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      一種葉輪內(nèi)燃機的制作方法

      文檔序號:5252543閱讀:240來源:國知局
      專利名稱:一種葉輪內(nèi)燃機的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型涉及一種內(nèi)燃機,尤其涉及一種葉輪式的內(nèi)燃機。
      背景技術(shù)
      現(xiàn)在應(yīng)用的內(nèi)燃機主要是以點燃式的汽油機及壓燃式柴油機居多,其結(jié) 構(gòu)主要是四沖程往復(fù)活塞式構(gòu)造,而轉(zhuǎn)子發(fā)動機的較少見,如產(chǎn)于日本馬自 達(dá)公司的汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動機。往復(fù)式活塞發(fā)動機及轉(zhuǎn)子式發(fā)動機各有其優(yōu)缺 點,往復(fù)式活塞發(fā)動機由于需要復(fù)雜的配氣及大質(zhì)量的曲柄連桿機構(gòu),所以 它不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運動慣性件多且不平衡,這就限制了其高速性和輕便性, 相應(yīng)其振動和噪聲也比較大。
      轉(zhuǎn)子發(fā)動機由于沒有復(fù)雜的配氣和曲柄連桿機構(gòu),加之其獨特的連續(xù)工 作方式,致使它的結(jié)構(gòu)簡單、高速性好、振動及噪聲也小,功率密度大。但 由于它的燃燒室結(jié)構(gòu)特殊。燃燒效率不及往復(fù)式活塞發(fā)動機,也不宜設(shè)計成 柴油燃料的柴油機。另外,它的轉(zhuǎn)子端和氣缸體的潤滑也不是很理想,加其 制造精度、材料等要求高、制造成本高昂、綜合性能未必超過往復(fù)式發(fā)動機。
      發(fā)明內(nèi)容
      本實用新型的目的是提供葉輪內(nèi)燃機,它結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、振動小, 產(chǎn)生的噪音輕,且具有良好的高速性能,燃燒效率高。
      本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種葉輪內(nèi)燃機,包括外氣缸,外氣 缸端蓋,主軸,連桿,噴油點火裝置,所述外氣缸呈圓柱筒體,其上開有進(jìn) 氣孔和與進(jìn)氣孔至少成一定相位差的排氣孔; 還包括
      一第一轉(zhuǎn)子,其上設(shè)有一中心轉(zhuǎn)動軸,可轉(zhuǎn)動地連接在主軸上,中心 轉(zhuǎn)動軸的端部設(shè)有兩根呈180度相位差的連桿軸,第一轉(zhuǎn)子的圓周上沿徑 向固定兩個成180度相位差的第一和第二葉片;
      一第二轉(zhuǎn)子,可轉(zhuǎn)動地套在第一轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)動軸上,在其圓周上沿 徑向固定兩個成180度相位差的第三和第四葉片,第二轉(zhuǎn)子的端面上設(shè)有 兩根呈180度相位差的連桿軸;
      一內(nèi)氣缸蓋,設(shè)置于第二轉(zhuǎn)子一側(cè);
      所述第一、第二、第三和第四葉片分別延伸到另一轉(zhuǎn)子圓周面上,且 與外氣缸內(nèi)壁,外氣缸端蓋和內(nèi)氣缸蓋形成四個內(nèi)氣缸; 一中心齒輪,固定在外氣缸端蓋上;
