转轮曲线旋缸转子发动机

摘要

本实用新型公开了一种转轮曲线旋缸转子发动机，旋缸转子(3)旋浮在转轮套体(2)内旋转，通过活塞组件(11)的滑动件(23)在转轮体(25)的曲线弧形轨槽(42)中滑动，滑动件(23)带动滑动臂(22)、活塞连杆(21)及活塞(18)往复运动；旋转配气阀(32)随着旋缸转子(3)旋转进行进气与排气自由交换工作；通过改变曲线环形轨槽(42)曲线起伏坡度及环形角度，活塞(18)变速往复运动，在作功冲程恒定扭矩输出，其它三冲程恒扭矩消耗，将活塞(18)往复运动的切线力矩变为旋缸转子(3)的单向旋转运动；该运动结构还可通过调整曲线环形轨槽(42)的分布，实现发动机(1)减速及变速工作及改变气缸室(15)的容积工作。

主权项

一种转轮曲线旋缸转子发动机，由转轮套体(2)、旋缸转子(3)、燃料供应系统(53)、启动机(78)与发电机(79)组成；旋缸转子(3)悬浮在转轮套体(2)内部相对旋转运动，该旋缸转子(3)由旋缸体(4)、活塞组件(11)、上转轴(5)与传动转轴(12)组成；旋缸体(4)的形状为圆柱体(4‑1)，该旋缸体(4)由气缸套座(8)、气缸盖(9)与气缸垫(10)组成；该气缸套座(8)的底部(8‑2)固定有传动转轴(12)，该气缸套座(8)的开口顶部(8‑1)固定有气缸盖(9)，该气缸套座(8)与气缸盖(9)之间有气缸垫(10)并通过气缸垫(10)进行密封固定连接；气缸盖(9)中心顶部(9‑1)连接有上转轴(5)，该上转轴(5)与传动转轴(12)分别串接在旋缸体(4)的两端并与旋缸体(4)一起在同一轴心线上同心旋转，该气缸盖(9)的顶部(9‑1)固定有转轮阀盘(6)，该转轮阀盘(6)内有一条进排气道(14)，该进排气道(14)通过气缸盖(9)与气缸套座(8)内的气缸室(15)相通，该进排气道(14)的内端口(14‑2)在气缸盖(9)内侧；在气缸套座(8)的中下壁体(7)上有一个或一个以上长方形的滑动槽口(16)，该滑动槽口(16)穿透气缸套座(8)的座体(17)，滑动槽口(16)在气缸套座(8)的座体(17)上垂直分布；活塞组件(11)由活塞(18)、活塞密封件(13)、活塞连杆(21)、滑动臂(22)、滑动件(23)和连杆垂直滑动套(24)组成；活塞(18)的下部固定有活塞连杆(21)，该活塞连杆(21)的侧面(21‑1)固定有滑动臂(22)，滑动件(23)固定或套在滑动臂(22)的顶杆(22‑1)上；活塞(18)在气缸室(15)滑动，并通过活塞密封件(13)进行气密封；滑动臂(22)穿在气缸套座(8)上的滑动槽口(16)中，该滑动臂(22)的左侧臂面(19)与右侧臂面(20)分别与滑动槽口(16)的滑动侧壁面(16‑1)接触垂直滑动，该滑动臂(22)或杆顶(22‑1)上的滑动件(23)伸出滑动槽口(16)；连杆垂直滑动套(24)外部与气缸套座(8)内部壁面固定，活塞连杆(21)在连杆垂直滑动套(24)的套内部随着活塞(18)往复运动上下垂直滑动；旋缸转子(3)的外部有一转轮套体(2)；该转轮套体(2)由转轮体(25)、配气轮盘套盖(27)、下转轮端盖(28)与密封圈(81)组成；该转轮体(25)的上端(25‑3)固定有配气轮盘套盖(27)，下端(25‑2)固定有下转轮端盖(28)，配气轮盘套盖(27)的中空部(27‑1)有轴承密封件(29)；上转轴(5)套在轴承密封件(29)内自由转动，上转轴(5)穿过配气轮盘套盖(27)或在配气轮盘套盖(27)内部；下转轮端盖(28)中心部(28‑1)有轴承密封件(29)，传动转轴(12)套在下转轮端盖(28)的轴承密封件(29)内自由转动