專利名稱：圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域。
本發(fā)明涉及一種圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且具有純滾或嚙合滑滾特性。
背景技術(shù)：
目前，世界上普遍使用的發(fā)動(dòng)機(jī)還是往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，工作時(shí)活塞在氣缸里做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，為了把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，必須使用曲柄連桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)組成復(fù)雜，零件多，曲軸等零件結(jié)構(gòu)工藝性差，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的往復(fù)慣性力造成系統(tǒng)振動(dòng)，轉(zhuǎn)化效率較低。轉(zhuǎn)子機(jī)則不同，它將可燃?xì)獾娜紵蛎浟χ苯域?qū)動(dòng)形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化效率較高；燃?xì)廨啓C(jī)雖效率高，輸出轉(zhuǎn)速有限且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有輸出轉(zhuǎn)速高的潛能，適用范圍較廣。1954年，聯(lián)邦德國(guó)工程師費(fèi)利克斯·汪克爾(Felix Wankel)在前人研究的基礎(chǔ)上解決了一些關(guān)鍵性的技術(shù)，從而發(fā)明了三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī))。在得到專利許可后，60年代美國(guó)、日本、英國(guó)等相繼研制汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。由于在研制過程中普遍出現(xiàn)了如氣缸壁的振紋問題(即使采用超硬材料也難以解決，致使成本增加)等有關(guān)的結(jié)構(gòu)、材料的工作可靠性和使用壽命等一系列問題，于是各國(guó)放棄了研制推廣。綜合來說，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)具有小的體積、輕的重量、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，有比同排氣量往復(fù)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)更大的動(dòng)力、動(dòng)力平順、振動(dòng)與噪音都較往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)小，具有超高轉(zhuǎn)速的潛力等。然而，目前還有極少數(shù)幾家公司還在生產(chǎn)這種產(chǎn)品。由于其結(jié)構(gòu)上固有的難以解決的缺陷，即使采用復(fù)雜而先進(jìn)的“外圍”技術(shù)，其性能也沒有根本改善，注定其綜合性能與往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)相比沒有明顯優(yōu)勢(shì)，難以推廣。多年來工程人員還提出過許許多多其它轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，由于體制、工藝、結(jié)構(gòu)等等多方面的因素，加上往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)性能有所提高，至今還沒有一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)大面積推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型結(jié)構(gòu)型式的圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)(也稱滑滾圓弧輪旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī))，本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)其主體內(nèi)腔和轉(zhuǎn)子具有純滾或嚙合滑滾特性，由其結(jié)構(gòu)功能擴(kuò)展可構(gòu)成的轉(zhuǎn)子機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、泵馬達(dá)、壓縮機(jī)、變速機(jī)等動(dòng)力機(jī)?？