一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，包括由第一機構(gòu)、第二機構(gòu)和中間機構(gòu)組成的箱體和偏心軸，中間機構(gòu)設(shè)于第一機構(gòu)和第二機構(gòu)之間，偏心軸貫穿箱體且在其驅(qū)動端連接飛輪，中間機構(gòu)內(nèi)設(shè)有活塞裝置，活塞裝置通過設(shè)于其上的小齒輪與內(nèi)部齒輪嚙合而固定于箱體上且安裝于偏心軸的軸承點位置，活塞裝置的外輪廓包括由長短輻圓外旋輪線定義的偶數(shù)個凸臺，中間機構(gòu)相對應(yīng)的內(nèi)部輪廓包括由活塞裝置形成的包絡(luò)曲線定義的奇數(shù)個反向凸臺且數(shù)量那個比活塞裝置的凸臺多一個。本發(fā)明的有益效果是：采用特殊的熱廢氣的排氣系統(tǒng)，對大型結(jié)構(gòu)尺寸沒有要求，適用性廣，可適用于具有單個活塞的內(nèi)燃機或具有若干活塞的內(nèi)燃機。
【專利說明】一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及含有旋轉(zhuǎn)活塞布置的內(nèi)燃氣的排出廢氣機構(gòu)，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在近年來對內(nèi)燃機的研究主要集中在試圖減少排出廢氣中的污染成分或完全消除它們，這些可以通過改善內(nèi)燃機的燃燒過程或者通過安裝一些設(shè)備，例如，將催化劑連接在燃燒室之后用來清潔廢氣的有毒成分，對于創(chuàng)建一個好的環(huán)境需要完全燃燒燃燒室中的氣體，具有旋轉(zhuǎn)式活塞結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機似乎是最有前途的設(shè)備，因為燃燒室可以被制成具有任何所希望的形狀。這是真正的具有旋轉(zhuǎn)活塞布置的內(nèi)燃機，如上所述，其特征是一個凸輪連接結(jié)構(gòu)和由內(nèi)部空間和活塞組成的箱體結(jié)構(gòu)。
[0003]在開發(fā)一個內(nèi)燃機，其中具有旋轉(zhuǎn)式活塞裝置，一個凸輪連接結(jié)構(gòu)和一個箱體結(jié)構(gòu)，在其應(yīng)用到合適的四沖程過程中將遇到相當(dāng)大的困難。到目前為止，人們一直認為四沖程過程可以通過安裝板閥、滑閥或側(cè)盤與活塞一起進行旋轉(zhuǎn)來控制氣體交換，以便可能發(fā)生令人滿意的氣體交換?；谶@樣的原理，卻需要相當(dāng)大的空間和特殊結(jié)構(gòu)，要實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)存在較大的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有的內(nèi)燃機廢氣排放結(jié)構(gòu)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種無需大型結(jié)構(gòu)尺寸要求的旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括由第一機構(gòu)、第二機構(gòu)和中間機構(gòu)組成的箱體和偏心軸，所述中間機構(gòu)設(shè)于所述第一機構(gòu)和所述第二機構(gòu)之間，所述偏心軸貫穿所述箱體且在其驅(qū)動端連接飛輪，所述中間機構(gòu)內(nèi)設(shè)有活塞裝置，所述活塞裝置通過設(shè)于其上的小齒輪與內(nèi)部齒輪嚙合而固定于所述箱體上且安裝于所述偏心軸的軸承點位置，所述活塞裝置的外輪廓包括由長短輻圓外旋輪線定義的偶數(shù)個凸臺，所述中間機構(gòu)相對應(yīng)的內(nèi)部輪廓包括由所述活塞裝置形成的包絡(luò)曲線定義的奇數(shù)個反向凸臺且數(shù)量那個比所述活塞裝置的凸臺多一個。
[0007]上述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其中，所述活塞裝置包括橫向型通道、環(huán)形通道、新鮮氣體通道和排氣通道，所述橫向型通道與所述環(huán)形通道與所述偏心軸的中心孔連通依次將混合氣體引向所述新鮮空氣通道，所述新鮮空氣通道外側(cè)端設(shè)有氣體控制開口，所述排氣通道與設(shè)于所述活塞裝置正面的排氣控制孔連通，所述排氣控制孔終止于設(shè)于所述第一機構(gòu)上的排氣導(dǎo)向槽，所述排氣導(dǎo)向槽通過連接通道和外部排氣導(dǎo)管聯(lián)通到大氣。
