專利名稱：具有先導(dǎo)子室的旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)一般地涉及包括旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，更具體地涉及采用重質(zhì)燃料的此類系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)(例如汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī))使用活塞的偏心旋轉(zhuǎn)將壓力轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而不是使用往復(fù)式活塞。在這些發(fā)動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子包括多個(gè)頂點(diǎn)或密封件分，其在轉(zhuǎn)子的整個(gè)旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間保持與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子腔的周圍壁接觸以在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生多個(gè)旋轉(zhuǎn)室。汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)通常使用汽油或類似的燃料，具有單個(gè)燃料噴射器或者具有兩個(gè)間隔開的燃料噴射器。(一個(gè)或多個(gè))燃料噴射器可位于在燃燒室附近的且被一體地限定穿過發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的凹陷中，以與諸如火花塞的點(diǎn)火構(gòu)件連通。然而，已知的裝置沒有針對(duì)在復(fù)合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中使用和/或與所謂的重質(zhì)燃料(例如煤油)一起使用進(jìn)行優(yōu)化，因而存在改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，提供了一種旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括具有內(nèi)腔的定子主體，所述內(nèi)腔由兩個(gè)軸向間隔開的端壁以及在所述端壁之間延伸的周圍壁限定，所述腔具有限定了兩個(gè)凸角(lobe)的外旋輪線；具有三個(gè)周向間隔的頂點(diǎn)部分的轉(zhuǎn)子主體，所述轉(zhuǎn)子主體接合到軸的偏心部分以在所述腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行軌道公轉(zhuǎn)，其中，所述頂點(diǎn)部分的每一個(gè)保持與所述周圍壁密封接合并且分開三個(gè)可變體積的旋轉(zhuǎn)室，所述旋轉(zhuǎn)室圍繞所述轉(zhuǎn)子主體被限定在所述腔中；在所述轉(zhuǎn)子主體的周圍壁中的插入件，所述插入件由耐熱性大于所述周圍壁的耐熱性的材料制成，所述插入件具有限定在其內(nèi)的子室并具有與所述腔接界的內(nèi)表面，所述子室通過限定在所述內(nèi)表面中的至少一個(gè)開口與所述腔連通，所述子室的形狀在鄰近于所述開口處形成減小的橫截面；先導(dǎo)燃料噴射器，所述先導(dǎo)燃料噴射器具有被接收在所述子室內(nèi)的尖端；點(diǎn)火元件，所述點(diǎn)火元件具有被接收在所述子室內(nèi)的尖端；和主燃料噴射器，所述主燃料噴射器延伸穿過所述殼體并具有在與所述插入件間隔開的位置處與所述腔連通的尖端。在另一方面中，提供了一種汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的定子主體，包括兩個(gè)軸向間隔開的端壁；周圍壁，所述周圍壁在所述端壁之間延伸并且與所述端壁一起限定內(nèi)腔，所述腔具有限定了兩個(gè)凸角的外旋輪線；在所述轉(zhuǎn)子主體的周圍壁中的插入件，所述插入件由耐熱性大于所述周圍壁的耐熱性的材料制成，所述插入件具有限定在其內(nèi)的子室并具有與所述腔接界的內(nèi)表面，所述子室通過限定在所述內(nèi)表面中的至少一個(gè)開口與所述腔連通，所述子室的形狀在鄰近于所述開口處形成減小的橫截面；所述插入件和所述周圍壁中的至少一個(gè)具有被限定穿過其中的先導(dǎo)燃料噴射器伸長(zhǎng)孔，所述先導(dǎo)燃料噴射器伸長(zhǎng)孔與所述子室連通并且所述先導(dǎo)燃料噴射器伸長(zhǎng)孔的尺寸設(shè)置成在其內(nèi)接收先導(dǎo)燃料噴射器；所述插入件和所述周圍壁中的至少一個(gè)具有被限定穿過其中的點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔，所述點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔與所述子室連通并且所述點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔的尺寸設(shè)置成在其內(nèi)接收點(diǎn)火元件；并且所述周圍壁具有被限定穿過其中的主燃料噴射器伸長(zhǎng)孔，所述主燃料噴射器伸長(zhǎng)孔與所述插入件間隔開并且所述主燃料噴射器伸長(zhǎng)孔的尺寸設(shè)置成在其內(nèi)接收主燃料噴射器。在又一方面中，提供了一種將重質(zhì)燃料噴射到汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)中的方法，所述汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)室，每個(gè)旋轉(zhuǎn)室的體積在最小體積和最大體積之間變化，所述方法包括將所述重質(zhì)燃料的小部分噴射到子室中，所述子室被限定成鄰近于并順序地連通每個(gè)旋轉(zhuǎn)室并且具有子室體積，所述子室體積對(duì)應(yīng)于所述最小體積和所述子室體積的總和的從5%到25% ;在所述子室內(nèi)點(diǎn)燃所述重質(zhì)燃料；部分地約束被點(diǎn)燃的重質(zhì)燃料從所述子室到所述旋轉(zhuǎn)室的流動(dòng)；以及與所述子室獨(dú)立且間隔開地將所述重質(zhì)燃料的剩余部分順序地噴射到每個(gè)旋轉(zhuǎn)室中。


現(xiàn)在參照附圖，其中
圖I是根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的局部示意性剖面 圖2是圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)的插入件的示意性剖面 圖3是根據(jù)另一實(shí)施例的插入件的示意性剖面 圖4是根據(jù)又一實(shí)施例的插入件的示意性剖面圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，示意性地且局部地示出了稱為汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10。在一個(gè)具體實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10用在復(fù)合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，例如2010年7月13日授權(quán)的Lents等人的美國專利No. 7，753，036或者2010年8月17日授權(quán)的Julien等人的美國專利No. 7，775，044中描述的復(fù)合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，兩項(xiàng)專利的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文中。復(fù)合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可用作例如飛機(jī)或其他交通工具上的原動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，或者可用于任何其他合適的應(yīng)用中。無論如何，在此類系統(tǒng)中，空氣被壓縮機(jī)壓縮，然后進(jìn)入汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)渦輪。在另一實(shí)施例中，在沒有渦輪增壓器并且空氣處于大氣壓力的情況下使用旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括外主體12，外主體20具有軸向間隔的端壁14，周圍壁18在它們之間延伸以形成轉(zhuǎn)子腔20。腔20的周圍壁18的內(nèi)表面19具有限定了兩個(gè)凸角(lobe)的輪廓，其優(yōu)選地為外旋輪線。內(nèi)主體或轉(zhuǎn)子24被接收在腔20中，轉(zhuǎn)子24的幾何軸線從外主體12的軸線偏移并且平行于外主體12的軸線。轉(zhuǎn)子24具有鄰近于外主體端壁14的軸向間隔的端面26以及在它們之間延伸的周圍面28。周圍面28限定了三個(gè)周向間隔的頂點(diǎn)部分30 (僅示出了其中一個(gè))以及具有向外弓形邊的大致三角形輪廓。