專利名稱：動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)通用的以汽油、燃油、燃氣為燃料的內(nèi)燃發(fā)動機一般是由活塞、汽缸、連桿、曲軸、進排氣門、凸輪等若干復(fù)雜的工作部件構(gòu)成，活塞在汽缸內(nèi)進行“進氣→壓縮→爆發(fā)→排氣”而實現(xiàn)往復(fù)式活塞工作方式，其缺陷是機械損失大，熱能效率低下，油耗高。
另目前的轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)子承受燃燒氣體的部件多為活動的板式結(jié)構(gòu)，這種活動結(jié)構(gòu)在長時間接受燃燒壓力的工作下很容易變形，而且對于柴油機而言(相對工作時需要較高壓縮比)是不適用的，故應(yīng)用范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單且燃油熱能效率高的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案一種動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，它是由外殼體及內(nèi)置的轉(zhuǎn)子組合構(gòu)成，所述的每個轉(zhuǎn)子包括一個以上的工作部，各工作部由吸氣隔板、排氣隔板、壓縮面和推力面四部分組成；所述的外殼體立面兩側(cè)開有進氣口和排氣口，外殼體內(nèi)腔為圓型，內(nèi)腔側(cè)邊開有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽，其燃燒室的一端開有供氣閘安裝的開口槽，開口槽內(nèi)置有可向內(nèi)外伸縮的氣閘，燃燒室設(shè)有氣門及火花塞。
所述的氣閘是帶有彈簧和液壓倉的可伸縮合金制閘板。
本發(fā)明的優(yōu)點是1)本動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機可連續(xù)旋轉(zhuǎn)工作，改善了扭矩輸出狀況，其燃油熱能效率高，可大大降低油耗。
2)可靠性強，本動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的轉(zhuǎn)子是一個整體，燃燒壓力作用于轉(zhuǎn)子最堅固的部位，對承受壓力有著獨到的優(yōu)勢。
3)工作狀況靈活可變，可采用多組轉(zhuǎn)子實現(xiàn)。共同工作時，可以保證大功率輸出；在不需要大功率輸出時，可隨時關(guān)閉一片或多片轉(zhuǎn)子，也可隨時關(guān)閉每片轉(zhuǎn)子上的任何一個或幾個燃燒室。
4)應(yīng)用范圍廣本發(fā)動機具有高壓縮比，其在壓縮過程中，氣閘與轉(zhuǎn)子壓縮面的特殊工作狀態(tài)將大大提高壓縮比以可滿足使用柴油的要求。這對于受阻面積不變的活塞式發(fā)動機和其它以活動部件進行壓縮的轉(zhuǎn)子發(fā)動機都是難以做到的。


圖1為本發(fā)明動力可變式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖〔主剖視，(a)、(b)兩種外殼形式〕圖2為本發(fā)明動力可變式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視，不包括帶有排氣口一側(cè)的外殼)圖3為本發(fā)明動力可變式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖(立體圖，包括一個轉(zhuǎn)子及帶有進氣口的一側(cè)外殼)圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意5為帶有進氣口一側(cè)的外殼結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明動力可變式發(fā)動機包括兩大主體部件轉(zhuǎn)子1、外圍殼體〔圖1中列舉了外圍殼體構(gòu)成的兩實施例(a)中由帶有進氣口201的立式殼體2及帶有排氣口201’的立式殼體2’扣合構(gòu)成；(b)中由半弧式殼體3及殼體3’扣合構(gòu)成，進氣口301排氣口301’按需要開在殼體3及殼體3’的立面適當位置上〕。
如圖2、圖3所示，所述的轉(zhuǎn)子1是置于外殼體2內(nèi)且固定在主軸6上的類圓型部件，每個轉(zhuǎn)子由一個以上(本圖實施例中為2個)的工作部組成，每個工作部均包括吸氣隔板101、排氣隔板102、壓縮/抽真空面103和推力面104四部分(參見圖4)。工作部的設(shè)定數(shù)量視其所需功率及轉(zhuǎn)子直徑而定，但每個工作部的工作原理都是相同的。
本發(fā)動機可根據(jù)車輛的空間需求加大或縮小轉(zhuǎn)子的半徑。只有一個工作部的轉(zhuǎn)子為不對稱型，適用于微型小功率且直徑小于15公分的轉(zhuǎn)子發(fā)動機。由2個工作部以上所組成的轉(zhuǎn)子為平衡型，旋轉(zhuǎn)時無震動，適用于轉(zhuǎn)子直徑大于20公分的大中型發(fā)動機。
