[實用新型]轉輪曲線旋缸轉子發動機

有效

• 申請號: 201220103766.9
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN202768141U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 周覺明
• 申請（專利權）人: 周覺明
• 主分類號: F02B57/00
• 分類號: F02B57/00;F02B75/32;F02B75/18;F02F1/22;F02F1/24;F02F3/00;F02F11/00;F01L7/06;F02M61/14;F02P15/00;F01P9/04;F01M9/06
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1.一種轉輪曲線旋缸轉子發動機，由轉輪套體(2)、旋缸轉子(3)、燃料供應系統(53)、啟動機(78)與發電機(79)組成；旋缸轉子(3)懸浮在轉輪套體(2)內部相對旋轉運動，該旋缸轉子(3)由旋缸體(4)、活塞組件(11)、上轉軸(5)與傳動轉軸(12)組成；旋缸體(4)的形狀為圓柱體(4-1)，該旋缸體(4)由氣缸套座(8)、氣缸蓋(9)與氣缸墊(10)組成；該氣缸套座(8)的底部(8-2)固定有傳動轉軸(12)，該氣缸套座(8)的開口頂部(8-1)固定有氣缸蓋(9)，該氣缸套座(8)與氣缸蓋(9)之間有氣缸墊(10)并通過氣缸墊(10)進行密封固定連接；氣缸蓋(9)中心頂部(9-1)連接有上轉軸(5)，該上轉軸(5)與傳動轉軸(12)分別串接在旋缸體(4)的兩端并與旋缸體(4)一起在同一軸心線上同心旋轉，該氣缸蓋(9)的頂部(9-1)固定有轉輪閥盤(6)，該轉輪閥盤(6)內有一條進排氣道(14)，該進排氣道(14)通過氣缸蓋(9)與氣缸套座(8)內的氣缸室(15)相通，該進排氣道(14)的內端口(14-2)在氣缸蓋(9)內側；在氣缸套座(8)的中下壁體(7)上有一個或一個以上長方形的滑動槽口(16)，該滑動槽口(16)穿透氣缸套座(8)的座體(17)，滑動槽口(16)在氣缸套座(8)的座體(17)上垂直分布；活塞組件(11)由活塞(18)、活塞密封件(13)、活塞連桿(21)、滑動臂(22)、滑動件(23)和連桿垂直滑動套(24)組成；活塞(18)的下部固定有活塞連桿(21)，該活塞連桿(21)的側面(21-1)固定有滑動臂(22)，滑動件(23)固定或套在滑動臂(22)的頂桿(22-1)上；活塞(18)在氣缸室(15)滑動，并通過活塞密封件(13)進行氣密封；滑動臂(22)穿在氣缸套座(8)上的滑動槽口(16)中，該滑動臂(22)的左側臂面(19)與右側臂面(20)分別與滑動槽口(16)的滑動側壁面(16-1)接觸垂直滑動，該滑動臂(22)或桿頂(22-1)上的滑動件(23)伸出滑動槽口(16)；連桿垂直滑動套(24)外部與氣缸套座(8)內部壁面固定，活塞連桿(21)在連桿垂直滑動套(24)的套內部隨著活塞(18)往復運動上下垂直滑動；旋缸轉子(3)的外部有一轉輪套體(2)；該轉輪套體(2)由轉輪體(25)、配氣輪盤套蓋(27)、下轉輪端蓋(28)與密封圈(81)組成；該轉輪體(25)的上端(25-3)固定有配氣輪盤套蓋(27)，下端(25-2)固定有下轉輪端蓋(28)，配氣輪盤套蓋(27)的中空部(27-1)有軸承密封件(29)；上轉軸(5)套在軸承密封件(29)內自由轉動，上轉軸(5)穿過配氣輪盤套蓋(27)或在配氣輪盤套蓋(27)內部；下轉輪端蓋(28)中心部(28-1)有軸承密封件(29)