專利名稱：橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種由橢圓活塞機構(gòu)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
目前的現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)動機大多為往復(fù)活塞式。往復(fù)活塞式發(fā)動機的根本性缺陷在于存在許多往復(fù)運動質(zhì)量，如活塞組件及氣門機構(gòu)等，在進(jìn)一步提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，往復(fù)運動質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力將急劇增大，使軸承負(fù)荷顯著增加，振動加劇。這成為發(fā)動機向高速發(fā)展的嚴(yán)重障礙。而目前較為成熟的三角活塞發(fā)動機雖有許多較往復(fù)式活塞發(fā)動機好的優(yōu)點，但仍存在這樣一些缺點需要專用設(shè)備制造；低速性和燃料經(jīng)濟性較差；不能燃用柴油和其他燃料等。因而也未獲廣泛使用。
本實用新型的任務(wù)就是提供一種性能比現(xiàn)有發(fā)動機更好的新型旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
本實用新型的橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機主要是由兩個氣缸體、兩個橢圓活塞、兩個橢圓同步環(huán)、四個滑動隔板、兩個缸蓋、一個中間缸蓋和主軸構(gòu)成。氣缸體的兩端面由缸蓋和中間缸蓋封閉，氣缸體、缸蓋及中間缸蓋是固定件，每個氣缸內(nèi)裝有橢圓活塞，橢圓活塞兩端與氣缸體內(nèi)壁緊密接觸，兩橢圓活塞固定在主軸上，其在圓周上的位置相差α角。兩橢圓同步環(huán)分別固定在缸蓋外的主軸上，與各自相對的橢圓活塞同位安裝。主軸由缸蓋上的軸承支承。兩氣缸體上徑向?qū)ΨQ插入兩滑動隔板，滑動隔板兩端分別與橢圓活塞表面和橢圓同步環(huán)內(nèi)型面緊密接觸，這樣在氣缸內(nèi)形成四個工作腔(橢圓活塞頂端與滑動隔板頂端接觸時除外)。主軸轉(zhuǎn)動將帶動橢圓活塞、橢圓同步環(huán)一起轉(zhuǎn)動，滑動隔板將被限制作徑向往復(fù)運動，四個工作腔的容積隨著發(fā)生變化，其中必然有兩個工作腔容積變大，兩個工作腔容積變小，用一個氣缸內(nèi)容積變大的兩個工作腔來完成進(jìn)氣過程，用另兩個容積變小的工作腔來完成壓縮過程，再用另一個氣缸中容積變大的兩個工作腔來進(jìn)行作功過程，用其余兩個容積變小的工作腔來進(jìn)行排氣過程，作功工作腔所需壓縮燃?xì)庥蓧嚎s工作腔供給。與傳統(tǒng)發(fā)動機的區(qū)別在于四個沖程分別在兩個缸中進(jìn)行。當(dāng)橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機工作時，氣體的爆炸壓力通過橢圓活塞帶動主軸旋轉(zhuǎn)。
本實用新型的橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(以下簡稱本機)不但有三角活塞發(fā)動機的全部優(yōu)點，而且有其獨有的優(yōu)點由于采用了進(jìn)氣、壓縮過程與作功、排氣過程分別在兩個氣缸中進(jìn)行的方式，壓縮比的提高極為簡單，只要加大兩氣缸的容積差即可，這樣就能使用柴油及壓縮比要求高的燃料了；本機無需氣門機構(gòu)，進(jìn)、排氣口常開；本機的轉(zhuǎn)矩特性極好，燃?xì)鈮毫ψ畲髸r作用力臂也接近最大，且整個作功過程中，力臂恒大于 ；a、b分別為橢圓活塞的長、短軸；本機無曲軸，系全對稱結(jié)構(gòu)，各軸承受力狀況良好；本機制造簡單，無需專用設(shè)備；本機工作平穩(wěn)，主軸每轉(zhuǎn)一周有四個作功行程，相當(dāng)于一臺八缸往復(fù)式發(fā)動機。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本實用新型橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是
