[发明专利]定轨转子泵及定轨转子泵组合增压内燃发动机

说明书

技术领域

本发明涉及转子泵，尤其是定轨转子泵及定轨转子泵组合增压内燃发动机。

背景技术

当前发动机领域主要采用往复式运动活塞发动机、转子发动机和涡轮式发动机。其中，作为最早出现的往复式运动活塞发动机，尽管经过不断地技术改造和完善，其性能得到极大的提高，但是由于受自身结构和运动方式的制约，仍然难以满足目前机械高转速运动条件的要求。针对上述问题，转子发动机才应运而生，其中具有代表性是汪克尔转子发动机。与往复式运动活塞发动机相比，汪克尔转子发动机具有结构简单、效率高等显著优点。但是汪克尔转子发动机的特有三角形转子在实际应用中也存在明显的缺陷，三角转子各端角与气缸内壁的接触面极其狭小，仅仅依靠各端角处设置单一划片装置难以解决燃烧室里混燃气体密封性差、油耗大的问题，从而使其效率难以充分发挥，这也是该转子发动机难以取代往复式活塞发动机的主要原因之一。涡轮发动机虽然具有显著的特性，但是从性价比考虑，主要还是适合长时间匀速运转条件下使用，如航空发动机。综上所述，转子发动机在汽车发动机领域具有明显的优势，如能克服现有的技术缺陷，其开发前景广阔。

另外，随着环保和节能理念的强化，各国限制发动机减排标准越来越高，治理措施越来越严格。作为提高发动机功效和有效节能手段之一的增压技术被普遍使用，而增压离不开压缩机，现在普遍采用涡轮增压技术，虽然是利用排放废气实现节能效果，但是涡轮增压方式的主要缺陷还在于低速运转条件下，增压效果不明显。其他类形的机械增压器也存在不同程度消耗发动机动能的缺点。因此需要一种能适应不同转速条件下保持稳定增压并且降低发动机动能耗的增压技术设备，以实现转子发动机的高效节能效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有发动机存在的缺陷，提出了一种定轨转子泵及由多个定轨转子泵组合而成的定轨转子泵组合增压内燃发动机，结构紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，密封性能好，增压性能稳定，功效高，节能效果显著。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种定轨转子泵，包括气缸、位于气缸两侧的气缸端盖和设置在气缸内的转子，转子轴贯穿转子，气缸端盖和气缸固定连接，其中，转子与气缸内壁之间为相内切的状态，至少一侧的气缸端盖的内侧固定有凸起的定轨，定轨与气缸呈同心设置，转子轴贯穿气缸端盖和定轨，沿转子的外圆周面设有活塞，活塞通过活塞转轴与转子转动连接，活塞转轴固定在转子上，活塞绕活塞转轴做圆周摆动，转子上设有活塞槽，活塞槽贯通于圆柱形转子的轴向两端，活塞设置于活塞槽内，活塞包括顶弧面、底弧面和侧弧面，活塞转轴的轴心位于与转子同心的同一半径的圆周线上，活塞的三个角之间的连线构成等边三角形，活塞的顶端角与气缸内壁保持接触，活塞的底弧面和定轨外圆周面为相外切的状态，活塞围绕定轨作曲线运动。

本发明中，所述转子可以为圆柱形转子，此时圆柱形转子的侧面设有环状凹槽，定轨伸入圆柱形转子端面的环状凹槽内。

所述气缸为圆筒形气缸，定轨为圆柱形定轨，转子固定套在转子轴上，转子与转子轴同心设置，所述圆柱形转子偏心置于圆筒形气缸内，圆柱形转子与圆筒形气缸之间的偏心值为圆柱形转子和圆筒形气缸的半径差值，转子轴偏心贯穿气缸端盖和圆柱形定轨，活塞转轴的轴心与环状凹槽外周线之间的距离小于环形凹槽和圆柱形转子半径差的1/2，活塞围绕圆柱形定轨作圆周运动。所述活塞为扇形活塞时，其底弧面和侧弧面的半径为圆筒形气缸和圆柱形定轨的半径差值，底弧面和侧弧面的弧度均为60°，顶弧面的弧度等于圆柱形气缸内壁的弧度，顶弧面与活塞转轴相内切，底弧面运转的幅度不超过圆柱形转子的外圆周面。以圆柱形转子和圆筒形气缸内壁的内切切点为界，圆柱形转子顺时针方向运转时，左侧气缸壁上至少设置两个进口，右侧气缸壁设置一个出口；圆柱形转子逆时针方向运转时，右侧气缸壁上至少设置两个进口，左侧气缸壁设置一个出口。

所述圆柱形定轨可以为一套筒，套筒呈圆筒状，其内表面和外表面靠近气缸端盖处分别设有内齿和外齿，对应的在转子轴外表面设有外齿，套筒内表面的内齿与转子轴外表面的外齿相啮合；圆柱形转子至少一侧的端面固定设置内齿环，内齿环的内齿与套筒的外齿相啮合，套筒的外圆周平滑面与活塞底弧面保持相切的状态。

所述转子轴和圆柱形定轨可以呈一体式结构，圆柱形定轨偏心贯穿气缸端盖和转子，与圆柱形定轨的端面对应的气缸端盖上设有圆形凹槽，圆柱形定轨和圆筒形气缸同心，所述转子为圆筒形转子，包括转子环和固定于转子环两端的固定环，固定环伸入气缸端盖上的圆形凹槽内，固定环的内表面设有内环齿，对应的在圆柱形定轨外表面设有外环齿，内环齿与外环齿相啮合。