專利名稱：雙旋轉(zhuǎn)一循環(huán)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)類的旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)。
目前常用的發(fā)動機(jī)是奧托式汽油發(fā)動機(jī)和狄塞耳式柴油發(fā)動機(jī)。這兩種發(fā)動機(jī)的共同特點(diǎn)都是利用氣體的膨脹，推動活塞在汽缸里作往復(fù)運(yùn)動。然后通過連桿、曲軸，將往復(fù)的運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鬏S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因?yàn)樵趯⑼鶑?fù)移動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，總要消耗一部分能量，所以它們的效率并不高，而且必須有曲軸，飛輪等機(jī)件，使得它們的構(gòu)造復(fù)雜，機(jī)身龐大且笨重，影響轉(zhuǎn)速，以至于在提高速度方面受到很大的限制，這是它們共有的缺點(diǎn)。那么是否有可能將往復(fù)式活塞動力機(jī)改進(jìn)一下，使氣體膨脹做功直接推動主軸旋轉(zhuǎn)呢？科學(xué)家經(jīng)過多年精心研究發(fā)明了兩種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機(jī)，一種是轉(zhuǎn)子活塞式內(nèi)燃機(jī)，另一種是雙旋轉(zhuǎn)四循環(huán)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它們雖然結(jié)構(gòu)不一樣，但基本原理都是相同的，即利用活塞在汽缸內(nèi)的轉(zhuǎn)動，來直接帶動主軸運(yùn)動。這兩種旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)目前都有致命的缺點(diǎn)難以解決，一直不能用于實(shí)際。雙旋轉(zhuǎn)四循環(huán)式發(fā)動機(jī)的致命缺點(diǎn)是主軸在壓縮氣體和膨脹運(yùn)動時(shí)，必須進(jìn)行200次/秒突快突慢的速度變化，才能完成壓縮和膨脹做功，因此主軸的轉(zhuǎn)動是不均勻的，機(jī)件在這樣突快突慢的運(yùn)轉(zhuǎn)中極易損壞，所以該發(fā)動機(jī)也就沒有實(shí)用的可能。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的致命缺點(diǎn)，在于它是一個(gè)三角轉(zhuǎn)子在一個(gè)如同橢圓形的汽缸內(nèi)上下左右偏離中心的進(jìn)行壓縮氣體和燃燒膨脹做功，由于三角轉(zhuǎn)子的運(yùn)行軌跡由橢圓形汽缸控制，三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，沿著汽缸壁摩擦運(yùn)動，三角轉(zhuǎn)子在壓縮氣體和燃燒膨脹做功的同時(shí)自身也受到一個(gè)強(qiáng)大的壓縮氣體和膨脹做功的反作用力，加上轉(zhuǎn)子與汽缸壁的快速摩擦運(yùn)動，致使三角轉(zhuǎn)子的密封片迅速燒熔、損壞造成大量的漏氣和停機(jī)，經(jīng)試制無法克服該缺點(diǎn)。因此，到目前為止旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)仍未能用于實(shí)際。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種雙旋轉(zhuǎn)一循環(huán)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)體積小、效率高、噪音低。
上述目的通過如下途徑實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型由環(huán)形做功汽缸和環(huán)形壓縮氣體汽缸組成，二者均為半圓柱空心環(huán)狀殼體，沿軸線排列連接，環(huán)形做功汽缸與環(huán)形壓縮氣體汽缸二者方向相反、繞軸線旋轉(zhuǎn)一定角度配置，環(huán)形做功汽缸和環(huán)形壓縮氣體汽缸的連接壁之間設(shè)置有排氣道，旋轉(zhuǎn)做功活塞和旋轉(zhuǎn)壓縮氣體活塞以及相連的固定盤、主軸整體設(shè)置在環(huán)形做功汽缸和環(huán)形壓縮氣體汽缸中。其中的旋轉(zhuǎn)軸上沿軸線、間隔固定設(shè)置有活塞固定盤，并沿活塞固定盤的邊緣上分別各設(shè)置有做功活塞和壓縮氣體活塞，轉(zhuǎn)動主軸時(shí)，主軸可帶動活塞固定盤上的做功活塞和壓縮氣體活塞，分別在環(huán)形做功汽缸、環(huán)形壓縮氣體汽缸中，繞軸線自由旋轉(zhuǎn)。