[发明专利]双向椭圆齿轮发动机

说明书

一技术领域

本发明涉及一种由椭圆齿轮构成传动机构的双向发动机，尤其涉及一种可逆向旋转，无连杆机构，靠椭圆齿轮即实现传动又实现汽缸容积变化，且运转时不产生震动的小体积大马力发动机。

二背景技术

目前现有的发动机中，技术较成熟的发动机主要是车用的往复活塞式发动机及三角转子式发动机。其中往复活塞式发动机已经问世一百多年了，多年来人们一直对它加以改进，但还存在着很多不可避免的问题。比如活塞的运动形式为往复式，即使使用很轻的金属来制作活塞也不可能完全避免惯性存在，导致发动机极限转速较低。当进行压缩冲程时，要严格控制火花塞的点火时间，以防止点火过早造成的功率降低现象或过晚造成的燃烧不充分现象。复杂的进排气阀门机构使整机噪音增大，重量与体积增加。使用连杆与凹轮轴传动使发动机体积太大，整机功率重量比太小。当将汽缸改为两冲程时，有助于提高功率，但进气与排气方式使燃料燃烧不充分，造成大气污染。

相比之下三角转子式发动机就优秀很多，因为它特有的换气方式与活塞运动形式很容易提高整机的极限转速，使整机功率重量比较往复式发动机出色。但其也存在着很多不足，比如低速运转时扭力太低，不适合越野车辆使用，只适合高速的赛车车辆。另外三角转子在运动时，形成的汽缸形状不利于气体燃烧，造成整机油耗过大，燃烧不充分。在全球节能化的今天不易推广及大批量生产。在加上其特有的汽缸材料及密封问题都给制造与维修增加了困难，不适合普及。当在特殊环境下需要反向转动则需要复杂的传动系来辅助，从而降低了设备的机械效率。

三发明内容

为了制造出一种理想的发动机，本发明提出了全新的解决方案。发动机由转子与定子组合够成，这样发动机在安装与维修时极其方便。构成转子的部件包括，一根输出轴，输出轴固定在定子的中心轴线处。在输出轴中间部位，对置固定了两个圆盘形状的构件，该构件可绕输出轴转动，在圆盘构件上固定有活塞，在输出轴两端还固定有相差90度角的两个椭圆齿轮。构成定子的部件包括，上下两个对置的壳体，安装在壳体上的双联偏心齿轮。发动机的汽缸是由转子与定子间的空间形成，其形状为闭合管状的圆环腔体，由圆盘构件的外圈壁、定子内圈壁拼合而成。负责换气的阀门机构改为气孔，是由上下两个壳体拼合而成。因为活塞特有的运动方式使整机的换气无需阀门机构。火花塞改为热火头，并在汽缸内始终是高热状态，从而使发动机从不熄火，气体燃烧充分。发动机的启动只需一次性点火即可，活塞间的运动形式为差速换位旋转，此旋转可以使汽缸间的容积发生变化，发动机正是由活塞间的旋转来产生动力的。实现此旋转方式的重要构件为双联偏心齿轮，该齿轮固定在定子上，且其一个齿轮与输出轴上的椭圆齿轮相啮合，其另一个齿轮与圆盘构件上的内齿轮相啮合，从而使两个圆盘形构件可绕输出轴做差速旋转，汽缸的容积在输出轴转动时发生周期性变化构成可以连续运转的发动机。整机部件只有转子与定子两部分，汽缸是由转子与定子之间的空间构成的，所以本发明所需的部件极少，且部件的空间利用率极高，很适合应用在未来的小型轻量化交通工具上。

本发明显著的有益效果是。

1.当将定子上的进气门与排气门互相换位时，发动机可以反向旋转，本发明是一个双向发动机。

2.发动机在运转时，转子在定子内做单方向无偏心转动，使整机无震动。

3.活塞被固定在绕输出轴旋转的圆盘上，使得活塞的运动轨迹线为闭合的环型线，发动机运转时活塞与汽缸间的摩擦力几乎为零，从而提高能量转化效率。

4.将气门阀门机构改为气孔，使整机较少零件的同时，减少自身体积及重量。

5.活塞采用差速换位转动，无往复运动，使整机极限转速大大提高。

6.本发明不同于三角转子发动机，发动机的汽缸形状与活塞式发动机类似，有助于气体燃烧。

7.环形燃烧腔体内被分割成8个汽缸。对置的两个汽缸同时做功，所以单台本发动机相当于16缸发动机，使其体积小，功率大。

8.因为发动机的转子与定子采用圆盘式，当使用多排放置时，可大大提高发动机的功率。可以使体积很小的设备输出很大的功率。双排转子相当于32缸发动机，三排转子相当于48缸发动机，可以将它用应于军事等特殊环境。

9.因为活塞特有的运动方式，发动机将原有的火花塞改为热火头，并且热火头始终是高热状态，当气体接触到热火头时即刻点燃。气体在汽缸内做压缩冲程时并不接触热火头，在达到最高压力时才接触热火头，所以本发动机不易熄火，启动时只需一次性点燃即可。

10.本发明部件极少，且传动系统，燃烧系统，冷却系统各系分部独立，制造精度与活塞式发动机相当，所以很容易制造与维修