專利名稱：復合輪齒式內燃機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種內燃機，特別是一種由復合輪齒組合而成的旋轉式內燃機。
現有的旋轉式內燃機一般是由曲柄連機構組成的往復活塞式內燃機，眾所周知，這種結構的內燃機存在著結構復雜、體積大、熱轉換效率低、運轉噪聲大和振動大的不足。為此，有關技術人員進行了大量的研究，在CN1197158A中公開了一種“三腔雙轉子內燃機”，它雖然結構簡單、輸出功率大、體積小、運轉較為平穩，但是，由于三角轉子在高速運轉中，三角轉子在橢圓腔體同產生來回位移運動時，角尖密封線與非正弦的腔壁發生強烈撞擊磨擦，磨燭溫度達2000度以上，容易破壞密封線，造成了密封失效，縮短了使用壽命。在CN1263979A中公開了一種“復合輪齒式內燃機”，這種內燃機是由工作機和壓氣機構成，它存在著如下的嚴重不足1.由于壓氣機與工作機同軸，并錯有一定的轉角，這勢必使壓氣機與工作機連通的高壓氣路通道長，且直角轉彎處較多，經加工后成形后，留下較多的余隙空間，從而造成了轉壓阻力大、損耗大等不利因素。
2.在壓氣機與工作機連通的高壓氣通道上設置了單向閥，它很難保證壓氣機的壓氣終點就是工作機的工作起點，其原因在于在整個轉壓過程中，壓氣機必須超前一定規定角度單位時間內增壓，此時工作機的燃爆腔并未形成，高壓氣通道與工作腔的排氣口相通，受壓的燃氣就會經該單向閥、工作腔、排氣口向外泄漏，造成不必要的浪費，當工作機的燃爆腔形成后，壓氣機的余氣就不能達到設計上規定的壓縮比，即使能夠轉起來，也根本達不到所需的各項技術參數。
3.由于壓氣機、單向閥離工作機過近，受工作機的高溫影響，該單向閥極容易失效，造成故障率高，這一問題在技術及材料上很難解決。
4.工作機的兩個小從動輪呈對稱設置，工作機兩端均安裝有火花塞，以實現一周內四次點火，雖然理論成立，但實際整體統籌布局起來難度相當大，極難實現說明書中所述三種技術方案的實施。即使能夠設計制造出來，也勢必造成結構復雜化，增加了加工、制作、安裝、調整的難度，增大了制造成本，降低了使用壽命。所以該機只能是理論上的設想而已。
5.該內燃機根本沒有解決工作機的散熱問題。
本實用新型的目的就是提供一種結構簡單、制造成本低、噪聲小和運行平穩的復合輪齒式向然機，它可以顯著降低內燃機的排量，明顯地增大輸出扭矩和提高輸出功率。
本實用新型的目的是通過這樣的技術方案實現的，它包括有壓氣機構和工作機構，其特征在于1)壓氣機構是固有主動齒輪的主動軸和固有從動齒輪的從動軸均通過軸承與殼體連接，主動齒輪和從動齒輪在殼體內并彼此嚙合，主動齒輪上設置有與設置在從動齒輪上的一個大齒槽相配合的一個大齒，從動齒輪的齒和主動齒輪的大齒均與殼體內壁呈相對滑動密封性接觸，殼體、從動齒輪、主動齒輪、密封板與端蓋一起將殼體內圍成彼此密閉并變化的燃氣壓縮腔和燃氣進氣腔，殼體上設置有與燃氣進氣腔連通的進氣孔；2)工作機構是固有大轉子輪的主軸和兩個固有從動小轉子輪的從動軸均通過軸承與殼體連接，兩個從動小轉輪呈非對稱設置，大轉子輪上對稱設置有與設置在兩個從動小轉子輪上的一個大齒槽相配合的大齒，大轉子輪的大齒和從動小轉子輪均與殼體內壁呈相對滑動密封性接觸，殼體、大轉子輪、兩個從動小轉子輪、密封板與端蓋一起將殼體內圍成彼此密閉并變化的燃爆腔、工作排氣腔和休整散熱腔，殼體設置有分另與工作排氣腔、燃爆腔、休整散熱腔連接通的排氣口、通氣孔、火花塞，大轉子輪與兩個從動小轉子輪之間設置有同步機構；3)燃爆腔通過設置在殼體上的高壓氣體通道與燃氣壓縮腔連通，工作機構通過傳動機構與壓氣機構連接。
由于采用了上述技術方案，本實用新型具有如下的優點1.結構簡單緊湊，體積小，重量輕，制造成本低；2.由于運轉起來十分平滑，因此，運轉平穩，噪聲小，能量損失小，熱轉換效率高；3.因工作機構的腔體與壓氣機的腔體之間的占空比小而使得本實用新型的排量大為降低；
