转子发动机及其使用方法与流程

本发明涉及发动机，尤其是涉及一种转子发动机及其使用方法。

背景技术：

1、转子发动机的壳体的内部空间(或旋轮线室)总是被分成三个工作室。在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行。转子发动机的膨胀压力作用在转子的侧面，从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心。这一运动在两个分力的力作用下进行，一个是指向输出轴中心的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力。现有的转子发动机结构简单，无法提供高压缩比，燃料混合不充分，燃烧效率低，从而造成油耗增加和排放污染问题。而普通活塞式内燃机传动部件多，动力损失太多，且结构复杂，维修不便及造价高昂。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中提出的技术缺陷，本发明的目的是提供一种转子发动机及其使用方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种转子发动机，其包括前置空气压缩装置、缸体、传动轴与转子；所述前置空气压缩装置包括涡轮气缸；所述涡轮气缸的内部设置有压缩腔室，所述涡轮气缸的一端设置有用于外部空气进入所述压缩腔室的空气进气口，所述涡轮气缸的另一端与所述缸体的一端连接；所述涡轮气缸的另一端周侧设置有用于输送燃料至所述压缩腔室的燃料喷口；所述涡轮气缸的另一端的端面设置有与所述缸体内部连接的混合气进气口；所述转子的一端穿射过所述缸体设置，且所述转子周侧的第一扇叶与所述缸体的内侧壁之间分割成多个用于混合气体做功的腔体；所述传动轴依次穿射过所述前置空气压缩装置、所述缸体、所述转子设置。

4、通过采用上述技术方案，前置空气压缩装置中的涡轮气缸可以对输入的空气进行压缩以提供高压，涡轮气缸内实现进气与压缩，简化了压缩过程，提高了传动效率。燃料喷口处喷入的燃料与空气混合成混合气体，混合气体在高压的作用下通过混合气进气口进入至转子与缸体形成的腔体内进行做功，使得转子带动传动轴高速转动，增加了前置加压，能达到高压缩比，故而可以在最佳压缩比下爆燃工作，从而可以获得高能效比。传动结构简单，简化了压缩过程，提高了传动效率，燃料燃烧充分，造价低廉，加工简单。

5、进一步的，所述混合气进气口设置为漏斗状结构，所述混合气进气口位于所述压缩腔室的一端的端面面积大于所述混合气进气口另一端的端面面积。在省去压力导向板的同时，可以将混合气体压入对应的腔体内以形成进气及压缩冲程，传动效率高，可实现高压缩比。

6、进一步的，所述转子沿其中心轴线方向等间距设置有三叶第一扇叶。相邻两叶所述第一扇叶与所述缸体的内侧壁之间围合成一个所述腔体。所述腔体包括依次相邻设置的高压腔室、点火腔室与排气腔室。所述混合气进气口的另一端与所述高压腔室连通设置。所述转子发动机还包括点火器，所述点火器设置于所述点火腔室内。所述缸体位于所述排气腔室处设置有与外部连通的排气口。点火腔室提供超高压力，高压废气排出形成负压，从而实现所述转子带动所述传动轴高速单向旋转并传导动力，传动结构简单，成本较低。

7、进一步的，所述前置空气压缩装置还包括泄压管，所述泄压管的一端与所述压缩腔室连通，所述泄压管的另一端与所述高压腔室连接，平衡所述高压腔室与所述混合气进气口的进气端的压力，提高进气的效率。

