環形氣缸旋轉式發動機的製作方法

2023-10-23 17:42:52 2

專利名稱：環形氣缸旋轉式發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種內燃發動機，具體的說通過兩組交錯安置的活塞在環形氣缸中旋轉，用卵形-偏心圓齒輪機構控制活塞間相對位置，並將燃汽燃燒所產生的功，由卵形-偏心圓齒輪機構傳遞給輸出軸。
背景技術：
現在大量應用的是採曲柄連杆機構的往復式發動機，加工簡單，密封性好，技術成熟。但往復式發動機需將活塞做的往復運動，轉換成曲軸的旋轉運動，平衡性差、振動大，運動部件多，結構複雜。三角旋轉式發動機雖然結構簡單緊湊、零件數少、平順性好，但運動密封性差，氣缸、轉子線形複雜，加工難度大，燃燒室面容比大。故而現在還沒有大量應用。

發明內容
為了克服上述缺點，本發明的目的就是提供一種結構簡單，比質量輕，效率高，加工方便，運動密封性好，運行平順的旋轉式發動機。
本發明所採用的技術方案是在環形氣缸中由兩組共四個活塞形成四個獨立的氣室。交錯的兩個活塞固定聯接成一組。活塞組能在環形氣缸中轉動。活塞組分別固定聯接一個卵形齒輪，兩個卵形齒輪與輸出軸上固定安裝的兩個偏心圓齒輪嚙合。兩個偏心圓齒輪安裝偏心相位差180度。利用卵形-偏心圓齒輪機構傳動比的周期性變化，控制兩組活塞在環形氣缸中交替作加速、減速旋轉。使氣室容積周期性擴大、縮小，四個氣室依次完成進氣、壓縮、做功、排氣四個工作循環過程。同時將燃汽燃燒所產生的功，通過卵形-偏心圓齒輪機構傳遞給輸出軸。為保證密封性，裝有活塞環和密封環用於密封。在活塞旋轉時通過氣缸體上的進氣孔、排氣孔換氣。
有益效果本發明活塞連續旋轉，直接將可燃氣的燃燒膨脹力矩轉化為驅動扭矩，與往復式發動機相比，本發明無需將直線運動轉化為旋轉運動；而且一個氣缸中有四個氣室同時工作，在相同功率的情況下本發明體積更小，質量更輕。本發明結構簡單，無需專門配氣機構，僅有三個活動構件，即兩個活塞卵形齒輪構件和固定安裝有兩個偏心圓齒輪的輸出軸，它們繞各自的質心旋轉，振動小。本發明利用活塞環和密封環密封，密封效果遠優於三角旋轉式發動機，能達到往復式發動機的密封水平。活動部件間以齒輪傳動，沒有衝擊。壓縮比大，氣室面容比小。本發明的零件線形簡單，加工方便，宜大批量製造。


