一种内燃机制造技术

本发明专利技术涉及一种内燃机，它有一个圆环形气缸、一个和气缸同心安装的输出轴、两个和气缸同心安装的旋转体，每个旋转体上有ｎ个活塞，两个旋转体体上的活塞把气缸分割成２ｎ个可变容积的工作室，活塞通过燃烧气体推动在气缸内运动，推动旋转体步进旋转时，它通过套筒带动两推杆与旋转体同步步进旋转，推杆再通过滑块推动转子既绕输出轴公转又自转，转子再通过齿轮机构推动输出连续旋转，输出轴转动ｎ＋１圈，转子反向自转ｎ圈。这种内燃机具有结构简单、制造容易、成本低廉、燃油经济性佳等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内燃机。
技术介绍
传统的四冲程活塞往复式发动机是依靠燃料在燃烧室内燃烧推动活塞 上下或水平往复运动，再通过连杆和连杆把活塞的直线运动转化为连杆的旋转。这种发动 机的主要缺点是1.结构复杂，体积大、重量大。2.曲柄连杆机构中活塞的往复运动引起的 往复惯性力和惯性力矩不能得到完全平衡，这个惯性力大小与转速平方成正比，使发动机 运转平顺性下降，限制发展高转速发动机。3.由于四冲程往复式活塞发动机的工作方式为 四个冲程中有三个冲程完全依靠飞轮惯性旋转，导致发动机的功率、扭矩输出非常的不均 勻，尽管现代发动机采用了多缸和V型排列来减小这个缺点，但是不可能完全消除。在20世纪50年代，德国工程师汪克尔在总结前人的研究成果的基础上，解决了一 些关键技术问题，研制成功第一台转子发动机。这种发动机避免了活塞的往复运动，直接通 过转子在汽缸内的旋转来带动发动机主轴旋转，且主轴每旋转一周发动机点火做功一次。 因此它比往复式发动机体积较小、重量较轻、且结构较简单，在扭矩输出上也比较均勻而且 可以达到较高的转速。但是由于该发动机的燃烧室不太有利于燃料的燃烧和扩散，因此耗 油率高且尾气排放污染物较多，同时该发动机低速时扭矩输出不够理想，压缩比也不高，不 适合用作于柴油机，这就严重限制了该转子发动机的推广和运用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单圆环形气缸的内燃机，及由单圆环形气缸 衍生的双圆环形气缸的内燃机。本专利技术的目的是这样实现的，一种单圆环形气缸的发动机，它有一个圆环形气缸 和一个输出轴，在气缸上有n/2(其中η为偶数)对进排气通道，发动机的输出轴以圆环形 气缸的轴心为转动中心，在输出轴的周向上有一个轴心偏离输出轴转动中心的偏心轴径， 一个转子可转动的安装在输出轴的偏心轴径上。发动机由于有一对齿数比为η :η+1内啮合 齿轮的控制，使得当输出轴绕其中心连续旋转时，转子既绕其自转中心自转又绕输出轴转 动中心公转，这对内啮合齿轮中内齿圈固定安装在转子上且以转子的自转中心为中心，它 和以输出轴转动中心为中心且固定安装的外齿轮啮合。在发动机还有两个滑块、两个绕输 出轴转动中心转动的推杆以及两个旋转体，每个旋转体上有η个活塞，两个旋转体上的两 组活塞相互间隔安装，它们把气缸分割成2η个可变容积的工作室，每个推杆通过一个套筒 和旋转体连接后同步运动，这两个套筒和输出轴同心安装，每个套筒的轴向的一端和对应 的一个推杆固定连接，另一端和对应的气缸内的一个旋转体固定连接。发动机的旋转体上 的活塞通过燃烧气体推动在气缸内运动，推动旋转体步进旋转时，它通过套筒带动两推杆 与旋转体同步步进旋转，推杆再通过滑块推动转子既绕输出轴公转又自转，转子再通过上 述齿轮机构推动输出连续旋转，输出轴转动η+1圈，转子反向自转η圈。上述单圆环形气缸的内燃机的推杆通过滑块和转子连接的方式有两种，其中连接 方式1 每个推杆的半径方向的一端和对应的一个滑块铰链连接，同时每个滑块相对于转 子在转子上的特定半径方向上来回往复运动；连接方式2:转子的周向上的两端分别和对 应的一个滑块铰链连接，同时每个滑块相对于推杆在推杆上的特定半径方向上来回往复运 动。