專利名稱：全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，具體為一種全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
人們公認(rèn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)因其連桿、曲軸、氣門等固有的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低等缺點(diǎn)，目前有很多旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)試圖改變這一現(xiàn)狀，如有代表性的汪克爾旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。但這些現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不甚合理，在設(shè)計(jì)中仍然可以發(fā)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的影子，而這些因素仍將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低或不好加工等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低等問題，提供一種新型結(jié)構(gòu)的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，包含其內(nèi)有兩圓形腔的缸體和與缸體固定的前缸蓋、后缸蓋，在缸體的兩圓形腔中心分別設(shè)有通過軸承支撐于前、后缸蓋上的轉(zhuǎn)軸，兩轉(zhuǎn)軸的一端分別固定有相互嚙合且齒數(shù)相同的同步齒輪；兩轉(zhuǎn)軸上分別固定有旋轉(zhuǎn)活塞輪和旋轉(zhuǎn)密封輪，旋轉(zhuǎn)活塞輪和旋轉(zhuǎn)密封輪為柱面氣密滾動(dòng)接觸的等直徑圓柱體，旋轉(zhuǎn)活塞輪上設(shè)有與缸體圓形腔內(nèi)壁密封配合的活塞頭，旋轉(zhuǎn)密封輪的柱面與缸體的圓形腔內(nèi)壁密封配合且其上設(shè)有弧形缺口，旋轉(zhuǎn)活塞輪和旋轉(zhuǎn)密封輪的安裝相位保證當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞輪的活塞頭與旋轉(zhuǎn)密封輪接觸時(shí)正好與弧形缺口相對(duì)(這樣可保證帶有活塞頭的旋轉(zhuǎn)活塞輪與旋轉(zhuǎn)密封輪之間相互滾動(dòng))；在前缸蓋的端面上開有位于前缸蓋上部的廢氣排氣孔和位于前缸蓋下部的混合氣進(jìn)氣孔，廢氣排氣孔和混合氣進(jìn)氣孔的中心位于同一以轉(zhuǎn)軸中心為圓心的圓周上，在后缸蓋的端面上開有位于后缸蓋上部的新鮮氣體出孔和位于后缸蓋下部的新鮮氣體進(jìn)孔，新鮮氣體出孔和新鮮氣體進(jìn)孔的中心位于同一以轉(zhuǎn)軸中心為圓心的圓同上；在旋轉(zhuǎn)活塞輪的兩端分別設(shè)有經(jīng)軸承固定于轉(zhuǎn)軸上且與旋轉(zhuǎn)活塞輪端面和缸體端面密封接觸的前配氣齒輪、后配氣齒輪，前、后配氣齒輪上分別開有配氣孔，前、后配氣齒輪上的配氣孔中心所在的圓周分別與前缸蓋上的廢氣排氣孔中心所在圓周、后缸蓋上的新鮮氣體出孔中心所在圓周的半徑相同；在旋轉(zhuǎn)密封輪的兩端分別設(shè)有固定于轉(zhuǎn)軸上且分別與前、后配氣齒輪嚙合的前配氣同步齒輪、后配氣同步齒輪，配氣齒輪與配氣同步齒輪的齒數(shù)比為2∶1；旋轉(zhuǎn)活塞輪和旋轉(zhuǎn)密封輪的密封接觸處和旋轉(zhuǎn)活塞輪上的活塞頭將旋轉(zhuǎn)活塞輪和缸體圓形腔內(nèi)壁之間的空間密閉地分為前腔和后腔(以活塞頭的轉(zhuǎn)向?yàn)閰⒄眨钊^前方的空間為前腔)，安裝時(shí)前、后配氣齒輪上的配氣孔分別位于前腔和后腔；在缸體上開有位于與旋轉(zhuǎn)活塞輪配合的圓形腔下部的火花塞孔，火花塞孔內(nèi)密封設(shè)置有火花塞(火花塞沒有超出缸體圓形腔內(nèi)壁的工作弧面，不妨礙活塞頭的通過)；由于配氣齒輪與配氣同步齒輪的齒數(shù)比為2∶1且轉(zhuǎn)軸一端相互嚙合的齒輪的齒數(shù)相同，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)旋轉(zhuǎn)活塞輪轉(zhuǎn)兩圈，配氣齒輪轉(zhuǎn)一圈。旋轉(zhuǎn)活塞輪轉(zhuǎn)兩圈(同時(shí)配氣齒輪轉(zhuǎn)一圈)為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作過程。發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)循環(huán)工作過程包括如下的行程1、廢氣排出和新鮮氣體吸入；2、混合氣(燃?xì)饣蜢F化燃油與壓縮空氣的混合氣體)噴入；3、點(diǎn)火爆發(fā)和新鮮氣體壓出。