頂點(diǎn)部分30與周圍壁18的內(nèi)表面密封接合以在內(nèi)轉(zhuǎn)子24和外主體12之間形成三個(gè)旋轉(zhuǎn)工作室32 (僅部分地示出其中兩個(gè))。凹陷38在每對(duì)相鄰頂點(diǎn)部分30之間被限定在轉(zhuǎn)子24的周圍面28中，以形成對(duì)應(yīng)的室32的一部分。工作室32被密封。每個(gè)轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)部分30具有頂點(diǎn)密封件52，其從一個(gè)端面26延伸到另一個(gè)端面并且從周圍面28徑向突出。每個(gè)頂點(diǎn)密封件52通過各自彈簧被徑向向外偏壓抵靠周圍壁18。端部密封件54接合每個(gè)頂點(diǎn)密封件52的每個(gè)端部，并且通過合適的彈簧被偏壓抵靠各自的端壁14。轉(zhuǎn)子24的每個(gè)端面26具有至少一個(gè)弧形面密封件60，其從每個(gè)頂點(diǎn)部分30延伸到每個(gè)相鄰的頂點(diǎn)部分30，在其整個(gè)長(zhǎng)度上相鄰于轉(zhuǎn)子周圍但是在轉(zhuǎn)子周圍內(nèi)側(cè)。彈簧軸向向外地推每個(gè)面密封件60，從而面密封件60軸向地突出遠(yuǎn)離相鄰轉(zhuǎn)子端面26并與腔中的相鄰端壁14密封接合。每個(gè)面密封件60與相鄰于其端部的端部密封件54密封接合。盡管圖中未示出，但轉(zhuǎn)子24軸承架設(shè)在軸的偏心部分上并且包括與轉(zhuǎn)子軸線共軸的相位調(diào)整齒輪，該相位調(diào)整齒輪與固定定子相位調(diào)整齒輪嚙合，固定定子相位調(diào)整齒輪與所述軸共軸地被固定到外主體。軸使得轉(zhuǎn)子24旋轉(zhuǎn)，并且嚙合的齒輪引導(dǎo)轉(zhuǎn)子24以在定子腔內(nèi)進(jìn)行軌道公轉(zhuǎn)。油密封件被設(shè)置在相位調(diào)整齒輪周圍以防止?jié)櫥驮诟髯缘霓D(zhuǎn) 子端面26和外主體端壁14之間從相位調(diào)整齒輪徑向向外地泄漏流動(dòng)。至少一個(gè)進(jìn)入端口(未示出)被限定穿過端壁14之一或周圍壁18，以便允許空氣(大氣或壓縮空氣)進(jìn)入工作室32中的一個(gè)，并且至少一個(gè)排出端口(未示出)被限定穿過端壁14之一或周圍壁18，以便允許空氣(大氣或壓縮空氣)將排氣從工作室32排出。進(jìn)入和排出端口相對(duì)于彼此并相對(duì)于點(diǎn)火構(gòu)件和燃料噴射器(下面進(jìn)一步描述)定位成使得在轉(zhuǎn)子24的一個(gè)軌道公轉(zhuǎn)期間，每個(gè)室32在可變體積的情況下圍繞定子腔20移動(dòng)，以經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣的四個(gè)相位，這些相位類似于具有四沖程循環(huán)的往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的沖程。在一個(gè)具體實(shí)施例中，這些端口被布置成使得旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10在米勒或阿特金森循環(huán)的原理下操作，其體積壓縮比低于其體積膨脹比。在另一個(gè)實(shí)施例中，端口被布置成使得體積壓縮比和體積膨脹比是彼此相等或近似的。插入件34被接收在中，用于先導(dǎo)燃料噴射和點(diǎn)火，對(duì)應(yīng)孔36被限定穿過外主體12的周圍壁18。周圍壁18還具有被限定穿過其中的主噴射器伸長(zhǎng)孔40，其與旋轉(zhuǎn)腔20連通并且與插入件34間隔開。主燃料噴射器42被接收并保持在其對(duì)應(yīng)孔40中，主噴射器42的尖端44在與插入件34間隔開的點(diǎn)處與腔20連通。主噴射器42相對(duì)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的方向R定位在插入件34后方，并且是傾斜的以將燃料向前順序地引導(dǎo)到每個(gè)旋轉(zhuǎn)室32中，具有被設(shè)計(jì)成用于充分噴灑的尖端孔圖案。特別地參照?qǐng)D2，該插入件包括伸長(zhǎng)主體46，伸長(zhǎng)主體46延伸穿過周圍壁18的厚度，在其外端處具有放大凸緣48，放大凸緣48被偏壓離開限定在周圍壁18中的肩部50并且抵靠由適當(dāng)類型的耐熱材料(例如基于二氧化硅的材料)制成的襯墊(未示出)。墊圈56(例如鋼或鈦墊圈)和彈簧58 (例如波形彈簧或貝氏彈簧)被設(shè)置在凸緣48和周圍壁18的肩部50之間。彈簧58偏壓主體46抵靠蓋62,蓋62的橫截面大于孔36的橫截面,并且蓋62在周圍壁18的外表面64上延伸。蓋62例如通過銅焊連接到周圍壁18。也可使用替代類型的連接，包括但不限于經(jīng)由諸如螺栓的緊固件的連接，以幫助促進(jìn)插入件的更換(如果需要的話)。
