導軌式高轉速大扭矩轉子發動機的製作方法

2023-09-13 20:25:00

專利名稱：導軌式高轉速大扭矩轉子發動機的製作方法
技術領域：
本發明屬轉子發動機範疇，特別是採用偏心導軌和活塞杆導軌後，可使氣缸飛輪公轉，而活塞又能在氣缸內自轉的無密封困難的發動機。
普通公知的往復活塞發動機，由於活塞的往復慣性力和轉速的平方成正比增長，使轉速不能有很大提高，因此，功率也不能在體積重量相同時獲得增加，此外，這種發動機的曲軸在製造上極其繁雜，只有專用工具機才能勝任，如主軸頸和曲柄勁還需要熱處理和磨削加工，鑽孔還須多軸鑽床，工作結束後還須找平衡(配重)，與連杆的組合也極為複雜，為解決往復式活塞發動機的上述不足之處，有許多無需曲軸就可旋轉的轉子發動機。括片式、差動式、轉缸式、兩極式等直接讓轉子轉動的發動機出現了，其中已投入實用的是汪克爾Δ轉了發動機，優點是無曲軸，凸輪軸，連杆，體積重量都低於往復活塞發動機，因此，功率重量比大，油耗小，結構緊湊，迎風面積小，轉動部件少，高速性能好，振動小，製造維護簡單，排出廢氣後，廢氣對大氣汙染小(相對於往復式活塞)，並且無論氣冷、液冷，受熱部件周圍的溫度都不超過95℃-150℃，因此，它集中了燃氣渦輪發動機和普通往復活塞發動機的優點，一般20-50馬力的小功率轉子發動機的功率重量比，經同功率往復活塞式發動機大1倍，耗油則低3％，其缺點是目前在經濟性低速大扭矩和使用壽命等項指標還趕不上往復，內燃機，而Δ轉子發動機最困難的問題是Δ形轉子的三稜線，要求與剖面呈8字形的氣缸壁時時密封，該技術難題公有很少國家能解決，因此Δ轉子發動機還不能普及，目前，往復活塞式發動機增大功率的辦法是通過增大排量來實現的，該方法較複雜，精度材料均有極高要求，因此經濟性是差的。
本發明的目的，是在於提供一種大扭矩、高轉速、無密封困難、功率重量比極度提高，百功率也能大幅增長，有Δ轉子發動機的一切優點而無其缺點的轉子發動機，本發明還具有內燃發動機的附屬系統，即，供油系統、潤滑系統、冷卻系統、啟動系統和點火配氣系統、消聲系統、廢氣處理系統和濾清系統。
本發明的目的是通過下述技術措施來實現的，在一園片上均布數隻氣缸，本發明實施例圖中暫定為3隻，園片即構成飛輪，飛輪外另固定一隻較大園環，園環內側可與活塞杆的球頭作動配合，因之成為活塞、氣缸、飛輪的導軌，園環底部有蓋，注油後即構成油底殼，由於導軌園環與飛輪不同心，且飛輪直徑小於導軌直徑，悅輪距導軌最近處稱為近點，遠處則是遠點，氣缸在近點外，按公知活塞往復發動機那樣，活塞壓縮行程終了，此時，進氣道關閉，排氣道打開，火花塞點火，燃氣暴炸做功，推動飛輪轉，飛輪上所有氣缸均在近點時輪流點火做功，做功後的氣缸排氣閥打開，進氣閥也打開，開啟時間和關閉時間完全同於普通往復式發動機，再有由於活塞杆上開有磨擦線，活塞杆又能與另一與飛輪同心的園環接觸，園環固定於道軌上，並且與活塞杆接觸的面開有細齒，當活塞杆隨飛輪一同公轉時，活塞杆便在活塞杆磨擦環的作用下在氣缸內轉，也帶動活塞在氣缸內自轉，這個旋轉磨擦與公知往復式活塞與氣缸壁之間的滑動磨擦相比是很小的，並且活塞旋轉的圈數愈多，其軌跡構成的斜面便愈長，省力程度就愈高，活塞壓氣就愈省力，該關係用直角Δ高與斜面之比來表現，由於活塞壓氣省力，可以使飛輪在導軌上行走的時間大大縮短，這就是本發明飛輪(轉子)轉速提高的原因，再有，由於各缸與園心的距離可以不受限制的增加，(在車體尺寸允許範圍內)，而垂直於半徑的氣缸內的暴發力×作用半徑等於扭矩，因此，本發明發動機的扭矩大於任何一類內燃發動機，而發動機的功率＝轉速×扭矩，本發明的發動機在不增加重量，不增加油耗的狀態下增加了轉速的扭長由於乘數和被乘數都增加了，其乘積，即功率便有更大的增加，本發明的發動機在所有發動機中，功率重量比是最大的，本發明的供油系是一個固定於飛輪上方中心處的四通管，四通管中心管一端連油箱，同時於此處外裝一隻軸承，另外三通分別連於各氣缸燃燒室進氣開關閥門前處，當氣缸隨飛輪轉時，軸承中心處的管便可供給氣缸所需燃油，本發明的進氣排氣系列都是，所有氣缸的球頭可與油底殼12(即導軌)的側壁接觸，作動配合，4的柱狀表面有磨擦線，此柱面可與水平放置的，固定於油底殼上的帶有磨擦線的環片活塞杆導軌9作動配合，從而使杆4能旋轉，8為4通供油管，10為4通管中心軸承，8便可在氣缸2的帶動下轉並抽油，13為排四通管燃燒室內的排氣管，供油進排氣由環狀開關狀弧6，7完成，

