專利名稱：可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑片式流體機(jī)械技術(shù)，特別涉及一種可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，同時(shí)適用于滑片式的壓縮機(jī)和馬達(dá)等流體機(jī)械。
背景技術(shù)：
往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)是目前運(yùn)用最為廣泛的內(nèi)燃機(jī)，其成功因素主要是由于活塞連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)用，它的傳授動(dòng)力的方式和力的轉(zhuǎn)換具有很好的合理性。但是，這種機(jī)構(gòu)的往復(fù)慣性和不平衡性不可避免，且轉(zhuǎn)速越高慣性越大，限制了往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和效率的進(jìn)一步提高。
如果用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞來代替往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞連桿機(jī)構(gòu)，從機(jī)構(gòu)上分析，無疑是極為合理的。減少往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即意味著減少往復(fù)慣性，這樣便可提高轉(zhuǎn)速和機(jī)械效率，縮小機(jī)器外形尺寸，減少零部件。由此，出現(xiàn)了較多利用滑片在壓縮腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，但大多限于功率傳輸機(jī)構(gòu)中的承載方式不理想，如機(jī)械磨損、滑片依靠線接觸密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、熱負(fù)荷和可靠性等因素的制約而未能付于實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述旋轉(zhuǎn)滑片式內(nèi)燃機(jī)的缺陷，提供一種滑片可交替伸出縮回工作的、減少轉(zhuǎn)動(dòng)中的慣性和磨損的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，包括具有由多段圓弧面連接組成的內(nèi)腔的缸體、在所述缸體兩側(cè)端面設(shè)置的端蓋、通過轉(zhuǎn)軸安裝在所述端蓋上的轉(zhuǎn)子；所述轉(zhuǎn)子將所述內(nèi)腔分隔成相隔絕的壓縮腔以及做功腔，所述壓縮腔設(shè)有進(jìn)氣口，所述做功腔設(shè)有排氣口和點(diǎn)火裝置；所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的滑片槽，在所述滑片槽中設(shè)置有滑片；所述滑片包括交替設(shè)置在相鄰的滑片槽內(nèi)的壓縮滑片和做功滑片；在所述缸體的兩側(cè)面設(shè)置有分別與壓縮滑片和做功滑片相配合的壓縮導(dǎo)向滑槽和做功導(dǎo)向滑槽；所述壓縮滑片和做功滑片的近軸端分別設(shè)有壓縮導(dǎo)向滑塊和做功導(dǎo)向滑塊；所述壓縮導(dǎo)向滑塊在所述壓縮導(dǎo)向滑槽內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)所述壓縮滑片在所述壓縮腔內(nèi)伸出，并且伸出的所述壓縮滑片的外周緣與所述壓縮腔的內(nèi)壁滑動(dòng)密封相接，而所述壓縮滑片在所述做功腔內(nèi)縮回；所述做功導(dǎo)向滑塊在所述做功導(dǎo)向滑槽內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)所述做功滑片在所述壓縮腔內(nèi)縮回，而所述做功滑片在所述做功腔內(nèi)伸出，并且伸出的所述做功滑片的外周緣與所述做功腔的內(nèi)壁滑動(dòng)密封相接；所述轉(zhuǎn)子位于所述壓縮滑片和做功滑片之間設(shè)有儲(chǔ)氣凹坑。