[發明專利]進動轉子發動機

有效

• 申請號: 200910104549.4
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN101852124A
• 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;F02B53/12;F02B53/04;F04C2/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一技術領域

本發明涉及一種進動轉子發動機，尤其涉及一種由圓盤形狀的轉子安裝在定子內，實現進動旋轉的大功率發動機。

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。其中往復式發動機有幾種問題是避免不了的。1、往復式運動使發動機的極限轉速較低。2、往復式發動機設置有換氣閥門機構，該機構不但增加了整機體積，還增加了整機重量。3、采用曲軸與連桿進行動力傳輸，活塞在接近上止點與下止點時氣體膨脹力對曲軸的有效力臂很小，汽缸內的膨脹力不能得到充分的發揮，能量轉化率較低。4、整機功率重量比太小，不適合應用在航空方向。

另一類是近幾年發展起來的汪克爾型三角轉子發動機，該發動機功率大，轉速高，但其也有很多問題是不可能解決的。1、三角轉子的偏心轉動會產生很大的震動。2、三角轉子與汽缸壁間構成的汽缸形狀是狹長的，使燃料燃燒不充分。3、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，耗油較高，只有高速賽車或飛機使用，不適合民用化。

三發明內容

為了制造出一種成本低廉，部件極少，功率重量比超大的發動機。本發明拋棄傳動設計方案，采用全新的設計理念。本發明的設計思路為，采用轉子與定子組合形式，且轉子是無偏心轉動，在轉動中還要實現轉子與定子間構成的汽缸的容積變化。容積不但要變化，還要保證在轉子轉動360度中，每個獨立汽缸的容積要變大與變小兩次。

根據以上設計要求，本發明采用陀螺進動原理進行設計，其陀螺進動的原理為：一個自轉的物體受外力作用導致其自轉軸繞某一中心旋轉，這種現象稱為進動。進動是自轉物體之自轉軸又繞著另一軸旋轉的現象，又可稱作旋進。在本發明中，轉子被設計成一個圓盤狀，可視它為一個陀螺，圓盤的圓周展開圖設置成三次震動的簡諧波狀或三個連接的余弦曲線狀。定子內腔的頂面也不是平面的，而是一個“V”形的面。當轉子安裝在定子內部時，轉子與定子間封閉出6個獨立的空間，即6個汽缸。在工作時，轉子在定子內轉動的同時，轉軸繞經過中心點的垂直線進動，且轉動與進動比為1∶3。即當轉子轉動360度時，進動1080度，自此，轉子與定子間構成的6個汽缸容積實現變大與變小兩次，從而實現上述要求。

動力的傳輸是在轉子中心設置一個帶有空洞的球體，在球體內設置有輸出軸的萬向器，此時轉子即轉動也進動，但輸出軸僅轉動。輸出軸轉動與轉子轉動同步。密封是在轉子中心的球體外設置有上下兩個密封環，在轉子圓周外也設置密封環，另外在定子“V”形面的頂邊位置設置密封條，從而使整機密封良好。本發明的定子圓周的一側設置有進氣口與排氣口，在定子圓周的另一側設置有火花塞來進行點火，從而實現一個小體積，大功率的6缸發動機。

本發明顯著的有益效果是。

1.整機僅用3大部件構成，即一個定子，一個轉子，一個輸出軸，運動部件僅有2個，無曲軸，無齒輪，無氣門等機構使其加工與安裝容易，成本較低。

2.轉子在定子內部做無偏心的轉動及進動，其轉動是連續的，使整機震動很小，極限轉速很高。

3.發動機的換氣系統是在定子上設計氣口即可，整機采用自然吸氣與排氣式，無氣體閥門機構。

4.本發明中圓盤轉子上下兩個面分別間隔出3個獨立空間，使本發明為一個小型6缸發動機，其功率重量比超大，較適合航空方向。

5.本發明輸出軸扭矩由轉子圓周曲線的曲率決定，且在整個做功行程，其輸出扭矩不同于現有的往復式與三角轉子式發動機扭矩曲線。本發明中汽缸在膨脹沖程，其力臂是一樣的。使本發明在膨脹開始階段，能量的利用率很高，使本發明在傳統發動機的基礎上將性能進行了較大的提高。

6.輸出軸旋轉一周過程中，旋轉每間隔30度，兩個汽缸間重疊做功，又因為汽缸膨脹時力臂是一樣的，所以本發明扭矩曲線在1與2之間變化，而非傳統的發動機在0與1之間變化，本發動機的能量轉化效率較比傳統發動機高很多。

7.本發明壓縮比高，可使用壓燃動力。因其構件較少，無齒輪，無曲軸，結構堅固，所以可以承受爆震威力，從而可改為爆震能量的發動機。

8.本發明使用圓盤式轉子構件，使其密封較容易，且摩擦力較小，能量損耗少。

9.定子組成簡單，所以本發明冷卻容易，可直接在定子構件上設置水道或散熱片，來構成水冷或風冷散熱。

四附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1本發明外觀示意圖

圖2本發明剖面示意圖

圖3轉子總成正視圖與側視圖

圖4轉子總成透視圖