专利名称：无死点式稀薄燃烧的转子发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种适用于军用及民用的各类飞机、坦克及战车上的高转速无死点稀薄燃烧的转子发动机。
背景技术：
传统的三角转子发动机是外凸形三角转子，目前被公众所认知是马自达公司生产的凸三角形转子曲轴发动机，并在2001的东京车展上展出，并于2003年6月被评为国际年度最佳发动机，该发动机虽然具有体积小、功率大的优点，但却与传统的往复式曲轴发动机同样有死点，使50%的燃油作负功。同时其燃烧路线细而长，不能充分燃烧及1.5 倍的燃烧时间和三个密封点与8字型缸体为线接触等，造成油耗大，寿命短的缺点，而军用飞机所要求的高转速在现有的发动机中也没有可以达到的，本申请人于2004年申请的 200410021425. 7的专利，将三点密封改为五点密封，使有死点改为无死点，使有用功翻了一倍，解决了油耗大的问题，但磨损和振动问题没有很好解决。用在军用飞机上的涡轮喷气发动机上的涡轮受到先天性的结构性的致命伤，使主轴的转数不能进一步提高，使功率上不去，影响飞机的性能。
发明内容
为了解决上述技术问题而提供一种无死点稀薄燃烧的转子发动机，目的是降低油耗，增强密封性能，减小磨损，增加发动机的使用寿命，增大发动机的功率。为达上述目的本发明无死点稀薄燃烧的转子发动机，包括缸体，设在缸体左右侧的左侧压板和右侧压板，设在缸体内的圆转子，其特征在于圆转子在缸体内转动并与缸体内壁的上切点相切运动，在圆转子的中心空腔内设有直主轴，直主轴的外圆上设有外齿轮， 外齿轮与圆转子中心空腔内壁上设置的内齿轮啮合，在圆转子上设有均勻分布的长方孔， 长方孔为1-4个，长方孔内设有与缸体和左右侧压板接触的密封件，在圆转子的上切点的左前侧缸体上设有喷油器和火花塞，在圆转子上切点的右后侧缸体上设有暗道，在圆转子上切点对称点的右前侧设有进气口，在圆转子上切点对称点的左后侧设有排气口。所述的圆转子在缸体内与缸体内壁的上切点对称点的下切点相切运动，长方孔为 3个。所述的圆转子上的每个长方孔设有一个密封件，所述的密封件包括与左侧压板面接触的左侧惯性密封块、与右侧压板面接触的右侧惯性密封块和设在左侧惯性密封块和右侧惯性密封块之间的与缸体面接触的径向惯性密封块构成，径向惯性密封块与缸体接触的部分为动力密封槽，动力密封槽的形状为长方形凹槽。所述的长方孔的右后侧的圆转子上设有燃烧室，燃烧室是向圆转子中心凹陷的圆弧形燃烧室，在燃烧室内设有涡流发生器，长方孔的左前侧的圆转子的外圆上设有动力密封槽，动力密封槽的形状为长方形凹槽。所述的喷油器为1-3个，火花塞为1-2个，在缸体的上切点的左前方4度至35度之间设有一组喷油器和火花塞，在缸体的上切点左前方60度至90度之间设有另一组喷油器和火花塞，并且喷油器设在火花塞的后方；在缸体的上切点左前方90度至150度处设有一个喷油器。所述的圆转子的两侧面设有圆形耐热橡胶封油圈，在耐热橡胶封油圈的外侧设有沿径向分布的惯性顶块，惯性顶块的上方为截面是方形的圆弧形气密封条，惯性顶块设在圆转子侧面的凹槽内，凹槽是使惯性滑块作径向离心运动的前后两个斜面凹形槽。所述的进气口与设在左侧压板、右侧压板和缸体上的进气通道相通，排气口与设左侧压板和右侧压板的出气通道相通，左侧压板、右侧压板和缸体的外表面设有冷却叶片， 所述的缸体的内壁轨迹为圆、椭圆、四心椭圆、卵圆或圆与非圆轨迹的组合。所述的直主轴上的外齿轮与圆转子中心空腔内壁上的内齿轮的齿数比为1 1、 1 2、1 3或1 4，直主轴穿过设在左右侧压板外侧上的主浮动轴承，在主浮动轴承与圆转子之间设有用于密封直主轴与左右侧压板的油封圈，圆转子中部的两端面设在左右侧压板内侧的大浮动轴承内，直主轴的一端设有启动用外齿轮，直主轴的另一端设有风扇。