[发明专利]复合压缩式发动机的增压器

说明书

技术领域

本发明涉及复合压缩式发动机的增压器。

背景技术

发动机在添加燃料并点火以产生功率之前通常压缩空气或其它气态氧化剂。当正排量压缩从功率生成部件物理地分离时，通常存在未使用的剩余被压缩空气。存在具有可分离正排量压缩系统的发动机的许多示例。一个示例可从Wankel发动机构想得到。由德国工程师Felix Wankel发明的Wankel发动机是使用回转式设计的内燃机类型。其循环在椭圆形外旋轮线形状壳体的内部和转子之间的空间发生，所述转子的形状类似于弧边三角形（Reuleaux triangle）但其侧面稍微更平坦。该设计从紧凑尺寸传送平滑的高rpm功率。由于这种引入，发动机通常被称为回转式发动机。对回转式发动机的改进使用一个转子作为压缩机，以向第二转子提供被压缩空气。于是，被压缩空气在燃烧之前在第二转子中被进一步压缩。在一些实施例中，第二转子的排气返回至压缩机转子的膨胀区段，藉此提供功率回收和增加的效率。该配置被称为复合回转式发动机。

附图说明

图1a-1f是处于非补燃模式的第一转子区段和第二转子区段的示意图。

图2a-2g是处于补燃模式的第一转子区段和第二转子区段的示意图，其中第一转子区段具有喷射器。

图3a-3g是处于补燃模式的第一转子区段和第二转子区段的示意图，其中第二通路具有通路喷射器。

具体实施方式

图1a-1e表示复合回转式发动机60的非限制性实施例。复合回转式发动机60具有第一回转单元10，其联接到第二回转单元20。被压缩空气充气53经由通路30从第一回转单元10传送到第二回转单元20。来自于第二回转单元20的第二单元排气58借由通路32传送到第一回转单元10。此外，第二回转单元20具有喷射器70，其与第二腔24连通。

在该配置中，第一回转单元10用作增压器以及用作第二单元排气58的附加膨胀机。第二回转单元20用作常规回转式发动机。

参考图1a，新鲜空气充气50通过进气端口18被抽吸进入到第一回转单元10中。

参考图1b，第一转子12将新鲜空气充气50（未示出）压缩为被压缩空气充气53。被压缩空气充气53达到一定压力，所述压力克服通常保持第一通路止回阀31关闭的弹簧力。一旦打开，该被压缩空气充气53流入到第二回转单元20中。在另一非限制性实施例中，省除了止回阀。在附加的非限制性实施例中，通路可包括通过电子致动电机（未示出）控制的阀。

参考图1c，第二转子22将被压缩空气充气53（未示出）进一步压缩为复合被压缩空气充气52。复合被压缩空气充气52是在燃烧之前在第二转子中接着被进一步压缩的被压缩空气充气53。

参考图1d，靠近上止点或处于上止点的第二转子22以及处于最小工作容积或接近最小工作容积的第二腔24借由喷射器70喷射有燃料42。燃料42可以是轻质燃料（例如，天然气、汽油和氢气）或者重质燃料（例如，JP-8、JP-4、柴油等等）。于是，复合被压缩空气充气52和燃料42的混合物燃烧。可借由自动点火（柴油机）或火花点火（未示出）启动燃烧。

参考图1e，第二单元排气58借由第二通路32离开第二回转单元20。第二单元排气58的压力克服通常保持第二通路止回阀34关闭的弹簧力。第二单元排气58进入第一回转单元10。在另一非限制性实施例中，省除了止回阀。第二单元排气58进一步膨胀，从而施加压力到转子工作面13上，藉此使得转子12旋转并驱动公共轴（未示出）。

参考图1f，第二单元排气58借由排气端口19离开第一回转单元10。该动作背后的力量在于，第二单元排气58处于比环境大气更高的压力。

第一和第二转子12、22的公共轴（未示出）对于每次完整转子12、22回转完成三次曲柄回转。每个转子工作面13在每次回转中完成一个循环。对于一共六个转子工作面13存在两个转子12、22，藉此允许发动机60在相对小的排量内产生显著功率。