專利名稱：一種四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，尤其涉及一種周轉(zhuǎn)或兩周轉(zhuǎn)四沖程 轉(zhuǎn)子式程柴油機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)氣缸驅(qū)動(dòng)采用曲軸式，二周轉(zhuǎn)四沖程，氣缸按徑向直立 分布結(jié)構(gòu)。雖然經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)考驗(yàn)，有過(guò)多次的技術(shù)改進(jìn)，性能 日趨優(yōu)良，但仍舊存在許多不足之處。如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高，油耗 大、輸出功率不足等。如果想增加輸出功率，必須增加行程、缸徑或增加氣缸 數(shù)量等增加排量的方式來(lái)達(dá)到要求。其結(jié)果導(dǎo)致結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，制造更加困難， 對(duì)環(huán)保更加不利。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有曲軸式柴油機(jī)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種周轉(zhuǎn)或兩周轉(zhuǎn)四沖 程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，包括一個(gè)圓柱形 轉(zhuǎn)體，所述圓柱形轉(zhuǎn)體的圓柱面上設(shè)有一條兩端對(duì)接并具有一個(gè)或多個(gè)振蕩周 期的波形狀凹槽或波形狀凸邊，在所述圓柱形轉(zhuǎn)體的同心圓周上按軸向分布一 個(gè)或多個(gè)氣缸組件，與氣缸活塞連接的連桿下端部設(shè)有與圓柱形轉(zhuǎn)體上的波形 狀凹槽或波形狀凸邊相配合的凸頭或凹槽，圓柱形轉(zhuǎn)體的主軸的下端部裝有飛 輪，圓柱形轉(zhuǎn)體的主軸的上端部分別裝有與油泵連接的油泵凸輪和與氣門組件 連接的氣門凸輪。氣缸內(nèi)高溫高壓的燃?xì)馔屏νㄟ^(guò)連桿推動(dòng)圓柱形轉(zhuǎn)體做圓周 運(yùn)動(dòng)，把部分能量?jī)?chǔ)存在與圓柱體轉(zhuǎn)體同主軸的飛輪上，通過(guò)與圓柱形轉(zhuǎn)體主軸的的油泵凸輪、氣門凸輪一起運(yùn)轉(zhuǎn)，完成整個(gè)工作循環(huán)。
在同現(xiàn)有柴油機(jī)相同行程和排量不變的情況下，本轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)可做單缸 主軸周轉(zhuǎn)四沖程設(shè)計(jì)，通過(guò)改變扭矩的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出功率的增加，扭矩的大 小同圓柱形轉(zhuǎn)體的直徑有關(guān)，直徑越大則扭矩越大。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果現(xiàn)有柴油機(jī)要想在每周上有 活塞做功，必需由兩個(gè)以上氣缸相互工作才能完成，而本柴油機(jī)只需要現(xiàn)有柴 油機(jī)的一半氣缸數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)。因此大大簡(jiǎn)化柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制造簡(jiǎn)單， 降低成本，節(jié)省燃料。對(duì)于多缸柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，氣缸以軸向圓周排列，將使機(jī)器 的結(jié)構(gòu)更加緊湊、體積更小，更加節(jié)能環(huán)保。