[发明专利]利用汉弗莱热力循环的旋转内燃机

说明书

本发明公开利用汉弗莱热力循环的旋转内燃机，包括密封的气缸体和转子，转子上以切向嵌入的方式安装旋转弹性活塞Ⅰ和旋转弹性活塞Ⅱ，旋转弹性活塞Ⅰ和旋转弹性活塞Ⅱ均沿转子外表面伸出，其伸出端顶住气缸体的内壁，气缸体是汉弗莱气缸体，汉弗莱气缸体由依次排布的进气圆弧、压缩圆弧、膨胀圆弧和排气圆弧四段不同曲率的圆弧组成的，圆弧、转子、两个密封盖、两个旋转弹性活塞围成的空腔形成燃烧室，压缩圆弧区域与转子形成的空腔体积小于膨胀圆弧区域与转子形成的空腔体积，进气圆弧上远离压缩圆弧开有进气口，压缩圆弧上靠近膨胀圆弧套装火花塞，排气圆弧上开有排气口。本发明运转平稳，避免了传统技术中的惯性力问题，具有高能量转换效率。

技术领域

本发明涉及一种能源动力工程机械装置，具体涉及一种利用汉弗莱热力循环的旋转内燃机。

背景技术

在节约能源与保护环境的双重压力下，对占汽车主要动力来源的发动机提出了更高的要求。传统的容积式曲柄连杆机构的往复活塞内燃发动机，其原理是依靠密封的工作室容积的周期变化，达到使混合可燃气体（或压缩气体）压力增高后，由点火系统（或喷油系统喷油）点燃膨胀功推动曲柄连杆机构，实现能够自己往复循环工作的发动机；实现其原理的方法是由启动机带动曲柄旋转，连杆链接曲轴、活塞，在气缸内作往复周期变化，高压可燃气体燃烧后膨胀做功推动曲柄连杆机构而实现发动机活塞往复循环工作。然而，传统往复活塞内燃发动机运转不平稳，还会出现动力刚性传递与不平衡惯性力问题，惯性问题会引起振动磨损、振动噪声，降低了磨损部件的使用寿命。

如今世界范围内汽车发动机（包括汽油机和柴油机）主要采用的是奥托循环（如图2中的a-b-c-d’-a循环）或狄塞尔循环（如图2中的a-b-c’-d’-a循环），普遍存在能量转换效率较低的缺点。如图2所示的热力循环图，做功量为循环围成的面积，在吸热量相同的情况下，面积越大说明热转换效率越高；由热力学相关知识可知，在压缩比相同，吸热量相同时，奥托循环热转换效率大于狄塞尔循环；同时从图2中可以看出，汉弗莱热力循环（如图2中的a-b-c-d-a循环）的热转换效率高于奥托循环（如图2中的a-b-c-d’-a循环）（因两个循环的吸热过程均为b-c，即吸热量相同）。所以，汉弗莱循环相对奥托循环或狄塞尔循环均具有较高的热转换效率。

汉弗莱热力循环（如图2中的a-b-c-d-a循环）是通过图2中的d-a过程完成换气过程（即排气和进气过程），进气口关闭后，开始对混合气体进行压缩（如图2中的a-b过程），压缩过程末期火花塞点燃混合气体，气体在定容容积下完成燃烧（如图2中的b-c过程），产生的高温高压气体推动旋转弹性活塞膨胀做功（如图2中的c-d过程），目前没有利用汉弗莱热力循环的发动机。

发明内容

为解决现有往复活塞式内燃机出现的运转不平稳，惯性力所引起的振动磨损、噪声，能量转换效率低的问题，本发明提供一种利用汉弗莱热力循环的旋转内燃机，其采用先进的汉弗莱热力循环提高了内燃机热效率，结构简单，运转平稳，易于生产，加工成本低，可以广泛使用。

本发明的目的是以下述方式实现的：

利用汉弗莱热力循环的旋转内燃机，包括密封的气缸体和设置在气缸体内的转子，所述转子上以切向嵌入的方式安装有旋转弹性活塞Ⅰ和旋转弹性活塞Ⅱ，旋转弹性活塞Ⅰ和旋转弹性活塞Ⅱ均沿转子外表面伸出，其伸出端顶住气缸体的内壁，气缸体是汉弗莱气缸体，汉弗莱气缸体由依次排布的进气圆弧、压缩圆弧、膨胀圆弧和排气圆弧四段不同曲率的圆弧组成的，圆弧、转子、旋转弹性活塞Ⅰ和旋转弹性活塞Ⅱ围成的空腔形成燃烧室，压缩圆弧区域与转子形成的空腔体积小于膨胀圆弧区域与转子形成的空腔体积，所述进气圆弧上远离压缩圆弧开有进气口，压缩圆弧上靠近膨胀圆弧套装火花塞，排气圆弧上靠近膨胀圆弧开有排气口。

所述汉弗莱气缸体是指具有符合燃气在燃烧室内经过四段不同曲率的圆弧时遵循汉弗莱热力循环工作的体型线缸体结构。

所述压缩圆弧的尺寸根据内燃机的压缩比决定，膨胀圆弧的尺寸根据内燃机的膨胀比决定。