专利名称：一种椭圆滑片式发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种椭圆滑片式发动机，属于点火式发动机技术领域。
背景技术：
发动机技术是积累百年的成熟技术，尤其是活塞式发动机，其效率和环保已经有相当的完善程度。而日本的转子发动机也是异军突起，它对未来无污染的氢气发动机有一忱而就的动势。但活塞式发动机也以体积大噪音高，结构上应力要求高和及其复杂而著称。 对于转子发动机的发展也是一路坎坷，因为它制造工艺复杂，维修技术也因为非常复杂而没有普及，该发动机在效率上也没有优势，无法替代活塞式发动机。而椭圆滑片式发动机是从力矩研究入手，通过增加点火点来加快爆燃速度，加大发动机的转速来提高发动机的功率，尤其是针对可燃的气体燃料，有很高的发挥功效。并且该发动机结构简单，制造工艺不复杂，体积比同功率的活塞式发动机要小很多，还可以用耐热的轻型材料制造，将来对无污染的氢燃料也有潜力，优势强于活塞式和转子式发动机。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种椭圆滑片式发动机。该发动机应结构简单，制造方便，可燃用多种气体燃料，尤其对无污染的氢燃料也应有很强的适应性。本发明采用的技术方案是一种椭圆滑片式发动机，它主要包括一个气缸体、圆柱形转子、进气道、排气道、燃料喷嘴和火花塞。它还包括一个凸轮，所述气缸体采用一个椭圆柱形气缸，凸轮固定安装在椭圆柱形气缸两端端盖的凸轮室内，凸轮的长轴方向与椭圆柱形气缸的长轴方向相一致，一个安装在气缸体内的圆柱形转子与椭圆柱形气缸短轴的对应位置相切；在圆柱形转子上设有一个第一滑槽、第二滑槽、成折角的第一通道和成折角的第二通道，在第一滑槽与第二滑槽之间夹角小的一侧设置第一通道，夹角大的一侧设置第二通道；在滑槽内设有滑片，滑片与椭圆柱形气缸的接触端设有一个滑帽，另一端的两侧各设有一个滚轮；在圆柱形转子旋转时，滑片端部的滑帽在椭圆柱形气缸的内壁上滑动，滚轮在凸轮上滚动，完成所述椭圆滑片式发动机的进气过程、燃料供给、压缩过程、点火、燃烧作功过程和排气扫气过程的工作循环，动力通过圆柱形转子上的输出轴输出。所述第一滑槽与第二滑槽之间的夹角是50-70度。在所述在圆柱形转子的轴线方向上各设置二个第一通道和第二通道。在所述圆柱形转子的旋转方向上，在第一个滑槽内安装一个主滑片，主滑片上设有一个主滑帽和二个主滚轮，在第二个滑槽内安装一个副滑片，副滑片上设有一个副滑帽和二个副滚轮。所述主滚轮的宽度是副滚轮宽度的二倍。所述凸轮对应于燃烧作功过程一端的厚度是对应于燃料喷射和压缩过程一端厚度的二倍。
在所述椭圆柱形气缸的中心，按逆时针方向，首先在椭圆短轴与长轴之间的气缸体上设置进气道，在椭圆长轴对应的气缸体上设置燃料喷嘴，再在与进气道相对的椭圆短轴与长轴之间的气缸体上设置火花塞，最后在进气道相邻椭圆短轴的另一侧的气缸体上设置排气道。本发明的有益效果是这种椭圆滑片式发动机的气缸体内设置一个椭圆柱形气缸，一个安装在气缸体内的圆柱形转子与椭圆柱形气缸短轴的对应位置相切；在圆柱形转子上设有二个滑槽，在滑槽内设有滑片，滑片与椭圆柱形气缸的接触端设有一个滑帽，另一端的两侧各设有一个滚轮；在圆柱形转子旋转时，滑片端部的滑帽在椭圆柱形气缸的内壁上滑动，滚轮在凸轮上滚动，完成发动机的进气过程、燃料供给、压缩过程、点火、燃烧作功过程和排气扫气过程的工作循环。该结构简单，制造方便，可燃用多种气体燃料，尤其对无污染的氢燃料也有很强的适应性。
图1是一种椭圆滑片式发动机的进气过程示意图。图2是一种椭圆滑片式发动机的燃料喷射过程示意图。图3是一种椭圆滑片式发动机的压缩过程示意图。图4是一种椭圆滑片式发动机的点火过程示意图。图5是一种椭圆滑片式发动机的作功过程示意图。图6是一种椭圆滑片式发动机的排气过程示意图。图中1、气缸体，la、进气道，lb、排气道，lc、椭圆柱形气缸，2、圆柱形转子，2a、第一滑槽，2b、第二滑槽，2c、第一通道，2d、第二通道，3、凸轮，4、主滑片，4a、主滑帽，4b、主滚轮，5、副滑片，5a、副滑帽，5b、副滚轮，6、燃料喷嘴，7、火花塞。
