新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，所屬機(jī)械工程領(lǐng)域。本發(fā)動(dòng)機(jī)的高熱效率(可達(dá)75％以上)是當(dāng)下節(jié)能減排所亟需的。相比于往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明具有高效、扭矩大、動(dòng)力輸出連續(xù)、穩(wěn)定低噪等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)動(dòng)機(jī)之所以具有高熱效率，是因?yàn)樗峭ㄟ^膨脹比而非壓縮比來計(jì)算熱效率的。由于其力臂比同體積的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的力臂大，該發(fā)明才得以具有大扭矩的優(yōu)點(diǎn)。再者，其吸氣、膨脹做功、排氣三個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行，從而使動(dòng)力輸出更連續(xù)。相比于三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明可通過增加燃燒室裝置的數(shù)目輕易改進(jìn)成多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明可以作為將氣體或液體燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，例如，可作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用，也可作為柴油發(fā)電機(jī)的動(dòng)力來源等等。
【專利說明】新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)），是與三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)有明顯區(qū)別的一種新型 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。它所涉及的是機(jī)械領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前使用最廣的發(fā)動(dòng)機(jī)是往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然因?yàn)榘l(fā)明得早，現(xiàn)在關(guān)于這 種發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)已相當(dāng)成熟，但是這種發(fā)動(dòng)機(jī)仍有不少缺點(diǎn)，例如熱效率較低（一般為 50%-60%)、易晃動(dòng)（即不穩(wěn)定）、體積較大等。并且，對于跑車、賽車、越野車這些需要大 扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械，往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)雖然仍能滿足要求，但是其成本會(huì)變得相當(dāng)高。
[0003] 還有一種比較出名的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)基于當(dāng)時(shí) 密封技術(shù)的突破（這種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的成功意味著本發(fā)明的密封問題在工程上同樣是可以 被解決的）。三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)同樣存在缺點(diǎn)：怠速不穩(wěn)定、熱效率較低，要制成多缸的話只 能通過在主軸方向增加轉(zhuǎn)子來達(dá)到目的，這樣制造成本會(huì)成倍升高并且體積較大。
[0004] 理論上來說，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供較高的轉(zhuǎn)速，這就是人們一直希望制出優(yōu)良轉(zhuǎn) 子發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明得目的是創(chuàng)造一種克服上述缺點(diǎn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。通過改變轉(zhuǎn)子對稱的形 狀，設(shè)計(jì)出一種形狀較為奇特的轉(zhuǎn)子，以適應(yīng)各種要求。
[0006] 忽略技術(shù)已經(jīng)成熟的燃料泵、潤滑油泵、凸輪軸這些外部裝置，本發(fā)明由三個(gè)主要 部件組成：燃燒室裝置、缸體、轉(zhuǎn)子，其中缸體已經(jīng)包含儲(chǔ)氣室。由此可見其結(jié)構(gòu)簡單。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0008] (1)熱效率高。
