CN2707974Y - 高效转子内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效转子内燃发动机，它具有机体、端盖、转子、转子轴和传动齿轮，转子轴依靠轴承支承在端盖上，转子置于端盖与机体构成的空腔内，该空腔与燃烧室出口和排气口相通，燃烧室设有电火花塞或喷油嘴，转子具有若干个均布的径板，燃烧室为长形，且与机体的内周壁相切，排气口在燃烧室对面处，燃烧室进口处有双气门机构及其驱动装置，双气门机构中有第1、第2气门、气门杆、气门导套、弹簧及壳体，驱动装置可以是电磁阀线圈及其配电机构，也可以是凸轮及其驱动齿轮机构，本实用新型效率高，输出转矩平稳，结构简单便于制造，实用价值高。

Description

高效转子内燃发动机

技术领域

本实用新型涉及一种内燃发动机，特别是以汽油、燃气或柴油为燃料的高效转子发动机。

背景技术

现通用于汽车、火车、轮船等机械上的发动机，一般是往复式发动机，其特点是，以活塞往复运动带动曲柄连杆机构运动，输出旋转力矩，在燃料燃烧***时，活塞、连杆与曲轴正处在一条垂直的直线上，其力臂几乎为零，使旋转力矩很小，因此发动机效率很低，其理论效率为56％左右。近年来，出现了一些试图取代往复式发动机的各种转子内燃发动机，这些发动机不同程度存在转子产生的转矩变化很大，不稳定，且结构复杂，制造困难的缺点，因而在技术上都不成熟，没有多少实用价值。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种效率高，输出转矩平稳，且结构简单、便于制造的高效转子内燃发动机。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下两种技术方案。

第一种技术方案是，一种高效转子内燃发动机，具有机体、端盖、转子、转子轴和传动齿轮，转子轴依靠轴承支承在端盖上，转子置于端盖与机体构成的空腔内，该空腔与燃烧室出口和排气口相通，燃烧室设有电火花塞，转子具有若干个均布的径板；机体上的燃烧室为长形，且与机体的内周壁相切；排气口设在燃烧室出口对面的端盖上；燃烧室的进口处设有双气门机构，双气门机构包括壳体、与第1气门和第2气门固连的气门杆、气门导套、弹簧和进气口，气门导套与机体之间形成的空腔构成储压室，储压室通过第1气门与机体上的阀座的开闭配合而与燃烧室形成通断，储压室通过第2气门与气门导套上的阀座的开闭配合而与进气口形成通断，气门导套导向部位装有密封圈，且与气门杆滑配，弹簧一端与气门杆相连；还具有一个由转子轴传动的双气门驱动装置；由转子轴驱动的空压机进口通过单向阀分别与空气滤清器和化油器及燃料箱相通，空压机出口通过单向阀与储气筒相通，储气筒出口接在双气门机构上的进气口上。

第二种技术方案是，一种高效转子内燃发动机，具有机体、端盖、转子、转子轴和传动齿轮，转子轴依靠轴承支承在端盖上，转子置于端盖与机体构成的空腔内，该空腔与燃烧室出口和排气口相通，燃烧室设有喷油嘴，转子具有若干个均布的径板；机体上的燃烧室为长形，且与机体的内周壁相切；排气口设在燃烧室出口对面的端盖上；燃烧室的进口处设有双气门机构，双气门机构包括壳体、与第1气门和第2气门固连的气门杆、气门导套、弹簧和进气口，气门导套与机体之间形成的空腔构成储压室，储压室通过第1气门与机体上的阀座的开闭配合而与燃烧室形成通断，储压室通过第2气门与气门导套上的阀座的开闭配合而与进气口形成通断，气门导套导向部位装有密封圈，且与气门杆滑配，弹簧一端与气门杆相连；还具有一个由转子轴传动的双气门驱动装置；喷油嘴与由转子轴驱动的柴油泵通过油管连接；由转子轴驱动的空压机进口通过单向阀与空气滤清器相通，空压机出口通过单向阀与储气筒相通，储气筒出口接在双气门机构上的进气口上。

