[发明专利]双列活塞式旋转发动机

说明书

技术领域：属于动力机械领域。

背景技术：

当今世界广泛大量使用的内燃发动机，其技术要点就是必备一个变容机构，能产生足够的压缩比完成热功循环，对外输出扭矩做功。关键核心技术是在基元容积内活塞与气缸壁之间的密封问题，以及动力性、经济性和排放性等技术性能指标问题。一百多年来，一直占据发动机领域统治地位的曲柄连杆活塞式内燃发动机已经非常成熟，近年来发动机又进入了“电子时代”，其发展进步几乎到了“尽善尽美”的程度，但是由于曲柄连杆活塞式这种机构却带来了以下难以克服的结构性弊病：(一)是结构复杂、笨重、零部件加工精度要求高；(二)是产生往复惯性冲击振动大和曲轴轴系的扭转振动大、噪音大，对机体危害大，影响使用寿命；(三)是热效率低，汽油机是25％-30％，柴油机达到30％-40％，增压的柴油机最高也只有40％-50％，也就是说只有25％-50％的热量变成了有用功，而50％-75％的热量以各种形式损失掉了，其中损失最大的是废气带走的热量，它占总热量的比例竟高达25％-50％，十分惊人，造成如此大量热能被带走的主要原因是曲柄连杆活塞式这种机构本身的消化吸收能力差造成的，主要表现在将活塞的直线运动转化成曲轴的旋转运动的过程中，其转化效率远远低于50％，而50％以上的热量转化不了，无奈之下不得不变成废气被排出带走；(四)动力性差，输出扭矩较小。其主要原因是：曲柄连杆在将活塞接受的燃烧膨胀压力转化成曲轴的旋转动力时，有50％以上的膨胀压力不能转化成曲轴的旋转动力，所以旋转动力较小，其次是为了减少惯性振动，曲柄回转半径要尽可能设计短一些，这样较小的旋转动力乘以较小的旋转力臂，就只能得出较小的乘积，这个较小的乘积就是输出的扭矩；(五)曲轴加工技术条件要求高，加工难度大，加工成本高。特别是大功率或超大功率多缸的内燃发动机，为了平衡惯性力，除了增加平衡质量外，还要将气缸的排列设计成V型、星型、X型、王字型等多种型式，这样功率越大，气缸数越多，机型结构就越复杂，曲柄数越多，曲轴就越长，曲柄排列也越复杂，其加工难度就越大，难度之大使其成为内燃机制造业的瓶颈技术难关。

以上所述的这些弊病，都是曲柄连杆活塞式发动机自身结构造成的，长期难以克服，这些都是世人皆知的老问题，因此全世界许多科研机构、大专院校、军事装备机构、成千上万的专家学者都想突破传统发动机的结构，但是，一百多年一直未能成功。

逐渐成熟起来的“汪克尔”三角活塞旋转式发动机，相对传统的曲柄连杆活塞式发动机而言，是省去了曲轴连杆笨重的传动机构，也省去了复杂的配气机构等，做到了结构简单、重量轻、革掉了传统曲柄连杆活塞机产生的两种振动，将燃烧膨胀力直接转化为主轴的旋转动力，因此它运转比较平稳，振动小、噪音低，这些性能特点是比传统的曲柄连杆活塞机有很大进步。但是它却一直不能取代传统的曲柄连杆活塞机，这是由于它自身结构带来的严重缺陷造成的。首先是它加工技术要求高，制造成本高。其次是油耗大，热效率低，动力性差，第三是密封性差，压比小，燃烧不充分，排放性能差，污染严重。第四是，只适宜轻型小功率赛车、摩托车等高速场合，慢速、怠速时，气室之间密封性下降，漏气窜烟严重；第五是只能做压比小的汽油机，不能做压燃式的柴油机。当前，全世界对发动机的排放性能要求越来越来严，加上石油危机一浪接一浪，油价居高不下，也就从根本上限制了它的发展。

发明内容：

针对上述现行发动机的弊病、缺陷和不足，我研究出一种结构简单、运转平稳、高效节能的新机型——“双列活塞式旋转发动机”进行更新换代，此目的是通过以下方式来实现的：“双列活塞式旋转发动机”由主轴、左右两个对称相向的椭圆轨道槽盘体、左右两个对称的排气双层套筒、双T形滚动连杆、双向圆筒形转缸体、变向齿轮、变向齿轮轴，传统曲柄连杆活塞式单缸发动机机头、活塞、活塞杆齿条、圆筒形机壳等组成；主轴从左向右依次穿过左椭圆轨道槽盘体的圆心，左排气双层套筒筒底圆心，双向圆筒形转缸体中间机头托盘的圆心，右排气双层套筒筒底圆心，右椭圆轨道槽盘体的圆心，实现5心同轴；主轴依次与左右两个对称相向的椭圆轨道槽盘体用两个主轴轴承定心联接，与左右两个对称的排气双层套筒用两对平键对称固定联接，与双向圆筒形转缸体的中间机头托盘用花键固定联接；圆筒形机壳套装在左右两个对称的排气双层套筒和双向圆筒形转缸体的外面，其两端分别固定在左右两个对称相向的椭圆轨道槽盘体的内侧端面上；左右两个对称相向的椭圆轨道槽盘体的底部固定在机底座上，机底座为发动机的支撑固定构件。