[发明专利]一种用于发动机的往复式转子活塞

说明书

本发明公开了一种用于发动机的往复式转子活塞，该往复式转子活塞设置在气缸中。往复式转子活塞包含转轴、第一转子以及第二转子；转轴为外壁设有轮齿的圆柱形齿轮；第一转子为外壁设有轮齿的圆柱形齿轮，第一转子与转轴啮合；第二转子为椭圆环形，其内侧的侧壁上设有轮齿，第一转子外侧的轮齿与第二转子内侧的轮齿啮合。往复式转子活塞还包含两个活塞环，活塞环分别设置在气缸中第二转子的两端与对应方向的气缸首端或末端之间。活塞环垂直于气缸侧壁并与气缸壁之间密闭，活塞环在转动的第二转子的驱动下在气缸内做往复运动。本发明提供的用于发动机的往复式转子活塞，结合了转子发动机和往复式发动机的优点，使两种发动机实现有机的结合。

技术领域

本发明涉及一种发动机活塞，具体地，涉及一种用于发动机的往复式转子活塞。

背景技术

转子发动机（Wankel Engine、Rotary Engine）采用三角转子1旋转运动来控制压缩和排放，与传统的往复活塞式发动机的直线运动迥然不同。一般发动机是往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄滑块机构。转子发动机则不同，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。

往复式发动机和转子发动机都依靠空气燃料混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力，两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中，产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞，机械力被传给连杆，带动曲轴转动。对于转子发动机，膨胀压力作用在转子的侧面，从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心。这一运动在两个分力的力作用下进行。一个是指向输出轴中心的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力。

转子发动机的运动特点是：三角转子1的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子1本身又绕其中心自转。在三角转子1转动时，以三角转子1中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3：2。上述运动关系使得三角转子1顶点的运动轨迹（即气缸壁的形状）似“8”字形。三角转子1把气缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子1自转一周，发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1：1的运动关系完全不同。参见图1所示。

转子发动机的转子每旋转一圈就作功三次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有高马力容积比（发动机容积较小就能输出较多动力）的优点。但与此同时，转子发动机也具有缺点，比如油耗高，污染重。由于没有往复式发动机的高压缩比，使得燃烧不能够很充分，与往复式发动机有着很大的差距。另外还存在磨损严重，零部件寿命短的问题。由于三角转子发动机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。发动机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发动机较难维修。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于发动机的活塞，具有转子活塞的优点同时又能克服转子活塞的缺点。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于发动机的往复式转子活塞，其中，所述的往复式转子活塞设置在气缸中；所述的往复式转子活塞包含转轴、第一转子以及第二转子；所述的转轴为外壁设有轮齿的圆柱形齿轮；所述的第一转子为外壁设有轮齿的圆柱形齿轮，所述的第一转子与转轴啮合；所述的第二转子为椭圆环形，其内侧的侧壁上设有轮齿，第一转子外侧的轮齿与第二转子内侧的轮齿啮合。

上述的用于发动机的往复式转子活塞，其中，所述的转轴围绕固定的中心进行转动，转轴带动第一转子再带动第二转子。转轴可以设置成由外向内穿过气缸的中心，在气缸外部外接动力，优选地可以通过转轴串联多个气缸。每个气缸中的转子可以形成特定的夹角，机油联通到椭圆环形区域。