[实用新型]转轮曲线旋缸转子发动机

说明书

技术领域

本发明是一种转轮旋转曲线旋缸转子发动机，涉及发动机技术领域。 

背景技术

目前所使用的活塞式发动机，以曲轴连杆活塞式发动机机用途最为广泛，但曲轴活塞式发动机存在很多不足之处，其根本原因是活塞在对气体介质进行压缩过程中，因气体介质在压缩膨胀过程中体积缩小迅速变大对活塞的反压力不稳定，使发动机机对外力的需求及输出功力变为间歇爆发式的，其根本原因是曲轴推动活塞往复运动结构只对动力进行传导，不能实现恒扭矩工作，使目前的发动机产生大量无法消除的弊病；本人于2011年12月22日申请了一项转轮曲线侧滑式发动机的发明专利，申请号：201110434313.4，公开了一种恒定扭矩工作的一种运动结构的发动机，通过对上述发明的深入研究和进一步改进，发明一种近似于电动机运动结构的转子式的发动机，来不断提高发动机的各项性能指标，替代和淘汰目前所使用的各种动力机械。 

发明内容

本发明的目的是提供一种转轮曲线旋缸转子发动机来提高发动机的各项性能。 

为达到上述目的，所采取的技术措施是：发动机由转轮套体与旋缸转子、燃料供应系统、启动机与发电机组成；旋缸转子悬浮在转轮套体内部相对旋转运动，该旋缸转子由旋缸体、活塞组件、上转轴与传动转轴组成；旋缸体的形状为圆柱体，该旋缸体由气缸套座、气缸盖与气缸垫组成；该气缸套座的底部固定有传动转轴，该气缸套座的开口顶部固定有气缸盖，该气缸套座与气缸盖之间有气缸垫并通过气缸垫进行密封固定连接；气缸盖中心顶部连接有上转轴，该上转轴与传动转轴分别串接在旋缸体的两端侧面并与旋缸体一起在同一轴心线上同心旋转，该气缸盖的顶部还固定有转轮阀盘，该转轮阀盘内有一条进排气道，该进排气道通过气缸盖与气缸套座内的气缸室相通，该进排气道的内端口在气缸盖内侧；在气缸套座的中下壁体上有一个或一个以上长方形的滑动槽口，该滑动槽口穿透气缸套座座体，该滑动槽口在气缸套座座体上垂直分布；活塞组件由活塞、活塞密封件、活塞连杆、滑动臂、滑动件和连杆垂直滑动套组成；活塞的下部固定有活塞连杆，该活塞连杆的侧面固定有滑动臂，滑动件固定或套在滑动臂的顶杆上；活塞在气缸室滑动，通过活塞密封件进行气密封；滑动臂穿在气缸套座上的滑动槽口中，该滑动臂的左侧臂面与右侧臂面分别与滑动槽口的滑动两侧壁面接触垂直滑动，该滑动臂或杆顶上的滑动件伸出滑动槽口；连杆垂直滑动套外部与气缸套座内部壁面固定，活塞连杆在连杆垂直滑动套的套内部随着活塞往复运动上下垂直滑动；在旋缸转子的外部有一转轮套体；该转轮套体由转轮体、配气轮盘套盖、下转轮端盖与密封圈组成；转轮体的上端固定有配气轮盘套盖，下端固定有下转轮端盖，配气轮盘套盖的中空部有轴承密封件，上转轴套在轴承密封件内自由转动，上转轴穿过配气轮盘套盖或在配气轮盘套盖内部；下转轮端盖中心部有轴承密封件，传动转轴套在下转轮端盖的轴承密封件内自由转动，传动转轴轴头从转轮套体的下转轮端盖中伸出；配气轮盘套盖的转轮阀套套在转轮阀盘的外侧，组成一个旋转配气阀，该旋转配气阀转轮阀套的进气口与进气管连接，排气口与排气管连接；转轮阀套的内滑套面开有弧形进气沟与弧形排气沟，弧形进气沟与弧形排气沟以配气轮盘套盖的旋转圆心同心弧形分布，进气口与弧形进气沟相通，排气口与弧形排气沟相通，旋转配气阀的转轮阀盘的滑动密封面与转轮阀套的内滑套面密封接触并能滑动旋转，内滑套面弧形进气沟与弧形排气沟的两侧有密封槽，