圖1是本發明實施例主要部件圖。
圖2是本發明實施例結構圖。
圖3至圖7是本發明工作原理圖，其中圖3是吸氣，圖4是壓縮，圖5是點火，圖6是做功，圖7是排氣。
附圖中，1.卵形齒輪A，2.密封環，3.活塞聯接件A，4.活塞A1，5.活塞環，6.定心軸，7.活塞B2，8.活塞聯接件B，9.活塞B1，10.火花塞，11.進氣孔，12.卵形齒輪B，13.端蓋，14.排氣孔，15.缸體B，16.偏心圓齒輪B，17.偏心圓齒輪A，18.輸出軸，19.活塞A2，20.缸體A，21.冷卻水通道，22.環形氣缸。I、II、III、IV是四個獨立氣室。V是輸出軸(18)旋轉角速度，VA是A活塞組旋轉角速度，VB是B活塞組旋轉角速度。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對發明進一步說明。實施例主要部件和結構如圖1、圖2所示。環形氣缸由缸體A(20)與缸體B(15)組成。在環形氣缸上開進氣孔(11)和排氣孔(14)。活塞聯接件A(3)固定聯接活塞A1(4)和活塞A2(19)，聯成A活塞組；活塞聯接件B(8)固定聯接活塞B1(9)和活塞B2(7)，聯成B活塞組；同一組的兩個活塞聯接相位差180度。活塞組能繞定心軸(6)在環形氣缸中轉動。每個活塞上裝有活塞環(5)。活塞聯接件與缸體之間，兩個活塞聯接件之間有密封環(2)用於密封。活塞聯接件A(3)與卵形齒輪A(1)固定聯接，活塞聯接件B(8)與卵形齒輪B(12)固定聯接。輸出軸(18)支承於兩個端蓋(13)軸承上，定心軸(18)固定在兩個端蓋(13)上。輸出軸(18)與定心軸(6)平行，輸出軸(18)上固定安裝有偏心圓齒輪A(17)和偏心圓齒輪B(16)，兩個偏心圓齒輪安裝偏心相位差180度；卵形齒輪A(1)與偏心圓齒輪A(17)嚙合，卵形齒輪B(12)與偏心圓齒輪B(16)嚙合，卵形齒輪節線長是偏心圓齒輪節線長的二倍。在氣缸體A(20)與氣缸B(15)上安排冷卻水通道(21)。
下面結合圖3至圖7中I氣室為例，說明本發明工作原理。活塞組與環形氣缸圍成I、II、III、IV是四個獨立氣室。I氣室由A活塞組的A1活塞(4)與B活塞組的B1活塞(9)與環形氣缸(22)圍成；本發明運行時，由於卵形-偏心圓齒輪機構傳動比的周期性變化，輸出軸(18)以角速度V勻速旋轉，則A活塞組以角速度VA，B活塞組以角速度VB作周期性變速旋轉。圖3中輸出軸以V速轉動，這個過程中VA大於VB，I氣室與進氣孔相通，I氣室容積逐步加大，向內吸氣，這是吸氣過程。圖4中B1活塞已轉過進氣孔，I氣室成為密閉空間，在這個過程中VA小於或等於VB，I氣室容積逐步縮小，這是壓縮過程。圖5中這個時點VA等於VB，I氣室容積最小，點燃燃汽。圖6中燃汽燃燒做功，使I氣室內壓增加，這個過程中VA大於或等於VB，I氣室容積逐步加大，通過兩組齒輪機構將功傳給輸出軸(18)，這是做功過程。圖7中，燃汽已完全燃燒，做功完畢，這時B1活塞已轉到排氣孔，I氣室與排氣孔相通，這個過程中VA小於等於VB，I氣室容積逐步縮小，這是排氣行過程。當排氣過程結束，VA開始大於VB，B1活塞已轉到吸氣孔，I氣室與進氣孔相通，向內吸氣，開始新一輪工作循環。同理，當I氣室作吸氣過程時，II氣室在作排氣過程，III氣室在作做功過程，IV氣室在作壓縮過程。也就是說，輸出軸(18)旋轉720度，四個氣室一共有四個做功過程。
權利要求
1.一種環形氣缸旋轉式發動機，通過活塞在環形氣缸中旋轉，將燃汽燃燒所產生的功，由齒輪機構傳遞給輸出軸，其特徵是在環形氣缸中有兩組共四個活塞，在環形氣缸形成四個獨立的氣室；交差的兩個活塞固定聯接成一組，能在環形氣缸中轉動；每組活塞組分別固定聯接一個卵形齒輪，兩個卵形齒輪與輸出軸上固定安裝的兩個偏心圓齒輪嚙合；利用卵形-偏心圓齒輪機構傳動比周期性變化的特性，控制兩組活塞旋轉速度，使氣室容積周期性擴大、縮小，四個氣室依次完成進氣、壓縮、做功、排氣四個工作循環過程；同時將燃汽燃燒所產生的功，通過卵形-偏心圓齒輪機構傳遞給輸出軸。
2.據權利要求1所述環形氣缸旋轉式發動機，其特徵是其氣缸為圓環形，氣缸內中空，在氣缸體上有進氣孔與排氣孔用於換氣。
3.據權利要求1所述環形氣缸旋轉式發動機，其特徵是交錯的兩個活塞由活塞聯接件固定聯接成活塞組，兩個活塞聯接相位差180度；有一定心軸與氣缸環心軸線同軸線；活塞組能獨立繞定心軸在環形氣缸中轉動。
4.據權利要求1所述環形氣缸旋轉式發動機，其特徵是其活塞組分別固定聯接一個卵形齒輪；其輸出軸與定心軸平行，兩個偏心圓齒輪固定安裝在輸出軸上，兩個偏心圓齒輪安裝偏心相位差180度；兩個活塞組固定聯接的卵形齒輪分別與偏心圓齒輪嚙合。
5.據權利要求1所述環形氣缸旋轉式發動機，其特徵是卵形齒輪節線長是偏心圓齒輪節線長的二倍，卵形齒輪齒數是偏心圓齒輪齒數的二倍。。
6.據權利要求1所述環形氣缸旋轉式發動機，其特徵是其活塞及活塞聯接件與環形氣缸緊密配合，活塞上有活塞環用於密封，活塞聯接件與氣缸之間、兩組活塞聯接件之間裝有密封環用於密封。
全文摘要
環形氣缸旋轉式發動機是一種結構簡單，比質量輕，效率高，加工方便，運動密封性好，運行平順的內燃機。它有兩組共四個活塞，在環形氣缸形成四個獨立的氣室；交差的兩個活塞固定聯接成一組，能在環形氣缸中轉動；用活塞環和密封環密封；活塞組固定聯接的卵形齒輪，與輸出軸上固定安裝的偏心圓齒輪嚙合；利用卵形－偏心圓齒輪機構傳動比周期性變化的特性，控制兩組活塞作變速旋轉，使氣室容積周期性擴大、縮小，四個氣室依次完成進氣、壓縮、做功、排氣四個工作循環過程；同時將燃汽燃燒所產生的功，通過卵形－偏心圓齒輪機構傳遞給輸出軸。它作為內燃機的一種新形式，可應用於交通運輸、農業機構、工程機械和發電時作為動力。
文檔編號F01C1/077GK1458392SQ0312841
公開日2003年11月26日 申請日期2003年4月23日 優先權日2003年4月23日
發明者鄭偉勇 申請人:鄭偉勇