，其特征在于，具备：
第一侧板(15)、第二侧板(38)及第一内板(24)、第二内板(29)；
第一气缸(19)、第二气缸(30)对应地安装在第一侧板(15)或第二侧板(38)以及第一内板(24)或第二内板(29)的内侧；并且第一气缸(19)、第二气缸(30)具有倒三角形或正三角形的活塞压缩室(22)；
一体式曲轴(25)，可旋转地通过第一内板(24)和第二内板(29)的中心区域轴连接并且具有在两端偏心地形成的第一曲柄偏心轴(23)和第二曲柄偏心轴(28)；
第一偏心凸轮(9A)、第二偏心凸轮(9B)定位在活塞压缩室(22)中；第一偏心凸轮(9A)其偏心驱动孔(9)对应地安装在第一曲柄偏心轴(23)上；第二偏心凸轮(9B)通过其偏心驱动孔(9)对应地安装在第二曲柄偏心轴(28)上；
第一椭圆形转子活塞(18A)通过偏心凸轮轴承(20)可旋转地安装在第一偏心凸轮(9A)的外周面上，第二椭圆形转子活塞(18B)通过偏心凸轮轴承(20)可旋转地安装在第二偏心凸轮(9B)的外周面上；第一椭圆形转子活塞(18A)、第二椭圆形转子活塞(18B)朝相反方向偏心旋转；
第一偏心凸轮偏心轴(10)一体成型在第一偏心凸轮(9A)的端部，可转动地连接到后偏心轴(5)的第一偏心轴承(11)；第二偏心凸轮偏心轴(32)一体成型在第二偏心凸轮(9B)的端部，可转动地连接到输出轴(37)的第二偏心轴承(35)；
通过驱动安装在第一气缸(19)中的启动电机(1)，后偏心轴(5)通过电机轴齿轮(2)、二级连接齿轮(3)以及三级连接齿轮(4)的啮合而旋转，与第一偏心凸轮(9A)的第一偏心凸轮偏心轴(10)的驱动同时，一体式曲轴(25)和第一曲柄偏心轴(23)、第二曲柄偏心轴(28)旋转，通过第一曲柄偏心轴(23)、第二曲柄偏心轴(28)的偏心行程(50)连接的第二偏心凸轮(9B)和第二偏心凸轮偏心轴(32)使输出轴(37)离心旋转；
安装在所述一体式曲轴(25)周围的两个方向的第一气缸(19)、第二气缸(30)具有反向的点火位置，第一气缸(19)、第二气缸(30)的点火位置的差异是在垂直旋转方向上有180度的差异，
第一气缸(19)、第二气缸(30)以一体式曲轴(25)为中心轴线具有高度差(60)，
第一气缸(19)、第二气缸(30)的高度差基于第一气缸(19)、第二气缸(30)的尺寸和一体式曲轴(25)的偏心行程(50)来调整。
2.根据权利要求1所述的具有三角形气缸的多缸旋转发动机，其特征在于，第一偏心凸轮偏心轴(10)与第一偏心轴小齿轮(13)一体成型，第二偏心凸轮偏心轴(32)与第二偏心轴小齿轮(33)一体成型，并且第一偏心凸轮(9A)与固定内齿轮(14)啮合反向旋转，第二偏心凸轮(9B)与第二固定内齿轮(34)啮合反向旋转，
一体式曲轴(25)与第一曲轴小齿轮(16A)、第二曲轴小齿轮(16B)一体地形成，第一曲轴小齿轮(16A)与第一活塞内齿轮(17A)内部连接，第二曲轴小齿轮(16B)与第二活塞内齿轮(17B)内部连接；以活塞密封件(31)纵向两端的面点为基准，第一椭圆形转子活塞(18A)、第二椭圆形转子活塞(18B)画出交替旋转的轨道的同时与活塞压缩室(22)接触，第一椭圆形转子活塞(18A)、第二椭圆形转子活塞(18B)被平稳地驱动。
3.根据权利要求1所述的具有三角形气缸的多缸旋转发动机，其特征在于，一体式曲轴(25)的曲轴轴承(27)可旋转地安装在位于第一内板(24)、第二内板(29)之间的曲轴轴承板(26)的内周面上。
4.根据权利要求1所述的具有三角形气缸的多缸旋转发动机，其特征在于，在反向安装的第一气缸(19)、第二气缸(30)中，为了以与一体式曲轴(25)相同的偏心行程(50)驱动第一椭圆形转子活塞(18A)、第二椭圆形转子活塞(18B)，第一椭圆形转子活塞(18A)、第二椭圆形转子活塞(18B)在操作中是对称的。
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