葉片式汽油發動機的製作方法

2023-07-14 15:43:41 1

專利名稱：葉片式汽油發動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及內燃發動機，尤其是一種葉片式汽油發動機。
背景技術：
傳統的活塞式汽油發動機，其活塞在氣缸內往復運動，要不斷加速減速，這種結構不僅影響其做功效率，而且震動較大。目前，出現一種新型的三角轉子發動機。與活塞式發動機一樣，三角轉子發動機也是利用空氣、燃油混合氣燃燒產生的壓力。不同的是，在活塞式發動機中，燃燒產生的壓力保存在氣缸中，驅使活塞運動，連杆和曲軸將活塞的往復運動轉換為旋轉運動，而在轉子發動機中，燃燒產生的壓力保存在定子內壁和三角形轉子(在該發動機中用來代替活塞)構成的密封室中。所述三角轉子發動機主要包括內腔大致呈橢圓形的定子，三角轉子——該三角轉子的每個角的頂端與所述定子的內壁滑動密封接觸，該三角轉子的兩側分別與定子的兩端滑動密封接觸，從而構成三個獨立的密封氣室，燃油供給系統和點火系統。燃燒過程的四部分包括進氣，壓縮，燃燒和排氣。當轉子在定子內運動時，由轉子構成的三個氣室的體積將發生變化。這種變化會產生一種泵作用。進氣循環進氣階段從轉子頂點經過進氣口時開始，在進氣口接通氣室的那一刻，氣室的體積接近其最小值。當轉子轉過進氣口時，氣室的體積將增大，從而將空氣、燃油混合氣吸入氣室。當氣室的頂點經過進氣口時，該氣室即被密封，然後並開始壓縮。壓縮當轉子繼續在定子內運動時，氣室的體積會變得更小，進而壓縮空氣、燃油混合氣，當轉子的面轉到火花塞處時，氣室的體積再次接近最小，這是燃燒的起點。燃燒當火花塞點燃空氣、燃油混合氣時，會迅速產生壓力，驅動轉子運動， 燃燒的壓力會驅動轉子沿著氣室體積增大的方向移動，燃燒氣體繼續膨脹，推動轉子並產生動力，直至轉子的頂點再次經過排氣口。排氣當轉子的頂點經過排氣口時，高壓燃燒氣體會釋放到排氣裝置中，當轉子繼續運動時，氣室開始壓縮，迫使剩餘廢氣排出，當氣室體積接近最小時，轉子的頂點將經過進氣口，整個循環再次開始。這種新型的三角轉子發動機，與傳統的活塞式汽油發動機相比，具有以下優點運動零件更少，因而其可靠性更高；更順暢，轉子發動機中所有零件均沿一個方向持續旋轉， 不需要像傳統發動機中的活塞那樣劇烈地變換方向。但該結構目前還存在以下缺陷一是熱動力效率較低，其與活塞式發動機相比，燃燒室的壓縮比較低，因此比活塞式發動機更耗油，且做不成大功率發動機；二是生產成本高，其三角轉子的結構比較複雜，不易加工和裝配。正是因為其存在這些缺陷，致使三角轉子發動機到目前為止還沒有被普及應用。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種熱動力效率高，生產成本低，結構簡單且使用壽命長的葉片式汽油發動機。為實現上述目的，本實用新型可採取下述技術方案本實用新型一種葉片式汽油發動機，包括內腔橫截面為橢圓形的定子，設置在所述定子內腔的轉子，排氣孔，進氣孔，電控汽油噴嘴和火花塞，所述轉子與定子的軸線重合， 轉子的橫截面為圓形，輸出軸沿轉子的軸線貫穿於轉子的兩端並通過兩軸承支撐於定子兩端的端蓋上；在所述轉子周體上沿周向開設有均布的至少8個通槽，所述通槽沿軸向與所述軸線平行，在每個所述通槽內均設有一個長方形的葉片，通槽與葉片滑動配合；在所述轉子沿順時針方向旋轉狀態下，所述葉片通過離心力的作用其頂端與所述定子的內壁接觸， 所述葉片兩側、轉子兩端分別與定子的兩端接觸，構成數量與所述通槽數量相等的密封氣室；所述排氣孔設於定子內腔的左上方區域的所述端蓋上，其沿周向的兩端點與軸心的夾角大於兩個相鄰葉片間的夾角a、小於加；所述進氣孔設於定子內腔的右上方區域的所述端蓋上，其沿周向的兩端點與軸心的夾角大於a、小於加；所述電控汽油噴嘴和火花塞均位於定子內腔的左下方區域的所述端蓋上，從兩者各自的中心到軸心的連線分別與豎直線所構成的夾角均小於a。優選地，所述通槽為8個，或12個，或16個。優選地，所述通槽的底部與壓力氣源相通。優選地，在所述通槽的槽底與葉片的底端之間設有彈簧。