CN1076251A - 环形缸旋转活塞内燃机 - Google Patents

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Abstract

环形缸旋转活塞内燃机是一种内燃机，解决现在 普遍使用的往复式活塞内燃机存在的结构复杂，热效 率不高、污染严重、噪声大等缺点。
环形缸旋转活塞内燃机的技术特征是：不要配气 系统，不要曲轴连杆机构。转子活塞在环形缸内直接 绕轴旋转，在齿轮组的控制下完成热力循环输出功 率。简化结构，提高热效率，减小污染和噪声。
环形缸旋转活塞内燃机的实施将更替在交通、生 产、军事领域里作为主要动力的往复式活塞内燃机。

Description

环形缸旋转活塞内燃机是一种动力机械，它是一种为交通、生产、军事提供新的动力，以替代以上领域作为动力的往复式活塞内燃机。
环形缸旋转活塞内燃机的结构参照附图1说明如下：在两半尺寸一样的缸体1、2叠合后形成一个象轮胎样的环形缸体内有主、副两个转子3、4，主转子边上固定两个活塞5、6，副转子边上也相对固定两个活塞7、8，副转子的中空套轴，套在主转子的轴上。主副两转子上的活塞与缸体的环形缸道吻合，可随转子在环形缸道里转动。缸体内则有槽可放置密封簧片和密封条9，每个活塞有活塞环10（密封条密封环是活塞，转子运动件在缸内运动起密封作用防止气体的泄漏）。在缸体1的外则有齿轮11、12、13、14。齿轮11固定在副转子伸在缸外的套轴上，齿轮12固定在主转子伸在缸外的轴上、齿轮13、14固定在与轴平行的另一轴上，四个齿轮相互关系是：齿轮12是主动轮啮合齿轮13两齿轮齿数直径一样。（14是间竭轮，是在园周边上分四份在相对的边上有齿另外相对的边上没有齿）间竭轮14啮合齿轮11。齿轮11的直径是间竭轮14直径的1/2，而齿数是一样的。这样四个齿轮的组合联动，就形成主转子做匀速运动，副转子则是走-停-走的变速运动，这样就形成了活塞在环形缸道里的容积变化。环形缸旋转活塞内燃机的组合结构如图2所示（切面图）
环形缸旋转活塞内燃机的工作原理参照图3所示的四个运动行程，一进气行程;当主转子活塞5与副转子活塞7为一组，主转子按顺时针旋转运动轴上的齿轮12啮合齿轮13一起转动间竭轮14与齿轮13同轴所以间竭轮14也一起转动。但这时间竭轮14没齿的一边对着副转子套轴上的齿轮11，没有啮合齿轮11副转子没有转动，于是环形缸道里的活塞5、7之间的容积增大空气从进气口19进入缸内。二压缩行程：主转子及活塞5转过90°间竭齿轮14在齿轮12、13的联动下转到有齿的一边开始啮合齿轮11，因齿轮11是固定在副转子的套轴上副转子开始转动，因齿轮11的直径是间竭轮14直径的1/2，所以副转子转速快于主转子速一倍的速度旋转，副转子上的活塞7迅速压缩着活塞5、7之间的空气，当主转子旋转180°，副转子也旋转180°，这时主副两转子的活塞5、7之间的容积最小完成了压缩行程。
三、作功行程：在副转子这边的缸体上设置单向阀15（单向阀的作用是当副转子转过180°完成压缩行程后套轴上的齿轮11没有被间竭轮14啮合为防止被压缩气体的反弹和压缩终了喷油燃烧澎涨的推力把活塞7往后推的作用）。使副转子不能逆向后转。这时活塞5、7之间的缸道上的喷油咀16在轴上的凸轮17驱动油泵18把燃油喷入压缩空气中使燃油在热空气中迅速燃烧澎涨推动主转子活塞5旋转作功，主转子和活塞5旋转270°时活塞7与活塞5之间的容积最大，压力随之降到最小成为废气从排气口20流到排气管完成作功行程。四排气行程：当主转子在完成了作功行程后大部分废气已自行流到排气管中，在活塞5、7之间剩余的废气，随着齿轮组的联动，使间竭轮14又转到有齿的一边啮合齿轮11使副转子及活塞7转动把剩余废气从副排气口21排出。当主副转子都旋转360°完成了排气行程。
