專利名稱：環輪式發動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種環輪式發動機，是屬于動力機械領域中一種新型結構的內燃式發動機。
在已有技術中，常用的內燃機按使用燃料可區分為汽油機和柴油機，只有極少數采用汽油與柴油通用的內燃機，在構造上絕大多數使用往復活塞式內燃機，轉子式內燃機在國外已有發展，但功率較低、應用還不普遍，我國也僅在實驗室中做過試驗，尚有一些技術問題未能徹底解決故未在產品中推廣。往復活塞式內燃機因必須使用活塞、通過連桿、曲軸輸出功率，故結構復雜、零件較多隨之產生了許多薄弱環節和一系列技術難題，如活塞頂、氣缸蓋、氣缸套的熱負荷問題；活塞頂的機械負荷問題；活塞膨脹量和其本身質量問題；連桿與曲軸的強度問題；活塞最大平均速度的限制問題；往復與旋轉慣性力的平衡等問題都需要解決和處理。因之目前內燃機的重量很難減輕，其功率不能進一步大幅度的提高，油耗率也很難減少，以致整個內燃機的發展受到了限制。
本實用新型的目的是提供一種環輪式發動機，它是一種沒有活塞連桿、曲軸等任何往復式運動件，僅有旋轉式活塞，可變缸數、結構簡單、動力性好、運轉可靠、維修容易、制造方便、預計經濟性及耐久性均佳的且可通用汽油、柴油及其他燃料的內燃式發動機。
本實用新型環輪式發動機是由發動機，轉子式空壓機與廢氣渦輪增壓器三部分與燃油、潤滑、進排氣、調控系統所組成，轉子式空壓機與廢氣渦輪增壓器分別由發動機的主軸及廢氣所帶動。而由廢氣渦輪增壓器和轉子式空壓機對空氣分別進行一、二級壓縮后通入發動機的進氣，以便混合燃燒，掃氣由廢氣渦輪增壓器直接供給。發動機是由前缸蓋〔2〕、主軸〔3〕、帶有燃燒室〔5〕的環輪式活塞〔4〕及后缸蓋〔6〕以螺栓〔1〕連接組成，轉子式空壓機是由前蓋〔10〕、以墊圈〔18〕地腳螺栓〔19〕所固定的缸體〔11〕、一端帶有內齒圈角部銀有密封片〔13〕的三角形轉子〔12〕、軸〔14〕、齒輪〔15〕、后蓋〔16〕以螺栓〔9〕和螺栓〔17〕連接組成。環輪式活塞〔4〕上設置有至少一個為楔形的表面呈沙丘狀的燃燒室，設置多個燃燒室時其位置需在圓周上布置均勻楔形面需在同一轉向。前缸蓋〔2〕的圓周形體殼上安裝有對應各燃燒室位置的排氣口與四組滾輪開閉機構〔20〕分別作為掃氣噴油、進氣及點火之用。主軸〔3〕上所安裝的主動齒輪〔7〕與軸〔4〕上所安裝的傳動齒輪〔8〕相嚙合，缸體〔11〕的內圓呈近似8字形雙連接圓型面，缸體外周在二個長軸端分別設置有進氣閥、在二個短軸端分別設置有排氣閥。三角形轉子〔12〕一端設置的同心的內齒圈與固定在后蓋〔16〕上的齒輪〔15〕相嚙合。
本實用新型與現有技術相比，可以轉換使用汽油、柴油或其他燃料，可按功率大小設計制造不同數量的燃燒室和在同軸上串聯多組同等缸數的發動機，還可按使用功率的變化對多組發動機和多燃燒室發動機的噴油、進氣采取部分關停或進行調整。由于沒有往復式活塞及連桿、曲軸等運動件所以其結構簡單、便于維修、利于制造、降低成本。由于其平衡良好，運轉可靠、故障減少、預計可有較好的經濟性。
附圖
圖1。環輪式發動機的發動機與轉子式空壓機裝配總圖圖2。單、雙、三缸燃燒室發動機的布置與工作過程圖3。三角形轉子式空壓機的工作過程圖4。掃氣噴油、進氣、點火用的滾輪開閉機構〔20〕圖內零部件名稱1。螺栓2。前缸蓋3。主軸4。活塞5。燃燒室6。后缸蓋7。主動齒輪8。傳動齒輪9。螺栓10。前蓋11。缸體12。轉子13。密封片14。軸15。齒輪16。后蓋17。螺栓18。墊圈19。地腳螺栓20。滾輪開閉機構結合
