主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括：主轉(zhuǎn)子、從轉(zhuǎn)子、配氣機(jī)構(gòu)和缸體，缸體上還裝有控制所述的主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子作差速轉(zhuǎn)動(dòng)的非圓齒輪系。主從轉(zhuǎn)子通過非圓齒輪系來實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)動(dòng)，在每一個(gè)沖程，自由節(jié)曲線齒輪的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間傳動(dòng)比不斷改變，從而實(shí)現(xiàn)燃燒室體積的擴(kuò)大與縮小，并且可以實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比，排氣終點(diǎn)氣缸體積為零的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)360度完成四個(gè)沖程，并且輸出力臂保持最大值不變，功率是往復(fù)活塞式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)功率的好幾倍。
【專利說明】主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種活塞可以旋轉(zhuǎn)做功的發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)較為成熟。往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)由于活塞直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)而存在不可避免的慣性；曲軸旋轉(zhuǎn)720度完成四個(gè)沖程，曲軸輸出力臂并非保持最大值不變，而是一直變化，因此相對功率小。三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)固有的氣缸形狀不利于氣體充分燃燒，油耗大，排放高，而且轉(zhuǎn)子的三個(gè)角很容易磨損，密封不充分。差速型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的密封性很難解決，兩個(gè)差速轉(zhuǎn)動(dòng)的活塞很容易受熱卡死。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括缸體，缸體內(nèi)裝有主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子，所述的主轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地架設(shè)在缸體的兩個(gè)端蓋之間，主轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心裝有中心軸，中心軸安裝在缸體上并連接動(dòng)力輸出軸；所述的主轉(zhuǎn)子內(nèi)有至少一個(gè)能繞中心軸旋轉(zhuǎn)的氣缸，所述的從轉(zhuǎn)子上連接有能與所述的中心軸作差速轉(zhuǎn)動(dòng)的從轉(zhuǎn)子軸，從轉(zhuǎn)子軸套裝在中心軸上并與中心軸在同一軸線，所述的從轉(zhuǎn)子上有與所述的氣缸適配的活塞，活塞伸入氣缸內(nèi)形成封閉的燃燒室，每一個(gè)燃燒室配有獨(dú)立的進(jìn)氣孔、排氣孔和點(diǎn)火裝置，所述的主轉(zhuǎn)子上安裝有能隨主轉(zhuǎn)子繞中心軸旋轉(zhuǎn)的配氣機(jī)構(gòu)；
所述的主轉(zhuǎn)子與缸體的內(nèi)壁之間設(shè)置有能隨主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的進(jìn)氣通道和排氣通道；所述的缸體上有轉(zhuǎn)子變速箱，轉(zhuǎn)子變速箱內(nèi)裝有能控制所述的主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子在吸氣和膨脹沖程中產(chǎn)生使燃燒室體積擴(kuò)大的轉(zhuǎn)速差、在壓縮和排氣沖程中產(chǎn)生使燃燒室體積縮小的轉(zhuǎn)速差的變速機(jī)構(gòu)。
[0005]所述的主轉(zhuǎn)子是以所述的中心軸為對稱中心的具有中心對稱形狀的殼體，主轉(zhuǎn)子內(nèi)部對稱地設(shè)有多個(gè)所述的氣缸，所述的從轉(zhuǎn)子與主轉(zhuǎn)子的形狀適配，所述的活塞有多個(gè)，活塞與氣缸組合成多個(gè)所述的燃燒室。