梢愿鶕?jù)功率大小，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子排量和轉(zhuǎn)子數(shù)不同的內(nèi)外燃連續(xù)燃燒轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明解決其技術(shù)所采用的技術(shù)方案是在缸體內(nèi)腔中，裝有與缸體內(nèi)腔配合的轉(zhuǎn)子，缸體內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子構(gòu)成轉(zhuǎn)子付，缸體內(nèi)腔輪廓線采用與圓弧包絡(luò)嚙合形成，轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)或兩個(gè)以上關(guān)鍵的圓弧面構(gòu)成整體圓弧轉(zhuǎn)子或有兩個(gè)以上關(guān)鍵的“滑塊滾輪”構(gòu)成“滑塊滾輪”轉(zhuǎn)子，缸體內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子共同限定出大小可變化的兩個(gè)或兩個(gè)以上工作容積內(nèi)腔，缸體內(nèi)腔中還裝有與轉(zhuǎn)子配合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，可完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過程；同時(shí)轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)有等速和變速的關(guān)系，在缸體或端蓋上或中隔板(多轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu))設(shè)置與內(nèi)腔相通的進(jìn)出口，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力設(shè)備或其它機(jī)構(gòu)相聯(lián)，用以傳遞能量，轉(zhuǎn)子付各表面設(shè)有密封裝置。
本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)包括泵、壓縮機(jī)、變速機(jī)等動(dòng)力機(jī)；可利用外部燃燒或化學(xué)反應(yīng)等裝置產(chǎn)生的熱能，蓄能裝置的壓能，自然界的清潔能，推動(dòng)本轉(zhuǎn)子付運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成多種轉(zhuǎn)子機(jī)在缸體上設(shè)置相應(yīng)的點(diǎn)火器和噴射器，與燃油燃?xì)夤┙o，進(jìn)排氣，潤(rùn)滑，冷卻，電子電器控制等系統(tǒng)構(gòu)成圓弧輪轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)；由于轉(zhuǎn)子具有純滾或滑滾特性還可采用陶瓷等絕熱材料制成絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明轉(zhuǎn)子機(jī)的每一對(duì)轉(zhuǎn)子付由內(nèi)表面是“軌道面”的缸體和外表面由圓弧面或“滑塊滾輪”和包絡(luò)線或輔助多弧組合面而形成的轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子上的圓弧面或“滑塊滾輪”與殼體內(nèi)表面接觸。殼體和轉(zhuǎn)子表面包圍著的2個(gè)以上工作容積，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子中心偏轉(zhuǎn)而發(fā)生容積變化，從而完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過程?？梢愿鶕?jù)不同需要，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子排量和轉(zhuǎn)子數(shù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)。
本轉(zhuǎn)子機(jī)的主要組成部分有缸體、轉(zhuǎn)子、端蓋、中隔板(多轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu))、傳動(dòng)盤以及可選配的轉(zhuǎn)子傳動(dòng)齒輪和主軸等。轉(zhuǎn)子付各相關(guān)面上需要密封轉(zhuǎn)子上圓弧面或“滑塊滾輪”與內(nèi)腔；轉(zhuǎn)子端面與端蓋；中隔板與內(nèi)腔、端蓋等，可采用緊壓密封，間隙層密封，彈性密封，油密封，軸密封等。轉(zhuǎn)子付各相關(guān)面上需要潤(rùn)滑和冷卻，可設(shè)置潤(rùn)滑油道和冷卻水道，為了便于理解本發(fā)明原理主結(jié)構(gòu)，圖中未詳細(xì)畫出全部結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易制造，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，本發(fā)明內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可適應(yīng)多種現(xiàn)有燃料及未來新型燃料，有助于開發(fā)和利用新的清潔燃料以緩解世界能源壓力。