不等程工作四轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以提高燃料使用效率為目的，所進(jìn)行了一系列針對(duì)轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、零件及構(gòu)造的機(jī)械領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。從而設(shè)計(jì)出一種不等程工作四轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)都有吸氣、壓縮、做功、排氣個(gè)四沖程，空氣通過(guò)吸氣和壓縮沖程，其體積被壓縮了幾倍到幾十倍并同燃料混合，當(dāng)其被點(diǎn)燃一爆發(fā)后其體積會(huì)在原來(lái)的基礎(chǔ)上再膨脹幾十倍，這樣膨脹的氣體推動(dòng)轉(zhuǎn)子(葉片)轉(zhuǎn)動(dòng)或推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)做功。由于一般現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣、做功、排氣的工作行程都是等程的，其膨脹氣體所產(chǎn)生的氣壓只能有一部分用于做功，其余的被消音器、排氣管等消耗，然后排放掉了。
[0003]試想:若活塞式氣缸做功行程為X，氣缸內(nèi)平均壓力為1，氣缸做功為100%的話，如果(氣缸直徑不變)做功行程為2X，壓力雖減少至50%，但做功增加50% ;做功行程為3X，壓力減少至33 %，做功再增加33 %;做功行程為4X，壓力減少至25 %，做功再增加25 %。這樣，行程增加3倍，總做功=100% +50% +33% +25%= 208%，由此可見(jiàn)，通過(guò)這一途徑可將每一次燃燒后膨脹的氣體最大限度地轉(zhuǎn)化成做功(即所排出的廢氣壓力與燃料和空氣混合氣體壓縮后的壓力接近相等)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)功效成倍增長(zhǎng)，因此本發(fā)明可以設(shè)計(jì)成:做功的行程是吸氣行程的數(shù)倍乃至十倍以上(前后兩者之比稱(chēng)為排吸比)，至于多少倍為最合理，是下一步研究的課題。
[0004]現(xiàn)有轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際使用中轉(zhuǎn)子密封性不好，能耗高影響其推廣使用。如果轉(zhuǎn)子徑向、軸向密封能達(dá)到或接近活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的密封效果，那么就可得以保證上述構(gòu)想的實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明以提高燃料使用效率為目的，采用一種不等程工作四轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以增加做功行程為改進(jìn)手段；針對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際使用中，轉(zhuǎn)子密封性不好，改進(jìn)轉(zhuǎn)子徑向、軸向的密封措施，所采取所進(jìn)行了一系列機(jī)械領(lǐng)域的零、配件結(jié)構(gòu)及功能部位的設(shè)計(jì)。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種不等程工作四轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該裝置由主軸套1,左或右機(jī)殼2、3，減壓閥4，左、右外轉(zhuǎn)子5、8，左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子6、7，左、右啟動(dòng)電機(jī)9、10，徑向、軸向密封等零、配件組成；
[0007]所述的主軸套1按順序穿過(guò)左機(jī)殼2、左外轉(zhuǎn)子5、左內(nèi)轉(zhuǎn)子6、右內(nèi)轉(zhuǎn)子7，右外轉(zhuǎn)子8、右機(jī)殼3的軸心；前者與后者軸心重合；
[0008]所述的四個(gè)轉(zhuǎn)子包括葉片，葉片以同側(cè)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子分別交叉后，兩側(cè)轉(zhuǎn)子再交叉，葉片按左視順時(shí)針排列為左外轉(zhuǎn)子葉片5a、右內(nèi)轉(zhuǎn)子葉片7a、左內(nèi)轉(zhuǎn)子葉片6a、右外轉(zhuǎn)子葉片8a布置組裝，其每個(gè)轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量=N ;轉(zhuǎn)子的葉片厚度展開(kāi)角度=葉角；
