[發明專利]擺線轉子發動機

無效

• 申請號: 200910104429.4
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101852123A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 尚世群
• 申請（專利權）人: 尚世群
• 主分類號: F02B53/02
• 分類號: F02B53/02;F02B55/02;F02B53/04;F02B55/16;F02B53/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一技術領域

本發明涉及一種擺線轉子發動機，尤其涉及一種由橢圓轉子與三角腔構件共同旋轉構成的無震動，高轉速，高扭矩的大功率發動機。

二背景技術

目前現有發動機中，技術較成熟的主要為車用的往復活塞式發動機及汪克爾型三角轉子發動機。以上兩類發動機中，往復式發動機經過了一百多年的設計與改進，有幾種問題是不可能改變的。1、發動機的采用活塞的往復運動進行能量轉換，所以發動機的極限轉速較低，且能量在曲軸轉動360度時，扭矩持續時間為180度。2、所有的往復式發動機都設置有換氣閥門機構，這樣不但增加了整機體積，還增加了整機重量。3、往復式發動機采用曲軸與連桿進行動力輸出，此種輸出方式在活塞接近上止點與下止點時有效力臂很小，使汽缸內的膨脹力不能得到充分的發揮，能量轉化率很低。4、往復式發動機在點火時，點火正時需要十分精確，否則很容易過早或過晚，造成整機功率降低。

現有技術中，另一類是近幾年發展起來的馬自達三角轉子發動機，它比往復活塞式發動機轉速要高，功率要大。但其也存在很多不可避免的缺陷。1、三角轉子發動機中的轉子在工作過程中是偏心轉動的，所以在發動機工作時會產生很大的震動。2、三角轉子發動機的汽缸形狀是月牙狀，由三角轉子與橢圓形外壁構成，此形狀不利于氣體的燃燒。3、轉子發動機的壓縮比較小，不能使用壓燃動力。4、三角轉子發動機的密封困難，加工不易。5、該發動機在工作時，汽缸內氣體膨脹后的壓力被分解，有效扭矩很小，使該發動機能量轉化效率較往復式發動機低，但其又有很高的轉速，使其功率由很大，所以一般重型設備或越野車無法安裝該類型發動機，只有高速賽車或飛機使用，使其較難推廣。

三發明內容

為了制造出一種成本低廉，部件極少，轉速極高，且在工作時幾乎無震動的發動機。本發明采用了全新的解決方案，整機可由單轉子或雙轉子構成。

本發明的設計思路為，首先考慮到極限轉速要高，且無震動，本發明中的組成部件均需要無偏心轉動。又考慮到發動機的汽缸容積需要周期性變化來實現四個沖程，且汽缸在膨脹時扭矩要比三角轉子發動機大，并且加工與制造要容易，所以本發明采用了擺線式結構構成轉子總成，即使用一個橢圓形轉子安裝在三角腔構件內，并使兩個構件間組成的三個空間互不相通。當兩個構件以3∶2的轉速比繞各自的中心軸轉動時，即實現了上述要求，并使能量轉化效率及功率重量比在現有技術的基礎上進行了較大的提高。

另外使用擺線式結構在汽缸膨脹時，氣體推動橢圓轉子轉動，橢圓轉子又推動三角腔構件轉動，所以膨脹的汽缸密封是自密封，使本發明的密封容易。在工作時，整機輸出的扭矩由橢圓轉子的最長半徑與最小半徑差值決定。本發明中提供了4種轉子與汽缸間的組合方案，每種各有優勢，其中的A方案為標準型，其加工難度較低，能量轉化效率適中；D方案加工難度最大，但能量轉化效率最高。整機汽缸容積由橢圓轉子與三角腔構件之間的空間容積決定。另外三角腔構件還是一個軸承體內套，它是以其外壁為軸頸進行旋轉的。在本發明中，為了不增加復雜的進氣與排氣閥門機構，本發明采用在橢圓形轉子上設有進氣道與排氣道進行換氣，氣體是通過轉子進入或排出汽缸的，且進排氣采用自然吸氣與排氣式，當氣體壓縮后，由殼體上安裝的火花塞來點火，且轉子每轉動一周，火花塞點火一次。點火系的優點是當火花塞點火過早或過晚時氣體不接觸火花塞，即不被點燃，所以無需顧及功率降低等問題，當轉子高速轉動時，為了保證點火時間依然精確，本發明采用在轉子一側安裝有熱延時線圈，每當轉子轉動一周時，可燃氣體壓力達到最高時與點火線圈接觸，即被點燃。轉子在運轉時無往復運動，無偏心運動，整機轉子轉動一周，發動機做功一次，氣體推動轉子的做功路徑為270度。而普通的往復式發動機是180度，使本發明做功路徑較比傳統發動機要長。

根據以上原理，本發明基本構件為橢圓轉子、三角腔構件、上殼體、中殼體、下殼體、汽缸殼體。其中上、中、下殼體不但起到密封汽缸的作用，還有通過橢圓轉子將可燃氣轉送到汽缸的目的，汽缸殼體起到為三角腔構件的充當軸孔的作用。由橢圓轉子與三角腔構件構成的轉子總成放在殼體內部，其使用了擺線式原理構成，即內部轉子放置在比它多一個角的腔體內，轉子與腔體以各自的中心點旋轉，其間隔空間的容積發生周期性變化的都可構成轉子總成。通過在轉子上設置進排氣孔，實現汽缸間的進氣，壓縮，膨脹，排氣四個沖程，自此得到一個無連桿機構，無齒輪機構的，無震動，高轉速的四沖程發動機。

本發明顯著的有益效果是。

1.整機僅有幾個部件構成，運動部件僅有兩個，生產加工與安裝容易。