專利名稱：轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的制作方法
概述本轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子是在封閉的環(huán)形腔內(nèi)作一般的園周回轉(zhuǎn)運動，而完成吸氣、壓縮、工作及排氣四個行程。同活塞式發(fā)動機(jī)相比，結(jié)構(gòu)較簡單，并且從原理上，它可以把可燃混合氣體燃燒時所產(chǎn)生的瞬時最大壓力充分地轉(zhuǎn)化為有用功加以輸出或儲存，克服了活塞式發(fā)動機(jī)在這方面存在的主要缺陷。在結(jié)構(gòu)上，在設(shè)定的某一排量范圍內(nèi)，各轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)之間排量的變更是無級的，可根據(jù)需要任意設(shè)定，幾乎不受已有生產(chǎn)條件的制約，而且還可以制成組合式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，因而也就比較容易地設(shè)置柔性生產(chǎn)線。這種發(fā)動機(jī)，人們一直是在追求著，早在本世紀(jì)50年代就出現(xiàn)了汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，后來夭折了。但人們更從現(xiàn)代環(huán)保要求仍不斷研究這一課題，如變內(nèi)燃機(jī)為電動，解決與內(nèi)燃機(jī)隨帶燃料相適應(yīng)的隨帶式電源問題、構(gòu)思的兩角式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)(汪克爾的為三角式)等。本轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)從原理上保留了活塞式發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(四沖程或二沖程)，以內(nèi)燃方式推動轉(zhuǎn)子的相互制約的葉片(隔板)作單純的旋轉(zhuǎn)運動來做功，這種旋轉(zhuǎn)運動的觸發(fā)是可控的，以求達(dá)到混合氣體的完全燃燒，當(dāng)然，困難和風(fēng)險是存在的。
工作原理目前這種轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)定有兩對隔板(如附圖的

圖1)，1、2為一對，3、4為一對，它們把一整園分為A、B、C、D四區(qū)，B區(qū)為燃燒室，裝有兩個火花塞5及一個檢測口6；D區(qū)由隔板把排氣口7及吸氣口8隔開；A區(qū)為吸氣區(qū)和壓縮區(qū)；C區(qū)為工作區(qū)和排氣區(qū)。圖1所示為隔板的原始位置，1、2和3、4分別同時動作。1、2和3、4按圖1所示的旋轉(zhuǎn)方向，一次互換位置為半個循環(huán)，兩次互換位置為一個循環(huán)。由燃燒室內(nèi)可燃混合氣體的燃燒增大氣壓，通過控制裝置(見附圖的圖3)的協(xié)調(diào)，理想是在剛要到達(dá)瞬時最大壓力時，就迫使它們換位(這種設(shè)想的動作狀態(tài)，是否是最佳狀態(tài)，尚待實驗)。在互換位置時，隔板1把C區(qū)上一循環(huán)剩余的廢氣排出并做功，同時隔板2把A區(qū)上一循環(huán)所吸的混合氣體進(jìn)行壓縮并吸進(jìn)新的混合氣體，而到達(dá)隔板3、4所處的位置，3、4則到1、2原所處的位置，完成半個循環(huán)；當(dāng)隔板3、4與隔板1、2再次互換位置時，隔板3、4也起著隔板1、2相同的作用，完成一個循環(huán)。如此，不斷反復(fù)，而使循環(huán)連續(xù)。在互換位置不到位時，火花塞不點火。從原理上看，它在運轉(zhuǎn)過程中也有死區(qū)，死區(qū)是在各循環(huán)的后期，但死區(qū)的范圍有多大，與隔板本身慣性的關(guān)系以及應(yīng)在那點施加外力或適當(dāng)控制而又不浪費能量，能使隔板順利復(fù)原，這要通過試驗分別確定和克服。另外轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的排量越大，啟動功率也隨著增大，是采用分級漸次啟動，或是充壓(向燃燒室充入一定壓力的可燃混合氣體)啟動，或聯(lián)合啟動，這要從經(jīng)濟(jì)上和可行性上進(jìn)行處理，也是要通過試驗的。