[0006]所述的主轉(zhuǎn)子的外圈上固定有旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道和旋轉(zhuǎn)排氣軌道，旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道和旋轉(zhuǎn)排氣軌道的外圈制作有環(huán)槽，所述的進(jìn)氣孔通過進(jìn)氣歧管與旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道相連通，所述的排氣孔通過排氣歧管與旋轉(zhuǎn)排氣軌道相連通；所述的缸體的內(nèi)壁上固定有固定進(jìn)氣軌道和固定排氣軌道，固定進(jìn)氣軌道和固定排氣軌道的內(nèi)圈制作有供所述的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道和旋轉(zhuǎn)排氣軌道轉(zhuǎn)動(dòng)的滑槽，所述的固定進(jìn)氣軌道與旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道緊密貼合組成所述的進(jìn)氣通道，所述的固定排氣軌道與旋轉(zhuǎn)排氣軌道緊密貼合組成所述的排氣通道，所述的缸體的外壁上有與進(jìn)氣通道相連通的吸氣管和與排氣通道相連通的排氣管。
[0007]所述的固定進(jìn)氣軌道與缸體之間有進(jìn)氣軌道緩沖塊，所述的固定排氣軌道與缸體之間有排氣軌道緩沖塊。
[0008]所述的主轉(zhuǎn)子上有冷卻水通道，冷卻水通道包括將所述的氣缸包圍的邊緣通道、徑向通道和中心通道，中心通道是在主轉(zhuǎn)子內(nèi)位于旋轉(zhuǎn)中心的腔體，中心通道通過所述的徑向通道與邊緣通道相連通，所述的主轉(zhuǎn)子的外圈上固定有旋轉(zhuǎn)水套，旋轉(zhuǎn)水套的外圈制作有環(huán)槽，所述的缸體的內(nèi)壁上固定有固定水套，固定水套的內(nèi)圈制作有供所述的旋轉(zhuǎn)水套轉(zhuǎn)動(dòng)的滑槽，所述的固定水套與旋轉(zhuǎn)水套緊密貼合組成進(jìn)水通道，進(jìn)水通道與所述的邊緣通道相連通，所述的固定水套上連接有進(jìn)水管，進(jìn)水管上有進(jìn)水口，所述的中心通道上連接有排水管。
[0009]所述的固定水套與缸體之間有固定水套緩沖塊，所述的排水管與缸體之間有排水管緩沖塊，所述的進(jìn)水管為“U”形管，所述的進(jìn)水口位于“U”形管的中部。
[0010]所述的配氣機(jī)構(gòu)與所述的燃燒室相對應(yīng)，每組所述的配氣機(jī)構(gòu)包括與所述的進(jìn)氣孔、排氣孔相對應(yīng)的氣門、挺桿、氣門彈簧及進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪，所述的進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪在同一根凸輪軸上，進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪的朝向相反，凸輪軸安裝在凸輪軸固定支架上，凸輪軸固定支架固定在所述的主轉(zhuǎn)子上，所述的凸輪軸的末端有凸輪軸齒輪，所述的缸體上固定有與凸輪軸齒輪相嚙合的中心齒輪或齒圈。
[0011]所述的變速機(jī)構(gòu)是非圓齒輪變速機(jī)構(gòu)。
[0012]所述的非圓齒輪變速機(jī)構(gòu)包括一級自由節(jié)曲線齒輪對、二級自由節(jié)曲線齒輪對、三級自由節(jié)曲線齒輪對和四級自由節(jié)曲線齒輪對。
[0013]所述的主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子組成一個(gè)動(dòng)力輸出單元，動(dòng)力輸出單元有多組，多組動(dòng)力輸出單元并列設(shè)置在所述的中心軸上。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1.體積小,方便汽車布置與安裝。
[0015]2.主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)360度完成四個(gè)沖程，并且輸出力臂保持最大值不變，功率是往復(fù)活塞式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)功率的好幾倍。
[0016]3.主轉(zhuǎn)子與從轉(zhuǎn)子自身動(dòng)平衡，兩個(gè)燃燒室同時(shí)點(diǎn)火，比順序點(diǎn)火能夠爆發(fā)出更大的扭矩。
[0017]4.無往復(fù)運(yùn)動(dòng)，主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，從轉(zhuǎn)子雖有加速和減速過程，但是慣性可傳遞，主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子做單方向無偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，整機(jī)振動(dòng)非常小，同時(shí)整機(jī)極限轉(zhuǎn)速可以大大提聞。
[0018]5.主轉(zhuǎn)子氣缸與從轉(zhuǎn)子活塞之間幾乎沒有摩擦力存在，不會(huì)有氣缸偏磨現(xiàn)象。
[0019]6.往復(fù)活塞式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹沖程終點(diǎn)氣缸內(nèi)氣體壓力在0.3?0.5Mpa左右，即是大氣壓的3?5倍，可以繼續(xù)對外做功，否則就會(huì)被當(dāng)作廢氣排出氣缸造成能量的損失。主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)解決了這個(gè)問題，它可以實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比，使燃?xì)饪梢岳^續(xù)對外做功直到燃?xì)鈮簭?qiáng)等于外界大氣壓，有效的提高了能量的利用率，降低了油耗。