旋轉(zhuǎn)活塞輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第一圈為廢氣排出和新鮮氣體吸入行程，在該行程，前配氣齒輪上的配氣孔位于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的前腔且該配氣孔與前缸蓋上的廢氣排氣孔相對(duì)，后配氣齒輪上的配氣孔位于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的后腔且該配氣孔與后缸蓋上的新鮮氣體進(jìn)孔相對(duì)，隨著旋轉(zhuǎn)活塞輪的轉(zhuǎn)動(dòng)(依靠啟動(dòng)力或運(yùn)轉(zhuǎn)的慣性力)，活塞頭壓縮前腔使容積逐漸變小，前腔內(nèi)的廢氣經(jīng)前配氣齒輪上的配氣孔和與之相對(duì)的前缸蓋上的廢氣排氣孔排出；后腔容積逐漸變大，新鮮氣體經(jīng)后缸蓋上的新鮮氣體進(jìn)孔和與之相對(duì)的后配氣齒輪上的配氣孔被吸入后腔；新鮮氣體吸入的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可避免隨著活塞頭的轉(zhuǎn)動(dòng)在前、后腔之間形成壓力差(如果沒有新鮮氣體吸入的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隨著活塞頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，后腔壓力將降低)，而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率；同時(shí)吸入的新鮮氣體在后續(xù)行程中可轉(zhuǎn)化為壓力氣體而貯存在配套的壓力貯氣罐中，無需為壓力貯氣罐再額外配置充氣泵，有利于減化發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)或配套裝置。
活塞頭與弧形缺口相交后，旋轉(zhuǎn)活塞輪進(jìn)入第二圈轉(zhuǎn)動(dòng)?；旌蠚鈬娙胄谐蹋芭錃恺X輪上的配氣孔位于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的后腔且該配氣孔與前缸蓋上的混合氣進(jìn)氣孔相對(duì)，混合氣噴入后腔。
點(diǎn)火爆發(fā)和新鮮氣體壓出行程，前配氣齒輪上的配氣孔位于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的后腔且該配氣孔與前缸蓋上的混合氣進(jìn)氣孔脫離相對(duì)位置，此時(shí)后腔處于完全密封狀態(tài)，火花塞點(diǎn)火，混合氣爆發(fā)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)活塞輪轉(zhuǎn)動(dòng)；此時(shí)后配氣齒輪上的配氣孔位于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的前腔且該配氣孔與后缸蓋上的新鮮氣體出孔相對(duì)，隨著旋轉(zhuǎn)活塞輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞頭壓縮前腔使容積逐漸變小，前腔內(nèi)的新鮮氣體經(jīng)后配氣齒輪上的配氣孔和與之相對(duì)的后缸蓋上的新鮮氣體出孔排出。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)活塞輪完成兩圈轉(zhuǎn)動(dòng)，配氣齒輪完成一圈轉(zhuǎn)動(dòng)。然后發(fā)動(dòng)機(jī)再次進(jìn)入廢氣排出和新鮮氣體吸入行程。
本發(fā)明所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)還包含一個(gè)經(jīng)輸氣管與后缸蓋上的新鮮氣體出孔相通的壓力貯氣罐，壓力貯氣罐的出氣口與前缸蓋上的混合氣進(jìn)孔連通。后缸蓋上的新鮮氣體出孔排出的壓力氣體經(jīng)輸氣管壓入壓力貯氣罐。這樣，吸入的新鮮氣體在點(diǎn)火爆發(fā)和新鮮氣體壓出行程中可轉(zhuǎn)化為壓力氣體而貯存在配套的壓力貯氣罐中，作為混合氣中壓縮空氣的氣源，無需為壓力貯氣罐再額外配置充氣泵，有利于簡化發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)或配套裝置。