性能和理論數(shù)據(jù)為了簡捷地論述這種轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的性能，首先，試把活塞式發(fā)動機(jī)的工作性能(動力性)與轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的工作性能在理論上加以對比，兩者性能上的差別，就比較能清楚的說明了。附圖的圖2是活塞式發(fā)動機(jī)的工作原理圖，當(dāng)曲軸的曲柄轉(zhuǎn)過上死點，如在10°--15°之間點火，則活塞頂端產(chǎn)生的推力F分解為可以向外做功的力Ft，則Ft＝FSin(15°+α)＝FSin(15°+4.24°)＝0.3295258F，或Ft＝FSin(10°+α)＝FSin(10°+2.844°)＝0.2223F由此可知活塞式發(fā)動機(jī)的熱能有效利用率只有20％多到30％多。因此，不論活塞式發(fā)動機(jī)怎樣變化，這一限制性因素是很難克服的。而轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)可燃混合氣體燃燒后產(chǎn)生的推力是直接推動隔板轉(zhuǎn)動，沒有百分?jǐn)?shù)的關(guān)系，這樣，它的工作性能(動力性)至少應(yīng)有活塞式發(fā)動機(jī)的兩倍以上。而且在點火前后，只要控制得當(dāng)，沒有死區(qū)(在隔板轉(zhuǎn)動后期有死區(qū)，這也是這種轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的致命問題之一)，這就更為有利和優(yōu)越了。加上點火時間的可調(diào)節(jié)和可自動控制，基本上不受轉(zhuǎn)速的牽制，同時吸氣時間相對增長，使可燃混合氣體有可能達(dá)到完全燃燒，最大限度地降低污染。
圖3是所設(shè)計的用于中型載重車的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)主體，輪廊尺寸約為1100×550×600下面是它有關(guān)的一些計算數(shù)據(jù)(粗略的)。
假定隔板的工作面積是100cm2隔板的平均回轉(zhuǎn)半徑是12cm壓縮終了的氣體壓力(初壓)為3kg/cm2燃燒后氣體瞬時最大壓力為10kg/cm2則瞬時最大理論靜扭矩T＝100×10×12/100＝120公斤·米如果燃燒后氣體瞬時最大壓力為12kg/cm2，則T＝100×12×12/100＝144公斤·米表7
表8
試驗結(jié)果表明，3組單樁復(fù)合地基靜載荷沉降試驗的P-S曲線均屬緩變型，在設(shè)計要求承載力值120Kpa的荷載作用下，單樁復(fù)合地基6#～8#對應(yīng)的穩(wěn)定沉降量分別為1.214mm、2.290mm、1.271mm，均滿足《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-91)中關(guān)于復(fù)合地基承載力基本值的變形要求(s/b或s/d＝0.004-0.010)，上述單樁復(fù)合地基承載力基本值均大于120Kpa，偏于安全本次靜載荷試驗單樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值取120Kpa。
采用細(xì)直徑素砼灌注樁施工法，具有如下特點1、本發(fā)明設(shè)備靈巧、占地面積小，施工方法簡單，適合于作業(yè)區(qū)狹小或地上障礙物較多的地段施工。施工中噪音低、振動小，可滿足環(huán)境要求嚴(yán)格的市區(qū)施工作業(yè)。
當(dāng)2500轉(zhuǎn)/分時，為
當(dāng)3000轉(zhuǎn)/分時，為
如果把飛輪系統(tǒng)自身消耗的能量減少到最小，由飛輪也向外輸出能量，這是很有意義的。
這樣，若使轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)在飛輪轉(zhuǎn)速達(dá)2500轉(zhuǎn)/分時，自動停車，在1000轉(zhuǎn)/分時，自動啟動，這不但能節(jié)約能源，而且這時也沒有污染。當(dāng)然，這也是要通過試驗的。
再其次，由于本轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)沒有明顯的徑向分力，振動也會減小。
