本實(shí)用新型屬于發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，具體涉及一種高膨脹比高扭矩轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)（Rotary Engine）是由德國人菲加士·汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）所發(fā)明，故又稱汪克爾發(fā)動機(jī)(Wankel Engine)，他在總結(jié)前人的研究成果的基礎(chǔ)上，解決了一些旋轉(zhuǎn)活塞的關(guān)鍵技術(shù)問題，研制成功了具有實(shí)用性的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來完成吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，與傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的直線運(yùn)動迥然不同。

轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動機(jī)都依靠空氣燃料混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動力,但在往復(fù)式發(fā)動機(jī)中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動活塞，機(jī)械力被傳給連桿，帶動曲軸轉(zhuǎn)動。對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面,從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個(gè)面之一推向偏心軸的中心。這一運(yùn)動在兩個(gè)分力的力作用下進(jìn)行,一個(gè)是指向輸出軸中心的向心力，另一個(gè)是使輸出軸轉(zhuǎn)動的切線力。

轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈就點(diǎn)火燃燒膨脹作功三次，而一般的四沖程發(fā)動機(jī)每旋轉(zhuǎn)兩圈才作功一次，故具有很高的功率容積比。另外，由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的軸向運(yùn)轉(zhuǎn)特性，使它不需要精密的曲軸平衡就能達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速。整個(gè)發(fā)動機(jī)只有兩個(gè)轉(zhuǎn)動部件，省掉了一般四沖程發(fā)動機(jī)的進(jìn)、排氣活門、氣門彈簧、凸輪軸等二十多個(gè)活動部件，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)大大簡化，發(fā)生故障的可能性也大大減小。除了以上的優(yōu)點(diǎn)外，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)亦包括體積較小、重量輕、低重心、震動小等。

雖然轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)具有傳統(tǒng)往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)所不具有的突出優(yōu)點(diǎn)，但也同樣存在著一些突出的缺陷。首先是油耗高，尾氣排放超標(biāo)。這主要是由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)燃燒室呈不規(guī)則的狹長型，火焰?zhèn)鞑ヂ窂捷^長，燃燒不完全，導(dǎo)致燃油和機(jī)油消耗增加。此外，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)低速下的扭矩小，起步乏力；另外一個(gè)嚴(yán)重的缺陷是，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的原因，壓縮比很難提高，只能用點(diǎn)燃式，不能用壓燃式，即不能采用柴油作燃料。雖然日本馬自達(dá)公司曾經(jīng)給轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)增加了單渦輪增壓和雙渦輪增壓等裝置，但只是提高了輸出功率，并適度的減少了尾氣排放，但仍與往復(fù)式發(fā)動機(jī)有著很大的差距。此外轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)還有密封條易磨損，缸體加工困難等問題。

針對以上傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的缺陷，本實(shí)用新型開發(fā)了一種高膨脹比高扭矩的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。改進(jìn)了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，增加了一個(gè)內(nèi)膨脹室，使轉(zhuǎn)子的受力面增加，轉(zhuǎn)子的力臂增長；同時(shí)提高了發(fā)動機(jī)的膨脹比，使燃燒充分，從而可提高低速下的扭矩輸出并提高發(fā)動機(jī)的熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高膨脹比高扭矩的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)；通過改造發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，增加一個(gè)內(nèi)膨脹室，使轉(zhuǎn)子的受力面增大，轉(zhuǎn)子的力臂增長，從而提高低速下的扭矩；同時(shí)使燃燒充分，發(fā)動機(jī)效率提高。

一種高膨脹比高扭矩轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，至少由擺線形缸體、三角轉(zhuǎn)子、內(nèi)膨脹室組成；其特征在于：內(nèi)膨脹室至少包括內(nèi)膨脹腔、滑道、密封條、滑蓋、徑向彈簧、復(fù)位彈簧及復(fù)位彈簧槽；發(fā)動機(jī)工作時(shí),依次進(jìn)行吸氣沖程及壓縮沖程，當(dāng)三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至最小工作腔處時(shí)（對應(yīng)于活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)的上止點(diǎn)），火花塞點(diǎn)火，高溫高壓燃?xì)馀蛎涀龉?，推動三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；當(dāng)做功沖程完成，排氣門打開，進(jìn)入排氣沖程，然后進(jìn)行第二次吸氣、壓縮、做功及排氣沖程，如此循環(huán)往復(fù)；在做功沖程階段,滑蓋所受的離心力克服復(fù)位彈簧產(chǎn)生的回復(fù)力及滑動時(shí)的摩擦力，使原來緊壓在內(nèi)膨脹腔上的滑蓋產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子運(yùn)動方向相反的滑動，使內(nèi)膨脹腔外露與外膨脹腔連為一體，從而擴(kuò)大燃?xì)獾呐蛎浛臻g,使燃?xì)獾娜紵浞?膨脹做功更徹底, 同時(shí)燃?xì)鈮毫χ苯幼饔糜趦?nèi)膨脹腔的側(cè)壁，增大了轉(zhuǎn)子切線方向的受力面,增長了力臂，使發(fā)動機(jī)輸出高扭矩。

