[发明专利]燃气活塞转子发动机

说明书

本发明涉及一种转子内燃发动机。特别是由缸外独立燃烧室、吸气压缩缸、膨胀排气缸、压强平衡连通管、单向导通阀、中隔板、隔板活塞及转子、转子轴等组成的转子内燃发动机。

在以往的往复活塞内燃发动机中，为了得到旋转驱动力，必须把活塞的直线往复运动，通过连杆推动曲轴才能得到，进排气一般通过凸轮轴驱动进排气阀进行控制，当进一步提高发动机转速时，活塞、曲轴、气门机构的往复惯性力急剧增大，使轴承及曲轴负荷加大，震动增强，并同时破坏气门机构的正常工作，所以它的结构复杂，可靠性差，另件繁多，发动机单位容积功率小，单位功率质量大，震动大，噪音大，能量转换效率低，环境污染大。

在以往的燃气涡轮内燃发动机中，为了获得较高的增压比，必须在很高的转速下，由多级的转子叶片、静子叶片所组成的压气机来完成，因此它的结构复杂，由于没有密闭的气室，低速旋转时，增压比急剧减小，输出扭矩骤减。后轴承受高温影响，使用寿命短。所以燃气涡轮发动机制造难度大，制造成本高，噪音大，环境污染大。

在以往的三角转子内燃发动机中，转子与转子轴不同心，主机构是由一对相位内外齿轮和偏心轴所组成的行星机构，气缸理论型线为双弧长短幅圆外旋轮线，转子的理论型线为气缸型线族的内包络线，几何原理复杂，制造难度大。燃烧室的形状为偏平盒状，因此燃烧室的面积容积比大（约等于2）火焰淬熄层面积大，难以组织最佳燃烧，故此燃烧效率低，燃烧室对缸盖的投影面积大，至使缸盖承受很大的气压，密封困难，由于该发动机只有一个燃烧作功点，至使偏心轴所受的气体爆发压力较大，而且主轴颈必须穿过中空的相位外齿轮，至使主轴颈直径因受到相位齿轮齿圈内径的限制而不能增加。因此偏心轴是受力大而情况复杂，尺寸又受到一定限制，为了抵消转子的偏心惯性力，还必须设置平衡重。由于吸气室的容积等于燃烧室的容积，因此该发动机也不具备主动增压功能。另外受形状参数K值的影响，发动机总尺寸受限制，将不能制成巨型大功率发动机。所以三角转子发动机能量转换效率低，震动大，噪音大，制造成本高，使用寿命短，环境污染大。

本发明的目的就是要取消往复活塞发动机中的连杆曲轴，凸轮轴及进排气阀，改善燃气涡轮发动机的低速旋转时输出扭矩小的缺点，取消三角转子发动机中的相位内外齿轮及曲轴，使气缸、转子及转子轴同心，燃气在两个对称的燃烧室内连续均匀的燃烧，转子可获得连续均匀的旋转力矩，推力只作用于转子的最大半径处，始终保持等力矩输出，力臂的大小与转角无关，燃烧室形状可任意设计，可获得最小面积容积比（约等于1），可组织最佳燃烧，可燃用多种燃料（包括氢气），由于在两个吸气室之间及两个膨胀室之间有压强平衡连通管连接，因此可确保相应气室之间压强始终平衡，从而使各转子工作面不产生偏压，主轴不受剪切力，前后轴承所受支反力最小，轴承寿命大大延长，同时气室对缸盖的投影面积小，故密封良好。在冷缸转子宽度大于热缸转子时，吸气室的容积将大于膨胀室的容积，从而使该发动机具备主动增压吸气功能，这一功能的获得不需增加任何另部件。由于转子无偏心运动，无偏心质量，故可不设平衡重，且各部件受力均衡，无强负荷冲击，发动机容易实现陶磁化，发动机的大小尺寸不受限制，可以制成转子直径小于一分米的超小型发动机，也可制成转子直径大于一米的超大型发动机，可以用于小型动力机械、摩托车、发电机、汽车、火车及飞机跟轮船用的发动机。综上所述，这种发动机无震动，噪音小，结构简单，零件数量少，单位容积功率大，单位功率质量小，能量转换效率高，环境污染小。