[發明專利]一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統

有效

• 申請號: 201710172858.X
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106948934B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 孫守林;卞永寧;張光臨;洪鵬飛;楊揚;王琳
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F02B53/00
• 分類號: F02B53/00;F02B53/06;F02B53/02;F02B55/02;F02B55/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

1.一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統，包括轉子倉，凸輪轉子、端部構件、中間構件、氣門和氣門控制器，其特征是轉子倉內腔為回轉體形狀，凸輪轉子外表面也為回轉體形狀，但其母線上的點在不同相位角時的向徑有變化且變化連續，構成連續光順的凸輪輪廓面，中間構件為以相同的安裝方式沿圓周均布的擺塊，轉子倉上的連接結構為開出的對應擺塊槽，擺塊作為凸輪從動件一端安裝在轉子倉上，另一端與凸輪轉子的凸輪輪廓構成凸輪機構，端部構件用于連接轉子倉和凸輪轉子，使轉子倉和凸輪轉子間實現定軸相對回轉；

轉子倉的內回轉面與凸輪轉子的凸輪輪廓面間構成向徑差有變化的環形間隙，擺塊與轉子倉的連接是可擺動的，這種動聯接沿軸向在整個連接范圍內有密封性，同時擺塊與凸輪轉子的凸輪輪廓面間的連接在運動過程中可保持密封性，從而將環形間隙分隔成若干隔離段；

擺塊數最少為兩個；

凸輪轉子的凸輪輪廓有單突峰、雙突峰或多突峰；

端部構件與轉子倉、凸輪轉子、以及凸輪從動件的擺塊之間構成端部密封，使得各隔離段與外界以及彼此之間密封隔離，進而形成數量與擺塊數相同的工作腔；這些工作腔在工作中彼此分隔又可隨運動而發生容積變化；

在同一工作腔內開口的進氣口和排氣口在氣門控制器控制的氣門配合下可控制氣體的流動方向；

在每個工作腔內依次完成奧托循環的進氣過程、壓縮過程、點火膨脹做功過程、以及排氣過程4階段循環或進氣過程、進后休止過程、壓縮過程、點火膨脹做功過程、做功后休止過程、以及排氣過程6階段循環；膨脹做功過程將燃料燃燒產生的化學能轉化為凸輪轉子和/或轉子倉以回轉運動形式輸出的機械能；

擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統還包括擺塊擒縱裝置，可適時抓住或放開擺塊，擺塊擒縱裝置和氣門控制器通過電磁控制、液壓傳動和/或機械傳動實現。

2.權利要求1所述的一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統，其特征是,擺塊與凸輪的接觸是通過力封閉的或幾何封閉的，擺塊是單體結構或由多段組合而成的。

3.權利要求2所述的一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統，其特征是,所述轉子倉和/或凸輪轉子的回轉面母線是直線段、圓弧段或直線段與圓弧段的組合；所述凸輪轉子的凸輪端面輪廓是由圓弧、樣條曲線、正余弦曲線或多項式曲線之一種或幾種組合而成，使得凸輪從動件運動無速度突變和加速度突變。

4.權利要求3所述的一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統，其特征是,轉子倉內回轉面為圓柱形、鼓形或球形。

5.權利要求4所述的一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統，其特征是,所述凸輪轉子的凸輪端面輪廓有遠休止區和/或近休止區，遠休止區的弧長對應的圓心角與相鄰兩擺塊槽對應的圓心角相近。

6.權利要求1～5之一所述的一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統，其特征是,還包括點火裝置和/或燃料加注裝置，點火裝置設置在混合氣達到規定壓縮比時燃燒室對應的位置，燃料加注入口設置在進氣過程和壓縮過程對應的區間內。

7.一種內燃機，其特征是包含權利要求6所述的一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統。

8.一種內燃機控制方法，其特征是針對權利要求5所述的一種擺塊配合凸輪轉子內燃發動機動力系統凸輪從動件的擒縱控制和/或進、排氣門的柔性控制，所述的凸輪從動件的擒縱控制包含如下步驟一和步驟二：步驟一，當一個擺塊與凸輪輪廓的遠休止區接觸時，卡住擺塊，使該擺塊暫時喪失分隔工作腔的功能；

步驟二，當凸輪輪廓的遠休止區與已被卡住擺塊再次接觸時，放開被卡住擺塊，使該擺塊重新恢復分隔工作腔的功能；所述氣門的柔性控制包括以下步驟：在某一個工作腔容積減小階段，將該腔排氣門的開關狀態在對應壓縮過程和排氣過程的兩種狀態間進行一次柔性切換，在隨后的工作腔容積增大階段，將進氣門開關狀態在對應進氣過程和做功過程的兩種狀態間也進行一次柔性切換。