所述的內(nèi)膨脹室位于在三角轉(zhuǎn)子凸面的前端。

所述的內(nèi)膨脹腔位于三角轉(zhuǎn)子凸面下面,內(nèi)膨脹腔為帶有內(nèi)弧面的凹槽。

所述的滑道有兩條,左右對稱分布于內(nèi)膨脹腔的槽口上。

所述的滑蓋在滑道外的部分為凸面弧板，凸面弧板的曲率與三角轉(zhuǎn)子凸面的曲率相同。

所述的滑蓋在滑道內(nèi)的部分裝有密封條。

進(jìn)一步地，所述的滑蓋上裝有帶柔性墊片的擋塊。

進(jìn)一步地，所述的擋塊在滑蓋滑動到內(nèi)膨脹腔的最遠(yuǎn)端時(shí)，擋塊與內(nèi)膨脹腔的內(nèi)壁接觸。

進(jìn)一步地，所述的滑蓋在發(fā)動機(jī)未啟動時(shí)，滑蓋的凸面與轉(zhuǎn)子的其余凸面吻合在一起。

進(jìn)一步地，所述的滑蓋在點(diǎn)火前,滑蓋緊壓在內(nèi)膨脹腔上且完全封閉內(nèi)膨脹腔。

本實(shí)用新型有益效果在于：1，通過在轉(zhuǎn)子上增設(shè)內(nèi)膨脹室，顯著提高膨脹比；2，燃?xì)馀蛎浉鼜氐?，燃燒更充分，大大降低油耗，減少廢氣排放，降低排氣溫度；3，增大了轉(zhuǎn)子的受力面，增長了轉(zhuǎn)子的力臂，顯著提高發(fā)動機(jī)低速下的扭矩，使汽車或其它動力機(jī)械的起步迅捷有力；4，轉(zhuǎn)子切線方向受力增加，可進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。5，有用功率顯著增加，使轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的功重比進(jìn)一步提高；大大拓展轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的應(yīng)用范圍，如汽車、無人機(jī)及輕型飛機(jī)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是高膨脹比高扭矩轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是高膨脹比高扭矩轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中A-A剖面圖。

圖4是圖3中B-B剖面圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1-4所示，一種高膨脹比高扭矩轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，至少由擺線形缸體1、三角轉(zhuǎn)子2、內(nèi)膨脹室3組成；內(nèi)膨脹室3至少包括內(nèi)膨脹腔31、滑道32、密封條33、滑蓋34、徑向彈簧35、復(fù)位彈簧36及復(fù)位彈簧槽37；內(nèi)膨脹室3處于三角轉(zhuǎn)子2的凸面的前端；膨脹腔31位于三角轉(zhuǎn)子2的凸面下面，內(nèi)膨脹腔31為帶弧面的凹槽；兩條滑道32左右對稱，分布于內(nèi)膨脹腔31的槽口上，滑道32的滑動面上裝有密封條33；滑蓋34由滑道32內(nèi)的部分及滑道32外的部分構(gòu)成，滑道32外的部分為凸面弧板，弧板的曲率與三角轉(zhuǎn)子2的凸面的曲率相同；徑向彈簧35裝在滑道32的頂面，其作用是使滑蓋34緊貼在滑動面上，密封條33保證在吸氣沖程及壓縮沖程階段，空氣不會進(jìn)入內(nèi)膨脹腔31；復(fù)位彈簧36裝在彈簧槽37內(nèi)，并與滑蓋34相連，滑蓋34上安裝帶柔性墊片的擋塊341，當(dāng)滑蓋34滑動到內(nèi)膨脹腔31的最遠(yuǎn)端時(shí)，擋塊341與內(nèi)膨脹腔31的內(nèi)壁接觸而使滑蓋34停止滑動；轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)其它部件的連接及安裝方式按照傳統(tǒng)汪克爾發(fā)動機(jī)進(jìn)行。

本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的高膨脹比高扭矩轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)與現(xiàn)有汪克爾發(fā)動機(jī)的驅(qū)動原理相同，即發(fā)動機(jī)工作時(shí),依次進(jìn)行吸氣沖程及壓縮沖程，當(dāng)三角轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)至最小工作腔處時(shí)（對應(yīng)于活塞往復(fù)發(fā)動機(jī)的上止點(diǎn)），火花塞點(diǎn)火，高溫高壓燃?xì)馀蛎涀龉?，推動三角轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動；當(dāng)做功沖程完成，排氣門打開，進(jìn)入排氣沖程，然后進(jìn)行第二次吸氣、壓縮、做功及排氣沖程，如此循環(huán)往復(fù)；本實(shí)用新型的高膨脹比高扭矩轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)在于：轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)未啟動時(shí)，滑蓋34的凸面與三角轉(zhuǎn)子2的其余凸面吻合在一起；在壓縮沖程階段，火花塞點(diǎn)火前,滑蓋34緊壓在內(nèi)膨脹腔31上且完全封閉內(nèi)膨脹腔31；在做功沖程階段,滑蓋34所受的離心力克服復(fù)位彈簧36產(chǎn)生的回復(fù)力及滑動時(shí)的摩擦力，使原來緊壓在內(nèi)膨脹腔31上的滑蓋34產(chǎn)生與三角轉(zhuǎn)子2運(yùn)動方向相反的滑動，使內(nèi)膨脹腔31外露與外膨脹腔連為一體，從而擴(kuò)大燃?xì)獾呐蛎浛臻g,使燃?xì)獾娜紵浞?膨脹做功更徹底, 同時(shí)燃?xì)鈮毫χ苯幼饔糜趦?nèi)膨脹腔31的側(cè)壁，增大了三角轉(zhuǎn)子2切線方向的受力面,增長了力臂，使發(fā)動機(jī)輸出高扭矩。

以上實(shí)施例只是優(yōu)選的實(shí)施方式之一，是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，不可理解為對本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍的限定，相反，對于本領(lǐng)域的普通科研人員而言，凡利用本實(shí)用新型進(jìn)行的任何非實(shí)質(zhì)性的改動或調(diào)整，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。