采用上述结构后，由于燃烧室为长形，且与机体的内周壁相切，所以燃料燃烧***时产生的推力，会沿转子外圆部位的切向前行，推在转子的径板上，此时力臂为最大，所以转子受到最大的转矩作用，因而极大地提高了发动机的效率，使效率高达80％以上。还由于若干个径板连续受力，所以输出转矩很平稳，且由于排气口设在燃烧室对面的端盖上，使径板受力后转过半圈就能将废气排尽，所以不但转子运行连续平稳、无冲击，而且整机热效率大大提高；同时本实用新型并无其它转子发动机上所需的涡轮、叶片之类零部件，结构很简单，也没有复杂的型腔结构，所以便于制造。本实用新型的第一种方案适用于以汽油、燃气为燃料的发动机；第二种方案适用于以柴油为燃料的发动机。

附图说明

图1是本实用新型的高效转子内燃发动机的结构示意图；

图2是图1沿A-A线的剖视图；

图3是图1的B部放大图；

图4是本实用新型中双气门驱动装置的配电机构原理图；

图5是本实用新型第二个实施例中的双气门机构及其驱动装置示意图；

图6是本实用新型第三个实施例的结构示意图；

图7是图6沿C-C线的剖视图；

图8是本实用新型第三个实施例中的双气门驱动装置的配电机构原理图。

具体实施方式

下面结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细地说明。

如图1、2所示，本实用新型的高效转子内燃发动机，具有机体6、端盖2、转子5、转子轴9和传动齿轮1、26，转子轴9依靠轴承27支承在端盖2上，转子5置于端盖2与机体6构成的空腔内，该空腔与燃烧室6-1出口和排气口2-1相通，燃烧室6-1设有电火花塞30，转子5具有6个均布的径板5-1，也可以选用2个或2个以上的径板5-1，但最好选用4～8个径板5-1；机体6上的燃烧室6-1为长形，且与机体6的内周壁相切，燃烧室6-1出口最好具有20～90°的圆心角的开度；排气口2-1设在燃烧室6-1出口对面的端盖2上；燃烧室6-1的进口处设有双气门机构32，双气门机构包括壳体32-1、与第1气门32-2-1和第2气门32-2-2固连的气门杆32-2、气门导套32-3、弹簧32-4和进气口31，气门导套32-3与机体6之间形成的空腔构成储压室32-5，储压室32-5通过第1气门32-2-1与机体6上的阀座6-2的开闭配合而与燃烧室6-1形成通断，储压室32-5通过第2气门32-2-2与气门导套32-3上的阀座32-3-1的开闭配合而与进气口31形成通断，气门导套32-3导向部位装有密封圈32-6，且与气门杆32-2滑配，弹簧32-4一端与气门杆32-2相连；还具有一个由转子轴9传动的双气门驱动装置33，由转子轴9驱动的空压机17进口17-1通过单向阀18分别与空气滤清器21和化油器19及燃料箱22相通，空压机17出口17-2通过单向阀20与储气筒23相通，储气筒23出口接在双气门机构32上的进气口31上。

如图2、3、4所示，双气门驱动装置33包括装在壳体32-1内的电磁阀线圈33-1和与电磁阀线圈33-1电连接的配电机构34，配电机构34具有带半圆金属环34-1-1的尼龙轮34-1和与尼龙轮34-1啮合的两个导电滚轮34-2，尼龙轮34-1装在转子轴9上，导电滚轮34-2则装在尼龙轴34-3上，其中一个导电滚轮34-2与电火花塞30电连接，另一个导电滚轮34-2与电磁阀线圈33-1电连接，半圆金属环34-1-1与转子轴9电连接，电源34-4经尼龙轮34-1与导电滚轮34-2形成的电开关向电磁阀线圈33-1和电火花塞30供电，与电火花塞30相对应的半圆金属环34-1-1的相位比与电磁阀线圈33-1相对应的半圆金属环34-1-1的相位滞后5～15°角。

