專利名稱:凸輪式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式及工作原理的制作方法
本發(fā)明是旋轉(zhuǎn)活塞四行程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)的新方案。
旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)是使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中連續(xù)進(jìn)行，把燃料的熱能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械扭力的機(jī)器，是世界上科技名題。
目前較有成效的只有西德人王克爾(Felix·WanKel)1957年發(fā)明的三角形活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樵摍C(jī)結(jié)構(gòu)上存在著難以克服的缺點(diǎn)，三十來年沒很快發(fā)展，僅有西德NSU公司、日本東洋工業(yè)公司少數(shù)廠家生產(chǎn)。
本發(fā)明是與該機(jī)完全不同的一種新型旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及原理，可以設(shè)計(jì)出各種用途、大小馬力、各式各樣的旋轉(zhuǎn)活塞汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，各項(xiàng)性能都能達(dá)到或超過規(guī)范指標(biāo)，在各種場合都可代替常用的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。
本
發(fā)明內(nèi)容、主要構(gòu)思是依據(jù)機(jī)構(gòu)學(xué)中凸輪和頂桿理論而成，(參看附圖)。
1)結(jié)構(gòu)型式、由園形缸體1和凸輪式活塞2及頂桿式缸蓋3組成兩個(gè)可變?nèi)莘e的弧形工作室-吸壓室A′和爆排室A″。
火花塞4設(shè)在上方周邊上，進(jìn)氣口5和排氣口6設(shè)在下方周邊上，并由下部頂桿式缸蓋3隔開。
壓縮氣進(jìn)口7設(shè)在吸壓室A′的盡頭端面上，8是止回閥，壓縮氣管9承受很大的壓力，設(shè)在機(jī)體外部端面的兩側(cè)，便于檢查拆卸，10是壓縮氣出口，它與活塞上的配氣槽11相結(jié)合，控制兩個(gè)工作室之間的開閉及定時(shí)配氣。
凸輪式活塞2和冷卻渦輪12都固定在輸出軸13上。
徑向密封片14和端面密封條15及密封銷16把工作室良好的密封。
彈簧17壓緊頂桿式缸蓋3，使它密貼在凸輪式活塞的周邊上，只能滑行不能分離。
2)工作原理、本發(fā)明主要構(gòu)思的目的是把四行程工作循環(huán)分成兩組，由兩個(gè)工作室分別完成。
混合氣從進(jìn)氣口5進(jìn)入吸壓室A′，凸輪式活塞2上升邊壓縮行程和下降邊吸入行程同時(shí)進(jìn)行，被壓縮的混合氣經(jīng)壓縮氣進(jìn)口7和止回閥8進(jìn)入機(jī)體外部的壓縮氣管9內(nèi)。
當(dāng)活塞2的凸峰轉(zhuǎn)過上部頂桿式缸蓋3后配氣槽11與壓縮氣出口10相吻合，混合氣以減壓膨脹的形勢(shì)沖入機(jī)體內(nèi)部的爆排室A″，此時(shí)仍保持足夠的壓縮比，當(dāng)配氣槽11與壓縮氣出口10相閉合時(shí)，火花塞4把混合氣點(diǎn)燃而膨脹，活塞2的下降邊把燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)換成機(jī)械的旋轉(zhuǎn)扭力而輸出，上升邊同時(shí)把廢氣從常開的排氣口6排出，完成了一個(gè)工作循環(huán)。
3)扭力輸出、本發(fā)明構(gòu)思的主要功能是凸輪式活塞2固定在輸出軸13上，并裝在缸體1的園心上，以等角速度沿園周軌跡旋轉(zhuǎn)，是個(gè)理想的純“轉(zhuǎn)子”發(fā)動(dòng)機(jī)。
輸出軸每轉(zhuǎn)一周點(diǎn)火兩次，軸轉(zhuǎn)角360°上都獲得旋轉(zhuǎn)扭力，更是獨(dú)到而可貴的。
本發(fā)明與現(xiàn)有的三角形活塞發(fā)動(dòng)機(jī)比較1)結(jié)構(gòu)三角機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，8字形的包絡(luò)線型缸體及活塞制造維修都很困難，凸輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡單園形缸體及凸輪式活塞制造維修都比較容易。
2)原理三角機(jī)是由活塞的三個(gè)角在兩個(gè)弧形工作室內(nèi)輪流擺動(dòng)完成工作循環(huán)的，徑向密封片在不同象限里產(chǎn)生的離心力，克里奧利(Coriolisraft)力撞擊缸壁磨損嚴(yán)重，雖然采用噴涂耐磨金屬使用氮化硅等材料，只是加固補(bǔ)強(qiáng)，此種作用力不能根本消除，持久性能很低。
三角機(jī)的扭力是靠三角形活塞的內(nèi)腔擠壓偏心軸而輸出的，活塞與輸出軸不固定，用來定位的象位齒輪有時(shí)掉牙，把活塞卡死發(fā)生機(jī)器破損事故，可靠性能也很差。
