[其他]四冲程气口式梅花转子发动机

说明书

本实用新型属于旋转活塞式发动机。

旋转活塞式发动机比往复活塞式发动机有体积小，重量轻，结构简单紧凑，又无往复运动的惯性力，所以一直为人们所重视。特别是现代发动机要求向轻型高速发展，往复运动的惯性力阻碍了发动机功率和热效率的进一步提高，并使发动机的轴承、活塞环和气阀机构的工作变得不可靠，所以西德汪克尔（FELIX  H。WANKEL）的三角转子发动机（又称汪克尔发动机）应运而生。迄今为止，旋转活塞式发动机的种类虽然很多，但能达到实用阶段的则只有汪克尔的发动机。该机是用两弧的长短幅外旋转线（EPITOCHOID）做气缸和它的内包络线做活塞设计的，若用长短幅外旋轮线做活塞和它的外包络线做气缸进行设计，则称谓梅花转子机器。

梅花转子机的研制，可追溯到1903年美国库利（JOHN  F.COOLEY）设计的单纯旋转型梅花转子蒸汽机。该机的活塞是两弧的（图3是库利的梅花转子蒸汽机的结构示意图），活塞和缸体同时旋转，结构很复杂，端面密封也未有解决，效率很低。1908年英国安普列拜（UMPLEBY）试图在库利的基础上做成四冲程发动机（图4是安普列拜梅花转子发动机的示意图）也没有成功。1963年日本五十铃汽车公司也是用两弧活塞设计了单纯旋转型四冲程气口式的梅花转子发动机，它的进排气口都开在转子身上，人们认为它的进排气是经过中心轴与外界相通的，因日本严守秘密，无从证实。1963年法国雷诺（RENAULT）设计了四弧活塞的四冲程气阀式梅花转子发动机（图5和图6是雷诺梅花转子发动机的结构图），曾经轰动一时，并由雷诺汽车公司和在菲特勒的美国汽车公司共同试制。它的径向密封和库利的一样放在缸体上，端面密封则和汪克尔的那样放在活塞身上，两者互不连接。该机的最大缺点在于采用气阀，致使结构复杂，体积增大，外形很像飞机用的星形往复式发动机，很难安装在汽车上使用，遂停止发展下去。63年12月英国马歇尔（J.W.MARSHALL）批评雷诺的发动机因采用气阀而伤害转子发动机的优点，并声称他研究的是四冲程气口式的，（见63年12月“OILENGINE  AND  GAS  TURBINE”杂志《英国的转子发动机泄密了》一文），可是原马歇尔的发动机至今未见实现。此外，1965年挪威的渣尼士（FINN  JERNAES）做成四冲程气口式梅花转子发动机（图7、图8是渣尼士的梅花转子发动机的结构示意图，图9、图10是它的气口安排示意图），该机的活塞两端装有圆板，气口开在圆板上与缸盖相通，端面密封是两道简单的圆环，装在缸体上，它与径向密封互不联接。该机近似于旋转阀板式，其齿轮传动机构很复杂，体积也因而增大。用三弧活塞设计的二冲程梅花转子发动机也曾经试制过，其端面密封放在活塞身上，并用以启闭缸盖上的进排气口。这类发动机一般都是端面密封不良和扫气品质欠佳。

本设计的目的是为了解决雷诺发动机的不足，即活塞的端面密封和进排气口问题，成为实用的四冲程气口式梅花转子发动机。它既有与汪克尔发动机相似的结构优点，又具有与往复式发动机相同的工作性能和用途。它克服了汪克尔发动机的很多缺点，加工也较容易，生产成本更低。

图1和图2是本设计的主要结构图，图2是图1的侧视图。它是用四弧的长短幅外旋轮线做活塞和它的五弧外包络线做气缸的设计。图中：1－偏心轴；2－前轴承；3－太阳轮；4－行星齿轮；5－前油封环；6－前缸盖；7－前盖的进气室；8－进气通道；9－端面密封片及弹簧；10－活塞（转子）；11－气缸体；12－火花塞孔；13－燃烧室；14－活塞周面的排气孔；15－活塞的排气腔；16－活塞端面的排气口；17－后缸盖；18－后盖的排气室；19－活塞轴承；20－后油封环；21－油封偏心块；22－后轴承；23－偏心块固定螺钉；24－密封肖；25－密封肖弹簧；26－弹簧调整螺钉；27－径向密封片；28－径向密封弹簧；29－水套；30－活塞的油冷腔；31－进油道；32－回油道；33－活塞的进气腔；34－活塞周面的进气孔；35－活塞端面的进气口；36－平键。