[实用新型]滚子发动机

说明书

本发明涉及一种旋转活塞式内燃发动机，特别是一种滚子发动机。

就目前而言，在实际应用中的往复活塞式和旋转活塞式发动机，由于本身结构上存在的不利因素较多，在现有技术条件下，即使经过不断改进和完善，仍难以使其动力性和经济性指标达到较为理想的水平。究其主要原因在于：

1．机械损耗大，转速受限，动态性能低。

基于传统往复式结构的发动机，为克服主要来自活塞、连杆和曲轴等机构的机械阻力损失较大，而转速亦因活塞体与缸体之间的平均摩擦速度不宜超出极限值以及受到较多不平衡运动机件惯性负荷的影响受较大限制。结构简单的汪克尔(Wankel)发动机虽解决了惯性损失等问题，但由于其转子的三个密封端与次摆线轨迹面的缸内壁成点线接触和旋转一周的滑动距离较长，相对摩擦速度大，由此而造成较大的机械摩损和气密性缺陷，导致效率和工作寿命的大幅下降，并意味着转子的转速受到严格限制，因而未能得以进一步推广应用。上述发动机由于机械阻力大，以单位气缸组计，作功行程短，动力接续存在较大的时间差，为避免出现运转跳动和滞转，就必须在传动轴上连接质量惯性较大的惯性飞轮，利用作功行程作必要的动能储备，为以后平稳工作和一系列非作功行程克服阻力作准备，这样，既增加了体积重量，提速也相应迟缓。

2．工作温度低，热能散失严重，热效率低。

考虑到目前仍主要以金属材料制造的活塞体与缸体在工作时它们的接触部分相对摩擦速度大，在高温和润滑条件差的情况下，会加剧摩损以致烧结而严重破坏发动机的性能，为不致过热就必须安装散热装置并通过冷却媒介及时带走气缸组工作时不断产生的余热，从而强制性地使得大量热能散失掉而失去利用，另外，排气温度过高，亦使得热能过多地流失，导致热效率大幅下降。

3．热膨胀比低，排气阻力大。

由于在各工作阶段气缸的工作容积都相等，经历了进气、压缩和点燃的工作气体在燃胀行程结束时，尚保持有较高的余压能量非但未能被充分利用于继续产生动力，相反会对运动造成较大的排气阻力，并使得在强制排气的瞬间产生强烈的爆破噪声而必须安装带有耗能装置的消音设备而增加功耗。

4．进气阻力大，充气效率低，燃烧不彻底。

工作过程中，气缸受有害过热的影响大(特别是往复活塞式)，而且进气时间相对较短以及进气面积较小，都直接增加了进气阻力而降低充气系数，另外，在每次工作后，气缸内都会不可避免地容留了一定量未能排出的残余废气，混杂到下一轮吸进的未燃气体中而影响了燃烧工作的充分进行，既降低了容积功率，又增加了废气污染。

本发明的目的是为进一步开发和提高有效利用而提供一种结构更加简单紧凑，性能更加可靠优越，更有效地降低排气和噪声污染的滚子发动机。它是根据滚子作为旋转活塞能更有效地解决摩擦和摩损问题，提高机械效率这一事实联想，结合有关学科原理，通过对结构和运动关系进行合理布局，采用适当的气密和润滑措施而实现的。而特征在于其基本结构有两气缸组和被包容在两气缸组内的两滚子偏心轴系，共同组成两组气缸工作部分，主要由两个缸体(2)和(2′)、公共配气偏心轴(4)、两个配气滚子(3)和(3′)、公共动力偏心轴(7)、两个动力滚子(6)和(6′)、两个上活页(1a)和(1a′)、两个下活页(1b)和(1b′)、前缸盖(15)、中隔(16)、后缸盖(17)所构成。以下结合附图就本发明的主要技术特点在下文作详细说明。

图1本发明主体结构径向表示图

图2本发明轴向剖视装配图

图3本发明轴向俯视装配图    

图4上、下活页的基本设计及装配位置确定

图5配气滚子与动力滚子外圆之间存在最大间隙Z时α₁和α₂的确定

图6本发明基本结构工作循环原理图解分析

在图中、按序号表示：

(1a)、(1a′)--上活页    (16)--中隔

(1b)、(1b′)--下活页    (17)--后缸盖

(2)、(2′)--缸体        (18)--环形波状簧片

(3)、(3′)--配气滚子    (19)--气密封环

(4)--公共配气偏心轴     (20)--油密封环

(5)--进气入口           (21)--出油孔

(6)、(6′)--动力滚子    (22)--密封盖

(7)--公共动力偏心轴     (23)--卡簧

(8)--排气出口           (24)--油封