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述缸體包括密封連接的上氣缸體、下氣缸體以及“U”型連接缸體；所述上氣缸體和下氣缸體的連接位置與所述轉(zhuǎn)子的圓柱面之間密封連接；所述“U”型連接缸體的內(nèi)側(cè)設(shè)有密封環(huán)，與所述轉(zhuǎn)子的圓柱面滑動(dòng)密封相接。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述壓縮導(dǎo)向滑槽包括靠近所述壓縮腔并與所述壓縮腔的內(nèi)壁弧度相對(duì)應(yīng)的壓縮滑片伸出段、以及靠近所述做功腔并與所述轉(zhuǎn)子的弧度相對(duì)應(yīng)的壓縮滑片縮回段；所述做功導(dǎo)向滑槽包括靠近所述做功腔并與所述做功腔的內(nèi)壁弧度相對(duì)應(yīng)的做功滑片伸出段、以及靠近所述壓縮腔并與所述轉(zhuǎn)子的弧度相對(duì)應(yīng)的做功滑片縮回段。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述壓縮導(dǎo)向滑槽較淺較寬，所述做功導(dǎo)向滑槽較窄較深；對(duì)應(yīng)的，所述壓縮導(dǎo)向滑塊較厚較短，所述做功導(dǎo)向滑塊較薄較長；或者，所述壓縮導(dǎo)向滑槽較窄較深，所述做功導(dǎo)向滑槽較淺較寬；對(duì)應(yīng)的，所述壓縮導(dǎo)向滑塊較薄較長，所述做功導(dǎo)向滑塊較厚較短。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，在靠近所述連接缸體一端的所述壓縮導(dǎo)向滑槽與所述做功導(dǎo)向滑槽相交的部位設(shè)有導(dǎo)向塊，壓縮導(dǎo)向滑塊開設(shè)有與所述導(dǎo)向塊配合，引導(dǎo)所述壓縮導(dǎo)向滑塊保持在所述壓縮導(dǎo)向滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的弧型滑槽。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子設(shè)有多個(gè)隔開的空腔，在每一個(gè)所述空腔內(nèi)設(shè)置一組所述滑片；并且在每一空腔內(nèi)設(shè)置有支撐柱，所述滑片的壓縮滑片和做功滑片分別設(shè)置在所述支撐柱的兩側(cè)；所述壓縮滑片和做功滑片的近軸端、在與所述轉(zhuǎn)軸的軸線平行的方向開設(shè)有“V”型斜凹面，形成對(duì)所述支撐柱的讓位。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述壓縮滑片和所述做功滑片的兩側(cè)面與所述滑片槽的相對(duì)圓柱面之間分別設(shè)置弓形滑塊，所述弓形滑塊的圓弧面與所述轉(zhuǎn)子的滑片槽的圓柱面同一軸線；所述壓縮滑片和做功滑片與所述缸體內(nèi)腔配合的一端的徑向表面為與所述缸體的長軸方向的內(nèi)腔形狀相適配的弧面，并且與所述內(nèi)腔的軸心相一致；所述滑片的徑向和軸向端面設(shè)有密封槽，并在所述密封槽內(nèi)設(shè)有“U”型密封條，所述“U”型密封條的端部設(shè)有端部扣鉤。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述“U”型連接缸體的內(nèi)壁開設(shè)有彈簧穴，在所述彈簧穴內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述彈簧頂壓所述密封環(huán)與所述轉(zhuǎn)子配合滑動(dòng)密封相接；所述密封環(huán)為兩段式，通過滑動(dòng)插口相插接。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述密封環(huán)的兩側(cè)下端設(shè)有頂啟斜面；所述導(dǎo)向滑塊與所述滑片相接的位置設(shè)有與所述頂啟斜面斜度相同的斜面，并且在所述做功導(dǎo)向滑塊的斜面的端部進(jìn)一步設(shè)有與所述頂啟斜面配合推遲頂啟所述密封環(huán)的傾斜面。
在本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)中，所述壓縮導(dǎo)向滑槽和所述做功導(dǎo)向滑槽由所述氣缸的內(nèi)側(cè)圓弧以及所述端蓋上設(shè)置的開槽共同構(gòu)成；或者，所述端蓋為整體式端蓋，所述壓縮導(dǎo)向滑槽和所述做功導(dǎo)向滑槽全部設(shè)置在所述端蓋上。
