CN2244100Y - 椭圆活塞旋转发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型椭圆活塞旋转发动机主要是由气缸体、椭圆活塞、滑动隔板、缸盖、椭圆同步环构成的椭圆活塞机构组成。椭圆活塞机构运动能够形成四个容积变化的工作腔(1)，用两个这样的机构分别来完成进气、压缩过程和作功、排气过程，从而满足四冲程发动机的要求，本机每转一周可进行四个四冲程工作循环，与传统的八缸发动机相当；本机结构对称，无曲轴；进、排气门常开，无需气门机构。

Description

椭圆活塞旋转发动机

本实用新型涉及一种由椭圆活塞机构构成的旋转发动机。

目前的现有技术中，发动机大多为往复活塞式。往复活塞式发动机的根本性缺陷在于存在许多往复运动质量，如活塞组件及气门机构等，在进一步提高发动机转速时，往复运动质量产生的惯性力将急剧增大，使轴承负荷显著增加，振动加剧。这成为发动机向高速发展的严重障碍。而目前较为成熟的三角活塞发动机虽有许多较往复式活塞发动机好的优点，但仍存在这样一些缺点：需要专用设备制造；低速性和燃料经济性较差；不能燃用柴油和其他燃料等。因而也未获广泛使用。

本实用新型的任务就是提供一种性能比现有发动机更好的新型旋转发动机。

本实用新型的椭圆活塞旋转发动机主要是由两个气缸体、两个椭圆活塞、两个椭圆同步环、四个滑动隔板、两个缸盖、一个中间缸盖和主轴构成。气缸体的两端面由缸盖和中间缸盖封闭，气缸体、缸盖及中间缸盖是固定件，每个气缸内装有椭圆活塞，椭圆活塞两端与气缸体内壁紧密接触，两椭圆活塞固定在主轴上，其在圆周上的位置相差α角。两椭圆同步环分别固定在缸盖外的主轴上，与各自相对的椭圆活塞同位安装。主轴由缸盖上的轴承支承。两气缸体上径向对称***两滑动隔板，滑动隔板两端分别与椭圆活塞表面和椭圆同步环内型面紧密接触，这样在气缸内形成四个工作腔(椭圆活塞顶端与滑动隔板顶端接触时除外)。主轴转动将带动椭圆活塞、椭圆同步环一起转动，滑动隔板将被限制作径向往复运动，四个工作腔的容积随着发生变化，其中必然有两个工作腔容积变大，两个工作腔容积变小，用一个气缸内容积变大的两个工作腔来完成进气过程，用另两个容积变小的工作腔来完成压缩过程，再用另一个气缸中容积变大的两个工作腔来进行作功过程，用其余两个容积变小的工作腔来进行排气过程，作功工作腔所需压缩燃气由压缩工作腔供给。与传统发动机的区别在于四个冲程分别在两个缸中进行。当椭圆活塞旋转发动机工作时，气体的***压力通过椭圆活塞带动主轴旋转。

本实用新型的椭圆活塞旋转发动机(以下简称本机)不但有三角活塞发动机的全部优点，而且有其独有的优点：由于采用了进气、压缩过程与作功、排气过程分别在两个气缸中进行的方式，压缩比的提高极为简单，只要加大两气缸的容积差即可，这样就能使用柴油及压缩比要求高的燃料了；本机无需气门机构，进、排气口常开；本机的转矩特性极好，燃气压力最大时作用力臂也接近最大，且整个作功过程中，力臂恒大于

；a、b分别为椭圆活塞的长、短轴；本机无曲轴，系全对称结构，各轴承受力状况良好；本机制造简单，无需专用设备；本机工作平稳，主轴每转一周有四个作功行程，相当于一台八缸往复式发动机。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型椭圆活塞旋转发动机的结构示意图，图2是图1A-A处的剖视图，图3是图1B-B处的剖视图。

本机主要由两组相似的零件气缸体(1)(20)、椭圆活塞(3)(17)、椭圆同步环(5)(19)、滑动隔板(4)(18)、缸盖(2)(16)和主轴(6)、中间缸盖(7)组成。由这些零件分别组成两个椭圆活塞机构，即图2，图3所示，其作用是取代曲柄连杆机构。其结构是气缸体内安装椭圆活塞，椭圆活塞两端与气缸内壁紧密接触，气缸壁上径向对称***两滑动隔板，滑动隔板两端分别与椭圆活塞表面和椭圆同步环内型面紧密接触，气缸两端由缸盖和中间缸盖(7)封闭，这样在气缸体内形成四个独立的工作腔，椭圆活塞和椭圆同步环固定在主轴(6)上，气缸体、缸盖和中间缸盖(7)作固定件，主轴(6)由缸盖上的轴承(21)支承，主轴(6)转动将带着椭圆活塞和椭圆同步环一起转动，滑动隔板被限制作径向往复运动，气缸体内四个工作腔容积也将随着发生变动。为了利用椭圆活塞机构，在气缸体(1)上开有两进气孔(9)，在气缸体(20)上开有两排气孔(10)，并安有两火花塞(15)，在中间缸盖上开有两个压缩气通孔(8)，并将椭圆活塞(3)和椭圆活塞(17)在主轴(6)的圆周上相差α角安装。

