專利名稱：動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)通用的以汽油、燃油、燃?xì)鉃槿剂系膬?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)一般是由活塞、汽缸、連桿、曲軸、進(jìn)排氣門(mén)、凸輪等若干復(fù)雜的工作部件構(gòu)成，活塞在汽缸內(nèi)進(jìn)行“進(jìn)氣→壓縮→爆發(fā)→排氣”而實(shí)現(xiàn)往復(fù)式活塞工作方式，其缺陷是機(jī)械損失大，熱能效率低下，油耗高。
另目前的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子承受燃燒氣體的部件多為活動(dòng)的板式結(jié)構(gòu)，這種活動(dòng)結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)時(shí)間接受燃燒壓力的工作下很容易變形，而且對(duì)于柴油機(jī)而言(相對(duì)工作時(shí)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
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且燃油熱能效率高的動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，它是由外殼體及內(nèi)置的轉(zhuǎn)子組合構(gòu)成，所述的每個(gè)轉(zhuǎn)子包括一個(gè)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(kāi)有進(jìn)氣口和排氣口，外殼體內(nèi)腔為圓型，內(nèi)腔側(cè)邊開(kāi)有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲(chǔ)存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽，其燃燒室的一端開(kāi)有供氣閘安裝的開(kāi)口槽，開(kāi)口槽內(nèi)置有可向內(nèi)外伸縮的氣閘，燃燒室設(shè)有氣門(mén)及火花塞。
所述的氣閘是帶有彈簧和液壓倉(cāng)的可伸縮合金制閘板。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1)本動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)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(qiáng)，本動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是一個(gè)整體，燃燒壓力作用于轉(zhuǎn)子最堅(jiān)固的部位，對(duì)承受壓力有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。
3)工作狀況靈活可變，可采用多組轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)。共同工作時(shí)，可以保證大功率輸出；在不需要大功率輸出時(shí)，可隨時(shí)關(guān)閉一片或多片轉(zhuǎn)子，也可隨時(shí)關(guān)閉每片轉(zhuǎn)子上的任何一個(gè)或幾個(gè)燃燒室。
4)應(yīng)用范圍廣本發(fā)動(dòng)機(jī)具有高壓縮比，其在壓縮過(guò)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(duì)于受阻面積不變的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和其它以活動(dòng)部件進(jìn)行壓縮的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)都是難以做到的。


圖1為本實(shí)用新型動(dòng)力可變式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖〔主剖視，(a)、(b)兩種外殼形式〕。
圖2為本實(shí)用新型動(dòng)力可變式發(fā)動(dòng)機(jī)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為本實(shí)用新型動(dòng)力可變式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖(立體圖，包括一個(gè)轉(zhuǎn)子及帶有進(jìn)氣口的一側(cè)外殼)。
圖4為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為帶有進(jìn)氣口一側(cè)的外殼結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型動(dòng)力可變式發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)施例(a)中由帶有進(jìn)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(jìn)氣口301排氣口301’按需要開(kāi)在殼體3及殼體3’的立面適當(dāng)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(gè)轉(zhuǎn)子由一個(gè)以上(本圖實(shí)施例中為2個(gè))的工作部組成，每個(gè)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(jiàn)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(gè)工作部的工作原理都是相同的。
本發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)車(chē)輛的空間需求加大或縮小轉(zhuǎn)子的半徑。只有一個(gè)工作部的轉(zhuǎn)子為不對(duì)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(dòng)機(jī)。由2個(gè)工作部以上所組成的轉(zhuǎn)子為平衡型，旋轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)震動(dòng)，適用于轉(zhuǎn)子直徑大于20公分的大中型發(fā)動(dòng)機(jī)。
所述的殼體2結(jié)構(gòu)如圖5(為帶有進(jìn)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(kāi)進(jìn)氣口201，外殼體內(nèi)腔側(cè)邊開(kāi)有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲(chǔ)存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽202(本圖實(shí)施例中為2個(gè))，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(kāi)有供氣閘5安裝的開(kāi)口槽203，開(kāi)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(cāng)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(kāi)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(cuò)動(dòng)。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(gè)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(diǎn)火推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
所述開(kāi)在殼體一側(cè)的進(jìn)氣口201可采用可調(diào)試進(jìn)氣口，進(jìn)氣口上裝有可調(diào)節(jié)開(kāi)放度的閥片，根據(jù)轉(zhuǎn)速和需要可調(diào)節(jié)進(jìn)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(kāi)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?xì)膺^(guò)早排掉，加強(qiáng)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(kāi)有的凹槽與轉(zhuǎn)子工作部端面相互合成，用以儲(chǔ)存壓縮氣體，設(shè)有燃燒室氣門(mén)204及用于點(diǎn)燃混合壓縮氣的火花塞。
所述的燃燒室氣門(mén)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)用于本實(shí)用新型中，一般情況下氣門(mén)關(guān)閉；如需減少動(dòng)力輸出關(guān)閉該燃燒室，氣門(mén)將被與之相連接的電磁線圈或凸輪頂開(kāi)，空氣從氣門(mén)排出，此燃燒室暫時(shí)處于停止?fàn)顟B(tài)；如需恢復(fù)動(dòng)力，隨時(shí)可將氣門(mén)關(guān)閉，繼續(xù)工作。
在轉(zhuǎn)子排氣隔板上有加強(qiáng)筋105(條狀、片狀均可)。
轉(zhuǎn)子直徑≥1米以上，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量設(shè)計(jì)成殼體設(shè)有四個(gè)供形成燃燒室的凹槽，每個(gè)間隔90°，轉(zhuǎn)子為兩個(gè)工作單元，每個(gè)工作單元的圓弧長(zhǎng)度＞1米。