所述的直主轴上设有三组圆转子，两端的圆转子与中间的圆转子成180度角，中间圆转子的排量等于两侧的二个圆转子排量之和，相邻的圆转子之间设有中隔板，中隔板上设有冷却叶片。所述的直主轴上设有六组圆转子，六组圆转子串在一根直主轴上，相邻的圆转子之间设有中隔板，启动用外齿轮和风扇设在直主轴的同一侧，六组圆转子的另一侧设有锥形体，锥形体用支板固定在扩散器内，扩散器的后方设有稳流室、拉瓦尔管和可调喷口。本发明的优点效果本发明由过去的三点密封改为四点或五点密封后，消除了死点，使一半作负功的燃汽不让它点火而被省下来。而另一半点火的燃汽在整个燃烧过程中全作正功，经比较在油耗相同条件下各种汽油机的有用功如下本发明为50-60%，马自达三角转子汽油机为20%，传统往复式汽油机为25%。在相同的动力条件下，本发明可实现油耗及排污各减少50%，再利用稀薄燃烧将空燃比的理论值14. 5 1提高为23 1，油耗及排污将进一步减少，。由三角转子改为圆转子，由曲轴改为直轴，将两对普通轴承改为全浮动轴承以及将三个动密封点改为面接触，这些为本发明圆转子达到高转速提供了必要的条件。而本发明最高转速可达16万r/min,根据公式=Pe (功率)=Me (扭矩)X η (转速r/min) /9550，则说明若扭矩不变则功率与转速成正比。传统往复式发动机的转数为0. 6万转，马自动发动机的转数为0.9万转，某国外的某歼击机的涡轮喷气式发动机为例其转数为1. 115万转，但由于涡轮叶片先天性致命伤的限制，不许涡轮喷气发动机超过1. 115万/分，飞机着陆滑轮距离却达500米左右。这可使我国急需的航母小型化，使小型航母具有水下航行阻力小速度快的优点，因本发明的主轴转速高，功率大适用于军事上，因此说明本发明对我国在军事上和经济上意义非常重大。本发明用在超低空飞机上使机翼的升阻比提高2倍，其有用功可由50%上升到 75% ；而传统的涡轮喷气式在高空高速时高达50-60%，而在低空时其有用功不如普通的汽油机。
图1是本发明的结构示意图。图2是图1的侧视图。图3是图1中A-A向剖示图。图4是图1的B-B向剖示图。图5是图1的C-C向剖示图。图6是图1的D-D向剖示图。图7是本发明实施例6的结构示意图。图8是本发明实施例7应用在军用飞机上的结构示意图。图中1、缸体；2、圆转子；3、直主轴；4、外齿轮；41、启动用外齿轮；5、火花塞；6、 内齿轮；7、喷油器；8、上切点；81、对称点；82、下切点；9、左侧压板；10、右侧压板；11、左侧惯性密封块；12、径向惯性密封块；13、右侧惯性密封块；14、暗道；15、燃烧室；151 润流发生器；16、气密封条；17、耐热橡胶封油圈；18、惯性顶块；19、进气口 ；191、进气通道；20、动力密封槽；21、进出气隔片；22、排气口 ；221、出气通道；23、固定螺栓；24、风扇；25、主浮动轴承；26、大浮动轴承；27、中隔板；28、扩散器；29、支板；30、锥形体；31、稳流室；32、拉瓦尔管；33、可调喷口 ；34、油封圈；35、冷却叶片。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。