凸輪機(jī)的活塞是在園形的缸體內(nèi)以等角速度沿園周軌跡旋轉(zhuǎn)的，徑向密封片受離心力作用時(shí)均勻的壓在缸壁上滑行，活塞與輸出軸是固定的裝在缸體的園心上，沒有上述毛病。
頂桿式缸蓋用彈簧壓緊，密貼在凸輪式活塞的周邊上，不可能產(chǎn)生分離或撞擊，這個(gè)力學(xué)方法已為當(dāng)前科學(xué)技術(shù)所解決。
3)輸出三角機(jī)偏心軸每轉(zhuǎn)一周點(diǎn)火一次，扭力作用在軸轉(zhuǎn)角270°上。
凸輪機(jī)輸出軸每轉(zhuǎn)一周點(diǎn)火兩次，扭力作用在軸轉(zhuǎn)角360°上這是十分優(yōu)越的。
更重要的是，三角機(jī)低速時(shí)扭矩下降表現(xiàn)軟特性，只能裝在小轎車上，在有負(fù)載低速起動(dòng)的載重汽車上不能使用。
凸輪機(jī)低速時(shí)扭矩表現(xiàn)為硬特性，牛馬特性，任人驅(qū)動(dòng)，適用于有負(fù)載低速起動(dòng)載重汽車及任何車輛或船艇，有廣泛的適應(yīng)性。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理時(shí)，主要是凸輪和頂桿的力學(xué)關(guān)系，為了使凸輪式活塞高速旋轉(zhuǎn)時(shí)頂桿式缸蓋仍能緊緊密貼，凸輪的線型與基園要和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性力、速度加速度等相適應(yīng)，必須用理論計(jì)算方法或?qū)嶒?yàn)方法選擇凸輪線型。
計(jì)算時(shí)先把結(jié)構(gòu)原件簡化成動(dòng)力學(xué)模型編制程序，用單質(zhì)系統(tǒng)法或多質(zhì)系統(tǒng)法，用電子計(jì)算機(jī)可以解出最佳的函數(shù)線型。
實(shí)際驗(yàn)證時(shí)，畫出凸輪轉(zhuǎn)角和升程、轉(zhuǎn)角和速度或加速度坐標(biāo)曲線，即可得到證明，這個(gè)方法在機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)課程中都有論述。
凸輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造時(shí)技術(shù)設(shè)備及材料質(zhì)量沒有特殊要求，一般內(nèi)燃機(jī)制造工廠都可承擔(dān)。
本發(fā)明凸輪式旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的效果十分可觀，它結(jié)構(gòu)簡單而優(yōu)越，具備持久性，可靠性，適應(yīng)性等發(fā)動(dòng)機(jī)的必備特性，這項(xiàng)發(fā)明不但在國內(nèi)而在世界上將有學(xué)術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上重要意義。
權(quán)利要求
1.凸輪式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式及工作原理其特征在于由園形缸體1和凸輪式活塞2及頂桿式缸蓋3組成兩個(gè)可變?nèi)莘e的弧形工作室，吸壓室A′和爆排室A″。
2.按照權(quán)利要求
1，其特征在于所說的缸體1的周邊上設(shè)有兩個(gè)頂桿式缸蓋3，進(jìn)氣口5和排氣口6也設(shè)在缸體1的周邊上，并且都是常開的。
3.按照權(quán)利要求
1，又一特征在于所說的缸體1的兩側(cè)端面外部設(shè)有壓縮氣管9與活塞2上的配氣槽11相結(jié)合，定時(shí)配氣。
4.按照權(quán)利要求
1所說，另一個(gè)技術(shù)特征在于所說的凸輪式活塞2的內(nèi)腔設(shè)有冷卻渦輪12，它們都是固定在輸出軸13上，并且是在缸體的園心上，是個(gè)純“轉(zhuǎn)子”。
專利摘要
凸輪式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式及工作原理是一種旋轉(zhuǎn)活塞汽油發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的新方案。它由圓形的缸體1和凸輪式活塞2及頂桿式缸蓋3組成兩個(gè)可變?nèi)莘e的弧形工作室—吸壓室A′和爆排室A″。火花塞4設(shè)在上方周邊上，進(jìn)氣口5和排氣口6設(shè)在下方周邊上?；钊?在缸體1內(nèi)沿圓周軌跡等角速度旋轉(zhuǎn)，輸出軸每轉(zhuǎn)一周點(diǎn)火兩次，旋轉(zhuǎn)角360°上都獲得旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，是一種純轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。這種機(jī)器可以在各種場合代替往復(fù)式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02B53/00GK85105592SQ85105592
公開日1986年5月10日 申請(qǐng)日期1985年7月12日
發(fā)明者潘文元 申請(qǐng)人:潘文元導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan