專利名稱：轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動力內(nèi)燃機領(lǐng)域，是一種將液體、氣體燃料和新鮮空氣(包括氧氣)混合，經(jīng)轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機(見附

圖1)對混合氣體(40)的壓縮、過渡、點火，使膨脹氣體(42)在做功室(14)內(nèi)直接推動轉(zhuǎn)子(3)的旋轉(zhuǎn)而獲得機械動力的裝置(以下稱轉(zhuǎn)子三沖發(fā)動機)。
本發(fā)明主要由金屬材料或陶瓷材料制成。所指的三沖程是進氣、壓縮沖程，過渡、點火沖程，做功、排氣沖程。所指的液體、氣體燃料是汽油、柴油、煤油、甲醇、乙醇、氫氣、液化氣、一氧化碳、乙炔等。
目前，現(xiàn)有的活塞式內(nèi)燃機，工作時活塞、連桿要作往復運動，所以會造成慣性沖擊，并產(chǎn)生自功耗(不包括磨擦力的功耗)，因此存在工作效率低、整機振動大、易損壞的缺點?，F(xiàn)有的葉片渦輪發(fā)動機，雖然采用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方式工作，但結(jié)構(gòu)復雜，工作時存在噪音大等缺點，并且只能適用于航空領(lǐng)域。
本發(fā)明就是針對上述問題而設(shè)計出的一種轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機。
本發(fā)明的目的是使燃燒的膨脹氣體(42)在做功室(14)內(nèi)直接推動轉(zhuǎn)子(3)旋轉(zhuǎn)，避免活塞連桿造成的慣性沖擊和整機振動，以提高工作效率(或者功率)。并使轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)速能在每分鐘200轉(zhuǎn)至每分鐘18000轉(zhuǎn)工作，最佳工作轉(zhuǎn)速在每分鐘300轉(zhuǎn)至每分鐘3500轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的特征在于有六個工作室，即進氣室(11)、壓縮室(12)、過渡室(25A.25B.25C)、燃燒室(13)、做功室(14)、排氣室(15)。有三個工作沖程，即進氣、壓縮沖程，過渡、點火沖程，做功、排氣沖程。運行時(見附圖6～16)，壓縮室(12)內(nèi)的混合氣體(40)由過渡泵(39)過渡到燃燒室(13)。特別是過渡泵(39)在對混合氣體(40)過渡的過程中，使過渡室(25B)內(nèi)的混合氣體(40)保持適當?shù)膲毫?。壓力范圍?kg/cm2至50kg/cm2，最佳壓力范圍為8kg/cm2至23kg/cm2。過渡泵(39)在工作時，過渡室(25B)內(nèi)壓縮的混合氣體(40)經(jīng)過過渡后被連續(xù)送入燃燒室(13)。燃燒室(13)內(nèi)的混合氣體(40)在進入做功室(14)時，要受到上隔離片(4)的控制。當上隔離片(4)從上止點下滑 至 行程，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路開始打開，再從下止點上行 至 行程，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路重新被關(guān)閑。在上隔離片(4)對燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路關(guān)閑時，燃燒室(13)內(nèi)的混合氣體(40)被脈沖點火器(9)點燃[也可用金屬絲點火器(9)連續(xù)點火]。燃燒室(13)內(nèi)燃燒的膨脹氣體(42)邊燃燒邊進入做功室(14)，并在做功室(14)內(nèi)直接推動轉(zhuǎn)子(3)旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子三沖發(fā)動機由動力機(38)(見附圖3)、過渡泵(39)(見附圖4)、化油器(37)、點火器(9)和磁電機(也叫電源，沒有附圖表示)等組成。
動力機(38)由端蓋(1)、缸套(2)、轉(zhuǎn)子(3)、上隔離片(4)、下隔離片(5)、密封條(6)、壓簧蓋(7)、公共蓋(8)、壓簧(18)等組成。
缸套(2)(見附圖2)由內(nèi)腔(33)、上隔離片槽(17A)、下隔離片槽(17B)、壓簧槽(31)、燃燒室(13)、進氣口(10)、排氣口(16)、端蓋固定孔(30)構(gòu)成。
過渡泵(39)由泵缸套(19)、泵轉(zhuǎn)子(20)、泵隔離片(21)、泵密封條(22)、泵壓簧(23)、泵端蓋(24)、公共蓋(8)等組成。
泵缸套(19)(見附圖5)由泵內(nèi)腔(32)、進氣槽(26)、泵隔離片槽(27)、出氣槽(28)、泵端蓋固定孔(36)構(gòu)成。
動力機(38)的作用是完成進氣、壓縮、做功和排氣。
轉(zhuǎn)子(3)在缸套內(nèi)腔(33)中轉(zhuǎn)動。其作用是產(chǎn)生進氣、壓縮，做功和排氣的功能，并同時頂動上隔離片(4)、下隔離片(5)，使上、下隔離片在壓力彈簧(18)的作用下，產(chǎn)生上、下滑動或內(nèi)、外滑動[以內(nèi)腔(33)的圓心軸為內(nèi)]。
上隔離片(4)、下隔離片(5)是用來對進氣室(11)、壓縮室(12)、做功室(14)和排氣室(15)的隔離和密封，上隔離片(4)也是燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路的閥門。當上隔離片(4)被轉(zhuǎn)子(3)頂動，使上隔離片(4)從上止點下滑 至 行程后，開始打開燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路，再從下止點上行 至 行程，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路重新關(guān)閉。轉(zhuǎn)子(3)每旋轉(zhuǎn)180度，上隔離片(4)對燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路各有一次打開和關(guān)閉。
密封條(6)被插入密封槽(34)。密封條(6)是對進氣室(11)和壓縮室(12)、做功室(14)和排氣室(15)的密封。
壓簧蓋(7)是壓力彈簧(18)工作時的力支點。
端蓋(1)和公共蓋(8)的作用是將進氣室(11)、壓縮室(12)、做功室(14)和排氣室(15)封閉，也是轉(zhuǎn)軸(29)的支架。
過渡泵(39)的作用是將壓縮室(12)內(nèi)的混合氣體(40)過渡到燃燒室(13)。
泵轉(zhuǎn)子(20)同轉(zhuǎn)子(3)同軸聯(lián)接，并與轉(zhuǎn)子(3)同步旋轉(zhuǎn)。由轉(zhuǎn)子(3)驅(qū)動。泵轉(zhuǎn)子(20)運轉(zhuǎn)時，實現(xiàn)對混合氣體(40)的過渡，并使過渡室(25B)內(nèi)的混合氣體(40)保持適當?shù)膲毫?。壓力范圍?kg/cm2至50kg/cm2，最佳壓力范圍為8kg/cm2至23kg/cm2。
泵隔離片(21)的作用是對進氣槽(26)與出氣槽(28)的隔離。
泵密封條(22)被插入泵密封槽(35)。泵密封條(22)是對過渡室(25B)的密封，并將過渡室(25A)、(25B)、(25C)隔離。
泵端蓋(24)是對泵內(nèi)腔(32)的封閉，也是轉(zhuǎn)軸(29)的支架。
化油器(37)的作用是使液體燃料氣化，同時使其與新鮮空氣在其中混合。
點火器(9)的作用是對燃燒室(13)內(nèi)混合氣體(40)的點燃。當轉(zhuǎn)子三沖發(fā)動機選擇脈沖點火時，點火器(9)選用火花塞；選擇連續(xù)點火時，點火器(9)采用金屬絲(如鉬絲、鉑絲)。
磁電機也叫電源(沒有附圖表示)，其作用是對點火器(9)提供點火的能量。由轉(zhuǎn)子(3)驅(qū)動。
本發(fā)明運行時(見附圖6～16)，轉(zhuǎn)子(3)從零度開始(見附圖6)向順時針方向旋轉(zhuǎn)，使進氣室(11)的容積增大。進氣室(11)相對大氣形成負壓，不斷將混合氣體(40)吸入進氣室(11)(見附圖7)。當轉(zhuǎn)子(3)轉(zhuǎn)至180度時，下隔離片(5)經(jīng)過一次上行又回到下止點[上隔離片(4)也經(jīng)過一次下滑又回到上止點]，此時進氣結(jié)束。這時，進氣室(11)成了壓縮室(12)(見附圖8)。轉(zhuǎn)子(3)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，壓縮室(12)的容積不斷縮小，壓縮室(12)內(nèi)的混合氣體(40)不斷被壓縮(見附圖9)。由于轉(zhuǎn)子(3)與泵轉(zhuǎn)子(20)是同步旋轉(zhuǎn)。因此，過渡室(25A)的容積不斷增大(見附圖10)。壓縮室(12)內(nèi)的混合氣體(40)邊壓縮邊通過公共蓋(8)和進氣槽(26)進入過渡室(25A)(見附圖11)。當轉(zhuǎn)子(3)從180度轉(zhuǎn)到360時，壓縮室(12)內(nèi)的混合氣體(40)全部(不考慮漏氣時)被壓入過渡室(25A)，至此，壓縮完畢。轉(zhuǎn)子(3)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)子(3)轉(zhuǎn)過363度至380度時，也就是泵密封條(22)貼著泵內(nèi)腔(32)的內(nèi)壁移過進氣槽(26)時，過渡室(25A)變?yōu)檫^渡室(25B)，同時被封閉(見附圖12)。此時過渡泵(39)對混合氣體(40)開始過渡，并使過渡室(25B)內(nèi)的混合氣體(40)保持適當?shù)膲毫?，壓力范圍?kg/cm2至50kg/cm2。在轉(zhuǎn)子(3)從0度起旋轉(zhuǎn)495度至530度(即從開始過渡算起，連續(xù)旋轉(zhuǎn)135度至170度)后，過渡室(25B)變?yōu)檫^渡室(25C)(見附圖13)。過渡室(25C)內(nèi)的混合氣體(40)，經(jīng)過出氣槽(28)和公共蓋(8)開始進入燃燒室(13)(見附圖14)。此時，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路被上隔離片(4)隔斷，同時點火器(9)進行一次脈沖點火(也可采用金屬絲連續(xù)點火)。轉(zhuǎn)子(3)最繼續(xù)旋轉(zhuǎn)5度至50度，也就是在上隔離片(4)從上止點向下滑動 至 行程，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路被打開(見附圖15)，燃燒的膨脹氣體(42)進入做功室(14)，并在做功室(14)內(nèi)直接推動轉(zhuǎn)子(3)旋轉(zhuǎn)而對外做功，直到上隔離片(4)從下止點上行 至 行程，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路才被重新關(guān)閉。在轉(zhuǎn)子(3)從0度轉(zhuǎn)到690度至715度(即從做功起旋轉(zhuǎn)150度至175度)，排氣口(16)與做功室(14)的氣路開始導通，等效于排氣門被打開。當轉(zhuǎn)子(3)從690度至715度轉(zhuǎn)到720度時，排氣口(16)與做功室(14)的氣路完全導通，到此做功完畢(見附圖16)。這時做功室(14)成了排氣室(15)，其內(nèi)的廢氣(41)由下一個做功過程同時排出。