在混合動(dòng)力應(yīng)用時(shí)，而在需要復(fù)用時(shí)，通過管道閥門的切換，壓力貯氣罐(為加大空氣儲(chǔ)量可增加設(shè)置大的高壓氣罐)的出氣口還可與后缸蓋上的新鮮氣體進(jìn)孔連通。這樣以壓縮空氣代替(無壓力)新鮮空氣，在吸氣行程中輸入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)腔(后腔)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)活塞輪做功，而在能量可回收時(shí)，如減速、下坡時(shí)，通過管道閥門的切換，將汽缸里部分或全部壓縮空氣輸往大的高壓氣罐，能量以壓縮空氣方式存儲(chǔ)，以此實(shí)現(xiàn)能量的回收復(fù)用，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
前缸蓋上的廢氣排氣孔、后缸蓋上的新鮮氣體出孔和新鮮氣體進(jìn)孔為弧形孔。這樣可使廢氣排放充分，新鮮氣體吸入和排出充分。
本發(fā)明所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)、合理，旋轉(zhuǎn)活塞輪、旋轉(zhuǎn)密封輪、配氣輪之間通過齒輪建立同步運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系，主要活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)形式均為單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沒有擺動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，爆發(fā)做功行程長，輸出扭矩大，直接旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出；同時(shí)進(jìn)排氣阻力小、充氣系數(shù)高、燃燒充分、震動(dòng)小、噪音低，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、效率高，能廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車等一切需要?jiǎng)恿Φ念I(lǐng)域，對(duì)于環(huán)保、節(jié)能，具有廣泛的意義。


圖1為本發(fā)明所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為前缸蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為后缸蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為前缸蓋的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為后缸蓋的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1的A-A剖視圖——嚙合中的配氣齒輪和配氣同步齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于廢氣排出和新鮮氣體吸入行程時(shí)的瞬態(tài)圖之一；圖8為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于廢氣排出和新鮮氣體吸入行程時(shí)的瞬態(tài)圖之二；
圖9為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于廢氣排出和新鮮氣體吸入行程時(shí)的瞬態(tài)圖之三；圖10為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于廢氣排出和新鮮氣體吸入行程時(shí)的瞬態(tài)圖之四；圖11為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于混合氣噴入行程時(shí)的瞬態(tài)圖；圖12為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于點(diǎn)火爆發(fā)和新鮮氣體壓出行程時(shí)的瞬態(tài)圖之一；圖13為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于點(diǎn)火爆發(fā)和新鮮氣體壓出行程時(shí)的瞬態(tài)圖之二；圖中1-缸體，2-前缸蓋，3-后缸蓋，4、5、6、7-軸承，8、9-轉(zhuǎn)軸，10、11-同步齒輪，12-旋轉(zhuǎn)活塞輪，13-旋轉(zhuǎn)密封輪，14-活塞頭，15-弧形缺口，16-廢氣排氣孔，17-混合氣進(jìn)氣孔，18-新鮮氣體出孔，19-新鮮氣體進(jìn)孔，20、21-軸承，22-前配氣齒輪，23-后配氣齒輪，24、25-配氣孔，26-前配氣同步齒輪，27-后配氣同步齒輪，28-火花塞，29、30-平面壓力軸承，31-襯套，32、33-缸蓋襯套，34、35-平面壓力軸承，36、37-平面壓力軸承，38、39、40、41-輸氣管，42-平衡槽孔。
