專利名稱：旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的內(nèi)燃機(jī)，即旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
目前，國(guó)內(nèi)外用于車輛、船舶等的動(dòng)力設(shè)備還是以往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)為主。但往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝復(fù)雜、加工制造難度大、用料多、維修和保養(yǎng)工作量大、使用壽命短、成本高等不足之處。尤其是曲軸、連桿在制造上要求很高，給加工制作帶來(lái)一定的難度，而且曲軸本身的強(qiáng)度又低，嚴(yán)重地影響了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命?，F(xiàn)有的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)體積大，且笨重。以上這些不足之處長(zhǎng)期以來(lái)一直沒(méi)有得到解決。從六十年代開(kāi)始，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的科技人員對(duì)“旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)”進(jìn)行了各種各樣的研究，如美國(guó)研制的吉爾伯特片簧式發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)和西德研制的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)均具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、體積小、重量輕、成本低等明顯的優(yōu)點(diǎn)。但這兩種樣機(jī)由于關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題無(wú)法得到合理的解決，所以使用壽命很短，產(chǎn)品無(wú)法投產(chǎn)上市。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，它能減少往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成的不平衡磨損，克服曲軸轉(zhuǎn)到上下死點(diǎn)產(chǎn)生的不平衡被動(dòng)力，從而提高作功能力，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命；簡(jiǎn)化加工制造工藝、節(jié)約原材料、降低成本；減少結(jié)構(gòu)、縮小體積、減輕重量，使其更便于安裝、使用和維修保養(yǎng)。
本實(shí)用新型的解決方案是提供一種變往復(fù)運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用直軸代替曲軸，以圓轉(zhuǎn)子代替活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)。從而避免了運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的不平衡而消耗功率，同時(shí)減少了零部件的磨損，延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。由于直軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，因而旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、重量輕、安裝、使用和維修保養(yǎng)方便。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。本旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)主要由主軸(1)、分電器(2)、潤(rùn)滑油泵(3)、潤(rùn)滑油供應(yīng)系統(tǒng)(4)、左右端蓋(5)、左右端面凸輪(6)、貯氣筒(7)、圓轉(zhuǎn)子(8)、油氣手控閥(9)、油氣機(jī)控閥(10)、飛輪(11)、機(jī)控閥凸輪(12)、后封油盤(13)、左右軸承套(14)、主缸內(nèi)套(15)、主缸外套(16)、油底殼(17)、左右缸外套(18)、左右缸內(nèi)套(19)、游動(dòng)塊(20)、軸承(21)、皮帶輪(22)組成。
圖2是圓轉(zhuǎn)子(8)的示意圖。圓轉(zhuǎn)子(8)是一圓柱體，上面沿軸向開(kāi)有三條槽，每槽中心線的夾角為120°。轉(zhuǎn)子外圓上箍著一個(gè)鋼套，形成了整個(gè)圓轉(zhuǎn)子(8)。
游動(dòng)塊(20)銜在圓轉(zhuǎn)子(8)的圓柱體三條槽內(nèi)，隨圓轉(zhuǎn)子(8)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在兩端凸輪之間沿凸輪曲線作軸向移動(dòng)。
主軸(1)是一直軸。圓轉(zhuǎn)子(8)固定在主軸(1)之上。左右端面凸輪(6)中心裝有軸承套(14)。主軸(1)通過(guò)軸承(21)和軸承套(14)聯(lián)接組成發(fā)動(dòng)機(jī)的主體。
左右端面凸輪(6)是兩個(gè)形狀完全一樣的固定不動(dòng)的凸輪。左右端面凸輪曲線在沿主軸360°圓周方向?qū)?yīng)點(diǎn)的距離處處相等，即此低彼高，此高彼低。左右端面凸輪(6)外圓上固連著左右缸內(nèi)套(19)，其內(nèi)徑尺寸與圓轉(zhuǎn)子(8)的鋼套內(nèi)徑一樣大小，這樣在左右端面凸輪(6)與圓轉(zhuǎn)子(8)、左右缸內(nèi)套(19)及游動(dòng)塊(20)之間形成了左右各三個(gè)可變工作室。工作室容積的大小是隨著游動(dòng)塊(20)在左右凸輪(6)上的位置而變化的。
圓轉(zhuǎn)子(8)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，與左右軸承套(14)和左右缸內(nèi)套(19)之間存在活動(dòng)間隙，需要密封。左右各三個(gè)可變工作室的密封是靠設(shè)在圓轉(zhuǎn)子(8)兩端面的大小各兩對(duì)密封環(huán)(C1)和(C2)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。密封槽內(nèi)有彈簧片始終將密封環(huán)(C1)和(C2)頂出，使它貼合在左右軸承套(14)和左右缸內(nèi)套(19)的端面上，保證了左右各三個(gè)可變工作室的密封要求。
圖4是右工作室的示意圖。右工作室起空氣壓縮機(jī)的作用。在圓轉(zhuǎn)子(8)沿給定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣口a1吸進(jìn)空氣，經(jīng)壓縮后從輸出口a2輸送到貯氣筒(7)內(nèi)。貯氣筒(7)內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)進(jìn)油氣手控閥(9)和進(jìn)油氣機(jī)控閥(10)與汽油混合后按指令供應(yīng)左邊三個(gè)工作室。
