旋轉軸向發動機的製作方法

2023-06-02 18:40:51

專利名稱：旋轉軸向發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機，更具體說，涉及旋轉發動機，以及它可以用於例如汽車這樣的車輛或飛機，以及小型動力廠。
Wankel提議的旋轉活塞發動機具有三角形轉子，位於圓筒形殼體內，其剖面按照圓外旋輪線製造。轉子這樣安裝，使它可在偏心軸上旋轉以及剛性連接至活動的齒輪，而活動的齒輪與靜齒輪相交。帶有活動齒輪的轉子圍繞靜齒輪轉動，從而使其邊緣沿殼體的內表面滑動，斷開通過工作介質用的通道腔室的可變的容積，此通道是在殼體的內表面和轉子表面之間形成的。殼體設置燃料混合物供給口以及廢氣排出口，以及與通道連接的腔室，火花塞安裝在此腔室內。發動機沒有經受往復運動的笨重零件，其結果是增加了衝程的平穩性，工作中噪聲水平和振動降低。
然而，這種結構具有的缺點是存在齒輪和偏心軸，它們降低了工作的可靠性。
已公開了一種旋轉發動機，其轉子位於軸向(見WO94/04794IPCF01C1/344，1994年3月3日公開)。這種發動機具有殼體，在它內部帶葉片的轉子固定在轉動軸上，葉片安裝在轉子周邊部分製造的切槽內。殼體是由兩個沉重的蓋子相互連接到一起組成。可拆的插入件由轉子側面安裝到每個蓋子的環形凹座內。插入件形成環形通道，供工作介質通過，在其中放置了轉子的周邊部分和葉片。葉片具有矩形板的形狀，它的短側面對著蓋子，具有曲率半徑，以及轉子的切槽具有直縫的形狀，相當於矩形板的橫截面。供工作介質通過的環形通道具有矩形截面，其形狀相當於葉片的形狀，以及被轉子盤分割成兩個相等容積部分。在沿轉子軸的方向上通道按照周期規律彎曲成波紋形，相對於轉子中部對稱，並垂直於轉子軸。通道沿其彎曲的波紋形曲線具有在平面上展開的圓外旋輪線形狀。蓋子設置空氣吸入口和廢氣排出口，以及還設置與通道連接的腔室，在此腔室中安裝燃料注射噴嘴。這種發動機具有軸向位置的轉子盤，以及完全平衡，因此工作更可靠。然而，葉片上的靜態密封件導致工作過程中的磨損不均勻。在葉片彎曲部分的密封件比直線部分的密封件磨損快得多，其結果是工作室內的氣密性損失，以及隨之功率下降，或者甚至損壞發動機。
本發明的基本目的是增加旋轉發動機結構工作的可靠性。
為達到上述目的，本發明提供了一種旋轉軸向發動機，它具有由兩個相互連接的蓋子組成的殼體，固定在軸上的轉子，它安裝在兩個蓋子之間，以及在其周邊部分具有導槽，導槽沿轉子軸在徑向平面內取向，以及葉片安裝在導槽內，並有可能沿平行於轉子軸的方向往復運動，而環形凹座設在每個蓋子的內表面上，這種形狀使兩個蓋子連接時形成供工作介質通過的環形通道，環形通道在前進通過轉子軸的部分具有的形狀，相當於葉片的形狀，以及按照周期規律彎曲成波紋形，相對於轉子中部對稱，垂直於轉子軸。葉片帶有密封元件，帶有安裝葉片的轉子的周邊部分位於環形通道內，以及每個蓋子具有空氣吸入口，供給空氣至環形通道，以及廢氣排出口，以及還具有連接至環形通道的腔室，在此腔室中安裝燃料注射噴嘴，按照本發明，每個葉片具有扁平圓筒形狀，在其側表面上有兩個切向槽，位置相互完全相反，轉子的引導切槽具有的形狀相當於在垂直於切向槽方向的直徑平面內葉片的橫截面。環形通道最好按照正弦曲線彎曲。
說明本發明的附圖中