具體實(shí)施例方式
如圖1-圖6所示。全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，包含其內(nèi)有兩圓形腔的缸體1和與缸體固定的前缸蓋2、后缸蓋3，在缸體的兩圓形腔中心分別設(shè)有通過軸承4、5、6、7支撐于前、后缸蓋上的轉(zhuǎn)軸8、9，兩轉(zhuǎn)軸的一端分別固定有相互嚙合且齒數(shù)相同的同步齒輪10、11；兩轉(zhuǎn)軸上分別固定有旋轉(zhuǎn)活塞輪12和旋轉(zhuǎn)密封輪13，旋轉(zhuǎn)活塞輪12和旋轉(zhuǎn)密封輪13為柱面氣密滾動(dòng)接觸的等直徑圓柱體，旋轉(zhuǎn)活塞輪12上設(shè)有與缸體圓形腔內(nèi)壁密封配合的活塞頭14，旋轉(zhuǎn)密封輪13的柱面與缸體的圓形腔內(nèi)壁密封配合且其上設(shè)有弧形缺口15，旋轉(zhuǎn)活塞輪12和旋轉(zhuǎn)密封輪13的安裝相位保證當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞輪的活塞頭與旋轉(zhuǎn)密封輪接觸時(shí)正好與弧形缺口相對(duì)(這樣可保證帶有活塞頭的旋轉(zhuǎn)活塞輪與旋轉(zhuǎn)密封輪之間相互滾動(dòng))；在前缸蓋2的端面上開有位于前缸蓋上部的廢氣排氣孔16和位于前缸蓋下部的混合氣進(jìn)氣孔17，廢氣排氣孔16和混合氣進(jìn)氣孔17的中心位于同一以轉(zhuǎn)軸中心為圓心的圓周上，在后缸蓋3的端面上開有位于后缸蓋上部的新鮮氣體出孔18和位于后缸蓋下部的新鮮氣體進(jìn)孔19，新鮮氣體出孔18和新鮮氣體進(jìn)孔19的中心位于同一以轉(zhuǎn)軸中心為圓心的圓同上；在旋轉(zhuǎn)活塞輪的兩端分別設(shè)有經(jīng)軸承20、21固定于轉(zhuǎn)軸8上且與旋轉(zhuǎn)活塞輪端面和缸體端面密封接觸的前配氣齒輪22、后配氣齒輪23，前、后配氣齒輪22、23上分別開有配氣孔24、25，前、后配氣齒輪上的配氣孔中心所在的圓周分別與前缸蓋上的廢氣排氣孔中心所在圓周、后缸蓋上的新鮮氣體出孔中心所在圓周的半徑相同；在旋轉(zhuǎn)密封輪13的兩端分別設(shè)有固定于轉(zhuǎn)軸9上且分別與前、后配氣齒輪22、23嚙合的前配氣同步齒輪26、后配氣同步齒輪27，配氣齒輪22、23與配氣同步齒輪26、27的齒數(shù)比為2∶1；旋轉(zhuǎn)活塞輪12和旋轉(zhuǎn)密封輪13的密封接觸處和旋轉(zhuǎn)活塞輪上的活塞頭14將旋轉(zhuǎn)活塞輪和缸體圓形腔內(nèi)壁之間的空間密閉地分為前腔和后腔(以活塞頭的轉(zhuǎn)向?yàn)閰⒄?，活塞頭前方的空間為前腔)，安裝時(shí)前、后配氣齒輪上的配氣孔24、25分別位于前腔和后腔；在缸體1上開有位于與旋轉(zhuǎn)活塞輪配合的圓形腔下部的火花塞孔，火花塞孔內(nèi)密封設(shè)置有火花塞28(火花塞沒有超出缸體圓形腔內(nèi)壁的工作弧面，不妨礙活塞頭的通過)。在旋轉(zhuǎn)活塞輪12與前、后配氣齒輪22、23之間分別設(shè)有平面壓力軸承29、30，用于進(jìn)一步減小兩者之間的摩擦并提高兩者之間的密封性。為增加使用壽命且便于維修更換，缸體1的內(nèi)壁固定有襯套31；在前缸蓋2、后缸蓋3的內(nèi)側(cè)分別固定有缸蓋襯套32、33且缸蓋襯套32、33上開有與前、后缸蓋上的孔(廢氣排氣孔、混合氣進(jìn)氣孔，新鮮氣體出孔、新鮮氣體進(jìn)孔)對(duì)應(yīng)的孔，同時(shí)為減小前、后配氣齒輪和前、后配氣同步齒輪與缸蓋襯套之間的摩擦并使兩者之間具有一定的密封性，在前、后配氣齒輪22、23與缸蓋襯套32、33之間設(shè)置有平面壓力軸承34、35，在前、后配氣同步齒輪26、27與缸蓋襯套32、33之間設(shè)有平面壓力軸承36、37。為方便進(jìn)、排氣，前缸蓋2上的廢氣排氣孔16、混合氣進(jìn)氣孔17上以及后缸蓋3上的新鮮氣體出孔18、新鮮氣體進(jìn)孔19上分別連接有輸氣管38、39、40、41。