所述的殼體2結(jié)構(gòu)如圖5(為帶有進氣口一側(cè)的外殼結(jié)構(gòu))所示內(nèi)腔為圓型，可支撐轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)。立側(cè)開進氣口201，外殼體內(nèi)腔側(cè)邊開有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽202(本圖實施例中為2個)，凹槽的形狀可以為三角狀，亦可為其它形狀)，其燃燒室的一端開有供氣閘5安裝的開口槽203，開口槽的走向與主軸垂直線呈45°角為佳。
所述的氣閘5可以是帶有彈簧和液壓倉的可伸縮合金制閘板，是完成吸、壓、爆、排的關(guān)鍵部件。其插放于殼體2上的開口槽203內(nèi)，隨轉(zhuǎn)子側(cè)立工作面(壓縮面103和推力面104)的旋轉(zhuǎn)而錯動。其與轉(zhuǎn)子側(cè)立工作面的接觸面應(yīng)近平行吻合。
如轉(zhuǎn)子采用3個工作部，則在殼體上每間隔120度設(shè)有一燃燒室并安裝氣閘，轉(zhuǎn)子與氣閘配合將混合氣壓縮至殼體燃燒室內(nèi)點火推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
所述開在殼體一側(cè)的進氣口201可采用可調(diào)試進氣口，進氣口上裝有可調(diào)節(jié)開放度的閥片，根據(jù)轉(zhuǎn)速和需要可調(diào)節(jié)進氣量，其為現(xiàn)有技術(shù)，此處不詳述。
所述排氣口201’(如圖1所示)開在殼體另一側(cè)，燃燒室與排氣口的夾角應(yīng)≥45°角，避免提前將爆燃氣過早排掉，加強作功，提高燃油熱效益。
所述的燃燒室是由外殼體內(nèi)側(cè)開有的凹槽與轉(zhuǎn)子工作部端面相互合成，用以儲存壓縮氣體，設(shè)有燃燒室氣門204及用于點燃混合壓縮氣的火花塞。
所述的燃燒室氣門204結(jié)構(gòu)構(gòu)成及啟閉的原理亦為現(xiàn)有技術(shù)，只是應(yīng)用于本發(fā)明中，一般情況下氣門關(guān)閉；如需減少動力輸出關(guān)閉該燃燒室，氣門將被與之相連接的電磁線圈或凸輪頂開，空氣從氣門排出，此燃燒室暫時處于停止狀態(tài)；如需恢復(fù)動力，隨時可將氣門關(guān)閉，繼續(xù)工作。
在轉(zhuǎn)子排氣隔板上有加強筋105(條狀、片狀均可)。
轉(zhuǎn)子直徑≥1米以上，可根據(jù)發(fā)動機排量設(shè)計成殼體設(shè)有四個供形成燃燒室的凹槽，每個間隔90°，轉(zhuǎn)子為兩個工作單元，每個工作單元的圓弧長度＞1米。
本發(fā)明的工作原理(以兩個工作部為例)(一)吸氣轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，第一工作部氣閘下落，第一工作部排氣隔板擋住第一工作部的排氣口在第二工作部的進氣口與第二工作部的燃燒室之間形成真空腔，混合氣吸入。
(二)壓縮轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的第二工作部的壓縮面與第二工作部的氣閘間進入壓縮狀態(tài)，此時第二工作部的吸氣隔板擋住第二工作部的進氣口，被壓縮的混合氣隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動壓進第二工作部的燃燒室，當?shù)诙ぷ鞑康膲嚎s面將第二工作部的氣閘全部項入殼體時，混合氣被第二工作部的壓縮面頂部密封進燃燒室。
(三)燃燒第二工作部的燃燒室火花塞點火，熱膨脹氣體推動第二工作部的推力面轉(zhuǎn)動，此時第二工作部的氣閘被第二工作部的的吸氣隔板頂部擋住不能下落。
(四)排氣吸氣隔板繼續(xù)封住進氣口，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)承受熱膨脹壓力的第二工作部的推力面轉(zhuǎn)到第二工作部的排氣口時向外排氣，第二工作部的氣閘隨第二工作部的尾部下滑進入下一個工作狀態(tài)。
以上吸、壓、爆、排四個程序已經(jīng)結(jié)束。上述工作程序不管是對具有1個還是多個工作部的轉(zhuǎn)子，都是相同和適用的。
本發(fā)動機可根據(jù)需要將一片轉(zhuǎn)子和多片轉(zhuǎn)子并排制造在同一根主軸上，這種形式對于高功率需求的運輸設(shè)備是極其適用的。例如在大型船只、內(nèi)燃機車、大型載重卡車及豪華轎車上都有著廣闊的使用范圍。
在多組轉(zhuǎn)子共同工作時，可以保證大功率輸出，而且根據(jù)使用設(shè)備的空間可將轉(zhuǎn)子直徑加大到1米、2米甚至更大。1米以上直徑的轉(zhuǎn)子其扭矩輸出是十分巨大的。同時，在上述設(shè)備不需要大功率輸出時，可隨時關(guān)閉一片或多片轉(zhuǎn)子，也可隨時關(guān)閉每片轉(zhuǎn)子上的任何一個或幾個燃燒室，這種靈活可變的工作狀況是本發(fā)動機的獨特優(yōu)勢。
本動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的轉(zhuǎn)子是一個整體，燃燒壓力作用于轉(zhuǎn)子最堅固的部位，對承受壓力有著獨到的優(yōu)勢，可靠性強。