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1-1至圖1-12是本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)總原理圖；圖2-1至圖2-8是本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(實(shí)施例一)橫剖面圖；圖3-1至圖3-2是實(shí)施例一圖2-1至圖2-8中A-A，B-B剖面圖；圖4-1至圖4-8是本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)(實(shí)施例二)橫剖面圖；圖5-1至圖5-2是實(shí)施例二圖4-1至圖4-8中C-C，D-D剖面圖；圖5-3是本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)變速機(jī)(實(shí)施例三)同圖4-1至圖4-8中D-D剖面圖；圖6-1至圖6-6是本發(fā)明轉(zhuǎn)子機(jī)整體式或組合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與內(nèi)腔嚙合示意簡(jiǎn)圖；圖7-1至圖7-8是本發(fā)明轉(zhuǎn)子機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)8-1至圖8-3是本發(fā)明轉(zhuǎn)子機(jī)多轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
圖1-1至圖1-12中，L0缸體內(nèi)腔輪廓線；L1轉(zhuǎn)子外輪廓線；m傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總成；r滑滾輪輪廓線；r1轉(zhuǎn)子工作關(guān)鍵圓弧線段；v1、v2、v3、v4、v5為各工作容積內(nèi)腔；dj“近距點(diǎn)”；dy“遠(yuǎn)距點(diǎn)”。
本發(fā)明主要零部件和標(biāo)識(shí)有1缸體；2轉(zhuǎn)子；3滑滾輪；3’圓弧滑滾塊；4噴嘴；5火花塞；61、62、63、64吸入口；71、72、73、74壓出口；61’進(jìn)氣門；71’排氣門；8傳動(dòng)軸；8’偏心軸頸；9端蓋；10中隔板(多轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu))；11傳動(dòng)齒輪(可根據(jù)需要選配，不是必需)；12傳動(dòng)盤；13配氣機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
總原理圖中，缸體內(nèi)腔輪廓線L0采用與圓弧瞬時(shí)滑滾包絡(luò)嚙合形成是一條連續(xù)的凹凸閉環(huán)曲線，本發(fā)明稱為“軌道線”，由“軌道線”形成缸體內(nèi)腔“軌道面”，“軌道線”上的“點(diǎn)集”集合中距離主軸中心最近點(diǎn)稱“近距點(diǎn)”，最遠(yuǎn)點(diǎn)稱“遠(yuǎn)距點(diǎn)”。
有一對(duì)“近距點(diǎn)”dj，“遠(yuǎn)距點(diǎn)”dy的內(nèi)腔輪廓線L0可與轉(zhuǎn)子上兩段圓弧r瞬時(shí)共軛有兩對(duì)“近距點(diǎn)”dj，“遠(yuǎn)距點(diǎn)”dy的內(nèi)腔輪廓線L0可與轉(zhuǎn)子上三段圓弧r瞬時(shí)共軛；有三對(duì)“近距點(diǎn)”dj，“遠(yuǎn)距點(diǎn)”d的內(nèi)腔輪廓線L0可與轉(zhuǎn)子上四段圓弧r瞬時(shí)共軛；有四對(duì)“近距點(diǎn)”dj，“遠(yuǎn)距點(diǎn)”d的內(nèi)腔輪廓線L0可與轉(zhuǎn)子上五段圓弧r瞬時(shí)共軛；以此類推“軌道線”上有n對(duì)“近距點(diǎn)”dj，“遠(yuǎn)距點(diǎn)”dy的內(nèi)腔輪廓線L0可與轉(zhuǎn)子上n+1段圓弧r瞬時(shí)共軛構(gòu)成本發(fā)明轉(zhuǎn)子付(以下簡(jiǎn)稱為1.2型；2.3型；3.4型；4.5型；……n.n+1型各類型轉(zhuǎn)子付)?！败壍谰€”都可由圓開始演化而形成，從而其平面曲線有多種方式(幾何圓弧逼近、數(shù)學(xué)解析方程式、計(jì)算機(jī)編程等)方法可繪制。圖1-1、圖1-2、圖1-3為1.2型轉(zhuǎn)子付；圖1-4、圖1-5、圖1-6為2.3型轉(zhuǎn)子付；圖1-7、圖1-8、圖1-9為3.4型轉(zhuǎn)子付；圖1-10、圖1-11、圖1-12為4.5型轉(zhuǎn)子付，可以類推n.n+1型轉(zhuǎn)子付原理圖，結(jié)構(gòu)圖。
轉(zhuǎn)子輪廓線由相應(yīng)的關(guān)鍵圓弧r，r1和包絡(luò)線L1或多弧替代線共同組合而成?？蓸?gòu)成整體式滑滾轉(zhuǎn)子和由轉(zhuǎn)子上的圓弧線延伸可構(gòu)成的“滑塊滾輪”包括滾輪、滾柱、滾子、圓弧滑滾塊等與相應(yīng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)構(gòu)成的組合式“滑塊滾輪”轉(zhuǎn)子，包絡(luò)線L1或多弧替代線與缸體內(nèi)腔輪廓線L0之間應(yīng)設(shè)有合理間隙，同一類型轉(zhuǎn)子付中轉(zhuǎn)子上圓弧r，r1具有相同的半徑或直徑并且在轉(zhuǎn)子上等角均勻分布。