[0020]7.往復(fù)活塞式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)排氣沖程終點(diǎn)，燃燒室會(huì)保留一部分體積，這樣就導(dǎo)致排氣不充分，廢氣會(huì)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)解決了這個(gè)問題，它可以使排氣終點(diǎn)氣缸體積等于零，這樣在下一輪循環(huán)中，吸氣過程吸入的是全新的燃?xì)?，由于沒有上一循環(huán)廢氣的存在，燃?xì)鉁囟冉档秃芏?，非常利于燃?xì)獾某浞秩紵?br> [0021]8.氣缸形狀規(guī)整，有助于燃?xì)獬浞秩紵欧诺?，污染小?br> [0022]9.采用傳統(tǒng)成熟的配氣機(jī)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)氣缸的密封。
[0023]10.冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)布置簡便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0025]圖1是本發(fā)明主視圖；
圖2是圖1的A-A剖視圖；
圖3是圖1的俯視圖；
圖4是圖2的B-B剖視圖；
圖5是本發(fā)明缸體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖5的立體圖；
圖7是圖5的C-C剖視圖(進(jìn)氣軌道)；
圖8是圖5的D-D剖視圖(冷卻軌道)；
圖9是圖5的E-E剖視圖(排氣軌道)；
圖10是圖5的F-F剖視圖(齒輪軸安裝孔)；
圖11是本發(fā)明自由節(jié)曲線齒輪系結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12是圖11的立體圖；
圖13是圖11的J-J剖面圖(一級嚙合)；
圖14是圖11的H-H剖面圖(二級嚙合)；
圖15是圖11的G-G剖面圖(三級嚙合)；
圖16是圖11的K-K剖面圖(四級嚙合)；
圖17-圖19是本發(fā)明配氣機(jī)構(gòu)不意圖；
圖20本發(fā)明主轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖(雙氣缸)；
圖20a是本發(fā)明單氣缸實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖20b是圖20a的I’ -1’剖視圖；
圖21是圖20的立體圖；
圖22是圖20的1-1剖視圖；
圖23是圖22的L-L剖視圖；
圖24是本發(fā)明從轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
圖25是本發(fā)明從轉(zhuǎn)子立體圖；
圖26是圖24的M-M剖視圖；
圖27是圖24的N-N剖視圖；
圖28是缸體俯視圖；
圖29是圖28的0-0剖視圖；
圖30是圖28的P-P剖視圖；
圖31是缸體仰視圖；
圖32是圖31的Q-Q剖視圖；
圖32a是圖32的R-R剖視圖；
圖33是本發(fā)明主從轉(zhuǎn)子傳動(dòng)比變化圖； 圖34是本發(fā)明主轉(zhuǎn)子受力分析圖；
圖35是本發(fā)明從轉(zhuǎn)子受力分析圖；
圖36-圖40是本發(fā)明四沖程工作原理圖。
[0026]圖中:1.缸體1-1.吸氣管1-2.排氣管1-3.轉(zhuǎn)子變速箱，2.固定排氣軌道
3.排氣軌道緩沖塊4.固定水套緩沖塊5.固定水套6.進(jìn)氣軌道緩沖塊7.固定進(jìn)氣軌道8.四級自由節(jié)曲線齒輪對8-1、四級自由節(jié)曲線齒輪I，8-2、四級自由節(jié)曲線齒輪II，
9.三級自由節(jié)曲線齒輪對，9-1、三級自由節(jié)曲線齒輪I，9-2、三級自由節(jié)曲線齒輪II，
10.二級自由節(jié)曲線齒輪對，10-1、二級自由節(jié)曲線齒輪I，10-2、二級自由節(jié)曲線齒輪II，
11.一級自由節(jié)曲線齒輪對，11-1、一級自由節(jié)曲線齒輪I，11-2、一級自由節(jié)曲線齒輪II，12.主轉(zhuǎn)子12-1.中心軸12-2.進(jìn)氣歧管12-3.排氣歧管13.從轉(zhuǎn)子13-1.活塞13-2、從轉(zhuǎn)子軸，14.進(jìn)氣凸輪15.旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道16.旋轉(zhuǎn)水套17.旋轉(zhuǎn)排氣軌道18.排氣凸輪19.排水管緩沖塊20.排水管21.凸輪軸固定支架22.凸輪軸齒輪23.中心齒輪24.氣缸，24-1.進(jìn)氣孔24-2.排氣孔25.活塞26.進(jìn)水管，26_1、進(jìn)水口，27.氣門彈簧28.挺桿，29、冷卻水通道，29a、邊緣通道，29b、徑向通道，29c、中心通道。
