[实用新型]心形线单纯旋转发动机

说明书

本实用新型属于一种发动机，具体说属于一种旋转式发动机。

目前普遍使用的发动机，都是历经了一百多年的往复式发动机，往复式发动机利用曲轴连杆机构将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。由于往复机的结构本身造成的惯性和惯性力矩不能完全平衡，随着发动机转速的提高，使作用在轴承上的惯性负荷急剧增加，并且使发动机的振动和噪音加剧，不利于现代发动机向高速化发展的总趋势，而且活塞的运动速度受到现有材料的限制，不能超出一定范围，也限制了往复机的发展。加之往复机的结构复杂，这些因素是往复机进一步提高性能的严重障碍。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、适应性强、平衡性能好、低噪音且热效率高的旋转式发动机。

本实用新型的目的是这样实现的：本机由缸体、前后端盖及同步传动机构组成，其结构要点为：所说的缸体至少包括一个安装凸转子的凸转子腔和至少两个安装凹转子的凹转子腔，所说的凸转子为包括与凹转子相切的基圆和与缸体密封的尖端的柱体，所说的凹转子为上面开有与尖端对应且等宽的凹腔的柱体，所说的缸体上有进气口和排气口，所说的端盖外安装同步传动机构。

所说的同步传动机构为在所说的端盖外安装与各转子同轴且节圆与同轴安装的转子基圆等径的配合齿轮。

所说的凸转子的基圆上有三个等距离排列的尖端，所说的凹转子的基圆上有三个等距离排列的凹腔，该凹腔的宽度与凸转子尖端的根部宽度相等。

所说的凸转子的尖端的截面由两段相向的心形线和顶弧组成。

在所说的缸体的每一个凸转子腔的一侧缸壁上开进气口，另一侧缸壁上开排气口。

所说的缸体上有一个进气口为至少一个可关闭的进气口。

在所说的缸体的凹转子腔内侧开冷却槽。

在所说的缸体的凹转子腔内侧开作功槽。

所说的凸转子轴向上、下面各有一安装密封圈的圆台槽，在密封圈与凸转子圆台槽之间安装密封条。

本实用新型具有完全平衡的全旋转所带来的各种优点，作功行程大于压缩行程，可连续不断的进、排气。可用关闭进气口，产生可变压缩比及可变排量，适应范围广。降低噪音并提高热效率。端面密封件的外表面为斜面，且密封圈与转子基圆等径，所以密封安全可靠。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本实用新型的剖视图。

图2为凸转子的密封示意图。

图3为图1的部分示意图。

图4为进气工作示意图。

图5为压缩工作示意图。

图6为火花塞工作示意图。

图7为作功过程示意图。

图8为工作示意图。

图9为排一级排气工作示意图。

图10为二级排气工作示意图。

图11为辅助作功槽示意图。

图12为端盖示意图。

从图1中可以看出，发动机缸体1有六个转子腔，其中三个凸转子腔13，三个凹转子腔14，每个转子腔的中心连线为正六边形，即凸转子腔13中的凸转子3的基圆与凹转子腔14中的凹转子4相切，凸转子3的基圆上有三个等距离排列的尖端2，该尖端2的截面由两段心形线和顶弧组成，尖端2的顶弧与缸体1的内壁密封，设置顶弧的目的在于使尖端2与缸壁的接触处成为一个面而不是一条线，同时能够布置双层的密封零件，凹转子4的基圆上有三个等距离排列的凹腔8，凹腔8的腔体宽度与凸转子3的尖端2的底部宽度相等，由于凸转子的尖端2由两段心形线组成，所以尖端2进入凹腔口的任意时刻都能将凹腔口封闭，在凹腔8的底部中间安装火花塞9。在缸体1中间每一凸转子腔13的内侧壁上开进气口5，进气口5可以为一个进气口加一个可关闭的进气口，在需要不同动力时，可打开或关闭进气口，改变排量，改变压缩比，在每一凸转子腔13的外侧壁上开排气口12，在排气口12的内壁前端至排气口12开排气槽6，在凹转子腔14的内壁靠近凸转子腔13排气口12的一侧开冷却槽7，另一侧开辅助作功槽10。各转子中间安装花键轴11，在轴11的一端安装配合齿轮，配合齿轮的节圆直径与同轴安装的转子直径相同，配合齿轮相邻啮合，传递动力，缸体1的两端为端盖，形状同缸体吻和，以能封闭缸体为宜，在端盖凹腔上方靠近排气口处开辅助排气孔15，如图12所示，其作用在于进气前将凹腔内部分气体排出。从图2中可以看出，所说的凸转子3轴向上、下面各有一安装密封圈18的圆台槽17，在密封圈18与凸转子3的圆台槽17之间安装密封条16。

下面对照附图介绍一下本实用新型的工作原理，本机同一般发动机一样，也是遵循进气、压缩、作功、排气四个工作循环，把燃料的化学能转化为机械能，要实现这种循环，发动机的工作容积就必须能够有规律地扩张和缩小。为了便于观察，把其中两个转子的尖端涂成黑色，并且只画出如图3所示的一个凸转子腔和相邻的两个凹转子腔的工作情况。如图4所示，凸转子3按顺时针方向旋转，两凹转子4按逆时针方向旋转，尖端2与缸体1接触封闭，右端由凸凹转子基圆相切封闭，尖端2经过进气口5后，在尖端2后的缸体1内形成负压，混合气充入缸体，此为进气过程。如图5所示，后面的黑色尖端2与缸壁封闭，左面由凸转子3和凹转子4的基圆封闭，随着后边尖端2的旋转，在燃烧气的腔体形成压缩。当混合气全部压入凹腔8，如图6所示，尖端2与凹腔8中心线与轴心线重合时，火花塞9点火，当尖端2的角度逐渐超过轴间线后，尖端2后面受压面积逐渐增大，而前边受压面积减少，两面受力不平衡，燃烧气体推动尖端2运动，形成发动机的运动动力，此为作功过程。如图7所示，在作功行程的一瞬，辅助作功槽10的意义在于使燃烧气体充分燃烧和利用，对此可进一步参考图11，图11中的辅助作功槽10小于两凹腔8之间的弧长，从而防止了气体的泄漏。图8所示，虽然作功行程大于压缩行程，但两转子间燃烧气体压强仍远高于标准气压，此时燃烧气仍未泄漏，因而两端受压面积相等，所以，即不对转子机转动产生动力，也不对其产生阻力，同时，无色的尖端8已开始作功，这就使无色尖端2两侧压差变小，形成二级压差，减少了密封件的泄漏，且不影响动力性。从图9中可以看出，尖端2到达排气槽6后，先由排气槽6排气，使排气分两级排出，以降低噪音。图10为二级排气，即由无色尖端2推动废气向排气口排出，此为排气过程，此时，冷却槽7的作用不仅为使凹腔中的残存废气排出，更主要的是通过端盖上的压缩空气进气口的压缩空气，对凹腔进行冷却。从上面所述，进排气连续不断，在整个工作过程中，凸转子3输出动力，但可用凹转子轴带动一些附件或提供较小动力。本机与往复机相比，可完全平衡，并能连续不断的进排气，所以具有很大的优越性，噪音低、热效率高，并且可变排量，可变压缩比，使本发动机的适应范围增大，密封安全可靠，进一步拓宽了发动机领域。