具体实施例方式图1-6示出了一种椭圆滑片式发动机的结构和工作原理图。图中，椭圆滑片式发动机主要包括一个气缸体1、圆柱形转子2、凸轮3、进气道la、排气道lb、燃料喷嘴6和火花塞7。气缸体1采用一个椭圆柱形气缸lc，凸轮3固定安装在椭圆柱形气缸Ic两端端盖的凸轮室内，凸轮3的长轴方向与椭圆柱形气缸Ic的长轴方向相一致，一个安装在气缸体1 内的圆柱形转子2与椭圆柱形气缸Ic短轴的对应位置相切。在圆柱形转子2上设有一个第一滑槽加、第二滑槽2b、成折角的第一通道2c和成折角的第二通道2d，在第一滑槽加与第二滑槽2b之间的夹角为60度，在这60度夹角范围内，沿圆柱形转子2的轴线方向设置二个第一通道2c，在300度夹角范围内，沿圆柱形转子2的轴线方向设置二个第二通道2d。 在圆柱形转子2的旋转方向上，在第一个滑槽内安装一个主滑片4，主滑片4上设有一个主滑帽如和二个主滚轮4b，在第二个滑槽内安装一个副滑片5，副滑片5上设有一个副滑帽 5a和二个副滚轮恥。主滚轮4b的宽度是副滚轮恥宽度的二倍；与此相对应，凸轮3对应于燃烧作功过程一端的厚度是对应于燃料喷射和压缩过程一端厚度的二倍。在椭圆柱形气缸Ic的中心，按逆时针方向，首先在椭圆短轴与长轴之间的气缸体1上设置进气道la，在椭圆长轴对应的气缸体1上设置燃料喷嘴6，再在与进气道Ia相对的椭圆短轴与长轴之间的气缸体1上设置火花塞7，最后在进气道Ia相邻椭圆短轴的另一侧的气缸体1上设置排气道lb。在圆柱形转子2旋转时，滑片端部的滑帽在椭圆柱形气缸Ic的内壁上滑动，主滚轮 4b和副滚轮恥在凸轮3上滚动，完成椭圆滑片式发动机的进气过程、燃料供给、压缩过程、 点火、燃烧作功过程和排气扫气过程的工作循环，动力通过圆柱形转子2上的输出轴输出。该发动机的工作原理如下a)进气过程如图1所示，主滑片4从270度起，沿逆时针方向旋转，经过进气口 Ia开始进气，直到副滑片5滑过进气口 Ia完了，进气过程完成。b)燃料供给如图2所示，燃料喷嘴6开始供给汽油或可燃气体，圆柱形转子2继续转动。c)压缩过程如图3所示，本发动机的压缩冲程体现的不明显，体积压缩了 2-4 倍，所以也不需要消耗太大的能量，当主滑片4经过90度时，气体的体积继续变小，但气体已经不能沿着圆柱形转子2的外壁流动，而是从圆柱形转子2上的第一通道2c继续前行， 在主滑片4滑过90度时又形成一个空间，已带有燃气的气体开始通过圆柱形转子2上的第一通道2c进入该空间，为下一步工作作准备。d).点火如图3所示，当主滑片4接近150度，副滑片5接近90度时，该空间被密封起来，火花塞7点燃可燃压缩气体。e)燃烧作功过程如图5所示，在密封容器内，只有主滑片4是可移动的，其推力是主滑片4在该容器内所表露的面积乘爆炸压力，该容器内的压强迅速增加到8到13倍， 高压气体推动主滑片4继续旋转，其压强是随着体积的不断扩大而减小，也随着滑片在该容积内所表露的面积而变化。而副滑片5在转过90度以后，由于凸轮3和空间压力的作用还缩在转子槽2b内，这样就使得燃烧气体有更大的空间膨胀做功，当主滑片4转到250度时，其膨胀的体积大概是点火时体积的7到9倍，压力也降到0. 2-0. 5MPa。f).排气扫气过程如图6所示，当主滑片4旋转超过250度时，主滑片4进入排气口，20弧度的排气口能迅速将膨胀气体降为接近大气压力，当主滑片4转到270度时，压力排气完了，开始进入进气过程。在主滑片4越过270度进入进气道Ia时，由于圆柱形转子 2上有两个第一通道2c，在主滑片4滑到275到330度之间，有少量的废气进入进气道，由于量少，不会影响进气质量，可以忽略。就在主滑片4开始进行进气状态，副滑片5在凸轮3 的作用下也开始伸出转子滑槽准备完成进气的同时，主滑片4的另一面空间的空气由主滑片4推动，气体沿着圆柱形转子2的另一面的通气孔进入到刚刚燃烧膨胀的燃烧室，把里面的全部废气吹走，同时也冷却燃烧室，这样就完成了滑片式转子发动机的一个工作循环。该滑片式发动机与活塞式发动机相比最大的特点是压缩比小，相对的爆炸压力小，但该发动机内爆发的推力始终是沿着转子的半径垂直给力，而且受力较活塞式发动机均勻，做功的角度范围也相近(从理论来讲，活塞式发动机720度做功180度，而椭圆滑片式发动机360度做功95-100度)，做功时的受力面大(与活塞式同排气量大小)，所以发动机轴的输出转距并不小，发动机的转距冲击幅度小，震动小。