[发明专利]新型旋转活塞式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机(发动机)领域，特别是涉及一种新型旋转活塞式发动机。

背景技术

现有内燃机分为以下几种：往复活塞式发动机、旋转活塞式发动机和燃气轮机等几种。

往复活塞式发动机若按燃料分，又可分为汽油机、柴油机及其它型，汽油机和柴油机应用最为广泛；按工作行程又主要分为二冲程和四冲程内燃机。内燃机从1876年发明初期的结构简单、体积大和功率小，发展到今天的结构复杂、体积小和功率大的现代内燃机，已成为当今世界一种重要的动力装置。然而由于其结构特性，其活塞往复运动、复杂的曲轴结构、复杂的凸轮轴结构及其配气机构以及其控制系统，使其转速、转矩、燃料的能量利用率均不高，其制造成本、加工工艺等较高，而且其噪音大，有害气体排放大，其运转可靠性及耐久性亦较差。

旋转活塞式发动机由汪克尔发明，其与活塞式内燃机相比，体积小、功率大、重量轻，但由于其结构特点，其制造难度大、精度高、材料要求高、故障率高、耐久性差、燃油利用率低等，使其应用受到较大的限制，目前只在较少的汽车等设备上应用。

燃气轮机由于其结构特点，因其没有活塞式内燃机中设有的气门之内的阻隔器件，所以其具有较高的气体流通率，能够在单位时间内燃烧跟多的燃料而输出更大的功率。基于这一特点，其体积小及重量轻，这就使其更利于用于飞行器。但由于其工作特性，使其运行便工况性能差、燃料利用率低、制造用材料要求高。

尽管近来有了活塞式内燃机与燃气轮机相结合的废气涡轮增压内燃机，使其性能有所提高，但同时使其结构更为复杂化、制造成本更高、使用可靠性及耐久性更差。在当今能源日趋紧张、环境日益恶化的前提下，内燃机的燃料利用率及有害气体的排放性能更为重要，其中燃料利用率汽油机不超过30％、柴油机不超过45％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、燃料利用率高、运转速度范围宽、操控简单、启动容易、运行性能优异的新型旋转活塞式发动机。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种新型旋转活塞式发动机，它主要由机壳、主传动轴、活塞组轮组成；所述的活塞组轮套接在主传动轴上，套接有活塞组轮的主传动轴可旋转的安装在机壳的内腔；所述的活塞组轮由旋转飞轮和至少一组燃烧室组成，所述的至少一组燃烧室设置在旋转飞轮圆周表面上且位于旋转飞轮同一横截面上；在机壳上对应旋转飞轮上的燃烧室处设置至少一组气门组，该气门组由排气门、火花塞、喷油气嘴组成，所述的喷油气嘴、火花塞、排气门顺主传动轮旋转方向依次布置。

所述的燃烧室由燃烧腔、活塞环和活塞弹簧组成；所述的燃烧腔的内腔呈犁形，活塞环呈桶形，活塞环活动套置在燃烧腔内腔，在活塞环的下端与燃烧腔内腔的底部之间设置活塞弹簧。

所述的燃烧室由燃烧腔、活塞块、移动活塞弹簧、活塞环、活塞弹簧组成；所述的燃烧腔的内腔呈犁形，活塞环呈桶形，活塞环活动套置在燃烧腔内腔，活塞块活动套置活塞环内，在活塞块的下端与活塞环内腔的底部之间设置移动活塞弹簧，在活塞环的下端与燃烧腔内腔的底部之间设置活塞弹簧。

在活塞组轮圆周上均匀设置有四个燃烧室，每个燃烧室的中心轴与燃烧组轮外缘切线成一定夹角。

在机壳上对应旋转飞轮上的燃烧室处设置有四组气门组。

本发明还包括油封、轴承、凸轮正时轮、主传动轮；在主传动轴上、活塞组轮的两侧分别套接轴承，主传动轴通过该轴承可旋转的安装在机壳的内腔的轴承座上且其一端伸出机壳外与主传动轮套接，构成主传动轴的动力输出段；在两轴承的外侧、机壳内腔的两出口处分别安装油封；所述的凸轮正时轮套接在主传动轴上且位于动力输出端的油封和轴承之间。

所述凸轮正时轮组结合气门组对应于燃烧室，且凸轮顶柱为同凸轮轴方向同向可移动触动对应燃烧室的凸轮突起部位。

在机壳上水腔处安装有对活塞组轮进行喷淋冷却的喷水嘴；在机壳上油腔处安装有对主轴进行润滑的喷机油咀。

在机壳排气门处安装有排气管，排气管中装有油气路热交换器，还串接有废气涡轮增压机系统。

所述的活塞组轮旋转飞轮的外缘与机壳内腔壁之间设有高耐磨油水封。

采用上述方案后，本发明具有以下优点：

本发明取消了活塞式内燃机复杂的曲轴结构和取消复杂的凸轮结构及其复杂的配气机构，使得本发明结构更加简单、燃料利用率高(超过现有内燃机)、运转速度范围宽、操控简单，运行性能优异(不论是低速还是超高速情况下均能达到优异的输出性能)，包括燃料利用率及输出转矩等均能在最佳状态下运行。