圖1A-A處的剖視圖，圖3是
圖1B-B處的剖視圖。
本機主要由兩組相似的零件氣缸體(1)(20)、橢圓活塞(3)(17)、橢圓同步環(huán)(5)(19)、滑動隔板(4)(18)、缸蓋(2)(16)和主軸(6)、中間缸蓋(7)組成。由這些零件分別組成兩個橢圓活塞機構(gòu)，即圖2，圖3所示，其作用是取代曲柄連桿機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)是氣缸體內(nèi)安裝橢圓活塞，橢圓活塞兩端與氣缸內(nèi)壁緊密接觸，氣缸壁上徑向?qū)ΨQ插入兩滑動隔板，滑動隔板兩端分別與橢圓活塞表面和橢圓同步環(huán)內(nèi)型面緊密接觸，氣缸兩端由缸蓋和中間缸蓋(7)封閉，這樣在氣缸體內(nèi)形成四個獨立的工作腔，橢圓活塞和橢圓同步環(huán)固定在主軸(6)上，氣缸體、缸蓋和中間缸蓋(7)作固定件，主軸(6)由缸蓋上的軸承(21)支承，主軸(6)轉(zhuǎn)動將帶著橢圓活塞和橢圓同步環(huán)一起轉(zhuǎn)動，滑動隔板被限制作徑向往復(fù)運動，氣缸體內(nèi)四個工作腔容積也將隨著發(fā)生變動。為了利用橢圓活塞機構(gòu)，在氣缸體(1)上開有兩進(jìn)氣孔(9)，在氣缸體(20)上開有兩排氣孔(10)，并安有兩火花塞(15)，在中間缸蓋上開有兩個壓縮氣通孔(8)，并將橢圓活塞(3)和橢圓活塞(17)在主軸(6)的圓周上相差α角安裝。
橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的工作原理，為理解方便，從發(fā)動機運行中間某時開始敘述，見圖2、圖3，設(shè)主軸(6)順時針旋轉(zhuǎn)，工作腔(11)容積變大?？扇蓟旌蠚鈴倪M(jìn)氣孔(9)吸入，進(jìn)行吸氣過程；工作腔(12)容積變小，可燃混合氣被壓縮，進(jìn)行壓縮過程；工作腔(13)容積變大，正在進(jìn)行爆炸作功過程；工作腔(14)容積變小，將廢氣從排氣孔(10)排出，進(jìn)行排氣過程。當(dāng)主軸(6)轉(zhuǎn)動到橢圓活塞(17)頂端與滑動隔板(18)頂端接觸時，工作腔(13)的作功過程和工作腔(14)的排氣過程結(jié)束。圖4、圖5為壓縮氣通孔(8)開啟時的局部放大圖，當(dāng)主軸(6)轉(zhuǎn)動至橢圓活塞(17)頂端轉(zhuǎn)過N點時，由滑動隔板(4)、(18)封閉的壓縮氣通孔(8)打開，工作腔(12)的壓縮氣被排入工作腔(13)，當(dāng)橢圓活塞(3)的頂端轉(zhuǎn)過M點時，壓縮氣通孔(8)被封閉，此時壓縮過程結(jié)束，火花塞(15)跳火工作腔(13)又開始爆炸作功過程，同時工作腔(14)又在進(jìn)行排氣過程，當(dāng)橢圓活塞(3)的頂端與滑動隔板(4)的頂端接觸時，工作腔(11)的進(jìn)氣過程結(jié)束。由此可見，幾乎在每一時刻發(fā)動機的四個工作行程都分別在不同的工作腔中進(jìn)行，主軸(6)每轉(zhuǎn)一周可完成四個四沖程工作循環(huán)。
本實用新型的另一種實施方案是將橢圓活塞(3)(17)和橢圓同步環(huán)(5)(19)作固定件，而使氣缸(1)(20)、缸蓋(2)(16)和中間缸蓋(7)轉(zhuǎn)動，其他部件也作相應(yīng)改動即可，這里不作詳細(xì)說明。這種方案的優(yōu)點是可減小發(fā)動機的體積，有利于采用風(fēng)冷方式。
本實用新型還可不用橢圓同步環(huán)(5)(19)，而采用彈簧裝置或其他裝置來控制滑動隔板(4)(18)作徑向往復(fù)運動。
實施本實用新型的有關(guān)說明。