上述单圆环形气缸的内燃机，通过简单的添加一个气缸及和气缸在一起的部件或 将两台单个圆环形气缸的发动机组合连接在一起就可以形成双圆环气缸的发动机。上述四冲程发动机的转子每旋转一圈时，带动每个旋转体各旋转一周，输出轴旋 转n+1转，发动机上的2η个工作室的每个工作室完成2η个冲程，每个工作室在转子转动一 周的过程中将做功η/2次。上述四冲程发动机共有2η个工作室，在转子旋转一周中每个工作室做功η/2次， 这样发动机在转子转动一周的过程中共完成做功η2次，如此高的做功密度，使得该发动机 在保证相同功率输出的情况下，体积和重量较往复式发动机大幅降低，这不但为制造发动 机节约了大量的材料，而且使发动机更加的小巧，更方便安装。同时该发动机还有下面的几 个显著的优点1、发动机的转子的转速只有驱动轴转速的1/(η+1)，这样就大大减小了驱动转子 转动的齿轮的载荷，提高了发动机的可靠性。2、发动机没有曲柄连杆机构，且进气口和排气口依靠旋转体本身的运动来打开和 关闭；不再需要配气机构，包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等，这就使组成发动 机所需要的部件大幅度减少。导致了发动机机构大为简化，零件减少。3、发动机旋转体上的活塞和圆环形气缸之间不直接接触，而是通过活塞环接触且 活塞没有对缸体产生侧向作用力，这就使两者间的磨损大大减轻，从而提高了发动机的可 靠性和使用寿命。4、通过改变该发动机的活塞所占的角度的大小，能根据需要在很大范围内设置发 动机的压缩比，这使得该发动机更为通用化。5、发动机没有了活塞的直线往复运动和一系列高速运动的气门机构，这就大大减 轻了发动机的振动和噪音，从而使该发动机运转更平稳、更安静。6、发动机的燃烧室比较适合于燃料的燃烧且散热面积较小，从而使发动机具有良 好的燃油经济性和排放性能。附图说明图1为滑块和推杆铰链连接时发动机的原理示意图。图2A-2D为图1发动机的工作时序图。图3为滑块和转子铰链连接时发动机的原理示意图。图4为η = 4且滑块和推杆铰链连接且转子上有滑槽时发动机的剖面图。图5为图4的A-A剖面图。图6为图4的B-B剖面图。图7为η = 4且滑块和推杆铰链连接且转子上有滑杆时发动机的一部分零件的装 配立体图。图8为η = 4且滑块和转子铰链连接时发动机的一部分零件的装配立体图。 具体实施例方式如图1所示(参见图2A-2D)，若输出轴1的转速和转子6的自转速度比为1 _1， 那么当输出轴和转子若连续转动时，转子6的转速为零，它只做平动。在转子上有两个可以顺着转子的特定半径方向上来回滑动的滑块，滑块5和推杆2铰链连接，滑块4和推杆3铰 链连接，这样当输出轴和转子若连续转动时，转子6将通过两滑块带动两个推杆在一定范 围内来回摆动。旋转体7和推杆2固定连接，同时在旋转体7上有活塞9安装在圆环形气 缸内；旋转体8和推杆3固定连接，同时在旋转体8上有活塞10安装在圆环形气缸内，当两 个推杆在一定范围内来回摆动时，将带动两活塞9和10在气缸内来回旋转运动，这就在两 活塞9和10之间就形成了一个可变容积的工作室。如图2A-2D所示(参见图1)，由于输出轴1的转速和转子6的自转速度比为 1 -1，当输出轴1在初始位置时，各构件的位置如图2A所示；当输出轴转过60度时，各构 件运动到图2B所示位置；当输出轴1转过180度时，各构件运动到图2C所示位置；当输出 轴转过240度时，各构件运动到图2D所示位置。