[发明专利]一种扇形活塞式内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种扇形活塞式内燃机。

背景技术

发动机是把某种形式的能转变为机械能的机器。能够将燃料中的化学能经过燃烧转变为热能，并通过一定的结构使之再转化为机械能的发动机也称为热机。汽车发动机采用内燃机，是热机的一种，他区别于其他形式热机的特点，是燃料在机器内部燃烧，燃料燃烧时放出大量的热量，使燃烧后的气体膨胀推动机械做功。燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称为工作介质。目前主流形式的汽车发动机有以下几种：

1）往复活塞式发动机（以汽油机为例）

往复活塞式发动机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。

2）转子发动机

它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。

这二种发动机为汽车世界汽车工业的发展做出了巨大的贡献，同时，它们的缺点也显现出来，如往复活塞式发动机，有着体积大、震动噪音不易很好控制、热效率不高等问题。转子发动机的体积虽然小于往复活塞式发动机，也比它们更环保，但是制造成本高、油耗大、维修难也是它所面临的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种扇形活塞式内燃机，该内燃机的活塞形状为对称的扇形，通过对称扇形活塞及缸体定子将发动机缸体分割为四个腔，其中两个腔为工作腔，供燃料高压燃烧爆发；另两个腔为储气腔，为对应工作腔进气作预压缩准备。通过可燃混合气在两个工作腔的交替燃烧，气体膨胀，压力升高来推动扇形活塞转动，并通过曲轴连杆机构，最终实现动力输出。

为了达到上述发明目的，本发明实施例提出的一种扇形活塞式内燃机是通过以下技术方案实现的:

一种扇形活塞式内燃机，其特征在于，包括：

缸体，由相互固定的本体以及缸盖组成，所述本体内形成垂直于所述缸盖内壁的中轴，该本体的内壁上凸设有两个断面形状呈扇环状的定子，这两个定子之间的本体内壁面呈柱面，且所述本体的内壁面绕所述中轴旋转对称；

活塞总成，由活动缸壁以及形成在该活动缸壁一侧表面上的活塞体组成；所述活塞体包括可转动式套设在所述中轴上的中心部，以及由该中心部起对称的向外延伸设置的两个呈扇形柱状的翼部;所述的翼部往复运动于两个定子之间，使所述缸体和活塞总成共同界定出四个随活塞总成转动而容积变化的腔体；其中一个翼部两侧的腔体为第一工作腔和第二工作腔，另一个翼部两侧的腔体为第一储气腔和第二储气腔；

曲轴连杆总成，包括与所述活塞总成铰接的连杆，以及与所述连杆铰接的曲轴；被该曲轴连杆总成限定，所述活塞总成绕所述中轴在右止点和左止点之间转动；当活塞总成位于右止点时，第二工作腔和第一储气腔处于最小容积状态，而第一工作腔和第二储气腔处于最大容积状态；当活塞总成位于左止点时，第一工作腔和第二储气腔处于最小容积状态，而第二工作腔和第一储气腔处于最大容积状态；

所述中心部的周面上凹陷设置：第一工作腔进气通道，用于在所述第二工作腔处于最小容积时连通第一工作腔和第一储气腔；第二工作腔进气通道，用于在所述第一工作腔处于最小容积时连通第一工作腔和第一储气腔；

所述缸盖的内壁上凹陷设置：两个火花塞，各对应所述第一工作腔/第二工作腔在最小容积时的区域设置；两个喷油器，各对应所述第一储气腔/第二储气腔在最小容积时的区域设置；两个进气阀门，各对应所述第一储气腔/第二储气腔在最小容积时的区域设置，所述进气阀门通过该缸盖内部的储气腔进气通道与该缸盖上的进气口连通；

所述本体的内壁上还设有选择性被所述翼部外缘封闭的排气孔，所述活塞总成在右止点时，所述第一工作腔通过该排气孔连通到外界，所述活塞总成在左止点时，所述第二工作腔通过该排气孔连通到外界。

所述活动缸壁表面与所述本体的端面之间、所述中心部的周面与所述定子的周面之间、两个定子之间的本体内壁面与所述翼部的周面之间、以及所述活塞体和缸盖内壁之间均滑动式密封配合。

所述进气口外还设有进气增压器。

所述发动机还包括机体，所述曲轴和缸体均连接到所述机体上。

曲轴连杆总成还包括与所述曲轴固定连接的飞轮质量体。