雙轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機，具體涉及的是一種雙轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機。
【背景技術】
[0002]內(nèi)燃機是一種將燃料與氣體(空氣或壓縮空氣)混合并使混合料在機器內(nèi)部燃燒，從而將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動力的熱力發(fā)動設備?，F(xiàn)有的內(nèi)燃機大體分為活塞式內(nèi)燃機和轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機。
[0003]活塞式內(nèi)燃機，是依靠曲軸連桿機構(gòu)帶動活塞在氣缸內(nèi)作往復運動，實現(xiàn)內(nèi)燃機進氣、壓縮、做功和排氣過程，從而對外輸出機械能。該種內(nèi)燃機雖然輸出功率較大，但結(jié)構(gòu)復雜，工作時容易產(chǎn)生強烈的振動，因而磨損較為嚴重。
[0004]轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機，是直接依靠燃燒產(chǎn)生的高壓氣體推動轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)內(nèi)燃機進氣、壓縮、做功和排氣過程，從而對外輸出機械能。該種內(nèi)燃機相比活塞式內(nèi)燃機來說，結(jié)構(gòu)相對簡單的多，并且工作時不產(chǎn)生振動，但由于轉(zhuǎn)子與動力輸出軸之間固有的位置關系和轉(zhuǎn)速關系，使得動力輸出軸轉(zhuǎn)動一周只有一個做功的過程，因而導致了該種內(nèi)燃機的輸出功率小，并且內(nèi)燃機的密封性也比較差。
[0005]因此，如何對現(xiàn)有的內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)進行改進，便成為本領域技術人員急需解決的主要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述技術的不足，本發(fā)明提供了一種雙轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機，具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出功率大、密封性好、易于控制的特點。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0008]雙轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機，包括氣缸，設置在該氣缸內(nèi)的轉(zhuǎn)軸，以及均與氣缸連接的燃料供給裝置、點火裝置和排氣閥，還包括固定在轉(zhuǎn)軸側(cè)壁、并且滑動貼合氣缸內(nèi)壁的第一轉(zhuǎn)子，一端伸入到氣缸內(nèi)并滑動貼合轉(zhuǎn)軸外壁的擋板，與該擋板另一端連接、且位于氣缸外、并與轉(zhuǎn)軸作同步運動的機械式擋板往復運動控制機構(gòu)，一端滑動貼合氣缸內(nèi)壁、另一端通過套環(huán)套在轉(zhuǎn)軸上并通過彈性裝置與第一轉(zhuǎn)子連接的第二轉(zhuǎn)子，用于向氣缸內(nèi)通入壓縮氣并與燃料混合燃燒推動第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的第一進氣通道，以及用于向氣缸內(nèi)通入空氣的第二進氣通道。
[0009]進一步地，本發(fā)明還包括位于氣缸外、且與第一進氣通道連通的儲氣罐，所述轉(zhuǎn)軸上開設有球形槽，所述儲氣罐通過氣管與第一進氣通道連通，并且該氣管上還設有與球形槽相匹配的球體。
[0010]再進一步地，所述儲氣罐上還設有第一氣閥。
[0011]具體地說，所述機械式擋板往復運動控制機構(gòu)包括與轉(zhuǎn)軸連接并與該轉(zhuǎn)軸作同步轉(zhuǎn)動的馬耳他十字機芯，均設置在該馬耳他十字機芯上、并由其帶動轉(zhuǎn)動的第一推塊和第二推塊，通過固定塊與擋板連接、并由第一推塊和第二推塊交替推動作拉伸運動的交叉式伸縮機構(gòu)，以及設置在固定塊上、用于與交叉式伸縮機構(gòu)配合帶動擋板作往復移動的彈簧；所述交叉式伸縮機構(gòu)與氣缸外壁連接。