圖1-1至圖1-12中，圖1-1、圖1-2、圖1-3為1.2型轉(zhuǎn)子付，轉(zhuǎn)子處在三個(gè)不同的位置情況，轉(zhuǎn)子角度旋轉(zhuǎn)α，則傳動(dòng)軸角度旋轉(zhuǎn)2*α；圖1-4、圖1-5、圖1-6為2.3型轉(zhuǎn)子付，轉(zhuǎn)子處在三個(gè)不同的位置情況，轉(zhuǎn)子角度旋轉(zhuǎn)α，則傳動(dòng)軸角度旋轉(zhuǎn)3*α； 圖1-7、圖1-8、圖1-9為3.4型轉(zhuǎn)子付，轉(zhuǎn)子處在三個(gè)不同的位置情況，轉(zhuǎn)子角度旋轉(zhuǎn)α，則傳動(dòng)軸角度旋轉(zhuǎn)4*α；圖1-10、圖1-11、圖1-12為4.5型轉(zhuǎn)子付轉(zhuǎn)子處在三個(gè)不同的位置情況，轉(zhuǎn)子角度旋轉(zhuǎn)α，則傳動(dòng)軸角度旋轉(zhuǎn)5*α；隨同轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，v1、v2、v3、v4、v5腔中容積大小可變化，如逐漸增大，形成真空吸入流體；如逐漸減小，壓縮流體。
圖2-1至圖2-8，圖3-1至圖3-2中，進(jìn)氣門61’，排氣門71’，吸入口61、62，排出口71、72，噴嘴4，火花塞5；圖4-1至圖4-8、圖5-1至圖5-2中，吸入口61、62、63、64，排出口71、72、73、74位置設(shè)在以缸體內(nèi)腔輪廓線“近距點(diǎn)”處的兩邊適當(dāng)處，可設(shè)在缸體上，側(cè)面端蓋上，中隔板上，多吸入口，多排出口可組合。
各圖中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)子為偏心軸頸與孔動(dòng)配合聯(lián)接，與內(nèi)腔運(yùn)動(dòng)可自限定轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)軸傳動(dòng)盤轉(zhuǎn)速比，也可選配內(nèi)外齒輪嚙合(齒數(shù)比為1∶2；2∶3；3∶4；……；nn-1)限定轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速比，還可選配配對(duì)外齒輪嚙合(齒數(shù)比為1∶1；2∶1；3∶1；……；n∶1)限定傳動(dòng)盤與傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速比，轉(zhuǎn)子在內(nèi)腔中為純滾或滑滾運(yùn)動(dòng)，磨擦系數(shù)小，磨擦損失小，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)子在內(nèi)腔中可旋轉(zhuǎn)1/n周(n取1、2、3、4、……)或一周，整機(jī)可同速變速輸入輸出。
轉(zhuǎn)子機(jī)的轉(zhuǎn)子中可裝配滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承與主軸軸頸相配合或轉(zhuǎn)子上裝配傳動(dòng)盤與輸出軸相配合，轉(zhuǎn)子相對(duì)于主軸軸心作偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，傳動(dòng)盤轉(zhuǎn)一周或主軸轉(zhuǎn)n周(n取1、2、3、4、……)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是主軸轉(zhuǎn)速的1倍或1/n倍。
下面就本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)的工作過程結(jié)合圖例作進(jìn)一步說明轉(zhuǎn)子偏心安裝在缸體內(nèi)腔中，把缸體內(nèi)腔分割成兩個(gè)以上密封腔，形成工作容積內(nèi)腔，工作容積內(nèi)腔隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，其容積大小發(fā)生周期性變化。工作容積內(nèi)腔的容積由小到大，形成真空，則吸入流體，由大到小則壓縮，(在壓縮室燃燒氣體可膨脹作功)，排出流體，由轉(zhuǎn)子得到動(dòng)力推動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)能或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)得到動(dòng)力推動(dòng)轉(zhuǎn)子，同時(shí)本機(jī)構(gòu)具有定比變速功能，缸體外型可以為任何合適的形狀。
一.圓弧輪轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(實(shí)施例一)參見圖1-1至圖1-12、圖2-1至圖2-8、圖3-1至圖3-2中各圖1.進(jìn)氣過程轉(zhuǎn)子上一圓弧r、r1或“滑塊滾輪”3、3’越過內(nèi)腔“近距點(diǎn)”dj，分別打開進(jìn)氣口61、62、63、64或由聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)打開進(jìn)氣門61’時(shí)，凈空氣或空氣和燃料混合氣進(jìn)入工作腔，也可經(jīng)增壓器增壓進(jìn)入工作腔。(1.2型轉(zhuǎn)子付單轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)需設(shè)置配氣機(jī)構(gòu)13裝置，1.2型轉(zhuǎn)子付雙轉(zhuǎn)子，2.3型、3.4型、4.5型……n.n+1型只需設(shè)置進(jìn)氣口，排出口)。
