CN87203294U

CN87203294U - 一种旋转活塞发动机和泵

Info

Publication number: CN87203294U
Application number: CN 87203294
Authority: CN
Inventors: 白明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-08-17

Abstract

一种旋转活塞发动机和泵由缸体火花塞、左右排气门、进气门、密封圆柱销、主轴齿轮、弹性密封环、椭圆旋转活塞、切向密封销、润滑油通道等组成，结构上实现一个缸体二个四行程工作循环过程，并可自身润滑，保证气密性可靠，可燃烧稀混合气体，油耗低，具有结构简单，体积小，重量轻，燃油指标低，输出功率大，机加工容易等特点。

Description

一种旋转活塞发动机和泵

本实用新型涉及旋转活塞式机器或发动机领域，它可广泛用作动力机及泵。

本世纪五十年代以来，一些先进工业国家先后研制成各种不同结构的旋转活塞式发动机，其目的在于想以简单的结构原理、较小的体积和重量，得到较大的输出功率，用于代替传统的往复式活塞发动机。例如西德汪克尔发明的三角旋转活塞发动机，美国赖恩科的差速型旋转活塞发动机。美国克拉克旋转发动机以及西德赫夫旋转发动机等。上述各种旋转发动机在技术上均存在着一些难以解决的问题，其中最成功的汪克尔三角旋转活塞发动机的气密封性和润滑上存在难以解决的困难和难实施的问题，正是由于这些问题，至今未能大量推广使用。

本实用新型的目的是提供一种旋转活塞四冲程发动机及泵，其特征如图1所示，它的缸体型线轨迹是由椭园（I）上的小椭园（Ⅱ）（小椭园的长短轴线与大椭园的长短轴线相互垂直并偏心为e）的轮廓线沿直角坐标（xoy）中心O点上的园（r）作无相对滑动的滚动。大椭园长轴两顶点所描绘出的轨迹而成。且小椭园（Ⅱ）轮廓沿园（r）滚动过程中，大椭园轮廓线始终与y轴上A点接触相切，由始点P₁（这时椭园（I）外轮廓线的一部分与

椭园弧线重合）开始作顺时针旋转到P₃（下止点），椭园（I）长轴两顶点所描绘出的轨迹即缸体型线。当椭园（I）长轴上顶点P₁′由初始点位置转到P₃′点时，椭园（I）轮廓线正好与

椭园弧线重合。同理，如果椭园（I）在左边始点位置即椭园（I）轮廓线与

椭园弧线重合的位置，按逆时针旋转同样描绘出此缸体型线轨迹。

本实用新型缸体型线轨迹特征在于：由于椭园（Ⅱ）轮廓线与园（r）作无相对滑动滚动，且椭园（I）轮廓线始终与y轴上A点接触相切。在运动过程中椭园（I）轮廓线与缸体型线之间形成三个封闭腔室，其左右二个腔室形状相似，大小不同，即一个“大耳朵”，一个“小耳朵”。

本实用新型基本结构如图2所示。（1）火花塞；（2）左右排气门；（3）进气门（混合气入口）；（4）密封园柱销（装有弹性装置）；（5）主轴齿轮；（6）椭园旋转活塞；（7）长弹性密封环；（8）短弹性密封环；（9）弹性片；（10）切向密封销；（11）润滑油通道；（12）缸体。

图3为缸体结构示意图，图4为旋转活塞结构示意图。图5～图12为旋转活塞发动机工作原理图，图中符号：甲－

乙－

、丙－

、丁－、戊－

、已－

，甲－纯净混合气、乙－被压缩混合气、丙－膨胀后的混合气、丁－废气、戊－纯净混合气进入工作室符号、已－废气排出符号。

椭园旋转活塞的长轴两顶点部分园弧面上均匀装有（图2所示）四个带弹性装置的园柱密封销（9）、（10）及端面弹性密封环（7）、（8），旋转活塞与缸体型面之间在工作过程中形成三个密封腔室，两端被端盖封闭，构成三个独立可变的工作室。

旋转活塞发动机的左右二个工作室（即y轴右侧“大耳朵”工作室和y轴左侧“小耳朵”工作室，）每个工作室的理论容积V随旋转活塞的位置而变化，用直角坐标表示成如下曲线形式：