[0009]所述的四個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的根部?jī)蓚?cè)設(shè)有葉肩即5b、6b、7b、8b，其厚度展開(kāi)角度=葉肩角。
[0010]優(yōu)選地，所述每個(gè)轉(zhuǎn)子與主軸套1之間都配有一個(gè)內(nèi)飛輪或內(nèi)棘輪5c、6c、7c、8c，當(dāng)轉(zhuǎn)子左視逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鎖緊兩者一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，當(dāng)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)不影響主軸套1的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)；在外轉(zhuǎn)子5、8與機(jī)殼2、3上的支撐環(huán)2g、3g之間，各配有一個(gè)外飛輪或外棘輪5d、8d，當(dāng)轉(zhuǎn)子左視順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鎖緊兩者，讓轉(zhuǎn)子不動(dòng)，將反力傳給機(jī)座。
[0011]優(yōu)選地，所述外轉(zhuǎn)子5、8的擋圈5-2、8-2上設(shè)置齒輪帶動(dòng)數(shù)個(gè)副軸5_3、8_3，可將左、右啟動(dòng)電機(jī)9、10、冷卻水泵、燃油泵、機(jī)油泵等模塊化，其傳動(dòng)軸插接到副軸上，其機(jī)座固定到端蓋2-1、3-1上。
[0012]優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)子葉片工作圓環(huán)體，外半徑=R1、內(nèi)半徑=R2、中心軸半徑=R3的區(qū)域內(nèi)，兩轉(zhuǎn)子葉片吸氣時(shí)的夾角=吸氣角；某一轉(zhuǎn)子葉片做功所轉(zhuǎn)過(guò)的角度=排氣角；異側(cè)兩轉(zhuǎn)子葉片完成壓縮工作后的夾角=壓縮角；排氣口展開(kāi)角度=排氣口角；進(jìn)氣口展開(kāi)角度=進(jìn)氣口角；它們與壓縮比、排吸比、葉角、葉肩角之間的邏輯關(guān)系:
[0013]360度={排氣角+吸氣角+(葉角+葉肩角)*4}*N;
[0014]壓縮比=吸氣角/壓縮角；壓縮角=2*葉肩角；或吸氣角=2*葉肩角*壓縮比；
[0015]排吸比=排氣角/吸氣角;排氣角=360度/N-吸氣角_(葉角+葉肩角)*4 ；
[0016]排氣口角=2*葉肩角；進(jìn)氣口角=2*葉肩角。
[0017]優(yōu)選地，所述的每對(duì)同側(cè)轉(zhuǎn)子即左外轉(zhuǎn)子5與左內(nèi)轉(zhuǎn)子6或右內(nèi)轉(zhuǎn)子7與右外轉(zhuǎn)子8之間以主軸套1的軸心為圓心，同一半徑R4上，各自配有轉(zhuǎn)動(dòng)限位裝置，即滑塊5e、6e、7e、8e和滑道5f、6f、7f、8f ;以該轉(zhuǎn)子葉片厚度中線為對(duì)稱(chēng)軸線，滑塊的展開(kāi)半角:E角=土吸氣角/2+葉角+葉肩角；滑道的展開(kāi)角:360度/N-E角*2*N。
[0018]優(yōu)選地，所述左、右機(jī)殼2、3以主軸套1的軸心為圓心，在同一半徑R5上，左視逆時(shí)針?lè)较虬匆欢ń嵌纫来闻帕?，減壓口 2a、3a、排氣口 2b、3b、進(jìn)氣口 2c、3c噴油嘴2d、3d、火花塞2e、3e ;它們之間的關(guān)系是:
[0019]排氣口 2b、3b中心線與進(jìn)氣口 2c、3c中心線的夾角:BC角=葉角+2*葉肩角；
[0020]排氣口 2b、3b中心線與火花塞2e、3e中心線的夾角:BE角=吸氣角+3*葉角+4*葉肩角；
[0021]排氣口 2b,3b中心線與減壓口 2a,3a中心線的夾角:BA角小于-(葉角+2*葉肩角)；
[0022]排氣口 2b、3b中心線與噴油嘴2d、3d中心線的夾角:BD角大于葉角+2*葉肩角，小于吸氣角+2*葉角+2*葉肩角。