[0008]上述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其中，包括設(shè)置于所述中間機構(gòu)的槽上的徑向密封條和設(shè)于所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件的凹槽中的軸向密封條，所述徑向密封條延伸到所述活塞裝置的整個寬度上，所述徑向密封條的端部還設(shè)有四角密封裝置。[0009]上述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其中，所述排氣導(dǎo)向槽包含徑向內(nèi)壁和徑向外壁，所述徑向內(nèi)壁和所述徑向外壁由所述活塞裝置旋轉(zhuǎn)過程中所述排氣導(dǎo)向槽產(chǎn)生的包絡(luò)曲線的投影來定義。
[0010]上述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其中，所述排氣控制孔為三角形且分布于所述活塞裝置上的四周。
[0011]上述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其中，所述連接通道布置于所述活塞裝置與所述中間機構(gòu)形成的夾角位置。
[0012]由于采用了上述技術(shù)，上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的積極效果是:
[0013]采用特殊的熱廢氣的排氣系統(tǒng)，對大型結(jié)構(gòu)尺寸沒有要求，適用性廣，可適用于具有單個活塞的內(nèi)燃機或具有若干活塞的內(nèi)燃機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)的圓形型旋轉(zhuǎn)活塞式結(jié)構(gòu)的實施例縱向截面圖；
[0015]圖2是圖1中I1-1I處的橫截面圖；
[0016]圖3是圖1中由II1-1II處剖面所得的活塞裝置表面的排氣控制孔的布置示意圖；
[0017]圖4是圖1中由IV -1V處剖面所得的第一機構(gòu)的排氣導(dǎo)向槽的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0019]如圖1和2所不本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu),包括由第一機構(gòu)2a、第二機構(gòu)2b和中間機構(gòu)I組成的箱體和偏心軸3，中間機構(gòu)I設(shè)于第一機構(gòu)2a和第二機構(gòu)2b之間，偏心軸3貫穿整個箱體且在其驅(qū)動端連接飛輪41，偏心軸3通過第一軸瓦42和第二軸瓦43徑向安裝在箱體的第一機構(gòu)2a和第二機構(gòu)2b部分上，中間機構(gòu)I內(nèi)設(shè)有活塞裝置4，活塞裝置4通過設(shè)于其上的小齒輪28與內(nèi)部齒輪29嚙合而由螺栓47固定于箱體上且安裝于偏心軸3的軸承點27位置，活塞裝置4的外輪廓包括由長短輻圓外旋輪線5定義的偶數(shù)個凸臺，中間機構(gòu)I相對應(yīng)的內(nèi)部輪廓包括由活塞裝置4形成的包絡(luò)曲線定義的奇數(shù)個反向凸臺且數(shù)量那個比活塞裝置的凸臺多一個。
[0020]進一步的，在本實施例中，在給定的五比四的轉(zhuǎn)換比例下，活塞裝置4有四個凸臺，中間機構(gòu)I的內(nèi)部輪廓30連同活塞裝置4的外圍輪廓建立了五個工作區(qū)域，依次是第一工作區(qū)域31、第二工作區(qū)域32、第三工作區(qū)域33、第四工作區(qū)域34和第五工作區(qū)域35，這些工作區(qū)域分別連接到燃燒室36和火花塞37。
[0021]進一步的，在第一機構(gòu)2a、第二機構(gòu)2b以及中間機構(gòu)I定義的箱體內(nèi)設(shè)置有相互連通的第一冷卻空間38、第二冷卻空間39和第三冷卻空間40，可通過加入冷卻劑(例如水)對運行過程中的活塞裝置4進行冷卻。
[0022]進一步的，活塞裝置4包括橫向型通道21、環(huán)形通道22、新鮮氣體通道23和排氣通道8，橫向型通道21與環(huán)形通道22與偏心軸3的中心孔18連通依次將混合氣體引向新鮮空氣通道23，新鮮空氣通道23外側(cè)端設(shè)有氣體控制開口 6，排氣通道8與設(shè)于活塞裝置4正面的排氣控制孔9連通，排氣控制孔9終止于設(shè)于第一機構(gòu)2a上的排氣導(dǎo)向槽10，排氣導(dǎo)向槽10通過連接通道17和外部排氣導(dǎo)管11聯(lián)通到大氣。
[0023]進一步的，包括設(shè)置于中間機構(gòu)I的槽上的徑向密封條19和設(shè)于第一構(gòu)件2a和第二構(gòu)件2b的凹槽中的軸向密封條12，徑向密封條19延伸到活塞裝置4的整個寬度上，徑向密封條19的端部還設(shè)有四角密封裝置20。