還包含一個(gè)經(jīng)輸氣管40與后缸蓋上的新鮮氣體出孔18相通的壓力貯氣罐(圖中未顯示)，壓力貯氣罐的出氣口與前缸蓋2上的混合氣進(jìn)孔17連通。壓力貯氣罐的出氣口還可與后缸蓋3上的新鮮氣體進(jìn)孔19連通。前缸蓋2上的廢氣排氣孔16、后缸蓋3上的新鮮氣體出孔18和新鮮氣體進(jìn)孔19為弧形孔(圖2、圖3所示)。根據(jù)實(shí)際需要弧形孔的扇形角可在30°-180°之間進(jìn)行選擇。這樣可使廢氣排放充分，新鮮氣體吸入和排出充分。為降低因開孔對(duì)前、后缸蓋強(qiáng)度的影響，前缸蓋2上的廢氣排氣孔16、后缸蓋上的新鮮氣體出孔18和新鮮氣體進(jìn)孔19還可是由圓形孔或三角形孔間隔排列而成的弧形孔列(如圖4、圖5所示)。根據(jù)工藝的需要，旋轉(zhuǎn)活塞輪12上的活塞頭14可以跟主體分開制作，采用一種已知的原理結(jié)構(gòu)再固定到一起，這樣方便制造、安裝、維護(hù)、維修。為了滿足旋轉(zhuǎn)動(dòng)平衡及潤滑需求，前、后配氣齒輪22、23上開有平衡槽孔42，平衡槽孔42離開軸心的最遠(yuǎn)端距離不能超過旋轉(zhuǎn)活塞輪圓弧部分的半徑，也就是不能影響汽缸的密封度。同樣，旋轉(zhuǎn)活塞輪12、旋轉(zhuǎn)密封輪13也可作類似的動(dòng)平衡處理。發(fā)動(dòng)機(jī)的所有部件可以采用常規(guī)金屬或合金制造，有些零件，如前、后配氣齒輪、前后缸蓋上的襯套甚至旋轉(zhuǎn)活塞輪、旋轉(zhuǎn)密封輪、缸體襯套的全部或零件的局部，可以采用工業(yè)陶瓷制作，以求達(dá)到更好的耐磨、耐高溫、低熱漲、密封效果。
發(fā)動(dòng)機(jī)的具體工作過程如圖7-圖13所示，其中圖7-圖10為廢氣排出和新鮮氣體吸入行程；圖11為混合氣噴入行程；圖12-圖13為點(diǎn)火爆發(fā)和新鮮氣體壓出行程。結(jié)合附圖對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體工作過程進(jìn)一步描述如下如附圖7所示，在初始的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)活塞輪12上的活塞頭14指向最左端(180°)，活塞頭14隱藏在旋轉(zhuǎn)密封輪13上的弧形缺口15內(nèi)而不被卡死，此時(shí)整個(gè)氣缸內(nèi)的左半部分由旋轉(zhuǎn)密封輪13占據(jù)密封，右半部分由于活塞頭14和弧形缺口15密封度并不好，所以汽缸空腔未被真正意義分割，此時(shí)前配氣齒輪22上的配氣孔24處于最右端(0°)，與前缸蓋2上的廢氣排氣孔16重疊，因而汽缸空腔通過前配氣齒輪22上的配氣孔24、前缸蓋2上的廢氣排氣孔16、廢氣輸氣管38與外界大氣相同，依靠啟動(dòng)力或運(yùn)轉(zhuǎn)的慣性力，旋轉(zhuǎn)活塞輪12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，汽缸空腔內(nèi)的廢氣開始被掃出。后配氣齒輪23上的配氣孔25與后缸蓋上的新鮮氣體進(jìn)孔19即將重疊。
進(jìn)入圖8所示的瞬態(tài)，旋轉(zhuǎn)活塞輪12的圓柱面與旋轉(zhuǎn)密封輪13的圓柱面相互密封接觸，活塞頭14開始與右半部分圓形腔內(nèi)壁相互密封，這樣旋轉(zhuǎn)活塞輪12和旋轉(zhuǎn)密封輪13的密封接觸處和旋轉(zhuǎn)活塞輪上的活塞頭14將旋轉(zhuǎn)活塞輪和缸體圓形腔內(nèi)壁之間的空間密閉地分為前腔和后腔，在前腔內(nèi)，前配氣齒輪22上的配氣孔24與前缸蓋2上的廢氣排氣孔16繼續(xù)保持重疊，前腔內(nèi)的廢氣繼續(xù)被活塞頭掃出汽缸；在后腔內(nèi)，后配氣齒輪23上的配氣孔25與后缸蓋上的新鮮氣體進(jìn)孔19開始重疊，此時(shí)外界的新鮮空氣經(jīng)后缸蓋上的新鮮氣體進(jìn)孔19、后配氣齒輪23上的配氣孔25被吸入或壓入后腔。
進(jìn)入圖9所示的瞬態(tài)，旋轉(zhuǎn)活塞輪12的圓柱面與旋轉(zhuǎn)密封輪13的圓柱面相互密封接觸，前腔內(nèi)繼續(xù)排廢氣，后腔繼續(xù)吸入新鮮空氣。
進(jìn)入圖10所示的瞬態(tài)，前腔內(nèi)，前配氣齒輪22上的配氣孔24與前缸蓋2上的廢氣排氣孔16已經(jīng)分離不再重疊，前腔廢氣掃出結(jié)束；后腔內(nèi)，后配氣齒輪23上的配氣孔25與后缸蓋3上的新鮮氣體進(jìn)孔19也已經(jīng)分離不再重疊，此時(shí)后腔內(nèi)已充滿了新鮮空氣。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)活塞輪12已經(jīng)旋轉(zhuǎn)接近一圈，前、后配氣齒輪22、23旋轉(zhuǎn)角度接近180°。