，传动转轴(12)轴头(12‑1)从转轮套体(2)的下转轮端盖(28)中伸出；配气轮盘套盖(27)的转轮阀套(31)套在转轮阀盘(6)的外侧，组成一个旋转配气阀(32)，该旋转配气阀(32)转轮阀套(31)的进气口(33)与进气管(26)连接，排气口(34)与排气管(30)连接；转轮阀套(31)的内滑套面(35)开有弧形进气沟(36)与弧形排气沟(37)，弧形进气沟(36)与弧形排气沟(37)以配气轮盘套盖(27)的旋转圆心同心弧形分布，进气口(33)与弧形进气沟(36)相通，排气口(34)与弧形排气沟(37)相通，旋转配气阀(32)的转轮阀盘(6)的滑动密封面(6‑1)与转轮阀套(31)的内滑套面(35)密封接触并能滑动旋转，内滑套面(35)的弧形进气沟(36)与弧形排气沟(37)的两侧有密封槽(38)，密封槽(38)中有密封圈(39)与滑动密封面(6‑1)形成滑动气密封，弧形进气沟(36)与弧形排气沟(37)在滑动密封面(6‑1)的作用下形成独立互不相通的腔体，滑动密封面(6‑1)上的外气口(14‑1)与内滑套面(35)滑动密封，转轮阀盘(6)旋转，外气口(14‑1)进入弧形进气沟(36)中，进排气道(14)与弧形进气沟(36)相通；混合气体(40)通过进排气道(14)进入气缸室(15)内部，活塞(18)进入进气过程，外气口(14‑1)滑过弧形进气沟(36)与内滑套面(35)接触密封，活塞(18)进入压缩过程；气缸室(15)内混合气体(40)被压缩点燃膨胀进入作功过程，压缩、作功两个过程中，外气口(14‑1)与内滑动套面(35)密封滑动接触；外气口(14‑1)从密封套面(35)滑进弧形排气沟(37)，气缸室(15)中废气(40‑3)通过进排气道(14)及外气口(14‑1)进入弧形排气沟(37)并通过排气管(32)排出，排气过程结束；外气口(14)离开弧形排气沟(37)与内滑套面(35)短暂接触密封后进入弧形进气沟(36)，活塞(18)又进入进气冲程；转轮体(25)的内壁(25‑1)上有一条或一条以上曲线环形轨槽(42)，旋缸转子(3)转动，滑动臂(22)上的滑动件(23)在曲线环形轨槽(42)中做曲线环形滑 动旋转，同时滑动件(23)带动滑动臂(22)在滑动槽口(16)中上下往复运动及推动活塞(18)往复运动，同一活塞连杆(21)上的多个滑动臂(22)上的滑动件(23)在多条交叉分布的曲线环形轨槽(42)中滑动，多条曲线环形轨槽(42)在转轮体(25)的内壁(25‑1)分布的曲线起伏度相同；滑动件(23)在有交叉槽口(43)的曲线环形轨槽(42)中滑动，滑动件(23)的长度大于宽度，便于滑过交叉槽口(43)，同一活塞连杆(21)上的一条滑动臂(22)的滑动件(23)只能在一条曲线环形轨槽(42)中滑动，同一活塞连杆(21)多个滑动臂(22)往复运动的速度相同，并与活塞(18)同时直线往复运动；曲线环形轨槽(42)由进气曲槽(44)、压缩曲槽(45)、作功曲槽(52)与排气曲槽(46)相互头尾连接组成，滑动件(23)在曲线环形轨槽(42)的进气曲槽(44)中滑动，该滑动件(23)从进气曲槽(44)与排气曲槽(46)的排气上交汇点(48)开始向下移动，滑动臂(22)在滑动槽口(16)内定向滑动，滑动臂(22)带动活塞连杆(21)在连杆垂直滑动套(24)内垂直滑动，活塞连杆(21)上部的活塞(18)向下运动，活塞(18)在气缸室(15)内由排气上止点(62)向作功下止点(64)运动，与气缸室(15)相通的进排气道(14)外气口(14‑1)滑入弧形进气沟(36)，活塞(18)下行，在活塞(18)作用下混合气体(40)进入