實(shí)施本發(fā)明的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，具有以下有益效果壓縮滑片、做功滑片分別只在壓縮腔和做功腔中伸出工作，且每個(gè)滑片的旋轉(zhuǎn)圓心隨所經(jīng)過圓弧段的變化而改變，使滑片徑向端面在缸體主要工作弧線段與氣缸內(nèi)壁保持面接觸密封，因此，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可以較大地減少轉(zhuǎn)動(dòng)中的慣性力和磨損，很好地改善密封性能，提高了工作效率；并且，不需設(shè)置進(jìn)、排氣閥門，使零部件減少，降低制造成本。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1a、b是內(nèi)燃機(jī)一組滑片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2a、b、c是內(nèi)燃機(jī)的工作原理圖。
圖3是內(nèi)燃機(jī)一組滑片的結(jié)構(gòu)原理剖示圖。
圖4是一種兩組滑片的內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5a、b是內(nèi)燃機(jī)缸體和導(dǎo)向滑槽弧線創(chuàng)成與滑片的工作過程圖。
圖6是圖1a中II部的局部放大示意圖。
圖7a、b是做功滑片的導(dǎo)向滑塊切入過程原理圖。
圖8是圖1b中I部的局部放大示意圖。
圖9是內(nèi)燃機(jī)一組滑片的直觀圖。
圖10是本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理剖視示意圖。
圖11a、11b是圖10的內(nèi)燃機(jī)的一組滑片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1a、b說明一組滑片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是結(jié)構(gòu)原理剖示圖。該內(nèi)燃機(jī)的缸體包括下氣缸體5、上氣缸體4、U型連接缸體6，在缸體的兩側(cè)端面設(shè)置有氣缸端蓋7，而構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)外殼。下氣缸體5、上氣缸體4和連接缸體6的內(nèi)壁由多段圓弧面連接，組成中空內(nèi)腔。下氣缸體5上有進(jìn)氣口15、兩側(cè)面的圓弧轉(zhuǎn)角65、端面導(dǎo)向滑槽的外緣弧面10(見圖9)、底座48、安裝螺孔50；上氣缸體4上有排氣口8、火花塞(或噴油咀)9、兩側(cè)面的圓弧轉(zhuǎn)角65、端面導(dǎo)向滑槽的外緣弧面10(見圖9)、安裝螺孔50；U型連接缸體6內(nèi)側(cè)有多個(gè)彈簧穴12和彈簧13(見圖6)緊壓一對(duì)U型密封環(huán)14，U型密封環(huán)14的上端中間是滑動(dòng)插口47，46是頂啟斜面，49是安裝螺絲，59是圓弧轉(zhuǎn)角；兩個(gè)扁圓型氣缸端蓋7內(nèi)側(cè)上有兩組不同圓心弧線段組成的扁圓型滑槽較寬較淺的是壓縮(吸氣)滑片的壓縮導(dǎo)向滑槽16和較窄較深的做功(排氣)滑片的做功導(dǎo)向滑槽17，每個(gè)導(dǎo)向滑槽是由一個(gè)半圓和一個(gè)半扁圓組成，半扁圓型部分的導(dǎo)向滑槽外緣是由氣缸體的外緣弧面10構(gòu)成。49是安裝螺絲，50是安裝螺孔，45是導(dǎo)向塊(見圖8)。所述壓縮導(dǎo)向滑槽包括靠近所述壓縮腔并與所述壓縮腔的內(nèi)壁弧度相對(duì)應(yīng)的壓縮滑片伸出段、以及靠近所述做功腔并與所述轉(zhuǎn)子的弧度相對(duì)應(yīng)的壓縮滑片縮回段；所述做功導(dǎo)向滑槽包括靠近所述做功腔并與所述做功腔的內(nèi)壁弧度相對(duì)應(yīng)的做功滑片伸出段、以及靠近所述壓縮腔并與所述轉(zhuǎn)子的弧度相對(duì)應(yīng)的做功滑片縮回段。通過壓縮導(dǎo)向滑槽和做功導(dǎo)向滑槽的導(dǎo)向作用，使得壓縮滑片、做功滑片分別只在壓縮腔和做功腔中伸出工作，且每個(gè)滑片的旋轉(zhuǎn)圓心隨所經(jīng)過壓縮腔圓弧段的變化而改變，較大地減少轉(zhuǎn)動(dòng)中的慣性力和磨損，很好地改善密封性能，提高了工作效率；不需設(shè)置進(jìn)、排氣閥門，使零部件減少，降低制造成本。