[0024]進一步的，活塞裝置4上的軸承點27是由通過在偏心軸3連接第一機構(gòu)2a段軸體上的中央開口 25以及縱向開口 26a和橫向開口 26b提供的潤滑劑對軸進行潤滑，各個開口通過箱體的第一機構(gòu)2a的圓形或者環(huán)形密封部件13和箱體的第二機構(gòu)2b的密封部件
48進行安裝布置?？v向開口 26a聯(lián)通中央開口 25，通過橫向開口 26b延伸至第一個軸承點27，在通過偏心軸3到第二個軸承點27以致兩個軸承點上均被潤滑油潤滑。活塞裝置4設(shè)有中空腔室24連接軸承點27，從而得到潤滑油冷卻活塞壁。油氣通過箱體第二機構(gòu)2b的出口 44進入廢油儲油箱(附圖中未示出)。
[0025]如圖2所示本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)的工作過程，活塞裝置4在圖示的位置基本上已達到第四工作區(qū)域34上止點的中心位置。在這個位置之前，活塞裝置4將混合物壓縮到第四工作區(qū)域34中，所以現(xiàn)在燃燒能夠發(fā)生，在此期間，火花塞37將點燃第四工作區(qū)域34對應(yīng)的燃燒室36中壓縮的混合物。在隨后的燃燒過程中，膨脹的燃燒氣體推動活塞裝置4，由圖示的箭頭指示方向旋轉(zhuǎn)，隨后，偏心軸3將延圖示的箭頭方向驅(qū)動。膨脹沖程會在第四工作區(qū)域34瞬間達到它的最大容積時結(jié)束。大約在該狀態(tài)下，第二工作區(qū)域32在活塞裝置4進一步旋轉(zhuǎn)下與排氣口 7連接。此刻排氣沖程開始于燃燒氣體通過排氣口 7和連接箱體的第一機構(gòu)2a的排氣導(dǎo)向槽10排出時。排氣沖程通過活塞裝置4在第五工作區(qū)域35中如圖2所示進行實施。
[0026]進一步的，在各自的工作區(qū)域的排氣沖程中完成后，活塞裝置4將再次到達其上止點中心位置，在此期間，由中間機構(gòu)I的內(nèi)部輪廓30和活塞裝置4的外輪廓5包圍的體積變?yōu)樽钚?。毗鄰這個狀態(tài)，在圖2中由第三工作區(qū)域33，進氣沖程期間，新鮮混合氣體通過氣體控制開口 6進入逐漸增大的第三工作區(qū)域33 (對照第一工作區(qū)域31的位置)。在上述方式中，進氣，壓縮，燃燒，膨脹和排氣沖程將連續(xù)發(fā)生在每個工作區(qū)域的四沖程過程中。因此在活塞裝置4旋轉(zhuǎn)過程中在各工作區(qū)域?qū)l(fā)生10處點火，即在每個工作區(qū)域會發(fā)生兩次，停止工作或者循環(huán)運作。
[0027]如圖3所示本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)的活塞裝置4表面的排氣控制孔9的布置，為了排氣順暢，排氣控制孔9以特殊的方式設(shè)置在活塞裝置4的前表面，活塞裝置4僅由長短輻圓外旋輪線5描述的外輪廓線定義，同時箱體的中間機構(gòu)I僅由包絡(luò)曲線定義內(nèi)部輪廓30。活塞裝置4與相同的圖2相比有一點不同的位置，更確切的說它在排氣沖程完成之后位于活塞裝置4在第一工作區(qū)域31到達上止點中心。
[0028]進一步的，活塞裝置4的外圍表面的氣體控制開口 6還示出了穿過排氣通道8聯(lián)通其的排氣口 7，圖3中活塞裝置4前表面裝配在五角形形狀的軸向密封條12內(nèi)的徑向輪廓的投影12a，為徑向外輪廓的圓形或者環(huán)形密封部件13投影在活塞裝置4的側(cè)面。當(dāng)活塞裝置4旋轉(zhuǎn)的時候，所述的軸向密封條12和圓形或者環(huán)形密封部件13的外輪廓13a形成一個包絡(luò)曲線，其中第一曲線14是由軸向密封條12和投影12a包絡(luò)形成的。第二曲線15是圓形或者環(huán)形密封部件13的外輪廓13a產(chǎn)生的包絡(luò)曲線，生成的包絡(luò)線包圍包圍活塞裝置4側(cè)部附近偏心軸3，一個三角形的區(qū)域內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明，排氣控制孔9被布置在穿過排氣通道8連接排氣口 7。每個排氣口 7有可能連接的兩個不同位置的排氣控制孔9和另一排氣控制孔9a。另一排氣控制孔9a有一個相對短的排氣通道8，這將導(dǎo)致熱的燃燒氣體很快被排除，從而對活塞裝置4有較小的熱負荷。為了這個目的排氣通道8中有一個絕熱塊
49(如圖2所示)。這也可以細分排氣口 7的細分部分連接排氣控制孔9，其它部分可以與另一排氣控制孔9a連接。
[0029]如圖4所示本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)的第一機構(gòu)的排氣導(dǎo)向槽的布置，排氣導(dǎo)向槽10是這樣構(gòu)造的，徑向外下盤50和徑向內(nèi)下盤51成型為所生成的排氣通道8的輪廓的包絡(luò)線投影到第一機構(gòu)2a上。所形成的排氣導(dǎo)向槽10。以這樣的一種方式，必須確保每個活塞裝置4的排氣控制孔9的位置完全終止在第一機構(gòu)2a的排氣導(dǎo)向槽10之內(nèi)，然后可靠地排除廢氣。