本機(jī)隨著其它零部件技術(shù)的完善， 將具有更優(yōu)越的技術(shù)以及環(huán)保性能和實(shí)用性，適用于周轉(zhuǎn)或兩周轉(zhuǎn)四沖程轉(zhuǎn)子 式程柴油機(jī)。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A-A剖面圖3是圓柱形轉(zhuǎn)體波形槽一種實(shí)施例展開(kāi)圖4是氣門凸輪剖面圖5是圖4俯視圖6是油泵凸輪剖面圖7是現(xiàn)有柴油機(jī)活塞推力示意圖8是本發(fā)明柴油機(jī)活塞推力示意圖9是工作軌跡圖。圖面說(shuō)明l.主軸，2.圓柱形轉(zhuǎn)體，2.1.波形狀凹槽，3.油泵，4.油泵凸 輪，5.氣門凸輪，6.調(diào)速器，6丄調(diào)節(jié)杠桿，6.2.手柄，7.氣門挺柱，8.搖臂， 8.1.推桿，9.噴油嘴，10.1吸氣門，10.2.排氣門，ll.活塞，12.連桿，12.1. 連桿凸頭，13導(dǎo)向槽組件，14.機(jī)殼，15.飛輪，16.氣缸體(套)，17彈簧。
具體實(shí)施例方式
如圖l、圖2、圖3所示，作為本發(fā)明一種實(shí)施例的周轉(zhuǎn)四沖程轉(zhuǎn)子式柴油 機(jī)，包括機(jī)殼14、貫穿機(jī)殼的主軸1和氣缸組件，圓柱形轉(zhuǎn)體2安裝在主軸1 上與主軸一并運(yùn)轉(zhuǎn)，主軸1的下端部裝有飛輪15，主軸1的上端部分別裝有與 油泵3連接的油泵凸輪4和與氣門組件10連接的氣門凸輪5，圓柱形轉(zhuǎn)體2、 油泵凸輪4和氣門凸輪5通過(guò)鍵按一定角度(視設(shè)計(jì)要求確定)固定在主軸1 上；氣缸組件包括氣缸體16、噴油嘴9、活塞ll、連桿12和氣門組件，氣門組 件包括吸氣門10. 1、排氣門10. 2以及兩組分別帶動(dòng)吸氣門10. 1、排氣門10. 2 動(dòng)作的氣門挺柱7和搖臂8，氣門凸輪5為平面凸輪(如圖4、圖5所示)，氣 門凸輪5與兩氣門挺柱7接觸，氣門挺柱7通過(guò)推桿8. 1與搖臂8連接，兩搖 臂8分別與吸氣門10.1和排氣門10. 2連接，吸氣門10. 1和排氣門10. 2的工 作狀態(tài)由設(shè)置在主軸1上的氣門凸輪5通過(guò)氣門挺柱7以及搖臂8控制；圓柱 形轉(zhuǎn)體2的圓柱面上設(shè)有一條兩端對(duì)接的波形狀凹槽2.1，波形狀凹槽2.1具有 兩個(gè)振蕩周期的連續(xù)波形，在所述圓柱形轉(zhuǎn)體2的同心圓周上按軸向分布一個(gè) 或多個(gè)氣缸組件16，與氣缸活塞11連接的連桿12下端部設(shè)有與圓柱形轉(zhuǎn)體2 上的波形凹槽2.1相配合的凸頭12.1。為防止連桿凸頭12.1隨圓柱形轉(zhuǎn)體2 — 起偏轉(zhuǎn)，在連桿12的兩側(cè)加裝一條導(dǎo)向槽組件13,連桿12的凸塊12.1置于導(dǎo) 向槽中，連桿12在導(dǎo)向槽組件13的導(dǎo)向槽限制下作上下直線運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例 的波形狀凹槽2.1的波形近似正弦波。本實(shí)施例在主軸1上端安裝調(diào)速器6，調(diào)速器6通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿6.1以及手柄6.2與油泵3連接，調(diào)速器最好采用飛錘式調(diào) 速器。調(diào)速器的作用是根據(jù)外界負(fù)荷變化自動(dòng)改變供油量，使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速 保持相對(duì)穩(wěn)定；根據(jù)工作要求，操作油門控制供油量，改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷 能力；能限制主軸的最高轉(zhuǎn)速和維持最低空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。