轉(zhuǎn)子三沖發(fā)動機，在第一個進氣、壓縮、過渡和做功周期，轉(zhuǎn)子(3)的旋轉(zhuǎn)角為720度，同時還沒有包括排氣過程。以后轉(zhuǎn)子(3)每旋轉(zhuǎn)180度，同時都有一個進氣和壓縮、過渡和點火、做功和排氣的過程。
本發(fā)明由于取締了活塞、連桿和曲軸，采用膨脹氣體(42)在做功室(14)內(nèi)直接推動轉(zhuǎn)子(3)旋轉(zhuǎn)的方式工作，且功角大(150度至175度)。因此運行時具有功率大、耗油省、振動小、工作壽命長、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。并能適用多種液體、氣體燃料，特別是用氫氣做燃料時，尾氣不會(或者很少)對環(huán)境造成污染，是一種高效、長壽的環(huán)保型動力內(nèi)燃機。
權(quán)利要求
1.一種以可燃的液體或氣體為燃料的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，是由動力機(38)、過渡泵(39)、化油器(37)和點火系統(tǒng)組成，其特征在于有六個工作室，即進氣室(11)、壓縮室(12)、過渡室(25A.25B.25C)、燃燒室(13)、做功室(14)、排氣室(15)。有三個工作沖程，即進氣、壓縮沖程，過渡、點火沖程，做功、排氣沖程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，其特征在于動力機(38)是由端蓋(1)、缸套(2)、轉(zhuǎn)子(3)、上隔離片(4)、下隔離片(5)、密封條(6)、壓簧蓋(7)、公共蓋(8)、壓簧(18)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，其特征在于過渡泵(39)是由泵缸套(19)、泵轉(zhuǎn)子(20)、泵隔離片(21)、泵密封條(22)、泵壓簧(23)、泵端蓋(24)、公共蓋(8)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，其特征在于動力機(38)的轉(zhuǎn)子(3)和過渡泵(39)的泵轉(zhuǎn)子(20)是同軸聯(lián)接、同步旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，其特征在于壓縮室(12)內(nèi)的混合氣體(40)是由過渡泵(39)過渡到燃燒室(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，其特征在于燃燒室(13)內(nèi)的混合氣體(40)在點火前，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路是被上隔離片(4)關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，其特征在于燃燒室(13)內(nèi)的混合氣體(40)可采用脈沖點火，也可采用連續(xù)點火。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機，其特征在于燃燒室(13)內(nèi)燃燒的膨脹氣體(42)是連續(xù)進入做功室(14)，并在做功室(14)內(nèi)直接推動轉(zhuǎn)子(3)旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過渡泵(39)，其特征在于過渡泵(39)對混合氣體(40)過渡的過程中，使過渡室(25B)內(nèi)的混合氣體(40)保持適當?shù)膲毫?，壓力范圍?kg/cm2至50kg/cm2，最佳壓力范圍為8kg/cm2至23kg/cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的上隔離片(4)，其特征在于上隔離片(4)從上止點下滑 至 行程后，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路被打開，上隔離片(4)從下止點上行 至 行程，燃燒室(13)通向做功室(14)的氣路被關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明屬于動力內(nèi)燃機領(lǐng)域。本發(fā)明是一種轉(zhuǎn)子式三沖程內(nèi)燃機。其中有六個工作室，即進氣室(11)、壓縮室(12)、過渡室(25A.25B.25C)、燃燒室(13)、做功室(14)、排氣室(15)。運行時要經(jīng)過三個工作沖程，即進氣、壓縮沖程，過渡、點火沖程，做功、排氣沖程。本發(fā)明運行時，壓縮室(12)內(nèi)的混合氣體(40)由過渡泵(39)過渡到燃燒室(13)。在過渡的過程中，使過渡室(25B)內(nèi)的混合氣體(40)保持適當?shù)膲毫?，壓力范圍?kg/cm
文檔編號F01C1/00GK1393635SQ0112156
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月22日
發(fā)明者杜初昇 申請人:杜初昇