在環(huán)形做功汽缸和環(huán)形壓縮氣體汽缸的進(jìn)排氣口處分別對應(yīng)設(shè)置有一半圓柱形的旋轉(zhuǎn)做功汽缸底和旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是與最好的同容積往復(fù)式發(fā)動機(jī)相比，所產(chǎn)生的功率要大3.6倍；耗油量卻只是它的1/3；而且體積也很小，平均每一匹馬力只重1/2公斤多一點(diǎn)，此外發(fā)動的轉(zhuǎn)速范圍亦很廣，從60轉(zhuǎn)/分到4000轉(zhuǎn)/分不等。而且震動小、噪音低。該雙旋轉(zhuǎn)一循環(huán)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)的膨脹氣體幾乎是充分用來做功的，由于進(jìn)氣槽和排氣槽的口大小與汽缸截面相等，不象一般往復(fù)活塞式那樣只有狹小的排氣閥和通道，因此吸氣排氣通暢。而且它的活塞始終是不倒轉(zhuǎn)的，排氣和膨脹氣體的運(yùn)動方向始終一致。此外，省掉閥門機(jī)構(gòu)以后，不僅摩擦減少，也省掉了沖開閥門彈簧所消耗的能量。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型環(huán)形汽缸結(jié)構(gòu)簡圖。
圖2為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)做功汽缸底和旋轉(zhuǎn)壓縮氣體氣缸底的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖3為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)活塞結(jié)構(gòu)簡圖。
圖4、圖5、圖6、圖7為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)一周時(shí)各汽缸工作原理圖。
圖中1.環(huán)形做功汽缸2.環(huán)形壓縮氣體汽缸3.做功活塞4.壓縮氣體活塞5.旋轉(zhuǎn)做功汽缸底6.旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底7.排氣道8.活塞固定盤
圖1所述的環(huán)形汽缸結(jié)構(gòu)，由環(huán)形做功汽缸1和環(huán)形壓縮氣體汽缸2兩部組成。環(huán)形壓縮氣體汽缸2外形為一半圓柱空心環(huán)狀殼體，具體形狀見
圖1。環(huán)形做功汽缸1的形狀與環(huán)形壓縮氣體汽缸2完全相同，環(huán)形壓縮氣體汽缸2與環(huán)形做功汽缸1沿軸線排列連接，環(huán)形壓縮氣體汽缸2與環(huán)形做功汽缸1二者方向相反各自繞軸線旋軸90度左右設(shè)置。環(huán)形壓縮氣體汽缸2與環(huán)形做功汽缸1的連接壁上有相通的排氣道7。
圖3中在旋轉(zhuǎn)軸上沿軸線間隔固定設(shè)置有活塞固定盤、沿活塞固定盤8的盤邊緣、分別設(shè)置有壓縮氣體活塞4和做功活塞3，做功活塞3和壓縮氣體活塞4為矩形塊狀，并與主軸平行，當(dāng)旋轉(zhuǎn)做功活塞3和壓縮氣體活塞4及相連的固定盤8、主軸整體設(shè)置在環(huán)形做功汽缸1、環(huán)形壓縮氣體汽缸2中時(shí)，轉(zhuǎn)動主軸、主軸可帶動活塞固定盤8上的做功活塞3和壓縮氣體活塞4在環(huán)形做功汽缸1、環(huán)形壓縮氣體汽缸2中繞軸線自由旋轉(zhuǎn)。
圖2所述的旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5和旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6，其形狀為半圓柱形，半圓柱形的外圓柱面為汽缸底，旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5、旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6與環(huán)形做功汽缸1和環(huán)形壓縮氣體汽缸2的配置關(guān)系沿軸向看如圖4。
圖4中當(dāng)壓縮氣體活塞4按箭頭方向在環(huán)形壓縮氣體汽缸2中旋轉(zhuǎn)時(shí)，開始壓縮氣體旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6正好密封住環(huán)形壓縮氣體汽缸2的排氣底口的位置，環(huán)形壓縮氣體汽缸2內(nèi)的空氣受到壓縮，并通過排氣道進(jìn)入環(huán)形做功汽缸1中，此時(shí)旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5已密封住環(huán)形做功汽缸1的底口，做功汽缸1內(nèi)貯有壓縮空氣、當(dāng)油料噴入后、點(diǎn)火、燃燒膨脹推動做功活塞3在環(huán)形做功汽缸1中旋轉(zhuǎn)至做功活塞3旋轉(zhuǎn)出環(huán)形做功汽缸1做功完畢。一個(gè)做功行程完畢。