[0023]優(yōu)選地，所述左、右機(jī)殼2、3和外轉(zhuǎn)子5、8以主軸套1的軸心為圓心，在同一半徑外R6、內(nèi)R7上，左視逆時(shí)針?lè)较虬匆欢ń嵌纫来闻帕?噴油感應(yīng)點(diǎn)2h、3h，啟動(dòng)感應(yīng)點(diǎn)21、3i，21、3i由內(nèi)、外兩點(diǎn)組成，點(diǎn)火感應(yīng)點(diǎn)2 j、3 j和噴油感應(yīng)靶5k、8k，啟動(dòng)感應(yīng)靶5m、8m，5m、8m由內(nèi)、外兩點(diǎn)組成,點(diǎn)火感應(yīng)革巴5n、8n ;它們之間的關(guān)系是:
[0024]啟動(dòng)感應(yīng)點(diǎn)21、3i與點(diǎn)火感應(yīng)點(diǎn)2j、3j的夾角=IJ角=葉角+2*葉肩角；
[0025]啟動(dòng)感應(yīng)點(diǎn)21、3i與噴油感應(yīng)點(diǎn)2h、3h的夾角=IH角=_(吸氣角+2*葉角+2*葉肩角)；
[0026]啟動(dòng)感應(yīng)靶5m、8m與點(diǎn)火感應(yīng)靶5n、8n的夾角=麗角=吸氣角+2*葉角+2*葉肩角；
[0027]啟動(dòng)感應(yīng)靶5m、8m與噴油感應(yīng)靶5k、8k的夾角=MK角=_(吸氣角+2*葉角+2*葉肩角)；
[0028]在不同一半徑上:啟動(dòng)感應(yīng)點(diǎn)21、3i與火花塞2e、3e的夾角=IE角=葉角/2+葉肩角；或排氣口 2b、3b中心線與啟動(dòng)感應(yīng)點(diǎn)21、3i的夾角=BI角=吸氣角+2.5*葉角+3*葉肩角。
[0029]優(yōu)選地，所述減壓閥4呈45度設(shè)置在左、右機(jī)殼2、3兩側(cè)，減壓閥4的彈簧4_3的初始彈力=閥芯面積*待爆發(fā)被壓縮的混合氣體壓強(qiáng)。
[0030]優(yōu)選地，所述左、右啟動(dòng)電機(jī)9、10和電磁抱閘9a、10a受啟動(dòng)電路控制，交替工作，以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，直至發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0031]優(yōu)選地，所述徑向密封配件，是在四個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的圓周面上設(shè)兩道以上環(huán)形溝槽，溝槽內(nèi)嵌入類(lèi)似于活塞環(huán)型狀的轉(zhuǎn)子葉片密封圈5-1、6-1、7-1、8-1與前者不同的是后者斷面的外邊緣為變弧形，其開(kāi)口處匿藏于與轉(zhuǎn)子與葉片連接部位的溝槽內(nèi)且不可沿環(huán)形溝槽轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032]優(yōu)選地，所述軸向密封配件，是在四個(gè)轉(zhuǎn)子之間設(shè)隔離槽5p、6p、7p、8p，其隔離槽內(nèi)嵌入彈簧片圈5-5、6-4、6-5、7-5、8-5和滾珠隔離圈5_4、6_3、8_4 ;在外轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間設(shè)徑向密封環(huán)5-6、8-6和隔離槽2p、3p，其隔離槽內(nèi)嵌入彈簧片圈2_2、3_2 ;在所述四個(gè)轉(zhuǎn)子葉片根部腋下設(shè)弧形槽，槽內(nèi)嵌入左補(bǔ)償片5-7、6-7、7-7、8-7 ;右補(bǔ)償片5-8、6_8、7_9、8-8 ;其間安裝補(bǔ)償彈簧5-9、6-9、7-9、8-9。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。
[0034]1、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一般現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)所不能，可以設(shè)計(jì)成:做功的行程是吸氣行程的數(shù)倍乃至十倍以上，實(shí)現(xiàn)不等程工作，可將每一次燃燒膨脹后氣體產(chǎn)生的壓力最大限度地轉(zhuǎn)化成做功-即廢氣排放壓力約等于壓縮混合氣體壓力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)功效成倍增長(zhǎng)；提高燃料使用效率，降低高壓尾氣排放，減輕其震動(dòng)和噪音。
[0035]2、本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子工作是步動(dòng)式轉(zhuǎn)動(dòng)，即一側(cè)某一轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)做功，同側(cè)另一轉(zhuǎn)子