气缸室(15)内，进入进气冲程，该滑动件(23)下行到进气曲槽(44)与压缩曲槽(45)的进气下交汇点(49)后，进入压缩曲槽(45)滑行，活塞(18)下行到进气下止点(60)后向压缩上止点(61)运动，外气口(14‑1)离开弧形进气沟(36)被关闭后活塞(18)进入压缩冲程；该滑动件(23)滑过压缩曲槽(45)与作功曲槽(52)的压缩上交汇点(57)后滑入作功曲槽(52)活塞(18)到达压缩上止点(61)后进入膨胀作功冲程，该滑动件(23)滑过作功曲槽(52)与排气曲槽(46)的作功下交汇点(50)后滑入排气曲槽(46)，活塞(18)到达作功下止点(64)后上行进入排气过程；外气(14‑1)滑入弧形排气沟(37)，气缸室(15)内废气(40‑3)在活塞(18)的推动下，通过外气口(14‑1)、弧形排气沟(37)及排气管(30)排出，滑动件(23)从排气曲槽(44)滑过回到进气曲槽(44)，外气口(14‑1)滑出弧形排气沟(37)，旋缸转子(3)旋转一圈，活塞(18)往复运动两次作功一次，连续完成进气、压缩、作功与排气四个冲程；活塞(18)在工作过程中，进气过程、压缩过程与排气过程都是为作功过程准备的，进气曲槽(44)、作功曲槽(52)、压缩曲槽(45)与排气曲槽(46)在转轮体(25)内壁(25‑1)头尾连接，曲线起伏度根据各冲程的工作需要调节分布，在压缩过程中，混合气体(40)体积缩小对活塞(18)反压力增大对动力的需求越来越大，压缩曲槽(45)在转轮体(25)的内壁(25‑1)由进气下交汇点(49)到压缩上交汇点(47)的分布角度由大变小，滑动件(23)在压缩曲槽(45)内滑动克服活塞(18)的工作压力，随着压缩曲槽(45)分布角度变小，滑动件(23)推动活塞(18)向上运动的速度由快变慢，滑动件(23)将来自活塞(18)的不断变大的反压力通过在起伏角度不断变小压缩曲槽(45)中滑动，滑动件(23)将来自活塞(18)的压力通过滑动变为滑动时的阻力，活塞(18)压缩力学变化由小变大有规律，调节压缩曲槽(45)的起伏角度来适应这种规律，滑动件(23)克服恒定阻力滑动，旋缸转子(3)克服恒定阻力旋转；膨胀作功冲程，活塞(18)来自膨胀气体(40‑2)高压力作用下行，滑动件(23)在作功曲槽(52)中由压缩上交汇点(47)下滑，根据膨胀气体(40‑2)的特性，活塞(18)下行的压力由大变小，作功曲槽(52)的起伏角度由小变大来适应这种变化，滑动件(23)受活塞(18)压力在作功曲槽(52)中滑动及带动滑动臂(22)在滑动槽口(16)中下行滑动，活塞(18)从压缩上止点(61)向下运动到作功下止点(64)整个作功过程下行的速度由慢变快，滑动件(23)在活塞(18)压力作用下，在作功曲槽(52)内由压缩上交汇点(47)到作功下交汇点(50)下滑，滑动产生的牵引力带动旋缸转子(3)旋转工作，在作功冲程中根据活塞(18)工作的压力由大变小，作功曲槽(52)的起伏下行坡度由小逐步变大，通过膨胀作功冲程活塞(18)压力变化的规律调节作功曲槽(52)的下行坡度，将活塞(18)的工作压力变为对滑动件(23)的恒定牵引力，旋缸转子(3)在这种恒定牵引力作用下恒扭矩旋转工作；活塞(18)进气冲程中，滑动件(23)在进气曲槽(44)中克服进气过程产生的进气阻力拉动活塞(18)下行工作，活塞(18)在排气过程中，滑动件(23)在排气曲槽(46)中克服排气过程产生的阻力推动活塞(18)上行工 