圓柱型轉(zhuǎn)子18通過具有軸心1的轉(zhuǎn)軸安裝在氣缸端蓋7的中部，它將扁圓型氣缸體從短軸上將缸體的內(nèi)腔分隔成有進(jìn)氣口15一邊的壓縮(吸氣)腔19和有火花塞(或噴油咀)9、排氣口8一邊的做功(排氣)腔20。轉(zhuǎn)子18安裝有多組滑片，每組滑片有壓縮(吸氣)滑片24和它前面的做功(排氣)滑片25，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有儲(chǔ)氣凹坑58和近軸端的支撐柱56，所述儲(chǔ)氣凹坑58位于所述壓縮滑片和做功滑片之間，用于儲(chǔ)存經(jīng)壓縮的氣體或混合氣體。
轉(zhuǎn)子18上有多個(gè)滑片槽21，每個(gè)滑片槽21外端口的相對(duì)面為圓柱面，圓柱面的軸線為22，滑片槽21的近軸端為一空腔23，空腔23比滑片槽21寬，從而可以使得滑片可以插入設(shè)置在轉(zhuǎn)子中。當(dāng)采用多組滑片時(shí)，可以設(shè)置多個(gè)對(duì)應(yīng)的空腔，而插入在同一空腔內(nèi)的一組滑片的壓縮滑片和做功滑片分別設(shè)置在支撐柱的兩側(cè)，如圖4所示。轉(zhuǎn)子18兩側(cè)面有圓弧轉(zhuǎn)角66、密封槽11和密封環(huán)51，及多個(gè)設(shè)在密封槽11內(nèi)的壓力彈簧61，密封環(huán)51卡設(shè)在密封槽11內(nèi)，并在壓力彈簧61的推動(dòng)下，與缸體內(nèi)壁密封連接。
每一個(gè)滑片的兩側(cè)面與滑片槽21的相對(duì)圓柱面之間分別設(shè)置弓型滑塊26，弓型滑塊26的圓弧面與轉(zhuǎn)子18上的滑片槽21的圓柱面同軸線22。每個(gè)滑片近軸端中間為V型斜凹面27，V型斜凹面27比支撐柱56寬，從而當(dāng)滑片在滑片槽21內(nèi)偏轉(zhuǎn)時(shí)，V型斜凹面27可以起到讓位作用，避免與支撐柱56發(fā)生碰撞。每個(gè)滑片近軸端兩邊分別有突出滑片體的導(dǎo)向滑塊，每個(gè)壓縮滑片24的壓縮導(dǎo)向滑塊28插入氣缸端蓋7上的壓縮導(dǎo)向滑槽16中并與之滑動(dòng)配合；每個(gè)做功滑片25的做功導(dǎo)向滑塊281插入氣缸端蓋7上的做功導(dǎo)向滑槽17中并與之滑動(dòng)配合。
其中，所述導(dǎo)向滑塊28、281是由兩個(gè)與導(dǎo)向滑槽相適配的弧面和兩個(gè)半圓柱體平滑地連接而成，半圓柱體的軸線為29(見圖7、8)。壓縮滑片24的壓縮導(dǎo)向滑塊28較厚較短；做功滑片25的做功導(dǎo)向滑塊281較薄較長。可以理解的，壓縮導(dǎo)向滑槽、做功導(dǎo)向滑槽、壓縮導(dǎo)向滑塊以及做功導(dǎo)向滑塊的寬度及厚度等可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整?；?4、25外端徑向表面加工成與氣缸體4、5的主要工作弧線段的壓縮腔內(nèi)表面軸心一致且形狀相適配的弧面。在滑片24、25的徑向和軸向端面有U型密封條31裝在滑片密封槽52中，53是彈簧，U型密封條31上有圓弧轉(zhuǎn)角30和端部扣鉤60(見圖6、8)，從而密封條31可以通過端部扣鉤60限制在所述密封槽52中；并且圓弧轉(zhuǎn)角30、轉(zhuǎn)子18上的圓弧轉(zhuǎn)角66與氣缸體圓弧轉(zhuǎn)角65、U型密封環(huán)14的圓弧轉(zhuǎn)角59之間形成圓弧面配合，提高了氣缸體與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角之間的密封性能，減少磨損。
所述密封環(huán)的兩側(cè)下端設(shè)有頂啟斜面，導(dǎo)向滑塊與所述滑片相接的位置設(shè)有與所述頂啟斜面斜度相同的斜面。圖6例舉一壓縮滑片24的壓縮導(dǎo)向滑塊28與導(dǎo)向滑槽放大圖，說明導(dǎo)向滑塊與U型密封環(huán)的接觸狀況。當(dāng)滑片旋轉(zhuǎn)到U型連接缸體6位置時(shí)，導(dǎo)向滑塊上面的斜面42與U型密封環(huán)14的下端頂啟斜面46滑動(dòng)配合，并將U型密封環(huán)14向上方、外方推頂開，使U型密封環(huán)14退縮在氣缸體之中，并與氣缸內(nèi)壁面持平，可以減少U型密封條31、密封環(huán)14之間的撞擊和磨損。同樣，將壓縮導(dǎo)向滑槽16和做功導(dǎo)向滑槽17的外緣加工成與斜面46相同斜度的斜面，使導(dǎo)向滑槽與導(dǎo)向滑塊的斜面42更好地配合滑動(dòng)。43是壓縮滑片24的壓縮導(dǎo)向滑塊28外側(cè)面的弧型滑槽。