本實(shí)用新型的工作原理(以兩個(gè)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(jìn)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(jìn)入壓縮狀態(tài)，此時(shí)第二工作部的吸氣隔板擋住第二工作部的進(jìn)氣口，被壓縮的混合氣隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)壓進(jìn)第二工作部的燃燒室，當(dāng)?shù)诙ぷ鞑康膲嚎s面將第二工作部的氣閘全部項(xiàng)入殼體時(shí)，混合氣被第二工作部的壓縮面頂部密封進(jìn)燃燒室。
(三)燃燒第二工作部的燃燒室火花塞點(diǎn)火，熱膨脹氣體推動(dòng)第二工作部的推力面轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)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(jìn)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(shí)向外排氣，第二工作部的氣閘隨第二工作部的尾部下滑進(jìn)入下一個(gè)工作狀態(tài)。
以上吸、壓、爆、排四個(gè)程序已經(jīng)結(jié)束。上述工作程序不管是對(duì)具有1個(gè)還是多個(gè)工作部的轉(zhuǎn)子，都是相同和適用的。
本發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)于高功率需求的運(yùn)輸設(shè)備是極其適用的。例如在大型船只、內(nèi)燃機(jī)車(chē)、大型載重卡車(chē)及豪華轎車(chē)上都有著廣闊的使用范圍。
在多組轉(zhuǎn)子共同工作時(shí)，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(shí)，在上述設(shè)備不需要大功率輸出時(shí)，可隨時(shí)關(guān)閉一片或多片轉(zhuǎn)子，也可隨時(shí)關(guān)閉每片轉(zhuǎn)子上的任何一個(gè)或幾個(gè)燃燒室，這種靈活可變的工作狀況是本發(fā)動(dòng)機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
本動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是一個(gè)整體，燃燒壓力作用于轉(zhuǎn)子最堅(jiān)固的部位，對(duì)承受壓力有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，可靠性強(qiáng)。
現(xiàn)有的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要較高壓縮比。目前，轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法做到，而本發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮過(guò)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(dòng)機(jī)在壓縮過(guò)程中的另一特點(diǎn)是隨著壓縮氣壓的升高而受阻面積越來(lái)越少，壓縮到頂點(diǎn)受阻面積減少至零。這對(duì)于受阻面積不變的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和其它以活動(dòng)部件進(jìn)行壓縮的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)都是難以做到的。
本發(fā)動(dòng)機(jī)與目前轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)相比其可靠性和可變動(dòng)力輸出是其最獨(dú)特之處。
實(shí)例對(duì)比以轉(zhuǎn)子直徑40公分具有2個(gè)工作部和3個(gè)燃燒室的本發(fā)動(dòng)機(jī)為例轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，在360度范圍內(nèi)3個(gè)燃燒室依次點(diǎn)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(dāng)于目前V12活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。但是本發(fā)動(dòng)機(jī)的體積及制造成本將比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)大幅度降低，本發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)不言而喻。
本實(shí)用新型動(dòng)力可變式發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)活塞、連桿、曲軸、進(jìn)排氣門(mén)、凸輪等若干復(fù)雜的工作部件。改善了由曲軸拐臂長(zhǎng)度而受到制約的扭矩輸出狀況，本發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)車(chē)輛的空間加大轉(zhuǎn)子的半徑，轉(zhuǎn)子半徑相對(duì)于曲軸拐臂長(zhǎng)度而言有著先天的結(jié)構(gòu)上優(yōu)勢(shì)，最少長(zhǎng)度比例也會(huì)在4倍以上，這意味著在相同的燃燒壓力前題下，本發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出將高于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)4倍以上。如果是同等扭矩輸出，其燃油經(jīng)濟(jì)性在理論上將降低油耗75％。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，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(gè)轉(zhuǎn)子包括一個(gè)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(kāi)有進(jìn)氣口和排氣口。外殼體內(nèi)腔為圓型，內(nèi)腔側(cè)邊開(kāi)有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲(chǔ)存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽，其燃燒室的一端開(kāi)有供氣閘安裝的開(kāi)口槽，開(kāi)口槽內(nèi)置有可向內(nèi)外伸縮的氣閘，燃燒室設(shè)有氣門(mén)及火花塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的氣閘是帶有彈簧和液壓倉(cāng)的可伸縮合金制閘板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的進(jìn)氣口為可調(diào)式進(jìn)氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子直徑小于20公分，具有一個(gè)工作部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子直徑大于20公分，其具有兩個(gè)以上的工作部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，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(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的開(kāi)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(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的排氣口與燃燒室的夾角≥45°角。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種動(dòng)力可變式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，它是由外殼體及內(nèi)置的轉(zhuǎn)子組合構(gòu)成，所述的每個(gè)轉(zhuǎn)子包括一個(gè)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(kāi)有進(jìn)氣口和排氣口，外殼體內(nèi)腔為圓型，內(nèi)腔側(cè)邊開(kāi)有與轉(zhuǎn)子工作部相互作用后以儲(chǔ)存壓縮氣體形成燃燒室的凹槽，其燃燒室的一端開(kāi)有供氣閘安裝的開(kāi)口槽，開(kāi)口槽內(nèi)置有可向內(nèi)外伸縮的氣閘，燃燒室設(shè)有氣門(mén)及火花塞。所述的氣閘是帶有彈簧和液壓倉(cāng)的可伸縮合金制閘板。本實(shí)用新型動(dòng)力可變式發(fā)動(dòng)機(jī)改變了往復(fù)式活塞的工作狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且燃油熱能效率高。
文檔編號(hào)F02B53/00GK2751145SQ20042012052
公開(kāi)日2006年1月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:郭晞