[发明专利]亚圆环转子发动机

说明书

发明领域：

本发明涉及一种新型发动机。

发明背景：

本发明涉及一种新型发动机，可广泛应用于交通运输行业、工程机械、火车和发电机组、大型轮船、民航客机、极速赛车等国民经济领域。

现有普遍采用的直线往复式活塞发动机，一般是直线往复四冲程工作形式。在四个冲程中只有一个冲程是动力输出状态，其它三个冲程均为动力损耗状态。作为燃烧室产生动力的施压区和作为吸入空气、压缩空气、排出废汽的三个动力损耗的卸压区，都在同一个缸体内交替出现。活塞及其推杆处于不断加速、减速、停止、再加速、减速、停止的间歇性循环中，燃烧介质的燃烧量、燃烧时间，难以做到完美。燃料的能量不能最大限度地转变为发动机的有效功率和输出扭矩。同时当其转速，即活塞的往复频率达到一定限度时，发动机将产生巨大的噪音和强烈的震动，并伴随燃料燃烧效率的降低和动力输出功率的降低。

附图1显示了现有直线往复式活塞发动机的缸内压力值在四个冲程过程中的变化情况。曲线ef为吸入空气，曲线fg为压缩空气，曲线ghi为燃烧做功，曲线ie为排出废汽。在其中的ghi做功冲程中，缸内的压力要分解成活塞推杆的推力F₀，F₀再分解成曲轴的曲柄方向作用力F₂和垂直于曲柄的扭力F₁。只有F₁才是推动曲轴转动并向机构输出动力的扭力。在图1中可见，当缸内压力为最大值时(约3000-5000kpa)。活塞推杆与缸体轴线的夹角很小，分解到的扭力F₁的力值很低。只有交角增大，至F₂的力值为零时，F₁＝F₀。此时的作功效率最大或扭矩输出的功率最高，因此得出图2所示的输出轴旋转一周的扭矩变化曲线l₁。

图1所示的ghi曲线段在靠近燃烧室的上止点前后，缸内压力的瞬时值巨大，这就对缸体的密封性能要求很高，否则将对扭矩产生极不利的影响。

针对上述不足，本发明提供了一种优秀的技术方案，不仅具有往复式活塞发动机的简单可靠、重量轻、体积小的特点，也具有涡轮风扇发动机和燃汽轮机的高转速、高扭矩和大功率，同时可最大限度地将燃烧介质的能量转化为输出功率，其特点将更加节能，更加环保。关于本发明专利叙述中的名词解释：

1.亚圆形：在旋转面视图中，以转子轴线为圆心画线，与缸体两侧弧面相交，两个交点之间的线段作为直径，直径保持恒定值。当其半径以均匀角速度转动时，半径与圆弧的交点在X轴或Y轴上的投影点的加速度值的变化规律，近似于正弦曲线的变化规律。

2.转子轴线：圆柱转子的圆柱轴线，转子自转时的转动轴线。如图3-1和图3-2中的O线。

3.轴面剖视图：在与转子轴线相重合的平面上剖切所得的视图，如图3-2所示

4.旋转面视图或剖视图：在与转子轴线相垂直的平面上投影或剖切所得的视图。如图3-1和图7所示。

发明内容：

本发明涉及一种新型发动机，其结构主要包括：亚圆形缸体、圆柱转子、转子导板、喷射装置、点火装置、排汽装置。其中亚圆形缸体是一个具有柱形空腔的固定缸体，圆柱转子位于亚圆形缸体内，与缸体的一侧弧形柱面相接触，并与缸体的其它非接触柱面之间形成弧形空腔。以圆柱转子轴线为圆心，在与圆柱转子轴线相垂直的旋转面上画直线，分别与亚圆形缸体的两侧柱面相交，两个交点之间的线段为亚圆形直径，所述亚圆形直径为恒定值。圆柱转子上开有导板槽，导板槽沿圆柱转子直径方向形成贯通槽，转子导板位于导板槽内，并可以沿导板槽滑动。圆柱转子转动时，转子导板随圆柱转子转动，使得转子导板两端在弧形柱面推力作用下，在导板槽内作往复滑动。转子导板将弧形空腔分隔为高压区和低压区，压缩空气和燃烧介质在高压区内燃烧膨胀，或膨胀介质膨胀产生压力作用在转子导板上，推动转子导板在弧形空腔内作旋转运动，使得圆柱转子围绕转子轴线转动，并向机构输出动力。