[其他]双偏心内轴式旋转活塞式机械

说明书

本发明是一种适用于内燃机、压缩机、膨胀机（气动马达）或旋转式蒸汽机的双偏心内轴式旋转活塞式机械。它由与主轴同心的圆形气缸和一个偏心驱动盘、一个偏心转子套、一个主旋转活塞、一个或多个副旋转活塞以及连杆、气缸盖等零件组成。它的特点是结构紧凑，工作平稳，机械效率高。

本发明涉及一种内轴式旋转活塞式机械，特别是一种用于内燃机、压缩机、膨胀机（气动马达）或旋转式蒸汽机的双偏心内轴式旋转活塞式机械。

现有的旋转活塞内燃机中较成熟的是三角活塞旋转内燃机，即汪克尔（Wankel）发动机（科学出版社：《旋转活塞发动机》，上海人民出版社：《三角活塞旋转发动机》）。该机的气缸采用长短幅外旋轮线，传动机构采用内啮合行星齿轮。该机的气缸型线较复杂，润滑与密封较困难，而且在使用中气缸表面易出现震纹。现有的旋转式压缩机中，最简单的是偏心旋转的滑片式压缩机（机械工业出版社：《机械工程手册》第14卷）。滑片式压缩机的滑片在气缸内壁及转子槽内相对运动，产生的机械摩擦损失较大，机械效率低。现有技术中，在结构特征上与本发明较接近的是科学出版社《旋转活塞发动机》一书中表21，表23和日本《内燃机关》杂志1985年第3期第26页（译文载于《国外内燃机》杂志1986年第1期第13页）介绍的两种内轴式转动活塞机。这两种旋转活塞机都有一个固定的圆形气缸和一个偏心旋转的转子套，主轴与气缸同心，旋转活塞由转子套上的槽中伸出。但是它们都没有驱动盘和副旋转活塞，旋转活塞和转子套上的槽相对滑动，机械摩擦损失也比较大。

本发明的目的是提供一种结构紧凑、机械效率高、工作平稳、结构新颖的内轴式旋转活塞式机械，它适用于内燃机、压缩机、膨胀机（气动马达）或旋转式蒸汽机。

本发明的技术要点是在内轴式旋转活塞式机械上采用一个主轴和一个与主轴中心线同轴的园形气缸，该气缸可以采用空气冷却（风冷式）或液体冷却（水冷式）。气缸的两端分别用装有主轴承和偏心轴承的前、后气缸盖密封。机内有一个旋转的驱动盘，它的旋转中心O₁与气缸中心O的偏心距为e₁。工作中O₁的位置不变，也就是说，安装驱动盘的偏心轴承的位置是固定的。气缸内有一个旋转的转子套组件，它的旋转中心O₂与气缸中心的偏心距为e₂。e₁小于e₂。工作中O₂的位置不变，因此安装转子套组件的偏心轴承的位置也是固定的。该机有一个与主轴刚性连接的主旋转活塞（简称“主旋塞”），主旋塞可以用花键与主轴连接。该机有一个或多个以主轴中心线为旋转中心的副旋转活塞（简称“副旋塞”），副旋塞的数量最好是两个。副旋塞可以经轴承装在主轴上。主旋塞与驱动盘之间有机械连接，以便传递动力，可以采用由主旋塞上的活塞销经过主连杆和驱动盘上的曲柄销铰接的结构。副旋塞与驱动盘之间也有用于传递动力的机械连接，也可以采用副旋塞上的活塞销经过副连杆和驱动盘上的曲柄销铰接的结构。各种配合元件的运动为平行轴式。主连杆和副连杆两端的销孔中均装有轴承。以上各种主轴承、偏心轴承、连杆轴承都可以采用滚动轴承或滑动轴承。气缸壁上或前、后气缸盖上具有供工作流体流进或流出气缸的进、出口。进、出口的数量可以是两个或多个。当工作流体为气体时，该进、出口就是进气孔或排气孔。当工作流体为液体时，该进出口就是进、出水孔或进、出油孔。进、出口处可以安装由工作流体的压力自动启闭的单向阀，或者安装由机械装置或电磁装置控制的阀。

主旋塞或副旋塞与气缸接触的部分装有径向密封元件，该元件具有自动补偿径向磨损的功能。主旋塞和副旋塞与气缸盖端面接触的部分装有端面密封元件，该元件也有自动补偿磨损的功能。密封元件均采用减摩材料制造，以减少摩擦损失。

主旋塞和副旋塞通过转子套组件上的槽口伸出，转子套组件的槽口装有弧形板和密封件，装主旋塞的槽口处，弧形板用螺钉紧固在转子套上。装副旋塞的槽口处，弧形板不固定在转子套上，工作时，弧形板与转子套内壁有一定的相对滑动。主轴旋转时，主、副旋塞伸出转子槽的距离不断变化，主、副旋塞和槽口密封件之间有相对滑动。