[0027]a、齒輪軸I (圖ll)，b、齒輪軸II (圖11)，C、齒輪軸IIK圖11)，d、新鮮燃?xì)?圖29)，e、廢氣(圖30)，f、冷卻液(圖32)。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0029]如附圖所示的一種主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，參見圖1-圖6，它包括缸體1，缸體I內(nèi)裝有主轉(zhuǎn)子12和從轉(zhuǎn)子13，缸體結(jié)構(gòu)參見圖28-圖32，主轉(zhuǎn)子參考圖20-圖23，從轉(zhuǎn)子參考圖24-圖27，所述的主轉(zhuǎn)子12可轉(zhuǎn)動(dòng)地架設(shè)在缸體I的兩個(gè)端蓋之間，主轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)中心裝有中心軸12-1，中心軸12-1安裝在缸體I上并連接動(dòng)力輸出軸；所述的主轉(zhuǎn)子12內(nèi)有至少一個(gè)能繞中心軸12-1旋轉(zhuǎn)的氣缸24，所述的從轉(zhuǎn)子13上連接有能與所述的中心軸12-1作差速轉(zhuǎn)動(dòng)的從轉(zhuǎn)子軸13-2，從轉(zhuǎn)子軸13-2套裝在中心軸12_1上并與中心軸12-1在同一軸線，所述的從轉(zhuǎn)子13上有與所述的氣缸24適配的活塞13-1，活塞13_1伸入氣缸24內(nèi)形成封閉的燃燒室，每一個(gè)燃燒室配有獨(dú)立的進(jìn)氣孔24-1、排氣孔24-2和點(diǎn)火裝置，所述的主轉(zhuǎn)子12上安裝有能隨主轉(zhuǎn)子12繞中心軸12-1旋轉(zhuǎn)的配氣機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)參考圖17-圖19。
[0030]所述的主轉(zhuǎn)子12與缸體I的內(nèi)壁之間設(shè)置有能隨主轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)的進(jìn)氣通道和排氣通道。進(jìn)氣通道、排氣通道和冷卻軌道參考圖7-圖9。
[0031]所述的缸體I上有轉(zhuǎn)子變速箱1-3，轉(zhuǎn)子變速箱1-3內(nèi)裝有能控制所述的主轉(zhuǎn)子12和從轉(zhuǎn)子13在吸氣和膨脹沖程中產(chǎn)生使燃燒室體積擴(kuò)大的轉(zhuǎn)速差、在壓縮和排氣沖程中產(chǎn)生使燃燒室體積縮小的轉(zhuǎn)速差的變速機(jī)構(gòu)。比如，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述的差速運(yùn)動(dòng)是指在吸氣和膨脹沖程中主轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)速大于從轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)速，在壓縮和排氣沖程中主轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)速小于從轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)速。若逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則相反。
[0032]所述的主轉(zhuǎn)子12是以所述的中心軸12-1為對稱中心的具有中心對稱形狀的殼體，主轉(zhuǎn)子12內(nèi)部對稱地設(shè)有多個(gè)所述的氣缸24，比如2?4個(gè)，所述的從轉(zhuǎn)子13與主轉(zhuǎn)子12的形狀適配，所述的活塞13-1有多個(gè)，活塞13-1與氣缸24組合成多個(gè)所述的燃燒室。
[0033]所述的主轉(zhuǎn)子12的外圈上固定有旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道15和旋轉(zhuǎn)排氣軌道17，旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道15和旋轉(zhuǎn)排氣軌道17的外圈制作有環(huán)槽，所述的進(jìn)氣孔24-1通過進(jìn)氣歧管12-2與旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道15相連通，所述的排氣孔24-2通過排氣歧管12-3與旋轉(zhuǎn)排氣軌道17相連通；所述的缸體I的內(nèi)壁上固定有固定進(jìn)氣軌道7和固定排氣軌道2，固定進(jìn)氣軌道7和固定排氣軌道2的內(nèi)圈制作有供所述的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道15和旋轉(zhuǎn)排氣軌道17轉(zhuǎn)動(dòng)的滑槽，所述的固定進(jìn)氣軌道7與旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道15緊密貼合組成所述的進(jìn)氣通道，所述的固定排氣軌道2與旋轉(zhuǎn)排氣軌道17緊密貼合組成所述的排氣通道，所述的缸體I的外壁上有與進(jìn)氣通道相連通的吸氣管1-1和與排氣通道相連通的排氣管1-2。
[0034]所述的固定進(jìn)氣軌道7與缸體之間有進(jìn)氣軌道緩沖塊6，所述的固定排氣軌道2與缸體之間有排氣軌道緩沖塊3。
[0035]所述的主轉(zhuǎn)子12上有冷卻水通道29，冷卻水通道29包括將所述的氣缸24包圍的邊緣通道29a、徑向通道29b和中心通道29c，中心通道29c是在主轉(zhuǎn)子12內(nèi)位于旋轉(zhuǎn)中心的腔體，中心通道29c通過所述的徑向通道29b與邊緣通道29a相連通，所述的主轉(zhuǎn)子12的外圈上固定有旋轉(zhuǎn)水套16，旋轉(zhuǎn)水套16的外圈制作有環(huán)槽，所述的缸體I的內(nèi)壁上固定有固定水套5，固定水套5的內(nèi)圈制作有供所述的旋轉(zhuǎn)水套16轉(zhuǎn)動(dòng)的滑槽，所述的固定水套5與旋轉(zhuǎn)水套16緊密貼合組成進(jìn)水通道，進(jìn)水通道與所述的邊緣通道29a相連通，所述的固定水套5上連接有進(jìn)水管26，進(jìn)水管26上有進(jìn)水口 26-1，所述的中心通道29c上連接有排水管20。
