四转子冷热双室转子发动机

摘要

本发明公开一种四转子冷热双室转子发动机，发动机由压缩缸和做功缸两部分组成。发动机的进气、压缩冲程在压缩缸完成，被压缩的空气通过高压气输送管19和高压气储气罐20，送入做功缸，在做功缸里完成做功、排气冲程。做功缸由做功缸端盖12，做功缸缸体13，做功缸中间端盖14，以及缸体中的转子1，转子2组成。压缩缸由压缩缸端盖17，压缩缸缸体16，齿轮箱15，以及缸体中的转子3，转子4组成。4个转子安装在轴5，轴6上。同一根轴上的两个转子旋转角交错180度。每根轴都安装有同步齿轮7，控制着轴5和轴6上的转子反向同步旋转。

说明书

技术领域

本发明涉及一种由四个转子组成的四转子冷热双室转子发动机。

背景技术

目前现有技术中，汽车所采用的往复活塞式发动机，由于活塞往复运动， 损失了大量惯性动能。活塞往复运动还会使机件疲劳损伤和损坏变形。由于活 塞往复运动，这种发动机转速也不高。现有的转子发动机也有缺点，压缩比不 高，气密性也不好。例如中国发明专利为00136274.7公开的一种双旋转活塞反 转式发动机，其中图2所描述的发动机俯视整体结构，空气经过过滤器26过滤 进入气体混合管23，从机油管25和燃料管24进来的雾化物也进入混合管23与 空气混合，然后被吸入混合气压缩机22进行压缩，压缩到需要的压力后，经输 送管34进入混合气压力罐。从图2和图3中看出所述压缩机22为叶轮式压缩 机，因为叶轮式压缩机所能达到的压缩比不高，不能到达发动机充分燃烧所需 压缩比，所以发动机不仅耗能大，而且排放也不达标。还有图3所描述的发动 机机械结构俯视剖面图，圆形活塞1和圆形活塞2均为分体结构，两只圆形活 塞分体之间是隔片5和隔片12，隔片形状与圆形活塞主视剖面相同。其所述隔 片为钢片和石棉纸用CH-液态密封胶粘和在一起，由于胶在发动机的高温下会 易老化，失去胶合剂稳定性，粘性丧失。石棉纸也易磨损老化，没有耐用性。 所以隔片在长期使用中会失去密封作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩比高，气密性好，结构合理，重量轻，马力大， 高效节能，无振动，制造成本低廉的四转子冷热双室转子发动机。解决背景技 术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：本转子发动机分为压缩缸和做功缸两部分。每个缸里 各有两个转子，四个转子共同使用两根轴，每根轴上都有一个同步齿轮，保持 两根轴及其上面的转子反向同步旋转。每根轴上的两个转子互成180度角交错 安装。发动机高速旋转时，两个转子旋转所形成的力正好大小相等，方向相反， 可以互相抵消。每个转子都有支撑弹簧，使每个转子靠近端盖的端面都与其所 在缸体的端盖紧密接触，使它们之间保持良好的气密性。每个转子的另一个端 面都有活塞环嵌入槽，并安装有活塞环，从而保证转子的另一个端面也有良好 的气密性。每个转子都有弹性补偿减振体，用于同一个缸体里的两个转子之间 的减振，以及对两个转子之间的间隙进行补偿，使之紧密接触，没有间隙，两 个转子之间也有良好的的气密性。本转子发动机没有传统往复发动机的气门阀 和弹簧，气阀是由旋转的转子的凹槽和端盖上的通气孔组成的。为了使每个转 子都能在轴上轴向移动，使转子与端盖之间间隙适中，发动机的两根轴都采用 贯通键的轴。本发动机的进气、压缩冲程由压缩缸完成，压缩好的空气经高压气 储气罐和高压气输送管送入做功缸，做功、排气冲程则由做功缸完成。

由于该发动机采用了两个转子的压缩缸，所以压缩比高。由于采用了支撑弹 簧、活塞环和弹性补偿减振体，所以气密性好。由于每根轴上的两个转子互成 180度交错安装，两个转子的力可以互相抵消，所以无振动。由于采用了力学对 称设计，所以结构合理。由于发动机的进气、压缩、做功、排气四个冲程全部 由转子旋转完成，没有往复运动，所以重量轻，马力大高效节能。由于零件都 是圆形和平面，容易加工，所以成本低廉。