2.進(jìn)氣和壓縮過程凈空氣或空氣和燃料混合氣繼續(xù)進(jìn)入直到轉(zhuǎn)子相臨另一圓弧r、r1或“滑塊滾輪”3、3’關(guān)閉進(jìn)氣口為止。轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，腔內(nèi)氣體受壓縮。
3.起動(dòng)點(diǎn)燃連續(xù)燃燒作功過程在一壓縮室當(dāng)氣體被壓縮到接近最小體積時(shí)，由噴嘴4噴射需要的可燃燃料，與壓縮空氣形成可燃混合氣，經(jīng)火花塞5點(diǎn)燃而起動(dòng)燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓燃燒氣體膨脹作功。推動(dòng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，下一壓縮室氣體在被壓縮到接近最小體積時(shí)，又由噴嘴4噴射需要的可燃燃料與壓縮空氣形成可燃混合氣而可實(shí)現(xiàn)連續(xù)燃燒，進(jìn)而連續(xù)推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。燃料有壓燃性和點(diǎn)燃性之分，壓燃性燃料原理上可不設(shè)置火花塞5，可在較高壓縮比下產(chǎn)生的高溫高壓爆炸燃燒作功；點(diǎn)燃性燃料對(duì)不同壓縮比具有不同的抗爆性，因此對(duì)不同燃料最好對(duì)應(yīng)合適的壓縮比，也可設(shè)置可變節(jié)氣門，以實(shí)現(xiàn)不同燃料最佳燃燒效果。
4.排氣過程排氣口71、72、73、74分別打開或由聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)打開排氣門71’(1.2型單轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)需設(shè)置配氣機(jī)構(gòu)13裝置)時(shí)，廢氣由此排出，并可進(jìn)入渦輪增壓器等增壓附件，提高進(jìn)氣壓力以提高功率。
1.2型轉(zhuǎn)子機(jī)的相位角為180度；2.3型轉(zhuǎn)子機(jī)的相位角為120度；3.4型轉(zhuǎn)子機(jī)的相位角為90度；4.5型轉(zhuǎn)子機(jī)的相位角為52度；(n-1).n型轉(zhuǎn)子機(jī)的相位角為360/n度。完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四過程原則上需要三個(gè)順序工作腔來完成工作循環(huán)，1.2型單轉(zhuǎn)子付可依靠?jī)蓚€(gè)工作腔按順序交替來完成，2.3，3.4，4.5，……(n-1).n型轉(zhuǎn)子機(jī)可依靠三個(gè)相鄰工作腔來依順序完成，就設(shè)置壓縮燃燒室數(shù)量劃分，1.2、2.3、3.4型單轉(zhuǎn)子付可設(shè)置一個(gè)壓縮燃燒室如圖2-1、圖2-2、圖2-3、圖2-4、圖2-5、圖2-6；3.4型轉(zhuǎn)子付多有一個(gè)工作容積內(nèi)腔，可利用該空閑容積內(nèi)腔完成泵或壓縮機(jī)工作，如圖2-5、圖2-6；4.5型轉(zhuǎn)子付可設(shè)置兩個(gè)壓縮燃燒室完成熱力循環(huán)如圖2-7、圖2-8；同理(n-1).n型轉(zhuǎn)子付可視工作容積內(nèi)腔數(shù)量來設(shè)置多個(gè)壓縮燃燒室完成熱力循環(huán)。1.2型單轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可類似往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)一樣完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過程，需要配氣機(jī)構(gòu)，包括正時(shí)齒帶、偏心軸或凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等，2.3、3.4、4.5、……n-1.n型轉(zhuǎn)子機(jī)，進(jìn)氣口和排氣口依靠轉(zhuǎn)子本身的運(yùn)動(dòng)來打開和關(guān)閉，1.2型雙轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可一個(gè)轉(zhuǎn)子完成進(jìn)氣、壓縮過程，另一個(gè)轉(zhuǎn)子完成作功和排氣過程。
二.圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)泵或壓縮機(jī)等(實(shí)施例二)參見圖1-1至圖1-12、圖4-1至圖4-8、圖5-1至圖5-2中各圖1.進(jìn)氣過程轉(zhuǎn)子上一圓弧r、r1或“滑塊滾輪”3、3’越過內(nèi)腔“近距點(diǎn)”dj，分別打開進(jìn)口61、62、63、64，流體進(jìn)入工作容積內(nèi)腔，各進(jìn)口可組合。
2.進(jìn)氣和壓縮過程流體繼續(xù)進(jìn)入，直至轉(zhuǎn)子相臨另一圓弧r、r1或“滑塊滾輪”3、3’關(guān)閉進(jìn)口為止。轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，腔內(nèi)流體受壓縮。
3.排氣過程轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，排出口71、72、73、74分別打開，流體由此排出，各出口可組合。
