[发明专利]一种新型阵列式连续发动机

说明书

一种新型阵列式连续发动机，主要由定子、转子、活塞片、控制销组成；活塞片数量可以是4的倍数且呈圆周阵列分布，并将定子与转子内空间分割成多个密封腔室；定子固定而转子定向旋转，当每两个活塞片于设定位置接触时，在定子键槽及转子键槽作用下，位于活塞片上控制销发生位置改变，把与定子运动关联的活塞片变成与转子运动关联，把与转子运动关联的活塞片变成与定子运动关联；实现活塞片换位并交替向前转动，使各分割腔室体积呈规律性周期变化，以构成吸气、压缩、做功、排气的四冲程发动机；转子每旋转一周，发动机做功次数随活塞片数量呈平方关系增长；是一款简单高效、能实现高功率密度并连续做功的新型发动机。

一、技术领域

本发明涉及一种阵列式连续发动机，尤其涉及一种由多个活塞片呈圆周阵列分布在定子与转子间并交替向前转动，使各密封腔室体积呈规律性周期变化，以实现四冲程原理的多缸高功率密度内燃机。

二、背景技术

在目前所使用的发动机中，技术比较成熟的有往复活塞式发动机和汪克尔三角转子发动机。其中往复活塞式发动机虽然历经多年不断改进和完善，但鉴于其结构原理，有几种比较明显的缺点难以解决：1、发动机的活塞需要作往复运动来完成能量转换，因此极限转速较低，且无法避免因惯性产生的震动和噪音；2、曲轴每旋转两周，活塞才完成一次对外做功，做功效率低；3、曲轴转动过程中仅有1/4的行程在做功，为弥补该缺陷实际多采用4缸发动机，导致发动机体积和重量大，功率重量比过小；3、发动机活塞在接近上止点时开始做功，此时传给曲轴和连杆的有效力臂很小，使膨胀做功的力无法充分发挥出来，导致能量转化率低；4、发动机整体结构较复杂，须配有复杂的进、排气系统，生产和维护成本较高。

另一类是汪克尔三角转子发动机，该发动机虽然功率大、转速高，不需要复杂的进、排气系统，功率重量比也较传统往复活塞式发动机高，但是也由于存在较多明显的缺点而导致实际应用不广泛：1、发动机转子做功时，三角转子受到的膨胀力，很大一部分指向轴心，分解到旋转方向的力较小，导致发动机扭力小，能量转换效率较低。2、发动机运行时转子作偏心转动，产生震动较大。3、发动机对三角转子和汽缸的形状及精密度要求很高，因此所需制造技术高，生产和维护成本昂贵，推广困难。4、发动机压缩比不高，使得燃烧不够充分，燃油经济性差。5、发动机膨胀做功高温区域仅位于发动机一侧，使得发动机工作时缸体受热膨胀不均匀，使密封困难。

三、发明内容

为了解决传统往复活塞式发动机和汪克尔三角转子发动机的多种缺陷，本发明提供了一种全新解决方案：所设计的发动机主要由定子、转子、活塞片、控制销组成；活塞片数量可以根据需要灵活调整成4的不同倍数；活塞片呈圆周阵列分布并将定子与转子内空间分割成多个密封腔室；定子固定而转子定向旋转，转子旋转时，随转子运动关联的活塞片与随定子运动关联的活塞片发生相对运动；当每两个活塞片于设定位置接触时，在定子键槽及转子键槽作用下，位于活塞片上控制销发生位置改变，把与定子运动关联的活塞片变成与转子运动关联，把与转子运动关联的活塞片变成与定子运动关联，实现活塞片换位并交替向前转动；使由活塞片所分割各腔室体积呈规律性周期变化，在火花塞、进气口、排气口的辅助下，以构成发动机吸气、压缩、做功、排气四个冲程，并驱使转子连续旋转对外做功。转子每旋转一周，发动机做功次数随活塞片数量呈平方关系增长。构成一款简单高效、能实现高功率密度并连续做功的新型发动机。

本发明显著的有益效果是：

本发明的结构简单部件种类少，加工容易，生产和维护成本低。

本发明运行时转子做无偏心旋转，转速高，运转平稳且震动和噪音小。

本发明活塞片每次做功时，膨胀受力方向始终与旋转方向一致，能量转换效率高；且活塞片交替前行时惯性可传递，进一步提高了能量转换效率。

本发明无复杂的进、排气阀门结构，无曲轴、曲柄，减少了能量损耗，能量利用率高。

本发明适合微型化及大型化，可应用多种场合，易于推广。