专利名称：具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机的利记博彩app
技术领域：
具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，属于发动机制造和节能减排技术领域。
背景技术：
一百多年来，活塞式内燃发动机在许多动力机械中得到广泛应用，特别是往复活塞发动机推动了汽车工业的发展。往复活塞式发动机由汽缸、活塞、曲轴等组成，经过四个冲程，通过活塞和曲轴间的曲柄来推动曲轴转动。活塞进行往复运动，而曲轴进行旋转运动，活塞上受力最大时，曲轴扭矩为零。运动方式的不同导致扭矩小，而且多处产生较大的摩擦力，除了加速磨损，还要增加额外能量损耗，并且导致燃烧不充分，增加尾气排放污染。往复运动活塞式发动机的设计和工艺技术已经非常成熟，改进的空间已经基本没有了。解决活塞和曲轴运动方式不同的有效方案是旋转活塞发动机，让燃气膨胀能直接驱动转动轴。旋转活塞发动机从发明到现在已经过去了半个多世纪，其特点是转速高，扭矩大，适合直升机等特殊场合应用。由于效率低，污染重等因素，至今应用非常有限。旋转发动机存在的问题主要为，汽缸漏气导致动力下降，行星运动的活塞与转动主轴之间仍存在动力传递不匹配，即没有解决垂直主轴的分力问题，导致摩擦过大，机械损毁程度高，寿命
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TaL -T^ ο针对上述问题，发明人曾提出一种旋转发动机，采用旋转滑片结构，腔内进行润滑。同样排量下，该发动机的最大扭矩为普通往复式活塞发动机的4倍以上，排量I. 6升就可达到600牛米。由于燃烧膨胀能迅速转化为机械能，减小了热损耗，同时减小了多种摩擦，使得效率也得以提闻。本申请是其改进型，进一步减小腔内可能存在的摩擦损耗，提闻效率，减低排放污染。
发明内容
具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，其特征在于，包括气缸缸体(11 )、气缸的两个端盖，缸体和端盖包围出椭圆柱形气缸腔体，气缸腔体内设置一个与气缸腔体同轴的圆柱形转子(12)，转子与椭圆形缸体侧壁最近处留有间隙，以便气流通过。沿转子的轴线方向，在其外缘加工四个横截面为共心圆弧梯形的通槽(13)，通槽中放置共心圆弧梯形转塞
(14)，共心圆弧梯形转塞可以绕其自身轴心旋转，转塞的两个圆弧外缘与转子中共心圆弧梯形通槽的两个圆弧壁紧密配合，不留间隙。共心圆弧梯形转塞与共心圆弧梯形通槽之间设置弹簧(15)，保证转子旋转过程中共心圆弧梯形转塞与汽缸椭圆形侧壁紧密贴合，不留间隙。转塞将气缸腔体分成四个子腔，分别为I号腔、2号腔、3号腔和4号腔，其中I号腔和3号腔为燃烧腔，2号腔和4号腔为润滑腔，燃烧腔中燃料燃烧产生动力，通过转塞推动转子旋转，润滑腔只是喷入机油和空气，润滑气缸缸体、气缸端盖和转塞；所述的子腔位置随着转子的转动而发生顺时针或逆时针顺序变化。转子与发动机主动力轴(17)同轴相连。所述的共心圆弧梯形通槽和共心圆弧梯形转塞,其横截面形状为共心圆弧梯形, 也可称为扇面梯形，即该梯形的上下底边为具有同一个圆心的两段圆弧。转子中加工的通槽的横截面不是完整的共心圆弧梯形，而只是共心圆弧梯形的一部分。在气缸端盖或椭圆侧壁上设置两个燃烧腔的燃料和空气进气口(21)、两个润滑腔的飞溅润滑机油和空气进气口(23)、两个燃烧腔尾气排放口(22)和两个润滑腔飞溅润滑机油和空气出气口(24)。