三.本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)整體式或組合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與內(nèi)腔嚙合示意簡(jiǎn)圖參見圖6-1至圖6-6中各6-1為整體式轉(zhuǎn)子與內(nèi)腔嚙合結(jié)構(gòu)；圖6-2、圖6-3為圓弧滑滾塊和相應(yīng)轉(zhuǎn)子架構(gòu)成組合式轉(zhuǎn)子與內(nèi)腔嚙合結(jié)構(gòu)；圖6-4、圖6-5、圖6-6為“滑滾輪”包括滾輪、滾柱、滾子和相應(yīng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)構(gòu)成組合式轉(zhuǎn)子與內(nèi)腔嚙合結(jié)構(gòu)；圓弧或“滑塊滾輪”與內(nèi)腔嚙合的傳動(dòng)壓力角可為零或趨于零，運(yùn)動(dòng)與滾動(dòng)軸承相當(dāng)，如工藝需要轉(zhuǎn)子還可以有其它合理劃分的結(jié)構(gòu)。
四.本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖參見圖7-1至圖7-8中各7-1為單轉(zhuǎn)子變速偏心軸頸輸出軸；圖7-2為兩孔輸出盤；圖7-3為雙轉(zhuǎn)子變速偏心軸頸輸出軸；圖7-4為三孔輸出盤；圖7-5為三轉(zhuǎn)子變速偏心軸頸輸出軸；圖7-6為四孔輸出盤；以此類推有多轉(zhuǎn)子變速偏心軸頸輸出軸和多孔輸出盤；圖7-7為內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)內(nèi)部機(jī)構(gòu)(可根據(jù)具體情況選配)；圖7-8為外嚙合齒輪傳動(dòng)外部機(jī)構(gòu)(可根據(jù)具體情況選配)。偏心軸頸輸出軸也可由偏心輪與軸緊固而構(gòu)成。多孔輸出盤與轉(zhuǎn)子多孔對(duì)應(yīng)采用偏心軸頸動(dòng)配合相聯(lián)接，1.2型雙轉(zhuǎn)子或多轉(zhuǎn)子還可以采用偏心軸頸動(dòng)配合聯(lián)動(dòng)。以上結(jié)構(gòu)尺寸最佳是等角均勻分布以利于動(dòng)平衡。
五.本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子變速機(jī)(實(shí)施例三)參見圖1-1至圖1-12，圖5-3依據(jù)轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)有等速和變速的關(guān)系，傳動(dòng)盤與轉(zhuǎn)子采用偏心軸頸聯(lián)接可等速運(yùn)轉(zhuǎn)，從傳動(dòng)盤和輸出軸分別輸入輸出構(gòu)成變速機(jī)，1.2型轉(zhuǎn)子付變速比為1∶2；2.3型轉(zhuǎn)子付變速比為1∶3；3.4型轉(zhuǎn)子付變速比為1∶4；4.5型轉(zhuǎn)子付變速比為1∶5；n-1.n型轉(zhuǎn)子付變速比為1∶n，原理上為無誤差變速傳動(dòng)，高精度加工變速比非常準(zhǔn)確。
六.本發(fā)明圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)可同型或不同類型多轉(zhuǎn)子組合運(yùn)行參見圖8-1至圖8-3中各圖多轉(zhuǎn)子可構(gòu)成泵或壓縮機(jī)如圖8-1、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)如圖8-3、變速機(jī)如圖8-2等多轉(zhuǎn)子機(jī)；多轉(zhuǎn)子還可構(gòu)成泵或壓縮機(jī)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、變速機(jī)等的多轉(zhuǎn)子組合轉(zhuǎn)子機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)，其特征是在缸體內(nèi)腔中，裝有與缸體內(nèi)腔配合的轉(zhuǎn)子構(gòu)成滑滾轉(zhuǎn)子付，缸體內(nèi)腔輪廓線采用與圓弧瞬時(shí)滑滾包絡(luò)嚙合形成，是一條連續(xù)的凹凸閉環(huán)曲線，稱為“軌道線”，由“軌道線”形成缸體內(nèi)腔“軌道面”，轉(zhuǎn)子由兩個(gè)或兩個(gè)以上關(guān)鍵的圓弧面構(gòu)成整體圓弧轉(zhuǎn)子或有兩個(gè)或兩個(gè)以上關(guān)鍵的“滑塊滾輪”構(gòu)成“滑塊滾輪”轉(zhuǎn)子，缸體內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子共同限定出大小可變化的兩個(gè)或兩個(gè)以上工作容積內(nèi)腔，缸體內(nèi)腔中還裝有與轉(zhuǎn)子配合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，可完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過程；同時(shí)轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)有等速和變速的關(guān)系，在缸體或端蓋上或中隔板上設(shè)置與內(nèi)腔相通的進(jìn)出口，