[其他]三转子活塞旋转式发动机

说明书

一、概论：

三转子活塞旋转式发动机是一种新型结构的内燃机，它不同于三角活塞旋转式发动机，简称三转子发动机。

目前广泛应用的往复活塞式发动机各种指标都已达到相当高的水平，但其基本结构方案具有根本缺陷，即这种发动机存在许多往复运动质量，如活塞、气门机构等。在进一步提高发动机转速时，这些往复运动质量所产生的惯性力急剧增大，使轴承载荷显著增加，振动加剧;并有可能破坏气门机构的正常工作。是提高发动机单位工作容积功率、降低单位功率质量，使之向高速发展的严重障碍。为解决上述问题，人们制成了三角活塞旋转式发动机，此种发动机虽无气门机构，并具有单位工作容积功率大，单位功率质量小等优点，但由于其结构方案使其同时存在起动性差，不经济，缺乏耐久性，尤其低速动力性差。而且在不增加发动机体积下设计柴油机有很大的困难。因此特设计出三转子活塞旋转式发动机。

三转子发动机和往复活塞式发动机比较有以下优点：单位工作容积功率大，单位功率质量小，由于无复杂的往复运动零件，因此振动较微，结构简单、零件数量少、拆装方便，维修简易，在具有专有设备情况下生产工艺不算复杂。在设计为柴油机时，由于压缩末期燃烧室中气体将产生强烈涡流因此理论上可使用重柴油。在相同工作容积和压缩比下理论上输出扭矩较往复活塞式发动机大A倍（A＝R/r，R相当于大转子节元半径，r曲轴的曲柄半径）。故相同功率下燃油消耗少于往复活塞式发动机。

三转子发动机和三角活塞旋转式发动机比较有以下优点：燃烧室紧凑，设计为柴油机时发动机体积无明显增加，因此有利于发展汽车用柴油机。易于起动、具有良好经济性，因不存在进排气孔之间窜气，且有足够大的进气孔，采用进气效率好的周面布置气孔，使发动机在高速和低速情况下都具有良好的动力性;火花塞位于无压力差处，保证了点火性能。理论上相同工作容积和压缩此下输出扭矩较三角活塞旋转式发动机大A倍（A＝R/e，R相当于大转子节元半径，e偏心距）。其相同功率燃油消耗少于三角活塞旋转式发动机。

图一是双缸水冷汽油三转子发动机结构示意图。

小转子（循环机油腔没有画出）17半径为大转子2基元半径的三分之一，它们之间有齿轮12和11联动，其传动比为1∶3。

三转子发动机气缸1内壁为元弧型面，其两端由端盖5及中间隔板所封闭。气缸和端盖均为固定件。在端盖内面有循环机油槽6机油通过此槽进入大、小转子内腔16，冲刷转子内腔后流入对侧端盖机油槽。大转子上具有转子角18其作用相当于往复活塞式发动机的活塞;小转子凹陷部分23构成燃烧室，其顶部有通气孔21在混合气压缩到最小容积左右（相当于图示位置）和端盖5上的火花塞孔相通，通气孔还具有平衡小转子两端面气压的作用。转子轴4、10与转子之间采用花键联接，主动齿轮12和主轴即大转子轴之采用滑键联接，并有弹簧8使其保持和从动齿轮11间的齿合。轴环14具有阻止轴向移动作用，主轴支承于主轴承上，小转子轴两端配有平衡重13，支承于可沿大小转子轴心连线移动一定距离的小转子轴承座15上，杠杆7在弹簧8作用下将楔块9压入小转子轴承座孔和轴承座间的楔形间隙使冷态下大、小转子紧密接触，保持良好密封，暖机完成后，由转子热膨胀，使轴承座移动将楔块“挤出”，保证大、小转子间不会由于热膨胀而损坏。弹簧应具有足够的弹力和强度，不使小转子在起动和暖机过程中被燃气推离大转子。气缸1铸有冷却水腔3并有混合气进气孔19，空气进气孔20和排气孔22。

转子角顶和气缸内壁紧密接触，形成三个密封的工作腔。转子转动时，由于小转子的阻隔使工作腔容积发生变化，其变化规律正好符合四行程内燃机对气缸容积变化的要求。发动机工作时，空气由进气孔20开始进入气缸，当转子角转过混合气进气孔19后较浓的混合气开始进入气缸和气缸中的空气相混合。此时小转子凹陷开口已由气缸型面所封闭，因而“泵”到排气侧为纯空气。混合气经压缩后，在燃烧室23中被点燃，推动转子角18旋转，并通过主轴输出作功。同时，在主轴上的主动齿轮12驱动从动齿轮11使小转子以三倍于大转子的转速。在大转子表面滚动。燃烧室中残余废气，依靠扫气泵增压后的空气自一侧通气孔进入，经另一侧通气孔驱除，相应燃烧室底部制成特殊形状。对于排气侧小转子其容积应减小到最小程度，在相当于最小容积时通气孔和端盖上的扫气孔相通（不接扫气泵）以排出其内废气，不使其“泵”到进气侧。其小转子底部不制成特殊形状。

上述方案同样适用于柴油机。