專利名稱：三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機技術領域，涉及一種轉(zhuǎn)子發(fā)動機，尤其是滑片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機。其特征是發(fā)動機工作循環(huán)只有三個沖程的轉(zhuǎn)子發(fā)動機，更明確的說是一種整機機及零件全新設計的三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機。
背景技術：
現(xiàn)有常規(guī)常見的車用船用民用軍用動力裝置主要是以往復活塞式四沖程和兩沖程發(fā)動機為主。其次還有一種知名度很高的汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動機又稱米勒循環(huán)發(fā)動機和尚未量產(chǎn)的四沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，雖然它們經(jīng)過多年的技術改進完善至今，任然存在著各種缺陷未能解決，大致總結(jié)如下1.汪克爾發(fā)動機壽命短、油耗高、密封困難、低轉(zhuǎn)速 時扭矩小、火花塞電極間隙躥氣、燃料燃燒火焰蔓延傳播距離長、熱損失大、能量轉(zhuǎn)換效率低；2.往復活塞式兩沖程發(fā)動機尾氣污染嚴重、油耗高、使用壽命短；3.復活塞式四沖程發(fā)動機氣門配氣結(jié)構(gòu)復雜、零件多成本大、進排氣不連貫噪音大、曲軸連桿慣性振很難平衡、體積較龐大笨重；4.四沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機雖然沒有復雜的凸輪配氣機構(gòu)和曲柄連桿機構(gòu)有效解決了震動好噪音等問題，但是由于四沖程循環(huán)工作采用橢圓氣缸，轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周徑向槽密封葉片上下滑動2次，轉(zhuǎn)子徑向槽密封葉片滑動頻率大磨損加劇使用壽命短。以上發(fā)動機還有個共同的缺點就是進氣不足、排氣不盡、燃料有效利用率低，常見汽油機柴油機的燃料利用率都不超過40%，60%的能量都被尾氣的熱量，機械摩擦，燃燒不完全等系列原因所消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的為了克服上述常用內(nèi)燃機存在的多處不足，保留其優(yōu)點，經(jīng)過多次改善取長補短全新設計提出了一種高效節(jié)能集多重優(yōu)點于一身的三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機。不管往復活塞式四沖程發(fā)動機還是汪克爾發(fā)動機轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作循環(huán)均為四沖程，這個光從名稱就不難區(qū)分出來，以往的四沖程發(fā)動機四個沖程只有一個沖程是做功的沖程，其他三個沖程都是為這一個做功沖程而服務的，往復活塞式四沖程發(fā)動機就是最典型的例子，曲軸旋轉(zhuǎn)720°即2周完成一個工作循環(huán)，其中做功角度只有180°，做功角度比例只占整個循環(huán)的25%，其他三個沖程75%的旋轉(zhuǎn)都是為這25%的做功沖程而服務的。而25 %的做功沖程所產(chǎn)生的能量有一部分會被其他三個沖程75 %的旋轉(zhuǎn)所消耗掉。為了減少排氣吸氣壓縮這三個沖程不必要能量損失本人提出了一種全新工作模式的發(fā)動機即三沖程工作循環(huán)發(fā)動機。也就是說把四沖程內(nèi)燃機的排氣沖程和進氣沖程濃縮到一個沖程里同步進行，改為換氣沖程，三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機三個沖程分別是換氣、壓縮、做功。而全新工作模式的三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周發(fā)動機360°轉(zhuǎn)子周圍多個燃燒室連續(xù)循環(huán)做功，對于單個燃燒室而言三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)360°做功一次，做功頻率是往復活塞四沖程發(fā)動機的2倍并且做功角度最大可以達到180°做功角度比例占50%。同樣做功一次卻減少了一圈的機械運轉(zhuǎn)的能量消耗同時也減少了一圈的機械磨損，增加了發(fā)動機的壽命。


摘要

書附I :發(fā)動機結(jié)構(gòu)正視圖說明書附2 :發(fā)動機結(jié)構(gòu)右視圖說明書附3 :燃燒室火花塞噴油嘴局部圖
說明書附4 :換氣沖程空氣廢氣交換原理示意圖附圖零件符號注釋1.火花塞電極座2.噴油嘴3.火花塞電極4.冷卻水道5.端蓋固定螺栓孔6.缸體7.葉片8.空氣進氣口 9.轉(zhuǎn)子體10.轉(zhuǎn)子主軸軸承11.轉(zhuǎn)子主軸12.燃燒室13.端蓋14.廢氣出氣口 15.空氣濾清器16.強制進氣裝置17.消音器