[0012]具體地說，所述交叉式伸縮機構(gòu)包括均由至少三個順次交錯轉(zhuǎn)動連接的條桿構(gòu)成的第一連桿和第二連桿；所述第一連桿位于第二連桿下方，二者至少有三個相交點，其中，首尾兩個相交點均各自套在一個固定桿上，并且最后一個相交點固定在固定塊上，而第一連桿和第二連桿中間部分的相交點均各自套在一個轉(zhuǎn)動桿上；所述固定桿與氣缸外壁連接；所述第一連桿的端部延伸至馬耳他十字機芯中并由第一推塊推動使整個交叉式伸縮機構(gòu)拉伸；所述第二連桿的端部也延伸至馬耳他十字機芯中并由第二推塊推動使整個交叉式伸縮機構(gòu)拉伸。
[0013]更進一步地，所述第一進氣通道包括開設在轉(zhuǎn)軸正面上、且與氣管連通的第一進氣孔，開設在該轉(zhuǎn)軸側(cè)面上的出氣孔，設置在套環(huán)上并且與第一進氣孔連通的第一環(huán)形槽，與該第一環(huán)形槽連通、且在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時與出氣孔交替連通和斷開的弧形槽，以及開設在套環(huán)上、且與第一環(huán)形槽連通的第二進氣孔。
[0014]更進一步地，所述第二進氣通道包括開設在轉(zhuǎn)軸正面上的第三進氣孔，設置在套環(huán)上并且與第三進氣孔連通的第二環(huán)形槽，以及與該第二環(huán)形槽連通、用于將外部空氣通入到氣缸內(nèi)的第四進氣孔。
[0015]作為優(yōu)選，所述第二進氣孔和第四進氣孔上均設有第二氣閥。
[0016]作為優(yōu)選，所述彈性裝置為彈簧。
[0017]作為優(yōu)選，所述第二轉(zhuǎn)子一側(cè)面為弧形面。
[0018]本發(fā)明的設計原理在于，通過第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，在配合擋板的間歇性往復運動后，利用轉(zhuǎn)軸和彈性裝置的作用力，在燃料供給裝置供料、進氣通道供氣、點火裝置點火燃燒、排氣閥排廢氣的條件下，當?shù)谝晦D(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，利用兩個轉(zhuǎn)子和擋板的規(guī)律性運動，可以在氣缸中由第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子和擋板三者所劃分出來的不同區(qū)域內(nèi)同時進行進氣、做功、壓縮、排氣的過程，從而實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機動力輸出軸的連續(xù)做功和輸出，并增大了轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機的輸出功率。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020](I)本發(fā)明通過設計兩個轉(zhuǎn)子，并依靠彈性裝置的連接，然后利用擋板的間歇性往復運動，從而在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動力和彈性裝置彈力的作用下，使得兩個轉(zhuǎn)子有規(guī)律地在轉(zhuǎn)軸內(nèi)連續(xù)轉(zhuǎn)動，進而在配合燃料供給裝置、點火裝置、進氣通道和排氣閥后，通過連貫的機構(gòu)聯(lián)動控制方式，使得內(nèi)燃機氣缸內(nèi)進氣、做功、壓縮和排氣的過程可以同步進行，如此便可很好地實現(xiàn)內(nèi)燃機功率的連續(xù)輸出。本發(fā)明與一般的四沖程內(nèi)燃機每旋轉(zhuǎn)兩圈才做功一次相比，其轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一次就完成了進氣、壓縮、做功、排氣的一個完整循環(huán)，因而具有高馬力容積比(引擎容積較小就能輸出較多動力)的優(yōu)點。
[0021](2)與一般轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機磨損嚴重、零部件壽命短、油耗高、污染嚴重、生產(chǎn)工藝要求高相比，本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸緊密相連，并且在運轉(zhuǎn)過程中，其推動力始終與氣缸內(nèi)壁相切，因而很大程度上降低了內(nèi)燃機對制造工藝的要求，不僅降低了零部件的磨損，而且大幅延長了內(nèi)燃機的使用壽命，并且提高了內(nèi)能的轉(zhuǎn)化率和空氣壓縮比，使燃燒更加充分。本發(fā)明既降低了油耗和對冷卻系統(tǒng)的要求，又減少了廢氣污染物的排放，因而具有節(jié)能環(huán)保的特點。
