[發明專利]雙旋轉四循環活塞式雙軸內燃機、壓流驅動機和泵

無效

• 申請號: 201010246218.7
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101922347A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 段方泉
• 申請（專利權）人: 段方泉
• 主分類號: F02B53/02
• 分類號: F02B53/02;F04C2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明分屬內燃機技術領域、流體動力機械和泵領域，特別涉及旋轉活塞式內燃機領域、旋轉式壓力流體動力機械和旋轉活塞式壓力泵領域。

(二)背景技術

目前常用的發動機仍然是有上百年歷史的曲軸連桿往復活塞式內燃機，由于其工作原理和構造原因帶有不可克服的效率低、體積大、轉速低、重量大等缺點。幾十年來，世界范圍內，人們一直在努力開發有巨大潛力和優良性能的旋轉活塞式內燃機，并且試制了兩種有代表性的試驗機，但由于多種關鍵技術未能解決，沒有被廣泛應用。

一種是三角形轉子旋轉活塞內燃機(汪克爾式)，由于該型機實際制造對選材、加工非常苛刻及磨損大和無法克服的結構性缺陷——進、排氣不暢，未獲推廣應用。

另一種是從上世紀五六十年代便公開的雙旋轉四循環活塞式內燃機：參見1964年第一版上海科學技術出版社出版的數理化自學叢書《物理》第二冊第324頁-327頁，實驗表明該機型相比具有良好的性能，功率大(3.6倍)、油耗低(1/3)、重量輕(約0.5kg/kw)、轉速廣(60轉/分-4000轉/分)，但是，由于控制及配套技術的不完善，至今未能開發成功而廣泛取代落后的往復活塞式內燃機。雖然此間不斷有人努力研究，但仍然離實際應用相距甚遠。

專利號為ZL200820223472.3的中國專利公開了一種雙旋轉四循環活塞式內燃機，在控制方面采用了單向旋轉軸承及凸輪、摩擦塊等解決旋轉活塞倒轉和速差問題；申請號為200610075922.4的發明專利申請公開了一種雙旋轉四循環旋轉活塞式發動機，采用了伸縮器及兩個旋轉器的控制裝置。

以上最新現有技術方案不足之處有：一是兩對旋轉活塞雖不能倒轉但存在著停轉，并且轉速變化是突變性變化，機件承受扭轉剪切力大、震動性大。二是無論從機軸或套軸直接輸出動力，轉速都是不穩定的，如果利用慣性原理裝置來求得輸出旋轉平穩，必然加大了另一軸所連接旋轉活塞及機件加倍的突變性轉速變化，也造成了四個汽缸、活塞對應工作沖程時間上、速度上的不同及功率、推力的不同，震動加大。三是高轉速、大功率、加減速工作狀態下機件強度如何保證等問題，及相關配套技術更未系統性解決！因此到目前為止，具有如此優良性能和巨大發展前途即具有換代潛力的優秀機型還是僅存在于人們的期盼中，存在于研究中！

特別是世界性能源危機的繼續和即要節能減排又要不停發展的矛盾日趨尖銳的今天，淘汰被廣泛應用又數量巨大的低效、笨重往復活塞式內燃機更顯迫切！

(三)發明內容

本發明正是針對雙旋轉四循環活塞式內燃機潛在具有多方面優良性能并特別適用于飛行器，而研究多年，又特別是近年來世界性能源危機的暴發和節能環保迫切性，促進了這一將擔當起世界性內燃機換代任務之優秀機型的研究，在長時間連續攻關下，在最關鍵的旋轉活塞合理、準確控制方面及適用于更高轉速、更大功率方面和多項配套技術及多領域應用上，獲得突破性進展。

其技術方案如下：

它包括筒形機缸4、端蓋5、機軸1、套軸2、旋轉活塞a-b、c-d，其關鍵技術是控制兩對旋轉活塞加減速旋轉的是橢圓齒輪組和控制軸及軸承。實施例采用了由控制軸6串聯連接的兩組同型橢圓齒輪對8-11；并由控制軸做為輸出或輸入軸，輸出或輸入為勻速旋轉；活塞為整體式復合活塞3、17；活塞潤滑由軸心供油系統7.12.16等完成；密封裝置是限位式自磨合密封片18；旋轉活塞雙工作面及兩端蓋內側設置有隔熱層13、14。

與背景技術相比本發明內燃機的有益效果是：

1、在主要由橢圓齒軸組及控制軸構成的兩旋轉活塞速差控制裝置控制下，旋轉活塞的加減速變化是圓滑過渡的正弦曲線，旋轉機件慣性剪切應力小，震動小。

2、設置平行于機軸1橫跨機缸兩端的控制軸6，并由其串聯連接控制兩整體式旋轉活塞的兩組橢圓齒輪8-11，一是解決了兩旋轉活塞速差控制和大功率、大扭矩對機件強度需求；二是解決了一對橢圓齒輪不易解決的旋轉活塞對大速差和大壓縮比需要，提高了有效缸容比，減小了旋轉活塞無效體積和質量；三因壓縮動力源自前缸爆發適應了多種流體燃料要求；四是更解決了平穩轉速輸出難題，輸出軸即是控制軸，始終處于兩組旋轉活塞相反性加減速完全互補的平均值上，屬結構性特征，動力輸出是平穩勻速旋轉輸出，見圖15。

3、以控制軸為平穩轉速動力輸出軸，同時也實現了四個活塞每周工作中完全相同規律的加減速變化，即四個汽缸吸氣、壓縮、做功、排氣沖程在準確定位控制下，時間、缸容變化曲線完全相同，工作推力也相同，輸出平穩。