進(jìn)入圖11所示的瞬態(tài)，旋轉(zhuǎn)活塞輪12開始第二圈旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)活塞輪12的圓柱面與旋轉(zhuǎn)密封輪13的圓柱面再次保持相互密封接觸，活塞頭14行進(jìn)到再次與右半部分圓形腔內(nèi)壁相互密封，汽缸后腔內(nèi)，前配氣齒輪22上的配氣孔24與前缸蓋2上的混合氣進(jìn)氣孔17重疊，先前被壓縮起來的空氣此時(shí)通過混合氣進(jìn)氣孔17連同霧化燃油(氣)一起噴入后腔，形成一定混合比、一定壓力的可燃(爆)氣體；汽缸前腔內(nèi)，后配氣齒輪23上的配氣孔25與后缸蓋3上的新鮮氣體出孔18重疊，此時(shí)前腔內(nèi)的新鮮空氣被壓縮，經(jīng)過后配氣齒輪23上的配氣孔25、后缸蓋3上的新鮮氣體出孔18排出，送往壓力貯氣罐(圖中未畫出)。
進(jìn)入圖12所示的瞬態(tài)，后腔內(nèi)，前配氣齒輪22上的配氣孔24與前缸蓋2上的混合氣進(jìn)氣孔17不再重疊，具有一定壓力的可燃(爆)氣體在后腔里處于密閉狀態(tài)，此時(shí)在火花塞28打火引燃下，可燃(爆)氣體開始爆發(fā)燃燒，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)活塞輪12旋轉(zhuǎn)做功，機(jī)械能通過轉(zhuǎn)軸8輸出。前腔內(nèi)，后配氣齒輪23上的配氣孔25與后缸蓋3上的新鮮氣體出孔18繼續(xù)保持重疊，前腔內(nèi)此前被吸入的新鮮空氣被壓縮，經(jīng)后配氣齒輪23上的配氣孔25、后缸蓋3上的新鮮氣體出孔18，送往高壓氣罐(圖中未畫出)，以備下個(gè)進(jìn)氣循環(huán)時(shí)再次進(jìn)入汽缸。
進(jìn)入圖13所示的瞬態(tài)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞輪12在爆發(fā)燃燒氣體(廢氣)的推動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)到如圖13所示的角度時(shí)，前腔內(nèi)，后配氣齒輪23上的配氣孔25與后缸蓋3上的新鮮氣體出孔18脫離重疊，即前腔內(nèi)已完成新鮮氣體的壓縮排出；后腔內(nèi)，充滿廢氣，前配氣齒輪2上的配氣孔24與前缸蓋2上的廢氣排氣孔16即將重疊。此時(shí)旋轉(zhuǎn)活塞輪12爆發(fā)行程也即將結(jié)束，旋轉(zhuǎn)活塞輪12已經(jīng)旋轉(zhuǎn)接近兩圈，前、后配氣齒輪22、23旋轉(zhuǎn)角度接近360°。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞輪12在慣性力驅(qū)動(dòng)下再旋轉(zhuǎn)一些時(shí)，再次進(jìn)入如圖7所示的瞬態(tài)。此時(shí)，前配氣齒輪22上的配氣孔24與前缸蓋2上的廢氣排氣孔16重疊，汽缸內(nèi)廢氣將排出到大氣。到此，點(diǎn)火爆發(fā)和新鮮氣體壓出行程結(jié)束，旋轉(zhuǎn)活塞輪12已經(jīng)旋轉(zhuǎn)整兩圈(720°)，前、后配氣齒輪22、23旋轉(zhuǎn)整一圈(360°)，全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)。
本發(fā)明所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)可以單缸(一個(gè)單元)工作，也可以多缸串聯(lián)共軸工作，每個(gè)單元各自獨(dú)立，可以設(shè)計(jì)他們爆發(fā)行程在相位上保持均勻，從而使動(dòng)力輸出也均勻。各個(gè)單元可以共享高壓氣罐、進(jìn)氣管道、空氣濾清器、消聲器、散熱系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等部件。
在材料選擇及工藝處理允許的情況下，如圖1、2、3所示的，上下汽缸蓋襯套32、33可以分別與上下汽缸蓋2、3做為一體，而雙弧形汽缸襯套31可以和氣缸壁1做成一個(gè)整體。
在材料選擇及工藝處理允許的情況下，如圖1所示的，平面壓力軸承(瓦)29、30、34、35、36、37可以省掉，可以通過加工工藝控制一些旋轉(zhuǎn)部件之間的間隙，形成潤滑油膜，以便減少摩擦。