实施例1如图1至6所示本发明无死点稀薄燃烧的转子发动机，包括缸体1，设在缸体1左右侧的左侧压板9和右侧压板10，设在缸体1内的圆转子2，圆转子2在缸体1内转动并与缸体1内壁的上切点8相切运动，在圆转子2的中心空腔内设有直主轴3，直主轴3的外圆上设有外齿轮4，外齿轮4与圆转子2中心空腔内壁上设置的内齿轮6啮合，直主轴3上的外齿轮4与圆转子2中心空腔内壁上的内齿轮6的齿数比为1 1、1 2、1 3或1 4， 本实施例为1 3，直主轴3穿过设在左右侧压板9、10外侧上的主浮动轴承25，在主浮动轴承25与圆转子2之间设有用于密封直主轴3与左右侧压板9、10的油封圈34，圆转子2 中部的两端设在左右侧压板9、10内侧的大浮动轴承沈内，直主轴3的一端设有启动用外齿轮41，在圆转子2上设有长方孔，长方孔为1-4个，本实施例为3个，长方孔内设有与缸体 1和左右侧压板9、10接触的密封件，在圆转子2的上切点8的左前侧缸体1上设有喷油器 7和火花塞5，在圆转子2上切点8的右后侧缸体1上设有暗道14，在圆转子2上切点8的对称点81右前侧设有进气口 19，在圆转子2上切点8的对称点81左后侧设有排气口 22。圆转子2上的长方孔均勻分布，每个长方孔设有一个密封件，所述的密封件包括与左侧压板9面接触的左侧惯性密封块11、与右侧压板10面接触的右侧惯性密封块13和设在左侧惯性密封块11和右侧惯性密封块13之间的与缸体1接触的径向惯性密封块12 构成，径向惯性密封块12与缸体1面接触的部分为动力密封槽20，动力密封槽20的形状为方形槽；长方孔的右后侧的圆转子2上设有燃烧室15，燃烧室15是向圆转子2中心凹陷的圆弧形燃烧室，在燃烧室15内设有涡流发生器151，涡流发生器151为设在燃烧室底部的具有迎风导角的凸起，长方孔的左前侧的圆转子2的外圆上设有动力密封槽20，动力密封槽20的形状为方形槽；喷油器7为1-3个，火花塞5为1-2个，本实施例的喷油器7为3个，火花塞5为2个，在缸体1的上切点8的左前方4度至35度之间设有一组喷油器7和火花塞5，在缸体1的上切点左前方60度至90度之间设有另一组喷油器7和火花塞5，并且喷油器7设在火花塞5的右后方；在缸体1的上切点左前方90度至150度处设有一个喷油器7 ；圆转子2的两侧设有与左右侧压板9、10接触的圆形耐热橡胶封油圈17，在耐热橡胶封油圈17的外侧设有沿径向分布的惯性顶块18，惯性顶块18的上方为截面是方形的圆弧形气密封条16，惯性顶块18设在圆转子2侧面的凹槽内，凹槽是使惯性滑块作径向离心运动的前后两个斜面凹形槽，进气口 19与设在左侧压板9、右侧压板10和缸体1上的进气通道191相通，排气口 22与设左侧压板9和右侧压板10的出气通道221相通，在缸体1外的进气通道191与出气通道221之间设有进出气隔片21，左侧压板9、右侧压板10和缸体 1的外表面设有冷却叶片35 ；缸体1的内壁轨迹36为圆与非圆的组合，左右侧压板9、10用固定螺栓23与缸体1固定在一起，本实施例为三个密封件和上切点四点密封。这种单缸的发动机适用于小型无人飞机、摩托车及除草机等。实施例2实施例1中的圆转子2上的长方孔为4个，外齿轮4与内齿轮6的齿数比为1 4， 缸体的内壁轨迹为四心椭圆，只设一组喷油器7和火花塞5，设在缸体1上切点8的左前方 4度至35度之间，其它同实施例1。实施例3实施例1中的圆转子2上的长方孔为2个，外齿轮4与内齿轮6的齿数比为1 2， 缸体的内壁轨迹为卵圆，设二组喷油器7和火花塞5，一组设在缸体1上切点8的左前方4 度至35度之间，另一组设在在缸体1的上切点8的左前方60度至90度之间，其它同实施例1。其它同实施例1。实施例4实施例1中的圆转子2上的长方孔为1个，外齿轮4与内齿轮6的齿数比为1 1， 缸体的内壁轨迹为圆，其它同实施例1。实施例5实施例1中的缸体的内壁轨迹37为椭圆，在圆转子2上切点8的对称点81为下切点82，圆转子2在缸体1内逆时针转动并与缸体1内壁的下切点82相切运动，进气口 19 只与设在左侧压板9的进气通道相通，排气口 22只与设在左侧压板9的排气通道相通，本实施例为三个密封件、上切点和下切点共五点密封，其它同实施例1。