，傳動轉軸(12)套在下轉輪端蓋(28)的軸承密封件(29)內自由轉動，傳動轉軸(12)軸頭(12-1)從轉輪套體(2)的下轉輪端蓋(28)中伸出；配氣輪盤套蓋(27)的轉輪閥套(31)套在轉輪閥盤(6)的外側，組成一個旋轉配氣閥(32)，該旋轉配氣閥(32)轉輪閥套(31)的進氣口(33)與進氣管(26)連接，排氣口(34)與排氣管(30)連接；轉輪閥套(31)的內滑套面(35)開有弧形進氣溝(36)與弧形排氣溝(37)，弧形進氣溝(36)與弧形排氣溝(37)以配氣輪盤套蓋(27)的旋轉圓心同心弧形分布，進氣口(33)與弧形進氣溝(36)相通，排氣口(34)與弧形排氣溝(37)相通，旋轉配氣閥(32)的轉輪閥盤(6)的滑動密封面(6-1)與轉輪閥套(31)的內滑套面(35)密封接觸并能滑動旋轉，內滑套面(35)的弧形進氣溝(36)與弧形排氣溝(37)的兩側有密封槽(38)，密封槽(38)中有密封圈(39)與滑動密封面(6-1)形成滑動氣密封，弧形進氣溝(36)與弧形排氣溝(37)在滑動密封面(6-1)的作用下形成獨立互不相通的腔體，滑動密封面(6-1)上的外氣口(14-1)與內滑套面(35)滑動密封，轉輪閥盤(6)旋轉，外氣口(14-1)進入弧形進氣溝(36)中，進排氣道(14)與弧形進氣溝(36)相通；混合氣體(40)通過進排氣道(14)進入氣缸室(15)內部，活塞(18)進入進氣過程，外氣口(14-1)滑過弧形進氣溝(36)與內滑套面(35)接觸密封，活塞(18)進入壓縮過程；氣缸室(15)內混合氣體(40)被壓縮點燃膨脹進入作功過程，壓縮、作功兩個過程中，外氣口(14-1)與內滑動套面(35)密封滑動接觸；外氣口(14-1)從密封套面(35)滑進弧形排氣溝(37)，氣缸室(15)中廢氣(40-3)通過進排氣道(14)及外氣口(14-1)進入弧形排氣溝(37)并通過排氣管(32)排出，排氣過程結束；外氣口(14)離開弧形排氣溝(37)與內滑套面(35)短暫接觸密封后進入弧形進氣溝(36)，活塞(18)又進入進氣沖程；轉輪體(25)的內壁(25-1)上有一條或一條以上曲線環形軌槽(42)，旋缸轉子(3)轉動，滑動臂(22)上的滑動件(23)在曲線環形軌槽(42)中做曲線環形滑?動旋轉，同時滑動件(23)帶動滑動臂(22)在滑動槽口(16)中上下往復運動及推動活塞(18)往復運動，同一活塞連桿(21)上的多個滑動臂(22)上的滑動件(23)在多條交叉分布的曲線環形軌槽(42)中滑動，多條曲線環形軌槽(42)在轉輪體(25)的內壁(25-1)分布的曲線起伏度相同；滑動件(23)在有交叉槽口(43)的曲線環形軌槽(42)中滑動，滑動件(23)的長度大于寬度，便于滑過交叉槽口(43)，同一活塞連桿(21)上的一條滑動臂(22)的滑動件(23)只能在一條曲線環形軌槽(42)中滑動，同一活塞連桿(21)多個滑動臂(22)往復運動的速度相同，并與活塞(18)同時直線往復運動；曲線環形軌槽(42)由進氣曲槽(44)、壓縮曲槽(45)、作功曲槽(52)與排氣曲槽(46)相互頭尾連接組成，滑動件(23)在曲線環形軌槽(42)的進氣曲槽(44)中滑動，該滑動件(23)從進氣曲槽(44)與排氣曲槽(46)的排氣上交匯點(48)開始向下移動，滑動臂(22)在滑動槽口(16)內定向滑動，滑動臂(22)帶動活塞連桿(21)在連桿垂直滑動套(24)內垂直滑動，活塞連桿(21)上部的活塞(18)向下運動，活塞(18)在氣缸室(15)內由排氣上止點(62)向作功下止點(64)運動，與氣缸室(15)相通的進排氣道(14)外氣口(14-1)滑入弧形進氣溝(36)，活塞(18)