專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種帶有中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)工作發(fā)動(dòng)機(jī)。
當(dāng)前具有中心軸的發(fā)動(dòng)機(jī)莫過于50年代由西德奧迪公司的汪克爾博士發(fā)明的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。它的工作是通過三角形圓角轉(zhuǎn)子在橢圓形缸中繞中心軸作不同心轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)了活塞連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)向具有中心軸發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)變，大大減少了機(jī)械功率損耗。但由于轉(zhuǎn)子的不同心轉(zhuǎn)動(dòng)，密封條件差，以及力矩小等原因，使得轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)沒能取代活塞連桿發(fā)動(dòng)機(jī)，而得到廣泛應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有中心軸，中心體固定在中心軸上(或兩者為一體)并在正圓缸中與缸體做同心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。是具有燃燒功能的混合氣體的壓縮系統(tǒng)與燃燒系統(tǒng)相分離的發(fā)動(dòng)機(jī)。而且是把氣體的膨脹作功直接變?yōu)闄C(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)做功的發(fā)動(dòng)機(jī)。解決了現(xiàn)有帶中心軸和環(huán)形缸的發(fā)動(dòng)機(jī)密封不好，力矩小，和壓縮比低的問題。注意上述的缸體可以由幾個(gè)部件組成。
實(shí)現(xiàn)上述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法總體上說可以由下述結(jié)構(gòu)完成缸體固定，閥門系統(tǒng)設(shè)在缸體上，中心體為轉(zhuǎn)動(dòng)體。
也可以采用如下結(jié)構(gòu)中心體與中心軸固定，閥門系統(tǒng)設(shè)在中心體上，缸體為轉(zhuǎn)動(dòng)體。
這兩種結(jié)構(gòu)是用一種原理工作的，是相同組件的不同組合形式，都是由中心軸，中心體，中心體擋塊，正圓形缸內(nèi)徑的缸體，缸體擋塊，進(jìn)氣用的閥門系統(tǒng)，火花塞構(gòu)成，廢氣也都是由缸體上的缺口排出，缸體擋塊的升降也可采用相同原理和結(jié)構(gòu)，閥門系統(tǒng)可采用相同結(jié)構(gòu)和工作原理。
其具體工作原理是(1)通過化油器和壓縮系統(tǒng)形成的高壓混合氣體經(jīng)過管道進(jìn)入閥門系統(tǒng)。完成了壓縮過程。
(2)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體由外力或氣體膨脹力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，中心體擋塊到達(dá)缸體擋塊，這時(shí)缸體擋塊抬起，當(dāng)中心體擋塊經(jīng)過后，缸體擋塊落下，這時(shí)閥門開啟，混合氣體進(jìn)入燃燒室后，閥門關(guān)閉。完成了進(jìn)氣過程。
(3)當(dāng)燃燒室充滿了高壓混合可燃?xì)怏w時(shí)，閥門關(guān)閉，火花塞放電引起混合氣體的燃燒，膨脹氣體作用在中心體擋塊和缸體擋塊上，使它們相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)中心體連同中心軸與缸體，使它們作同心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就完成了作功過程。
(4)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，廢氣從缸體上的缺口排出。這樣就完成了排氣過程。
(5)轉(zhuǎn)動(dòng)體由慣性或其它外力的驅(qū)動(dòng)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，中心體擋塊經(jīng)過缸體擋塊，然后缸體擋塊落下，形成密閉燃燒室，這時(shí)閥門開啟放入高壓氣體，閥門關(guān)閉，火花塞放電，這樣就完成了一個(gè)工作循環(huán)。
注意氣體的壓縮即(1)過程，與氣體的燃燒作功同步進(jìn)行。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)能夠有效地解決密封問題。采用轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的作功過程。從而有效地減小了機(jī)械功率損耗和氣體作功損耗。
(2)由于氣體壓縮系統(tǒng)與燃燒系統(tǒng)分離，使壓縮受溫度的影響減到最小，有效地采用大壓縮比，改善壓縮系統(tǒng)的密封。也能采用隔熱或絕熱燃燒室，而且使缸體的其它部分(除燃燒室以外部分)只保持結(jié)構(gòu)所要求的溫度，不必考慮氣體的受熱而導(dǎo)至早燃燒，暴燃等問題，有效地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。
