專利名稱：環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于各類機(jī)動(dòng)車輛和工廠動(dòng)力系統(tǒng)以及實(shí)際生產(chǎn) 等的各種動(dòng)力供給領(lǐng)域，具體為一種新型的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
如今市場上常見的四沖程活塞往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用活塞、曲軸、連桿、氣門等 構(gòu)件組成。在活塞式的發(fā)動(dòng)機(jī)中，同一氣缸中進(jìn)行著進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣 四個(gè)沖程，氣缸中產(chǎn)生的壓力驅(qū)動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞連桿帶和曲軸將往復(fù) 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)存在結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、零部件繁多、體積大、運(yùn) 行過程中振動(dòng)大、運(yùn)轉(zhuǎn)損耗大等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)存在的不足，提供一種性能更 優(yōu)、零件少、體積小、重量輕、振動(dòng)小、功率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、構(gòu)造簡單、造價(jià) 便宜、維修方便、燃料經(jīng)濟(jì)性更高的，可適用于各類機(jī)動(dòng)車輛和工廠動(dòng)力系統(tǒng) 以及實(shí)際生產(chǎn)等的各種動(dòng)力供給領(lǐng)域的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，包括燃燒缸外殼體、壓縮缸外殼 體和旋轉(zhuǎn)體，燃燒缸外殼體與壓縮缸外殼體連接為一體，燃燒缸外殼體與壓縮 缸外殼體形成的內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體將燃燒缸外殼體與壓縮缸外 殼體形成的內(nèi)部空間間隔成相互氣密封的燃燒缸和壓縮缸；所述的燃燒缸外殼 體上設(shè)置有火花塞、噴油嘴以及出氣口，所述的燃燒缸內(nèi)設(shè)置有燃燒驅(qū)動(dòng)裝置; 所述的壓縮缸外殼體上設(shè)置有進(jìn)氣口，壓縮缸內(nèi)設(shè)置有空氣壓縮裝置；所述的 旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置有受控的進(jìn)氣孔。
所述燃燒驅(qū)動(dòng)裝置包括燃燒缸葉片、燃燒缸擋板和凸輪，燃燒缸葉片固定 設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上，燃燒缸擋板設(shè)置燃燒缸內(nèi)，燃燒缸擋板內(nèi)設(shè)置有燃燒缸擋板頂 凸輪部件，燃燒缸擋板內(nèi)設(shè)置有控制燃燒缸擋板的凸輪，凸輪與旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)力 輸出軸固定連接；所述的空氣壓縮裝置包括壓縮缸葉片、壓縮缸擋板和壓縮缸凸輪，壓縮缸 葉片固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上，壓縮缸擋板設(shè)置在壓縮缸內(nèi)，壓縮缸控制箱內(nèi)設(shè)置 有控制壓縮缸擋板的壓縮缸凸輪，壓縮缸凸輪與旋轉(zhuǎn)體連接。
所述的受控的進(jìn)氣孔包括進(jìn)氣孔擋板凸輪、彈簧條和外沿部凸輪，進(jìn)氣孔擋 板凸輪內(nèi)設(shè)置有瞳孔，進(jìn)氣孔擋板凸輪的另一端通過彈簧條與旋轉(zhuǎn)體連接，在壓 縮缸外殼體內(nèi)相對(duì)于進(jìn)氣孔擋板凸輪運(yùn)行軌跡處設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的外沿部凸輪。 所述的旋轉(zhuǎn)體通過燃燒缸體和壓縮缸體內(nèi)的鑲嵌氣密封活動(dòng)連接。 所述的壓縮缸外殼體、燃燒缸外殼體、旋轉(zhuǎn)體、凸輪和擋板均用耐高溫、 耐磨性的鋁合金制成；葉片密封邊沿部件和凸輪頂端采用強(qiáng)硬度和強(qiáng)耐磨性的 鑄鐵鋼制成。
本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)的具有完全不同于現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，取消了 活塞、連桿、曲軸、進(jìn)氣門、出氣門等部件，僅有由旋轉(zhuǎn)體分成的連為一體的 環(huán)體壓縮缸和燃燒缸組成的整體為柱體的結(jié)構(gòu)。本環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)體結(jié)構(gòu)將普 通發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)式活塞運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成葉片的圓周運(yùn)動(dòng)，環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒缸與壓 縮缸獨(dú)立工作，在燃燒缸中燃?xì)獾谋瑵q方向與燃燒缸葉片旋轉(zhuǎn)方向一致，故不 存在爆震現(xiàn)象。