插入件主體46具有內(nèi)表面66,內(nèi)表面66與周圍壁20的內(nèi)表面19是連續(xù)的，以限定腔20。壁18中的插入件孔36限定了凸緣68，凸緣68在內(nèi)表面19附近延伸到插入件孔36中，并且插入件主體46的內(nèi)端具有互補(bǔ)的形狀以接合該凸緣68，襯墊70被接收在它們之間。插入件主體46由耐熱性大于周圍壁18的材料制成，在一個(gè)具體實(shí)施例中，周圍壁18由鋁制成。在該具體實(shí)施例中，插入件主體46由適當(dāng)類型的陶瓷制成。插入件主體46具有限定在其中的先導(dǎo)子室72，先導(dǎo)子室72與轉(zhuǎn)子腔20連通。在所示的實(shí)施例中，子室72具有圓形橫截面；替代的形狀也是可能的。子室72通過限定在內(nèi)表面66中的至少一個(gè)開口 74與腔連通。子室72的形狀在鄰近于開口 74處形成了的減小的橫截面，使得開口 74限定對(duì)于子室72和腔20之間的流動(dòng)的約束。開口 74可具有各種形狀和/或由形成圖案的多個(gè)孔限定。周圍壁18具有被限定穿過其中的先導(dǎo)噴射器伸長(zhǎng)孔76，先導(dǎo)噴射器伸長(zhǎng)孔76相對(duì)于插入件34成一角度并且與子室72連通。先導(dǎo)燃料噴射器78被接收并保持在對(duì)應(yīng)孔 76中，先導(dǎo)噴射器78的尖端80被接收在子室72中。插入件主體46和蓋62具有限定在其中的點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔82，點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔82沿外主體12的橫向軸線T的方向延伸并且也與子室72連通。點(diǎn)火元件84被接收并保持在對(duì)應(yīng)孔82中，點(diǎn)火元件84的尖端86被接收在子室72中。在所示的實(shí)施例中，點(diǎn)火元件84是電熱塞?？梢允褂玫奶娲愋偷狞c(diǎn)火元件84包括但不限于等離子體點(diǎn)火、激光點(diǎn)火、火花塞、微波等。先導(dǎo)噴射器78和主噴射器42將諸如柴油、煤油(航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃料)、等效生物燃料等的重質(zhì)燃料噴射到室32中。在一個(gè)具體實(shí)施例中，至少O. 5%并且高至20%的燃料通過先導(dǎo)噴射器78噴射，而剩余燃料通過主噴射器42噴射。在另一具體實(shí)施例中，至多10%的燃料通過先導(dǎo)噴射器78噴射。在另一具體實(shí)施例中，至多5%的燃料通過先導(dǎo)噴射器78噴射。主噴射器42噴射燃料，使得每個(gè)旋轉(zhuǎn)室32當(dāng)處于燃燒相位時(shí)均包含空氣和燃料的貧燃混合物(lean mixture)。參照?qǐng)D3，示出了根據(jù)另一實(shí)施例的插入件134，其接合到相同的外主體12。插入件134延伸穿過周圍壁18的厚度并且包括內(nèi)主體部分146和外主體部分162，內(nèi)主體部分146和外主體部分162例如通過高溫銅焊接頭188附接到一起。外主體部分162在其外端具有放大凸緣148，放大凸緣148鄰接周圍壁18的外表面64并且例如通過螺栓在適當(dāng)密封的情況下連接到外表面64，所述密封例如為襯墊或擠壓密封(未示出)。也可使用替代類型的連接，包括但不限于銅焊連接。內(nèi)主體部分146具有內(nèi)表面166，內(nèi)表面166與周圍壁18的內(nèi)表面19是連續(xù)的，以限定腔20。內(nèi)主體部分146的內(nèi)端具有互補(bǔ)的形狀以接合在內(nèi)表面19附近延伸到插入件孔36中的凸緣68，襯墊70被接收在它們之間。在該具體實(shí)施例中，主體部分146、162由適當(dāng)類型的超級(jí)合金制成，例如鎳基超級(jí)合金。先導(dǎo)子室72在主體部分146、162之間的結(jié)合部處限定在插入件134中，內(nèi)主體部分146限定了開口 74，用于子室72和腔20之間的連通。外主體部分162具有限定在其中的點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔82，點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔82沿橫向軸線T的方向并且與子室72連通。點(diǎn)火元件84例如通過螺紋接合被接收并保持在對(duì)應(yīng)孔82中。