[0022](3)由于轉(zhuǎn)軸的軸向運轉(zhuǎn)特性，因而本發(fā)明不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉(zhuǎn)速度，整個內(nèi)燃機只有兩個轉(zhuǎn)動部件，與一般的四沖程內(nèi)燃機具有進、排氣活門等二十多個氣門組部件相比，其結(jié)構(gòu)大幅簡化，發(fā)生故障的可能性也大大減少。本發(fā)明獨特的環(huán)形氣缸，不僅尺寸選用更加靈活，而且重量輕、低重心、震動小，噪音小；并且本發(fā)明安裝方式非常靈活，并且其可在實現(xiàn)全方位安裝的同時，達到完全隱沒的效果。
[0023](4)本發(fā)明設置的機械式擋板往復運動控制機構(gòu)，巧妙地運用了馬耳他十字機芯的結(jié)構(gòu)設計和工作原理，并配合了第一推塊、第二推塊、交叉式伸縮機構(gòu)以及彈簧的設計，并且馬耳他十字機芯與轉(zhuǎn)軸作同步轉(zhuǎn)動，因此，在馬耳他十字機芯的控制下，利用推塊推動交叉式伸縮機構(gòu)作拉伸運動時，可以帶動擋板脫離轉(zhuǎn)軸，然后在彈簧回復力的作用下，又作收縮運動，并同時帶動擋板繼續(xù)滑動貼合轉(zhuǎn)軸外壁，如此反復循環(huán)，便可使擋板在氣缸內(nèi)有規(guī)律地作往復運動，進而確保了兩個轉(zhuǎn)子的規(guī)律性轉(zhuǎn)動，同時也確保了內(nèi)燃機進氣、做功、壓縮和排氣流程的正常同步進行。本發(fā)明中機械式擋板往復運動控制機構(gòu)的設計非常巧妙，由于其采用了現(xiàn)有成熟的結(jié)構(gòu)，并合理地將這些結(jié)構(gòu)進行了結(jié)合，因此該機械式擋板往復運動控制機構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，而且易于實現(xiàn)和控制，并且使用效果俱佳，真正實現(xiàn)了技術創(chuàng)新、成本投入、使用效果三者之間的相對平衡。
[0024](5)本發(fā)明設置了儲氣罐，其在配合第一進氣通道巧妙的結(jié)構(gòu)設計和轉(zhuǎn)軸及套環(huán)的轉(zhuǎn)動后，可以在內(nèi)燃機進行做功流程的同時，將氣缸內(nèi)經(jīng)由第一轉(zhuǎn)子壓縮后的空氣進行儲存，并在內(nèi)燃機進行排氣流程的同時，再將儲存的壓縮氣輸出到氣缸內(nèi)與燃料混合燃燒，并繼續(xù)做功，進一步保證了內(nèi)燃機做功的連續(xù)性；同時，通過球形槽與球體的配合，本發(fā)明可以有效地確保儲氣罐的接口不隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，從而很好地對儲氣罐的位置進行了定位，令其不影響內(nèi)燃機的工作。
[0025](6)本發(fā)明在儲氣罐上還設置了第一氣閥，當儲氣罐內(nèi)氣壓不足時，可通過打開第一氣閥的方式，將外部空氣引入，然后增大儲氣罐內(nèi)的氣壓，使其能夠順利經(jīng)由第一進氣通道進入到氣缸內(nèi)，保證內(nèi)燃機中進氣和做功過程的正常進行。
[0026](7)本發(fā)明還在第二進氣孔和第四進氣孔上均設置了第二氣閥，利用氣壓推動第二氣閥開啟的方式，很好地確保了氣缸內(nèi)進氣通道的密閉性，從而進一步保證了內(nèi)燃機的安全性。
[0027](8)本發(fā)明設計合理、結(jié)構(gòu)巧妙、運轉(zhuǎn)基本不需要機油，并且不含飛輪的設計，因而能夠更快地實現(xiàn)加速，并在較低轉(zhuǎn)速下仍然具有較大的扭矩。由于氣缸內(nèi)同步實現(xiàn)進氣、做功、壓縮、排氣的流程是本發(fā)明最大的設計亮點，因此，其很好地突破了現(xiàn)有技術的束縛，實現(xiàn)了重大的創(chuàng)新，并且順應了科技發(fā)展的潮流，本發(fā)明具有很高的實用價值和推廣價值，應用前景廣泛。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為機械式擋板往復運動控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4(a)?4(d)為交叉式伸縮機構(gòu)工作時各個狀態(tài)的示意圖。
[0032]圖5為套環(huán)的剖面圖