技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種套筒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)件多，曲柄連桿機(jī)構(gòu)笨重，體積、重量大，磨損快、功耗多。通過廣泛檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為克服往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)不合理造成體積、重量大，效率低的缺陷，而提供的一種套筒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種套筒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于：其定子包括一支撐于機(jī)架的定子端蓋，該端蓋側(cè)面設(shè)一組與其同心的定子筒且最大定子筒的直徑小于該端蓋，各定子筒的一端被定子端蓋封閉、另一端開口；其轉(zhuǎn)子包括一轉(zhuǎn)子端蓋，該端蓋側(cè)面設(shè)一組與其同心的轉(zhuǎn)子筒且數(shù)量比定子筒多一個(gè)，各轉(zhuǎn)子筒的一端被轉(zhuǎn)子端蓋封閉、另一端開口；定子和轉(zhuǎn)子相互偏心并扣合且兩者的開口端互貼對(duì)方的端蓋的內(nèi)壁做滑動(dòng)密封配合，各定子筒分別處在各相鄰的兩個(gè)轉(zhuǎn)子筒之間；在轉(zhuǎn)子端蓋中心設(shè)一轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)子軸，其上偏心的設(shè)一主軸與定子筒同心并支承于機(jī)架；在各定子筒的壁上分別對(duì)稱的嵌有若干做徑向滑動(dòng)密封配合的隔板，各隔板軸向的兩端分別與定子端蓋和轉(zhuǎn)子端蓋、徑向的兩端分別與相鄰的轉(zhuǎn)子筒進(jìn)行滑動(dòng)密封配合；各定子筒兩側(cè)的夾層被隔板分割成若干空腔，各空腔由其周邊的定子筒、定子端蓋、轉(zhuǎn)子筒、轉(zhuǎn)子端蓋和隔板的部分壁面共同封閉。主軸帶動(dòng)與其偏心的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子軸帶動(dòng)支承于其上的各轉(zhuǎn)子筒位移，相鄰的轉(zhuǎn)子筒又交替的推動(dòng)其間的各隔板做徑向往復(fù)滑動(dòng)、并分別與隔板徑向的兩端產(chǎn)生滑動(dòng)；將各轉(zhuǎn)子筒上與隔板進(jìn)行滑動(dòng)配合的各段筒壁制成平面并分別與隔板徑向的兩端進(jìn)行平面式貼合，可制止轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)生的自轉(zhuǎn)和繞主軸心的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使轉(zhuǎn)子只能產(chǎn)生繞主軸心的圓周性的平動(dòng)；每個(gè)隔板所對(duì)應(yīng)的相鄰的轉(zhuǎn)子筒壁上的兩個(gè)配合平面相互平行且隨轉(zhuǎn)子進(jìn)行平動(dòng)，故無論這兩個(gè)配合平面的位置如何變化，其與隔板配合的間距和方向均始終保持不變，均能和隔板徑向的兩端始終保持正常的貼合與滑動(dòng)，而隔板則通過其徑向往復(fù)滑動(dòng)以適應(yīng)這兩個(gè)配合平面的位置變化。各轉(zhuǎn)子筒與隔板的平面式貼合還可增強(qiáng)其配合的密封性和耐磨性。隨著轉(zhuǎn)子的圓周性平動(dòng)，各定子筒兩側(cè)的各空腔的容積發(fā)生周期性改變，可實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、做功、排氣功能，故可用作發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，為此經(jīng)過定子端蓋在各定子筒上各相鄰的隔板間的筒壁上，均通有一組向內(nèi)和一組向外的兩組進(jìn)氣孔、排氣孔和火花塞，使各定子筒兩側(cè)的每一個(gè)空腔都能通有一組進(jìn)、排氣孔和火花塞，組成蜂窩狀的多層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。各定子筒上的隔板數(shù)決定了該定子筒兩側(cè)的汽缸的數(shù)量、大小和形狀，隔板數(shù)最少為三個(gè)，一般為四——六個(gè)，隨著定子筒的增大，隔板數(shù)及汽缸數(shù)相應(yīng)遞增，以避免汽缸尺寸過大、形狀過狹而不利燃燒。

在上述主要技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可以增加以下進(jìn)一步完善的技術(shù)方案：

所述的一組定子筒所含的定子筒數(shù)為一個(gè)，所述的一組轉(zhuǎn)子筒所含的轉(zhuǎn)子筒數(shù)為兩個(gè)，組成一臺(tái)單定子雙層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

