[其他]转缸发动机

说明书

本发明是从权利要求1前序部份所描述的内燃机演进而来的，其目的在于：

1.解决传统往复活塞式内燃机（以下简称往复机）存在的问题：

1.1曲柄连杆机构佔用的体积和产生的往复惯性力等，是发动机减小尺寸、重量，消除振动和高速化提高性能的主要障碍。

1.2因二冲程换气问题，而采用复杂的四冲程结构，每爆发作功一次，要多运转一周，致使高速化需要付出加倍的代价，而高速化的实质，在于有效地增加作功次数。

2.保留和继承往复机突出的优点：

2.1其密封环仅限于围绕活塞的圆周，与气缸的接触为面接触，且具有最短的密封阵线（圆），和最短的滑动行程（直线），结构简单而可靠性高。

2.2除活塞气缸副外，机构的运动副都是回转副，即具体结构中的轴承，而对于承担内燃机工作过程来说，轴承具有易于保证运动精度和可靠性高等优点。

往复机的曲柄连杆机构如（图3）所示，其机构参数λ＝ (r)/(l) ＝ 1/5 ～ 1/3 ;其活塞行程S＝2r;而发动机的倾复力矩M＝AO×P_N＝AO×Pt_gβ，则说明输出扭矩的支反力（-P_N）须由润滑条件不利的活塞气缸副来承担。

若令λ＝1，也就是r＝l（参阅《国外内燃机》上海内燃机研究所编辑出版，1981年第四期第52页“无连杆发动机”），即机构的构件尺寸AB＝OB，则变成图4的情况，A点可以越过O点向极端位置（上止点或下止点）运动，其轨跡点为A₁、A₂、A₃、A₄等等，相应有B点的轨跡点B₁、B₂、B₃、B₄等等。从而使机构及其运动发生了质变，即：①形成了AB相对于OB、以B为中心的自转，和以O为中心的公转，将往复运动变为旋转运动。若使活塞的重心位于A点;利用平衡重使AB（包括活塞重量）的重心位于B点;利用平衡重使OB（包括AB的重量）的重心位于O点，则可以实现机构运转的平衡。③活塞行程S＝4r，说明产生活塞行程S所需的曲柄半径r相对减小了 1/2 。而r和l的减小，以及“A点可以越过O点”等因素，都使S所处位置向曲柄运动空间大幅度内移，从而使机构佔用的体积大幅度减小。至此，上述问题1.1可以得到解决。③除上止点和下止点外，机构运动的特征点还有“脱节点”，即A、O两点重合时的情况，此时活塞可以不动，而AB和OB重合，一同围绕O点旋转，致使机构运动产生脱节，因而需要借助齿轮齿合，来维持AB与OB的相对运动。另外，此时的P_N＝Pt_gβ＝Pt_g90°＝∞，说明在活塞运动的该区段内，可以产生巨大的侧压力，导致机件的迅速磨损及功率的大量消耗。

在图4的运动链中，若令OB为固定构件（参阅《旋转活塞发动机》中国科学院力学研究所转子发动机组编译，科学出版社一九七三年出版，第六章表11“帕森斯”图及第7页3.1），则变成图5的情况，气缸变成以O为中心的旋转体（图中以围绕O点旋转的气缸中心线，即通过Z、O、G三点的直线，代表旋转的气缸），AB变成曲轴的曲柄，以B为中心定轴旋转，而原有曲柄OB则不复存在，OB仅是两个旋转中心的中心距，图中：

Z、G-双顶活塞的两个活塞顶，该双顶活塞贯穿于一对同轴线的气缸之中;

A-曲柄销轴心，即活塞相对于曲柄的自转中心;

α-曲柄转角;

β-气缸转角;

G₀Z₀、G₁Z₁、G₂Z₂、G₃Z₃-相应于气缸不同转角位置的双顶活塞，相对于O点所处位置。