優選地，所述定子包括一橫截面為圓形的內腔和對稱設置於所述內腔上、下端的兩個月牙形弧板，所述月牙形弧板外側圓弧面的半徑與定子內腔的半徑相等，其內側弧面沿周向順時針方向依次由等加速度弧面和等減速度弧面構成，在所述等加速度弧面和等減速度弧面之間設有過度弧面；所述月牙形弧板沿周向的兩端點與軸心的夾角大於20度、小於70度。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是由於採用上述技術方案，轉子與定子的軸線重合，轉子的橫截面為圓形，利用設置在轉子周體上沿周向均布的至少8個葉片，構成數量與所述葉片數量相等的密封氣室，這種結構，既具有三角轉子發動機的優點，運行順暢，可靠性高，又克服了三角轉子發動機熱動力效率較低、生產成本高的缺陷。圓形轉子，結構比三角轉子簡單，沒有曲軸和配氣機構，加工成本低；葉片的採用，可大大縮小轉子的尺寸，且更換葉片方便，進一步降低了生產和運行成本；轉子與定子的軸線重合，再加上密封氣室數量增加，因而運行更順暢，震動更小，零部件不易損壞，使用壽命更長；通過調整定子內腔形狀和葉片伸縮尺寸，可以大大提高密封氣室的壓縮比，提高熱動力效率，可以做成大功率發動機。本實用新型的所述葉片數量，可根據發動機功率大小相應增加，優選8個、12個或 16個，成4的倍數遞增，這樣的葉片數量，上述有益效果較好。再進一步的效果是月牙形弧板的採用，可以先將定子內腔加工成圓形，然後再把月牙形弧板固設於定子內腔的上、下端，這種結構降更加簡單，低了定子的加工難度和加工成本，且適合大批量生產和裝配，提高加工效率。

圖1是本實用新型具體實施方式
的結構示意圖。圖2是圖1的A-A剖面結構示意圖。
具體實施方式
[0017]如圖1和圖2所示，本實用新型一種葉片式汽油發動機，包括定子1，設置在所述定子1內腔的轉子3，排氣孔2，進氣孔7，電控汽油噴嘴9和火花塞8。所述定子1包括一橫截面為圓形的內腔和對稱設置於所述內腔上、下端的兩個月牙形弧板6 ；所述月牙形弧板6 外側圓弧面的半徑與定子1內腔的半徑相等，其內側弧面沿周向順時針方向依次由等加速度弧面和等減速度弧面構成，在所述等加速度弧面和等減速度弧面之間設有過度弧面，等加速度弧面與定子1內腔之間、及等減速度弧面與定子1內腔之間均設有過度弧面，所述月牙形弧板6沿周向的兩端點與軸心的夾角大於20度、小於70度。所述轉子3與定子1的軸線重合，轉子3的橫截面為圓形，輸出軸4沿轉子3的軸線貫穿於轉子3的兩端並通過兩軸承13支撐於定子1前後兩端的端蓋上(本實用新型對前、後、上、下、左、右的方向描述，均以圖1為準)；在所述轉子3周體上沿周向開設有均布的8個通槽，所述通槽沿軸向與所述軸線平行，在每個所述通槽內均設有一個長方形的葉片5，通槽與葉片5密封滑動配合；優選的，為了增加葉片5從通槽內沿徑向向外伸出的力，在所述通槽的槽底設有氣孔，所述氣孔通過開設在轉子3上的通道經滑動接口與外部壓力氣源連通，或經設置在所述通道內的單向閥與相應的密封氣室連通；也可以在所述通槽的槽底與葉片5的底端之間設置彈簧來增加葉片5從通槽內沿徑向向外伸出的力，再進一步地，可以在葉片5底端開設腔室，用於容置所述彈簧，以減小所述彈簧所佔的空間。在所述轉子3沿順時針方向旋轉狀態下，所述葉片5在離心力和所述氣孔氣壓(或所述彈簧的彈力)的作用下其頂端與所述定子的內壁接觸，所述葉片5兩側分別與定子的兩端接觸，所述轉子3兩端分別與定子的兩端接觸，構成與所述通槽數量相等的8個密封氣室。所述排氣孔2設於定子1內腔的左上方區域的後端蓋上，其沿周向的兩端點與軸心的夾角大於45度(相鄰葉片的夾角為a = 360/8 = 45度)、 小於90度(相鄰的兩組葉片的夾角為加=90度)。所述進氣孔7設於定子1內腔的右上方區域的後端蓋上，其沿周向的兩端點與軸心的夾角大於45度、小於90度。所述電控汽油噴嘴9和火花塞8均位於定子1內腔的左下方區域的後端蓋上，從兩者各自的中心到軸心的連線分別與豎直線所構成的夾角均小於45度(相鄰葉片的夾角為a = 360/8 = 45度)。本實用新型各技術方案中，所述葉片5的數量也可以設置為8個以上的其它數量， 優選12個，或16個。本實用新型各技術方案中，優選在所述輸出軸4上設置飛輪12，用於配重和平衡， 進一步消除震動。