[实用新型]摆叶式旋转活塞内燃机

说明书

本实用新型提出一种新型的旋转活塞内燃机结构。当前广泛使用的内燃机结构大约在一百年前就已基本确定。近年来已经提出过不少旋转活塞内燃机的技术方案，但到目前为止，还没有一种得到比较广泛的应用。本实用新型与目前已经提出的各种旋转活塞内燃机技术方案的显著区别是：取消混合燃气在气缸内的压缩冲程，改为在进气缸前对燃气进行增压；采用一个摆叶结构协助在气缸内形成燃烧室。这种技术方案简化了旋转活塞内燃机的结构，减小了制造难度，因而能降低制造成本，使旋转活塞内燃机进入实用阶段。

这种内燃机的气缸结构如图一所示，它包括内壁为园柱形的气缸体③，带有旋转活塞面④的转子②，与转子结合成一体的动力输出轴①，摆叶⑤，以及附加在气缸体上的气缸盖⑦。在气缸体内壁上开有排气孔⑥。通过气缸盖引入火花塞⑨和进气孔⑧及其阀门。在气缸体的两侧用气缸侧板进行密封。

如图一所示，在气缸盖对应的气缸体内壁表面形成一段凹陷，这段凹陷在靠近排气孔的一端，连通一个带缝的园孔，用以放置摆叶。此种内燃机的燃烧室，由摆叶⑤，旋转活塞面④，气缸体内壁的凹陷部分，再加两端的侧板而形成。增压之后的混合燃气经进气孔⑧而进入燃烧室，然后进气孔关闭，火花塞跳火，引起混合气燃烧，产生的压力推动旋转活塞转子旋转，直接由输出轴送出动力。输出轴上可安置一至数个转子，可以通过隔板既把多个转子连结在一起，又使各燃烧室相互隔离，有助于减小内燃机的体积。可在多转子的隔板与气缸体内壁的滑动接触部分各开一环槽，置入一弹性园环片（类似于活塞环）。这既可以进一步加强各燃烧室的相互隔离效果，又可借用这两个环槽作为润滑油的油路。

当转子②旋转时，摆叶将被转子上的凸起部分推向气缸内壁，并最后完全隐陷于气缸内壁的凹陷部分之中。摆叶的一端制成园柱形，称为根端，从侧面放入气缸体的带缝园孔中。摆叶的另一端称为顶端，由燃烧室内气体的压力使它接触转子的外弧表面。因此随着转子的旋转，摆叶将在小角度内摆动。为减小摆叶顶端与转子外弧表面的滑动摩擦，可在摆叶的顶端植入滚柱，使之变为滚动摩擦并加强润滑。润滑油可从气缸体外压入摆叶的根端，再经过摆叶本身作为油路送至摆叶顶端。

通过气缸盖引入的火花塞和进气阀，在实际装置中有可能高出或低于气缸体内壁的弧面，因此要求摆叶也有相应的凹陷或凸起部分，使摆叶在完全隐陷于气缸体内壁时，不会和火花塞及进气阀相碰，减小燃烧室的残留空间，同时也增加了摆叶本身的强度。

第二种实施方案如图二所示，将气缸体③由外环位置变成内环位置，转子②则由内环位置变成外环位置。转子内部沿径向向轴心方向凸起的部份形成旋转活塞④。可借助气缸侧板或在转子外部安置三个小（齿）轮，来固定转子的位置和稳定其旋转运动。气缸盖可以取消，直接在气缸体上安置火花塞⑨和进气孔⑧。摆叶⑤的受力方向正好和第一种方案相反，为凹面受力，因此第二种方案的摆叶强度应设计得比第一种方案为高。动力由转子外沿输出。原动力输出轴的位置改放凸轮轴①，用以控制进气阀门的开闭。排气孔⑥，多转子结构和工作过程均同前述的第一种方案。

此种内燃机的其它部分，如混合燃气增压，进气阀门控制，电火花控制，润滑和散热，可采用内燃机领域里的普通技术来实现。由于取消了曲轴连杆机构，使得结构简化，重量减轻，启动容易，无爆震，运行十分平稳。混合燃气的比例可以在增压前得到较好的控制，有利于混合燃气进行充分燃烧，减轻对大气环境的污染。