下面結(jié)合圖9，以圓柱形轉(zhuǎn)體按順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)為例，對(duì)本實(shí)施例的工作過(guò)程作 簡(jiǎn)要說(shuō)明當(dāng)起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪15運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，連桿凸頭12.1由a點(diǎn)向d點(diǎn)滑動(dòng)，吸 氣門10.1已通過(guò)氣門凸輪5到達(dá)d點(diǎn)前16°時(shí)開(kāi)始打開(kāi)，當(dāng)活塞11向下滑過(guò) 程中吸進(jìn)新鮮空氣而完成吸氣沖程；而在連桿凸頭12.1過(guò)d點(diǎn)后，主軸l再轉(zhuǎn) 過(guò)36°吸氣門10.1通過(guò)氣門凸輪5完全關(guān)閉，彈簧17復(fù)位；當(dāng)連桿凸頭12.1 由d點(diǎn)向c點(diǎn)滑動(dòng)時(shí)，活塞11在汽缸體16內(nèi)把氣體按一定壓縮比例進(jìn)行壓縮而 完成壓縮沖程；當(dāng)連桿凸頭12.1將要到c點(diǎn)前24。時(shí)，油泵通過(guò)油泵凸輪4提 前開(kāi)始工作，向汽缸體16內(nèi)噴入高壓柴油，并且迅速燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體 推動(dòng)活塞把連桿凸塊12.1由c點(diǎn)向b點(diǎn)滑動(dòng)而完成做功沖程；當(dāng)連桿凸頭12.1 將要到b點(diǎn)時(shí)，排氣門10.2通過(guò)主軸1上平面氣門凸輪5提前48°打開(kāi)排氣門 10.2排氣，由于做功產(chǎn)生動(dòng)能，起動(dòng)機(jī)早已斷開(kāi)，飛輪15由于慣性作用，繼續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)圓柱形轉(zhuǎn)體2—起運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)連桿凸塊12.1由b點(diǎn)向a點(diǎn)滑動(dòng)， 同時(shí)，活塞11也把燃?xì)鈴臍飧左w16內(nèi)排出而完成排氣沖程；排氣門10.2也在 連桿凸塊12.1通過(guò)a點(diǎn)后14°關(guān)閉。至此完成柴油機(jī)的四沖程工作循環(huán)。通過(guò) 飛輪的慣性作用，繼續(xù)下一個(gè)工作循環(huán)而往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。上述角度是相對(duì)主軸為圓 心而言。氣門凸輪和油泵凸輪按照上述運(yùn)行要求設(shè)計(jì)。本實(shí)施例適用于周轉(zhuǎn)四 沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)。當(dāng)然，通過(guò)改變轉(zhuǎn)體波形凹槽的振蕩周期數(shù)以及氣門凸輪 和油泵凸輪的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)兩周轉(zhuǎn)四沖程的柴油機(jī)。
現(xiàn)結(jié)合圖7、圖8、圖9，對(duì)本發(fā)明柴油機(jī)與現(xiàn)有曲軸式柴油機(jī)作一比較圖7為現(xiàn)有曲軸式柴油機(jī)的活塞推力分解圖，F(xiàn)"活塞推力F的分力，作用在曲 軸上，由圖7可知，三角形的斜邊大于直角邊，即F〉F〃 ，其扭拒Me二r' XF 〃 <r' XF二1/2HF(H代表活塞行程)。圖8為本發(fā)明柴油機(jī)的活塞推力分解圖， F'是活塞推力作用在圓柱形轉(zhuǎn)體上產(chǎn)生的分力，由圖8、圖9可知，F(xiàn)' =FctgA， 分力F'可隨夾角的A的大小的變化而變化，由此可知，F(xiàn)'在圖中有半個(gè)行程 期間是大于或等于F，即F'》F。在本實(shí)施例中，相對(duì)于現(xiàn)有曲軸式四沖程柴 油機(jī)而言，4H周長(zhǎng)的圓柱形轉(zhuǎn)體的半徑r二4H/2IT是構(gòu)成力臂的最小值，由此 產(chǎn)生的扭拒Me二r' XF'》FX4H/2n。而現(xiàn)有柴油機(jī)的最大扭拒Me《l/2HF， 由于FX4H/2n〉l/2HF，因此本實(shí)施例柴油機(jī)的扭拒比現(xiàn)有柴油機(jī)的扭拒大，而 且至少在13%以上。所以在相同轉(zhuǎn)速的情況下，本發(fā)明的輸出功率比現(xiàn)有柴油 機(jī)大。