实施例6如图7所示在使用时可以三组圆转子串在一根直主轴3上，两端的圆转子与中间的两个圆转子2成180度角，直主轴的一端设有启动用外齿轮41，直主轴3的另一端设有风扇24，每个圆转子2之间设有中隔板27，中隔板27上设有冷却叶片35，发动机的结构同实施例1，由于中间圆转子2与两侧的圆转子相差180度，中间圆转子的排量等于两侧的二个圆转子排量之和，点火时两侧圆转子的爆发力中间圆转子的爆发力组成两个纯扭矩对外输出，而对主轴没有任何振动力及振动弯矩。因此主要用于各类汽车及超低型坦克、无人机和直升机上。实施例7如图8所示具有实施例1中的6组圆转子串在一根直主轴3上，相邻的发动机之间设有中隔板27，启动用外齿轮41和风扇M设在直主轴3的同一侧，6组发动机的另一侧设有锥形体30，锥形体30用支板四固定在扩散器观内，扩散器观的后方设有稳流室31、 拉瓦尔管32和可调喷口 33。本实施例的结构解决了涡轮叶片发动机不能高速转动的缺点， 而且本发明的体积大大缩小，这些都使本发明在军用飞机上使用具有功率大，转速高，使飞机的起飞距离大大缩短等优点。本发明的工作原理启动用外齿轮带动直主轴转动，直主轴带动外齿轮，外齿轮带动内齿轮，内齿轮带动圆转子转动，从进气口进气，圆转子上的密封件转过上切点后喷油器喷油，火花塞点火，在燃烧室燃烧，由于涡流发生器产生涡流，能充分燃烧，增大作正功的爆炸力，在缸体的上切点的右后方不点火，因此作负功的燃油被省了下来通过暗道流出，在圆转子转动时长方孔内的密封件在离心力作用下左侧惯性密封块11、右侧惯性密封块13和径向惯性密封块12分别与左侧压板、右侧压板和缸体面接触密封，惯性顶块在离心力的作用下将气密封条与左右侧压板密封。本发明由于不用传统的耐温很低的弹簧密封法，使冷却工作量大大减少，从而大大减少了热量的损失。因涡轮喷气发动机中涡轮叶片对转速及高温的限制，不得不在涡轮出口的后面增加很多设备实现二次燃烧，以满足拉瓦尔管进口前对气流进口前的压力及温度的要求。而本发明由于出口温度及压强已满足拉瓦尔管进口的要求，不需再喷油燃烧，将余热和余压直接经扩压和稳流后进入拉瓦尔管，是属于余热和余压的利用。综上所述可使节能减排都由25%上升到75%左右，又因转速特高，在相同排量条件下是某大国歼击机功率的14. 35 倍，可使其滑跑起飞距离由500米降为35米，这在军事很重要。
8
权利要求
1.无死点稀薄燃烧的转子发动机，包括缸体，设在缸体左右侧的左侧压板和右侧压板， 设在缸体内的圆转子，其特征在于圆转子在缸体内转动并与缸体内壁的上切点相切运动， 在圆转子的中心空腔内设有直主轴，直主轴的外圆上设有外齿轮，外齿轮与圆转子中心空腔内壁上设置的内齿轮啮合，在圆转子上设有均勻分布的长方孔，长方孔为1-4个，长方孔内设有与缸体和左右侧压板接触的密封件，在圆转子的上切点的左前侧缸体上设有喷油器和火花塞，在圆转子上切点的右后侧缸体上设有暗道，在圆转子上切点对称点的右前侧设有进气口，在圆转子上切点对称点的左后侧设有排气口。
2.根据权利要求1所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的圆转子在缸体内与缸体内壁的上切点对称点的下切点相切运动，长方孔为3个。
3.根据权利要求2所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的圆转子上的每个长方孔设有一个密封件，所述的密封件包括与左侧压板面接触的左侧惯性密封块、 与右侧压板面接触的右侧惯性密封块和设在左侧惯性密封块和右侧惯性密封块之间的与缸体面接触的径向惯性密封块构成，径向惯性密封块与缸体接触的部分为动力密封槽，动力密封槽的形状为长方形凹槽。
