[发明专利]旋转缸塞式发动机

说明书

一技术领域

本发明涉及一种旋转缸塞式发动机，尤其涉及一种弧形活塞固定插入在弧形气缸内，并同时转动的大功率发动机。

二背景技术

目前被广泛使用的发动机主要为往复活塞式发动机，三角转子式发动机，航空用的燃气轮机，另外国内外也在开发和研究环形气缸的转子交替转动的转子发动机。以上几类发动机中，往复活塞式发动机的优点是膨胀腔由柱状气缸与柱状活塞构成，所以此方式密封非常容易，但其因为活塞是往复运动，所以整机的极限转速比较低，一般不过万转。三角转子发动机的优点是，因为其三角转子单方向转动，所以其转速很容易过万，功率比较大，其特殊的结构使其不需要在设置换气阀门构件，使整机零件极少，但其特殊的转子与定子的形状使其密封不容易，另外其传动方式使它的机械传动效率较比往复式要低，能量利用率低，能耗高，所以不适合被推广。航空用的燃气轮机的优点是，因为其也属于转子类型的发动机，所以其转速很高，功率比较大，但燃气轮机向后喷射高温高压的气体使其仅能应用在航空领域，其他领域很难应用，另外其油耗过大，不能长时间维持设备的运转。近几年在国内外也在研究环形气缸的转子类型的发动机，此类发动机的活塞将环形定子腔间隔出多个气缸，活塞间实现交替换位转动，其优点是结构比较紧凑，功率重量比大，但因为膨胀腔是由活塞、固定活塞的圆柱及环形定子腔组成，所以由多个构件拼合成的膨胀腔的密封很难实现，必须用高精度的设备加工，所以在研发过程中大多都失败了。

三发明内容

以上发动机总的优点为，用柱状气缸与柱状活塞造成密封容易，使用转子与定子的结构使转子的极限转速极高造成功率很高。传统式的机械效率高于三角转子式的机械效率，它能量利用率高。三角转子式的换气是自然吸气式，使整机构件减少。燃气轮机型属于转子式，其转速高，摩擦力小，且燃气轮机本身可以充当飞轮使整机减小体积。本发明正是要利用以上所有优点，去除现有技术的所有缺点而设计。

本发明不但能拥有以上所有优点，去除以上各种缺点，本发明还要再增加更多优点，要将机械利用效率在传统活塞连杆式的基础上再进行提升，要再次减小整机体积加大功率，所以本发明提出全新概念。结构如下，将气缸设计成约66度弧状，将活塞也设计成约为66度的弧状，并将气缸与活塞进行套接固定，构成一个约为120度弧长带有公端和母端的缸塞单元，再由2个缸塞单元相差180度固定在一个换气圆盘上，在换气圆盘的直径上设有相对的两个孔，孔连接到气缸内，实现对气缸的换气，以上构件构成一个转子构件。将两个转子构件对置安放，且要一个转子构件的两个活塞插入另一个转子构件的两个气缸中，从而使两个转子构件间的运动来实现气缸间的压缩关系。所以本发明还是由柱状气缸与柱状活塞构成膨胀腔，气缸密封将会非常容易，并且旋转时摩擦力减小了。因为气缸也在运动，所以在气缸外设叶片，所以还实现了强制风冷或水冷。本发明气缸间的传动靠内外两个套管传输，内套管套于输出轴，外套管套于内套管，两个套管的一端连接转子构件，另一端伸入传动腔内，传动腔内两个套管上分别固定有两根支轴，每个支轴上套一个双管构件，双管构件的另一个管孔套在凸轮轴上。双管构件的两个管孔的轴线呈异面直线垂直。凸轮轴的上下都设齿轮，并由泵腔构件固定在输出轴上，可绕输出轴转动，凸轮轴的上下齿轮与传动腔体上的壳体齿轮啮合，呈现行星齿轮状态，当传动腔体的壳体齿轮与凸轮轴齿轮的比例为6∶1或4∶1时，转子构件实现交替向前转动，并实现换气及膨胀力的传输。本发明在传动中凸轮轴与套管之间使用双管构件进行连接，此构件不仅实现传动时的扭力增加，还增加了传动构件的坚韧性。以上构件构成的发动机，转子非往复运动，而是交替向前转动，因为气缸的惯性力可以传递到前一个气缸，所以转子的极限转速非常高，类似转子发动机转速。又因为齿轮比例为6∶1或4∶1，所以整机相当于12缸发动机或8缸发动机，实现的功率重量比很高。因为使用的是支轴与凸轮轴进行扭力传输，支轴的轴线与输出轴轴心至凸轮轴的凸轴轴心的连线平行，所以活塞的扭力传动到凸轴时的传动角度为90度，实现的机械传动效率不但比三角转子发动机要高，而且比往复活塞式的效率还要高，实现的发动机更为节能。换气时依然使用了自然换气方式，因为传动腔的传动方式使转子构件与支架上的气孔实现自然换气，所以不需要再去设计气门构件，从而换气方式也类似三角转子发动机，整机的构件减少。因为本发明内设行星齿轮机构，齿轮比为6∶1或4∶1，所以该机构又相当于一个1/6或1/4减速机作用。另外泵腔构件可实现泵的作用，输出轴上还套由压油泵，实现传动腔内润滑油的循环，另外泵腔构件为圆柱状，周围的厚壁有一定的质量，其又与输出轴进行固定，所以又实现了飞轮的作用。

本发明显著的有益效果是。