8、进一步的，所述泄压管的另一端还设置有减压阀与压力传感器，所述减压阀固定于所述缸体上，所述压力传感器固定于所述泄压管的另一端，提高压力调节的精度以及效率。

9、进一步的，所述第一扇叶的周侧与所述缸体的内侧壁之间设置有油膜，提高密封性能，又能起到润滑所述第三扇叶与所述缸体内侧壁的效果，节约成本，延长使用的寿命。

10、进一步的，所述涡轮气缸包括压缩缸体、多叶第二扇叶、多叶第三扇叶以及多个连接轴承。所述压缩缸体内部设置有所述压缩腔室，所述压缩缸体的内侧壁沿其中心轴线方向间隔设置有多叶所述第二扇叶。多叶所述第三扇叶沿所述传动轴的长度方向间隔固定设置，相邻两叶所述第二扇叶之间设置有一组所述第三扇叶。相邻两叶所述第三扇叶之间固定连接有一个所述连接轴承。多个所述第二扇叶与多个所述第三扇叶之间形成连接所述空气进气口与所述混合气进气口的压缩通道，所述压缩通道靠近所述空气进气口的一端的气压低于所述压缩通道位于所述混合气进气口的一端的气压。在所述涡轮气缸内实现进气与压缩，简化了压缩过程，提高了传动效率。而且，在所述第三扇叶的高速旋转下的高压气流，可以将所述燃料喷口喷出的燃料高速旋转混合，再通过所述混合气进气口压入所述缸体内，可以使得燃料燃烧更充分，提升了热效率。

11、进一步的，所述前置空气压缩装置还包括多根弹性件以及锁止块。每个所述连接轴承上均设置有一个所述弹性件。所述锁止块套装固定于所述传动轴上，所述锁止块与其中一个所述第三扇叶固定连接。当所述压缩通道位于所述混合气进气口的一端的气压大于设定压力值时，多根所述弹性件压缩，所述锁止块与对应的所述第三扇叶分离。当所述混合气进气口的进气端的气压过大时，会产生轴向力，以使所述第三扇叶沿所述空气进气口的一侧压缩移动，所述第三扇叶脱离所述锁止块，从而降低所述混合气进气口的进气端的气压，提高安全性能。当压力不足时，所述第三扇叶在所述弹性件的作用下再次锁入所述锁止块，并再次向所述压缩通道内供压。

12、进一步的，多组所述转子发动机并联设置或者串联设置。

13、一种转子发动机的使用方法，包括上述中任一所述的转子发动机，其还包括：

14、步骤s1、涡轮气缸的第三扇叶旋转以带动空气经空气进气口、压缩通道输送至燃料喷口对应的区域，空气在多叶第三扇叶的作用下压缩；同步的，燃料泵将燃料从燃料喷口注入至压缩通道靠近混合气进气口的一端以进行混合；

15、步骤s2、经第三扇叶混合后的气体从混合气进气口输送至高压腔室，泄压管、压力传感器配合控制高压腔室内的压力稳定于设定值；

16、步骤s3、高压腔室处对应的两叶第一扇叶的转动作用下带动高压腔室内的混合气体移动至点火腔室内；同步的，点火腔室内燃烧的废气转移到排气腔室内，原先排完废气的排气腔室内的围合区域转动至高压腔室位置，混合气体从压缩腔室经混合气进气口继续输送至高压腔室；

17、步骤s4、至此，三冲程单次作业完成；重复三冲程作业以持续带动传动轴转动。

18、综上所述，本发明的有益效果为:

19、本发明通过前置空气压缩装置中的涡轮气缸可以对输入的空气进行压缩以提供高压，涡轮气缸内实现进气与压缩，简化了压缩过程，提高了传动效率。燃料喷口处喷入的燃料与空气混合成混合气体，混合气体在高压的作用下通过混合气进气口进入至转子与缸体形成的腔体内进行做功，使得转子带动传动轴高速转动，增加了前置加压，能达到高压缩比，故而可以在最佳压缩比下爆燃工作，从而可以获得高能效比。传动结构简单，简化了压缩过程，提高了传动效率，燃料燃烧充分，造价低廉，加工简单。

技术特征：

1.一种转子发动机，其特征在于，包括前置空气压缩装置、缸体(3)、传动轴(4)与转子(5)；所述前置空气压缩装置包括涡轮气缸(21)；所述涡轮气缸(21)的内部设置有压缩腔室，所述涡轮气缸(21)的一端设置有用于外部空气进入所述压缩腔室的空气进气口(22)，所述涡轮气缸(21)的另一端与所述缸体(3)的一端连接；所述涡轮气缸(21)的另一端周侧设置有用于输送燃料至所述压缩腔室的燃料喷口(23)；所述涡轮气缸(21)的另一端的端面设置有与所述缸体(3)内部连接的混合气进气口(6)；所述转子(5)的一端穿射过所述缸体(3)设置，且所述转子(5)周侧的第一扇叶(51)与所述缸体(3)的内侧壁之间分割成多个用于混合气体做功的腔体；所述传动轴(4)依次穿射过所述前置空气压缩装置、所述缸体(3)、所述转子(5)设置。