具體實施例方式三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機主要有以下零件組成如說明書附圖所示進氣裝置總成、轉(zhuǎn)子總成、定子總成、發(fā)動機信號采集控制總成組成。轉(zhuǎn)子總成由轉(zhuǎn)子體9、葉片7、轉(zhuǎn)子主軸11構(gòu)成，轉(zhuǎn)子體上有多個徑向槽葉片7由彈簧支撐可在槽內(nèi)自由滑動，葉片7把轉(zhuǎn)子9平均分割開和定子組合形成多個大小均勻相對獨立又密封的燃燒室12，當發(fā)動機工作時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)燃燒室的容積連續(xù)改變，葉片7在轉(zhuǎn)子上的徑向槽內(nèi)自由滑動配合汽缸體完成每個獨立燃燒室的密封，轉(zhuǎn)子上每相鄰2個葉片之間都有內(nèi)凹形狀與氣缸壁之間的空間形成燃燒室，燃燒室中間安裝有火花塞電極3(相當于傳統(tǒng)火花塞的中心電極)；定子總成包括閉合圓弧形的氣缸6和氣缸左右端蓋13，左右端蓋13上裝有主軸軸承10，汽缸壁內(nèi)有冷卻水道4，汽缸壁上裝有火花塞電極座I (相當于傳統(tǒng)火花塞的側(cè)電極)和噴油嘴2，火花塞電極座I和噴油嘴2和氣缸內(nèi)壁表面平齊安裝。轉(zhuǎn)子主軸經(jīng)軸承偏心安裝在氣缸定子內(nèi)左、右端蓋上，左右端蓋兩測分別開有進氣口與排氣口用于新鮮空氣與廢棄之間的交換。定子轉(zhuǎn)子和葉片之間都有密封裝置。發(fā)動機信號采集控制總成由傳感器和ECU構(gòu)成。三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作原理當啟動裝置驅(qū)動發(fā)動機時，轉(zhuǎn)子(9)開始逆時針圍繞轉(zhuǎn)子主軸(11)轉(zhuǎn)動(如說明書附I所示)，同時強制進氣裝置(15)開始工作從發(fā)動機進氣口(8)不斷壓進新鮮空氣，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時每個燃燒室都會依次經(jīng)過發(fā)動機的進氣口(8)和排氣口(14)如說明書附I所示時針12點位置，當燃燒室經(jīng)過發(fā)動機的進氣口(8)和排氣口(14)時，每個燃燒室
(12)的空間會依次不段被從進氣口(7)壓進新鮮的空氣填充，同時燃燒室(12)的廢氣被壓進的新鮮空氣從排氣口(14)擠出，完成換氣沖程，換氣過程空氣和廢氣流動方向如(說明書附2)和(說明書附4所示)。轉(zhuǎn)子(9)繼續(xù)圍繞轉(zhuǎn)子主軸(11)轉(zhuǎn)動進入壓縮沖程，燃燒室(12)轉(zhuǎn)到約時鐘6點位置，直至燃燒室體積壓縮變化到最小時壓縮沖程結(jié)束。噴油嘴(2)在壓縮沖程結(jié)束之前提前向燃燒室內(nèi)噴入高壓霧狀燃料，這時安裝在燃燒室(12)的火花塞電極(3)已經(jīng)接近安裝在缸體(6)上的火花塞電極座⑴達到合適的點火角度和狀態(tài)具體細節(jié)如(說明書附3所示)，緊接著火花塞電極(3)和火花塞電極座(I)之間高壓放電點火，具體提前噴油角度和點火角度由ECU根據(jù)發(fā)動機的不同工況控制。火花塞點火，點燃的可燃混合氣迅速燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，此時做功沖程開始，燃燒室受到高溫高壓燃氣膨脹力的作用使轉(zhuǎn)子受到一個連續(xù)變化且同方向的旋轉(zhuǎn)力，使轉(zhuǎn)子加速旋轉(zhuǎn)做功，燃燒室空間漸漸不斷連續(xù)變大，直到最大，大約時針12點位置時做功沖程結(jié)束。此時轉(zhuǎn)子已經(jīng)旋轉(zhuǎn)360度，此燃燒室繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下面又將重復進入換氣沖程，因為轉(zhuǎn)子周圍有多個燃燒室，這時下一個燃燒室也已經(jīng)開始做功，不需要外力的幫助發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和慣性已經(jīng)足以維持自身的正常運 轉(zhuǎn)，發(fā)動機連續(xù)如此重復循環(huán)穩(wěn)定的做功。因為發(fā)動機沒有配氣系統(tǒng)，靠機械強制壓進新鮮空氣同時擠出廢氣從根本上解決了氣門正時和氣門行程的問題，而且省去了吸氣和排氣2個沖程，變?yōu)閾Q氣沖程，。所以稱之為三沖程發(fā)動機。綜合以上所述在與其它同排量的發(fā)動機相對比較而言有以下諸多優(yōu)點與往復活塞式四沖程多缸內(nèi)燃機相比減小發(fā)動機運轉(zhuǎn)滑動摩擦面積和距離、減小了發(fā)動機的磨損、增大了發(fā)動機做功時間比例、減小了散熱損失的時間、散熱面積和散熱距離。三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機動機的壓縮和膨脹之比可以根據(jù)需要靈活設計。尾氣的壓力不會給發(fā)動機的運轉(zhuǎn)帶來阻力，高溫高壓尾氣的能量可以較好的開發(fā)利用，可以有效的提聞發(fā)動機效率。