如图5所示，在本实用新型的第二个实施例中，双气门驱动装置33包括装在壳体32-1内的凸轮35和凸轮轴36，凸轮35与气门杆32-2尾部滑配，弹簧32-4将气门杆32-2尾部压向凸轮35，凸轮轴36通过齿轮37、38与转子轴9转动连接。其余与上述第一个实施例相同。

如图1、2所示，为了使转子5与机体6和端盖2之间更好地密封，转子5上具有密封横条29和密封径条28，密封横条29与机体6内周间隙密封，密封径条28与端盖2内侧面间隙密封，转子5中部固接有密封环3，密封环3前端伸入端盖2的环槽内，且与环槽内的油毛帖7及密封圈8滑动配合。机体6内壁可装衬套4。

如图1、2所示，为了更好地冷却，端盖2和机体6上均具有水道2-2、6-3，水道2-2、6-3之间相通，且与水箱15及由转子轴9所驱动的水泵16通过管道14相连接。转子5和转子轴9体中具有油道5-2、9-1，油道5-2、9-1之间相通，转子轴9上装有机油接头套11，机油接头套11与转子轴9上油道9-1相通，机油接头套11与油箱10及由转子轴9所驱动的油泵13通过管道12相连接。

如图1所示，本实用新型中转子轴9上装有两个转子5，并配备了相应数量的燃烧室6-1、排气口2-1以及双气门机构32等结构，以构成双缸发动机。转子轴9上可以只装1个转子5，也可以装更多的转子5，以便构成3～16缸等多缸发动机。

如图6、7所示，本实用新型的第三个实施例，具有机体6、端盖2、转子5、转子轴9和传动齿轮1、26，转子轴9依靠轴承27支承在端盖2上，转子5置于端盖2与机体6构成的空腔内，该空腔与燃烧室6-1出口和排气口2-1相通，燃烧室6-1设有喷油嘴39，转子5具有6个均布的径板5-1，也可以选用2个或2个以上的径板5-1，但最好选用4～8个径板5-1；机体6上的燃烧室6-1为长形，且与机体6的内周壁相切，燃烧室6-1出口最好具有20～90°的圆心角的开度；排气口2-1设在燃烧室6-1出口对面的端盖2上；燃烧室6-1的进口处设有双气门机构32，双气门机构包括壳体32-1、与第1气门32-2-1和第2气门32-2-2固连的气门杆32-2、气门导套32-3、弹簧32-4和进气口31，气门导套32-3与机体6之间形成的空腔构成储压室32-5，储压室32-5通过第1气门32-2-1与机体6上的阀座6-2的开闭配合而与燃烧室6-1形成通断，储压室32-5通过第2气门32-2-2与气门导套32-3上的阀座32-3-1的开闭配合而与进气口31形成通断，气门导套32-3导向部位装有密封圈32-6，且与气门杆32-2滑配，弹簧32-4一端与气门杆32-2相连；还具有一个由转子轴9传动的双气门驱动装置33；喷油嘴39与由转子轴9驱动的柴油泵40通过油管连接；由转子轴9驱动的空压机17进口17-1通过单向阀18与空气滤清器21相通，空压机17出口17-2通过单向阀20与储气筒23相通，储气筒23出口接在双气门机构32上的进气口31上。

如图7、8所示，双气门驱动装置33包括装在壳体32-1内的电磁阀线圈33-1和与电磁阀线圈33-1电连接的配电机构34，配电机构34具有带半圆金属环34-1-1的尼龙轮34-1和与尼龙轮34-1啮合的导电滚轮34-2，尼龙轮34-1装在转子轴9上，导电滚轮34-2则装在尼龙轴34-3上，导电滚轮34-2与电磁阀线圈33-1电连接，半圆金属环34-1-1与转子轴9电连接，电源34-4经尼龙轮34-1与导电滚轮34-2形成的电开关向电磁阀线圈33-1供电。