作，滑动件(23)受到的牵引力大于压缩、进气、排气冲程所受到的阻力，压缩冲程受到的阻力要大于进气或排气冲程受到的阻力，通过调节作功曲槽(52)、压缩曲槽(45)、进气曲槽(44)、排气曲槽(46)在转轮体(25)内壁(25‑1)分布的环形圆周的弧形角度来适应牵引力与阻力的变化，作功曲槽(52)分布的弧形度(41‑1)大于压缩曲槽(45)的弧形角度(41‑2)、进气曲槽(44)的弧形角度(41‑3)及排气曲槽(46)的弧形角度(41)的弧形度数之和，作功曲槽(52)的弧形角度(41‑1)、压缩曲槽(45)的弧形角度(41‑2)、进气曲槽(44)的弧形角度(41‑3)及排气曲槽(46)的弧形角度(41)的弧形角度之和为360°；旋缸转子(3)在转轮套体(2)内动平衡旋转运动，旋缸转子(3)利用自身惯性力连续工作活塞完成排气、进气、压缩三个冲程，实现连续旋转工作；曲线环形轨槽(42)进气曲槽(44)的分布从上交汇点(47)向下交汇点(48)顺时针方向分布，滑动件(23)在进气曲槽(44)顺时针曲线滑动，旋缸转子(3)顺时针方向旋转，反之逆时针方向旋转；曲线环形轨槽(42)上的压缩上交汇点(47)与排气上交汇点(48)的弧形垂直高度相等或不等，活塞(18)运动的压缩上止点(61)与排气上止点(62)到气缸室(15)顶部的距离相等或不等，排气上止点(62)到气缸室(15)顶部的距离为零，气缸室(15)内的废气(40‑3)被排干净；曲线环形轨槽(42)上的进气下交汇点(49)与作功下交汇点(50)的弧形垂直高度相等或不等，活塞(18)运动的进气上止点(63)与作功上止点(64)到气缸室(15)顶部的距离相等或不等，进气过程与膨胀作功过程气缸室(15)的体积相等或不等；进气管(26)与空气滤清器(55)连接，燃料供应系统(53)的喷油器(59)在进气管(26)或弧形进气沟(36)内部，空气从空气滤清器(55)进入进气管(26)与喷油器(59)喷出的燃油混合进入气缸室(15)内部；在缸盖(9)上固定有分电点火器(58)，该分电点火器(58)由火花塞(54)、旋转分电开关(60)及点火控制系统(56)组成，旋转分电开关(60)的分电套(60‑1)与转轮套体(2)固定，点火控制系统(56)与分电套(60‑1)连接控制，旋转分电开关(60)的导电接触器(57)与旋缸转子(3)固定，导电接触器(57)一端与火花塞(54)联通，另一端固定有导电触头(65)，该导电触头(65)与分电套(60‑1)旋转滑动接触导电；发动机(1)的工作过程需要散热，利用风冷转轮套体(2)的开口外部固定有散热罩(67)，散热风扇(68)的风叶(68‑1)在散热罩(67)内部，套在旋缸转子(3)外壁(3‑1)上随着旋缸转子(3)旋转散热，为了增加散热效果旋缸转子(3)的外壁(3‑1)还固定有散热片(69)；利用水冷却散热工作的转轮套体(2)内部有一冷却套室(66)，该冷却套室(66)分别连通有与散热器(70)相通的进水管(71)及出水管(72)，该冷却套室(66)与旋缸转子(3)外壁(3‑1)密封滑动，该冷却套室(66)的两侧密封件(73)与旋缸转子(30)接触密封，该旋缸转子(3)外壁(3‑1)套有叶轮(76)，该叶轮(76)在冷却套室(66)内与旋缸转子(3)同时旋转，冷却水(75)从进水管(71)吸入冷却套室(66)从排水管(72)排出；上转轴(5)连接固定有冷却风扇(74)，该冷却风扇(74)旋转时对散热器(70)进行风冷却；传动转轴(12)或旋缸转子(3)的外部连接有正时辅助传动件(77)，启动器(78)与发电机(79)通过与辅助传动件(77)接触工作，正时辅助传动件(77)控制旋缸转子(3)在反定向旋转时停止转动；旋缸转子(3)内部或与转轮套体(2)之间有润滑油(80)，润滑油(80)通过离心旋转飞溅工作。