[发明专利]一种旋转活塞式发动机

说明书

技术领域：本专利涉及一种发动机，特别是一种旋转活塞式发动机。

背景技术：传统的四冲程活塞往复式发动机是依靠燃料在燃烧室内燃烧推动活塞上下或水平往复运动，再通过连杆和曲轴把活塞的直线运动转化为曲轴的旋转。这种发动机的主要缺点是1.结构复杂，体积大、重量大。2.曲柄连杆机构中活塞的往复运动引起的往复惯性力和惯性力矩不能得到完全平衡，这个惯性力大小与转速平方成正比，使发动机运转平顺性下降，限制发展高转速发动机。3.由于四冲程往复式活塞发动机的工作方式为四个冲程中有三个冲程完全依靠飞轮惯性旋转，导致发动机的功率、扭矩输出非常的不均匀，尽管现代发动机采用了多缸和V型排列来减小这个缺点，但是不可能完全消除。

在20世纪50年代，德国工程师汪克尔在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功第一台转子发动机。这种发动机避免了活塞的往复运动，直接通过转子在气缸内的旋转来带动发动机主轴旋转，且主轴每旋转一周发动机点火做功一次。因此它比往复式发动机体积较小、重量较轻、且结构较简单，在扭矩输出上也比较均匀而且可以达到较高的转速。但是由于该发动机的燃烧室不太有利于燃料的燃烧和扩散，因此耗油率高且尾气排放污染物较多，同时该发动机低速时扭矩输出不够理想，压缩比也不高，不适合用作于柴油机，这就严重限制了该转子发动机的推广和运用。

发明内容：本发明的目的是提供一种旋转活塞式发动机，它具有体积小，重量轻，结构简单，制造容易，成本低廉，燃油经济性好等诸多优点。

本发明的目的是这样实现的，一种旋转活塞式发动机，它有一个或两个环形气缸，每气缸内有两个旋转体，每个旋转体上有n个活塞，其中n为偶数，一个气缸内的两个旋转体上的两组活塞在气缸内相互间隔安装，它们把这个气缸分隔成2n个可变容积的工作室；该发动机的气缸为圆环形，每个气缸在周向上均匀分布有n/2对进排气口，其中每对进排气口包含一个进气口和一个排气口；有两个推杆、两个连杆、一个转子、一个内轴，一个或两个输出轴，画出发动机的结构简图时，推杆、连杆、内轴和输出轴上各有两个铰链点，且输出轴上的两个铰链点之间的距离和内轴上的两个铰链点之间的距离相等；转子上有三个铰链点，且这三个铰链点在一条直线上，输出轴的一个铰链点安装在固定的缸体上，另一个铰链点和内轴的一个铰链点铰链连接，内轴的另一个铰链点和转子的中间的铰链点铰链连接，转子的两端的两个铰链点分别和一个连杆的一端的铰链点铰链连接，这两个连杆的另一端的铰链点分别和一个推杆一端的铰链点铰链连接，这两个推杆的另一端的铰链中心和输出轴固定在缸体上的那一端的铰链中心同心，且这两个推杆分别和一个气缸内的一个旋转体刚性连接，气缸内的旋转体和输出轴同心转动，且上述发动机在某一位置时，输出轴及内轴上的铰链点在一条直线上，且这条直线和过转子上的三个铰链点的直线垂直。

上述发动机的输出轴相对于固定缸体的转速、内轴相对于输出轴的转速和转子相对内轴的转速比为1+1/n∶-2∶1，特别是n取2或4或6，同时发动机的两个推杆之间的夹角对应于一个气缸内相邻的n-1个工作室即两推杆之间的夹角和一个气缸内相邻的n-1个工作室在周向所占的角度时刻相等。

上述发动机有一个定位块，它以和转子相同的转速绕输出轴的转动中心转动，画出结构简图时，转子沿着这个定位块可以在垂直于转子上两端的铰链点连线且过转子中间铰链点的直线上来回运动，如果这个定位块带有滑孔，那么固定在转子上的杆穿在这个孔内滑动；如果这个定位块是一个滑块，那么滑槽就设置在转子上，滑块在转子的滑槽内来回运动；如果这个定位块是一个杆，那么这个杆穿在转子上的孔内滑动。

上述发动机的输出轴和内轴的转速比是通过一对或两对齿数比为n+1∶2n内啮合齿轮保证的，其中外齿轮固定在内轴上且它的中心为内轴的自转中心，内齿圈固定且它的中心为输出轴的转动中心，如果有两对齿数比为n+1∶2n的内啮合齿轮，那它们将分布在转子的两侧。

上述发动机输出轴和转子的转速比可以通过齿数比为1∶2的一对内啮合齿轮保证，其中内齿圈和转子的自转中心同心且它固定在转子上，外齿轮中心即为内轴的自转中心且该外齿轮相对于输出轴静止不动；输出轴和转子的转速比也可以通过控制定位块的转速来实现，即通过行星齿轮机构使定位块和输出轴同心同向转动，转速为输出轴的1/(n+1)。