如图1所示(参见图2A-2D)，如果每个旋转体上有m个在周向均勻分布的活塞，其 中m为偶数，那么两个旋转体上的两组活塞相互间隔安装，就形成了 2m个可变容积的工作 室，且其中m个工作室的容积同步变化，若它们为第一组工作室，则其余m个工作室的容积 的变化恰好和第一组工作室的容积变化相反，若它们为第二组工作室，那么第一组工作室 和第二组工作室恰好相互间隔出现在气缸内。输出轴的连续旋转使活塞9和10之间的工 作室容积从最大容积缩小到最小容积，再扩大到最大容积这样循环下去，且活塞9和10之 间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机，包括：ａ．一个圆环形气缸，气缸上有两对进排气通道；ｂ．一个以圆环形气缸的轴心为转动中心的输出轴，输出轴上有一个轴心偏离输出轴转动中心的偏心轴径；ｄ．第一个套在输出轴上可绕输出轴转动中心转动的套筒；ｅ．第二个套在第一个套筒上的套筒，它和第一个套筒同心；ｆ．两个旋转体，每个旋转体和对应的一个套筒固定连接，且每个旋转体上有４个活塞，两个旋转体上的两组活塞交错安装，它们把气缸分割成８个可变容积的工作室；ｇ．两个可绕输出轴转动中心旋转的推杆，每个推杆通过一个套筒和对应的一个旋转体同步转动；ｈ．一个可转动的安装在输出轴的偏心轴径上的转子；ｉ．两个滑块；ｊ．一对内啮合齿轮，其中内齿圈固定安装在转子上且以转子的自转中心为中心，它和以输出轴转动中心为中心且固定安装的外齿轮啮合，当输出轴连续旋转时，转子既绕其自转中心自转又绕输出轴转动中心公转，转子上的齿圈和固定的外齿轮的齿数比为５∶４，这就保证了输出轴旋转５圈的同时转子反向自转４圈。

【技术特征摘要】
1. 一种内燃机，包括a.一个圆环形气缸，气缸上有两对进排气通道；b.一个以圆环形气缸的轴心为转动中心的输出轴，输出轴上有一个轴心偏离输出轴转 动中心的偏心轴径；d.第一个套在输出轴上可绕输出轴转动中心转动的套筒；e.第二个套在第一个套筒上的套筒，它和第一个套筒同心；f.两个旋转体，每个旋转体和对应的一个套筒固定连接，且每个旋转体上有4个活塞， 两个旋转体上的两组活塞交错安装，它们把气缸分割成8个可变容积的工作室；g.两个可绕输出轴转动中心旋转的推杆，每个推杆通过一个套筒和对应的一个旋转体 同步转动；h.一个可转动的安装在输出轴的偏心轴径上的转子；i.两个滑块；j. 一对内啮合齿轮，其中内齿圈固定安装在转子上且以转子的自转中心为中心，它和 以输出轴转动中心为中心且固定安装的外齿轮啮合，当输出轴连续旋转时，转子既绕其自 转中心自转又绕输出轴转动中心公转，转子上的齿圈和固定的外齿轮的齿数比为5 4，这 就保证了输出轴旋转5圈的同时转子反向自转4圈。2.如权利要求1所述的一种内燃机，其特征是两个滑块可转动的安装在转子上，每个 滑块上有一个滑孔，每个滑块通过滑孔套在一个推杆上，当输出轴连续旋转时，每个滑块相 对于对应的一个推杆在这个推杆的半径方向上来回滑动。3.如权利要求1所述的一种内燃机，其特征是每个推杆上有两个曲柄臂，这对曲柄臂 的半径方向的末端通过曲柄销连接，这对曲柄臂安装在输出轴的偏心轴径的两侧，每个推 杆的一个曲柄臂通过一个套筒和一个旋转体固定连接，这样每个推杆和对应的一个旋转体 同步转动。4.权利要求3所述的一种内燃机，其特征是每个滑块可旋转的安装在对应的一个曲 柄销上，转子上有两个对置的滑槽，每个滑块对应安装在转子的一个滑槽内，当输出轴连续 旋转时，滑块相对于转子在转子的滑槽内来回运动。5.如权利要求3所述的一种内燃机，其特征是在转子上有两个在周向对置的滑杆，两 个滑块可转动的安装在曲柄的曲柄臂上，每个滑块上有滑孔，每个滑块通过滑孔套在转子 的滑杆上，当输出轴连续旋转时，滑块相对于转子在转子的滑杆上来回滑动。6.一种内燃机，包括a.一个圆环形气缸，气缸上有η/2 (其中η为偶数)对进排气通道；b.