密封槽中的密封圈与滑动密封面形成滑动气密封，弧形进气沟与弧形排气沟在滑动密封面的作用下形成独立互不相通的腔体；滑动密封面上的外气口与内滑套面滑动密封，转轮阀盘旋转，外气口进入弧形进气沟中，进排气道与弧形进气沟相通；混合气体通过进排气道进入气缸室内部，活塞进入进气过程，外气口滑过弧形进气沟与内滑套面接触密封，活塞进入压缩过程；气缸室内混合气体被压缩点燃膨胀进入作功过程，压缩、作功两个过程中，外气口与内滑动套面密封滑动接触；外气口从密 封套面滑进弧形排气沟，气缸室中废气通过进排气道及外气口进入弧形排气沟并通过排气管排出，排气过程结束；外气口离开弧形排气沟与内滑套面短暂接触密封后进入弧形进气沟，活塞又进入进气冲程；转轮体的内壁上有一条或一条以上的曲线环形轨槽，旋缸转子转动，滑动臂上的滑动件在曲线环形轨槽中做曲线环形滑动旋转，同时滑动件带动滑动臂在滑动槽口中上下往复运动及推动，活塞往复运动；同一活塞连杆上的多个滑动臂上的滑动件在多条交叉分布的曲线环形轨槽中滑动，多条曲线环形轨槽在转轮体的内壁分布的曲线起伏度相同；滑动件在有交叉槽口的曲线环形轨槽中滑动，滑动件的长度大于宽度，便于滑过交叉槽口，同一活塞连杆上的一条滑动臂上的滑动件只能在一条曲线环形轨槽中滑动，同一活塞连杆上多个滑动臂往复运动的速度相同，并将与活塞同时直线往复运动；曲线环形轨槽由进气曲槽、压缩曲槽、作功曲槽与排气曲槽相互头尾连接组成，滑动件在曲线环形轨槽的进气曲槽中滑动，该滑动件从进气曲槽与排气曲槽的排气上交汇点开始向下移动，该滑动臂在滑动槽口内定向滑动，该滑动臂带动活塞连杆在连杆垂直滑动套内垂直滑动，活塞连杆上部的活塞向下运动，活塞在气缸室内由排气上止点向作功下止点运动，与气缸室相通的进排气道的外气口滑入弧形进气沟，在活塞作用下混合气体进入气缸室内，活塞下行进入进气冲程，该滑动件下行到进气曲槽与压缩曲槽的进气下交汇点后，进入压缩曲槽滑行，活塞下行到进气下止点后向压缩上止点运动，外气口离开弧形进气沟被关闭后活塞进入压缩冲程；该滑动件滑过压缩曲槽与作功曲槽的压缩上交汇点后滑入作功曲槽，活塞到达压缩上止点后进入膨胀作功冲程，该滑动件滑过作功曲槽与排气曲槽的作功下交汇点后滑入排气曲槽，活塞到达作功下止点后上行进入排气过程；外气口滑入弧形排气沟，气缸室内废气在活塞的推动下，通过外气口、弧形排气沟及排气管排出，滑动件从排气曲槽滑过回到进气曲槽，外气口滑出弧形排气沟，旋缸转子旋转一圈，活塞往复运动两次作功一次，连续完成进气、压缩、作功与排气四个冲程；活塞在工作过程中，进气过程、压缩过程与排气过程都是为作功过程准备的，进气曲槽、作功曲槽、压缩曲槽与排气曲槽在转轮体圆周形内壁头尾连接，曲线起伏度根据各冲程的工作需要调节分布，在压缩过程中，混合气体体积缩小对活塞反压力增大对动力的需求越来越大，压缩曲槽在转轮体的内壁由进气下交汇点到压缩上交汇点的分布弧形坡角度由大变小，滑动件在压缩曲槽内滑动克服活塞的工作压力，随着压缩曲槽分布角度变小，滑动件推动活塞向上运动的速度由快变慢，滑动件将来自活塞的不断变大的反压力变为对起伏角度不断变小的压缩曲槽的压力，滑动件将来自活塞的压力通过滑动变为滑动时的阻力，活塞压缩运动力学变化由小变大有规律，调节压缩曲槽的起伏角度来适应这种规律，滑动件克服恒定阻力滑动，旋缸转子克服恒定阻力旋转；膨胀作功冲程，活塞来自膨胀气体高压力下行，滑动件在作功曲槽中由压缩上交汇