本實用新型環輪式發動機具體實施例如附圖1所示為環輪式發動機的發動機與轉子式空壓機裝配總圖亦即兩大部件與其傳動的軸測分解圖，起動時由起動電機帶動轉子式空壓機、環輪式活塞及廢氣渦輪增壓器轉動，運轉時由廢氣渦輪增壓器將已壓縮達到高于大氣壓力的空氣除一部分送入發動機內進行掃氣外其余均輸送到轉子式空壓機內進行二次壓縮成高壓空氣。與汽油轉子發動機構造大體相同的轉子式空壓機是由前蓋〔10〕、缸體〔11〕、一端帶有內齒圈角部鋃有耐磨金屬的密封片〔13〕的三角形轉子〔12〕、軸〔14〕、齒輪〔15〕、后蓋〔16〕以螺栓〔9〕和螺栓〔17〕連接組成。缸體內壁呈近似8字形雙連接圓型面、在兩個長軸端設有進氣閥D、兩個短軸設有排氣閥E、在氣缸內裝有弧邊三角形柱體的轉子、轉子一端固定有與轉子同心的內齒圈、而齒輪〔15〕固定在后蓋〔16〕上，軸〔14〕偏心地穿在與內齒圈同心的三角形轉子軸承孔內并支承在與齒輪〔15〕同心的主軸承上，在空壓機運轉中，轉子上的內齒圈圍繞齒輪〔15〕嚙合旋轉作行星運動，轉子繞齒輪〔15〕的中心公轉，而且又繞其自身中心(軸〔14〕的偏心軸頸中心)自轉，當轉子〔12〕在缸體〔11〕內作行星運動時，其三角形轉子三個角部耐磨金屬密封片〔13〕始終緊貼氣缸內部型面滑動，活塞的三個弧面與氣缸體內部型面之間形成三個容積，轉子轉動時，工作腔容積發生變化，依次由最大變為最小，經過D、D時完成進氣過程，經過E、E時完成壓縮過程，三角形轉子活塞每轉一周可有六次進氣和壓縮過程，其工作過程與原理如附圖3所示。轉子空壓機的壓縮比可以按1100設計，其進氣閥與排氣閥均按單向閥設計，高壓送氣管不僅可以散熱還可以同時起到儲氣作用。高壓空氣進入到由前缸蓋〔2〕、主軸〔3〕、帶有燃燒室〔5〕的環輪式活塞〔4〕及后蓋〔6〕以螺栓〔1〕連接組成的發動機內，環輪式活塞〔4〕可以按照發動機需要輸出功率確定其直徑大小和在其圓周上均勻設置1個、2個或3個燃燒室〔5〕，也可在同一主軸〔3〕上串聯設置多個同樣缸數的發動機組，燃燒室〔5〕為楔形的其表面呈沙丘起伏狀的光滑表面，用多個燃燒室時其楔形需在同一旋轉方向，在其旋轉的前進方向需力求獲得較大的表面積，缸體外周上依照旋轉方向的順序分別設置排氣口、掃氣閥、噴油閥、進氣閥、點火閥、后者四種均可同樣采用滾輪開閉機構〔20〕、分別做四種用途之用。如附圖2所示為單、雙、三缸燃燒室順時針旋轉的發動機的各閥與排氣口布置及工作過程圖，由調控系統按照使用燃燒類別選取經濟性最佳的參數以調整進入噴油閥的燃油量和進氣閥的高壓空氣的壓力和容積值。當活塞旋轉時首先排凈前次循環產生的殘余廢氣接著由擔任掃氣的滾輪開閉機構〔20〕通入由渦輪增壓器來的新鮮高壓空氣掃氣，活塞〔4〕旋轉到噴油的滾輪開閉機構〔20〕時其滾輪下落、燃油噴出，進入到燃燒室〔5〕表面呈沙丘起伏狀的光滑表面上。當活塞〔4〕轉到進氣的滾輪開閉機構〔20〕時，其滾輪下落、轉子空壓機的高壓空氣進入，將附在沙丘表面燃油沖散、蒸發、形成渦流混合氣。此時如燃油能在高壓的空氣中自燃即可開始燃燒膨脹。如達不到燃點，則將轉到點火位置由電火花點火。如已在進氣閥處自燃、還可繼續作二次點火，使燃燒速度加快，燃燒完全、污染減少。