一个以圆环形气缸的轴心为转动中心的输出轴，输出轴上有一个轴心偏离输出轴转 动中心的偏心轴径；c.一个可转动的安装在输出轴的偏心轴径上的转子；d.有一对内啮合齿轮，其中内齿圈固定安装在转子上且以转子的自转中心为中心， 它和以输出轴转动中心为中心且固定安装的外齿轮啮合，当输出轴连续旋转时，转子既 绕其自转中心自转又绕输出轴转动中心公转，转子上的齿圈和固定的外齿轮的齿数比为 n+1 n，这就保证了输出轴旋转n+1圈的同时转子反向自转η圈；e.两个滑块，当输出轴转动时，每个滑块相对于转子在转子上的特定半径方向上来回往复运动；f.两个推杆它绕输出轴转动中心转动，推杆的半径方向的一端和对应的一个滑块铰链 连接；g.两个旋转体，每个旋转体上有η个活塞，两个旋转体上的两组活塞相互间隔安装，它 们把气缸分割成2η个可变容积的工作室；h.两个和输出轴同心安装的套筒，每个套筒的轴向的一端和对应的一个推杆固定连 接，另一端和对应的气缸内的一个旋转体固定连接。7.一种内燃机，包括a.一个圆环形气缸，气缸上有η/2 (其中η为偶数)对进排气通道；b.一个以圆环形气缸的轴心为转动中心的输出轴，输出轴上有一个轴心偏离输出轴转 动中心的偏心轴径；c.一个可转动的安装在输出轴的偏心轴径上的转子；d.有一对内啮合齿轮，其中内齿圈固定安装在转子上且以转子的自转中心为中心， 它和以输出轴转动中心为中心且固定安装的外齿轮啮合，当输出轴连续旋转时，转子既 绕其自转中心自转又绕输出轴转动中心公转，转子上的齿圈和固定的外齿轮的齿数比为 n+1 n，这就保证了输出轴旋转n+1圈的同时转子反向自转η圈；e.两个推杆它绕输出轴转动中心转动；f.两个滑块，转子的周向上两端分别和一个滑块铰链连接，当输出轴连续转动时，滑块 相对于推杆在推杆的半径方向上来回滑动；g.两个旋转体，每个旋转体上有η个活塞，两个旋转体上的两组活塞相互间隔安装，它 们把气缸分割成2η个可变容积的工作室；h.两个和输出轴同心安装的套筒，每个套筒的轴向的一端和对应的一个推杆固定连 接，另一端和对应的一个旋转体固定连接。8.一种内燃机，包括a.两个分布在发动机轴向的两侧且同轴心安装的圆环形气缸，每个气缸上有n/2(其 中η为偶数)对进排气通道；b.一个以圆环形气缸的轴心为转动中心的输出轴，输出轴上有一个轴心偏离输出轴转 动中心的偏心轴径；c.一个可转动的安装在输出轴的偏心轴径上的转子；d.有一对内啮合齿轮，其中内齿圈固定安装在转子上且以转子的自转中心为中心， 它和以输出轴转动中心为中心且固定安装的外齿轮啮合，当输出轴连续旋转时，转子既 绕其自转中心自转又绕输出轴转动中心公转，转子上的齿圈和固定的外齿轮的齿数比为 n+1 n，这就保证了输出轴旋转n+1圈的同时转子反向自转η圈；e.两个滑块，当输出轴转动时，每个滑块相对于转子在转子上的特定半径方向上来回 往复运动；f.两个推杆，它们绕输出轴转动中心转动，每个推杆的半径方向的一端和对应的一个 滑块铰链连接，每个推杆上有两个曲柄，它们跨在输出轴偏心轴颈轴向的两侧；g.两对旋转体，每个旋转体上有η个活塞，两个旋转体组成一对，第一对旋转体上的两 组活塞相互间隔安装在第一个气缸，它们把第一个气缸分割成2η个可变容积的工作室，第二对旋转体上的两组活塞相互间隔安装在第二个气缸，它们把第二气缸分割成2η个可变 容积的工作室；h.两对和输出轴同心安装的套筒，第一对套筒的每个套筒的轴向的一端分别和对应的 一个推杆的第一个曲柄固定连接，另一端分别和对应的第一个气缸内的一个旋转体固...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢能才，
申请(专利权)人：卢能才，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]