[发明专利]一种旋转发动机及其连续燃烧做功方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转式发动机及其工作方法，具体地说是一种旋转发动机及其连续燃烧做功方法。

背景技术

往复活塞式内燃机在当今世界动力范畴占据主导地位，其被广泛地用作汽车动力，然而，因其自身复杂的结构特点使该内燃机的进一步发展受到很大的限制。往复活塞式内燃机的活塞组因往复运动而引起的往复惯性力和惯性力矩不能得到完全平衡，而且这个惯性力是按照转速平方增长的，当转速增加时，作用在轴承上的惯性负荷和某些零件的应力显著增加，由不平衡力引起的振动和噪声进一步恶化，使发动机转速的提高和比功率、比重量等性能指标的改善受到很大的限制。此外，往复活塞式内燃机的燃烧过程复杂，热效率损失大。

目前，有很多旋转式发动机设计试图改变上述现状，具有代表性的有汪克尔转子发动机，其结构大大简化，发生故障的可能性也大大减小，具有高马力容积比。然而，由于没有往复式发动机的高压缩比，该转子发动机燃烧不够充分，虽然马自达公司给转子发动机增加了单涡轮增压和双涡轮增压等装置，但也只是提高了输出马力和减少了尾气排放，还是与往复式发动机存在很大的差距。而且，汪克尔转子发动机密封复杂，其径向密封片磨损快，引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅度增加了油耗与污染。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种旋转发动机，以解决现有内燃机噪音大、排放高、燃油效率低、设计复杂、成本高的问题。

本发明的目的之二就是提供一种旋转发动机的连续燃烧做功方法，以实现工质混合气在燃烧室的连续燃烧膨胀做功，提高燃油效率，降低排放。

本发明的目的之一是这样实现的：一种旋转发动机，包括缸体、转子、前端盖和后端盖，

在所述缸体上开有一个圆柱形内腔，所述转子容纳在所述缸体的内腔中，在所述缸体上开有分别与内腔相通的进气口和排气口，在缸体内腔的内壁上还开有一个作为燃烧室的凹槽，在所述凹槽旁边的所述缸体上设置有火花塞；

所述转子包括中心轴、圆盘、腔室隔离架和活塞；所述中心轴穿接在封挡缸体内腔的前端盖和后端盖上，两个所述圆盘的盘面相对并固定在所述中心轴上，所述腔室隔离架固定在两个圆盘之间；所述腔室隔离架包括沿圆周均布的若干弧面板，所述弧面板的板面垂直于所述圆盘的盘面且各弧面板呈风车叶片形排布，将两个圆盘之间的圆柱形空间分隔成若干形状相同、大小相等的活塞腔，每个活塞腔的截面呈类三角形；在每个活塞腔中设置一个可封挡活塞腔外端口的弧面板形的活塞，所述活塞的一端通过销轴铰接在活塞腔外端口的一边，所述活塞的另一端为自由端；在所述销轴的一端固接有连杆，在所述连杆的外端面设置有拨销，所述拨销插接在开设于后端盖内板面上的椭圆形导向槽中，以在转子转动的过程中带动活塞在活塞腔中以所述销轴为摆轴往复摆动，当活塞在活塞腔内往复摆动时，活塞的自由端与活塞腔的内壁保持接触。

转子旋转，连杆和拨销随之一起旋转，拨销随即在椭圆形导向槽内滑动，并通过连杆与销轴带动活塞在活塞腔内做往复式摆动，且拨销在导向槽内滑动一圈，与其相连的活塞在活塞腔内往复摆动两次，这两次往复摆动过程，即是活塞腔的吸气——压缩——膨胀做功——排气过程。

所述进气口和排气口位于所述缸体的底部，所述燃烧室和火花塞位于所述缸体的顶部，且所述进气口与所述火花塞位于相同侧，所述排气口和燃烧室位于另一相同侧，转子旋转一圈，活塞腔依次经过进气口、火花塞、燃烧室和排气口。

在所述圆盘的侧沿设置有密封环，在所述弧面板的外露沿上、在所述活塞与所述弧面板的接触部位、以及所述活塞与所述圆盘的接触面上分别设置有密封片。

本发明的目的之二是这样实现的：一种上述旋转发动机的连续燃烧做功方法，包括以下步骤：初始驱动力驱动转子在缸体的内腔中旋转，连杆和拨销随转子一并旋转，且拨销在椭圆形导向槽内滑动，并通过连杆与销轴带动活塞在活塞腔内做往复式摆动；转子旋转一圈，活塞腔依次经过缸体的进气口、火花塞、燃烧室和排气口，对应地完成进气——压缩——点燃——推动前一活塞腔做功——排气的工作过程；当两个相邻的活塞腔均旋转至与燃烧室相通的位置时，该两个活塞腔通过燃烧室连通，后活塞腔的压缩工质混合气被挤入燃烧室内，并由燃烧室内正在燃烧的工质混合气引燃并燃烧，由此实现燃烧室内工质混合气的连续燃烧，连续燃烧的工质混合气膨胀，连续推动经过燃烧室的活塞腔逐一做功。

所述工作过程是：