所述的一組定子筒所含的定子筒數(shù)為一個(gè)時(shí)，其定子筒上各相鄰的隔板間的筒壁上均只保留一組向內(nèi)的進(jìn)氣孔、排氣孔和火花塞，僅使定子筒內(nèi)側(cè)的各空腔各通有一組進(jìn)、排氣孔和火花塞，而其外側(cè)的各空腔則不通進(jìn)、排氣孔和火花塞，從而只利用定子筒內(nèi)側(cè)的各空腔作汽缸而不用其外側(cè)的各空腔，組成一臺(tái)單定子單層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

所述的一組定子筒所含的定子筒數(shù)為兩個(gè)，所述的一組轉(zhuǎn)子筒所含的轉(zhuǎn)子筒數(shù)為三個(gè)，組成一臺(tái)雙定子四層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

所述的一組定子筒所含的定子筒數(shù)為三個(gè)，所述的一組轉(zhuǎn)子筒所含的轉(zhuǎn)子筒數(shù)為四個(gè)，組成一臺(tái)三定子六層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

所述的一組定子筒所含的定子筒數(shù)多于一個(gè)時(shí)，將每個(gè)定子筒上的隔板與其它定子筒上的隔板相互錯(cuò)開一定角度，可使每個(gè)定子筒兩側(cè)的汽缸與其它定子筒兩側(cè)的汽缸的位置依次錯(cuò)開一定角度，其工作相位也依次錯(cuò)開一定角度，以增加做功頻次、穩(wěn)定功率輸出。

本發(fā)明的有益效果是：由于采用本方案，發(fā)動(dòng)機(jī)無曲柄連桿機(jī)構(gòu)，可直接輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，且蜂窩式的結(jié)構(gòu)使發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸多、結(jié)構(gòu)緊，功率大、體積小，構(gòu)造簡(jiǎn)單且消極質(zhì)量、有害慣性、機(jī)械振動(dòng)、磨損及功耗均小。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

附圖說明：

圖1為實(shí)施例1的主視圖；

圖2為圖1的a-a剖視圖；

圖3-8為實(shí)施例1的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周的工作原理的示意圖；

圖9為實(shí)施例2的主視圖；

圖10為圖9的a-a剖視圖；

圖11為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1、2所示，一種套筒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，其定子包括一支撐于機(jī)架的定子端蓋1，該端蓋側(cè)面設(shè)一與其同心的定子筒1a且其直徑小于該端蓋，定子筒的一端被定子端蓋封閉、另一端開口；其轉(zhuǎn)子包括一轉(zhuǎn)子端蓋2，該端蓋側(cè)面設(shè)有與其同心的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒2a，兩個(gè)轉(zhuǎn)子筒的一端被轉(zhuǎn)子端蓋封閉、另一端開口；定子和轉(zhuǎn)子相互偏心并扣合且兩者的開口端互貼對(duì)方的端蓋的內(nèi)壁做滑動(dòng)密封配合，定子筒處在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒之間；在轉(zhuǎn)子端蓋中心設(shè)一轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)子軸3，其上偏心的設(shè)一主軸3a與定子筒同心并支承于機(jī)架；在定子筒的壁上對(duì)稱的嵌有四個(gè)做徑向滑動(dòng)密封配合的隔板4，各隔板軸向的兩端分別與定子端蓋和轉(zhuǎn)子端蓋、徑向的兩端分別與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒進(jìn)行滑動(dòng)密封配合；四個(gè)隔板將定子筒內(nèi)、外兩側(cè)的夾層分割成兩層共八個(gè)空腔，各空腔由其周邊的定子筒、定子端蓋、轉(zhuǎn)子筒、轉(zhuǎn)子端蓋和隔板的部分壁面共同封閉。主軸帶動(dòng)與其偏心的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子軸帶動(dòng)支承于其上的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒位移，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒又交替的推動(dòng)各隔板在定子筒壁上做徑向往復(fù)滑動(dòng)、并分別與隔板徑向的兩端產(chǎn)生滑動(dòng)；將內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒上與隔板進(jìn)行滑動(dòng)配合的各段筒壁制成平面并分別與隔板徑向的兩端進(jìn)行平面式貼合，可制止轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)生自轉(zhuǎn)和繞主軸心的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使轉(zhuǎn)子只能產(chǎn)生繞主軸心的圓周性的平動(dòng)；每個(gè)隔板所對(duì)應(yīng)的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒壁上的兩個(gè)配合平面相互平行且隨轉(zhuǎn)子進(jìn)行平動(dòng)，故無論這兩個(gè)配合平面的位置如何變化，其與隔板配合的間距和方向均始終保持不變，均能和隔板徑向的兩端始終保持正常的貼合與滑動(dòng)，而隔板則通過其徑向往復(fù)滑動(dòng)以適應(yīng)這兩個(gè)配合平面的位置變化。各轉(zhuǎn)子筒與隔板的平面式貼合還可增強(qiáng)其配合的密封性和耐磨性。隨著轉(zhuǎn)子的圓周性平動(dòng)，定子筒兩側(cè)的各空腔的容積產(chǎn)生周期性改變，可實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、做功、排氣功能，故可用作發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，為此經(jīng)過定子端蓋在定子筒上各相鄰的隔板間的筒壁上，均通有一組向內(nèi)和一組向外的兩組進(jìn)氣孔5、排氣孔6和火花塞7，使定子筒兩側(cè)的每一個(gè)空腔都能通有一組進(jìn)、排氣孔和火花塞，組成一臺(tái)單定子雙層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)(定子筒內(nèi)側(cè)四汽缸g1-g4、外側(cè)四汽缸g5-g8)。下面以定子筒內(nèi)側(cè)汽缸g1及其對(duì)面的定子筒外側(cè)汽缸g7為例，結(jié)合圖3-8，對(duì)其工作原理進(jìn)一步說明：