發動機還有可能使用低標號燃油和其它燃料。由于燃燒室內的容積固定，氣體膨脹時所產生的巨大的燃燒壓力自始至終持續到全過程，迫使環輪式活塞按順時針方向旋轉、扭距通過主軸〔3〕的前端輸出。如使用在需根據外界負荷而經常增減變化輸出功率的設備或裝置上時，對于多燃燒室或多組串聯的發動機可以由調控裝置關閉部分發動機或停止部分燃燒室的噴油閥供油以節約油耗降低成本。圓形的環輪式活塞慣性力大、均衡性好同時起到飛輪作用，可不需采用均衡和減震裝置。附圖4為使用滾輪的開閉機構，可分別用于掃氣、噴油、進氣、點火之用，當環輪式活塞旋轉時滾輪一直在活塞的外圓周上滾動可使氣(油)閥關閉，當達到燃燒室的掃氣、進氣、噴油位置時，彈簧將滾輪壓下，掃氣、進氣噴氣口打開，使高壓空氣(燃油)進入燃燒室內。點火控制開關結構與此相同，但火花塞與點火開關并連在一起。環輪式發動機的起動燃燒、潤滑、進排氣與調控等系統與輔機等均可使用通用的制成品。
權利要求1.一種環輪式發動機，它是由發動機，轉子式空壓機與廢氣渦輪增壓器三部分與燃油、潤滑、進排氣、調控系統所組成，轉子式空壓機與廢氣渦輪增壓器分別由發動機的主軸及廢氣所帶動，而由廢氣渦輪增壓器和轉子式空壓機對空氣分別進行一、二級壓縮后通入發動機的進氣以便混合燃燒，掃氣由渦輪增壓器直接供給，其特征在于發動機是由前缸蓋[2]，主軸[3]、帶有燃燒室[5]的環輪式活塞[4]及后缸蓋[6]以螺栓[1]連接所組成，轉子式空壓機是由前蓋[10]、以墊圈[18]地腳螺栓[19]所固定的缸體[11]、一端帶有內齒圈角部鋃有密封片[13]的三角形轉子[12]、軸[14]、齒輪[15]、后蓋[16]以螺栓[9]和螺栓[17]連接組成。
2.根據權利要求1所述的環輪式發動機，其特征在于所述的環輪式活塞〔4〕上設置有至少一個為楔形的表面呈沙丘狀的燃燒室，設置多個燃燒室時其位置需在圓周上布置均勻楔形面需在同一轉向。
3.根據權利要求1所述的環輪式發動機，其特征在于所述的前缸蓋〔2〕的圓周形體殼上安裝有對應各燃燒室位置的排氣口與四組滾輪開閉機構〔20〕分別作為掃氣噴油、進氣及點火之用。
4.根據權利要求1所述的環輪式發動機，其特征在于所述的主軸〔3〕上所安裝的主動齒輪〔7〕與軸〔14〕上所安裝的傳動齒輪〔8〕相嚙合。
5.根據權利要求1所述的環輪式發動機，其特征在于所述的缸體〔11〕的內圓呈近似8字形的雙連接圓型面。缸體外周在二個長軸端分別設置有進氣閥，在二個短軸端分別設置有排氣閥。
6.根據權利要求1所述的環輪式發動機，其特征在于所述的三角形轉子〔12〕一端設置的同心的內齒圈與固定在后蓋〔16〕上的齒輪〔15〕相嚙合。
專利摘要本實用新型環輪式發動機是動力機械領域中一種新型結構的內燃式發動機，它是由裝有旋轉的環輪式活塞的發動機、三角形轉子式空壓機與廢氣渦輪增壓器三部分及有關系統所組成。它可轉換使用汽油或柴油及其它燃料，互換性強，可隨外界負荷變化通過關停部分發動機或其中的部分氣缸而調整輸出功率、經濟性好，它結構簡單、便于維修、利于制造，均衡性好、可不必裝用平衡及減震裝置。發動機的燃燒完全、污染環境少。
文檔編號F01C1/00GK2069927SQ90205999
公開日1991年1月23日 申請日期1990年5月5日 優先權日1990年5月5日
發明者郭恒桓 申請人:郭恒桓