[0036]所述的固定水套5與缸體之間有固定水套緩沖塊4，所述的排水管20與缸體之間有排水管緩沖塊19，所述的進(jìn)水管26為“U”形管，所述的進(jìn)水口 26-1位于“U”形管的中部。
[0037]所述的配氣機(jī)構(gòu)與所述的燃燒室相對應(yīng)，每組所述的配氣機(jī)構(gòu)包括與所述的進(jìn)氣孔24-1、排氣孔24-2相對應(yīng)的氣門、挺桿28、氣門彈簧27及進(jìn)氣凸輪14和排氣凸輪18，所述的進(jìn)氣凸輪14和排氣凸輪18在同一根凸輪軸上，進(jìn)氣凸輪14和排氣凸輪18的朝向相反，凸輪軸安裝在凸輪軸固定支架21上，凸輪軸固定支架21固定在所述的主轉(zhuǎn)子12上，所述的凸輪軸的末端有凸輪軸齒輪21，所述的缸體I上固定有與凸輪軸齒輪21相嚙合的中心齒輪23或齒圈，使凸輪軸及凸輪軸齒輪在隨主轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn)。
[0038]所述的變速機(jī)構(gòu)是非圓齒輪變速機(jī)構(gòu)。
[0039]參考圖11-圖16，所述的非圓齒輪變速機(jī)構(gòu)包括一級自由節(jié)曲線齒輪對11、二級自由節(jié)曲線齒輪對10、三級自由節(jié)曲線齒輪對9和四級自由節(jié)曲線齒輪對8。
[0040]所述的主轉(zhuǎn)子12和從轉(zhuǎn)子13組成一個(gè)動(dòng)力輸出單元，動(dòng)力輸出單元有多組，多組動(dòng)力輸出單元并列設(shè)置在所述的中心軸12-1上。動(dòng)力輸出單元內(nèi)部同時(shí)點(diǎn)火，不同的動(dòng)力輸出單元之間順序點(diǎn)火。
[0041]本發(fā)明的原理是:主要部件有:主轉(zhuǎn)子、從轉(zhuǎn)子、自由節(jié)曲線齒輪機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和缸體。主從轉(zhuǎn)子通過自由節(jié)曲線齒輪結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)動(dòng)，在每一個(gè)沖程，自由節(jié)曲線齒輪的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間傳動(dòng)比不斷改變(圖33)，從而實(shí)現(xiàn)燃燒室體積的擴(kuò)大與縮??；另外自由節(jié)曲線齒輪結(jié)構(gòu)還可以實(shí)現(xiàn)燃燒室膨脹比大于壓縮比，從而在膨脹過程中將熱能最大限度的轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，還可以實(shí)現(xiàn)排氣終點(diǎn)燃燒室體積為零，從而將廢氣最大限度的排出干凈，這樣在下一輪循環(huán)中，吸氣過程吸入的是全新的燃?xì)?，由于沒有上一循環(huán)廢氣的存在，燃?xì)鉁囟冉档秃芏?，非常利于燃?xì)獾某浞秩紵?；主轉(zhuǎn)子氣缸與從轉(zhuǎn)子活塞組合成兩個(gè)封閉的燃燒室，每一個(gè)燃燒室配有獨(dú)立的進(jìn)氣孔、排氣孔和點(diǎn)火裝置，在每一個(gè)沖程，作用在主轉(zhuǎn)子氣缸上的氣體壓力大小相同、方向相反，是一組力偶矩，同時(shí)作用在從轉(zhuǎn)子活塞上的氣體壓力大小相同、方向相反，也是一組力偶矩，因此主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子自身是動(dòng)平衡的，兩個(gè)氣缸可以同時(shí)點(diǎn)火，同時(shí)點(diǎn)火要比順序點(diǎn)火爆發(fā)出更大的扭矩；主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子組合出兩個(gè)氣缸，這是一個(gè)基本體，可以在主轉(zhuǎn)子中心旋轉(zhuǎn)軸軸線方向排列多個(gè)基本體，基本體內(nèi)的兩個(gè)氣缸同時(shí)點(diǎn)火，基本體與基本體之間的氣缸順序點(diǎn)火；配氣機(jī)構(gòu)安裝在主轉(zhuǎn)子上，隨主轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)的同時(shí)也在自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣氣門和排氣氣門的開啟與關(guān)閉；主轉(zhuǎn)子連接輸出軸，旋轉(zhuǎn)360度完成四個(gè)沖程。
[0042]另外，本發(fā)明在膨脹做功過程，主轉(zhuǎn)子缸體和從轉(zhuǎn)子活塞同時(shí)受到高壓高溫氣體的作用力，主轉(zhuǎn)子做正功，從轉(zhuǎn)子做負(fù)功，會(huì)有一部分熱能被從轉(zhuǎn)子損失掉，這是結(jié)構(gòu)固有存在的，無法徹底根除，但是可以通過增大該過程主從轉(zhuǎn)子傳動(dòng)比來降低這種損失。