現(xiàn)有的柴油發(fā)動機工作時需要較高壓縮比。目前，轉(zhuǎn)子式發(fā)動機無法做到，而本發(fā)動機在壓縮過程中，氣閘與轉(zhuǎn)子壓縮面的特殊工作狀態(tài)將大大提高壓縮比，可滿足使用柴油的要求。本發(fā)動機在壓縮過程中的另一特點是隨著壓縮氣壓的升高而受阻面積越來越少，壓縮到頂點受阻面積減少至零。這對于受阻面積不變的活塞式發(fā)動機和其它以活動部件進行壓縮的轉(zhuǎn)子發(fā)動機都是難以做到的。
本發(fā)動機與目前轉(zhuǎn)子式發(fā)動機相比其可靠性和可變動力輸出是其最獨特之處。
實例對比以轉(zhuǎn)子直徑40公分具有2個工作部和3個燃燒室的本發(fā)動機為例轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周，在360度范圍內(nèi)3個燃燒室依次點火2次，每間隔60度作用于轉(zhuǎn)子推力面上，形成連續(xù)推力。這種狀態(tài)相當于目前V12活塞發(fā)動機。但是本發(fā)動機的體積及制造成本將比活塞式發(fā)動機大幅度降低，本發(fā)動機的優(yōu)勢不言而喻。
本發(fā)明動力可變式發(fā)動機改變了往復(fù)式活塞的工作狀態(tài)，取而代之的是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。省去了傳統(tǒng)往復(fù)式活塞轉(zhuǎn)子發(fā)動機活塞、連桿、曲軸、進排氣門、凸輪等若干復(fù)雜的工作部件。改善了由曲軸拐臂長度而受到制約的扭矩輸出狀況，本發(fā)動機可根據(jù)車輛的空間加大轉(zhuǎn)子的半徑，轉(zhuǎn)子半徑相對于曲軸拐臂長度而言有著先天的結(jié)構(gòu)上優(yōu)勢，最少長度比例也會在4倍以上，這意味著在相同的燃燒壓力前題下，本發(fā)動機的扭矩輸出將高于活塞式發(fā)動機4倍以上。如果是同等扭矩輸出，其燃油經(jīng)濟性在理論上將降低油耗75％。
權(quán)利要求
1.一種動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，它是由外殼體及內(nèi)置的轉(zhuǎn)子組合構(gòu)成，其特征在于所述的每個轉(zhuǎn)子包括一個以上的工作部，各工作部由吸氣隔板、排氣隔板、壓縮面和推力面四部分組成；所述的外殼體立面兩側(cè)開有進氣口和排氣口，外殼體內(nèi)腔為圓型，內(nèi)腔側(cè)邊開有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽，其燃燒室的一端開有供氣閘安裝的開口槽，開口槽內(nèi)置有可向內(nèi)外伸縮的氣閘，燃燒室設(shè)有氣門及火花塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其特征在于所述的氣閘是帶有彈簧和液壓倉的可伸縮合金制閘板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其特征在于所述的進氣口為可調(diào)式進氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子直徑小于20公分，具有一個工作部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子直徑大于20公分，其具有兩個以上的工作部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其特征在于所述的形成燃燒室的凹槽呈三角狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其特征在于所述的開口槽的走向與主軸垂直線呈45°角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其特征在于所述的排氣口與燃燒室的夾角≥45°角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，它是由外殼體及內(nèi)置的轉(zhuǎn)子組合構(gòu)成，所述的每個轉(zhuǎn)子包括一個以上的工作部，各工作部由吸氣隔板、排氣隔板、壓縮面和推力面四部分組成；所述的外殼體立面兩側(cè)開有進氣口和排氣口，外殼體內(nèi)腔為圓型，內(nèi)腔側(cè)邊開有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽，其燃燒室的一端開有供氣閘安裝的開口槽，開口槽內(nèi)置有可向內(nèi)外伸縮的氣閘，燃燒室設(shè)有氣門及火花塞。所述的氣閘是帶有彈簧和液壓倉的可伸縮合金制閘板。本發(fā)明動力可變式發(fā)動機改變了往復(fù)式活塞的工作狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡單且燃油熱能效率高。
文檔編號F02B53/02GK1796742SQ20041010275
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者郭晞 申請人:郭晞