權(quán)利要求
1、一種四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，其特征是包括一個(gè)圓柱形轉(zhuǎn)體(2)，所述圓柱形轉(zhuǎn)體(2)的圓柱面上設(shè)有一條兩端對(duì)接并具有一個(gè)或多個(gè)振蕩周期的波形狀凹槽(2.1)或波形狀凸邊，在所述圓柱形轉(zhuǎn)體(2)的同心圓周上按軸向分布一個(gè)或多個(gè)氣缸組件(16)，與氣缸活塞(11)連接的連桿(12)下端部設(shè)有與圓柱形轉(zhuǎn)體(2)上的波形狀凹槽(2.1)或波形狀凸邊相配合的凸頭(12.1)或凹槽，圓柱形轉(zhuǎn)體(2)的主軸(1)的下端部裝有飛輪(15)，圓柱形轉(zhuǎn)體(2)的主軸(1)的上端部分別裝有與油泵(3)連接的油泵凸輪(4)和與氣門組件連接的氣門凸輪(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，其特征是所述連桿(12) 兩側(cè)設(shè)有一條導(dǎo)向槽(13)，連桿(12)置于導(dǎo)向槽(13)中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，其特征是所述主軸(l) 上端安裝有調(diào)速器(6)，調(diào)速器(6)通過(guò)調(diào)節(jié)杠杠(6.1)以及手柄(6.2)與 油泵(3)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，其特征是所述氣門組 件包括吸氣門(10.1)、排氣門(10.2)以及兩組分別帶動(dòng)吸氣門(10.1)、排 氣門(10.2)動(dòng)作的氣門挺柱(7)和搖臂(8)，氣門凸輪(5)為平面凸輪， 氣門凸輪(5)與兩氣門挺柱(7)接觸，氣門挺柱(7)與搖臂(8)連接，兩 搖臂(8)分別與吸氣門(10.1)和排氣門(10.2)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，其特征是所述氣門組件包 括吸氣門(10.1)、排氣門(10.2)以及兩組分別帶動(dòng)吸氣門(10.1)、排氣門(10.2)動(dòng)作的氣門挺柱(7)和搖臂(8)，氣門凸輪(5)為平面凸輪，氣門 凸輪(5)與兩氣門挺柱(7)接觸，氣門挺柱(7)與搖臂(8)連接，兩搖臂 (8)分別與吸氣門(10.1)和排氣門(10.2)連接。
全文摘要
一種四沖程轉(zhuǎn)子式柴油機(jī)，包括一個(gè)圓柱形轉(zhuǎn)體，所述圓柱形轉(zhuǎn)體的圓柱面上設(shè)有一條兩端對(duì)接并具有一個(gè)或多個(gè)振蕩周期的波形狀凹槽或波形狀凸邊，在所述圓柱形轉(zhuǎn)體的同心圓周上按軸向分布一個(gè)或多個(gè)氣缸組件，與氣缸活塞連接的連桿下端部設(shè)有與圓柱形轉(zhuǎn)體上的波形狀凹槽或波形狀凸邊相配合的凸頭或凹槽，圓柱形轉(zhuǎn)體的主軸的下端部裝有飛輪，圓柱形轉(zhuǎn)體的主軸的上端部分別裝有與油泵連接的油泵凸輪和與氣門組件連接的氣門凸輪。氣缸內(nèi)高溫高壓的燃?xì)馔屏νㄟ^(guò)連桿推動(dòng)圓柱形轉(zhuǎn)體做圓周運(yùn)動(dòng)，把部分能量?jī)?chǔ)存在與圓柱體轉(zhuǎn)體同主軸的飛輪上，通過(guò)與圓柱形轉(zhuǎn)體同主軸的油泵凸輪、氣門凸輪一起運(yùn)轉(zhuǎn)，完成整個(gè)工作循環(huán)。
文檔編號(hào)F02B75/00GK101619672SQ20091010099
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者金曉武 申請(qǐng)人:金曉武