[发明专利]一种密封良好的转子发动机

说明书

一、技术领域：属于动力机械，尤其与发动机有关。

二、背景技术：人们为了淘汰发动机中高能耗的曲柄连杆机构，曾耗巨资探究过转子发动机，但由于转子发动机的转子与缸套之间为线接触，在高温高压环境下，无法达到密封要求，因此现今的发动机仍是清一色地采用着曲柄连杆这样一个高能耗的往复机构。

三、发明内容：本发明的任务是提供一种密封良好的转子发动机。

为了完成上述任务，本发明首先将转子制成圆形，安装于曲轴上(转子与曲轴可以固定安装，也可使转子可相对于曲轴转动地安装于曲轴上，同时这里的曲轴也可以是偏心轴，以下说明均同)；再将缸套也制成一个圆形，并使缸套的半径正好等于(这里的等于，严格地说是略大于，是一种适配关系，为求简，本发明以等于表示)曲柄的半径与转子的半径之和，使得当曲轴转动时，曲轴上的转子，其表面正好能紧贴缸套的内壁运动(即要求转子的表面与缸套的内壁形成密封，理论上两个圆的内接也是一种线接触，但实际上由于两圆半径相差并不悬殊，其接触处留有一定的宽度，因此密封效果良好)；其三是在圆形的缸壁上开凿一个燃烧室，并在燃烧室的两边，按转子的转动方向(本发明只以顺时针为曲轴的转动方向进行说明，以下均同)，分别在缸壁上，径向开凿二条滑槽，分别安装一个聚气滑片和一个换气滑片，聚气滑片的顶端和换气滑片的顶端均依靠自身底部的弹簧，与转子表面接触而形成密封，再在燃烧室的对面的缸壁上，径向开凿一条滑槽，安装一个拦气滑片，拦气滑片的顶端也依靠其底部安装的弹簧而伸至与转子表面接触，并形成密封；最后在曲轴与聚气滑片及曲轴与换气滑片之间，安装一个滑片传动机构，以保证聚气滑片和换气滑片各自的按时启闭。至此缸套内形成三个空腔，一是栏气滑片与聚气滑片之间构成的空腔，本发明称其为进气腔，二是聚气滑片与换气滑片之间构成的空腔为燃烧室的延伸部分，称为燃烧腔，三是换气滑片与拦气滑片之间构成的空腔称为排气腔。进气腔内有进气口，排气腔内有排气口，燃烧腔内有燃烧室，燃烧室内又有火花塞或喷油嘴。

当转子(曲轴)由排气腔位置按顺时针方向向进气腔转动时，由于转子在排气腔位置时，进气腔的容积被扩大，已吸入了大量的混合气体(新鲜空气也一样)，随着转子越过拦气滑片进气口被转子堵塞(关闭)，进气腔便逐浙被压缩，大量的混合气体被转子挤压到聚气滑片的左面，此时曲轴上的滑片传动机构将聚气滑片打开，使高压气体迅速冲进换气滑片左边的燃烧腔，转子继续转动，至正对燃烧室时，所有原来在进气腔内的混合气体全部被剂压到燃烧腔后又压缩进了燃烧室，并将换气滑片也顶入缸壁内，此时火花塞跳火(或喷油嘴喷出雾状燃油)混合气被点燃，并产生高压气体，推动转子向排气腔转动，此时曲轴上的滑片传动机构已将聚气滑片放下，阻止膨胀的废气冲向进气腔，而滑片传动机构却将换气滑片仍保持在原来的缸壁内，不影响气体的作功，当转子由排气腔被膨胀的燃气推越过拦气滑片后，排气口因转子的离去而自动打开，排气腔内的废气迅速冲出了排气口，同时进气口又被转子堵塞而关闭，此时曲轴已完成了一周，如果曲轴再继续转动，那么发动机将重复上述的转动过程。

从上述发动机的转动可以看出，转子在进气腔内挤压混合气体的同时，转子的后面会形成一个负压区，将新的混合气体吸入进气腔内，因此本发明的发动机，每周均有一次做功冲程。

上述的聚气滑片和换气滑片均要按时进行开启，这与普通四冲程发动机上的气门的开启需要传动机构的道理是一样的，显然滑片的传动机构可以有多种，可以在曲轴上安装转盘，直接用转盘上安装的滑块对滑片上安装的滚轮进行按时作用，也可以在曲轴上或与曲轴同步的其它轴上安装凸轮，通过顶柱将滑片按时顶升等。

从上述的发动机的运转过程看，拦气滑片始终没有脱离转子，因此它的磨损会最大，其次是聚气滑片，它只是在转子接近燃烧室位置时，有一次小幅的提升，时间也不是很长，当燃烧室点火燃烧时，它也已经与转子密封在一起了，而磨损最少的当属换气滑片，因为它只是在转子接近燃烧室开始至混合气燃烧结束，这短暂的时间内才起作用，因此该滑片只要伸长到能与接近燃烧室位置时的转子接触密封即可，它的伸缩行程非常小。为了减小各个滑片的磨损，本发明特意将转子安装成可相对于曲轴转动，将转子在缸套内壁的运动变成为沿缸套内壁的滚动，使滑片顶端与转子表面的滑行路程大大缩短，从而使滑片的磨损大大降低。

为了进一步减小滑片顶端的磨损，本发明还在滑片与滑槽之间采用了滚珠或滚轮，使滑片与滑槽之间的滑动摩擦变为滚动磨擦，当然这样的方法可不止一种，如将滑片和滑槽同时制成相同的圆弧形，再将摇臂安装于该圆弧的圆心位置，然后将摇臂与滑槽中的滑片固连，则滑片的伸缩变为绕圆心的一种圆弧形伸缩，这样摩擦力就更小。