發動機啟動時由電機帶動轉子3順時針方向轉動，正常運轉後，工作過程如下1、吸氣行程轉子3順時針轉動，在離心力和所述氣孔氣壓(或所述彈簧的彈力) 的作用下，葉片5外伸，右上密封氣室區密封氣室逐漸加大，形成真空，由進氣管11經進氣口 7吸入外部空氣。2、壓縮行程轉子3順時針轉動，兩相鄰葉片5在右下密封氣室區收縮，密封氣室逐漸減小，產生高溫高壓氣體。3、做功行程，轉子3順時針轉動，兩相鄰葉片越過定子1內腔下端點後，電控汽油噴嘴9噴射汽油，火花塞8點燃高溫高壓汽油混合氣體燃燒，混合氣體體積膨脹，推動轉子 3向著容積擴大的方向即順時針方向轉動，兩相鄰葉片由於外伸，密封氣室逐漸加大。4、排氣行程轉子3順時針轉動，兩相鄰葉片由於收縮，兩葉片在左上密封氣室區葉片受定子內壁面的作用縮迴轉子槽內，左上密封氣室區密封氣室逐漸減小，產生壓力將燃燒後氣體通過排氣口 2排出，完成一個工作循環。 因對稱分布，轉子和軸承所受的徑向力基本相平衡，使發動機軸及軸承的壽命長， 噪聲低，發動機沒有曲軸和進排氣配氣機構，結構簡單，發動機每轉一轉完成四個熱力過程，功率大。
權利要求1.一種葉片式汽油發動機，包括內腔橫截面為橢圓形的定子(1 )，設置在所述定子(1) 內腔的轉子(3)，排氣孔(2)，進氣孔(7)，電控汽油噴嘴(9)和火花塞(8)，其特徵在於所述轉子(3)與定子(1)的軸線重合，轉子(3)的橫截面為圓形，輸出軸(4)沿轉子(3)的軸線貫穿於轉子(3)的兩端並通過兩軸承(13)支撐於定子(1)兩端的端蓋上；在所述轉子 (3)周體上沿周向開設有均布的至少8個通槽，所述通槽沿軸向與所述軸線平行，在每個所述通槽內均設有一個長方形的葉片(5)，通槽與葉片(5)滑動配合；在所述轉子(3)沿順時針方向旋轉狀態下，所述葉片(5)通過離心力的作用其頂端與所述定子的內壁接觸，所述葉片(5)兩側、轉子(3)兩端分別與定子的兩端接觸，構成數量與所述通槽數量相等的密封氣室；所述排氣孔(2)設於定子(1)內腔的左上方區域的所述端蓋上，其沿周向的兩端點與軸心的夾角大於兩個相鄰葉片(5)間的夾角a、小於加；所述進氣孔(7)設於定子(1)內腔的右上方區域的所述端蓋上，其沿周向的兩端點與軸心的夾角大於a、小於加；所述電控汽油噴嘴(9)和火花塞(8)均位於定子(1)內腔的左下方區域的所述端蓋上，從兩者各自的中心到軸心的連線分別與豎直線所構成的夾角均小於a。
2.根據權利要求1所述的葉片式汽油發動機，其特徵在於所述通槽為8個，或12個， 或16個。
3.根據權利要求2所述的葉片式汽油發動機，其特徵在於所述通槽的底部與壓力氣源相通。
4.根據權利要求2所述的葉片式汽油發動機，其特徵在於在所述通槽的槽底與葉片 (5)的底端之間設有彈簧。
5.根據權利要求3或4所述的葉片式汽油發動機，其特徵在於所述定子(1)包括一橫截面為圓形的內腔和對稱設置於所述內腔上、下端的兩個月牙形弧板(6)，所述月牙形弧板(6)外側圓弧面的半徑與定子(1)內腔的半徑相等，其內側弧面沿周向順時針方向依次由等加速度弧面和等減速度弧面構成，在所述等加速度弧面和等減速度弧面之間設有過度弧面；所述月牙形弧板(6)沿周向的兩端點與軸心的夾角大於20度、小於70度。
專利摘要本實用新型公開了一種葉片式汽油發動機，包括內腔橫截面為橢圓形的定子，轉子，排氣孔，進氣孔，電控汽油噴嘴和火花塞，轉子與定子的軸線重合，轉子的橫截面為圓形；在轉子周體上沿周向開設有均布的至少8個通槽，通槽內設有葉片；在轉子旋轉狀態下，葉片頂端與定子的內壁接觸，葉片兩側、轉子兩端分別與定子的兩端接觸，構成數量與通槽數量相等的密封氣室；排氣孔設於定子的左上方區域；進氣孔設於定子的右上方區域；電控汽油噴嘴和火花塞位於定子的左下方。本實用新型可縮小轉子的尺寸，更換葉片方便，降低了生產和運行成本；運行順暢，零部件不易損壞，使用壽命長；提高了熱動力效率，可以做成大功率發動機。
文檔編號F02B53/00GK201991604SQ20112004798
公開日2011年9月28日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者黃德中 申請人:紹興文理學院