(3)通過調(diào)節(jié)氣體壓縮系統(tǒng)輸出的混合氣體的壓力，能有效地實(shí)現(xiàn)無極變速，(4)由于混合氣體壓縮系統(tǒng)能有效的貯存高壓混合氣體，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到高啟功力矩和短啟動(dòng)時(shí)間。
(5)由于轉(zhuǎn)動(dòng)體是同心轉(zhuǎn)動(dòng)，采用正圓形缸，并且和每次作功過程很靠近，與氣體的壓縮系統(tǒng)同時(shí)工作，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，減輕慣性飛輪的重量和具有很好的單缸穩(wěn)定性。
(6)從結(jié)構(gòu)來看1)可以同軸串聯(lián)由一個(gè)或多個(gè)壓縮系統(tǒng)供氣的多個(gè)缸。體積小效果好，結(jié)構(gòu)合理，2)對(duì)于大形此類發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以在同一中心體上設(shè)置多個(gè)中心體擋塊而缸體擋塊只需一個(gè)或者設(shè)置多個(gè)缸體擋塊，而中心體擋塊只需一個(gè)。甚至在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置多個(gè)缸體擋塊和多個(gè)中心體擋塊，使正圓周運(yùn)動(dòng)被分割成多組近似的直線運(yùn)動(dòng)。3)在缸體內(nèi)徑不變的情況下，設(shè)計(jì)缸截面的高度有很大的選擇范圍，加之配合寬度的合理選擇，可以產(chǎn)生高轉(zhuǎn)速，大力矩，高效節(jié)能等不同性能指標(biāo)的發(fā)動(dòng)機(jī)。


圖1為缸體固定中心體1與中心軸為一體，作同心轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2為A向視圖。
圖3為密封片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為閥體與閥門活塞組合件示意圖。
圖5為圖1的右視圖圖6為B向視圖圖7為C向視圖圖8為中心體與中心軸為一體固定，缸體轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)主視圖圖9為圖8的俯視圖。
以下結(jié)合附圖具體說明在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，中心體［2］轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，中心體擋塊［3］頂起并經(jīng)過缸體擋塊［5］后，缸體擋塊［5］在彈簧［4］的作用下落下，形成一個(gè)密閉的燃燒室，這時(shí)凸輪［16］在中心軸的帶動(dòng)下使搖桿［11］擺動(dòng)，推動(dòng)閥體［9］開氣門，由壓縮系統(tǒng)提供的高壓混合可燃?xì)怏w經(jīng)過推閥門系統(tǒng)入口［7］和閥門進(jìn)入燃燒室，然后凸輪［16］轉(zhuǎn)過搖桿［11］、搖桿［11］在彈簧［12］的作用下脫離與閥門系統(tǒng)的接觸，這時(shí)閥門［9］在彈簧［8］的彈力和高壓氣體的壓力共同作用下和上，然后，火花塞［6］放電，引起混合氣體的燃燒，膨脹氣體推動(dòng)中心擋塊［3］與中心體［2］一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)中心體擋塊［3］轉(zhuǎn)到缸體缺口［5］時(shí)，缸內(nèi)廢氣放出，中心體［2］在慣性驅(qū)動(dòng)下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，抬起缸體擋塊［5］，當(dāng)缸體擋塊［5］落下后，又形成了一個(gè)密閉燃燒室，這樣就完成了一個(gè)工作循環(huán)。
圖2表明缸體的部分結(jié)構(gòu)圖3示出密封片［13］波浪形彈簧片［14］的配合結(jié)構(gòu)圖，密封片上開有兩個(gè)以上銷孔，比銷的直徑略大，這樣，密封片即可有一定的活動(dòng)余量又不至于飛脫，更好的密封。
圖4，是閥體［9］和閥門活塞［10］的結(jié)合結(jié)構(gòu)圖。下面參照?qǐng)D1的閥門系統(tǒng)部分講述閥門工作原理閥門系統(tǒng)的特點(diǎn)是SⅢ＞SⅠ＞SⅡSⅠ為閥門活塞［10］端面Ⅰ的圓面積SⅡ閥體［9］端面Ⅱ的圓面積SⅢ為閥體［9］端面Ⅲ的圓面積由以上特點(diǎn)可決定以下性質(zhì)(1)當(dāng)閥體［9］關(guān)閉時(shí)有PS1＋F8＞PSⅡ。P為本系統(tǒng)內(nèi)壓力，F(xiàn)8力彈簧［8］P的預(yù)緊力。以上公式表明，閥門關(guān)閉后不會(huì)受缸內(nèi)壓力的影響而開啟。
(2)當(dāng)閥體［9］在搖桿的作用下開啟時(shí)，有PSⅢ＞PSⅠ以上公式表明氣體壓力協(xié)助閥體［9］開啟。
(3)當(dāng)搖桿［11］與閥門系統(tǒng)脫離接觸時(shí)，燃燒室內(nèi)壓力已經(jīng)接近閥門系統(tǒng)內(nèi)壓力P有PSⅠ＋F′8推動(dòng)閥體［9］關(guān)閉，其中F′8為壓縮彈簧［8］的彈力。表明閥體［9］的關(guān)閉不僅是由彈簧［8］彈力推動(dòng)，而且有氣體的壓力推動(dòng)。
圖5，所示結(jié)構(gòu)，中心軸［2］兩端都可作為力動(dòng)輸出端，其上兩個(gè)凸輪［16］同時(shí)推動(dòng)搖桿［11］擺動(dòng)。
圖6示出缸體擋塊［5］與彈簧［4］的配合結(jié)構(gòu)并示出既當(dāng)擋塊［5］的支承軸，又是銷軸和緊固螺栓的銷軸［17］。
圖7是搖桿［11］及其彈簧［12］的結(jié)構(gòu)圖，圖8和圖9為中心體(與中心軸為一體)［20］固定，缸體［21］為轉(zhuǎn)動(dòng)體的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖，其中閥門系統(tǒng)［24］的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理與圖1所示的相同。