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力設(shè)備或其它機(jī)構(gòu)相聯(lián)，用以傳遞能量，轉(zhuǎn)子付各表面設(shè)有密封裝置，在缸體上設(shè)置相應(yīng)的點(diǎn)火器或噴射器，與燃油燃?xì)夤┙o，進(jìn)排氣，潤(rùn)滑，冷卻，電子電器控制等系統(tǒng)構(gòu)成圓弧輪轉(zhuǎn)子內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)；由于轉(zhuǎn)子具有純滾或滑滾特性，可采用陶瓷等絕熱材料制成絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還構(gòu)成圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)包括泵、壓縮機(jī)、變速機(jī)等動(dòng)力機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)，其特征是每一對(duì)轉(zhuǎn)子付由內(nèi)表面是“軌道面”的缸體和外表面由圓弧面或“滑塊滾輪”和包絡(luò)線或多弧組合面而形成的轉(zhuǎn)子組成，缸體內(nèi)腔輪廓線采用與轉(zhuǎn)子關(guān)鍵圓弧瞬時(shí)滑滾包絡(luò)嚙合形成，是一條連續(xù)的凹凸閉環(huán)封閉曲線，缸體內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵圓弧面或“滑塊滾輪”接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子輪廓線由相應(yīng)的圓弧和包絡(luò)線或多弧替代線共同組合而成?？蓸?gòu)成整體式滑滾轉(zhuǎn)子和由轉(zhuǎn)子上的圓弧線延伸可構(gòu)成的“滑塊滾輪”包括滾輪、滾柱、滾子、圓弧滑滾塊與相應(yīng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)構(gòu)成的組合式“滑塊滾輪”轉(zhuǎn)子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)，其特征是單轉(zhuǎn)子、多轉(zhuǎn)子可構(gòu)成泵或壓縮機(jī)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、變速機(jī)等轉(zhuǎn)子機(jī)；多轉(zhuǎn)子還可構(gòu)成泵或壓縮機(jī)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、變速機(jī)等的多轉(zhuǎn)子組合轉(zhuǎn)子機(jī)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子機(jī)型(1.2型、2.3型、3.4型、4.5型……n.n+1型轉(zhuǎn)子付)可從微型到大型系列化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)有變速偏心軸頸輸出軸機(jī)構(gòu)和多孔輸出盤機(jī)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子聯(lián)接機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)，其特征是在缸體內(nèi)腔中裝有與缸體內(nèi)腔配合的轉(zhuǎn)子，構(gòu)成滑滾轉(zhuǎn)子副，缸體內(nèi)腔輪廓線采用與關(guān)鍵圓弧滑滾包絡(luò)嚙合形成的凹凸閉環(huán)曲線，轉(zhuǎn)子由關(guān)鍵的圓弧面或關(guān)鍵的“滑塊滾輪”構(gòu)成整體圓弧轉(zhuǎn)子或“滑塊滾輪”轉(zhuǎn)子，缸體內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子共同限定出可變化的兩個(gè)以上工作容積內(nèi)腔，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，可完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣過程；同時(shí)轉(zhuǎn)子與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)有等速和變速關(guān)系；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力設(shè)備或其它機(jī)構(gòu)相聯(lián)用以傳遞能量，設(shè)置合理的進(jìn)出口，在缸體上設(shè)置相應(yīng)的點(diǎn)火器或噴射器，與燃油燃?xì)夤┙o，進(jìn)排氣，潤(rùn)滑，冷卻，電子電器控制等系統(tǒng)構(gòu)成圓弧輪轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，還可構(gòu)成圓弧輪轉(zhuǎn)子機(jī)包括泵、壓縮機(jī)、變速機(jī)等動(dòng)力機(jī)。
文檔編號(hào)F04C2/22GK1936297SQ200510029749
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月19日
發(fā)明者龔櫻 申請(qǐng)人:龔櫻