两个燃烧腔进气口(21)设置在沿转子直径方向的一条直线上，两个润滑腔进气口(23)设置在沿转子直径方向的一条直线上，靠近燃烧腔进气口 ；两个燃烧腔尾气排放口(22)设置在与燃烧腔进气口基本垂直的方向上，两个润滑腔出气口(24)设置在与润滑腔进气口基本垂直的方向上。在润滑腔和转子中的共心圆弧通槽之间设置机油通道(16)，当转子旋转时，转塞绕其自身轴线来回转动，不断有气体从通槽中经过机油通道进出，将润滑腔中的机油带入到通槽中，对转塞和通槽圆弧壁进行润滑。该发动机采用主轴转一周燃烧膨胀一次的四步工作模式，I号腔和3号腔同时燃烧，由于结构的对称性，燃油(或燃气)膨胀只产生纯转矩，不产生垂直于主动力轴的压力。 第一步开始时关闭燃烧腔尾气排放口( 22)、润滑腔进气口( 23)，开启润滑腔出气口( 24)， 燃烧器进气口处于关闭状态，空气和机油从两个润滑腔中排出，如图2a所示；当转塞滑过燃烧腔进气口后，也就是燃烧腔进气口与燃烧腔连通时，开启燃烧腔进气口，空气和燃料喷入两个燃烧腔，如图2b所示。当转过1/4转后，第一步完成，燃烧腔体积达到最大。第二步开始时燃烧腔排放口(22)继续处于关闭状态、关闭燃烧腔进气口(21)和润滑腔出气口
(24)，开启润滑腔进气口(23)，对燃烧腔进行压缩，润滑腔喷入空气和机油，如图2c所示。 转过1/4转后，燃烧腔体积达到最小，完成对燃料和空气的压缩，第二步完成。第三步开始时燃烧腔进气口和尾气排放口继续处于关闭状态，关闭润滑腔进气口，开启润滑腔出气口， 两个燃烧腔点燃膨胀，两个润滑腔排出空气和机油，如图2d所示。转过1/4转后，第三步完成。第四步开始时，燃烧腔进气口继续处于关闭状态，开启润滑腔进气口，关闭润滑腔出气口，在润滑腔喷入空气和机油；此时燃烧腔尾气排放口仍处于关闭状态，如图2e所示。当共心圆弧梯形转塞滑过燃烧腔尾气排放口，也就是尾气排放口与燃烧腔相连时，开启尾气排放口排出燃烧腔中的尾气，如图2f所示。所述的燃烧腔进气口、尾气排气口、润滑腔进气口和出气口可以采用凸轮控制，也可以从设置在主轴上的传感器采集位置信息，通过计算机控制，同时控制火花塞和油门喷嘴。对于I. 6升排量的小型汽车，当燃烧腔的燃料燃烧时，能产生最高达到1000牛顿 /平方厘米的压力，作用在共心圆弧梯形转塞圆弧面上的最高压力达到10000牛，这些压力基本都施加在共心圆弧梯形转塞上的小圆弧面与通槽表面之间。假定共心圆弧梯形转塞中小圆弧面的直径为I厘米，与通槽之间的接触面的平均正压力高达1000牛顿/平方厘米， 如果润滑油膜仍不断裂，则滑动摩擦系数小于O. 05，最大摩擦力为650牛顿。膨胀一次最大滑动距离为O. 4厘米，平均摩擦力小于200牛顿，消耗功率O. 8焦耳，假定转速50转/秒， 消耗功率40瓦，相对于80千瓦的发动机功率，对效率的影响不到O. 05%，完全可以不计。发动机主要尺寸包括椭圆缸腔长短轴尺寸、转子直径和腔的轴向长度，可以依据排量和压缩比进行设计。本发明中缸的轴向长度不受缸腔横截面尺寸的限制，增大了结构设计的灵活性，可以考虑尽量增大扭矩和降低损耗，得到最佳结构。由于主轴旋转一周两个对称的燃烧腔同时膨胀一次，主轴旋转1/4周，采用四缸可以较好的实现动力均衡，轴上时刻有转矩，保证运行平稳。