本实施例中的双气门驱动装置33也可采用第二个实施例中的凸轮35和齿轮37、38机构。

如图6、7所示，转子5上具有密封横条29和密封径条28，密封横条29与机体6内周间隙密封，密封径条28与端盖2内侧面间隙密封，转子5中部固接有密封环3，密封环3前端伸入端盖2的环槽内，且与环槽内的油毛帖7及密封圈8滑动配合。

如图6、7所示，端盖2和机体6上均具有水道2-2、6-3，水道2-2、6-3之间相通，且与水箱15及由转子轴9所驱动的水泵16通过管道14相连接。转子5和转子轴9体中具有油道5-2、9-1，油道5-2、9-1之间相通，转子轴9上装有机油接头套11，机油接头套11与转子轴9上油道9-1相通，机油接头套11与油箱10及由转子轴9所驱动的油泵13通过管道1 2相连接。

如图1所示，本实用新型工作时，电机25经传动齿轮26、1带动转子轴9转动，转子轴9另一端通过皮带带动空压机17工作，空气经滤清器21、单向阀18被吸入空压机17，同时汽油或燃气从燃料箱22经化油器19、单向阀18也被吸入空压机17，使空气与气体燃料混合，达到规定的压缩比，混合气体经单向阀20进入储气筒23，再经安全阀24进入双气门机构32的进气口31。如图2所示，这时，气门杆32-2在弹簧32-4的压力下，处在左端位置，第1气门32-2-1与机体6上的阀座6-2闭合，第2气门32-2-2与气门导套32-3上的阀座32-3-1开启，使混合气进入储压室32-5。当电磁阀线圈33-1得电，气门杆32-2克服弹簧力向右移动，打开第1气门32-2-1，关闭第2气门32-2-2，使混合气进入燃烧室6-1，接着电火花塞30得电点火，混合气***膨胀，推力垂直作用在转子5径板5-1上，使转子5带动转子轴9转动，转子5转过180°后，废气从排气口2-1排出。由于排气口2-1压强低，高压气瞬间排出，无噪声、无振动。该转子5在180～360°时，第2气缸工作，第1气缸的储气室32-5则在储混合气，准备下一次工作。

如图1所示，转子轴9经皮带轮带动水泵16转动，水从水箱15吸入水泵16，水经管道14进入端盖2中水道2-2，再经机体6中水道6-3，然后经另一端盖2中水道2-2流出，经管道14返回水箱15。与此同时，转子轴9经皮带轮带动油泵13转动，机油从油箱10被吸入油泵13，机油经管道12、机油接头套11进入转子轴9中的油道9-1，再进入转子5中的油道5-2中，然后返回转子轴9中的另一油道9-1，经机油接头套11、管道12返回到油箱10之中。

如图1、2所示，在机体6内腔和转子5腔内应加少量机油或黄油和减磨剂，密封横条29与机体6内腔之间以及密封径条28与端盖2之间具有0.01～0.03mm的间隙，工作时黄油能使该间隙形成密封。同时，密封环3与端盖2内安装的油毛帖7和密封圈8形成动密封，油毛帖7起储油作用，防止废气接触密封圈8，密封圈8防止机油漏出，从而使端盖2与转子5空腔不漏气。

如图3、4所示，当导电滚轮34-2在半圆金属环34-1-1上滚动时，电磁阀线圈33-1和电火花塞30先后得电，产生动作；当导电滚轮34-2在尼龙轮34-1上的尼龙部分滚动时，电磁阀线圈33-1和电火花塞30分别失电，不工作。电磁阀线圈33-1的得电比电火花塞30得电早5～15°延时角的时间。

如图5所示，如果双气门驱动装置33采用凸轮35和齿轮37、38结构，工作时，则由转子轴9带动齿轮38转动，再由齿轮37带动凸轮轴36和凸轮35转动，凸轮35使气门杆32-2左行，弹簧32-4使气门杆32-2复位右行，从而定时开闭燃烧室6-1。

如果本实用新型以柴油为燃料，如图6所示，则在空压机17前去掉燃料箱22和化油器19，而在转子轴9上接柴油泵40及其油箱41，燃烧室6-1内的电火花塞30换成喷油嘴39。其工作过程与上述汽油或燃气机基本相同。