結(jié)構(gòu)特征(參看附圖的圖3)本轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)是由活塞式發(fā)動機(jī)演化而來的，因此，保持有吸氣、壓縮、工作及排氣四個行程?；钊桨l(fā)動機(jī)是把往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動來做功，即活塞通過連桿把力作用在曲軸的曲柄上來做功，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)是直接由旋轉(zhuǎn)運動來做功，即把曲柄變?yōu)楦舭?或別的名稱)，把作用力始終直接垂直于隔板工作面來做功。這種做功方式的來由應(yīng)是可以立足的。關(guān)鍵是用怎樣的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)這個目的。由于取消了往復(fù)運動，只有旋轉(zhuǎn)運動，因而把活塞頂部的封閉腔變?yōu)榉忾]的環(huán)形腔(整園或不用整園；這里用的是整園)，把做功的隔板稱為輸入元件(以下稱輸入)，把曲軸的軸頸稱為輸出元件(以下稱輸出)。在輸入與輸出之間用分離而又合一的結(jié)構(gòu)(離合器)進(jìn)行匹配，并用控制裝置(單元)予以協(xié)調(diào)，即在做功和反饋時輸入與輸出是為一體，其余是分離。從現(xiàn)實和所知的機(jī)械原理看，這種結(jié)構(gòu)在原理上是可以達(dá)到上述目的的，而且也是一種通常結(jié)構(gòu)，不同組合。這就是本轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，也是專利所在(更詳細(xì)的情況，必要時，可參看制造圖紙)。由于本轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)很容易變型，因此，只要用封閉的環(huán)形腔在輸入與輸出之間有離合器匹配、控制裝置協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，不論型式怎樣，均屬這種轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的范疇。
其他1、隔板用的密封條必須是無油潤滑材料(自潤滑材料)且能進(jìn)行機(jī)械加工，耐磨損。
2、控制裝置等的可靠性和靈敏度尚需深入探討。
3、缺電氣系統(tǒng)。
4、全機(jī)有自動潤滑系統(tǒng)及轉(zhuǎn)子和定子均有冷卻液回路。
5、圖3是經(jīng)過三次修改后的第一份生產(chǎn)用圖紙，需經(jīng)試制、試驗、提高和小型化。
注1、圖1是“轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)工作原理圖”2、圖2是“活塞式發(fā)動機(jī)工作原理圖”。圖中，L為連桿，它的右端與活塞相連接、左端與曲軸相連接，r為曲軸的曲柄。
權(quán)利要求
本轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)是由活塞式發(fā)動機(jī)演化而來的，在封閉的環(huán)形腔內(nèi)由燃燒的氣體驅(qū)動隔板回轉(zhuǎn)，并有離合器匹配，控制裝置協(xié)調(diào)向外做功的原動機(jī)，是一種新型的特種內(nèi)燃機(jī)。只要是用封閉的環(huán)形腔(整園或非整園)，在輸入元件(說明書中稱為“隔板”)與輸出元件之間有離合器匹配，控制裝置協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，不論型式怎樣，均屬這種轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的范疇。
全文摘要
轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)是一種新的特種類型內(nèi)燃機(jī)。它是由活塞式發(fā)動機(jī)演化而來的,在封閉的環(huán)形腔內(nèi)由燃燒的氣體驅(qū)動隔板回轉(zhuǎn),并有離合器匹配、控制裝置協(xié)調(diào)向外做功的原動機(jī),從原理上,單從它的動力性(做功能力)來說,是活塞式發(fā)動機(jī)的兩倍以上。是一種用途廣泛的動力機(jī)械,可謂是一種“動力之星”。尚需進(jìn)一步解決的技術(shù)問題,主要有:1.克服隔板回轉(zhuǎn)后期死區(qū)的最佳結(jié)構(gòu);2.控制裝置、離合器等的可行性、靈敏度的更深入探討;3.自潤滑密封材料。
文檔編號F01C1/063GK1277312SQ9910812
公開日2000年12月20日 申請日期1999年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月12日
發(fā)明者朱鵬飛 申請人:朱鵬飛