这样主副两个转子绕中心轴旋转一周两个转子上的活塞也在环形缸道旋转一周，因有两组活塞5、7和6、8，所以当5、7活塞组旋转360°完成一次热力循环。另一组6、8活塞组也旋转360°完成一次热力循环，所以主副两转子活塞绕中心轴旋转一周就有两次进气、压缩、燃烧、排气，两次输出功率。
环形缸旋转活塞内燃机与往复活塞内燃机相比1据有结构简单紧凑：不要曲轴连杆机构，不要配气系统。2运动部件少，活塞在环形缸里运转只有压缩行程和作功行程需要密封，才与缸体有磨擦，进气、排气两个行程不与缸体接触，所以磨损较少，往复式活塞内燃机四个行程都在同一汽缸里完成不但工作条件恶劣，磨损也较大。2曲轴连杆的不断摆动各种副作用力和往复惯性产生很大振动，不但消耗动力而且转速受到限制。环形缸旋转活塞内燃机的活塞是直接在环形缸内作单纯旋转运动，不产生振动和往复惯性，而且转速高还可利用高转速的旋转惯力达到节能作用。3往复式活塞内燃机在排气行程时，活塞排气压力大不但消耗动力还产生排气噪声。环形缸旋转活塞内燃机的排气行程是在作功行程完成后大部分废气已自行流入排气管，活塞只对剩余的没有压力的废气清除，所以排气不消耗功率而且不产生噪声。4环形缸旋转活塞机从活塞到中心轴作为扭力的力臂的长度是不变的，最好地传递气体燃烧作功的扭力。从而提高热效率的利用。而往复式活塞内燃机作为力臂的曲轴是随活塞在汽缸中的移动变化的;当活塞在上止点气体燃烧产生的压力最大时，活塞连杆曲轴在同一直线上力臂等于零。气体燃烧时产生的压力没有很好地利用上，只有在活塞到了汽缸中部时力臂才变得最长，但这时的压力随缸体容积增大而下降，热效率没有很好地利用。当活塞在下止点时，力臂又等于零活塞上的汽体压力变得最小。所以往复式活塞内燃机的热效率不高。5环形缸旋转活塞内燃机冷却极为简单，每当一组活塞完成了一次作功行程后，冷空气就随副转子活塞的排气行程的转动从进气口吸入冷空气冷却因燃烧澎涨发热的缸体，省去象往复式活塞内燃机那样冷却水套或风冷装置。6环形缸旋转活塞内燃机，主副两转子活塞，每旋转一周就有二次作功行程完成二次热力循环，中心轴二次输出功率，而往复式活塞内燃机活塞要在气缸里往复四次才完成一次势力循环，主轴旋转两周才一次输出功率，所以单缸的环形缸旋转活塞内燃机等于四缸往复式活塞内燃机的效率。
环形缸旋转活塞内燃机不但据有结构简单机体紧凑，热效率高，在节约能源消除污染减少噪声更胜一筹而且可达高转速，不但适应各种交通工具的动力包括象航空发动机那样动力大，转速高，体积小、耗能低等要求的发动机。环形缸旋转活塞内燃机的开发实施将对推动生产力的发展将产生积极效果。

Claims (4)

  1. 环形缸旋转活塞内燃机是种发动机它由环形缸体，主、副两个转子活塞，齿轮组密封件单向阀，以及油泵、喷油咀等组成，其特征是：主副两个转子活塞在环形缸内，在齿轮组的控制下绕中心轴旋转运动并发生气缸容积变化完成，进气、压缩、燃烧、排气，四个行程，达到热力循环，由中心轴输出功率的新型内燃机。
    1、根据以上特征环形缸是本发明的主要结构形式。
  2. 2、主副转子活塞的形状及密封系统是它的技术特征之一。
  3. 3、齿轮组各自齿轮相关联的尺寸形状和啮合关系是形成转子活塞在环形缸内完成热力循环的又一技术特征。
  4. 4、单向阀的技术特征是保证了机体的正常运转。
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