[0009] 本發(fā)明是通過氣體膨脹比來計(jì)算熱效率的，將氣體視為理想氣體，可得熱效率為 η = l-kY'其中k為膨脹比。一般膨脹比都有^或者更低，這就確保了本發(fā)明得高熱效 40 率。
[0010] ⑵扭矩大。
[0011] 由于本發(fā)明的高溫高壓氣體作用于轉(zhuǎn)子的力臂長，同時(shí)，燃燒室裝置壓縮儲(chǔ)氣室 氣體會(huì)達(dá)到10以上的壓縮比，從而在活塞點(diǎn)火后會(huì)得到足夠高的氣壓，所以本發(fā)動(dòng)機(jī)具有 較大的輸出扭矩。
[0012] (3)穩(wěn)定低噪。
[0013] 由于轉(zhuǎn)子可以被設(shè)計(jì)成繞其重心轉(zhuǎn)動(dòng)的，從而避免了發(fā)動(dòng)機(jī)的晃動(dòng)，使其具有更 1?的穩(wěn)定性。
[0014] ⑷容積率高。
[0015] 進(jìn)氣門打開時(shí)間足夠長（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一周，其中約有六分之五的時(shí)間是進(jìn)氣門打開 的，從而燃-空混合氣進(jìn)入的更充分，容積率自然更高。
[0016] (5)動(dòng)力輸出連續(xù)。
[0017] 這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)無法比擬的。本發(fā)明的進(jìn)氣、氣體膨脹做功、轉(zhuǎn)子推出廢 氣這三個(gè)過程可同時(shí)進(jìn)行，從而使無動(dòng)力輸出的時(shí)間大大減少，動(dòng)力輸出具有較高連續(xù)性。 [0018] (6)可輕易改進(jìn)成多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0019] 有別于三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明可在不增加轉(zhuǎn)子數(shù)目的情況下，依靠增加燃燒室 裝置的數(shù)目來達(dá)到制成多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的目的，并且成本與體積都不會(huì)大幅增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)動(dòng)機(jī)的垂直轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的平面截圖。其中，（1)進(jìn)氣門，（2)儲(chǔ)氣室，（3) 復(fù)位彈簧（也可以不使用彈簧而使用外部的強(qiáng)制性復(fù)位裝置），（4)排氣孔，（5)火花塞， (6)燃燒室裝置的轉(zhuǎn)軸，（7)燃燒室裝置，（8)差壓漏氣裝置，（9)燃燒室，（10)缸體，（11) 轉(zhuǎn)子。
[0021] 圖2是本發(fā)明的工作循環(huán)圖。
[0022] 圖3是轉(zhuǎn)子的截面圖和立體圖。在下文中關(guān)于轉(zhuǎn)子的細(xì)節(jié)部位的說明要使用本 圖。
[0023] 圖4是燃燒室裝置的一種可行的差壓漏氣裝置。當(dāng)然，依設(shè)計(jì)者而定可以使用其 他類型的符合要求的差壓漏氣裝置。
[0024] 圖5的（a)、(b)、（c)分別是轉(zhuǎn)子、燃燒室裝置、儲(chǔ)氣室需要加密封條的位置的示意 圖。
[0025] 圖6是本發(fā)動(dòng)機(jī)的一種二缸形式。本圖意在說明怎樣在不增加轉(zhuǎn)子的情況子下改 造為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 在這里將利用附圖2來說明本發(fā)明的工作方式。
[0027] 由于凸輪軸、燃料泵、潤滑油泵、點(diǎn)火系統(tǒng)這些裝置的技術(shù)已非常成熟，在這里不 必作出其工作說明，也不在附圖上詳細(xì)作出。
[0028] 圖2分為（a)、(b)、（c)、（d)四部分，表示本發(fā)明的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可分為四個(gè)階段。
[0029] 圖2(a)，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其凸起部位推動(dòng)燃燒室裝置繞其軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)，燃燒 室裝置向上轉(zhuǎn)動(dòng)過程中壓縮儲(chǔ)氣室氣體（燃-空混合氣）。當(dāng)儲(chǔ)氣室氣壓與燃燒室氣壓達(dá) 到設(shè)定差值時(shí)，差壓漏氣裝置打開，儲(chǔ)氣室氣體開始進(jìn)入燃燒室。與此同時(shí)，燃燒室口剛好 被缸體封住，確保燃-空混合氣不會(huì)泄露。