4.由于工作機構的作功半徑大且保持不變，當燃氣在燃爆腔內爆炸，產生強有力的沖擊推力，顯著地增大了輸出扭矩和輸出功率；5.由于本實用新型沒有設置任何閥門，因此，故障率低，減少動力損耗，便于維護，延長了使用壽命；6.根據不同類別的燃料，工作機不必作改動，只需配裝不同燃料性質的壓氣機，保證各種燃料的壓縮比，以適應燃燒不同性質的燃料；7.壓氣機構與工作機構呈分開獨立設置，使得設計制造、調整安裝、互換非常方便。
本實用新型的
如下圖1為本實用新型第一種實施例的結構示意圖；圖2為圖1中的A-A剖視圖；圖3為圖1的外形結構示意圖；圖4為本實用新型第二種實施例的結構示意圖；圖5為圖4中的B-B剖視圖；圖6為圖4的外形結構示意圖；圖7為本實用新型起始狀態時的原理圖；圖8為本實用新型轉壓狀態時的原理圖；圖9為本實用新型點火狀態時的原理圖；圖10為本實用新型排氣狀態時的原理圖。
圖中1.主動齒輪；2.主動軸；3.從動齒輪；4.從動軸；5.殼體；6.大齒槽；7.大齒；8.密封板；9.端蓋；10.燃氣壓縮腔；11.燃氣進氣腔；12.進氣孔；13.大轉子輪；14.主軸；15.從動小轉子輪；16.從動軸；17.殼體；18.大齒槽；19.大齒；20.密封板；21.端蓋；22.燃爆腔；23.工作排氣腔；24.休整散熱腔；25.排氣口；26.通氣孔；27.火花塞；28.高壓氣體通道；29.同步齒輪；30.主動膠齒輪；31.膠齒帶；32.從動膠齒輪；33.張緊輪；34.卸載槽溝；35.壓氣槽溝；36.通風孔；37.進風通道；38.排風通道；39.風扇；40.散熱片；41.飛輪。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明
如圖1、4所示，本實用新型包括有壓氣機構和工作機構，其特征在于1)結合圖2可知，壓氣機構是固有主動齒輪1的主動軸2和固有從動齒輪3的從動軸4均通過軸承與殼體5連接，主動齒輪1和從動齒輪3在殼體5內并彼此嚙合，主動齒輪1上設置有與設置在從動齒輪3上的一個大齒槽6相配合的一個大齒7，從動齒輪3的齒和主動齒輪1的大齒7均與殼體5內壁呈相對滑動密封性接觸，殼體5、從動齒輪3、主動齒輪1、密封板8與端蓋9一起將殼體5內圍成彼此密閉并變化的燃氣壓縮腔10和燃氣進氣腔11，殼體5上設置有與燃氣進氣腔11連通的進氣孔122)結合圖2可知，工作機構是固有大轉子輪13的主軸14和兩個固有從動小轉子輪15的從動軸16均通過軸承與殼體17連接，兩個從動小轉輪15呈非對稱設置，大轉子輪13上對稱設置有與設置在兩個從動小轉子輪15上的一個大齒槽18相配合的大齒19，大轉子輪13的大齒19和從動小轉子輪15均與殼體17內壁呈相對滑動密封性接觸，殼體17、大轉子輪13、兩個從動小轉子輪15、密封板20與端蓋21一起將殼體17內圍成彼此密閉并變化的燃爆腔22、工作排氣腔23和休整散熱腔24，殼體17設置有分別與工作排氣腔23、燃爆腔22、休整散熱24腔連接通的排氣口25、通氣孔26、火花塞27，大轉子輪13與兩個從動小轉子輪15之間設置有同步機構；3)如圖1、4所示，燃爆腔22通過設置在殼體17上的高壓氣體通道28與燃氣壓縮腔10連通，結構圖2、3、5可知，工作機構通過傳動機構與壓氣機構連接。