如前面的實(shí)施例中那樣，點(diǎn)火元件84的尖端86被接收在子室72中。參照?qǐng)D4，示出了根據(jù)另一實(shí)施例的插入件234。插入件234被接收在對(duì)應(yīng)孔236中，對(duì)應(yīng)孔236被限定穿過周圍壁18。插入件234包括內(nèi)主體部分246和外主體部分262，內(nèi)主體部分246和外主體部分262例如通過高溫銅焊接頭附接到一起，子室72被限定在兩個(gè)部分246、262的結(jié)合部處。內(nèi)主體部分246限定了開口 74，用于子室72和腔20之間的連通。外主體部分262具有被限定 穿過其中的點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔82，點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔82與子室72連通。外主體部分262包括內(nèi)放大區(qū)段245，其連接到內(nèi)主體部分246并限定子室72。放大區(qū)段245圍繞子室72基本上延伸跨過孔236的寬度，然后漸縮到從其延伸的寬度減小區(qū)段247。寬度減小區(qū)段247在其外端處具有放大凸緣248，其鄰接肩部250，肩部250限定在圍繞孔236的周圍壁18的外表面64中。外區(qū)段249 (其在所示實(shí)施例中具有介于區(qū)段245和247之間的寬度)從凸緣248向外延伸。凸緣例如通過螺栓(未示出)在適當(dāng)密封的情況下連接到肩部，所述密封例如是凸緣248和肩部250之間的由高溫材料制成的擠壓密封或襯墊(未示出)，所述高溫材料例如是基于二氧化硅的材料或彈性石墨(grafoil)。也可使用替代類型的連接。內(nèi)主體部分具有內(nèi)表面266，內(nèi)表面266與周圍壁18的內(nèi)表面19是連續(xù)的，以限定腔20。內(nèi)主體部分246包括在內(nèi)表面266附近限定在其周圍的溝槽，適當(dāng)?shù)拿芊饧?51(例如基于二氧化硅的襯墊帶)被接收在溝槽內(nèi)并且與插入件孔236的壁接觸。在該實(shí)施例中，插入件孔236的壁在內(nèi)表面19附近是直的，即在內(nèi)表面19附近沒有凸緣。插入件34、134、234的子室72的體積被選擇成在點(diǎn)火附近的可接受的延遲內(nèi)獲得化學(xué)計(jì)量的混合物，來自前一燃燒循環(huán)的排氣產(chǎn)物中的一些留在子室72內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，子室72的體積為排量(排代體積)的至少O. 5%并高至3. 5%，其中，排量定義為一個(gè)室32的最大和最小體積之間的差。在另一具體實(shí)施例中，子室72的體積對(duì)應(yīng)于排量的從大約O. 625%到大約L 25%。子室72的體積也可被定義為燃燒體積的一部分，燃燒體積是最小室體積Vmin (包括凹陷38)和子室自身的體積V2的總和。在一個(gè)具體實(shí)施例中，子室72的體積對(duì)應(yīng)于燃燒體積的從5%到25%，SP V2 = (V2 + Vmin)的5%到25%。在另一具體實(shí)施例中，子室72的體積對(duì)應(yīng)于燃燒體積的從10%到12%，即V2 = (V2 + Vmin)的10%到12%。子室72可幫助產(chǎn)生穩(wěn)定且強(qiáng)有力的點(diǎn)火區(qū)以點(diǎn)燃總體上貧燃的主燃燒室32，以產(chǎn)生分層沖量燃燒。子室72可改善燃燒穩(wěn)定性，尤其但不排他地針對(duì)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)而言，旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)用重質(zhì)燃料在燃料的自點(diǎn)火以下操作。由耐熱材料制成的插入件34、134可有利地產(chǎn)生子室周圍的熱壁，這可進(jìn)一步有助于燃燒穩(wěn)定性。以上描述僅僅意圖是示例性的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到在不偏離所公開的(一個(gè)或多個(gè))發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行改變。例如，上文描述的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械布置僅僅是適合用于本文的(一個(gè)或多個(gè))發(fā)明的許多可能構(gòu)造中的一個(gè)示例?？墒褂萌魏魏线m的噴射器構(gòu)造和布置。