[发明专利]一种转子发动机

说明书

本发明涉及一种转子发动机。

目前，能源问题是困惑社会快速发展的一大难题，世界各国都在寻求和研发新能源及节能产品，而发动机是当今能源消耗的主要产品。随着人类生活水平的不断提高，人们对汽车的需求量大幅度增加，致使国际油价不断攀升。汽车的使用成本高居不下又影响着人们的购车欲望。所以新型发动机的研制对当今汽车业主要使用的直线往复式汽缸发动机提出了挑战。日本马自达研制生产了一种转子发动机、其结构是一个偏心轴以3∶1的齿轮比，在燃烧混合气体压力的推动下带动主轴运转，尽管其具有运转平稳、输出功率大、体积小等优点，但因为其做功的有效行程过短使其耗油量反而增加，没有被广泛推广；新能源发动机也因此而相续问世，但因其制造成本高及一次行驶距离短等诸多因素限制而没有广泛使用或被合并使用。

本发明的目的是设计一种以汽油与空气的混合气体燃烧产生的压力直接推动偏心转子在一个环形汽缸内旋转的发动机。

为达上述目的，本发明转子发动机由定子、偏心转子、左右两个堵气门装置、进气门装置、排气门装置、点火装置及电控单元组成。定子与转子之间形成一个环形汽缸；转子偏心部分将这个环形汽缸动态阻塞、形成一个活塞；左右两个堵气门在环形汽缸中隔离出一个燃烧室；偏心转子中心通空，转动起来是一个风扇构成一个冷却装置。

本发明转子发动机完成一个循环周期分别经过三个冲程，第一排气、进气冲程；第二压缩冲程；第三做功冲程。所以也可以称为三冲程汽油发动机。

启动时，首先借助外力使偏心转子的偏心头从燃烧室出发转动起来，右边的堵气门随转子转动沿偏心曲面被推升，转子偏头经过时堵气门到最高点，随后再沿曲面下降，堵住其左边的气体。随偏心头转动，堵气门与偏心头之间的环形汽缸空间增大，产生负压，偏心头经过进气门后进气门打开、喷油嘴工作、空气与油化气的混合物被吸入缸内。同时随转子转动，转子偏心部将其右边的上个循环的废气逐渐推出排气门，转子偏头经过排气门后排气结束，排气门关闭，转子偏头经过左边的堵气门进入燃烧室回到起点，进气门关闭、吸气结束。混合气体暂时被堵在两堵气门之间的汽缸内，第一冲程完成。转子继续转动，转子偏心头转过右边堵气门再过进气门后、进气门打开但喷油嘴暂不工作，转子偏心部开始压缩混合气体。当混合气体压强逐渐被压缩到一定强度时，左边堵气门顶上的弧形面受到向上的压力大于其向下的压力，左边的堵气门被部分打开，混合气体开始进入燃烧室。转子偏心头经过排气门后，排气门打开，转子偏心头经过左边的堵气门后，堵气门左侧的弧形面不再受力、右侧没有受力面而沿偏心曲面下降，把混合气体全部堵在燃烧室内。偏心头转回到起点时，混合气体被压缩到最小体积，压强达到燃烧前的最大压强，同时温度也因压强增大而上升到易点燃状态。右边堵气门顶上的受力面受到向上的压力小于或等于其向下的压力，混合气体不会泄漏，第二冲程——压缩冲程完成。等偏心头稍微转过起点，点火，燃烧的混合气体温度急剧升高膨胀，产生强大的压力，作用在转子偏心曲面上推动转子自动旋转对外做功。同时高压气体通过燃烧室的气体通道进入左边的堵气门，增加堵气门向下的压力、克服堵气门因燃烧室气体压强增压而增加的摩擦力。转子偏心头转过右边的堵气门后，堵气门上升到最高点，因受高压气体的作用而不会复位，偏心头转到进气门时，进气门关闭，偏心头转到排气门时，排气门关闭，偏心头经过左边堵气门转回起点，第三冲程——做功冲程完成。转子随惯性力继续旋转，此时、打开排气门开始排气，右边的堵气门因气体压强减小开始复位，转子偏心头刚好转到堵气门，复位不会造成冲击。转子偏心头转过进气门，进气门打开，混合气体再次被吸入缸内，偏心头转过排气门排气门关闭，排气结束，偏心头经过左边堵气门进入燃烧室转到起点，下一轮的排气、吸气冲程完成。偏心头继续惯性旋转，重复前边的过程达到连续旋转对外做功的功能。

本发明转子发动机有以下优点：

1、点火后，燃烧的混合气体急剧升温膨胀产生强大的压力，作用在偏心转子的偏心曲面上推动转子旋转。作用在转子偏心曲面上的推动力能始终保持与转子旋转方向一致，对外100％的做有用功，节省油耗。

2、定子与偏心转子之间形成一个环形汽缸，高压气体对外做功行程是环形汽缸的一个中心周长。混合气体在这么长的行程中能得以充分燃烧；高温废气能得以充分利用增加对外做功量，输出扭力大，运转平稳。

3、在压缩冲程与做功冲程之间环形汽缸有一次换气过程，能有效的降低缸内温度。另外转子中心是通空的，旋转起来是一个风扇，自然构成一个冷却装置。结构简单，功能多变。

4、体积小，重量轻，制造成本低。

下面结合附图对本发明转子发动机作进一步的详细说明：