圖2a、b、c說明內(nèi)燃機(jī)的一組滑片工作原理。本發(fā)明類似四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理，每一組滑片在一個(gè)工作循環(huán)中具有吸氣、壓縮、膨脹、排氣四個(gè)行程。當(dāng)一組滑片旋轉(zhuǎn)到壓縮(吸氣)腔19時(shí)，前端的做功(排氣)滑片25的做功導(dǎo)向滑塊281受做功導(dǎo)向滑槽17的引導(dǎo)，縮回在轉(zhuǎn)子18的滑片槽21中不工作；后端的壓縮(吸氣)滑片24的壓縮導(dǎo)向滑塊28受壓縮導(dǎo)向滑槽16的引導(dǎo)，從轉(zhuǎn)子18中伸出先后繞軸心40、3、40轉(zhuǎn)動(dòng)(見圖5b)，使壓縮(吸氣)滑片24徑向端面緊貼下氣缸體5內(nèi)壁工作。壓縮(吸氣)滑片24的前面為壓縮行程，被壓縮的可燃?xì)怏w儲(chǔ)存在U型密封環(huán)14和壓縮滑片24之間，壓力不斷升高；壓縮(吸氣)滑片24的后面的壓縮腔為吸氣行程，為后一組滑片工作作好準(zhǔn)備(見圖2a)。
當(dāng)做功滑片25轉(zhuǎn)過U型連接缸體6處時(shí)，由于它的導(dǎo)向滑塊281沿做功導(dǎo)向滑槽17滑動(dòng)，做功滑片25開始從轉(zhuǎn)子18中伸出，使其徑向端面緊貼氣缸體內(nèi)壁滑動(dòng)，在做功滑片25和壓縮滑片24之間形成一個(gè)密封腔，高壓混合氣體隨這個(gè)密封腔向前移動(dòng)(見圖2b)，當(dāng)壓縮(吸氣)滑片24轉(zhuǎn)到U型密封環(huán)14位置時(shí)，火花塞9點(diǎn)火引燃?jí)嚎s混合氣體(或噴油咀噴射燃油)，使燃?xì)庠赨型密封環(huán)14和做功滑片25之間的做功腔中膨脹，推動(dòng)做功滑片25輸出動(dòng)力，帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，壓縮導(dǎo)向滑槽16引導(dǎo)壓縮滑片24縮回到轉(zhuǎn)子18中不工作，做功滑片25還將前面一組滑片工作產(chǎn)生的剩余廢氣推出缸體(見圖2c)。當(dāng)做功滑片25轉(zhuǎn)過排氣口8時(shí)，做功行程結(jié)束，燃?xì)庥膳艢饪?排出，結(jié)束一組滑片的一次工作循環(huán)。
圖4是本發(fā)明的一種兩組滑片的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，每旋轉(zhuǎn)一周有兩次做功行程，且每組滑片之間具有密封互補(bǔ)性，減少氣體泄漏。當(dāng)然，可以根據(jù)需要，設(shè)置三組滑片或更多組滑片的結(jié)構(gòu)形式。
根據(jù)本發(fā)明的工作原理和結(jié)構(gòu)可見調(diào)整壓縮、做功滑片槽21之間的距離，可改變內(nèi)燃機(jī)的壓縮比；改變壓縮、做功腔弧線的形狀和大小，可以改變內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排量；可以不設(shè)進(jìn)、排氣閥門，減少另部件數(shù)量。
圖5a說明氣缸體和導(dǎo)向滑槽的弧線創(chuàng)成原理。1是轉(zhuǎn)子18和扁圓型氣缸體的中心軸，氣缸體的內(nèi)表面與氣缸端蓋7上扁圓型部分的導(dǎo)向滑槽由4段分別相似的圓弧平滑地連接而成，且氣缸體的每段圓弧段和端蓋7上的導(dǎo)向滑槽相應(yīng)的圓弧段成同一軸線。見圖5a例舉弧線段創(chuàng)成，氣缸體扁圓長軸方向圓弧段41和導(dǎo)向滑槽圓弧段32有共同的軸線3；氣缸體扁圓短軸方向圓弧段34和導(dǎo)向滑槽圓弧段35有共同的軸線40；半圓弧段37和轉(zhuǎn)子18有共同軸線1。33是圓弧段41和34的切點(diǎn)，57是圓弧段32和35的切點(diǎn)，36是半圓弧段37和圓弧段35的切點(diǎn)。因氣缸體大扁圓的形狀和導(dǎo)向滑槽小扁圓的形狀相似，相對(duì)應(yīng)的大、小圓弧段之間距離必然相等，故滑片由于導(dǎo)向滑槽的控制，滑片的徑向端面在壓縮腔中與缸體內(nèi)壁保持微小等距轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由密封條31接觸缸體滑動(dòng)密封，使滑片和缸體之間避免了離心力產(chǎn)生的接觸應(yīng)力、跳動(dòng)和瀉漏，減少磨損，提高密封效果。圓弧段54的軸線為1，它與扁圓缸體短軸的圓弧段的節(jié)切點(diǎn)為55，圓弧段54與轉(zhuǎn)子18保持微小等距的密封，增強(qiáng)壓縮腔19和做功腔20之間的隔離效果。