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)(圖中未畫出)帶動(dòng)主軸3a順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸帶動(dòng)與其偏心的轉(zhuǎn)子軸3(軸心o1)繞主軸心o轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子軸帶動(dòng)支承于其上的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒產(chǎn)生繞主軸心的順時(shí)針圓周性平動(dòng)，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子筒且推動(dòng)各隔板4做出適應(yīng)性的徑向往復(fù)滑動(dòng)，定子筒兩側(cè)的各空腔的容積也隨之產(chǎn)生周期性改變：

轉(zhuǎn)動(dòng)至圖3所示位置，g1、g7兩汽缸的排氣孔6均呈關(guān)閉狀，兩汽缸的容積均最小并漸增、兩汽缸的進(jìn)氣孔5均開啟、開始吸入混合氣；

轉(zhuǎn)動(dòng)至圖4所示位置，兩汽缸容積最大、吸滿混合氣、吸氣止、兩汽缸的進(jìn)氣孔均關(guān)閉，兩汽缸的容積開始減小、壓縮始；

轉(zhuǎn)動(dòng)至圖5所示位置，兩汽缸的容積最小、壓縮止，兩汽缸的火花塞7點(diǎn)燃各自缸內(nèi)混合氣做功、兩汽缸容積漸增。做功情形如圖6所示，g1汽缸內(nèi)的燃?xì)鈱?duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子筒形成的氣壓合力f1，作用于內(nèi)轉(zhuǎn)子筒外壁在缸內(nèi)露出段的中點(diǎn)，作用方向順著主軸轉(zhuǎn)向、作用線通過內(nèi)轉(zhuǎn)子筒的中心，受力的內(nèi)轉(zhuǎn)子筒又通過轉(zhuǎn)子端蓋推動(dòng)其中心的轉(zhuǎn)子軸繞主軸心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主軸繼續(xù)保持順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)做功；g7汽缸內(nèi)的燃?xì)鈱?duì)外轉(zhuǎn)子筒形成的氣壓合力f2，作用于外轉(zhuǎn)子筒內(nèi)壁在缸內(nèi)露出段的中點(diǎn)，作用方向順著主軸轉(zhuǎn)向、作用線通過外轉(zhuǎn)子筒的中心，受力的外轉(zhuǎn)子筒又通過轉(zhuǎn)子端蓋拉動(dòng)其中心的轉(zhuǎn)子軸繞主軸心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主軸繼續(xù)保持順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)做功；

轉(zhuǎn)動(dòng)至圖7所示位置，兩汽缸的容積最大、做功止，兩汽缸的容積開始減小、兩汽缸的排氣孔均開啟、排出廢氣；

轉(zhuǎn)動(dòng)至圖8所示位置，兩汽缸的容積最小、排氣止、兩汽缸的排氣孔均關(guān)閉。至此，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，兩個(gè)汽缸各完成一個(gè)工作循環(huán)，實(shí)現(xiàn)自維持運(yùn)行，進(jìn)入下一循環(huán)且不斷重復(fù)。