沒有凸輪搖臂配氣結(jié)構(gòu)和曲軸偏心配重機構(gòu)具有運行震動小、噪音小、體積小、整機零件少、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造成本低、機械效率高、油耗低、升功率大、可靠性高、壽命長、同功率下轉(zhuǎn)子發(fā)動機體積小、重量輕、重心低。能量轉(zhuǎn)換利用效率高，360°多個燃燒室連續(xù)不間斷重疊做功，載荷輸出均勻穩(wěn)定、動平衡好，運行平穩(wěn)，動力響應快，運行震動小噪音小。能滿足艦艇動力裝置要求，特別適合做跑車的動力裝置，這點常規(guī)發(fā)動機只能靠增加氣缸數(shù)量來解決。由于每個燃燒室的之間都有一定壓力，相鄰的燃燒室壓力是階梯式遞增遞減變化，葉片兩面部分壓力相互抵消。可以起到葉相互之間輔助密封的作用，并大大減小葉片的負荷。轉(zhuǎn)子上每個燃燒室中間內(nèi)凹處安裝火花塞電極，保證了每個燃燒室的每次點火都處于最佳點火位置，并且中間內(nèi)凹處與定子內(nèi)圓弧面形成的片燃燒室有利于火焰的蔓延，燃燒充分。三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機因為采用的是閉合圓弧形氣缸轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周滑片上下往復滑動一次。而采用橢圓形氣缸的四沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周滑片上下往復滑動兩次，相比之下具有滑動葉片運動頻率小只有四沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的一半。進氣量充足，進氣壓力大高于大氣壓，換氣徹底完全，可以排盡所有燃燒尾氣本發(fā)動機因為氣缸接近于圓形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周每個葉片I次過氣缸壁最遠端和最近端往復運動一次，而具橢圓氣缸的四沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機因為是橢圓氣缸，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周每個葉片2次經(jīng)過氣缸壁最遠端和最近端往復運動兩次。相比之下具有葉片運動頻率小，震動小，滑動距離短，壽命長，因為只有三個沖程同體積情況下可以獲得更大是的排量和功率。唯一美中不足的就是密封相對傳統(tǒng)發(fā)動機稍微復雜，但在這個科技發(fā)展的時代，加上實踐并問題并不是很難解決，可行性非常高，很多小問題已經(jīng)完美解決這。相比之下它的優(yōu)點遠遠大于缺點，經(jīng)過適當零件和功能的調(diào)整改變壓縮比也做可做柴油發(fā)動機和醇類發(fā)動機，成為多燃料發(fā)動機。目前真?zhèn)€世界將臨能源機，它是對未來發(fā)展影響舉足輕重的發(fā) 動機。
權(quán)利要求
1.一種三沖程滑片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機其特征是發(fā)動機運行完成一個完整的工作循環(huán)只有三個沖程，分別是換氣沖程、壓縮沖程、做功沖程。
2.氣缸主要由圓弧和平滑過渡的曲線閉合連接形成閉合圓弧形氣缸，并在氣缸兩側(cè)端蓋上設有進排氣口。
3.發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，進氣裝置從進氣口向每個經(jīng)過進氣口的燃燒室不斷壓進新鮮空氣，同時將廢氣從排氣口不斷擠出實現(xiàn)換氣沖程新鮮空氣與廢氣的置換。
4.該發(fā)動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周葉片在轉(zhuǎn)子周圍的徑向槽內(nèi)上下滑動一次。
5.該發(fā)動機一個轉(zhuǎn)子上一圈至少設有三個以上燃燒室。
6.轉(zhuǎn)子上的燃燒室中間處內(nèi)凹，并設點火裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三沖程滑動葉片式轉(zhuǎn)子發(fā)動機。其特點就是拋棄了以往內(nèi)燃機吸壓做排古老的工作模式，全新的工作循環(huán)只有三個沖程分別是換氣；壓縮；做功。此發(fā)動機有效解決了現(xiàn)有常見兩沖程四沖程發(fā)動機及汪克爾發(fā)動機的不足如機械效率低，動平衡差震動大，噪音大，使用壽命短，體積龐大笨重，零件多成本大，工藝要求高。等缺陷，有效提高了燃料有效利用率。轉(zhuǎn)子活塞動平衡好運行平穩(wěn)。沒有配氣系統(tǒng)，從根本上解決了復雜的配氣結(jié)構(gòu)氣門正時和氣門行程，震動噪音等問題，它集于眾多發(fā)動機的優(yōu)點于一身，它是一種典型的小體積高效率低油耗的環(huán)保發(fā)動機，現(xiàn)在世界將面臨能源危機是目前取代現(xiàn)有常見發(fā)動機節(jié)約能源非常有效的動力裝置。
文檔編號F02B53/04GK102877935SQ20121042899
公開日2013年1月16日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者王福成 申請人:王福成