因此，根據(jù)對(duì)本公開的回顧，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白落入本發(fā)明范圍內(nèi)的許多修改，并且此類修改意圖落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括 具有內(nèi)腔的定子主體，所述內(nèi)腔由兩個(gè)軸向間隔開的端壁以及在所述端壁之間延伸的周圍壁限定，所述腔具有限定了兩個(gè)凸角的外旋輪線形狀； 具有三個(gè)周向間隔的頂點(diǎn)部分的轉(zhuǎn)子主體，所述轉(zhuǎn)子主體接合到軸的偏心部分以在所述腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行軌道公轉(zhuǎn)，其中，所述頂點(diǎn)部分的每一個(gè)保持與所述周圍壁密封接合并且分開三個(gè)可變體積的旋轉(zhuǎn)室，所述旋轉(zhuǎn)室圍繞所述轉(zhuǎn)子主體被限定在所述腔中； 在所述轉(zhuǎn)子主體的周圍壁中的插入件，所述插入件由耐熱性大于所述周圍壁的耐熱性的材料制成，所述插入件具有限定在其內(nèi)的子室并具有與所述腔接界的內(nèi)表面，所述子室通過限定在所述內(nèi)表面中的至少一個(gè)開口與所述腔連通，所述子室的形狀在鄰近于所述開口處形成減小的橫截面； 先導(dǎo)燃料噴射器，所述先導(dǎo)燃料噴射器具有被接收在所述子室內(nèi)的尖端； 點(diǎn)火元件,所述點(diǎn)火元件具有被接收在所述子室內(nèi)的尖端；和主燃料噴射器，所述主燃料噴射器延伸穿過所述殼體并具有在與所述插入件間隔開的位置處與所述腔連通的尖端。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，每個(gè)室的體積在最小體積和最大體積之間變化，所述最大體積和所述最小體積之間的差限定排量，所述子室的體積至少為所述排量的大約O.5%并且至多為所述排量的大約3. 5%。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述子室的體積至少為所述排量的O.625%。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述子室的體積為所述排量的大約1.25%。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī),其中，每個(gè)室的體積在最小體積和最大體積之間變化，所述子室的體積對(duì)應(yīng)于所述最小體積和所述子室體積的總和的從5%到25%。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述子室的體積對(duì)應(yīng)于所述最小體積和所述子室體積的總和的從10%到12*%。
7.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述插入件由陶瓷或超級(jí)合金制成。
8.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述先導(dǎo)噴射器相對(duì)于所述插入件成一角度地延伸穿過所述周圍壁，所述先導(dǎo)噴射器的僅一部分延伸在所述插入件內(nèi)。
9.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，還包括與所述燃料噴射器連通的重質(zhì)燃料源。
10.一種汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的定子主體，包括 兩個(gè)軸向間隔開的端壁； 周圍壁，所述周圍壁在所述端壁之間延伸并且與所述端壁一起限定內(nèi)腔，所述腔具有限定了兩個(gè)凸角的外旋輪線； 在所述轉(zhuǎn)子主體的周圍壁中的插入件，所述插入件由耐熱性大于所述周圍壁的耐熱性的材料制成，所述插入件具有限定在其內(nèi)的子室并具有與所述腔接界的內(nèi)表面，所述子室通過限定在所述內(nèi)表面中的至少一個(gè)開口與所述腔連通，所述子室的形狀在鄰近于所述開口處形成減小的橫截面； 所述插入件和所述周圍壁中的至少一個(gè)具有被限定穿過其中的先導(dǎo)燃料噴射器伸長(zhǎng)孔，所述先導(dǎo)燃料噴射器伸長(zhǎng)孔與所述子室連通并且所述先導(dǎo)燃料噴射器伸長(zhǎng)孔的尺寸設(shè)置成在其內(nèi)接收先導(dǎo)燃料噴射器； 所述插入件和所述周圍壁中的至少一個(gè)具有被限定穿過其中的點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔，所述點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔與所述子室連通并且所述點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔的尺寸設(shè)置成在其內(nèi)接收點(diǎn)火元件；并且 所述周圍壁具有被限定穿過其中的主燃料噴射器伸長(zhǎng)孔，所述主燃料噴射器伸長(zhǎng)孔與所述插入件間隔開并且所述主燃料噴射器伸長(zhǎng)孔的尺寸設(shè)置成在其內(nèi)接收主燃料噴射器。