圖5b例舉一個(gè)做功滑片的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡，說明滑片的工作過程。做功滑片25在左邊的壓縮腔19時(shí)，由于做功導(dǎo)向滑槽17外緣的半圓弧段37的軸線是1，半圓弧段37與圓弧段35的切點(diǎn)是36，此時(shí)做功滑片25縮回在轉(zhuǎn)子18的滑片槽21中不工作；當(dāng)做功滑片25的導(dǎo)向滑塊281轉(zhuǎn)過切點(diǎn)36后，繼續(xù)沿圓弧段35和32的軌跡滑動(dòng)，做功滑片25從轉(zhuǎn)子18中伸出，做功滑片25的徑向端面緊貼圓弧段34，再旋轉(zhuǎn)到圓弧段41，使做功滑片25在做功腔20中正常工作。
圖5b還例舉一個(gè)滑片改變旋轉(zhuǎn)圓心的過程。轉(zhuǎn)子18旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于做功滑片25的導(dǎo)向滑塊281插入做功導(dǎo)向滑槽17之中滑動(dòng)，致使做功滑片25的內(nèi)端在導(dǎo)向滑塊281的作用下可以偏離轉(zhuǎn)子18的軸線1。因轉(zhuǎn)子18與圓弧段35、32的軸線不同，導(dǎo)致做功滑片25的近軸端在空腔23內(nèi)以22為軸心發(fā)生擺動(dòng)，根據(jù)圓弧上任意兩點(diǎn)連線的垂直平分線穿過該圓弧圓心的原理，導(dǎo)向滑塊281的兩個(gè)半圓柱軸心29連線39的垂直平分線38(也是滑片的中線)必然穿過該段導(dǎo)向滑槽圓弧段的軸線。見圖5b，導(dǎo)向滑塊281在半圓弧段37位置時(shí)，滑片的中線38穿過軸線1；當(dāng)導(dǎo)向滑塊281旋轉(zhuǎn)到短軸方向的導(dǎo)向滑槽圓弧段35位置時(shí)，滑片的中線38穿過軸線40；當(dāng)導(dǎo)向滑塊281旋轉(zhuǎn)到長軸方向的導(dǎo)向滑槽圓弧段32位置時(shí)，滑片的中線38穿過軸線3，并且滑片徑向密封圓弧端面64此時(shí)與圓弧段41同一軸線3。
所以，雖然轉(zhuǎn)子18是繞軸線1旋轉(zhuǎn)(見圖2)，而它上面的壓縮滑片24在壓縮腔19中沿缸體長軸弧線段工作時(shí)，是繞軸線2轉(zhuǎn)動(dòng)；做功滑片25在做功腔20中沿缸體長軸圓弧段41工作時(shí)，是繞軸線3轉(zhuǎn)動(dòng)。如果將滑片的徑向表面加工成與氣缸長軸方向缸體內(nèi)表面軸心一致、且形狀相適配的圓弧面，就能使滑片在工作腔的主要工作弧線段與氣缸體內(nèi)壁保持面接觸密封，大大減少磨損和泄漏。
圖7a、b是做功滑片25的導(dǎo)向滑塊281切入過程原理圖。做功滑片25在壓縮腔19中是繞軸線1旋轉(zhuǎn)，且縮在轉(zhuǎn)子18中不工作。當(dāng)做功滑片25的導(dǎo)向滑塊281轉(zhuǎn)到U型密封環(huán)14的位置，并靠近它下端頂啟斜面46時(shí)(見圖6)，由于做功滑片25的切入角度較大，導(dǎo)向滑塊281提早頂啟U型密封環(huán)14，容易導(dǎo)致氣體瀉漏(見圖7a)。因此，將做功滑片25導(dǎo)向滑塊281上面的前端制作成適當(dāng)斜度的傾斜面44，使導(dǎo)向滑塊281推遲頂啟U型密封環(huán)14，做功滑片25就能以較小的角度接觸和經(jīng)過U型密封環(huán)14，減少氣體瀉漏。
圖8是端蓋上的導(dǎo)向塊工作情況圖。壓縮滑片24在壓縮(吸氣)腔19中從轉(zhuǎn)子18中伸出工作，當(dāng)完成壓縮(吸氣)行程，旋轉(zhuǎn)到扁圓缸體短軸位置后，由于端蓋7上的壓縮導(dǎo)向滑槽16較淺和較寬，受離心力和慣性力的影響，壓縮滑片24容易滑向長軸方向，使它的導(dǎo)向滑塊28碰撞導(dǎo)向滑槽的邊緣。因此，在氣缸端蓋7上的壓縮導(dǎo)向滑槽16的側(cè)面、以軸線1為圓心的半圓弧段的端部處設(shè)置一個(gè)導(dǎo)向塊45，當(dāng)導(dǎo)向塊45插入壓縮滑片24導(dǎo)向滑塊28外側(cè)面的弧型滑槽43(見圖6)中時(shí)，將引導(dǎo)導(dǎo)向滑塊28繼續(xù)沿壓縮導(dǎo)向滑槽16轉(zhuǎn)動(dòng)，使壓縮滑片24縮回在轉(zhuǎn)子18中不工作。