本发明特别适合对于多缸发动机，可将进排气口都设置在缸体侧壁上，共用一个椭圆柱缸体，一次加工完成。各缸之间的端盖共用。多缸用的转子整体加工，各缸之间的端盖采用两块紧密拼装。装配好的转子、转塞、弹簧、共用端盖组件一次装入椭圆柱缸体中，再安装最外侧端盖。需要注意的是进排气口的阀门结构应保证润滑腔滑过时不留机油。缸体、端盖、乃至转子等都可以采用水冷方式冷却，具体结构不属于本发明保护范围，不详细说明。与已有技术相比，本发明由于燃料膨胀只产生纯力矩，因此运行平稳，噪声和震动小。同样由于这个原因，扭矩大，燃烧效率高，污染小。由于采用了腔内润滑，润滑油的密封功能导致汽缸的密封性能好，发动机不漏气，使得效率进一步提高。本发明体积小，结构简单，成本低，效率高，极具推广价值。
图I为本发明的结构示意图。图中11为缸体，12为转子，13为转子上的共心圆弧梯形通槽，14为共心圆弧梯形转塞，15为弹簧，17为主动力轴，21为燃烧腔燃料和空气进气口，22为燃烧腔尾气排放口， 23为润滑腔飞溅润滑机油和空气入口，24为润滑腔机油和空气出口。图2为本发明的工作过程图，各口的进出气用箭头方向表示，其中浅实心箭头表示燃料和空气进入，深实心箭头表示尾气排出，细线填充箭头表示机油和空气进入，粗线填充箭头表示机油和空气排出。
具体实施例方式以下以实施例对本发明做进一步说明。实施例,椭圆的长短轴之比取为I. 36:1,长轴长度为16. 3cm,短轴12cm,转子直径取为11. 7cm,椭圆缸腔长度为12. 5cm。共心圆弧梯形转塞中的小圆弧直径lcm,大圆弧直径 9. 4cm，大圆弧弦长4. lcm。发动机压缩比为10. 9，四缸排量I. 6升，最大功率为80千瓦，最大功率时的转速为3000转/分，最大扭矩为940牛米，为普通往复活塞发动机的近7倍，如此大的扭矩有可能省去变速箱而直接驱动小型汽车。
权利要求
1.具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，其特征在于，包括气缸缸体(11)、气缸的两个端盖，缸体和端盖包围出椭圆柱形气缸腔体，气缸腔体内设置一个与气缸腔体同轴的圆柱形转子(12)，转子与椭圆形缸体侧壁最近处留有间隙，以便气流通过；沿转子的轴线方向，在其外缘加工四个横截面为共心圆弧梯形的通槽(13)，通槽中放置共心圆弧梯形转塞 (14)，共心圆弧梯形转塞可以绕其自身轴心旋转，转塞的两个圆弧外缘与转子中共心圆弧梯形通槽的两个圆弧壁紧密配合，不留间隙；共心圆弧梯形转塞与共心圆弧梯形通槽之间设置弹簧(15)，保证转子旋转过程中共心圆弧梯形转塞与汽缸椭圆形侧壁紧密贴合，不留间隙；转塞将气缸腔体分成四个子腔，分别为I号腔、2号腔、3号腔和4号腔，其中I号腔和 3号腔为燃烧腔，2号腔和4号腔为润滑腔，燃烧腔中燃料燃烧产生动力，通过转塞推动转子旋转，润滑腔只是喷入机油和空气，润滑气缸缸体、气缸端盖和转塞；所述的子腔位置随着转子的转动而发生顺时针或逆时针顺序变化；转子与发动机主动力轴(17)同轴相连。
2.根据权利要求I所述的具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，其特征在于，所述的共心圆弧梯形通槽和共心圆弧梯形转塞，其横截面形状为共心圆弧梯形，也可称为扇面梯形，即该梯形的上下底边为具有同一个圆心的两段圆弧；转子中加工的通槽的横截面不是完整的共心圆弧梯形，而只是共心圆弧梯形的一部分。
