[發(fā)明專利]輪環(huán)樣氣缸環(huán)轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110282371.X
• 申請(qǐng)日: 2011-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102996236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張官霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張官霖
• 主分類號(hào): F02B55/08
• 分類號(hào): F02B55/08;F02B53/04;F02B53/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是涉及旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)

背景技術(shù)：當(dāng)前在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域技術(shù)成熟的是活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)和三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)都依靠空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力。兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)差異在于使用膨脹壓力的方式。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動(dòng)活塞，工作時(shí)活塞在氣缸里做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，為了把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，必須使用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)則不同，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面。從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個(gè)面之一推向偏心軸的中心，它直接將可燃?xì)獾娜紵蛎浟D(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)扭矩。目前往復(fù)運(yùn)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣，但也成在一些缺點(diǎn)如：1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、重量大。2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的往復(fù)慣性力和慣性力矩不能得到完全平衡，這個(gè)慣性力大小與轉(zhuǎn)速平方成正比，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平順性下降，限制發(fā)展高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)。3.由于四沖程往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式為四個(gè)沖程中有三個(gè)沖程完全依靠飛輪慣性旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩輸出非常的不均勻，盡管現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)采用了多缸和V型排列來(lái)減小這個(gè)缺點(diǎn)，但是不可能完全消除。與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)取消了無(wú)用的直線運(yùn)動(dòng)，因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸較小，重量較輕，而且振動(dòng)和噪聲較低。但轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)也有四個(gè)缺點(diǎn)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)性差，低速動(dòng)力性差，低速經(jīng)濟(jì)性差，密封片壽命短.這都與三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。本發(fā)明“輪環(huán)氣缸環(huán)轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)”，是一種活塞在輪環(huán)樣正圓形的氣缸中圍繞軸心作行星樣環(huán)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，由于氣缸內(nèi)開(kāi)關(guān)裝置的巧妙設(shè)計(jì)，本發(fā)動(dòng)機(jī)只需要進(jìn)氣/壓縮、燃燒作功/排氣兩個(gè)行程就完成一次動(dòng)力循環(huán)，并且燃燒作功行程長(zhǎng)，從而提高了熱效率。本發(fā)動(dòng)機(jī)排除了活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的固有缺點(diǎn)，又克服了三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性差，低速動(dòng)力性差，低速經(jīng)濟(jì)性差，密封片壽命短的問(wèn)題。本發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在氣缸內(nèi)繞軸心環(huán)轉(zhuǎn)，每次動(dòng)力循環(huán)只需要兩個(gè)行程，其作功行程較長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)扭矩大，極大地提高了效率，具有無(wú)可比擬的新穎性和先進(jìn)性。

發(fā)明內(nèi)容：一種氣缸呈圓形輪環(huán)樣(如汽車(chē)輪胎一樣)，氣缸內(nèi)有一個(gè)或若干個(gè)開(kāi)關(guān)裝置將氣缸開(kāi)通或封閉成各段，活塞在氣缸內(nèi)經(jīng)各段圍繞軸心作360°環(huán)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)主要包括如汽車(chē)輪胎一樣的圓形輪環(huán)樣氣缸(圖1中2)；在氣缸內(nèi)設(shè)有通過(guò)開(kāi)通或關(guān)閉而將氣缸分成各段的開(kāi)關(guān)裝置((圖2中3圖3中6、7、8))；在氣缸內(nèi)圍繞軸心360°環(huán)轉(zhuǎn)的活塞(圖7中9)；與活塞聯(lián)動(dòng)起封閉氣缸缺口作用的封閉環(huán)(圖7中11)；將活塞與軸心相連起傳動(dòng)作用的傳動(dòng)裝置(圖7中12)，在封閉環(huán)與氣缸壁之間起密封作用的密封簧(圖9)；燃燒室(圖10中14)；在燃燒室內(nèi)將活塞前端與開(kāi)關(guān)裝置之間的氣體導(dǎo)入后方燃燒室的導(dǎo)氣管或?qū)獠?圖10中15)。具體為：氣缸：呈圓形輪環(huán)樣(圖1中2)氣缸內(nèi)設(shè)有一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置(圖2中3)或若干個(gè)開(kāi)關(guān)裝置(圖3中6、7、8)；從側(cè)截面看，氣缸下端有一缺口(圖4)，工作時(shí)該缺口被封閉環(huán)封閉。氣缸內(nèi)開(kāi)關(guān)裝置的作用是通過(guò)開(kāi)關(guān)的開(kāi)通或關(guān)閉使氣缸某處開(kāi)通或封閉從而將氣缸分為各段。開(kāi)關(guān)裝置：為球狀(圖5)或?yàn)殚T(mén)栓樣(圖6)；其上均開(kāi)有一供活塞通過(guò)的孔，孔的下端有一缺口，該缺口與氣缸的缺口一致；從側(cè)截面看，該孔的直徑、形狀、弧度與氣缸一至，開(kāi)關(guān)裝置開(kāi)啟時(shí)成為氣缸的一部分，關(guān)閉時(shí)則將該處氣缸封閉。開(kāi)關(guān)裝置的側(cè)面有半圓形(U形)密封條，底部有橫形(一形)密封條。活塞：(圖7中9)為有弧度的圓柱狀，其直徑及弧度與氣缸一致，以使活塞與氣缸緊密貼合。活塞上有數(shù)個(gè)活塞環(huán)(圖7中10)，前端為油環(huán)，后端為氣環(huán)；活塞與封閉環(huán)(圖7中11)相接固定為一體，并經(jīng)封閉環(huán)上傳動(dòng)裝置(圖7中12)與軸心(圖7中13)相接。封閉環(huán)：(圖7中11)為直徑與氣缸內(nèi)徑一至的圓環(huán)，截面看封閉環(huán)的厚薄基本與氣缸缺口一致，封閉環(huán)與活塞相連為一體，與活塞共同運(yùn)動(dòng)，其作用是封閉氣缸缺口。彈性密封簧：(圖9)位于封閉環(huán)與氣缸壁之間的彈性密封件，呈圓環(huán)樣，封閉環(huán)兩側(cè)各有一組彈性密封件。傳動(dòng)裝置：(圖7中12)連接活塞、封閉環(huán)與軸心的裝置，如果封閉環(huán)直接接到軸心，則可取消傳動(dòng)裝置。軸心(圖7中13)即中心軸。燃燒室(圖10中14)；導(dǎo)氣管(圖10中15)或?qū)獠郏簩?dǎo)氣管為燃燒室后端氣缸體內(nèi)的管道；導(dǎo)氣槽為燃燒室后端氣缸壁上的槽；可用導(dǎo)氣管也可用導(dǎo)氣槽，主要起到在活塞通過(guò)燃燒室后將活塞前端的氣體導(dǎo)入燃燒室的作用。進(jìn)氣口(圖2中5、圖3中5)排氣口(圖2中4、圖3中4)。

根據(jù)零件組合結(jié)構(gòu)的不同，該發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理有下列三種方式：

一、單氣缸多開(kāi)關(guān)裝置式輪環(huán)樣氣缸環(huán)轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(圖10)：