[发明专利]球形双环转子内燃机

说明书

技术领域

本发明属于内燃机，尤其涉及一种球形双环转子内燃机。

背景技术

内燃机经过150多年改进和发展已经成为很成熟的机电一体化产品，在交通运输、工程机械、农业机械等动力装置中，始终保持着主导地位。但随社会的发展汽车的普及和能源和环境问题的日益严重，如何减少内燃机的有害气体排放，降低燃料的消耗，迫切需要我们努力提高内燃机的经济性和改善废气的排放。如何提高内燃机的燃烧效率和改善排放？现研究的热点之一是均质压燃被称为第三种燃烧方式，是结合汽油机与柴油机各自的优点而提出的一种新的燃烧概念，提高压缩比使极稀混合气自燃达到完全燃烧，提高内燃机的燃烧效率提升马力，这样即节省燃料有害气体的排放也减少很多。目前很多研究都在进行中，但是基本都是在公知内燃机结构基础上进行。现在的内燃机在结构上已基本固化，也随之有它固有的缺点：活塞、连杆和曲轴机构不仅仅是机械效率低(各种摩擦损失大、惯性损失不可避免，而且随转速和负荷的增加而为严重)，润滑要求高且损失大；直线运动的“死点”问题是“爆燃”问题的关键，许多提升马力、降低油耗、改善排放有利环保等措施，(如增压：提高压缩比；提高燃烧腔的温度等等)都因为爆燃的产生受到限制。同时，换气过程压缩比固定，实现可变压缩比很困难；汽油机必须有点火系统，使内燃机结构复杂；燃烧时间短做功行程短等均是曲轴连杆机构内燃机的缺点。近年，世界各国都在研发各种形式的转子发动机(如：三角活塞转子发动机，易理偶式转子发动机......)。转子发动机与传统的曲轴连杆机构往复式发动机都是依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀力来获得转动力矩。转子发动机的基本工作原理也是具有吸气、压缩、燃烧膨胀做功、废气排放四个过程。现只有三角活塞发动机安装在汽车上过渡到商业性生产，也由于密封问题，油耗与污染问题制约了其发展。专利申请号(200510065417.7)公开了一种新型的转子发动机，其特征是一个横截面是球形的汽缸被两个互相嵌套的转子分成四个密封汽室，工作时四个密封汽室中同时不断循环进行吸气，压缩，做功，排气四个过程，完成能量的转换。工作时以每个转子转90度则静止，另一转子接着运动的方式循环。且转子只能单向转动，使吸气；压缩；做功；排气四个过程在四个气室中同时不断循环进行，使两转子不断交替转动。转动的转子通过单向传动将机械能不断传给主轴输出，实现化学能向机械能的转换。实验证明该项技术的动力能量无法产生；专利申请号(201110161677.X)公开了一种双转子旋转活塞发动机，汽缸为环形气缸，由3转子与6转子形成的双转子机构，在环形气缸内做同向换步旋转，并由动力输出模块将换步旋转转换为连续旋转并输出。发动机每个转子包含一个转子盘和两个扇形活塞。四个活塞将环形气缸动态分割为四个密闭空间。每个转子旋转180°。即可完成吸气，压缩，做功，排气四个冲程。换步旋转由换步系统实现。可燃气体通过常开的进气口吸入，环形气缸壁上设有多个进气口，进气量可根据需要实时控制。废气通过常开的排气口排出。由正圆的转子盘直接产生旋转力，做功受力点沿转子盘切线方向，功率大，运转平稳，振动小。从结构上看非常复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种球形双环转子内燃机，实现内燃机驱动扭矩的过程是通过两个在同一球心上呈十字交叉的球面运行滑块在壳体内腔两条相互交叉的运行通道内旋转一周，即可同步完成两次吸气，压缩，燃烧膨胀做功和排气四个过程。振动与噪音更低，运动更加轻快顺畅。克服了现活塞内燃机直线运动的“死点”问题，既可以比较容易地突破“爆燃”的限制，还可以利用“爆燃”的能量。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种球形双环转子内燃机，包括壳体，其特征是：所述壳体内腔为两个相互交叉的运行通道，所述两个运行通道分别是吸气、空气压缩通道和燃烧膨胀做功、排气通道；所述两个运行通道里分别内置有运行滑块，所述运行滑块与运行通道呈间隙配合，所述在运行通道内的两个运行滑块各绕其轴旋转，两轴交于与运行通道的同一球心点上，所述两个运行滑块分别通过齿轮传动副啮合旋转，所述在两个运行通道内旋转的滑块运动中相互封堵对方的运行通道，分别在吸气、空气压缩通道形成空气压缩段与吸气段；在燃烧膨胀做功、排气通道形成燃烧膨胀做功段与排气段；所述空气压缩段与置于壳体上或壳体外的中间气包通过进气阀连通，所述吸气段设有进气口，所述燃烧膨胀段与中间气包通过出气阀连通，所述燃烧膨胀段设有燃料喷口，所述排气段设有排气口。