      一行星齒輪連桿,固定于主軸上,其上通過齒輪軸可轉(zhuǎn)動地連接兩個 行星齒輪,成180度相位差,并與中心齒輪嚙合,兩個行星齒輪軸上各設(shè) 有一偏心軸,行星齒輪與中心齒輪的齒數(shù)比為1: 2;
      一對第一轉(zhuǎn)子連桿,各連桿的一端分別與行星齒輪上的偏心軸轉(zhuǎn)動連
      接,另一端分別與第一轉(zhuǎn)子上的連桿軸轉(zhuǎn)動連接;
      一對第二轉(zhuǎn)子連桿,各連桿的一端分別與行星齒輪上的偏心軸轉(zhuǎn)動連 接,另一端分別與第二轉(zhuǎn)子上的連桿軸轉(zhuǎn)動連接; 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,氣缸完成一個工作循環(huán)。 優(yōu)選地,所述內(nèi)氣缸蓋上開有橢圓形軌道,所述偏心軸置于該軌道內(nèi)。 優(yōu)選地,所述偏心軸末端設(shè)有一導(dǎo)輪,容置于橢圓形軌道內(nèi)。 優(yōu)選地,所述第二轉(zhuǎn)子的端部設(shè)有一連接件,所述連桿軸固定在該連接
      優(yōu)選地,所述連接件為一圓盤。
      優(yōu)選地,所述排氣孔設(shè)在左側(cè)外氣缸端蓋上。
      本實用新型由于采用了上述的技術(shù)方案,使之與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以
      下的優(yōu)點和積極效果
      1. 容積效率高,除軸承、轉(zhuǎn)子和葉片外,大部分空間是發(fā)動機工作容積。
      2. 功率密度大,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周,四個氣缸均作功一次,即共作功四次。
      3. 運動慣性件完全對稱,高速性好,振動小。
      4. 無進(jìn)排氣閥,進(jìn)排氣阻力小,燃燒效率高。
      5. 連續(xù)作功,輸出扭矩均勻。
      6. 由于葉片和氣缸之間的間隙由軸承控制,葉片、轉(zhuǎn)子和外氣缸之間可 保持零接觸。由于非常小的間隙保證氣體之間的封閉,所以葉片、轉(zhuǎn)子和外
      氣缸之間無需潤滑。
      7.結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,與同等功率8缸四沖程往復(fù)式發(fā)動機相比,所需 零件少。


      圖1為本實用新型一種實施例的整體結(jié)構(gòu)剖面圖2為本實用新型另一種實施例的整體結(jié)構(gòu)剖面圖3為本實用新型的主軸及行星齒輪連桿示意圖4為本實用新型的第一轉(zhuǎn)子示意圖5為本實用新型的第二轉(zhuǎn)子示意圖6為本實用新型的吸氣行程開始葉片位置示意圖7為本實用新型的吸氣行程開始導(dǎo)輪位置示意圖8為本實用新型的壓縮行程開始葉片位置示意圖9為本實用新型的壓縮行程開始導(dǎo)輪位置示意圖IO為本實用新型的作功行程開始葉片位置示意圖11為本實用新型的作功行程開始導(dǎo)輪位置示意圖12為本實用新型的排氣行程開始葉片位置示意圖13為本實用新型的排氣行程開始導(dǎo)輪位置示意圖14為本實用新型的噴氣動力模式實施例示意圖15為本實用新型噴氣動力模式的氣體膨脹室及噴氣管示意圖。
      具體實施方式