点下滑，根据膨胀气体的特性，活塞下行的压力由大变小，作功曲槽的起伏角度由小变大来适应这种变化，滑动件受活塞压力在作功曲槽中滑动及带动滑动臂在滑动槽口中下行滑动，活塞从压缩上止点向下运动到作功下止点整个作功过程下行的速度由慢变快，滑动件在活塞压力作用下，在作功曲槽内由压缩上交汇点到作功下交汇点下滑，滑动产生的牵引力带动旋缸转子旋转工作，在作功冲程中根据活塞的工作压力由大变小，作功曲槽的起伏下行坡度由小逐步变大，通过膨胀作功冲程活塞压力变化的规律调节作功曲槽的下行坡度，将活塞的工作压力变为对滑动件的恒定牵引力，旋缸转子在这种恒定牵引力作用下恒扭矩旋转工作；活塞进气冲程中，滑动件在进气曲槽中克服进气过程产生的进气阻力拉动活塞下行工作，活塞在排气过程中，滑动件在排气曲槽中克服排气过程产生的阻力推动活塞上行工作，滑动件受到的牵引力大于压缩、进气、排气冲程所受到的阻力，压缩冲程受到的阻力要大于进气或排气冲程受到的阻力，通过调节作功曲槽、压缩曲槽、进气曲槽、排气曲槽在转轮体内壁分布的环形圆周的弧形角度来适应牵引力与阻力的变化，作功曲槽分布的弧形度大于压缩曲槽的弧形角度、进气曲槽的弧形角度及排气曲槽的弧形角度的弧形度数之和，作功曲槽的弧形角度、压缩曲槽的弧形角度、进气曲槽的弧形角度及排气曲槽的弧形角度的弧形角度之和为360°；旋缸转子在转轮套体内动平衡旋转运动，旋缸转子利用自身惯性力连续工作活塞完成排气、进气、压缩三个冲程，实现连续旋转工作；曲线环形 轨槽进气曲槽的分布从上交汇点向下交汇点顺时针方向分布，滑动件在进气曲槽顺时针曲线滑动，旋缸转子顺时针方向旋转，反之逆时针方向旋转；曲线环形轨槽上的压缩上交汇点与排气上交汇点的弧形垂直高度相等或不等，活塞运动的压缩上止点与排气上止点到气缸室顶部的距离相等或不等，排气上止点到气缸室顶部的距离为零，气缸室内的废气被排干净；曲线环形轨槽上的进气下交汇点与作功下交汇点的弧形垂直高度相等或不等，活塞运动的进气上止点与作功上止点到气缸室顶部的距离相等或不等，进气过程与膨胀作功过程气缸室的体积相等或不等；进气管与空气滤清器连接，燃料供应系统的喷油器在进气管或弧形进气沟内部，空气从空气滤清器进入进气管与喷油器喷出的燃油混合进入气缸室内部；在缸盖上固定有分电点火器，该分电点火器由火花塞、旋转分电开关及点火控制系统组成，旋转分电开关的分电套与转轮套体固定，点火控制系统与分电套连接控制，旋转分电开关的导电接触器与旋缸转子固定，导电接触器一端与火花塞联通，另一端固定有导电触头，该导电触头与分电套旋转滑动接触导电；发动机的工作过程需要散热，利用风冷转轮套体的开口外部固定有散热罩，散热风扇的风叶在散热罩内部套在旋缸转子外壁上随着旋缸转子旋转散热，为了增加散热效果旋缸转子的外壁还固定有散热片；利用水冷却散热工作的转轮套体内部有一冷却套室，该冷却套室分别连通有与散热器相通的进水管及出水管，该冷却套室与旋缸转子外壁密封滑动，该冷却套室的两侧密封件与旋缸转子接触密封，该旋缸转子外壁套有叶轮，该叶轮在冷却套室内与旋缸转子同时旋转，冷却水从进水管吸入冷却套室从排水管排出；上转轴连接固定有冷却风扇，该冷却风扇旋转时对散热器进行风冷却；传动转轴或旋缸转子的外部连接有正时辅助传动件，启动器与发电机通过与辅助传动件接触工作，正时辅助传动件控制旋缸转子在反定向旋转时停止转动；旋缸转子内部或与转轮套体之间有润滑油，润滑油通过离心旋转飞溅工作。