2.根据权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述混合气进气口(6)设置为漏斗状结构，所述混合气进气口(6)位于所述压缩腔室的一端的端面面积大于所述混合气进气口(6)另一端的端面面积。

3.根据权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述转子(5)沿其中心轴线方向等间距设置有三叶第一扇叶(51)；相邻两叶所述第一扇叶(51)与所述缸体(3)的内侧壁之间围合成一个所述腔体；所述腔体包括依次相邻设置的高压腔室(31)、点火腔室(32)与排气腔室(33)；所述混合气进气口(6)的另一端与所述高压腔室(31)连通设置；所述转子发动机(1)还包括点火器(7)，所述点火器(7)设置于所述点火腔室(32)内；所述缸体(3)位于所述排气腔室(33)处设置有与外部连通的排气口(34)。

4.根据权利要求3所述的转子发动机，其特征在于，所述前置空气压缩装置还包括泄压管(24)，所述泄压管(24)的一端与所述压缩腔室连通，所述泄压管(24)的另一端与所述高压腔室(31)连接。

5.根据权利要求4所述的转子发动机，其特征在于，所述泄压管(24)的另一端还设置有减压阀(25)与压力传感器(26)，所述减压阀(25)固定于所述缸体(3)上，所述压力传感器(26)固定于所述泄压管(24)的另一端。

6.根据权利要求3所述的转子发动机，其特征在于，所述第一扇叶(51)的周侧与所述缸体(3)的内侧壁之间设置有油膜。

7.根据权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述涡轮气缸(21)包括压缩缸体(211)、多叶第二扇叶(212)、多叶第三扇叶(213)以及多个连接轴承；所述压缩缸体(211)内部设置有所述压缩腔室，所述压缩缸体(211)的内侧壁沿其中心轴线方向间隔设置有多叶所述第二扇叶(212)；多叶所述第三扇叶(213)沿所述传动轴(4)的长度方向间隔固定设置，相邻两叶所述第二扇叶(212)之间设置有一组所述第三扇叶(213)；相邻两叶所述第三扇叶(213)之间固定连接有一个所述连接轴承；多个所述第二扇叶(212)与多个所述第三扇叶(213)之间形成连接所述空气进气口(22)与所述混合气进气口(6)的压缩通道(216)，所述压缩通道(216)靠近所述空气进气口(22)的一端的气压低于所述压缩通道(216)位于所述混合气进气口(6)的一端的气压。

8.根据权利要求7所述的转子发动机，其特征在于，所述前置空气压缩装置还包括多根弹性件(214)以及锁止块(215)；每个所述连接轴承上均设置有一个所述弹性件(214)；所述锁止块(215)套装固定于所述传动轴(4)上，所述锁止块(215)与其中一个所述第三扇叶(213)固定连接；当所述压缩通道(216)位于所述混合气进气口(6)的一端的气压大于设定压力值时，多根所述弹性件(214)压缩，所述锁止块(215)与对应的所述第三扇叶(213)分离。

9.根据权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，多组所述转子发动机(1)并联设置或者串联设置。

10.一种转子发动机的使用方法，包括权利要求1-9中任一所述的转子发动机(1)，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种转子发动机及其使用方法，该转子发动机包括前置空气压缩装置、缸体、传动轴与转子。前置空气压缩装置包括涡轮气缸。涡轮气缸的内部设置有压缩腔室，涡轮气缸的一端设置有空气进气口，涡轮气缸的另一端周侧设置有燃料喷口。涡轮气缸的另一端的端面设置有与缸体内部连接的混合气进气口。转子的一端穿射过缸体设置，且转子周侧的第一扇叶与缸体的内侧壁之间分割成多个用于混合气体做功的腔体。传动轴依次穿射过前置空气压缩装置、缸体、转子设置。涡轮气缸内实现进气与压缩，传动结构简单，简化了压缩过程，提高了传动效率，能达到高压缩比。

技术研发人员：陈国
受保护的技术使用者：陈国
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10