環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)將吸氣沖程和壓縮沖程合二為一，四個(gè)沖程同時(shí)進(jìn) 行，使得發(fā)動(dòng)機(jī)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，輸出功率均勻的特點(diǎn)。這種設(shè)計(jì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)具 有零件少，體積小，重量輕的優(yōu)點(diǎn)。取消了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門，出氣門等部件， 消除了發(fā)動(dòng)機(jī)中主要噪音源，且因此節(jié)省了開關(guān)氣門所需要消耗的功。多處部件 間采用"鑲嵌式"連接，既能減小摩擦又使其密封性能更好。利用燃燒缸余熱加 熱壓縮缸氣體,使在同等功率的發(fā)動(dòng)機(jī)中，環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可以適當(dāng)調(diào)低。 總的來說本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)零件少、體積小、重量輕；功率高、 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、安全可靠；構(gòu)造簡單、造價(jià)便宜、維修方便、適用性廣；并且燃料 經(jīng)濟(jì)性較現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)得到很大的改善，整體性能較其他發(fā)動(dòng)機(jī)得到較大的提升。

圖1為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)軸向縱截面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)剖切面與圖1剖切面垂直的軸向縱截面結(jié)構(gòu) 示意圖；圖3為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)A-A橫截面結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)B-B橫截面結(jié)構(gòu)示意圖5為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)C-C橫截面結(jié)構(gòu)示意圖6為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)D-D橫截面結(jié)構(gòu)示意圖7為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)E-E橫截面結(jié)構(gòu)示意圖8為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)F-F橫截面結(jié)構(gòu)示意圖9為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)示意圖IO為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒缸擋板剖視結(jié)構(gòu)示意圖11為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的進(jìn)氣孔部的剖視圖； 圖12為本實(shí)用新型環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)體G-G剖視圖.具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述說明。 環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖1和圖2所示，包括燃燒缸外殼體1、壓縮缸外殼體7和旋 轉(zhuǎn)體2,燃燒缸外殼體1與壓縮缸外殼體7連接為一體，為氣密封結(jié)構(gòu)；燃燒缸外 殼體1與壓縮缸外殼體7可以為一體式結(jié)構(gòu)。燃燒缸外殼體1與壓縮缸外殼體7形 成的內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)體2，旋轉(zhuǎn)體2將燃燒缸外殼體1與壓縮缸外殼體7形 成的內(nèi)部空間間隔成相互氣密封的燃燒缸14和壓縮缸19。旋轉(zhuǎn)體2通過燃燒外殼 體1和壓縮缸外殼體7內(nèi)的鑲嵌槽氣密封活動(dòng)連接，旋轉(zhuǎn)體2可以相對(duì)于燃燒缸外 殼體1和壓縮缸外殼體7轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3所示，燃燒缸外殼體1上設(shè)置有火花塞24、 噴油嘴25以及出氣口26，為燃燒缸14提供燃油，點(diǎn)火，然后排出廢氣。