本全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)少加改動(dòng)還可以回收復(fù)用能量，以混合動(dòng)力模式工作。比如再設(shè)置一個(gè)大的高壓氣罐，在能量可回收時(shí)，如減速、下坡時(shí)，通過管道閥門的切換，將汽缸里部分或全部壓縮空氣輸往大的高壓氣罐，能量以壓縮空氣方式存儲(chǔ)；而在需要復(fù)用時(shí)，通過管道閥門的切換，大的高壓氣罐的出氣口與后缸蓋上的新鮮氣體進(jìn)孔連通。這樣以壓縮空氣代替(無壓力)新鮮空氣，在吸氣行程中注入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)腔(后腔)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)活塞輪做功，此時(shí)全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)通過管道閥門的切換，不再壓縮空氣，原先的壓縮行程，汽缸空氣不送往高壓氣罐，而直接排向大氣，以便減小阻力，此時(shí)，壓縮空氣儲(chǔ)存的能力再次轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
本全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡單零件少，沒有擺動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，震動(dòng)小，汽缸做功行程長，爆發(fā)行程做功直接為旋轉(zhuǎn)輸出，扭矩大，因而效率高。
本全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)可以用于一切需要?jiǎng)恿Φ膱?chǎng)所，如汽車、摩托車等交通運(yùn)輸工具。
權(quán)利要求
1.一種全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為包含其內(nèi)有兩圓形腔的缸體(1)和與缸體固定的前缸蓋(2)、后缸蓋(3)，在缸體的兩圓形腔中心分別設(shè)有通過軸承(4、5、6、7)支撐于前、后缸蓋上的轉(zhuǎn)軸(8、9)，兩轉(zhuǎn)軸的一端分別固定有相互嚙合且齒數(shù)相同的同步齒輪(10、11)；兩轉(zhuǎn)軸上分別固定有旋轉(zhuǎn)活塞輪(12)和旋轉(zhuǎn)密封輪(1 3)，旋轉(zhuǎn)活塞輪(12)和旋轉(zhuǎn)密封輪(13)為柱面氣密滾動(dòng)接觸的等直徑圓柱體，旋轉(zhuǎn)活塞輪(12)上設(shè)有與缸體圓形腔內(nèi)壁密封配合的活塞頭(14)，旋轉(zhuǎn)密封輪(13)的柱面與缸體的圓形腔內(nèi)壁密封配合且其上設(shè)有弧形缺口(15)，旋轉(zhuǎn)活塞輪(12)和旋轉(zhuǎn)密封輪(13)的安裝相位保證當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞輪的活塞頭與旋轉(zhuǎn)密封輪接觸時(shí)正好與弧形缺口相對(duì)；在前缸蓋(2)的端面上開有位于前缸蓋上部的廢氣排氣孔(16)和位于前缸蓋下部的混合氣進(jìn)氣孔(17)，廢氣排氣孔(16)和混合氣進(jìn)氣孔(17)的中心位于同一以轉(zhuǎn)軸中心為圓心的圓周上，在后缸蓋(3)的端面上開有位于后缸蓋上部的新鮮氣體出孔(18)和位于后缸蓋下部的新鮮氣體進(jìn)孔(19)，新鮮氣體出孔(18)和新鮮氣體進(jìn)孔(19)的中心位于同一以轉(zhuǎn)軸中心為圓心的圓同上；在旋轉(zhuǎn)活塞輪的兩端分別設(shè)有經(jīng)軸承(20、21)固定于轉(zhuǎn)軸(8)上且與旋轉(zhuǎn)活塞輪端面和缸體端面密封接觸的前配氣齒輪(22)、后配氣齒輪(23)，前、后配氣齒輪(22、23)上分別開有配氣孔(24、25)，前、后配氣齒輪上的配氣孔中心所在的圓周分別與前缸蓋上的廢氣排氣孔中心所在圓周、后缸蓋上的新鮮氣體出孔中心所在圓周的半徑相同；在旋轉(zhuǎn)密封輪(13)的兩端分別設(shè)有固定于轉(zhuǎn)軸(9)上且分別與前、后配氣齒輪(22、23)嚙合的前配氣同步齒輪(26)、后配氣同步齒輪(27)，配氣齒輪(22、23)與配氣同步齒輪(26、27)的齒數(shù)比為2∶1；旋轉(zhuǎn)活塞輪(12)和旋轉(zhuǎn)密封輪(13)的密封接觸處和旋轉(zhuǎn)活塞輪上的活塞頭(14)將旋轉(zhuǎn)活塞輪和缸體圓形腔內(nèi)壁之間的空間密閉地分為前腔和后腔，安裝時(shí)前、后配氣齒輪上的配氣孔(24、25)分別位于前腔和后腔；在缸體(1)上開有位于與旋轉(zhuǎn)活塞輪配合的圓形腔下部的火花塞孔，火花塞孔內(nèi)密封設(shè)置有火花塞(28)。