      如圖2所示,該葉輪內(nèi)燃機包括一外氣缸1,外氣缸1呈圓柱筒體。外 氣缸1的缸壁圓周上開有一進(jìn)氣孔1-1,與進(jìn)氣孔1-1至少成一定相位差的 一排氣孔l-2和一噴油和點火裝置孔l-3 (如圖6所示),在內(nèi)燃機中,噴油 和點火裝置l-3設(shè)計在一條母線上。如圖6所示,當(dāng)吸氣行程開始時,兩葉 片4-7、 4-8正對的位置即是進(jìn)、排氣孔l-l、 1-2的位置,進(jìn)、排氣孔l-l、 l-2對稱分布于氣缸6點鐘位置的兩側(cè)。并對應(yīng)于吸氣初兩葉片4-7、 4-8距 離(設(shè)為x)最小時,進(jìn)氣孔l-l位于6點鐘沿順時針走x/2的位置,排氣 孔1-2則位于6點鐘沿逆時針走x/2的位置。外氣缸1的兩側(cè)分別裝有外氣
      缸端蓋1-4,外氣缸1的內(nèi)壁還固定一個內(nèi)氣缸蓋6。兩側(cè)外氣缸端蓋l-4
      和內(nèi)氣缸蓋6的中心均開有通孔,右側(cè)外氣缸端蓋1-4上開有一潤滑油注油 孔1-7和一潤滑油泄油孔1-6,如圖1所示,內(nèi)氣缸蓋6的端面上還可開設(shè) 一橢圓形軌道6-1。 一中心齒輪1-5,固定在右側(cè)外氣缸端蓋卜4的中心位置 上。
      如圖2, 3所示, 一主軸2,依次伸入左側(cè)外氣缸端蓋1-4、內(nèi)氣缸蓋6、 中心齒輪l-5、右側(cè)外氣缸端蓋1-4的通孔且自由轉(zhuǎn)動,在本實施例中,主 軸2即為動力輸出軸。主軸2上固定有一行星齒輪連桿7,連桿7上對稱固 定有兩個行星齒輪軸,齒輪軸上分別裝有相位差成180度的行星齒輪7-3、 7-4并與中心齒輪1-5相嚙合,其齒數(shù)比為l: 2。如圖1所示,當(dāng)不采用齒 輪傳動時,兩根軸上可分別連接偏心軸7-1、 7-2,偏心軸7-l、 7-2末端分 別置有導(dǎo)輪8、 9,該導(dǎo)輪沿內(nèi)氣缸蓋6的橢圓形軌道6-l作周向運動。
      如圖2, 4所示, 一第一轉(zhuǎn)子4,該第一轉(zhuǎn)子4的圓周上沿徑向固定兩個 成180度相位差的第一頁片4-7和第二葉片4-8。第一轉(zhuǎn)子4上設(shè)有一中心 轉(zhuǎn)動軸4-4,轉(zhuǎn)動地套在主軸2上。中心轉(zhuǎn)動軸4-4的端部固定一可拆卸的 連接件4-3 (裝配時先將第二轉(zhuǎn)子5裝上),在本實施例中,該連接件4-3呈 圓盤狀,也可采用其他形狀。該連接件4-3上設(shè)有兩根呈180度相位差的連 桿軸4-5、 4-6,連桿軸4-5、 4-6上轉(zhuǎn)動地套有一對第一轉(zhuǎn)子連桿4-1、 4_2。 連桿4-l、 4-2還分別轉(zhuǎn)動地套在偏心軸7-1、 7-2上。
      如圖2, 5所示, 一第二轉(zhuǎn)子5,在其圓周上沿徑向固定兩個成180度相 位差的第三頁片5-7和第四葉片5-8,該第二轉(zhuǎn)子5可轉(zhuǎn)動地套在第一轉(zhuǎn)子4 的中心轉(zhuǎn)動軸4-4上。第二轉(zhuǎn)子5上設(shè)有一軸承5-4,軸承5-4的端面上設(shè) 有兩根呈180度相位差的連桿軸5-5、 5-6,連桿軸5-5、 5-6上轉(zhuǎn)動地套有 一對第二轉(zhuǎn)子連桿5-l、 5-2。連桿5-1、 5-2還分別轉(zhuǎn)動地套在偏心軸7-l、 7-2上。
      第一葉片4-7、第二頁片4-8、第三葉片5-7和第四葉5-8片分別延伸到 另一轉(zhuǎn)子圓周面上,且與外氣缸內(nèi)壁,外氣缸左側(cè)端蓋l-4和內(nèi)氣缸蓋6密 封形成四個內(nèi)氣缸。工作時,第一轉(zhuǎn)子4和第二轉(zhuǎn)子5既作相互的往復(fù)運動, 同時又一起繞主軸2作圓周運動。
      本實用新型的工作過程如下