[0043]一種實(shí)施例:如圖2和圖4所示，首先將從轉(zhuǎn)子活塞25安裝到主轉(zhuǎn)子氣缸24內(nèi)部，主轉(zhuǎn)子12和從轉(zhuǎn)子13中心旋轉(zhuǎn)軸同心，將中心旋轉(zhuǎn)軸安裝到缸體I上，一級自由節(jié)曲線齒輪對11、二級自由節(jié)曲線齒輪對10、三級自由節(jié)曲線齒輪對9、四級自由節(jié)曲線齒輪對8分別安裝到主轉(zhuǎn)子12、缸體I和從轉(zhuǎn)子13上；然后將挺桿28、氣門彈簧27分別安裝到主轉(zhuǎn)子12上，進(jìn)氣凸輪14、排氣凸輪18和凸輪軸齒輪22分別安裝到凸輪軸固定支架21上，凸輪軸齒輪22與缸體固定齒輪23對應(yīng)嚙合；最后把主轉(zhuǎn)子12安裝到缸體I上，主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)水套16與缸體固定水套5緊密貼合，并通過缸體固定水套緩沖塊4與缸體I連接，主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道15與缸體固定進(jìn)氣軌道7緊密貼合，并通過缸體固定進(jìn)氣軌道緩沖塊6與缸體I連接，主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)排氣軌道17與缸體固定排氣軌道2緊密貼合，并通過缸體固定排氣軌道緩沖塊3與缸體連接，到此安裝完成。
[0044]發(fā)動(dòng)機(jī)四沖程循環(huán):
如圖36?圖40，通過一實(shí)例來說明發(fā)動(dòng)機(jī)四個(gè)工作沖程。
[0045]該發(fā)動(dòng)機(jī)外型圓柱體，直徑380mm ,長度240mm,有兩個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸排量0.5L,即發(fā)動(dòng)機(jī)排量1L，氣缸缸徑75mm，沖程111mm，膨脹沖程主從傳動(dòng)比6:1，實(shí)際功率是相同排量往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)功率的至少2倍。自由節(jié)曲線齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比如圖33所示，是四個(gè)沖程傳動(dòng)比曲線圖，橫坐標(biāo)是主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度，縱坐標(biāo)是每一級齒輪從動(dòng)輪對主動(dòng)輪傳動(dòng)比。Zl是一級齒輪從動(dòng)輪對主動(dòng)輪傳動(dòng)比，Z2是二級齒輪從動(dòng)輪對主動(dòng)輪傳動(dòng)比，Z3是三級齒輪從動(dòng)輪對主動(dòng)輪傳動(dòng)比，Z4是四級齒輪從動(dòng)輪對主動(dòng)輪傳動(dòng)比。
[0046]從轉(zhuǎn)子對主轉(zhuǎn)子傳動(dòng)比Z=Z1*Z2*Z3*Z4
從轉(zhuǎn)子對王轉(zhuǎn)子平均傳動(dòng)比Z平均=Zl平均*Z2平均*Z3平均*Z4平均吸氣過程:Z平均=0.71*0.65*0.61*0.59 ^ 0.166 ^ I:6 壓縮過程:Z平均=1.28*1.18*1.10*1.06 ^ 1.76 ^ 1.76:1 膨脹過程:Z平均=0.71*0.65*0.61*0.59 ^ 0.166 ^ I:6 排氣過程:Z平均=1.30*1.20*1.13*1.08 ^ 1.91 ^ 1.91:1 。
[0047]初始時(shí)刻:
參考圖36，主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子都停止在O度位置，氣缸初始體積為O。
[0048]吸氣沖程: 參考圖37，起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，主轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，配氣機(jī)構(gòu)隨主轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn)，進(jìn)氣氣門開啟，該過程主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，氣缸體積逐漸變大導(dǎo)致壓強(qiáng)降低，因此混合燃?xì)獗晃霘飧變?nèi)部。該過程主從平均傳動(dòng)比6:1，當(dāng)主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到90度時(shí)，從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到15度，此時(shí)進(jìn)氣氣門關(guān)閉，兩個(gè)氣缸密封起來。配氣機(jī)構(gòu)與主轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)90度，同時(shí)自轉(zhuǎn)90度,吸氣氣門先開啟后關(guān)閉,兩個(gè)氣缸同時(shí)吸氣。
[0049]壓縮沖程:
參考圖38，依靠主轉(zhuǎn)子的慣性，主轉(zhuǎn)子和從轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是由于自由節(jié)曲線齒輪的變傳動(dòng)比，該過程主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，兩個(gè)氣缸體積逐漸變小導(dǎo)致混合燃?xì)獗粔嚎s。該過程主從平均傳動(dòng)比1:1.76，最終主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到180度時(shí)，從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到173度，壓縮比是10.7:1。配氣機(jī)構(gòu)與主轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)90度，同時(shí)自轉(zhuǎn)90度。
[0050]膨脹沖程:
參考圖39，在壓縮過程末期，兩個(gè)氣缸同時(shí)點(diǎn)火，燃?xì)馀蛎泴ν庾龉?，該過程主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速再次大于從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，氣缸體積擴(kuò)大到和吸氣終點(diǎn)氣缸體積相同時(shí)，氣缸內(nèi)壓強(qiáng)仍然比外界大氣壓高許多，因此氣缸體積繼續(xù)擴(kuò)大直到氣缸內(nèi)氣體不再對外做功為止。該過程主從平均傳動(dòng)比6:1，主轉(zhuǎn)子最終旋轉(zhuǎn)到270度，從轉(zhuǎn)子最終旋轉(zhuǎn)到188度，膨脹終點(diǎn)氣缸體積是吸氣終點(diǎn)氣缸體積的1.1倍，膨脹比是11.7:1。配氣機(jī)構(gòu)與主轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)90度，同時(shí)自轉(zhuǎn)90度。
[0051]排氣沖程:
參考圖40，在高溫高壓氣體的作用下，主從轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，排氣氣門開啟，該過程主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速再次小于從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，氣缸體積變小導(dǎo)致廢氣逐漸被排出氣缸。該過程主從平均傳動(dòng)比1:1.91，最終主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到360度，從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到360度，此時(shí)排氣氣門關(guān)閉，兩個(gè)氣缸密封起來并且體積同時(shí)為0，配氣機(jī)構(gòu)與主轉(zhuǎn)子一起公轉(zhuǎn)90度，同時(shí)自轉(zhuǎn)90度，廢氣被排除的一干二凈，至此一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)，不斷重復(fù)。
【權(quán)利要求】
1.一種主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于: 它包括缸體(1)，缸體(I)內(nèi)裝有主轉(zhuǎn)子(12)和從轉(zhuǎn)子(13)，所述的主轉(zhuǎn)子(12)可轉(zhuǎn)動(dòng)地架設(shè)在缸體(I)的兩個(gè)端蓋之間，主轉(zhuǎn)子(12)的旋轉(zhuǎn)中心裝有中心軸(12-1)，中心軸(12-1)安裝在缸體(I)上，所述的主轉(zhuǎn)子(12)內(nèi)有至少一個(gè)能繞中心軸(12-1)旋轉(zhuǎn)的氣缸(24)，所述的從轉(zhuǎn)子(13)上連接有能與所述的中心軸(12-1)作差速轉(zhuǎn)動(dòng)的從轉(zhuǎn)子軸(13-2)，從轉(zhuǎn)子軸(13-2)套裝在中心軸(12-1)上并與中心軸(12_1)在同一軸線，所述的從轉(zhuǎn)子(13)上有與所述的氣缸(24)適配的活塞(13-1),活塞(13-1)伸入氣缸(24)內(nèi)形成封閉的燃燒室，每一個(gè)燃燒室配有獨(dú)立的進(jìn)氣孔(24-1)、排氣孔(24-2)和點(diǎn)火裝置，所述的主轉(zhuǎn)子(12)上安裝有能隨主轉(zhuǎn)子(12)繞中心軸(12-1)旋轉(zhuǎn)的配氣機(jī)構(gòu)；中心軸(12-1)或從轉(zhuǎn)子軸(13-2)連接動(dòng)力輸出軸； 所述的主轉(zhuǎn)子(12)與缸體(I)的內(nèi)壁之間設(shè)置有能隨主轉(zhuǎn)子(12)旋轉(zhuǎn)的進(jìn)氣通道和排氣通道； 所述的缸體(I)上有轉(zhuǎn)子變速箱(1-3)，轉(zhuǎn)子變速箱(1-3)內(nèi)裝有能控制所述的主轉(zhuǎn)子(12)和從轉(zhuǎn)子(13)在吸氣和膨脹沖程中產(chǎn)生使燃燒室體積擴(kuò)大的轉(zhuǎn)速差、在壓縮和排氣沖程中產(chǎn)生使燃燒室體積縮小的轉(zhuǎn)速差的變速機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述的主轉(zhuǎn)子(12)是以所述的中心軸(12-1)為對稱中心的具有中心對稱形狀的殼體，主轉(zhuǎn)子(12)內(nèi)部對稱地設(shè)有多個(gè)所述的氣缸(24)，所述的從轉(zhuǎn)子(13)與主轉(zhuǎn)子(12)的形狀適配，所述的活塞(13-1)有多個(gè)，活塞(13-1)與氣缸(24)組合成多個(