[0030] 圖2(b)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定角度后，儲(chǔ)氣室氣體全部被壓入燃燒室，燃燒室裝置開始在 彈簧或外部強(qiáng)制性復(fù)位裝置的作用下復(fù)位。在其復(fù)位過程中，燃燒室裝置的最低點(diǎn)A要始 終與轉(zhuǎn)子接觸，這樣可以確保密封性。當(dāng)燃燒室口快要打開之際，火花塞點(diǎn)火。此時(shí)儲(chǔ)氣室 的進(jìn)氣門打開。
[0031] 圖2(c)，燃燒室的高壓氣體作用于轉(zhuǎn)子凸起部位使其轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子同時(shí)推動(dòng)上一次 燃燒后的廢氣排出。儲(chǔ)氣室氣門保持開啟，以確保進(jìn)氣充分。
[0032] 圖2(d)，轉(zhuǎn)子基本將廢棄排走。高溫高壓氣體也達(dá)到了最大膨脹。此時(shí)儲(chǔ)氣室氣 門關(guān)閉。這個(gè)過程完成后，發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)到圖2(a)，再重復(fù)上述四個(gè)過程。
[0033] 本發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)也是簡單易操作的，只要在外部帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)幾圈就可以了。
[0034] 下面對某些部位作一下細(xì)節(jié)說明。
[0035] 如圖1，燃燒室裝置的一段彎曲部位AB應(yīng)與缸體內(nèi)壁具有相同的曲率，并且，轉(zhuǎn)子 凸起部位滑過AB時(shí)，燃燒室裝置應(yīng)把儲(chǔ)氣室壓縮到0體積，即此時(shí)燃燒室裝置頂部剛好與 儲(chǔ)氣室頂部相接觸，這樣可以確保儲(chǔ)氣室氣體全部被壓入燃燒室（最起碼也會(huì)壓入絕大部 分）。
[0036] 如圖3,轉(zhuǎn)子凸起部位的彎曲部位:的作用是確保燃燒室裝置在復(fù)位過程中始 終與轉(zhuǎn)子相接觸，確保密封性。因此，^的具體形狀受到燃燒室裝置復(fù)位速度的影響。 如果使用彈簧來使燃燒室裝置復(fù)位的話，會(huì)存在一個(gè)轉(zhuǎn)速使得當(dāng)轉(zhuǎn)子速度大于這個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí) @無法確保燃燒室裝置一直接觸到轉(zhuǎn)子上。所以，對于高轉(zhuǎn)速要求的發(fā)動(dòng)機(jī)，建議使用 外部強(qiáng)制性復(fù)位裝置。在:iS中，gg要比@平緩，這里3的平緩是為了給燃燒室裝置一 個(gè)緩沖作用，使它徹底復(fù)位后不會(huì)由于碰撞而反彈。
[0037] 密封條應(yīng)使用低摩擦、耐高溫高壓的密封材料。
【權(quán)利要求】
1. 新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，由凸出型柱狀轉(zhuǎn)子、密封條、缸體、儲(chǔ)氣室、燃燒室裝置、氣門、凸輪 軸、燃料泵、潤滑油泵組成，其特征在于：轉(zhuǎn)子形狀是在圓柱體的外側(cè)加一個(gè)或多個(gè)凸起部 分而組成的立體圖形，燃燒室裝置可以被轉(zhuǎn)子凸起部位推動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)會(huì)在彈簧或外部 強(qiáng)制性復(fù)位裝置的作用下復(fù)位。
2. 如權(quán)利要求1所述的新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：燃燒室設(shè)在燃燒室裝置內(nèi)，燃燒 室內(nèi)裝有火花塞，燃燒室裝置裝配有差壓漏氣裝置，該差壓漏氣裝置用于儲(chǔ)氣室到燃燒室 的單向通氣，儲(chǔ)氣室有進(jìn)氣孔，其開關(guān)由凸輪軸和氣門控制。
3. 如權(quán)利要求1所述的新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：燃燒室裝置被轉(zhuǎn)子凸起部位推 動(dòng)時(shí)壓縮儲(chǔ)氣室中的氣體，使儲(chǔ)氣室氣體進(jìn)入燃燒室，在燃燒室裝置復(fù)位過程中，火花塞點(diǎn) 火，高溫高壓氣體作用于轉(zhuǎn)子凸起部位使其轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力由轉(zhuǎn)子主軸0輸出供外界使用。
4. 如權(quán)利要求1所述的新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：儲(chǔ)氣室進(jìn)氣、氣體膨脹做功、轉(zhuǎn) 子推動(dòng)廢氣排出三個(gè)過程可同時(shí)進(jìn)行。
【文檔編號】F02B55/02GK104061067SQ201310469614
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月6日
【發(fā)明者】李松 申請人:李松