本實用新型中的橢圓同步環(huán)內(nèi)型面曲線是這樣形成的由形成橢圓活塞的橢圓線上任意點與橢圓心的連線向外延伸一恒值(即滑動隔板長度)所得點構(gòu)成，這是一近似橢圓線。這樣才能保證滑動隔板的頂端始終緊密接觸橢圓活塞表面。
本實用新型中兩橢圓活塞(3)(17)安裝的α角度差與設(shè)計的壓縮比有關(guān)，壓縮比越大α角應(yīng)越小。也可使兩橢圓活塞機構(gòu)中的滑動隔板(4)(18)的安裝位置有一α角度差，而兩橢圓活塞(3)(17)同位安裝。
本實用新型的密封、潤滑、冷卻方案可采用與三角活塞發(fā)動機相似的形式。
權(quán)利要求1.一種橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，主要由氣缸體(1)(20)、橢圓活塞(3)(17)、橢圓同步環(huán)(5)(19)、滑動隔板(4)(18)、缸蓋(2)(16)和主軸(6)、中間缸蓋(7)組成；其特征在于氣缸體內(nèi)安裝橢圓活塞，橢圓活塞兩端與氣缸內(nèi)壁緊密接觸，氣缸壁上徑向?qū)ΨQ插入兩滑動隔板，滑動隔板兩端分別與橢圓活塞表面和橢圓同步環(huán)內(nèi)型面緊密接觸，氣缸兩端由缸蓋和中間缸蓋(7)封閉，這樣在氣缸體內(nèi)形成四個獨立的工作腔，橢圓活塞和橢圓同步環(huán)固定在主軸(6)上，氣缸體、缸蓋和中間缸蓋(7)作固定件，主軸(6)由缸蓋上的軸承(21)支承，主軸(6)轉(zhuǎn)動將帶著橢圓活塞和橢圓同步環(huán)一起轉(zhuǎn)動，滑動隔板被限制作徑向往復(fù)運動，氣缸體內(nèi)四個工作腔容積也將隨著發(fā)生變動；在氣缸體(1)上開有兩進(jìn)氣孔(9)，在氣缸體(20)上開有兩排氣孔(10)，并安有兩火花塞(15)，在中間缸蓋上開有兩個壓縮氣通孔(8)，橢圓活塞(3)和橢圓活塞(17)在主軸(6)的圓周上相差α角安裝；用氣缸體(1)中工作腔(11)(12)分別完成進(jìn)氣和壓縮過程，以產(chǎn)生壓縮氣體，工作腔(12)產(chǎn)生的壓縮燃?xì)庥蓧嚎s氣通孔(8)排入工作腔(13)，壓縮氣通孔(8)的開閉由滑動隔板(4)(18)的位置控制，或用其他方式如單向閥等裝置控制，用氣缸體(20)中工作腔(13)(14)分別完成作功和排氣過程，工作腔(13)內(nèi)燃?xì)獗ㄍ苿訖E圓活塞(17)轉(zhuǎn)動，并通過主軸(6)對外輸出轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其特征在于采取橢圓活塞和橢圓同步環(huán)固定，氣缸體、缸蓋和中間缸蓋轉(zhuǎn)動的方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1、2所述的旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其特征在于不用橢圓同步環(huán)，而采用其他裝置來控制滑動隔板作徑向往復(fù)運動，如彈簧裝置、液壓或氣壓裝置等。
專利摘要本實用新型橢圓活塞旋轉(zhuǎn)發(fā)動機主要是由氣缸體、橢圓活塞、滑動隔板、缸蓋、橢圓同步環(huán)構(gòu)成的橢圓活塞機構(gòu)組成。橢圓活塞機構(gòu)運動能夠形成四個容積變化的工作腔(1)，用兩個這樣的機構(gòu)分別來完成進(jìn)氣、壓縮過程和作功、排氣過程，從而滿足四沖程發(fā)動機的要求，本機每轉(zhuǎn)一周可進(jìn)行四個四沖程工作循環(huán)，與傳統(tǒng)的八缸發(fā)動機相當(dāng)；本機結(jié)構(gòu)對稱，無曲軸；進(jìn)、排氣門常開，無需氣門機構(gòu)。
文檔編號F02B53/00GK2244100SQ9524283
公開日1997年1月1日 申請日期1995年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月7日
發(fā)明者王立濤 申請人:王立濤