由于缸體［21］轉(zhuǎn)動(dòng)，所以才把閥門系統(tǒng)［24］和搖桿［19］置于中心體［20］內(nèi)，搖桿［19］由缸體上固定的凸塊［22］推動(dòng)，由于凸塊［22］與搖桿［19］的接觸面與運(yùn)動(dòng)方向成一定角度，當(dāng)凸塊在環(huán)形槽［23］中轉(zhuǎn)過搖桿［19］時(shí)，使其擺動(dòng)并推動(dòng)閥門開啟。這時(shí)高壓混合氣體通過開在中心軸［20］上的管道入口［25］和閥口進(jìn)入燃燒室。
其工作原理(1)當(dāng)缸體［21］轉(zhuǎn)動(dòng)。其上的缸體擋塊［26］到達(dá)中心體檔塊［18］被中心體擋塊［18］抬起，然后在彈簧的作用下落下，這時(shí)缸內(nèi)就形成了一個(gè)密閉的燃燒室，這時(shí)缸體上的凸塊［22］隨著缸體的轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)搖桿［19］，推開閥門高壓混合氣體進(jìn)入燃燒室，然后凸塊［22］脫離搖桿［19］，閥門關(guān)閉，搖桿［19］被閥門彈回原位。這樣就完成了進(jìn)氣過程。
(2)燃燒室充滿了高壓氣體，閥門關(guān)閉，這時(shí)火花塞［27］放電，引起氣體燃燒，膨脹氣體推動(dòng)缸體擋塊［26］帶動(dòng)缸體［21］繞中心軸［20］作正圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣完成了發(fā)動(dòng)機(jī)的作動(dòng)過程。
(3)當(dāng)缸體［21］上的缺口轉(zhuǎn)過中心體擋塊［18］時(shí)，廢氣從缺口排出。完成了排氣過程。
(4)缸體［21］繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，缸體擋塊［26］被中心體擋塊［18］抬起后放下，形成密閉燃燒室，這樣就完成了一個(gè)工作循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括中心軸，其上固定有中心體，中心軸與中心體可以是一體[2，20]，中心體[2，20]上固定有中心體擋塊[3，18]，缸體[1，21](可以由幾個(gè)組件構(gòu)成)缸體擋塊[5，26]，缸體擋塊[5，26]開啟與閉合控制系統(tǒng)，向燃燒室排氣用的閥門系統(tǒng)[24]，火花塞[6，27]，密封裝置這些組件，其特征在于燃燒的膨脹氣體在正圓形缸內(nèi)推動(dòng)中心體擋塊[3，18]和缸體擋塊[5，26]帶動(dòng)中心體[2，20]和中心軸[2，20](兩者可為一體)與缸體[1，21]作同心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣體的膨脹做功直接變?yōu)闄C(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)做功。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于缸體擋塊［5，26］缸體［1，21］為鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于缸體擋塊［5，26］在中心體擋塊［3，18］通過時(shí)，被中心體擋塊［3，18］抬起，當(dāng)中心體擋塊［3，18］通過后，在彈簧［4］作用下落下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于其閥門系統(tǒng)［24］中，閥體［9］的Ⅲ端的面積SⅢ＞閥門活塞［10］Ⅰ端面積SⅠ＞閥體的Ⅱ端面的面積SⅡ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于可以采用以下兩種結(jié)構(gòu)形式來實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1中的特征要求，即(1)采用缸體［1］固定，中心體［2］轉(zhuǎn)動(dòng)，閥門系統(tǒng)設(shè)置在中缸體上。(2)采用中心體［20］固定，缸體［21］轉(zhuǎn)動(dòng)，閥門系統(tǒng)［24］設(shè)置在中心體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于密封裝置是由密封片［13］上有至少兩個(gè)比銷子稍大的銷孔，與銷配合，并且密封片［13］被位于其下的波浪形彈簧片［14］頂起。
專利摘要本實(shí)用新型屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。是一種具有中心軸、中心體固定在中心軸上(兩者可以為一體[2])，并在正圓缸中與缸體[1]做同心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。是具有燃燒功能的混合氣體的壓縮系統(tǒng)與燃燒系統(tǒng)相分離的發(fā)動(dòng)機(jī)。而且是把氣體的膨脹作功直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)做功的發(fā)動(dòng)機(jī)。解決了現(xiàn)有帶中心軸和環(huán)形缸的發(fā)動(dòng)機(jī)密封差，力矩小，和壓縮比低的問題。
文檔編號(hào)F02B53/00GK2076607SQ9022244
公開日1991年5月8日 申請(qǐng)日期1990年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月26日
發(fā)明者譚波 申請(qǐng)人:譚波