在燃燒缸14內(nèi)設(shè)置有燃燒驅(qū)動(dòng)裝置，如圖4所示，燃燒驅(qū)動(dòng)裝置包括燃燒 缸葉片3、燃燒缸擋板4和凸輪5。燃燒缸葉片3固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體2上， 一般兩者 為一體式固定結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)可以是如圖9所示。燃燒缸擋板4設(shè)置在燃燒缸內(nèi) 燃燒缸擋板控制箱18內(nèi)，燃燒缸擋板4內(nèi)設(shè)置有燃燒缸擋板頂凸輪部件6，燃燒 缸擋板內(nèi)設(shè)置有控制燃燒缸擋板的凸輪5，凸輪5與旋轉(zhuǎn)體2的動(dòng)力輸出軸固定連 接。凸輪5的旋轉(zhuǎn)通過頂凸輪部件6使燃燒缸擋板4上下運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)體2的葉片與 燃燒缸外殼體1的突出的凸棱連接成密封性的燃燒室14。燃油燃燒做功，推動(dòng)燃 燒缸葉片3做功，即是推動(dòng)旋轉(zhuǎn)體2相對(duì)于燃燒缸外殼體1轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖7和所示，壓縮缸外殼體7上設(shè)置有進(jìn)氣口27，壓縮缸19內(nèi)設(shè)置有空氣 壓縮裝置，旋轉(zhuǎn)體2上設(shè)置有受控的進(jìn)氣孔34。進(jìn)氣孔34是壓縮缸19與燃燒缸14 進(jìn)行壓縮空氣交換的通道。如圖1和圖6所示，空氣壓縮裝置包括壓縮缸擋板8 和壓縮缸凸輪9，壓縮缸擋板8設(shè)置在壓縮缸內(nèi)19，壓縮箱13內(nèi)設(shè)置有控制壓縮 缸擋板8的壓縮缸凸輪9，壓縮缸凸輪9通過壓縮缸控制輪12與軸承10連接，軸 承10與旋轉(zhuǎn)體2中的中間軸芯11連接連接。軸芯11通過軸承10驅(qū)動(dòng)壓縮缸凸輪運(yùn) 動(dòng)使壓縮缸擋板8向右周期運(yùn)動(dòng)，空氣從進(jìn)氣口27進(jìn)入壓縮缸19內(nèi)。壓縮缸19 內(nèi)的旋轉(zhuǎn)體2上固定設(shè)置有壓縮缸葉片，壓縮缸葉片在旋轉(zhuǎn)體2的驅(qū)動(dòng)下壓縮壓 縮缸19內(nèi)的空氣。
如圖11和圖12所示，受控的進(jìn)氣孔34包括進(jìn)氣孔擋板凸輪29、彈簧條31和 外沿部凸輪28,進(jìn)氣孔擋板凸輪29內(nèi)設(shè)置有瞳孔30,進(jìn)氣孔擋板凸輪29的另一 端通過彈簧條31固定在旋轉(zhuǎn)體2內(nèi)的固定板槽33內(nèi)連接，在壓縮缸外殼體7內(nèi)相 對(duì)于進(jìn)氣孔擋板凸輪29運(yùn)行軌跡處設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的外沿部凸輪28。當(dāng)外沿部凸 輪28壓縮進(jìn)氣孔擋板凸輪29，進(jìn)氣孔34與瞳孔30重合，達(dá)到壓縮缸19與燃燒缸 14換氣的目的。
壓縮缸外殼體7、燃燒缸外殼體、旋轉(zhuǎn)體2、單葉片3、凸輪5、軸芯ll、 擋板8等部件均用耐高溫，耐磨性的鋁合金制成；在特殊部件如葉片密封邊沿 部件、凸輪頂端等采用強(qiáng)硬度和強(qiáng)耐磨性的鑄鐵鋼制成。
在一個(gè)做功周期內(nèi)(這里將壓縮缸葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向的面定義為葉 片的正面，將燃燒缸葉片3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向的面定義為葉片的正面。)在壓縮 缸19中，壓縮缸葉片的正面與壓縮缸擋板8之間進(jìn)行壓縮沖程，壓縮缸葉片的 背面同時(shí)進(jìn)行的是吸氣沖程，在壓縮沖程即將結(jié)束時(shí)，壓縮缸擋板8在壓縮凸 輪9的控制下向外縮進(jìn)，在壓縮缸葉片即將碰到壓縮缸擋板8時(shí)，壓縮缸擋板 8收縮，壓縮缸葉片經(jīng)過壓縮缸擋板8之后壓縮缸擋板8馬上彈回，完成壓縮 缸中的一個(gè)工作循環(huán)。同理，在燃燒缸14中，燃燒缸葉片3正面與燃燒缸擋板 4則在進(jìn)行做功沖程，燃燒缸葉片3背面進(jìn)行排氣沖程。在未工作時(shí)，當(dāng)外界 提供一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的能量給軸芯ll，設(shè)第一周為空轉(zhuǎn)，從第二周期開始的瞬間，燃 燒缸擋板4閉合，進(jìn)氣孔34打開，壓縮缸19的高溫高壓的空氣通過進(jìn)氣孔34，進(jìn)入燃燒室14，噴油嘴25噴油，接著進(jìn)氣孔擋板凸輪29在外沿部凸輪28的 作用下推動(dòng)瞳孔30作相對(duì)于33滑動(dòng)，致使進(jìn)氣孔34閉合，火花塞點(diǎn)火，燃燒 缸進(jìn)入燃燒狀態(tài)，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)燃燒缸葉片做功，在做功沖程即將結(jié) 束時(shí)，燃燒缸擋板4在凸輪5的控制下向內(nèi)縮進(jìn)，在燃燒缸葉片即將碰到燃燒 缸擋板4時(shí)，燃燒缸擋板4收縮，燃燒缸葉片經(jīng)過之后燃燒缸擋板4馬上彈回， 完成燃燒缸中的一個(gè)工作循環(huán)。因?yàn)閴嚎s缸和燃燒缸是一體的，轉(zhuǎn)速相同，使 得兩個(gè)工作循環(huán)同時(shí)進(jìn)行， 一個(gè)工作循環(huán)的完成便完成一個(gè)做功周期。隨著燃 燒缸變換周期，在燃燒缸擋板4彈回時(shí)，進(jìn)氣孔擋板凸輪29在外沿部凸輪28 的作用下推動(dòng)30作相對(duì)于固定板槽33滑動(dòng)，致使進(jìn)氣孔34與瞳孔30打開， 使得壓縮缸19內(nèi)的高溫高壓氣體通入燃燒缸14中，噴油嘴25隨即進(jìn)行噴油行 程，在進(jìn)氣完畢后進(jìn)氣孔關(guān)閉，噴油孔關(guān)閉，此時(shí)火花塞24點(diǎn)火，進(jìn)入燃燒沖 程，而壓縮缸19隨著高溫高壓氣體排入燃燒缸14，接著擋板在壓縮缸凸輪9 的作用下，作相對(duì)壓縮缸外殼體7的滑動(dòng)，隨后通過壓縮缸葉片，進(jìn)入下一個(gè) 周期，如此循環(huán)。