Claims (10)

1、一种高效转子内燃发动机，具有机体(6)、端盖(2)、转子(5)、转子轴(9)和传动齿轮(1、26)，转子轴(9)依靠轴承(27)支承在端盖(2)上，转子(5)置于端盖(2)与机体(6)构成的空腔内，该空腔与燃烧室(6-1)出口和排气口(2-1)相通，燃烧室(6-1)设有电火花塞(30)，其特征在于：

a、转子(5)具有若干个均布的径板(5-1)；

b、机体(6)上的燃烧室(6-1)为长形，且与机体(6)的内周壁相切；

c、排气口(2-1)设在燃烧室(6-1)出口对面的端盖(2)上；

d、燃烧室(6-1)的进口处设有双气门机构(32)，双气门机构包括壳体(32-1)、与第1气门(32-2-1)和第2气门(32-2-2)固连的气门杆(32-2)、气门导套(32-3)、弹簧(32-4)和进气口(31)，气门导套(32-3)与机体(6)之间形成的空腔构成储压室(32-5)，储压室(32-5)通过第1气门(32-2-1)与机体(6)上的阀座(6-2)的开闭配合而与燃烧室(6-1)形成通断，储压室(32-5)通过第2气门(32-2-2)与气门导套(32-3)上的阀座(32-3-1)的开闭配合而与进气口(31)形成通断，气门导套(32-3)导向部位装有密封圈(32-6)，且与气门杆(32-2)滑配，弹簧(32-4)一端与气门杆(32-2)相连；

e、还具有一个由转子轴(9)传动的双气门驱动装置(33)；

f、由转子轴(9)驱动的空压机(17)进口(17-1)通过单向阀(18)分别与空气滤清器(21)和化油器(19)及燃料箱(22)相通，空压机(17)出口(17-2)通过单向阀(20)与储气筒(23)相通，储气筒(23)出口接在双气门机构(32)上的进气口(31)上。

2、根据权利要求1所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：转子(5)具有4～8个基本均布的径板(5-1)。

3、根据权利要求1所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：双气门驱动装置(33)包括装在壳体(32-1)内的电磁阀线圈(33-1)和与电磁阀线圈(33-1)电连接的配电机构(34)，配电机构(34)具有带半圆金属环(34-1-1)的尼龙轮(34-1)和与尼龙轮(34-1)啮合的两个导电滚轮(34-2)，尼龙轮(34-1)装在转子轴(9)上，导电滚轮(34-2)则装在尼龙轴(34-3)上，其中一个导电滚轮(34-2)与电火花塞(30)电连接，另一个导电滚轮(34-2)与电磁阀线圈(33-1)电连接，半圆金属环(34-1-1)与转子轴(9)电连接，电源(34-4)经尼龙轮(34-1)与导电滚轮(34-2)形成的电开关向电磁阀线圈(33-1)和电火花塞(30)供电，与电火花塞(30)相对应的半圆金属环(34-1-1)的相位比与电磁阀线圈(33-1)相对应的半圆金属环(34-1-1)的相位滞后5～15°角。

4、根据权利要求1所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：双气门驱动装置(33)包括装在壳体(32-1)内的凸轮(35)和凸轮轴(36)，凸轮(35)与气门杆(32-2)尾部滑配，弹簧(32-4)将气门杆(32-2)尾部压向凸轮(35)，凸轮轴(36)通过齿轮(37、38)与转子轴(9)转动连接。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：转子(5)上具有密封横条(29)和密封径条(28)，密封横条(29)与机体(6)内周间隙密封，密封径条(28)与端盖(2)内侧面间隙密封，转子(5)中部固接有密封环(3)，密封环(3)前端伸入端盖(2)的环槽内，且与环槽内的油毛帖(7)及密封圈(8)滑动配合。

