連續全程做功的旋轉活塞發動機的製作方法
2024-02-03 18:02:15
專利名稱：連續全程做功的旋轉活塞發動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發動機，尤其是涉及一種連續全程做功的旋轉活塞發動機。
背景技術：
傳統的往復活塞發動機其活塞作往復運動，動平衡性能較差，不適應高速旋轉，做功覆蓋面較窄，曲軸一般轉兩周做一次功，相對機械性耗能較高，另外，曲軸製造工藝複雜，增加耗材，經常開關的進氣門、排氣門使得氣密性較差，事故率較高。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、製造容易、動平衡性能優越、適於高速旋轉、氣密性好、安全可靠的連續全程做功的旋轉活塞發動機。
本實用新型的技術方案是包括主軸、氣缸、活塞，氣缸上設有燃料入口、火花塞接口、冷卻液接入口、冷卻液排出口，主軸為直線形活塞軸，氣缸由外壁曲線呈圓形、內壁曲線呈橢圓曲線或拋物線或雙曲線的空心柱體構成，活塞為實心柱體，活塞與其中心的主軸固定成一體設置於氣缸內，活塞外壁均勻開有四個凹槽，凹槽內設有彈簧和隔板，隔板伸出槽外的一端面呈凸起的弧形，氣缸對應於相鄰隔板處設有常開的進氣口和排氣口，通過主軸且在氣缸兩端設有氣缸端蓋，氣缸端蓋的內表面與隔板及活塞的兩端面滑動密封接觸。
活塞可以是圓柱體或偶數正稜柱體或偶數凹面正稜柱體。
本實用新型的優點如下1.結構簡單、製造容易、耗材少；2.做功覆蓋面為360，全程連續做功；3.旋轉部件關於主軸的軸向中心線完全對稱，動平衡優越，適於高速運轉；4.進氣口、排氣口為常開式，不用凸輪控制氣門關啟，氣密性好，安全可靠。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是沿圖1中A-A線的剖視圖；圖3是本實用新型工作原理圖。
具體實施方式
參照圖1、圖2，本實用新型包括主軸1、氣缸8、活塞3，氣缸8上設有燃料入口10、火花塞接口9、冷卻液接入口7、冷卻液排出口11，主軸1為直線形活塞軸，氣缸8由外壁曲線呈圓形、內壁曲線呈橢圓形的空心柱體構成，活塞3為實心圓柱體，活塞3與其中心的主軸1固定成一體設置於氣缸8內，活塞3外壁均勻開有四個凹槽，凹槽內設有彈簧4和隔板5，隔板5伸出槽外的一端面呈凸起的弧形，旋轉時與氣缸8橢圓形內壁滑動密封接觸，氣缸8對應於相鄰隔板處設有常開的進氣口13和排氣口12，通過主軸1及軸承2且在氣缸8兩端設有氣缸端蓋6，氣缸端蓋6與氣缸兩端採用密封式螺栓連接，氣缸端蓋6的內表面與隔板5及活塞3的兩端面滑動密封接觸，四塊隔板5與活塞3、兩個端蓋6及氣缸8一同將橢圓狀空心柱體分成了互不通氣的四個部分，各自分工，以實吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程。
參照圖3，橢圓是氣缸內腔體橫截面輪廓線，其內部圓是旋轉活塞外徑輪廓線，AE、BH、DG、CF表示四塊隔板初始位置，這四塊隔板將氣缸腔體分為四個互不通氣的區域，即四邊形CDGF為吸氣區，DBHG為壓縮區，BAEH為做功區，ACFE為排氣區。當主軸受力旋轉推動活塞逆時針旋轉θ角，四塊隔板同時也轉動θ角到達虛線表示的位置即CF到達C』F』位置，DG到達D』G』位置，BH到達B』H』位置，AE到達A』E』位置。
