[发明专利]往复活塞式转子发动机

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种新型内燃发动机，属于动力机械领域。

二、背景技术

当今世界广泛大量使用的内燃发动机，其技术要点就是必备一个变容机构，能产生足够的压缩比，完成热功循环，对外输出扭矩做功，关键核心技术是在基元容积内活塞与气缸壁之间的密封问题，燃烧室的形状位置设置以及动力性，燃油经济性、排放清洁性等技术性能指标问题。一百多年来，一直占据内燃发动机霸主地位的曲柄连杆活塞式内燃发动机，在技术上已经非常成熟。近年来，发动机又进入了“电子时代”，其发展进步几乎到了尽善尽美的程度。但是，同时它却带来了难以克服的结构性弊病。第一是结构复杂、笨重、零部件多、精度要求高、加工制造成本高。第二是曲轴和活塞存在上下止点，产生高速往复惯性冲击振动大，曲轴轴系的扭转振动大，对机体的损害大，随着强化程度提高，这种危害就越突出。第三就是这种结构连杆的左右摇摆，对活塞和曲轴斜拉斜撑就必然造成机体在工作过程中要先吃掉40％以上的能量，这是无用功的消耗，这样就必然造成本机型的热效率低，一直不能突破50％的大关，换句话说只要是曲轴连杆活塞式结构，其热效率就不可能突破50％，这样势必严重阻碍内燃发动机的继续提高发展，从而也就直接影响世界经济的发展。第四，大家都知道内燃发动机活塞在气缸中的往复直线运动，是通过曲轴连杆传动机构转化成旋转运动才能对外输出做工的，而曲轴连杆机构在转换过程中，充其量只能将不足50％的膨胀力转化成旋转动力，因此它的动力性差。第五，体积功率不高，比重量较大，在超大功率时显得尤为突出，本机型最大功率只能达到48000PS，这时机重高达1700吨，再加大，零件加工、安装、维修都很困难，不能再加大单机功率，这对日益发达的海运事业是一大障碍。第六，曲轴加工困难，特别多缸、大功率机型更为突出，加工难度之大使其成为内燃发动机制造业的瓶颈技术难关。

以上所述的这些弊病，都是曲柄连杆活塞式发动机自身结构造成的，长期难以克服，这些都是世人皆知的老问题，因此全世界许多科研机构，大专院校，军事装备机构，成千上万的专家学者都想突破这种传统发动机的结构，但是一百多年来一直未能成功。

逐渐成熟起来的“汪克尔”三角活塞旋转式发动机，相对传统的曲柄连杆活塞式发动机而言，是省去了曲轴连杆笨重的传动机构，也省去了复杂的配气机构等，做到了结构简单、重量轻，能将燃烧膨胀力直接转化为主轴的旋转动力，它运转平稳、振动小、噪音低，这些性能特点是比传统的曲柄连杆活塞机有很大 的进步，但是它却一直不能取代传统的曲柄连杆活塞式发动机。这是由于它自身结构带来的严重缺陷造成的。首先是它加工技术要求高、难度大，制造成本高。其次是油耗大，热效率低，动力性差。第三是气缸内密封性差，压比小，燃烧不充分，排放性差、污染严重。第四是只适用轻型小功率赛车、摩托车等高速场合，慢速、怠速时气室之间密封性下降、漏气窜烟严重。当前全世界对发动机的排放清洁性，燃油经济性要求越来越高，加之石油危机一浪接一浪，油价居高不下，严酷的市场法则，迫使它很快就被淘汰出局了。

三、发明内容

针对上述现行发动机的弊病、缺陷和不足，我研究出一种结构简单运转平稳、高效节能的新机型——“往复活塞式转子发动机”进行更新换代，此目的是通过以下方式来实现的，往复活塞式转子发动机由主轴，左右两个对称的排气环形腔室，左右两个对称相向的椭圆轨道槽盘体，双T形滚动连杆、机头托盘、变向齿轮、齿轮轴、传统四冲程单缸发动机机头、活塞、活塞杆齿条、圆桶形机架组成；主轴从左向右依次穿过机架左端盖的圆心，左排气环形腔室的圆心，左椭圆轨道槽盘体的圆心、机头托盘的圆心，右椭圆轨道槽盘体的圆心，右排气环形腔室垢圆心，机架右端盖的圆心实现七心同轴；主轴从左向右依次与机架左端盖用轴承联接，与左排气环形腔室用花键固定联接，与左椭圆轨道槽盘体用轴承联接，与机头托盘用花键固定联接，与右椭圆轨道槽盘体用轴承联接，与右排气环形腔室用花键固定联接，与机架右端盖用轴承联接，机架的两端固定在机座上。

所述双T形滚动连杆由一根横杆和两根竖杆组成，两根竖杆相互平行垂直地联接在横杆上，三杆在一个平面上，横杆穿过机头托盘(5)的长孔，其两端分别安装一个连杆轴承，并分别插入两个对称相向的椭圆轨道槽中，其两根竖杆分别与两根竖杆齿条联接，两者中心线保持在一条直线上，并能通过托盘的圆心，构成由迴转中心向外辐射状传动机构，竖杆齿条和活塞杆齿条同时与变向齿轮相啮合，在空中上下交叉互不干扰，变向齿轮由齿轮轴垂直固定在机头托盘的侧面上，机头托盘两个侧面上同时安装的竖杆齿条，变向齿轮彼此一一对应。