本實用新型的工作原理是這樣的工作機構通過傳動機構帶動壓氣機構工作，工作機構中的大轉子輪13轉動一周，從動小轉子輪15轉動兩周，壓氣機構中的主動齒輪1和從動齒輪3就轉動兩周。工作機構大轉子輪13上的大齒19與右邊的從動小轉子輪15上的大齒槽18正時嚙合時，稱為工作機構處于零角度狀態；壓氣機構主動齒輪1上的大齒7與從動齒輪3上的大齒槽6正時嚙合時，稱為壓氣機構處于零角度狀態；開始時，通過啟動電機通過主軸14帶動大轉子輪13轉動，本實用新型的各個工作狀態如下1.如圖7所示，當工作機構從零角度轉至13度角時，壓氣機構從214度轉至240角，燃氣壓縮腔內的燃氣被壓縮，燃氣經進氣孔12進入燃氣進氣腔11內，并使燃氣進氣腔11與燃氣壓縮腔10的體積比從3∶1變為4∶1左右，此過程中，從動齒輪3封閉了高壓氣體通道28，阻斷了燃氣壓縮腔10內的高壓燃氣向工作排氣腔23流動。
2.當工作機構從13度轉至接近51度角時，燃爆腔22形成，壓氣機構從240度轉至接近316度，此過程中，燃氣壓縮腔10內的高壓燃氣仍被封閉壓縮。如圖8所示，一旦工作機構轉到51度時，燃氣壓縮腔10經大齒槽6、高壓氣體通道28與燃爆腔22連通，燃氣壓縮腔10內的高壓燃氣經高壓氣體通道進入燃爆腔22內。
3.如圖9所示，當工作機構從51度轉至63度角時，壓氣機構從316度轉至346度角，燃氣壓縮內高壓燃氣被壓入燃爆腔22內，火花塞27點火，發生爆炸，對大轉子輪13上的大齒19作功，使大轉子輪13轉動。
4.如圖10所示，當工作機構從63度轉至73度角時，壓氣機構從346度轉至零度角，從動齒輪3封閉了高壓氣體通道28，燃爆腔22內的繼續膨脹，推動大轉子輪13轉動，此時，燃氣進氣腔11內充滿了燃氣，同時，大齒19把工作排氣腔23內上次燃燒后的余氣經排氣口25排出。
5.當工作機構轉至180度角時，燃爆腔22與排氣口25連通，燃燒后的廢氣經排氣口25排出，此時，大轉子輪13上的另一大齒19與右邊的從動小轉子輪15形成正時嚙合，工作機構又處于零角度狀態，從而全部完成了進、壓、爆、排的內燃機基本工作規律。重復上述步驟，使本實用新型工作運轉起來。
由圖1并結合圖2、3可知，大轉子輪13和從動小轉子輪15的外沿均呈平滑狀，同步機構是設置在殼體17外的主軸14、從動軸16上并彼此嚙合的同步齒輪29，傳動機構是設置在殼體17外的從動軸14上的主動膠齒輪30通過膠齒帶31與設置在殼體5外主動軸2上的從動膠齒輪32連接，殼體5外設置有與膠齒帶31緊密接觸的張緊輪33。
由圖4并結合圖5、6可知，同步機構是設置在大轉子輪13和從動小轉子輪15的外沿上并彼此嚙合的小齒，傳動機構是設置在殼體17外的主軸14上的主動膠齒輪30通過膠齒帶31與設置在殼體5外的主動軸2上從動膠齒輪32連接，殼體5外設置有與膠齒帶31緊密接觸的張緊輪33。
如圖1、4所示，為了便于從動小轉子輪上的大齒槽18內從休整散熱腔24內帶來的空氣經休整散熱腔24排出，大轉子輪13的大齒19上設置有卸載槽溝34。
如圖1、4所示，為了把燃氣壓縮腔10內的高壓燃氣充分壓入燃爆腔22內，使之繼續燃燒作功，補充能量，克服了現有往復活塞式內燃機長期存在而又無法改善的軟特性問題，使輸出負載特性更理想，從動齒輪3上設置有與大齒槽6相通的壓氣槽溝35。
如圖2、5并結合圖3、圖1可知，為了便于散去工作機構產生的高熱，大轉子輪17、主動齒輪1、從動齒輪3的內部勻設置有通風孔36，前后端蓋上分別設置有與各個通風孔36連通的進風通道37、排風通道38，在殼體外的主軸14、主動軸2、從動軸4上分別設置有風扇39。
如圖1、4所示，為了便于散去工作機構產生的高熱，工作機的殼體17上設置有散熱片40。
如圖2、5所示，為了使工作機能夠平穩工作，主軸14上設置有飛輪41。