圖1是發動機的等距離透視圖；圖2是帶有密封元件的葉片的等距離透視圖；圖3是圖1A-A的剖面圖；以及圖4是發動機的工作過程圖，環形部分沿通道10的中線在平面上展開。
發動機具有上蓋子1和下蓋子2，它們用螺栓3通過墊片4相互連接。轉子5固定在蓋子1和2之間的軸6上，並可以在軸承7內轉動。轉子5在其外周邊部分具有引導切槽，而葉片8自由安裝在此切槽內。蓋子1和2由面對轉子5的側面具有環形凹座9，它們製成這樣的形狀，使在兩個蓋子裝配成單一結構時，形成通道10用於通過工作介質，通道10被轉子5分割，轉子5的周邊部分和安裝的葉片一起位於環形通道10內。環形通道10具有通過軸6的橫截面，它是圓形，其直徑相當於葉片8的直徑。環形通道10按照周期規律彎曲成波紋形，最好為正弦曲線形，相對於轉子5的中部對稱，並垂直於軸6。在蓋子1和2上帶有空氣吸入口12和廢氣排出口13。在每個蓋子的殼體內設置與通道10連接的腔室14，在此腔室內放置燃料注射噴嘴15，如果需要，可放置熱球點火系統(圖中未示出)。
葉片8具有扁平圓筒形狀，在它的側面制出兩個切向槽16，位置相互完全相反。圓筒的端面部分位於切向槽16的兩側，形成葉片8的盤部。密封元件是密封環17，自由安裝在葉片8盤部側面制出的槽內。
轉子5的切槽內安裝葉片8，它具有的形狀相當於在垂直於切向槽16方向的直徑平面上葉片8的橫截面，即H形。而葉片8的盤部進入切槽的平行部分，以及它位於切向槽16之間和連接盤部的部分，進入切槽連接上述平行部分的切槽部分。
通道10被轉子5分割成兩部分，每一部分可以有條件地分割成空氣吸入區18，壓縮區19，工作衝程區20，廢氣排出區21。在這裡通道10的上部的每個工作區相對於通道的下部的類似的工作區偏移預定的角度。在圖4所示通道10的「正弦曲線」具有2周期的情況下，偏移角為90°。在功率較大，以及隨之轉子直徑也較大的發動機內，建議增加環形通道的周期(彎曲線)的數目。在這種情況下，偏移角是類似的。
發動機的工作方式如下。
在開始時刻，起動機構帶動轉子5進入旋轉以及葉片8與轉子5一起開始圍繞軸6沿通道10運動。與此同時，空氣通過吸入口12吸入或者在壓力下注射入位於吸入區18內相鄰的葉片8之間的空間。之後，在相鄰的葉片通過吸入口12之後，它們之間的空間減小以及產生空氣壓縮(在區域19)在工作衝程區20內燃料在高度壓縮下自動點火或藉助熱球點火系統點火，此燃料是由室14供給，通過噴嘴15進入壓縮空氣中。膨脹氣體的壓力作用於葉片8和引起轉子5旋轉。廢氣通過排出區21的出口13排出。在此之後，藉助通過噴嘴15連續供給燃料使燃燒保持。
在發動機工作時，葉片8經歷複雜的運動在轉子5的切槽內沿平行於軸6的方向的往復運動，以及沿環形通道10的前進運動。由於切向槽16，葉片8在沿轉子的軸6運動時不能沿轉子5的半徑移動，以及非常強地壓緊頂住通道10的壁，例如，經受離心力的作用，它可能導致葉片卡住。
葉片8之間工作腔室的密封是使用密封環17實現。由於葉片8盤部的圓形以及密封環17自由安裝在盤部的槽內，在葉片運動時密封環17沿這些槽滑動和轉動，不斷地改變位置，它保證了均勻的磨損和發動機更可靠的工作。
通道10的正弦曲線形不是強制性的，但從發動機均勻工作的觀點看是最佳的，以及可以防止葉片在運動時在通道內卡住，特別是在轉子5高頻旋轉的情況下。
本發明的發動機可以使用任何液體碳氫燃料按照上述循環工作。
為了達到較大的發動機功率，可以在蓋子內製造數個同心通道，以及在轉子上製造數排切槽，並在其中安裝相應數目的葉片。
權利要求
1.一種旋轉軸向發動機，它具有由兩個相互連接的蓋子組成的殼體，固定在軸上的轉子，轉子安裝在蓋子之間以及在其周邊部分具有引導切槽，切槽沿轉子軸在半徑平面內取向，以及葉片安裝在切槽內使有可能沿平行於轉子軸的方向往復運動，而環形凹座設在每個蓋子的內表面上，這種形狀使兩個蓋子連接時形成供工作介質通過的環形通道，環形通道在前進通過轉子軸的部分具有的形狀，相當於葉片的形狀，以及按照用期規律彎曲成波紋形，相對於轉子中部對稱，垂直於轉子軸，葉片帶有密封元件，帶有安裝葉片的轉子的周邊部分位於環形通道內，以及每個蓋子具有空氣吸入口，供給空氣至環形通道，以及廢氣排出口，以及還具有連接至環形通道的腔室，在此腔室中安裝燃料注射噴嘴，其特徵在於，每個葉片(8)具有扁平圓筒形狀，在其側表面上有兩個切向槽(16)，位置相互完全相反，轉子(5)的引導切槽具有的形狀相當於在垂直於切向槽(16)方向的直徑平面內葉片(8)的橫截面，以及密封元件(17)安裝在葉片(8)的盤部的側表面上，並有可能沿葉片(8)的盤部的周邊自由運動。
2.按照權利要求1的旋轉軸向發動機，其特徵在於所述的環形通道彎曲成正弦曲線形。
全文摘要
本發明屬於內燃機領域,以及涉及一種旋轉軸向發動機,它具有殼體(1),殼體具有波紋形的環形通道(10)供其中放置工作件,以及在其中轉子(5)這樣安裝,使其周邊部分位於上述通道(10)內。轉子(5)的周邊部分具有切槽,在其中安裝活動葉片(8),從而使轉子(5)旋轉時,葉片(8)可以沿波紋形通道(10)運動。葉片(8)製造成扁平筒形狀,它具有無全相反的切向槽(16),以及具有盤形的端部,排列在上述切向槽(16)的兩側。位於圍繞盤形端部的切向槽具有密封元件(17),它這樣安裝,使有可能沿上述盤形端部的周邊運動。轉子(5)的切槽具有的形狀相當於在垂直於切向槽(16)方向的直徑平面上葉片(8)的橫截面。由於葉片(8)的盤形端部的圓形,當葉片(8)沿通道(10)施加壓力時,密封元件(17)能夠在葉片(8)的上述盤形端部的槽內運動,它導致上述密封元件均勻的磨損以及發動機更可靠的工作。
文檔編號F02B53/00GK1329695SQ99814236
公開日2002年1月2日 申請日期1999年12月10日 優先權日1998年12月11日
發明者格奧爾吉列昂尼多維奇·科茲洛夫, 彼德阿納託利耶維奇·雷格爾 申請人:阿科託－貿易有限公司