圖1中，近點的活塞3已走完壓縮行程，即將爆炸做功，而另2隻則在進行排氣壓縮衝程，實施例圖2中，進氣閥氣門芯5、在彈簧17作用下處於關閉狀態，排氣閥氣門芯5在排氣環狀開關7作用下處於開放狀態，16為低壓線圈開關上的動點線柱，左邊的未與定點接線柱接通，右邊的16與定點接線柱19已接通，此時右邊的16與右邊動點接線柱相連的火花塞1點火，燃氣暴炸使飛輪1旋轉做功，濾清器20的油被旋轉的氣缸2抽進缸中，20的A接低壓油泵，每缸做功行程結束時，廢氣便通過管13進入園盤狀煙囪21中，21內裝電子消聲或裝置常規消聲裝置，輸出齒輪14固定在輸出具輪座15處飛輪1的旋轉使油底殼12中的冷卻油處於運動狀態，運動狀態稍有變化，油即可向各方向流去，通過相關處理的油也或槽，進入須潤滑部份，冷卻潤滑均以此方式解決。
本發明具有下述技特性1、無曲軸，凸輪軸及其附加件，用簡單的方式完成點火，進排氣，供油等要求；2、活塞與氣缸的密封，採用公知的成熟技術，因此無Δ活塞遇到的密封困難；3、活塞杆可以自轉，從而使活塞以極小的力完成壓縮行程，從而最大限度提高了轉速；4、飛輪及氣缸繞油殼軌導軌行走的壓氣方式與Δ轉子發動機相同，均以旋轉方式壓氣，從而克服了往復活塞發動機活塞的往復慣性力與轉速平方式正比，也即轉速不可能大幅度提高的極限；5、氣缸固定於飛輪上，而飛輪的直徑在同功率發動機中永遠是最大的，因此扭矩極大；6、飛輪高速旋轉時就是一隻抽油泵，對於廢氣的排放徹底程度供油系統順利抽油均有重大價值；7、潤滑冷卻系比任何一類發動機簡單；8、用切斷低壓線圈開關的方式使高壓線圈點火，具體措施比一切發動機點火系都簡單，即採用與低壓線圈開關動接線柱與定接柱斷開或接通的方式，斷通點火，作為柴油發動機使用時，無須點火系；9、有最小的體積和最大的功率重量比；10、有簡單的結構，用常規的材料、技術，獲得省油增加性能，因此有最佳的經濟性，實施例圖1中的三缸機的製造成本600元/臺。
圖1為發動機主視圖；圖2為發動左視圖；圖3為點火系的連接圖；A為公知的點火接圈開關固定接線柱；B為活動接線柱；圖4為點火系與轉動件接線圖。
權利要求
1.一種導軌或高轉速，大扭矩轉子發動機，有公知發動機的一切從屬系統，點火系統，供油系統採用極簡單的結構完成氣缸活塞工藝，並獲得最大的功率，本發動機的重量比最小的體積、冷卻清聲到了最佳的狀況。而無Δ轉子發動機密封的難題。
2.其特徵是轉子即是飛輪，飛輪上均布數隻氣缸，並固定於其上，飛輪裝於油底殼導軌內並與導軌不同心，從而形成氣缸活塞杆導軌接觸時的近點遠點，隨飛輪上的氣缸內的活塞同在導軌制約下公轉，活塞杆的球狀頭部和帶磨擦紙的杆體均與各自導軌的接觸使活塞能以最省力方式，即旋轉來完成壓縮燃氣的任務。
3.其特徵是燃燒置於氣缸體頭部上方其內有按公知往復活塞發動機規定的進和排氣通道，各通道上布有彈簧和進排氣門芯，氣門芯頭部與弧狀導軌作動的配合，被後者壓縮氣門芯彈簧氣門芯處於開啟狀態，直至氣門芯頭部走完該弧狀片時彈簧才發揮復位作用，又使氣門芯呈關閉狀態，弧狀導軌固定於燃燒室上方，其形狀同於氣門芯運動軌跡。
4.其特徵是點火系統可用電子點火裝置，底壓斷電開關的一端按觸點接線柱，並按公知方式與高壓線圈火花塞相連，另一端在近點前接定點接線柱，用公知分火頭方式連接，差別是本發動機的中心軸連接處不動，而氣缸旋轉帶動點接線柱與之相連，並打出火花用公知電子矽整流開關點火，以二者的斷通開順序點火，若用柴油時可省掉點火系統。
5.其特徵是冷卻系統由導軌和底殼中注入油，即成油底殼，飛輪是浸在油中旋轉而完成液冷，本發明的潤滑系路需要冷卻潤滑處開孔或槽由油底殼中的油注入潤滑及冷液，油底殼外是冷水箱，與相關水道相併從中完成最佳冷卻系統。
6.其特徵是消聲系統是裝在氣缸內的一隻四通管，管中軸伸入飛輪內，因飛輪內腔是空心體，可裝消聲器，常規的消聲器電子消聲器、廢氣、噪音經消聲器電子處理通過空心軸輸出油底殼外，完成消聲工作。
全文摘要
一種導軌式大扭矩高轉速轉子發動機，有最大的功率重量比，最大的扭矩，並且由於活塞能以自轉方式壓縮燃氣，使轉速有極大提高，因之功率有極大提高，並且本發動機不用曲軸凸輪軸連杆等件，僅用一隻活塞杆便能使發動機完成旋轉壓縮，成本降低而有最佳機械效率。
文檔編號F01B13/06GK1884805SQ20051007847
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月20日 優先權日2005年6月20日
發明者甘志俊 申請人:甘志俊