權(quán)利要求1、環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于包括燃燒缸外殼體、壓縮缸外殼體和旋轉(zhuǎn)體，燃燒缸外殼體與壓縮缸外殼體連接為一體，燃燒缸外殼體與壓縮缸外殼體形成的內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體將燃燒缸外殼體與壓縮缸外殼體形成的內(nèi)部空間間隔成相互氣密封的燃燒缸和壓縮缸；所述的燃燒缸外殼體上設(shè)置有火花塞、噴油嘴以及出氣口，所述的燃燒缸內(nèi)設(shè)置有燃燒驅(qū)動(dòng)裝置；所述的壓縮缸外殼體上設(shè)置有進(jìn)氣口，壓縮缸內(nèi)設(shè)置有空氣壓縮裝置；所述的旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置有受控的進(jìn)氣孔。
2、 如權(quán)利要求l所示的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述燃燒驅(qū)動(dòng)裝置包括燃燒缸葉片、燃燒缸擋板和凸輪，燃燒缸葉片固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上，燃燒缸擋板設(shè)置燃燒缸內(nèi)，燃燒缸擋板內(nèi)設(shè)置有燃燒缸擋板頂凸輪部件，燃燒缸擋板內(nèi)設(shè)置有控制燃燒缸擋板的凸輪，凸輪與旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)力輸出軸固定連接。
3、 如權(quán)利要求l所示的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的空氣壓縮裝置包括壓縮缸葉片、壓縮缸擋板和壓縮缸凸輪，壓縮缸葉片固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上，壓縮缸擋板設(shè)置在壓縮缸內(nèi)，壓縮缸控制箱內(nèi)設(shè)置有控制壓縮缸擋板的壓縮缸凸輪，壓縮缸凸輪與旋轉(zhuǎn)體連接。
4、 如權(quán)利要求l所示的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的受控的進(jìn)氣孔包括進(jìn)氣孔擋板凸輪、彈簧條和外沿部凸輪，進(jìn)氣孔擋板凸輪內(nèi)設(shè)置有瞳孔，進(jìn)氣孔擋板凸輪的另一端通過彈簧條與旋轉(zhuǎn)體連接，在壓縮缸外殼體內(nèi)相對(duì)于進(jìn)氣孔擋板凸輪運(yùn)行軌跡處設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的外沿部凸輪。
5、 如權(quán)利要求l所示的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)體通過燃燒缸體和壓縮缸體內(nèi)的鑲嵌氣密封活動(dòng)連接。
6、 如權(quán)利要求l所示的環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于壓縮缸外殼體、燃燒缸外殼體、旋轉(zhuǎn)體、凸輪和擋板均用耐高溫，耐磨性的鋁合金制成；葉片密封邊沿部件和凸輪頂端采用強(qiáng)硬度和強(qiáng)耐磨性的鑄鐵鋼制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。環(huán)體發(fā)動(dòng)機(jī)，包括燃燒缸外殼體、壓縮缸外殼體和旋轉(zhuǎn)體，燃燒缸外殼體與壓縮缸外殼體連接為一體，燃燒缸外殼體與壓縮缸外殼體形成的內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體將燃燒缸外殼體與壓縮缸外殼體形成的內(nèi)部空間間隔成相互氣密封的燃燒缸和壓縮缸；所述的燃燒缸外殼體上設(shè)置有火花塞、噴油嘴以及出氣口，所述的燃燒缸內(nèi)設(shè)置有燃燒驅(qū)動(dòng)裝置；所述的壓縮缸外殼體上設(shè)置有進(jìn)氣口，壓縮缸內(nèi)設(shè)置有空氣壓縮裝置；所述的旋轉(zhuǎn)體上設(shè)置有受控的進(jìn)氣孔。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)為零件少、體積小、重量輕；功率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、安全可靠；構(gòu)造簡單、造價(jià)便宜、維修方便、適用性廣；整體性能較其他發(fā)動(dòng)機(jī)得到較大的提升。
文檔編號(hào)F02B53/02GK201306212SQ20082020410
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者廖榮龍 申請(qǐng)人:廖榮龍