圖4、圖5、圖6、圖7是汽缸的截面圖，打斜線的表示壓縮氣體活塞4和環(huán)形壓縮氣體汽缸2及環(huán)形壓縮氣體汽缸底6。黑色的表示做功活塞3和旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5及環(huán)形做功汽缸1。其中做功活塞3，壓縮氣體活塞4，旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6、旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5在工作時(shí)都與主軸按比例速度同時(shí)旋轉(zhuǎn)。參看圖4旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6與主軸按比例速度運(yùn)行在處于密封壓縮氣體汽缸2底口位置，壓縮氣體活塞4與主軸按比例速度壓縮氣體。做功活塞3運(yùn)行在壓縮氣體汽缸2的背后，所以用虛線表示做功活塞3，做功活塞3和旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5都與主軸按比例速度在運(yùn)行。圖5做功活塞3已進(jìn)入環(huán)形做功汽缸1，旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5已密封環(huán)形做功汽缸1的底口，使做功活塞3與旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5之間形成一個(gè)高度密封的燃燒膨脹室，壓縮氣體活塞4已完成壓縮氣體，它的壓縮比可以達(dá)到20∶1，被壓縮的氣體溫度可達(dá)到300—700℃。被壓縮的氣體通過旋轉(zhuǎn)做功汽缸底5與旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6相交部分、中心處各自有相對的排氣槽與環(huán)形壓縮氣體汽缸2和環(huán)形做功汽缸1的連接壁上的排氣道7相吻合，形成排氣通道，使高壓氣體急速噴入環(huán)形做功汽缸1的燃燒膨脹室后，噴油、點(diǎn)火、燃燒膨脹。圖6做功活塞3被燃燒膨脹的氣體高速推動做功，旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6已與主軸按比例速度旋轉(zhuǎn)打開環(huán)形壓縮氣體汽缸2底口，這時(shí)新鮮的氣體充滿環(huán)形壓縮氣體汽缸2以利于再次壓縮氣體。圖7做功活塞3做功完畢，已運(yùn)行在環(huán)形壓縮氣體汽缸2的背后，活塞4準(zhǔn)備進(jìn)入環(huán)形壓縮氣體汽缸2，旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底6與主軸按比例速度旋轉(zhuǎn)，即將密封環(huán)形壓縮氣體汽缸2底口再次壓縮氣體。由于該機(jī)是采用四缸一循環(huán)，二缸一組的形式，一組是在燃燒膨脹做功，同時(shí)帶動另一組壓縮氣體，兩組的燃燒膨脹相互帶動對方壓縮氣體。
權(quán)利要求1.一種雙旋轉(zhuǎn)一循環(huán)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)，其特征在于由環(huán)形做功汽缸(1)和環(huán)形壓縮氣體汽缸(2)組成，二者均為半圓柱空心環(huán)狀殼體，沿軸線排列連接，環(huán)形做功汽缸(1)與環(huán)形壓縮氣體汽缸(2)方向相反繞軸線旋轉(zhuǎn)一定角度配置，環(huán)形做功汽缸(1)與環(huán)形壓縮氣體汽缸(2)之間設(shè)置有排氣道(7)，做功活塞(3)、壓縮氣體活塞(4)、活塞固定盤(8)及相連的主軸整體設(shè)置在環(huán)形做功汽缸(1)和環(huán)形壓縮氣體汽缸(2)中，其中的旋轉(zhuǎn)軸上間隔固定設(shè)置有活塞固定盤(8)，并沿活塞固定盤(8)的邊緣上分別設(shè)置有做功活塞(3)、壓縮氣體活塞(4)，在環(huán)形做功汽缸(1)、環(huán)形壓縮氣體汽缸(2)的進(jìn)排氣口處分別對應(yīng)設(shè)置有一半圓柱形的旋轉(zhuǎn)做功汽缸底(5)和旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底(6)。
專利摘要一種雙旋轉(zhuǎn)一循環(huán)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)，由雙環(huán)形汽缸為半圓柱空心環(huán)狀殼體，沿軸線排列連接，兩個(gè)環(huán)形汽缸之間設(shè)置有排氣道，旋轉(zhuǎn)活塞整體設(shè)置在環(huán)形汽缸中，其中的旋轉(zhuǎn)軸上間隔固定設(shè)置有活塞固定盤，并沿活塞固定盤的邊緣上分別各設(shè)置有活塞，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸可帶動活塞固定盤上的活塞，在環(huán)形汽缸中沿軸線自由旋轉(zhuǎn)，在環(huán)形汽缸的進(jìn)排氣口處分別對應(yīng)設(shè)置有一半圓柱形的旋轉(zhuǎn)做功汽缸底和旋轉(zhuǎn)壓縮氣體汽缸底。
文檔編號F02B53/00GK2353899SQ98244278
公開日1999年12月15日 申請日期1998年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月25日
發(fā)明者周金社 申請人:周金社