圖3是左工作室的示意圖。經(jīng)(b1)進(jìn)入左工作室的混合油氣由分電器(2)按要求指令性地給火花塞(b2)和(b3)點(diǎn)火爆炸。當(dāng)火花塞(b2)點(diǎn)火爆炸前，油氣機(jī)控閥(10)按指令性關(guān)閉進(jìn)油口(b2)。混合油氣燃爆產(chǎn)生的強(qiáng)大推力，推動(dòng)游塊(20)帶動(dòng)圓轉(zhuǎn)子(8)沿給定方向轉(zhuǎn)動(dòng)(做功)。當(dāng)一個(gè)工作室點(diǎn)火爆炸時(shí)，另兩個(gè)工作室一個(gè)仍在做功，一個(gè)在排放廢氣。三個(gè)工作室周而復(fù)始不斷形成進(jìn)、壓、爆、排四個(gè)過(guò)程，并且?guī)?dòng)主軸(1)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圓轉(zhuǎn)子(8)旋轉(zhuǎn)360°，三塊游動(dòng)塊在左邊形成的三個(gè)密閉的工作室分別完成一次進(jìn)、壓、爆、排過(guò)程。
圖5是游動(dòng)塊(20)沿左右端面凸輪(6)的曲線運(yùn)動(dòng)360°時(shí)的展開(kāi)工作圖。當(dāng)游動(dòng)塊轉(zhuǎn)到展開(kāi)圖中所示位置時(shí)，進(jìn)氣口(b1)已封閉，由分電器(2)指令性給火花塞(b2)進(jìn)行第一次點(diǎn)火爆炸。當(dāng)游動(dòng)塊(20)轉(zhuǎn)過(guò)(b3)時(shí)，第二次點(diǎn)火將未燃盡的混合油氣充分燃爆。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，裝在主軸(1)上的皮帶輪(22)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)給蓄電池充電和水泵供給循環(huán)冷卻水，并帶動(dòng)風(fēng)扇給發(fā)動(dòng)機(jī)散熱。潤(rùn)滑油泵(3)是一個(gè)葉片泵，在主軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將油底殼(17)中的潤(rùn)滑油吸入，經(jīng)排油口、機(jī)油濾清器壓入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油道，給發(fā)動(dòng)機(jī)各部位進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻。裝在主軸(1)左端的飛輪(11)和附在飛輪(11)上的機(jī)控閥凸輪(12)分別是輸出發(fā)動(dòng)機(jī)的能量和控制供油氣機(jī)控閥的開(kāi)啟閉合之用。發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)冷卻水是通過(guò)設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)外套中的蛇形水道散熱冷卻。
本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是因采用直軸圓轉(zhuǎn)子傳動(dòng)，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，零部件少，與同功率的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)比較，加工制作大為簡(jiǎn)化，體積小、重量輕、減少了材料消耗，因而成本低。因?yàn)榭朔送鶑?fù)式運(yùn)動(dòng)不平衡慣性力，減少能量的消耗和零部件的磨損，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和使用壽命也相應(yīng)提高了。同時(shí)由于有二次點(diǎn)火，減少能源的損失和廢氣對(duì)環(huán)境的污染。由于是直軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，比曲軸和偏心軸運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)。也便于拆卸、安裝和維護(hù)保養(yǎng)。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，主要由主軸(1)、分電器(2)、潤(rùn)滑油泵(3)、潤(rùn)滑油供應(yīng)系統(tǒng)(4)、左右端蓋(5)、左右端面凸輪(6)、貯氣筒(7)、圓轉(zhuǎn)子(8)、油氣手控閥(9)、油氣機(jī)控閥(10)、飛輪(11)、機(jī)控閥凸輪(12)、后封油盤(13)、左右軸承套(14)、主缸內(nèi)套(15)、主缸外套(16)、油底殼(17)、左右缸外套(18)、左右缸內(nèi)套(19)、游動(dòng)塊(20)、軸承(21)、皮帶輪(22)構(gòu)成，其特征是主軸(1)是一直軸，圓轉(zhuǎn)子(8)固聯(lián)在主軸(1)上；左右端面凸輪(6)、圓轉(zhuǎn)子(8)、左右缸內(nèi)套(19)、游動(dòng)塊(20)之間形成左右各三個(gè)可變工作室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是圓轉(zhuǎn)子(8)兩端面設(shè)大小密封環(huán)(C1)和(C2)，由彈簧頂出(C1)、(C2)，使其貼合在左右軸承套(14)和左右缸內(nèi)套(19)的端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是左右端面凸輪(6)是兩個(gè)形狀完全一樣的凸輪，沿主軸360°圓周方向?qū)?yīng)點(diǎn)的距離處處相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是左端面凸輪(6)上設(shè)有進(jìn)油氣口(b1)、火花塞(b2)、(b3)以及排氣口(b4)；右端面凸輪(6)上設(shè)有進(jìn)空氣口(a1)和輸出壓縮空氣口(a2)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)式圓轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)動(dòng)機(jī)由主軸、圓轉(zhuǎn)子、端面凸輪等組成。圓轉(zhuǎn)子固定在主軸之上。主軸兩端和左右端面凸輪中心的軸承配合聯(lián)接組成發(fā)動(dòng)機(jī)的主體。本發(fā)動(dòng)機(jī)用直軸代替了以往發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，以圓轉(zhuǎn)子代替了活塞，變往復(fù)運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，克服了曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)到死點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生不平衡慣性力，減少了零部件的磨損和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)。本發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、便于安裝和保養(yǎng)、成本低，并且具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)、功率大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02B53/00GK2135065SQ9022499
公開(kāi)日1993年6月2日 申請(qǐng)日期1990年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月15日
發(fā)明者張其南, 趙雍德 申請(qǐng)人:張其南, 趙雍德