[发明专利]活塞式转子发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力机，特别涉及一种发动机。

背景技术

发动机是用通过燃料燃烧做功的一种动力机械。车辆使用的发动机普遍为活塞式发动机，由气缸、曲柄连杆机构、配气系统、供油系统、润滑系统和点火系统等部分组成；通过燃料燃烧推动活塞往复运动，并通过曲柄滑块结构将动力输出；活塞式发动机由于结构原因，具有较为复杂的配气系统和传动系统，对于排量较大的发动机来说，体积也较大，特别是对于小型车辆来说，布置多缸发动机则较为困难。活塞式发动机由于通过曲柄滑块将动力输出，因而，活塞对汽缸壁形成侧压力，使发动机产生震动，降低机械效率；活塞式发动机的配气机构较为复杂，且密封要求较高，配气机构运行消耗较多的能量，降低效率；进排气以及点火燃烧均位于同一燃烧室，降低进、排气及燃烧做功的效率。

基于上述缺点，出现了转子发动机，包括三角转子和壳体(定子)，三角转子与壳体之间形成三个空间，同样完成进气、压缩、做功和排气也四项作业，但是每项作业是在各自的空间中完成，等同于每项作业有一个专用气缸，因而具有较高的进气、排气和做工效率。与四冲程活塞式发动机相比，转子发动机的运动零件仅包括转子和输出轴，因而可靠性高；转子发动机中所有零件均沿一个方向持续旋转，不需要像传统发动机中的活塞那样剧烈地变换方向，也不存在侧向力，因而与活塞式发动机相比，振动较小，实现了内部平衡。转子发动机中的动力输出也非常顺畅。因为每次燃烧可使转子旋转90度，并且转子每旋转一周，输出轴将旋转三周，所以每次燃烧可使输出轴旋转270度。这意味着单转子发动机的一次燃烧可为每个输出轴四分之三的旋转提供动力。而单缸活塞式发动机完成一次燃烧需要曲轴(活塞式发动机的输出轴)旋转两周，且燃烧使曲轴旋转180度；也就是说，曲轴每次旋转只有四分之一能获得动力，由此可见，转子发动机效率较高。但是，三角转子引擎的相邻容腔间只有一个径向密封片，径向密封片与缸体始终是线接触，并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化，因此三个燃烧室非完全隔离(密封)，径向密封片磨损快。引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染；其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。

因此，需要一种发动机，具有活塞式发动机和转子发动机的优点，减小了发动机震动，减少了配气机构运行消耗的能量，具有较高的进、排气和做功效率，提高机械效率，发动机结构简单，体积小，降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种活塞式转子发动机，具有活塞式发动机和转子发动机的优点，减小了发动机震动，减少了配气机构运行消耗的能量，具有较高的进、排气和做功效率，提高机械效率，发动机结构简单，体积小，降低成本。

本发明的活塞式转子发动机，包括定子和转子组件，所述转子组件包括转子、气缸总成、曲轴和正时系统，所述转子同轴转动配合内套于定子，转子为空心结构；气缸总成包括缸体、活塞和连杆，所述缸体以轴线沿转子径向的方式固定设置于转子，曲轴与转子同心位于转子内部空间，所述活塞、连杆和曲轴共同组成曲柄滑块结构；

所述定子上设有进气门、排气门和火花塞，所述进气门、排气门和火花塞沿定子圆周方向均匀分布，所述缸体尾端开口并在转子转动时分别与进气门、排气门和火花塞相对完成吸气、压缩、点火、做功和排气过程；

所述正时系统包括同轴固定于转子内圈的内齿圈和与曲轴传动配合的正时外齿轮，所述正时外齿轮与内齿圈之间传动并带动转子转动，所述转子的角速度为曲轴角速度的三分之一且转向相同。

进一步，所述气缸总成为三组沿圆周方向均匀分布，所述三组气缸总成的气缸体位于转子同一径向平面，所述三组气缸总成的连杆互不干涉分别连接于曲轴的曲柄销；

进一步，三组气缸总成的连杆分别为连杆I、连杆II和连杆III，所述曲轴的曲柄销为一长曲柄销，连杆I、连杆II和连杆III均连接于长曲柄销；

进一步，连杆I大头和连杆II大头均为叉状，连杆III为直连杆结构，所述连杆I大头叉状结构的两个支腿分别与长曲柄销连接，所述连杆II大头叉状结构的两个支腿位于连杆I大头叉状结构的两个支腿之间分别与长曲柄销连接；所述连杆III的大头位于连杆II大头叉状结构的两个支腿之间与长曲柄销连接；

进一步，所述定子内圆与进气门相对形成进气槽，所述进气槽在圆周方向的尺寸等于活塞的吸气行程中转子所转过的长度；所述定子内圆与排气门相对形成排气槽，所述排气槽在圆周方向的尺寸等于活塞的排气行程中转子所转过的长度；所述定子内圆表面与火花塞对应设有燃烧室，所述缸体尾部开口面积可覆盖于燃烧室；