圖9是內(nèi)燃機(jī)一組滑片的直觀圖。
圖10、圖11是本發(fā)明的一種整體氣缸端蓋結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)燃機(jī)，圖中62是有一個(gè)開口的扁圓型缸體，它的兩側(cè)面安裝有整體氣缸端63，整體氣缸端63內(nèi)側(cè)同樣設(shè)有壓縮導(dǎo)向滑槽16、做功導(dǎo)向滑槽17和導(dǎo)向塊45(見圖8)。相比前一種方案，具有簡化端面和缸體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，需要配合適當(dāng)?shù)拿芊饨Y(jié)構(gòu)對(duì)端面與缸體進(jìn)行密封。
權(quán)利要求
1.一種可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，包括具有由多段圓弧面連接組成的內(nèi)腔的缸體、在所述缸體兩側(cè)面設(shè)置的端蓋、通過轉(zhuǎn)軸安裝在所述端蓋上的轉(zhuǎn)子；所述轉(zhuǎn)子將所述內(nèi)腔分隔成相隔絕的壓縮腔以及做功腔，所述壓縮腔設(shè)有進(jìn)氣口，所述做功腔設(shè)有排氣口和點(diǎn)火裝置；所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的滑片槽，在所述滑片槽中設(shè)置有滑片；其特征在于，所述滑片包括交替設(shè)置在相鄰的滑片槽內(nèi)的壓縮滑片和做功滑片；在所述缸體的兩側(cè)面設(shè)置有分別與壓縮滑片和做功滑片相配合的壓縮導(dǎo)向滑槽和做功導(dǎo)向滑槽；所述壓縮滑片和做功滑片的近軸端分別設(shè)有壓縮導(dǎo)向滑塊和做功導(dǎo)向滑塊；所述壓縮導(dǎo)向滑塊在所述壓縮導(dǎo)向滑槽內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)所述壓縮滑片在所述壓縮腔內(nèi)伸出，并且伸出的所述壓縮滑片的外周緣與所述壓縮腔的內(nèi)壁滑動(dòng)密封相接，而所述壓縮滑片在所述做功腔內(nèi)縮回；所述做功導(dǎo)向滑塊在所述做功導(dǎo)向滑槽內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)所述做功滑片在所述壓縮腔內(nèi)縮回，而所述做功滑片在所述做功腔內(nèi)伸出，并且伸出的所述做功滑片的外周緣與所述做功腔的內(nèi)壁滑動(dòng)密封相接；所述轉(zhuǎn)子位于所述壓縮滑片和做功滑片之間設(shè)有儲(chǔ)氣凹坑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述缸體包括密封連接的上氣缸體、下氣缸體以及“U”型連接缸體；所述上氣缸體和下氣缸體的連接位置與所述轉(zhuǎn)子的圓柱面之間密封連接；所述“U”型連接缸體的內(nèi)側(cè)設(shè)有密封環(huán)，與所述轉(zhuǎn)子的圓柱面滑動(dòng)密封相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述壓縮導(dǎo)向滑槽包括靠近所述壓縮腔并與所述壓縮腔的內(nèi)壁弧度相對(duì)應(yīng)的壓縮滑片伸出段、以及靠近所述做功腔并與所述轉(zhuǎn)子的弧度相對(duì)應(yīng)的壓縮滑片縮回段；所述做功導(dǎo)向滑槽包括靠近所述做功腔并與所述做功腔的內(nèi)壁弧度相對(duì)應(yīng)的做功滑片伸出段、以及靠近所述壓縮腔并與所述轉(zhuǎn)子的弧度相對(duì)應(yīng)的做功滑片縮回段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述壓縮導(dǎo)向滑槽較淺較寬，所述做功導(dǎo)向滑槽較窄較深；對(duì)應(yīng)的，所述壓縮導(dǎo)向滑塊較厚較短，所述做功導(dǎo)向滑塊較薄較長；或者，所述壓縮導(dǎo)向滑槽較窄較深，所述做功導(dǎo)向滑槽較淺較寬；對(duì)應(yīng)的，所述壓縮導(dǎo)向滑塊較薄較長，所述做功導(dǎo)向滑塊較厚較短。