      如圖1, 2所示,當(dāng)動力輸出軸(主軸2)轉(zhuǎn)動時,偏心軸7-1、 7-2在 行星齒輪連桿7或橢圓形軌道6-1的作用下轉(zhuǎn)動,并帶動兩對連桿4-1、 4-2, 5-1、 5-2及與其聯(lián)動的兩轉(zhuǎn)子4、 5上的四個葉片5-7、 4-7, 5-8、 4-8之 間的角度變化,從而改變了四個內(nèi)氣缸的容積和工作狀態(tài)。本發(fā)動機的壓縮 比如圖6所示,當(dāng)發(fā)動機開始吸氣時,氣缸l'的容積為最小值Vi,相鄰氣 缸2,的容積為最小值V2,壓縮比即為V2/Vi。
      如圖6, 7所示,導(dǎo)輪8、 9處在橢圓形長軸位置,行星齒輪偏心軸位于 上止點(行星齒輪偏心軸離主軸距離最遠(yuǎn)為上止點)。葉片5-7剛離開排氣孔 1-2,而葉片4-7剛到進(jìn)氣孔1-1開始吸氣,此時,葉片5-7與葉片4-7之間 的角度最小,氣缸r的容積最小。吸氣行程開始,兩對連桿在第一、二轉(zhuǎn) 子的帶動下向橢圓短軸運動,連桿之間的角度變大,氣缸1'的容積逐漸變 大。
      如圖8, 9所示,導(dǎo)輪8、 9運動到橢圓形短軸位置,行星齒輪偏心軸運 動至下止點(行星齒輪偏心軸離主軸距離最近為下止點)。葉片5-7剛偏離進(jìn) 氣孔l-l結(jié)束吸氣,此時,葉片5-7與葉片4-7之間的角度最大,氣缸l' 的容積最大。壓縮行程開始,兩對連桿在第一、二轉(zhuǎn)子的帶動下向橢圓長軸 運動,連桿之間的角度變小,氣缸r的容積逐漸變小。
      如圖IO, ll所示,導(dǎo)輪8、 9運動到橢圓形長軸位置,行星齒輪偏心軸 運動至上止點。葉片4-7完全離開噴油和點火裝置l-3 ,結(jié)束壓縮行程,此 時,葉片5-7與葉片4-7之間的角度最小,氣缸l'的容積最小。作功行程 開始,火花塞點火、油嘴噴油,混合汽燃燒膨脹,兩對連桿在第一、二轉(zhuǎn)子 的帶動下向橢圓短軸運動,連桿之間的角度變大,氣缸l'的容積逐漸變大。
      如圖12, 13所示,導(dǎo)輪8、 9運動到橢圓形短軸位置,行星齒輪偏心軸 運動至下止點。葉片4-7剛到排氣孔1-2,葉片5-7完全離開噴油和點火裝 置1-3,結(jié)束作功行程,此時,葉片5-7與葉片4-7之間的角度最大,氣缸1' 的容積最大。排氣行程開始,兩對連桿在第一、二轉(zhuǎn)子的帶動下向橢圓長軸 運動,連桿之間的角度變小,氣缸1'的容積逐漸變小。連桿和葉片重新回 到圖6, 7位置,行星齒輪又回到上止點位置, 一個工作循環(huán)結(jié)束。
      其余三個氣缸的工作方式與氣缸1, 一致,在此不再贅述。
      下面給出噴氣動力模式的一種實施例
      如圖14所示,在左側(cè)外氣缸端蓋l-4上另外開設(shè)有一排氣孔1-9,排氣
      孔卜9位置處還附加有氣體膨脹室和噴氣管10 (如圖15所示),當(dāng)氣缸r 壓縮行程結(jié)束時,葉片4-7剛移動到排氣孔l-9的始端。作功行程開始,此 時壓縮氣體點燃,混合汽作功的大部分能量變成高速噴射的動能,另一部分 能量則用以完成吸氣、壓縮行程。
      在實際制造中,當(dāng)采用高速燃料,要求發(fā)動機質(zhì)量輕、速度快時,行星 齒輪連桿7、中心齒輪l-5、行星齒輪7-3、 7-4均可不安裝。
      如果是重型機器,則行星齒輪連桿7、中心齒輪1-5、行星齒輪7-3、 7-4 均需安裝。為了減少摩擦阻力,內(nèi)氣缸蓋6的端面上可不開設(shè)橢圓形軌道6-1 , 偏心軸末端的導(dǎo)輪8、9也不安裝。而兩種連接連桿的偏心軸狀況則均需安裝。
