專利名稱：飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械裝置，具體地說(shuō)是飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的各種車、輪船、工程機(jī)械等所用的內(nèi)燃機(jī)，其做功機(jī)構(gòu)基本都是通過(guò)燃料燃燒使氣體膨脹產(chǎn)生高溫、高壓來(lái)推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)做功，活塞到達(dá)下止點(diǎn)做功沖程結(jié)束。此機(jī)構(gòu)存在的問(wèn)題主要是在氣缸溫度最高、壓力最大時(shí)曲軸轉(zhuǎn)到與連桿同一中心直線上，由于此時(shí)力臂為零，則輸出的扭矩就為零，而在膨脹氣體做功產(chǎn)生的壓力最大時(shí)沒(méi)有得到利用。
中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種旋片式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)(專利號(hào)98217690.2)，雖然提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功效，但仍存在以下問(wèn)題①旋片(葉片)數(shù)量固定，不能按需要調(diào)整，形狀過(guò)于復(fù)雜，制造成本高；②轉(zhuǎn)子、旋片的側(cè)面與端蓋間磨擦面積大，部份功率被消耗掉；③制造大功率發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，總體結(jié)構(gòu)須較大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能充分利用膨脹氣體最高溫度、最大壓力時(shí)對(duì)機(jī)構(gòu)做功，從而達(dá)到提高機(jī)構(gòu)輸出扭矩增加機(jī)構(gòu)輸出功率，同時(shí)簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，降低廢氣排放的飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為本發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、兩端端蓋組成，在轉(zhuǎn)子上開有葉片槽，葉片插入葉片槽內(nèi)，葉片為長(zhǎng)方體形狀，葉片可在其中自由滑動(dòng)。
葉片槽底有彈簧，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片在槽底彈簧和離心力的作用下，隨定子的內(nèi)輪廓面滑動(dòng)并作伸出與縮回運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)體積的變化，完成發(fā)動(dòng)機(jī)工作的四個(gè)沖程運(yùn)動(dòng)。
由于葉片處于高溫工作環(huán)境，有金屬熱膨脹產(chǎn)生，為防止機(jī)械卡死，本機(jī)構(gòu)采用組合式葉片進(jìn)行密封，在兩組合葉片結(jié)合面有兩組彈簧。轉(zhuǎn)子與端蓋面的密封，同樣采用組合式環(huán)片密封，兩組合密封環(huán)片間有彈簧，轉(zhuǎn)子與端蓋面不直接產(chǎn)生摩擦。
本機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程(1)進(jìn)氣沖程當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片沿定子內(nèi)輪廓面滑動(dòng)，并從轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)向外伸出，使兩葉片間、定子、轉(zhuǎn)子兩端端蓋所封閉的體積增大，完成進(jìn)氣沖程。(2)壓縮沖程當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片沿定子內(nèi)輪廓面滑動(dòng)，并被壓回葉片槽內(nèi)，使兩葉片間、定子、轉(zhuǎn)子、兩端端蓋所封閉的體積變小，完成壓縮沖程。(3)做功沖程壓縮沖程末，火花塞點(diǎn)火(柴油機(jī)噴油器噴油)、燃料燃燒形成高溫、高壓氣體，頭一片葉片沿定子內(nèi)輪廓面滑動(dòng)，并從轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)向外伸出，后一片葉片處于定子內(nèi)輪廓面壓縮狀態(tài)，使作用在頭一片葉片上的氣體推力遠(yuǎn)大于后一片葉片上的氣體推力，因此，頭一片葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)做功，完成做功沖程。(4)排氣沖程做功結(jié)束，頭一片葉片被定子內(nèi)輪廓面壓回葉片槽內(nèi)，使兩葉片間、定子、轉(zhuǎn)子、兩端端蓋封閉的體積變小，排出廢氣，完成排氣沖程。從而可代替現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)。
做功沖程中，由于頭一片葉片受高溫、高壓氣體推動(dòng)，作用力遠(yuǎn)大于后一片葉片的作用力，受力方向是轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的切線方向，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)做功過(guò)程中作用力方向始終是向轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向上推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。本機(jī)構(gòu)輸出的扭矩為F·R(N·m)，F(xiàn)為作用在頭一片葉片上的推力減去作用在后一片葉片上的推力，并隨氣體體積增大、壓力減小而減小。R為轉(zhuǎn)子的半徑加1/2葉片伸出量，為定值。