2.如權(quán)利要求1所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為在旋轉(zhuǎn)活塞輪(12)與前、后配氣齒輪(22、23)之間分別設(shè)有平面壓力軸承(29、30)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為缸體(1)的內(nèi)壁固定有襯套(31)；在前缸蓋(2)、后缸蓋(3)的內(nèi)側(cè)分別固定有缸蓋襯套(32、33)且缸蓋襯套(32、33)上開有與前、后缸蓋上的孔對(duì)應(yīng)的孔。
4.如權(quán)利要求3所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為在前、后配氣齒輪(22、23)與缸蓋襯套(32、33)之間設(shè)置有平面壓力軸承(34、35)，在前、后配氣同步齒輪(26、27)與缸蓋襯套(32、33)之間設(shè)有平面壓力軸承(36、37)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為前缸蓋(2)上的廢氣排氣孔(16)、混合氣進(jìn)氣孔(17)上以及后缸蓋(3)上的新鮮氣體出孔(18)、新鮮氣體進(jìn)孔(19)上分別連接有輸氣管(38、39、40、41)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為還包含一個(gè)經(jīng)輸氣管(40)與后缸蓋上的新鮮氣體出孔(18)相通的壓力貯氣罐，壓力貯氣罐的出氣口與前缸蓋(2)上的混合氣進(jìn)孔(17)連通。
7.如權(quán)利要求6所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為壓力貯氣罐的出氣口還與后缸蓋(3)上的新鮮氣體進(jìn)孔(19)連通。
8.如權(quán)利要求1或2所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為前缸蓋(2)上的廢氣排氣孔(16)、后缸蓋上的新鮮氣體出孔(18)和新鮮氣體進(jìn)孔(19)為弧形孔。
9.如權(quán)利要求1或2所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為前缸蓋(2)上的廢氣排氣孔(16)、后缸蓋上的新鮮氣體出孔(18)和新鮮氣體進(jìn)孔(19)是由圓形孔或三角形孔間隔排列而成的弧形孔列。
10.如權(quán)利要求1或2所述的全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為前、后配氣齒輪(22、23)上開有平衡槽孔(42)，平衡槽孔(42)離開軸心的最遠(yuǎn)端距離不能超過旋轉(zhuǎn)活塞輪圓弧部分的半徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，具體為一種全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。解決現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低等問題。全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，包含其內(nèi)有兩圓形腔的缸體和與缸體固定的前缸蓋、后缸蓋，在缸體的兩圓形腔中心分別設(shè)有通過軸承支撐于前、后缸蓋上可同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，兩轉(zhuǎn)軸上分別固定有旋轉(zhuǎn)活塞輪和旋轉(zhuǎn)密封輪，前、后缸蓋的端面上分別開有廢氣排氣孔、混合氣進(jìn)氣孔、新鮮氣體出孔、新鮮氣體進(jìn)孔，在旋轉(zhuǎn)活塞輪的兩端分別設(shè)有其上開有配氣孔的前配氣齒輪、后配氣齒輪。該全旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)、合理，主要活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)形式均為單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沒有擺動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，能廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車等一切需要?jiǎng)恿Φ念I(lǐng)域。
文檔編號(hào)F02B53/04GK101070779SQ200710062169
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者符曉友 申請(qǐng)人:符曉友