椭圆活塞旋转发动机的工作原理，为理解方便，从发动机运行中间某时开始叙述，见图2、图3，设主轴(6)顺时针旋转，工作腔(11)容积变大。可燃混合气从进气孔(9)吸入，进行吸气过程；工作腔(12)容积变小，可燃混合气被压缩，进行压缩过程；工作腔(13)容积变大，正在进行***作功过程；工作腔(14)容积变小，将废气从排气孔(10)排出，进行排气过程。当主轴(6)转动到椭圆活塞(17)顶端与滑动隔板(18)顶端接触时，工作腔(13)的作功过程和工作腔(14)的排气过程结束。图4、图5为压缩气通孔(8)开启时的局部放大图，当主轴(6)转动至椭圆活塞(17)顶端转过N点时，由滑动隔板(4)、(18)封闭的压缩气通孔(8)打开，工作腔(12)的压缩气被排入工作腔(13)，当椭圆活塞(3)的顶端转过M点时，压缩气通孔(8)被封闭，此时压缩过程结束，火花塞(15)跳火工作腔(13)又开始***作功过程，同时工作腔(14)又在进行排气过程，当椭圆活塞(3)的顶端与滑动隔板(4)的顶端接触时，工作腔(11)的进气过程结束。由此可见，几乎在每一时刻发动机的四个工作行程都分别在不同的工作腔中进行，主轴(6)每转一周可完成四个四冲程工作循环。

本实用新型的另一种实施方案是将椭圆活塞(3)(17)和椭圆同步环(5)(19)作固定件，而使气缸(1)(20)、缸盖(2)(16)和中间缸盖(7)转动，其他部件也作相应改动即可，这里不作详细说明。这种方案的优点是可减小发动机的体积，有利于采用风冷方式。

本实用新型还可不用椭圆同步环(5)(19)，而采用弹簧装置或其他装置来控制滑动隔板(4)(18)作径向往复运动。

实施本实用新型的有关说明。

本实用新型中的椭圆同步环内型面曲线是这样形成的：由形成椭圆活塞的椭圆线上任意点与椭圆心的连线向外延伸一恒值(即滑动隔板长度)所得点构成，这是一近似椭圆线。这样才能保证滑动隔板的顶端始终紧密接触椭圆活塞表面。

本实用新型中两椭圆活塞(3)(17)安装的α角度差与设计的压缩比有关，压缩比越大α角应越小。也可使两椭圆活塞机构中的滑动隔板(4)(18)的安装位置有一α角度差，而两椭圆活塞(3)(17)同位安装。

本实用新型的密封、润滑、冷却方案可采用与三角活塞发动机相似的形式。

Claims (3)

1.一种椭圆活塞旋转发动机，主要由气缸体(1)(20)、椭圆活塞(3)(17)、椭圆同步环(5)(19)、滑动隔板(4)(18)、缸盖(2)(16)和主轴(6)、中间缸盖(7)组成；其特征在于气缸体内安装椭圆活塞，椭圆活塞两端与气缸内壁紧密接触，气缸壁上径向对称***两滑动隔板，滑动隔板两端分别与椭圆活塞表面和椭圆同步环内型面紧密接触，气缸两端由缸盖和中间缸盖(7)封闭，这样在气缸体内形成四个独立的工作腔，椭圆活塞和椭圆同步环固定在主轴(6)上，气缸体、缸盖和中间缸盖(7)作固定件，主轴(6)由缸盖上的轴承(21)支承，主轴(6)转动将带着椭圆活塞和椭圆同步环一起转动，滑动隔板被限制作径向往复运动，气缸体内四个工作腔容积也将随着发生变动；在气缸体(1)上开有两进气孔(9)，在气缸体(20)上开有两排气孔(10)，并安有两火花塞(15)，在中间缸盖上开有两个压缩气通孔(8)，椭圆活塞(3)和椭圆活塞(17)在主轴(6)的圆周上相差α角安装；用气缸体(1)中工作腔(11)(12)分别完成进气和压缩过程，以产生压缩气体，工作腔(12)产生的压缩燃气由压缩气通孔(8)排入工作腔(13)，压缩气通孔(8)的开闭由滑动隔板(4)(18)的位置控制，或用其他方式如单向阀等装置控制，用气缸体(20)中工作腔(13)(14)分别完成作功和排气过程，工作腔(13)内燃气***推动椭圆活塞(17)转动，并通过主轴(6)对外输出转矩。

2.根据权利要求书1所述的旋转发动机，其特征在于采取椭圆活塞和椭圆同步环固定，气缸体、缸盖和中间缸盖转动的方式。

3.根据权利要求书1、2所述的旋转发动机，其特征在于不用椭圆同步环，而采用其他装置来控制滑动隔板作径向往复运动，如弹簧装置、液压或气压装置等。

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