定子筒內(nèi)側(cè)的其余各汽缸g2、g3、g4的工作原理皆同g1汽缸，僅工作相位依次相差90°；定子筒外側(cè)的其余各汽缸g5、g6、g8的工作原理皆同g7汽缸，僅工作相位依次相差90°。定子筒內(nèi)側(cè)的各汽缸各與其對(duì)面的一個(gè)定子筒外側(cè)的汽缸同步工作、共同做功(如汽缸g1與汽缸g7)。

實(shí)施例2：

如圖9、10所示，一種套筒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其定子包括一定子端蓋1，該端蓋側(cè)面設(shè)一與其同心的定子筒1a且定子筒直徑小于該端蓋，其轉(zhuǎn)子包括一轉(zhuǎn)子端蓋2，該端蓋側(cè)面設(shè)兩個(gè)與其同心的轉(zhuǎn)子筒2a；在定子筒的壁上對(duì)稱的嵌有四個(gè)做徑向滑動(dòng)密封配合的隔板4。在定子筒上各相鄰的隔板間的筒壁上均只通有一組向內(nèi)的進(jìn)氣孔5、排氣孔6和火花塞7，僅使定子筒內(nèi)側(cè)的四個(gè)空腔各通有一組進(jìn)、排氣孔和火花塞，而其外側(cè)的四個(gè)空腔則不通進(jìn)、排氣孔和火花塞，從而只利用定子筒內(nèi)側(cè)的四個(gè)空腔，形成四個(gè)定子筒內(nèi)側(cè)汽缸(g1-g4)，而不用其外側(cè)的四個(gè)空腔，組成一臺(tái)單定子單層四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子軸3、主軸3a的設(shè)置，各件的配合，定子筒內(nèi)側(cè)的各汽缸的工作原理，均如前所述。該機(jī)用于小功率場(chǎng)合，且單層汽缸的冷卻和潤(rùn)滑也更方便。

實(shí)施例3：

如圖11所示，一種套筒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其定子包括一定子端蓋1，該端蓋側(cè)面設(shè)兩個(gè)與其同心的定子筒1a且最大定子筒的直徑小于該端蓋，其轉(zhuǎn)子包括一轉(zhuǎn)子端蓋2，該端蓋側(cè)面設(shè)三個(gè)與其同心的轉(zhuǎn)子筒2a；在兩個(gè)定子筒的壁上分別對(duì)稱的嵌有四個(gè)做徑向滑動(dòng)密封配合的隔板4且兩組隔板相互錯(cuò)開45°，兩組隔板將兩個(gè)定子筒的內(nèi)、外兩側(cè)的四個(gè)夾層，分割成十六個(gè)封閉空腔，均用作發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，組成一臺(tái)雙定子四層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子軸3、主軸3a及進(jìn)、排氣孔和火花塞的設(shè)置，各件的配合，各定子筒兩側(cè)的各汽缸的工作原理，均如前所述。將兩個(gè)定子筒壁上的兩組隔板錯(cuò)開45°，可使一個(gè)定子筒兩側(cè)的各汽缸與另一定子筒兩側(cè)的各汽缸的位置依次錯(cuò)開45°，工作相位也依次錯(cuò)開45°，增加了做功頻次、穩(wěn)定了功率輸出。

實(shí)施例4：

如圖12所示，一種套筒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其定子包括一定子端蓋1，該端蓋側(cè)面設(shè)三個(gè)與其同心的定子筒1a且最大定子筒的直徑小于該端蓋，其轉(zhuǎn)子包括一轉(zhuǎn)子端蓋2，該端蓋側(cè)面設(shè)四個(gè)與其同心的轉(zhuǎn)子筒2a；在由內(nèi)向外的三個(gè)定子筒的壁上分別對(duì)稱的嵌有四、六、八個(gè)做徑向滑動(dòng)密封配合的隔板4且三組隔板相互錯(cuò)開一定角度，三組隔板將三個(gè)定子筒的內(nèi)、外兩側(cè)的六個(gè)夾層，分割成三十六個(gè)封閉空腔，均用作發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，組成一臺(tái)三定子六層汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子軸3、主軸3a及進(jìn)、排氣孔和火花塞的設(shè)置，各件的配合，各定子筒兩側(cè)的各汽缸的工作原理，以及各定子筒上隔板相互錯(cuò)開的有益效果，均如前所述。