下行，在活塞(18)作用下混合氣體(40)進入氣缸室(15)內，進入進氣沖程，該滑動件(23)下行到進氣曲槽(44)與壓縮曲槽(45)的進氣下交匯點(49)后，進入壓縮曲槽(45)滑行，活塞(18)下行到進氣下止點(60)后向壓縮上止點(61)運動，外氣口(14-1)離開弧形進氣溝(36)被關閉后活塞(18)進入壓縮沖程；該滑動件(23)滑過壓縮曲槽(45)與作功曲槽(52)的壓縮上交匯點(57)后滑入作功曲槽(52)活塞(18)到達壓縮上止點(61)后進入膨脹作功沖程，該滑動件(23)滑過作功曲槽(52)與排氣曲槽(46)的作功下交匯點(50)后滑入排氣曲槽(46)，活塞(18)到達作功下止點(64)后上行進入排氣過程；外氣(14-1)滑入弧形排氣溝(37)，氣缸室(15)內廢氣(40-3)在活塞(18)的推動下，通過外氣口(14-1)、弧形排氣溝(37)及排氣管(30)排出，滑動件(23)從排氣曲槽(44)滑過回到進氣曲槽(44)，外氣口(14-1)滑出弧形排氣溝(37)，旋缸轉子(3)旋轉一圈，活塞(18)往復運動兩次作功一次，連續完成進氣、壓縮、作功與排氣四個沖程；活塞(18)在工作過程中，進氣過程、壓縮過程與排氣過程都是為作功過程準備的，進氣曲槽(44)、作功曲槽(52)、壓縮曲槽(45)與排氣曲槽(46)在轉輪體(25)內壁(25-1)頭尾連接，曲線起伏度根據各沖程的工作需要調節分布，在壓縮過程中，混合氣體(40)體積縮小對活塞(18)反壓力增大對動力的需求越來越大，壓縮曲槽(45)在轉輪體(25)的內壁(25-1)由進氣下交匯點(49)到壓縮上交匯點(47)的分布角度由大變小，滑動件(23)在壓縮曲槽(45)內滑動克服活塞(18)的工作壓力，隨著壓縮曲槽(45)分布角度變小，滑動件(23)推動活塞(18)向上運動的速度由快變慢，滑動件(23)將來自活塞(18)的不斷變大的反壓力通過在起伏角度不斷變小壓縮曲槽(45)中滑動，滑動件(23)將來自活塞(18)的壓力通過滑動變為滑動時的阻力，活塞(18)壓縮力學變化由小變大有規律，調節壓縮曲槽(45)的起伏角度來適應這種規律，滑動件(23)克服恒定阻力滑動，旋缸轉子(3)克服恒定阻力旋轉；膨脹作功沖程，活塞(18)來自膨脹氣體(40-2)高壓力作用下行，滑動件(23)在作功曲槽(52)中由壓縮上交匯點(47)下滑，根據膨脹氣體(40-2)的特性，活塞(18)下行的壓力由大變小，作功曲槽(52)的起伏角度由小變大來適應這種變化，滑動件(23)受活塞(18)壓力在作功曲槽(52)中滑動及帶動滑動臂(22)在滑動槽口(16)中下行滑動，活塞(18)從壓縮上止點(61)向下運動到作功下止點(64)整個作功過程下行的速度由慢變快，滑動件(23)在活塞(18)壓力作用下，在作功曲槽(52)內由壓縮上交匯點(47)到作功下交匯點(50)下滑，滑動產生的牽引力帶動旋缸轉子(3)旋轉工作，在作功沖程中根據活塞(18)工作的壓力由大變小，作功曲槽(52)的起伏下行坡度由小逐步變大，通過膨脹作功沖程活塞(18)壓力變化的規律調節作功曲槽(52)的下行坡度，將活塞(18)的工作壓力變為對滑動件(23)的恒定牽引力，旋缸轉子(3)在這種恒定牽引力作用下恒扭矩旋轉工作；活塞(18)進氣沖程中，滑動件(23)在進氣曲槽(44)中克服進氣過程產生的進氣阻力拉動活塞(18)下行工作，活塞(18)在排氣過程中，滑動件(23)在排氣曲槽(46)中克服排氣過程產生的阻力推動活塞(18)上行工?