3.根据权利要求I所述的具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，其特征在于，在气缸端盖或椭圆侧壁上设置两个燃烧腔的燃料和空气进气口(21)、两个润滑腔的飞溅润滑机油和空气进气口(23)、两个燃烧腔尾气排放口(22)和两个润滑腔飞溅润滑机油和空气出气口(24);两个燃烧腔进气口(21)设置在沿转子直径方向的一条直线上，两个润滑腔进气口(23)设置在沿转子直径方向的另一条直线上，靠近燃烧腔进气口 ；两个燃烧腔尾气排放口 (22)设置在与燃烧腔进气口基本垂直的方向上，两个润滑腔出气口(24)设置在与润滑腔进气口基本垂直的方向上；在润滑腔和转子中的共心圆弧通槽之间设置机油通道(16)，当转子旋转时，共心圆弧梯形转塞也绕其自身轴线来回转动，不断有气体从共心圆弧通槽经过机油通道进出，将润滑腔中的机油带入到通槽中，对转塞和通槽圆弧壁进行润滑。
4.根据权利要求I所述的具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，其特征在于，该发动机采用主轴转一周燃烧膨胀一次的四步工作模式，I号腔和3号腔同时燃烧，由于结构的对称性，燃料燃烧膨胀后只产生纯转矩，不产生垂直于主动力轴的压力；第一步开始时关闭燃烧腔尾气排放口( 22)、润滑腔进气口( 23)，开启润滑腔出气口( 24)，燃烧器进气口处于关闭状态，空气和机油从两个润滑腔中排出；当转塞滑过燃烧腔进气口后，也就是燃烧腔进气口与燃烧腔连通时，开启燃烧腔进气口，空气和燃料喷入两个燃烧腔，当转过1/4转后，第一步完成，燃烧腔体积达到最大；第二步开始时燃烧腔排放口(22)继续处于关闭状态、关闭燃烧腔进气口(21)和润滑腔出气口(24)，开启润滑腔进气口(23)，对燃烧腔进行压缩， 润滑腔喷入空气和机油，转过1/4转后，燃烧腔体积达到最小，完成对燃料和空气的压缩， 第二步完成；第三步开始时燃烧腔进气口和尾气排放口继续处于关闭状态，关闭润滑腔进气口，开启润滑腔出气口，两个燃烧腔点燃膨胀，两个润滑腔排出空气和机油，转过1/4转后，第三步完成；第四步开始时，燃烧腔进气口继续处于关闭状态，开启润滑腔进气口，关闭润滑腔出气口，在润滑腔喷入空气和机油；此时燃烧腔尾气排放口仍处于关闭状态，当共心圆弧梯形转塞滑过燃烧腔尾气排放口，也就是尾气排放口与燃烧腔相连时，开启尾气排放口排出燃烧腔中的尾气。
5.根据权利要求I所述的具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，其特征在于，所述的燃烧腔进气口、尾气排气口、润滑腔进气口和出气口可以采用凸轮控制，也可以从设置在主轴上的传感器采集位置信息，通过计算机控制，同时控制火花塞和油门喷嘴。
全文摘要
一种具有共心圆弧梯形转塞的旋转发动机，属于发动机制造和节能减排技术领域。气缸缸体和端盖包围出椭圆柱形气缸腔体，气缸腔体内设置一个与气缸腔体同轴的圆柱形转子，沿转子的轴线方向，在其外缘沿轴向加工四个横截面为共心圆弧梯形的通槽，通槽中放置共心圆弧梯形转塞，共心圆弧梯形转塞可以绕其自身轴心旋转。转塞将气缸腔体分成两个燃烧腔和两个润滑腔，燃烧腔中燃料燃烧产生动力，润滑腔只是喷入机油和空气，润滑气缸缸体、气缸端盖和转塞；所述的各腔位置随着转子的转动而发生顺时针或逆时针顺序变化。该发动机工作时只产生纯力矩，因此振动、噪声和摩擦力小，燃烧充分，尾气污染小，整体效率高，极具推广价值。
文档编号F02B53/02GK102588091SQ20121008683
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者李德杰 申请人:李德杰