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在靠近所述連接缸體一端的所述壓縮導(dǎo)向滑槽與所述做功導(dǎo)向滑槽相交的部位設(shè)有導(dǎo)向塊，壓縮導(dǎo)向滑塊開設(shè)有與所述導(dǎo)向塊配合，引導(dǎo)所述壓縮導(dǎo)向滑塊保持在所述壓縮導(dǎo)向滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的弧型滑槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子設(shè)有多個(gè)隔開的空腔，在每一個(gè)所述空腔內(nèi)設(shè)置一組所述滑片；并且在每一空腔內(nèi)設(shè)置有支撐柱，所述滑片的壓縮滑片和做功滑片分別設(shè)置在所述支撐柱的兩側(cè)；所述壓縮滑片和做功滑片的近軸端、在與所述轉(zhuǎn)軸的軸線平行的方向開設(shè)有“V”型斜凹面，形成對(duì)所述支撐柱的讓位。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述壓縮滑片和所述做功滑片的兩側(cè)面與所述滑片槽的相對(duì)圓柱面之間分別設(shè)置弓形滑塊，所述弓形滑塊的圓弧面與所述轉(zhuǎn)子的滑片槽的圓柱面同一軸線；所述壓縮滑片和做功滑片與所述缸體內(nèi)腔配合的一端的徑向表面為與所述缸體的長軸方向的內(nèi)腔形狀相適配的弧面，并且與所述內(nèi)腔的軸心相一致；所述滑片的徑向和軸向端面設(shè)有密封槽，并在所述密封槽內(nèi)設(shè)有“U”型密封條，所述“U”型密封條的端部設(shè)有端部扣鉤。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述“U”型連接缸體的內(nèi)壁開設(shè)有彈簧穴，在所述彈簧穴內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述彈簧頂壓所述密封環(huán)與所述轉(zhuǎn)子配合滑動(dòng)密封相接；所述密封環(huán)為兩段式，通過滑動(dòng)插口相插接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述密封環(huán)的兩側(cè)下端設(shè)有頂啟斜面；所述導(dǎo)向滑塊與所述滑片相接的位置設(shè)有與所述頂啟斜面斜度相同的斜面，并且在所述做功導(dǎo)向滑塊的斜面的端部進(jìn)一步設(shè)有與所述頂啟斜面配合推遲頂啟所述密封環(huán)的傾斜面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9項(xiàng)中的任一項(xiàng)所述可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述壓縮導(dǎo)向滑槽和所述做功導(dǎo)向滑槽由所述氣缸的內(nèi)側(cè)圓弧以及所述端蓋上設(shè)置的開槽共同構(gòu)成；或者，所述端蓋為整體式端蓋，所述壓縮導(dǎo)向滑槽和所述做功導(dǎo)向滑槽全部設(shè)置在所述端蓋上。
全文摘要
本發(fā)明涉及可變滑片圓心式旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，包括缸體、在缸體兩側(cè)的端蓋、通過轉(zhuǎn)軸安裝的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子將缸體的內(nèi)腔分隔成壓縮腔和做功腔。壓縮滑片和做功滑片交替設(shè)在轉(zhuǎn)子的滑片槽中；缸體的兩側(cè)面設(shè)有壓縮導(dǎo)向滑槽和做功導(dǎo)向滑槽。壓縮滑片的壓縮導(dǎo)向滑塊在壓縮導(dǎo)向滑槽中滑動(dòng)，帶動(dòng)壓縮滑片在壓縮腔伸出，其旋轉(zhuǎn)圓心隨壓縮腔的圓弧的圓心變化而變化，而在做功腔縮回；做功滑片的做功導(dǎo)向滑塊在做功導(dǎo)向滑槽中滑動(dòng)，帶動(dòng)做功滑片在壓縮腔縮回，而在做功腔伸出，其旋轉(zhuǎn)圓心隨做功腔的圓弧的圓心變化而變化；轉(zhuǎn)子上設(shè)有儲(chǔ)氣凹坑。通過壓縮滑片和做功滑片的交替伸出、縮回和改變旋轉(zhuǎn)圓心，減少轉(zhuǎn)動(dòng)中的慣性和磨損，提高密封性和工作效率，降低制造成本。
文檔編號(hào)F02B55/02GK1900499SQ20061006182
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者李東林 申請(qǐng)人:李東林