      權(quán)利要求1.一種葉輪內(nèi)燃機,包括外氣缸,外氣缸端蓋,主軸,連桿,噴油點火裝置,其特征在于所述外氣缸呈圓柱筒體,其上開有進(jìn)氣孔和與進(jìn)氣孔至少成一定相位差的排氣孔;還包括一第一轉(zhuǎn)子,其上設(shè)有一中心轉(zhuǎn)動軸,可轉(zhuǎn)動地連接在主軸上,中心轉(zhuǎn)動軸的端部設(shè)有兩根呈180度相位差的連桿軸,第一轉(zhuǎn)子的圓周上沿徑向固定兩個成180度相位差的第一和第二葉片;一第二轉(zhuǎn)子,可轉(zhuǎn)動地套在第一轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)動軸上,在其圓周上沿徑向固定兩個成180度相位差的第三和第四葉片,第二轉(zhuǎn)子的端面上設(shè)有兩根呈180度相位差的連桿軸;一內(nèi)氣缸蓋,設(shè)置于第二轉(zhuǎn)子一側(cè);所述第一、第二、第三和第四葉片分別延伸到另一轉(zhuǎn)子圓周面上,且與外氣缸內(nèi)壁,外氣缸端蓋和內(nèi)氣缸蓋形成四個內(nèi)氣缸;一中心齒輪,固定在外氣缸端蓋上;一行星齒輪連桿,固定于主軸上,其上通過齒輪軸可轉(zhuǎn)動地連接兩個行星齒輪,成180度相位差,并與中心齒輪嚙合,兩個行星齒輪軸上各設(shè)有一偏心軸,行星齒輪與中心齒輪的齒數(shù)比為1∶2;一對第一轉(zhuǎn)子連桿,各連桿的一端分別與行星齒輪上的偏心軸轉(zhuǎn)動連接,另一端分別與第一轉(zhuǎn)子上的連桿軸轉(zhuǎn)動連接;一對第二轉(zhuǎn)子連桿,各連桿的一端分別與行星齒輪上的偏心軸轉(zhuǎn)動連接,另一端分別與第二轉(zhuǎn)子上的連桿軸轉(zhuǎn)動連接;轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,氣缸完成一個工作循環(huán)。
      2. 如權(quán)利要求1所述的葉輪內(nèi)燃機,其特征在于所述內(nèi)氣缸蓋上開有橢圓 形軌道,所述偏心軸置于該軌道內(nèi)。
      3. 如權(quán)利要求2所述的葉輪內(nèi)燃機,其特征在于所述偏心軸末端設(shè)有一導(dǎo)輪,容置于橢圓形軌道內(nèi)。
      4. 如權(quán)利要求l-3任意一項所述的葉輪內(nèi)燃機,其特征在于所述第二轉(zhuǎn)子的端部設(shè)有一連接件,所述連桿軸固定在該連接件上。
      5. 如權(quán)利要求4所述的葉輪內(nèi)燃機,其特征在于所述連接件為一圓盤。
      6. 如權(quán)利要求l所述的葉輪內(nèi)燃機,其特征在于所述排氣孔設(shè)在左側(cè)外氣 缸端蓋上。
      專利摘要本實用新型公開了一種葉輪內(nèi)燃機,包括外氣缸,外氣缸端蓋,主軸,連桿,噴油點火裝置,所述外氣缸呈圓柱筒體,其上開有進(jìn)氣孔和與進(jìn)氣孔至少成一定相位差的排氣孔。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、振動小,產(chǎn)生的噪音輕,且具有良好的高速性能,燃燒效率高。
      文檔編號F02B53/00GK201068818SQ20072007321
      公開日2008年6月4日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
      發(fā)明者鄭海波 申請人:鄭海波
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