[发明专利]曲线转子发动机

说明书

本发明属一种内燃发动机。

现有的往复活塞发动机每个工作循环由吸气、压缩、燃烧-膨胀、排气四个冲程构成，其中燃烧-膨胀为作功冲程，在此冲程中，混合气燃烧后产生的膨胀压力作用于活塞顶部推动活塞通过连杆驱动曲轴作功，当混合气点燃后膨胀压力最大时刻，活塞正处于上止点附近，此时曲轴的有效力臂近于最小，无法产生较大扭矩，当曲轴的有效力臂最大时刻，活塞已下行相当的距离，气缸容积增大很多，使膨胀压力骤减，同样得不到较大扭矩，即到达最高回转半径与产生最大压力的时间不同步，所以导致热转换效率低。此外其活塞连杆等主要部件往复运动的惯性力限制了活塞直径和曲轴半径的几何尺寸，因而单缸功率等指标很难进一步提高，又由于惯性力与旋转角速度的平方成正比，转速的提高也受到限制。近20年出现的三角转子发动机的缸体由三角转子分割为三个腔，工作时，三个腔分别处于吸气、压缩、膨胀燃烧三种状态，三个腔之间的压力差很大，不易密封，而且转子在偏心轴上作复杂的行星运动，振动严重，噪音大，缸体易出现早期振纹，寿命短，不易制作，成本高，低速性能差，同时它也存在爆发膨胀压力与作功有效半径不能同时达到最大值，影响了热功转换效率的提高，所以近年来无较大发展。

本发明旨在提供一种曲线转子发动机，这种发动机结构简单，易于加工，爆发膨胀压力能始终作用在转子最大半径处，从而得到较大的输出扭矩，提高其热效率，同时具有功率大、体积小、重量轻、噪音小、寿命长的优点。

实现上述目的的技术解决方案是：本发动机包括有工作缸体、主轴、点火器、燃烧室以及支撑、紧固、密封部件，其特征在于：所述的工作缸体分为同一中心轴线设置的压缩缸1和爆发缸21两部分，其缸体均为圆筒形，压缩缸体1内设置有与穿过爆发缸21的主轴2相对固定的偏心轴9，偏心轴上相对固定有圆柱形压缩转子8，压缩转子的直径小于缸体内腔直径并大于缸体内腔半径，其尺寸应保证使压缩转子周边与缸体圆筒形内壁相切，压缩缸体内壁上开有母线向的闸板槽5，闸板4一侧顶住嵌在闸板槽底的弹簧6上，一侧顶住压缩转子8的侧壁，从闸板起始，沿压缩转子旋转方向先在压缩缸体内壁上设置一与化油器接口相通的进气口中7，相隔一段距离再设置一单向出气阀3，所述爆发缸体21内的主轴2上相对固定有与缸体内壁滑动配合的圆柱形爆发转子18，爆发转子侧壁上纵向母线方向开有凹进的能被缸体内壁密封的曲线槽19，曲线槽凹壁为圆滑连接的弧面，凹槽两侧弧面各自与转子圆柱形侧壁圆滑连接，爆发缸21内侧壁上母线向开有闸板槽24，闸板22一侧顶在嵌入闸板槽底的弹簧23，一侧顶住爆发转子的外侧壁，按转子旋转方向，在闸板槽之后小于曲线槽19宽度的爆发缸体内侧壁上设有凹进的燃烧室25，燃烧室内设有与所述点火器相连的火花塞26，在燃烧室之后相隔一段距离的爆发缸体侧壁上还设有排气口29，爆发转子侧壁上设有与压缩缸单向出气阀相通且旋转过程中能对准燃烧室的配气口27，爆发转子上曲线槽与配气口及缸体内壁上燃烧室与排气口之间的相对位置根据工作相位定位。

本发动机的工作原理是：在压缩缸1内，偏心轴上的压缩转子8与缸体内壁之间的空腔被闸板4分隔为2部分，随着偏心轴9的转动，压缩转子8沿缸体内壁滚动，被闸板分隔开的两部分空腔体积也随之不断变化，燃油气从化油器接口通过缸体侧壁上的进气口进入缸体空腔内，当压缩转子滚过该进气口后，即将进气之后压缩转子至闸板之间的空腔密封，并随转子的滚动不断压缩该空腔气体，达到一定压力后，压缩燃气从单向出气阀3出去进入爆发缸，在上述一空腔被压缩情况下，另一空腔则从进气口7进入燃气，压缩转子不断滚动，即不断重复吸气、压缩、排气的过程向爆发缸提供压缩燃气。在爆发缸21内，爆发转子转动过程中当其侧壁上与压缩缸体单向出气阀相通的配气口27对准燃烧室25时（图2a），高压混合燃气进入燃烧室，转子继续转动，配气口被缸体侧壁封闭后（图2b），点火器通过火花塞点火，混合气开始燃烧，当爆发转子转到其侧壁上凹进的曲线槽对准燃烧室时（图2c），混合气进入显燃期，温度急骤增高，气体急骤膨胀，产生爆发高压，此压力作用在曲线槽一侧弧面上，对转子产生一圆周向的推力，而曲线槽另一侧弧面其后部被闸板挡住与高压气隔离，由闸板承受爆发力，故转子将沿一个方向转动，随着闸板沿曲线槽弧面滑动，充有爆发燃气的曲线槽空腔逐渐增大，压力降低，当转到曲线槽对准排气口的位置时（图2d），曲线槽内充气容积已达最大，压力最低，废气从排气口排出，完成一个工作循环。