4.根据权利要求3所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的长方孔的右后侧的圆转子上设有燃烧室，燃烧室是向圆转子中心凹陷的圆弧形燃烧室，在燃烧室内设有涡流发生器，长方孔的左前侧的圆转子的外圆上设有动力密封槽，动力密封槽的形状为长方形凹槽。
5.根据权利要求1所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的喷油器为 1-3个，火花塞为1-2个，在缸体的上切点的左前方4度至35之间设有一组喷油器和火花塞，在缸体的上切点左前方60度至90度之间设有另一组喷油器和火花塞，并且喷油器设在火花塞的后方；在缸体的上切点左前方90度至150度处设有一个喷油器。
6.根据权利要求2所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的圆转子的两侧设有圆形耐热橡胶封油圈，在耐热橡胶封油圈的外侧设有沿径向分布的惯性顶块，惯性顶块的上方为截面是方形的圆弧形气密封条，惯性顶块设在圆转子侧面的凹槽内，凹槽是使惯性滑块作径向离心运动的前后两个斜面凹形槽。
7.根据权利要求1所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的进气口与设在左侧压板、右侧压板和缸体上的进气通道相通，排气口与设左侧压板和右侧压板的出气通道相通，左侧压板、右侧压板和缸体的外表面设有冷却叶片35，所述的缸体的内壁轨迹为圆、椭圆、四心椭圆、卵圆或圆与非圆轨迹的组合。
8.根据权利要求1所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的直主轴上的外齿轮与圆转子中心空腔内壁上的内齿轮的齿数比为1 1、1 2、1 3或1 4，直主轴穿过设在左右侧压板外侧上的主浮动轴承，在主浮动轴承与圆转子之间设有用于密封直主轴与左右侧压板的油封圈，圆转子中部的两端设在设在左右侧压板内侧的大浮动轴承内，直主轴的一端设有启动用外齿轮，直主轴的另一端设有风扇。
9.根据权利要求8所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的直主轴上设有三组圆转子，两端的圆转子与中间的圆转子成180度角，中间圆转子的排量等于两侧的二个圆转子排量之和，相邻的圆转子之间设有中隔板，中隔板上设有冷却叶片。
10.根据权利要求8所述的无死点稀薄燃烧的转子发动机，其特征在于所述的直主轴上设有六组圆转子，六组圆转子串在一根直主轴上，相邻的圆转子之间设有中隔板，启动用外齿轮和风扇设在直主轴的同一侧，六组圆转子的另一侧设有锥形体，锥形体用支板固定在扩散器内，扩散器的后方设有稳流室、拉瓦尔管和可调喷口。
全文摘要
本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种适用于军用及民用的各类飞机、坦克及战车上的高转速无死点稀薄燃烧的转子发动机。包括缸体，设在缸体左右侧的左侧压板和右侧压板，设在缸体内的圆转子，其特征在于圆转子在缸体内转动并与缸体内壁的上切点相切运动，在圆转子的中心空腔内设有直主轴，直主轴的外圆上设有外齿轮，外齿轮与圆转子中心空腔内壁上设置的内齿轮啮合，在圆转子上设有均匀分布的长方孔，长方孔为1-4个，长方孔内设有与缸体和左右侧压板接触的密封件，在圆转子的上切点的左前侧缸体上设有喷油器和火花塞，在圆转子上切点的右后侧缸体上设有暗道，在圆转子上切点对称点的右前侧设有进气口，在圆转子上切点对称点的左后侧设有排气口。
文档编号F02B53/02GK102486120SQ20091018752
公开日2012年6月6日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者杨懋钧 申请人:杨懋钧