作，滑動件(23)受到的牽引力大于壓縮、進氣、排氣沖程所受到的阻力，壓縮沖程受到的阻力要大于進氣或排氣沖程受到的阻力，通過調節作功曲槽(52)、壓縮曲槽(45)、進氣曲槽(44)、排氣曲槽(46)在轉輪體(25)內壁(25-1)分布的環形圓周的弧形角度來適應牽引力與阻力的變化，作功曲槽(52)分布的弧形度(41-1)大于壓縮曲槽(45)的弧形角度(41-2)、進氣曲槽(44)的弧形角度(41-3)及排氣曲槽(46)的弧形角度(41)的弧形度數之和，作功曲槽(52)的弧形角度(41-1)、壓縮曲槽(45)的弧形角度(41-2)、進氣曲槽(44)的弧形角度(41-3)及排氣曲槽(46)的弧形角度(41)的弧形角度之和為360°；旋缸轉子(3)在轉輪套體(2)內動平衡旋轉運動，旋缸轉子(3)利用自身慣性力連續工作活塞完成排氣、進氣、壓縮三個沖程，實現連續旋轉工作；曲線環形軌槽(42)進氣曲槽(44)的分布從上交匯點(47)向下交匯點(48)順時針方向分布，滑動件(23)在進氣曲槽(44)順時針曲線滑動，旋缸轉子(3)順時針方向旋轉，反之逆時針方向旋轉；曲線環形軌槽(42)上的壓縮上交匯點(47)與排氣上交匯點(48)的弧形垂直高度相等或不等，活塞(18)運動的壓縮上止點(61)與排氣上止點(62)到氣缸室(15)頂部的距離相等或不等，排氣上止點(62)到氣缸室(15)頂部的距離為零，氣缸室(15)內的廢氣(40-3)被排干凈；曲線環形軌槽(42)上的進氣下交匯點(49)與作功下交匯點(50)的弧形垂直高度相等或不等，活塞(18)運動的進氣上止點(63)與作功上止點(64)到氣缸室(15)頂部的距離相等或不等，進氣過程與膨脹作功過程氣缸室(15)的體積相等或不等；進氣管(26)與空氣濾清器(55)連接，燃料供應系統(53)的噴油器(59)在進氣管(26)或弧形進氣溝(36)內部，空氣從空氣濾清器(55)進入進氣管(26)與噴油器(59)噴出的燃油混合進入氣缸室(15)內部；在缸蓋(9)上固定有分電點火器(58)，該分電點火器(58)由火花塞(54)、旋轉分電開關(60)及點火控制系統(56)組成，旋轉分電開關(60)的分電套(60-1)與轉輪套體(2)固定，點火控制系統(56)與分電套(60-1)連接控制，旋轉分電開關(60)的導電接觸器(57)與旋缸轉子(3)固定，導電接觸器(57)一端與火花塞(54)聯通，另一端固定有導電觸頭(65)，該導電觸頭(65)與分電套(60-1)旋轉滑動接觸導電；發動機(1)的工作過程需要散熱，利用風冷轉輪套體(2)的開口外部固定有散熱罩(67)，散熱風扇(68)的風葉(68-1)在散熱罩(67)內部，套在旋缸轉子(3)外壁(3-1)上隨著旋缸轉子(3)旋轉散熱，為了增加散熱效果旋缸轉子(3)的外壁(3-1)還固定有散熱片(69)；利用水冷卻散熱工作的轉輪套體(2)內部有一冷卻套室(66)，該冷卻套室(66)分別連通有與散熱器(70)相通的進水管(71)及出水管(72)，該冷卻套室(66)與旋缸轉子(3)外壁(3-1)密封滑動，該冷卻套室(66)的兩側密封件(73)與旋缸轉子(30)接觸密封，該旋缸轉子(3)外壁(3-1)套有葉輪(76)，該葉輪(76)在冷卻套室(66)內與旋缸轉子(3)同時旋轉，冷卻水(75)從進水管(71)吸入冷卻套室(66)從排水管(72)排出；上轉軸(5)連接固定有冷卻風扇(74)，該冷卻風扇(74)旋轉時對散熱器(70)進行風冷卻；傳動轉軸(12)或旋缸轉子(3)的外部連接有正時輔助傳動件(77)，啟動器(78)與發電機(79)通過與輔助傳動件(77)接觸工作，正時輔助傳動件(77)控制旋缸轉子(3)在反定向旋轉時停止轉動；旋缸轉子(3)內部或與轉輪套體(2)之間有潤滑油(80)，潤滑油(80)通過離心旋轉飛濺工作。