11.如權(quán)利要求10所述的定子主體，其中，所述插入件由陶瓷或超級(jí)合金制成。
12.如權(quán)利要求10所述的定子主體，其中，所述先導(dǎo)燃料噴射器伸長(zhǎng)孔的主要部分被限定穿過所述周圍壁。
13.如權(quán)利要求10所述的定子主體，其中，所述點(diǎn)火元件伸長(zhǎng)孔被限定僅僅穿過所述插入件。
14.一種將重質(zhì)燃料噴射到汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)中的方法，所述汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)室，每個(gè)旋轉(zhuǎn)室的體積在最小體積和最大體積之間變化，所述方法包括 將所述重質(zhì)燃料的小部分噴射到子室中，所述子室被限定成鄰近于并順序地連通每個(gè)旋轉(zhuǎn)室并且具有子室體積，所述子室體積對(duì)應(yīng)于所述最小體積和所述子室體積的總和的從5%到 25% ； 在所述子室內(nèi)點(diǎn)燃所述重質(zhì)燃料； 部分地約束被點(diǎn)燃的重質(zhì)燃料從所述子室到所述旋轉(zhuǎn)室的流動(dòng)；以及 與所述子室獨(dú)立且間隔開地將所述重質(zhì)燃料的剩余部分順序地噴射到每個(gè)旋轉(zhuǎn)室中。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將所述重質(zhì)燃料的小部分噴射到子室中包括噴射所述重質(zhì)燃料的從O. 5%到20%。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將所述重質(zhì)燃料的小部分噴射到子室中包括噴射所述重質(zhì)燃料的從5 %到10 %。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，在所述子室體積對(duì)應(yīng)于所述最小體積和所述子室體積的總和的從10%到12%的情況下，完成將所述重質(zhì)燃料的所述小部分噴射到所述子室中。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)的周圍壁中的插入件并且在所述子室被限定在所述插入件中的情況下，完成所述重質(zhì)燃料的所述小部分的噴射。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，以相對(duì)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的定子的中心橫向軸線的傾斜方向完成所述重質(zhì)燃料的所述小部分的噴射。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括通過將所述子室設(shè)置在由相比所述發(fā)動(dòng)機(jī)的定子的其余部分更加耐高溫的材料制成的插入件中，用所述子室周圍的熱壁來幫助燃燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有先導(dǎo)子室的旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。具體地，一種汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有在轉(zhuǎn)子主體的周圍壁中的插入件，所述插入件由耐熱性大于所述周圍壁的耐熱性的材料制成，具有限定在其內(nèi)的子室并具有與所述腔接界的內(nèi)表面，所述子室通過限定在所述內(nèi)表面中的至少一個(gè)開口與所述腔連通，所述子室的形狀在鄰近于所述開口處形成減小的橫截面；先導(dǎo)燃料噴射器，所述先導(dǎo)燃料噴射器具有被接收在所述子室內(nèi)的尖端；點(diǎn)火元件，所述點(diǎn)火元件具有被接收在所述子室內(nèi)的尖端；和主燃料噴射器，所述主燃料噴射器延伸穿過所述殼體并具有在與所述插入件間隔開的位置處與所述腔連通的尖端。
文檔編號(hào)F02B55/08GK102900514SQ201210262898
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者J.索馬辛, N.達(dá)文波特, E.格赫特 申請(qǐng)人:普拉特 - 惠特尼加拿大公司