在启动方面，由于压缩比小，启动时不需要太大的转距，发动机滑片在360度之内完成一个做功，一圈就能发火，所以该发动机在启动时需要很少的能量就能启动。冷却方面，在一个周期内，发动机有个扫气功能， 主要是给发动机的燃烧汽缸冷却，加上发动机的外壳有冷却液进一步的冷却，而滑片和转子的冷却是由在转子中心部分的滑油完成。点火器的控制是由发动机的旋转位置控制，燃料的给进和控制也是由发动机的位置来控制。从材料上讲，该发动机的滑片应该采用耐高温，抗折弯度高，耐磨，密封性能好，有自润滑功能的材料，如氮化硅高强度陶瓷材料。从整体控制来讲，该发动机的控制必须精准才能发挥其独有的功效，最好由工业芯片电脑控制。
权利要求
1.一种椭圆滑片式发动机，它主要包括一个气缸体(1)、圆柱形转子O)、进气道(la)、 排气道(lb)、燃料喷嘴(6)和火花塞(7)；其特征在于它还包括一个凸轮(3)，所述气缸体(1)采用一个椭圆柱形气缸(Ic)，凸轮C3)固定安装在椭圆柱形气缸(Ic)两端端盖的凸轮室内，凸轮C3)的长轴方向与椭圆柱形气缸(Ic)的长轴方向相一致，一个安装在气缸体(1) 内的圆柱形转子( 与椭圆柱形气缸(Ic)短轴的对应位置相切；在圆柱形转子( 上设有一个第一滑槽( )、第二滑槽(2b)、成折角的第一通道Qc)和成折角的第二通道(2d)，在第一滑槽Qa)与第二滑槽Ob)之间夹角小的一侧设置第一通道Oc)夹角大的一侧设置第二通道Od)；在滑槽内设有滑片，滑片与椭圆柱形气缸(Ic)的接触端设有一个滑帽，另一端的两侧各设有一个滚轮；在圆柱形转子( 旋转时，滑片端部的滑帽在椭圆柱形气缸 (Ic)的内壁上滑动，滚轮在凸轮C3)上滚动，完成所述椭圆滑片式发动机的进气过程、燃料供给、压缩过程、点火、燃烧作功过程和排气扫气过程的工作循环，动力通过圆柱形转子(2) 上的输出轴输出。
2.根据权利要求1所述的一种椭圆滑片式发动机，其特征在于所述第一滑槽Oa)与第二滑槽Ob)之间的夹角是50-70度。
3.根据权利要求1所述的一种椭圆滑片式发动机，其特征在于在所述在圆柱形转子(2)的轴线方向上各设置二个第一通道Oc)和第二通道Cd)。
4.根据权利要求1所述的一种椭圆滑片式发动机，其特征在于在所述圆柱形转子(2) 的旋转方向上，在第一个滑槽内安装一个主滑片G)，主滑片(4)上设有一个主滑帽Ga)和二个主滚轮(4b)，在第二个滑槽内安装一个副滑片(5)，副滑片(5)上设有一个副滑帽(5a) 和二个副滚轮(5b)。
5.根据权利要求4所述的一种椭圆滑片式发动机，其特征在于所述主滚轮Gb)的宽度是副滚轮(5b)宽度的二倍。
6.根据权利要求1所述的一种椭圆滑片式发动机，其特征在于所述凸轮(3)对应于燃烧作功过程一端的厚度是对应于燃料喷射和压缩过程一端厚度的二倍。
7.根据权利要求1所述的一种椭圆滑片式发动机，其特征在于在所述椭圆柱形气缸 (Ic)的中心，按逆时针方向，首先在椭圆短轴与长轴之间的气缸体(1)上设置进气道(la)， 在椭圆长轴对应的气缸体(1)上设置燃料喷嘴(6)，再在与进气道(Ia)相对的椭圆短轴与长轴之间的气缸体(1)上设置火花塞(7)，最后在进气道(Ia)相邻椭圆短轴的另一侧的气缸体(1)上设置排气道(Ib)。
全文摘要
一种椭圆滑片式发动机，属于点火式发动机技术领域。这种椭圆滑片式发动机的气缸体内设置一个椭圆柱形气缸，一个安装在气缸体内的圆柱形转子与椭圆柱形气缸短轴的对应位置相切；在圆柱形转子上设有二个滑槽，在滑槽内设有滑片，滑片与椭圆柱形气缸的接触端设有一个滑帽，另一端的两侧各设有一个滚轮；在圆柱形转子旋转时，滑片端部的滑帽在椭圆柱形气缸的内壁上滑动，滚轮在凸轮上滚动，完成发动机的进气过程、燃料供给、压缩过程、点火、燃烧作功过程和排气扫气过程的工作循环。该结构简单，制造方便，可燃用多种气体燃料，尤其对无污染的氢燃料也有很强的适应性。
文档编号F02B55/02GK102213138SQ20111013796
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年4月6日
发明者郎槟 申请人:郎槟