工作過程分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個過程，具體如下1.吸氣當θ角由0不斷增加時，四邊形CDGF的面積不斷增加，以CDGF為底面積，以隔板長度為高的缸內空間體積也不斷增加，即C』D』G』F』的面積在θ角由0趨於90的過程中總是大於CDGF的面積，而且越來越大，此時該腔體內氣壓低於外界氣壓，空氣自然要通過進氣口被吸入腔體；當θ角增加到90時，D』G』隔板到達BH位置，C』F』到達DG位置，此時四邊形C』D』G』F』的面積達到最大值，以這個面積為底，隔板長度為高的氣缸體積也達到最大值，活塞每旋轉90角，CDGF吸氣區就完成一次吸氣。
2.壓縮當θ角由90繼續增加向180靠近時，已存放在DBHG壓縮區的空氣隨著活塞與隔板的轉動將被逐步壓縮到BAEH做功區，當θ角等於180時，D』G』隔板到達AE位置，C』F』到達BH位置，此時四邊形CDGF的面積達到最小值，以這個面積為底，隔板長度為高的氣缸空間體積也達到最小值，可見活塞每旋轉90角，DBHG壓縮區就完成一次壓縮。
3.做功當θ角接近180時，開始向BAEH做功區注入燃料燃燒放熱，同時提前12點火，該區內氣體膨脹，推動D』G』隔板向CF隔板位置運動，即θ角由180繼續增加到270時，D』G』到達CF隔板位置，此時做功結束，有廢氣從排氣口開始向外排放，同理，活塞每旋轉90角，BAEH做功區就完成一次做功。
4.排氣當θ角由270繼續增加向360靠近時，存在於ACFE排氣區的廢氣隨著活塞與隔板的轉動被逐步從排氣口排出，當θ角等於360時，D』G』重新到達DG位置，即回到了初始位置，活塞每旋轉90角，ACFE排氣區就完成了一次排氣。
綜上所述，各衝程的周期均為90，若活塞旋轉一周時，四個衝程均完成四次作業，即四次吸氣、四次壓縮、四次做功、四次排氣，所以說做功覆蓋面達到360，形成了均勻的扭矩輸出，高速時動平衡具有無可比擬的優越性。
權利要求1.一種連續全程做功的旋轉活塞發動機，包括主軸(1)、氣缸(8)、活塞(3)，氣缸(8)上設有燃料入口(10)、火花塞接口(9)、冷卻液接入口(7)、冷卻液排出口(11)，其特徵在於主軸(1)為直線形活塞軸，氣缸(8)由外壁曲線呈圓形、內壁曲線呈橢圓曲線或拋物線或雙曲線的空心柱體構成，活塞(3)為實心柱體，活塞(3)與其中心的主軸(1)固定成一體設置於氣缸(8)內，活塞(3)外壁均勻開有四個凹槽，凹槽內設有彈簧(4)和隔板(5)，隔板(5)伸出槽外的一端面呈凸起的弧形，氣缸(8)對應於相鄰隔板處設有常開的進氣口(13)和排氣口(12)，通過主軸(1)且在氣缸(8)兩端設有氣缸端蓋(6)，氣缸端蓋(6)的內表面與隔板(5)及活塞(3)的兩端面滑動密封接觸。
2.根據權利要求1所述的連續全程做功的旋轉活塞發動機，其特徵在於活塞(3)可以是圓柱體或偶數正稜柱體或偶數凹面正稜柱體。
專利摘要一種連續全程做功的旋轉活塞發動機，包括主軸、氣缸、活塞，氣缸上設有燃料入口、火花塞接口、冷卻液接入口、冷卻液排出口，主軸為直線形活塞軸，氣缸由外壁曲線呈圓形、內壁曲線呈橢圓曲線或拋物線或雙曲線的空心柱體構成，活塞為實心柱體，活塞與其中心的主軸固定成一體設置於氣缸內，活塞外壁均勻開有四個凹槽，凹槽內設有彈簧和隔板，隔板伸出槽外的一端面呈凸起的弧形，氣缸對應於相鄰隔板處設有常開的進氣口和排氣口，通過主軸且在氣缸兩端設有氣缸端蓋，氣缸端蓋的內表面與隔板及活塞的兩端面滑動密封接觸。本實用新型結構簡單、製造容易、動平衡性能優越、適於高速旋轉、氣密性好、安全可靠，連續全程做功。
文檔編號F01C1/344GK2781010SQ20052002850
公開日2006年5月17日 申請日期2005年4月13日 優先權日2005年4月13日
發明者於向輝, 於海濤 申請人:於向輝