[0030]進一步的，連接通道17用于連接排氣導(dǎo)向槽10和通向外部排氣導(dǎo)管11。根據(jù)本發(fā)明，連接通道17可以設(shè)置在五邊形形狀形成的軸向密封條12的夾角位置。在經(jīng)過排氣控制孔9活塞裝置4降低平移速度，活塞裝置4相對第一機構(gòu)2a旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運動中，在這一瞬間這樣一極限位置兩者達到非?？拷奈恢?。在上述的極點活塞裝置4上所有點繞一點旋轉(zhuǎn)，活塞裝置4運動的每個瞬間繞一個點旋轉(zhuǎn)，所謂的極點，它形成與小齒輪28和內(nèi)部齒輪29接觸的旋轉(zhuǎn)點。連接通道17在由軸向密封條12形成相鄰拐角五邊形中間部分，另一連接通道17a的這種布置是優(yōu)選的條件下，當(dāng)活塞裝置4的的前表面上的排氣控制孔9被布置在如圖3所示的另一排氣控制孔9a的位置。通過這樣相對布置的排氣控制孔9和連接通道17，活塞裝置4的另一排氣控制孔9a將位于相反側(cè)的在排氣導(dǎo)向槽10。當(dāng)在活塞裝置4外圍上的排氣口 7剛剛越過徑向密封條19并開始排氣沖程在一個工作區(qū)域中，在此刻廢氣存在在特定的工作區(qū)域，等待被排除，氣體在高壓下以高速排出工作區(qū)域并且以最直接的排氣管路徑進行排出。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的申請專利范圍，所以凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所做出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括由第一機構(gòu)、第二機構(gòu)和中間機構(gòu)組成的箱體和偏心軸，所述中間機構(gòu)設(shè)于所述第一機構(gòu)和所述第二機構(gòu)之間，所述偏心軸貫穿所述箱體且在其驅(qū)動端連接飛輪，所述中間機構(gòu)內(nèi)設(shè)有活塞裝置，所述活塞裝置通過設(shè)于其上的小齒輪與內(nèi)部齒輪嚙合而固定于所述箱體上且安裝于所述偏心軸的軸承點位置，所述活塞裝置的外輪廓包括由長短輻圓外旋輪線定義的偶數(shù)個凸臺，所述中間機構(gòu)相對應(yīng)的內(nèi)部輪廓包括由所述活塞裝置形成的包絡(luò)曲線定義的奇數(shù)個反向凸臺且數(shù)量那個比所述活塞裝置的凸臺多一個。
2.如權(quán)利要求1所述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活塞裝置包括橫向型通道、環(huán)形通道、新鮮氣體通道和排氣通道，所述橫向型通道與所述環(huán)形通道與所述偏心軸的中心孔連通依次將混合氣體引向所述新鮮空氣通道，所述新鮮空氣通道外側(cè)端設(shè)有氣體控制開口，所述排氣通道與設(shè)于所述活塞裝置正面的排氣控制孔連通，所述排氣控制孔終止于設(shè)于所述第一機構(gòu)上的排氣導(dǎo)向槽，所述排氣導(dǎo)向槽通過連接通道和外部排氣導(dǎo)管聯(lián)通到大氣。
3.如權(quán)利要求1所述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括設(shè)置于所述中間機構(gòu)的槽上的徑向密封條和設(shè)于所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件的凹槽中的軸向密封條，所述徑向密封條延伸到所述活塞裝置的整個寬度上，所述徑向密封條的端部還設(shè)有四角密封裝置。
4.如權(quán)利要求2所述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述排氣導(dǎo)向槽包含徑向內(nèi)壁和徑向外壁，所述徑向內(nèi)壁和所述徑向外壁由所述活塞裝置旋轉(zhuǎn)過程中所述排氣導(dǎo)向槽產(chǎn)生的包絡(luò)曲線的投影來定義。
5.如權(quán)利要求2所述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述排氣控制孔為三角形且分布于所述活塞裝置上的四周。
6.如權(quán)利要求2所述旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接通道布置于所述活塞裝置與所述中間機構(gòu)形成的夾角位置。
【文檔編號】F02B53/04GK103912371SQ201310008360
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月9日
【發(fā)明者】左朝鳳, 陳新, 李傳友, 陳立新, 何建祥 申請人:優(yōu)華勞斯汽車系統(tǒng)（上海）有限公司