[发明专利]微型椭圆齿轮发动机

说明书

一技术领域

本发明涉及一种由椭圆齿轮构成传动系统的微型发动机，尤其涉及一种部件极少，无连杆机构，运转无震动，可应用于航模或燃料电池的微型四冲程发动机。

二背景技术

目前现有微型发动机中，技术较成熟的主要为微型单缸活塞式发动机、微型三角转子发动机、微型涡轮喷射发动机，其中单缸活塞式发动机是由摩托车的两冲程发动机缩小体积而衍生出来的，虽然其发展经历了数十年，但是由于两冲程发动机自身的缺陷，微型活塞式发动机不可避免的会存在很多问题。比如使用两冲程的换气方式使其污染严重，部分可燃气体未点燃便排出使其油耗过大，每次燃烧使用的都是新气体与上一次废气的混合气体使整机功率降低。汽缸的上下往复式运动使其有着很强的震动，往复式运动又使整机极限转速降低。一般的微型活塞发动机使用的是热火头来点火，气体燃烧是由热火头上热延时乌丝与汽缸压力配合点火，点火时间很难掌握，很容易过早或过晚造成整机功率降低。另外在工作时活塞与汽缸间的摩擦力很大，使用时还要向燃料内添加专用机油来减少摩擦力达到增加整机寿命的目的。航模中尽几年出现的微型三角转子发动机要比单缸活塞式发动机表现得更加出色，其功率要比单缸活塞式发动机大很多，在运转时其极限转速要比单缸活塞式发动机高很多。不过其也存在着很大的缺陷。比如使用三角转子的偏心转动来实现连续运转，其偏心转动带来的震动是不可避免的，另外汽缸在膨胀时其动力的传动方式使其扭力非常小，只有达到很高的转速，马力才有所体现。三角转子所形成的汽缸形状狭长，使燃烧效率降低。另外其特有的汽缸形状与转子间的配合，使密封问题很难得到解决，需要特殊的材料与设备才能进行加工制造。在以上三种发动机中还有一类是微型涡轮喷射发动机，该机常被用来装配在航模飞机上，分为脉冲发动机或涡喷发动机，其优点为体积小，功率大，转子无偏心转动。但其缺点是致命的，涡轮喷射发动机是靠高速转子的高速转动，利用高压喷射的空气流产生推力，其油耗相当高，使航模的滞空时间较短，另外该发动机的寿命要比普通发动机短很多。在制造时，使用材料与加工难度比普通发动机更加困难，其也很难应用在低温环境或低燃料消耗的燃料电池上。

三发明内容

为了制造出一种生产容易且高效能的微型发动机，本发明提出了全新的解决方案。本发明仅由几个部件构成了一个无偏心转动的大功率微型发动机。整机由外壳，两个对置的转子，转子内的传动系共同组成。为了减少整机部件，传动系仅由4个构件组成，其即负责动力的输出又实现转子间的交替转动，由带有两个椭圆齿轮的输出轴、两个双联齿轮、齿轮轴、转子上的内齿轮相互啮合而成，输出轴上的椭圆齿轮与双联齿轮上的椭圆齿轮相啮合，比例为1∶1，双联齿轮上的太阳齿轮与转子上的内齿轮相啮合，比例为1∶2。当输出轴转动一周时，转子转动半周。为了减小整机体积将两个转子的轴心去掉，改为空心转子，其内部安放传动系统，转子是以转子外壁为轴颈以壳体内壁为轴孔进行转动的。整机汽缸是由转子、转子上的隔气版、壳体内壁共同构成。负责点燃气体的火花塞改为热火头，但不同于以往的航模用热火头，本发明是采用持续高热的热火头来进行点火，巧妙的是无需顾及点火过早或过晚的问题，使用的燃料也很随意，只需将热火头温度高于燃点即可。如改变点火提前角则改变热火头在壳体上的位置即可，无论发动机转速如何，其点火正时都非常精确。

本发明显著的有益效果是。

1.整机仅有几个部件组成，要求精度低，生产制造容易，可加工到厘米级大小。

2.转子在壳体内做无偏心转动，整机在运转时无震动且摩擦力很小。

3.汽缸无换气阀门机构，减小噪音，减小整机体积。

4.转子的转动无往复运动，使整机极限转速很高。

5.整机内有4个汽缸，该微型发动机相当于4缸发动机，功率重量比很大。

6.当转子转动一周时，输出轴转动两周，即使在高速转动时换气效率依然很好。

7.点火系统只需使热火头持续高热即可，无需调教混合气比例，无需安装电控打火电路。

8.传动系在内部，燃烧系环绕传动系，冷却系由外壳构成，整机各系独立。

9.将换气口由一对改为两对时，本发明即改为泵或气动设备。

10.启动发动机时只需先将热火头变为高热状态，再转动输出轴即可。无需顾及使用何种燃料，发动机启动非常容易。

四附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1整机外观的各个角度图

图2发动机解剖示意图

图3传动系构件示意图

图4转子构件示意图

图5传动系与转子安装示意图