gè)所述的燃燒室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述的主轉(zhuǎn)子(12)的外圈上固定有旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道(15)和旋轉(zhuǎn)排氣軌道(17)，旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道(15)和旋轉(zhuǎn)排氣軌道(17)的外圈制作有環(huán)槽，所述的進(jìn)氣孔(24-1)通過進(jìn)氣歧管(12-2)與旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道(15)相連通，所述的排氣孔(24-2)通過排氣歧管(12_3)與旋轉(zhuǎn)排氣軌道(17)相連通；所述的缸體(I)的內(nèi)壁上固定有固定進(jìn)氣軌道(7)和固定排氣軌道(2)，固定進(jìn)氣軌道(7)和固定排氣軌道(2)的內(nèi)圈制作有供所述的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道(15)和旋轉(zhuǎn)排氣軌道(17)轉(zhuǎn)動(dòng)的滑槽，所述的固定進(jìn)氣軌道(7)與旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣軌道(15)緊密貼合組成所述的進(jìn)氣通道，所述的固定排氣軌道(2)與旋轉(zhuǎn)排氣軌道(17)緊密貼合組成所述的排氣通道，所述的缸體(I)的外壁上有與進(jìn)氣通道相連通的吸氣管(1-1)和與排氣通道相連通的排氣管(1-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的固定進(jìn)氣軌道(7)與缸體之間有進(jìn)氣軌道緩沖塊(6)，所述的固定排氣軌道(2)與缸體之間有排氣軌道緩沖塊(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的主轉(zhuǎn)子(12)上有冷卻水通道(29)，冷卻水通道(29)包括將所述的氣缸(24)包圍的邊緣通道(29a)、徑向通道(29b)和中心通道(29c)，中心通道(29c)是在主轉(zhuǎn)子(12)內(nèi)位于旋轉(zhuǎn)中心的腔體，中心通道(29c)通過所述的徑向通道(29b)與邊緣通道(29a)相連通，所述的主轉(zhuǎn)子(12)的外圈上固定有旋轉(zhuǎn)水套(16)，旋轉(zhuǎn)水套(16)的外圈制作有環(huán)槽，所述的缸體(I)的內(nèi)壁上固定有固定水套(5)，固定水套(5)的內(nèi)圈制作有供所述的旋轉(zhuǎn)水套(16)轉(zhuǎn)動(dòng)的滑槽，所述的固定水套(5)與旋轉(zhuǎn)水套(16)緊密貼合組成進(jìn)水通道，進(jìn)水通道與所述的邊緣通道(29a)相連通，所述的固定水套(5)上連接有進(jìn)水管(26)，進(jìn)水管(26)上有進(jìn)水口(26-1),所述的中心通道(29c)上連接有排水管(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的固定水套(5)與缸體之間有固定水套緩沖塊(4)，所述的排水管(20)與缸體之間有排水管緩沖塊(19)，所述的進(jìn)水管(26)為“U”形管，所述的進(jìn)水口(26-1)位于“U”形管的中部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的配氣機(jī)構(gòu)與所述的燃燒室相對應(yīng)，每組所述的配氣機(jī)構(gòu)包括與所述的進(jìn)氣孔(24-1)、排氣孔(24-2 )相對應(yīng)的氣門、挺桿(28 )、氣門彈簧(27 )及進(jìn)氣凸輪(14 )和排氣凸輪(18 )，所述的進(jìn)氣凸輪(14)和排氣凸輪(18)在同一根凸輪軸上，進(jìn)氣凸輪(14)和排氣凸輪(18)的朝向相反，凸輪軸安裝在凸輪軸固定支架(21)上，凸輪軸固定支架(21)固定在所述的主轉(zhuǎn)子(12 )上，所述的凸輪軸的末端有凸輪軸齒輪(21)，所述的缸體(I)上固定有與凸輪軸齒輪(21)相嚙合的中心齒輪(23)或齒圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的變速機(jī)構(gòu)是非圓齒輪變速機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的非圓齒輪變速機(jī)構(gòu)包括一級自由節(jié)曲線齒輪對(11)、二級自由節(jié)曲線齒輪對(10 )、三級自由節(jié)曲線齒輪對(9)和四級自由節(jié)曲線齒輪對(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主從雙轉(zhuǎn)子四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的主轉(zhuǎn)子(12)和從轉(zhuǎn)子(13)組成一個(gè)動(dòng)力輸出單元,動(dòng)力輸出單元有多組,多組動(dòng)力輸出單元并列設(shè)置在所述的中心軸(12-1)上。
【文檔編號】F02B55/02GK104314673SQ201410580181
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】劉麗麗 申請人:徐州工程學(xué)院