V＝F（α）为右侧工作室容积变化曲线，V＝f（α）为左侧工作室容积变化曲线，当活塞右工作室由初始位置作顺时针转动时，右工作室的容积逐渐增大，同时左工作室由最大容积状态开始逐渐变小，同理，如果活塞在左工作室初始位置开始作逆时针转动，左工作室容积逐渐增大，而右工作室容积逐渐变小。根据这一规律，一个单缸机里实现二个四行程工作循环过程。

一、在工作室进气过程（左工作室排气过程）如图5所示，这时左工作室废气门自动打开，右工作室混合气门自动开启，右工作室开始进入新鲜的混合气，左工作室开始排气。图6所示，当活塞顺时针旋转到下止点位置时，右工作室进气结束，阀门关闭，图7所示左工作室进气门开启，并开始进气。

二、右工作室混合气压缩过程（左工作室进气过程）图7所示，活塞顺时针旋转到下止点后，随即逆时针转动，左工作室废气排出后，开始进入新鲜的混合气，同时右工作室开始进行压缩过程（见图8）。当活塞逆时针旋转到下止点位置时，左工作室进气结束，阀门自动关闭，右工作室压缩过程终止，这时火花塞自动点火。右工作室里的压缩混合气体被点燃，开始膨胀作功，推动活塞顺时针转动。

三、右工作室膨胀作功过程（正是左工作室压缩过程），图9所示高温、高压气体推动活塞作顺时针方向转动，同时左工作室的混合气体被压缩（见图10、图11）。

四、右工作室排气过程（正是左工作室压缩混合气体被压缩点燃膨胀过程）。

当右工作室膨胀作功结束时，正是活塞顺时针转到下止点位置。左工作室混合气体压缩过程终了，左工作室火花塞自动点火，左工作室的混合气体被点燃后，开始膨胀作功推动活塞逆时针旋转，同时右工作室废气门自动打开，废气开始被排入大气，这样周而复始的运动，实现单缸二个四行程工作循环。

上述热力工作循环过程与热力学定律w＝∫pdv是完全一致的。

本实用新型与汪克尔三角旋转活塞发动机比较，其优点是在结构上实现了单缸机二个四行程工作循环过程，并可实现自身润滑，从而保证气密性可靠，在工作过程中除了形成左右工作室外，还形成第三个工作室（润滑油室），由于润滑油室容积变化，使得润滑过程中不断进行吸油、排油，不但促进了缸体活塞接触面的润滑，而且同时实现了自身油冷和散热，效果良好，保证使用性能的可靠；它的另一个优点是可燃烧稀混合气体、降低油耗，具有结构简单、体积小、重量轻、燃油指标低、输出功率大、机加工容易等优点。

Claims

1、一种旋转活塞发动机和泵，其主要结构系由缸体(12)、旋转活塞(6)主轴齿轮(5)、前、后端盖组成，其特征在于：

a)缸体(12)型线由活塞(6)内椭园柱形齿轮与主轴齿轮(5)作无相对滑动的滚动，且在运动过程中活塞外轮廓曲面始终与缸体上的园柱密封销(4)相切，椭园活塞长轴两顶点所描绘的轨迹而成；

b)缸体(12)底部有润滑油通道(11)，缸体外部可做成水冷式或风冷式不同结构；

c)活塞(6)外轮廓的几何形状为椭园形，其小椭园长短轴线与活塞长短轴线互相垂直并偏心，且沿椭园轮廓加工成椭园柱齿轮；

d)活塞(6)端面做成椭园弧形端面密封槽，其内装有弹性密封环(7)、(8)，在活塞长轴顶点部分装有弹性片(9)，切向密封销(10)；

e)主轴齿轮为凸轮式结构，其上装有主轴齿轮(5)与活塞(6)形成一对内齿合齿轮。

2、按照权利要求1所述的旋转活塞发动机和泵，其特征在于它的缸体型线又加工成形状相似，大小不同多种几何形状。

3、按照权利要求1所述的旋转活塞发动机和泵，其特征在于它活塞（6）长轴所对应的椭园形弧面的另一部分可以是任意曲面。