本機(jī)構(gòu)中葉片可選擇為4、5、6、7、8……n片。當(dāng)葉片數(shù)為4時(shí)，同一葉片旋轉(zhuǎn)360°火花塞點(diǎn)火4次，對(duì)機(jī)構(gòu)做4次功；當(dāng)葉片數(shù)為5時(shí)，同一葉片旋轉(zhuǎn)360°火花塞點(diǎn)火5次，對(duì)機(jī)構(gòu)做5次功，此時(shí)，對(duì)壓縮比的調(diào)整范圍較葉片為4時(shí)有較大的可調(diào)范圍，定子的過(guò)渡段也比葉片為4時(shí)較為平緩。本機(jī)構(gòu)可根據(jù)需要選擇不同的葉片數(shù)。本實(shí)用新型的飛輪型發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)相比具有以下積極效果提高了氣體膨脹做功的利用率，有效的利用了氣體膨脹的性質(zhì)，使氣體作用力的方向始終都向轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向，提高了輸出扭矩和輸出功率。并可同時(shí)代替現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。由于扭矩和功率的提高，排出的廢氣減少，有利于大氣及環(huán)境的保護(hù)。與旋片式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)比較，本機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化了旋片的復(fù)雜度，減少了轉(zhuǎn)子、旋片的側(cè)面與端蓋的磨擦面積，對(duì)生產(chǎn)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)可采用同一葉片旋轉(zhuǎn)360°完成n次四沖程運(yùn)動(dòng)，減小發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳述，但不限于附圖所示。


圖1為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的組合式葉片密封結(jié)構(gòu)示意圖主視圖；圖3為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖；圖4為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖側(cè)視圖；圖5為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子與端面密封機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖主視圖；圖6為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子與端面密封機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖；圖7為本實(shí)用新型的n次沖程的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)多機(jī)聯(lián)用結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-定子，2-轉(zhuǎn)子，3-葉片，4-彈簧，5-排氣口，6-火花塞，7-進(jìn)氣口，8、9、10-彈簧，11-端蓋。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如
圖1所示，本實(shí)用新型的飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)由定子1、轉(zhuǎn)子2、葉片3、兩端端蓋組成。在轉(zhuǎn)子上開有葉片槽，葉片插入葉片槽內(nèi)，葉片為長(zhǎng)方體形狀，葉片可在槽中自由滑動(dòng)，葉片槽底有彈簧4，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片在槽底彈簧和離心力的作用下，隨定子的內(nèi)輪廓面滑動(dòng)并作伸出與縮回運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)體積的變化，完成發(fā)動(dòng)機(jī)工作的四個(gè)沖程運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型采用組合式葉片進(jìn)行密封，在兩組合葉片A、B結(jié)合面有兩組彈簧8，使葉片與端蓋密封，如圖2、3、4所示。轉(zhuǎn)子與端蓋面的密封，同樣采用組合式環(huán)片密封，兩組合密封環(huán)片C、D間有彈簧9，轉(zhuǎn)子端面與密封環(huán)片間還設(shè)有彈簧10，使密封環(huán)與端蓋密封，轉(zhuǎn)子與端蓋面不直接產(chǎn)生摩擦，如圖5、6所示。
本實(shí)用新型可有多種形式的組合應(yīng)用同一葉片旋轉(zhuǎn)360°，完成一次四沖程運(yùn)動(dòng)，如
圖1所示。同一葉片旋轉(zhuǎn)360°，完成n次四沖程運(yùn)動(dòng)，如圖7所示。把多個(gè)單機(jī)串聯(lián)使用，如圖8所示。
權(quán)利要求1.一種飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子、定子、葉片，兩端端蓋，其特征在于在轉(zhuǎn)子上開有葉片槽，葉片插入葉片槽內(nèi)，葉片為長(zhǎng)方體形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，其特征在于葉片槽底設(shè)有彈簧(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，其特征在于密封件是組合式葉片，在兩組合葉片結(jié)合面有兩組彈簧(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，其特征在于轉(zhuǎn)子與端蓋面的密封件是組合式環(huán)片，兩組合密封環(huán)片間有彈簧(9)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種飛輪式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)。包括轉(zhuǎn)子、定子、葉片，兩端端蓋，其特征在于在轉(zhuǎn)子上開有葉片槽，葉片插入葉片槽內(nèi)，葉片為長(zhǎng)方體形狀。葉片槽底設(shè)有彈簧(4)。本實(shí)用新型的飛輪型發(fā)動(dòng)機(jī)能提高了氣體膨脹做功的利用率，有效的利用了氣體膨脹的性質(zhì)，使氣體作用力的方向始終都向轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向，提高了輸出扭矩和輸出功率，減少了轉(zhuǎn)子、旋片的側(cè)面與端蓋的摩擦面積，對(duì)生產(chǎn)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)可采用同一葉片旋轉(zhuǎn)360°完成n次四沖程運(yùn)動(dòng)，減小發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)。并可同時(shí)，代替現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，排出的廢氣減少，有利于大氣及環(huán)境的保護(hù)。
文檔編號(hào)F02B53/00GK2687352SQ20042003296
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月18日
發(fā)明者邱建 申請(qǐng)人:邱建