6、根据权利要求5所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：端盖(2)和机体(6)上均具有水道(2-2、6-3)，水道(2-2、6-3)之间相通，且与水箱(15)及由转子轴(9)所驱动的水泵(16)通过管道(14)相连接；转子(5)和转子轴(9)体中具有油道(5-2、9-1)，油道(5-2、9-1)之间相通，转子轴(9)上装有机油接头套(11)，机油接头套(11)与转子轴(9)上油道(9-1)相通，机油接头套(11)与油箱(10)及由转子轴(9)所驱动的油泵(13)通过管道(12)相连接。

7、一种高效转子内燃发动机，具有机体(6)、端盖(2)、转子(5)、转子轴(9)和传动齿轮(1、26)，转子轴(9)依靠轴承(27)支承在端盖(2)上，转子(5)置于端盖(2)与机体(6)构成的空腔内，该空腔与燃烧室(6-1)出口和排气口(2-1)相通，燃烧室(6-1)设有喷油嘴(39)，其特征在于：

a、转子(5)具有若干个均布的径板(5-1)；

b、机体(6)上的燃烧室(6-1)为长形，且与机体(6)的内周壁相切；

c、排气口(2-1)设在燃烧室(6-1)出口对面的端盖(2)上；

d、燃烧室(6-1)的进口处设有双气门机构(32)，双气门机构包括壳体(32-1)、与第1气门(32-2-1)和第2气门(32-2-2)固连的气门杆(32-2)、气门导套(32-3)、弹簧(32-4)和进气口(31)，气门导套(32-3)与机体(6)之间形成的空腔构成储压室(32-5)，储压室(32-5)通过第1气门(32-2-1)与机体(6)上的阀座(6-2)的开闭配合而与燃烧室(6-1)形成通断，储压室(32-5)通过第2气门(32-2-2)与气门导套(32-3)上的阀座(32-3-1)的开闭配合而与进气口(31)形成通断，气门导套(32-3)导向部位装有密封圈(32-6)，且与气门杆(32-2)滑配，弹簧(32-4)一端与气门杆(32-2)相连；

e、还具有一个由转子轴(9)传动的双气门驱动装置(33)；

f、喷油嘴(39)与由转子轴(9)驱动的柴油泵(40)通过油管连接；

g、由转子轴(9)驱动的空压机(17)进口(17-1)通过单向阀(18)与空气滤清器(21)相通，空压机(17)出口(17-2)通过单向阀(20)与储气筒(23)相通，储气筒(23)出口接在双气门机构(32)上的进气口(31)上。

8、根据权利要求7所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：双气门驱动装置(33)包括装在壳体(32-1)内的电磁阀线圈(33-1)和与电磁阀线圈(33-1)电连接的配电机构(34)，配电机构(34)具有带半圆金属环(34-1-1)的尼龙轮(34-1)和与尼龙轮(34-1)啮合的导电滚轮(34-2)，尼龙轮(34-1)装在转子轴(9)上，导电滚轮(34-2)则装在尼龙轴(34-3)上，导电滚轮(34-2)与电磁阀线圈(33-1)电连接，半圆金属环(34-1-1)与转子轴(9)电连接，电源(34-4)经尼龙轮(34-1)与导电滚轮(34-2)形成的电开关向电磁阀线圈(33-1)供电。

9、根据权利要求7所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：双气门驱动装置(33)包括装在壳体(32-1)内的凸轮(35)和凸轮轴(36)，凸轮(35)与气门杆(32-2)尾部滑配，弹簧(32-4)将气门杆(32-2)尾部压向凸轮(35)，凸轮轴(36)通过齿轮(37、38)与转子轴(9)转动连接。

10、根据权利要求7或8或9所述的高效转子内燃发动机，其特征在于：转子(5)上具有密封横条(29)和密封径条(28)，密封横条(29)与机体(6)内周间隙密封，密封径条(28)与端盖(2)内侧面间隙密封，转子(5)中部固接有密封环(3)，密封环(3)前端伸入端盖(2)的环槽内，且与环槽内的油毛帖(7)及密封圈(8)滑动配合。

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