權利要求1.一種復合輪齒式內燃機，包括有壓氣機構和工作機構，其特征在于1)壓氣機構是固有主動齒輪(1)的主動軸(2)和固有從動齒輪(3)的從動軸(4)均通過軸承與殼體(5)連接，主動齒輪(1)和從動齒輪(3)在殼體(5)內并彼此嚙合，主動齒輪(1)上設置有與設置在從動齒輪(3)上的一個大齒槽(6)相配合的一個大齒(7)，從動齒輪(3)的齒和主動齒輪(1)的大齒(7)均與殼體(5)內壁呈相對滑動密封性接觸，殼體(5)、從動齒輪(3)、主動齒輪(1)、密封板(8)與端蓋(9)一起將殼體(5)內圍成彼此密閉并變化的燃氣壓縮腔(10)和燃氣進氣腔(11)，殼體(5)上設置有與燃氣進氣腔(11)連通的進氣孔(12)；2)工作機構是固有大轉子輪(13)的主軸(14)和兩個固有從動小轉子輪(15)的從動軸(16)均通過軸承與殼體(17)連接，兩個從動小轉輪(15)呈非對稱設置，大轉子輪(13)上對稱設置有與設置在兩個從動小轉子輪(15)上的一個大齒槽(18)相配合的大齒(19)，大轉子輪(13)的大齒(19)和從動小轉子輪(15)均與殼體(17)內壁呈相對滑動密封性接觸，殼體(17)、大轉子輪(13)、兩個從動小轉子輪(15)、密封板(20)與端蓋(21)一起將殼體(17)內圍成彼此密閉并變化的燃爆腔(22)、工作排氣腔(23)和休整散熱腔(24)，殼體(17)設置有分別與工作排氣腔(23)、燃爆腔(22)、休整散熱(24)腔連接通的排氣口(25)、通氣孔(26)、火花塞(27)，大轉子輪(13)與兩個從動小轉子輪(15)之間設置有同步機構；3)燃爆腔(22)通過設置在殼體(17)上的高壓氣體通道(28)與燃氣壓縮腔(10)連通，工作機構通過傳動機構與壓氣機構連接。
2.如權利要求1所述的復合輪齒式內然機，其特征在于大轉子輪(13)和從動小轉子輪(15)的外沿均呈平滑狀，同步機構是設置在殼體(17)外的主軸(14)、從動軸(16)上并彼此嚙合的同步齒輪(29)，傳動機構是設置在殼體(17)外的從動軸(14)上的主動膠齒輪(30)通過膠齒帶(31)與設置在殼體(5)外主動軸(2)上的從動膠齒輪(32)連接，殼體(5)外設置有與膠齒帶(31)緊密接觸的張緊輪(33)。
3.如權利要求1所述的復合輪齒式內燃機，其特征在于同步機構是設置在大轉子輪(13)和從動小轉子輪(15)的外沿上并彼此嚙合的小齒，傳動機構是設置在殼體(17)外的主軸(14)上的主動膠齒輪(30)通過膠齒帶(31)與設置在殼體(5)外的主動軸(2)上從動膠齒輪(32)連接，殼體(5)外設置有與膠齒帶(31)緊密接觸的張緊輪(33)。
4.如權利要求1、2、3所述的復合輪齒式內燃機，其特征在于大轉子輪(13)的大齒(19)上設置有卸載槽溝(34)。
5.如權利要求1、2、3所述的復合輪齒式內燃機，其特征在于從動齒輪(3)上設置有與大齒槽(6)相通的壓氣槽溝(35)。
6.如權利要求1、2、3所述的復合輪齒式內燃機，其特征在于大轉子輪(17)、主動齒輪(1)、從動齒輪(3)的內部勻設置有通風孔(36)，前后端蓋上分別設置有與各個通風孔(36)連通的進風通道(37)、排風通道(38)，在殼體外的主軸(14)、主動軸(2)、從動軸(4)上分別設置有風扇(39)。
7.如權利要求1、2、3所述的復合輪齒式內燃機，其特征在于工作機的殼體(17)上設置有散熱片(40)。
8.如權利要求1、2、3所述的復合輪齒式內燃機，其特征在于主軸(14)上設置有飛輪(41)。
專利摘要一種復合輪齒式內燃機,壓氣機構與工作機構之間呈并軸設置,壓氣機構主要由主動齒輪、從動齒輪、殼體、進氣通道構成,工作機構主要由殼體、大轉子輪、兩個從動小轉子輪和同步機構構成,壓氣機構的壓縮腔通過高壓氣體通道與工作機構的燃爆腔連通,工作機構通過傳動機構與壓氣機構連接。本實用新型具有結構簡單、體小量輕、成本低、運轉平穩、噪聲小、排量小、熱交換效率高和壽命長等優點,可提高輸出扭矩和輸出功率,適合各種燃料。
文檔編號F01C1/00GK2466352SQ01214319
公開日2001年12月19日 申請日期2001年2月27日 優先權日2001年2月27日
發明者陳崇林 申請人:陳崇林