附图说明

图1是转子发动机的前视图。

图2是转子发动机的俯视图。

图3是转子发动机的剖面图。

图4是转子发动机的四个转子安装角度图。

图5是转子发动机压缩缸结构图。

图6是转子发动机做功缸结构图。

图7是转子发动机做功缸端盖图。

图8是转子发动机压缩缸端盖图。

图9是转子发动机转子有活塞环一端结构图。

图10是转子发动机转子平面一端结构图。

图11是转子发动机气阀原理演示图。

图12是转子发动机有贯通键的轴的结构图。

图13是转子发动机的做功原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1所描述的是转子发动机的前视图。空气过滤器21是转子发动机的进气机 构，高压气储气罐20，为发动机储存高压空气，减少发动机进气时气压的波动 幅度，高压气输送管19为发动机输送高压空气，火花塞18为发动机点火，轴5 和轴6是发动机的动力输出轴，排气管22是发动机的排气通道。

图2所描述的是转子发动机的俯视图。图中描述包括轴5，轴6，做功缸端盖 12，做功缸缸体13，做功缸中间端盖14，齿轮箱15，压缩缸缸体16，压缩缸 端盖17，火花塞18，高压气输送管19，高压气储气罐20，压缩缸进气口23。

图3所描述的是转子发动机的剖面图。发动机由压缩缸和做功缸两部分组成。 发动机的进气、压缩冲程在压缩缸完成，被压缩的空气通过高压气输送管19和 高压气储气罐20，送入做功缸，在做功缸里完成做功、排气冲程。做功缸由做 功缸端盖12，做功缸缸体13，做功缸中间端盖14，以及缸体中的转子1，转子 2组成。压缩缸由压缩缸端盖17，压缩缸缸体16，齿轮箱15，以及缸体中的转 子3，转子4组成。4个转子安装在轴5，轴6上。每根轴都安装有同步齿轮7， 控制着轴5和轴6上的转子反向同步旋转。每个转子都由支撑弹簧8提供弹性 支撑，使每个转子靠近端盖的一端都能与端盖紧密接触，使之达到良好的气密 性。轴5和轴6安装轴承10后再安装在做功缸端盖12和压缩缸端盖17上。每 个转子都有弹性补偿减振体9，可以使同一缸体内的两个转子运转时减少振动， 运转平稳，而且可以补偿两个转子之间的缝隙，使之达到良好的气密性。每个 转子都有冷却润滑机油通道11，它是发动机散热和润滑机油循环流动的通道。

图4所描述的是转子发动机的四个转子安装角度。同一根轴上的两个转子旋 转角交错180度。这样发动机高速运转时同一根轴上的两个转子所产生的力大 小相等，反向相反，可以互相抵消，使发动机在运转时平稳无振动。

图5所描述的是转子发动机压缩缸结构。空气经过空气过滤器21以后，进入 压缩缸进气口23，转子3逆时针旋转，转子4顺时针旋转，对进入压缩缸缸体 16的空气进行压缩，同时压缩缸进气口23也在进气，进气和压缩冲程同步进行。 紧固螺栓孔26是发动机组装时的螺栓孔。定位销孔27是安装时零件之间定位 用的。冷却水道30是发动机冷却水的运行通道。

图6所描述的是转子发动机做功缸结构。压缩完成的高压空气进入转子1和 转子2与做功缸缸体13组成的腔室中，同时喷入燃料，由火花塞18点火燃烧， 在高压燃气的推动下，转子1逆时针旋转，转子2顺时针旋转做功输出动力， 并由两根轴把动能传递给压缩缸的转子3和转子4，为压缩冲程提供动能，两个 转子旋转到做功缸缸体13的下部时，做功废气由排气管22排出。

图7所描述的是转子发动机做功缸端盖。做功缸端盖12上有冷却水进水口 25，紧固螺栓孔26，定位销孔27，轴承10，火花塞18安装在与做功缸缸体气 室中间相对应的位置，做功缸端12的高压气进气口24，与转子2的端面和凹槽 31相配合，组成做功缸气阀结构。高压气进气口24外部与高压气输送管19相 连。

图8所描述的是转子发动机压缩缸端盖。压缩缸端盖17上面有轴承10，紧 固螺栓孔26，定位销孔27，冷却水出水口29，压缩缸端盖17的压缩气输出孔 28，与转子3的端面和凹槽32相配合，组成压缩缸气阀结构。压缩气输出孔28 外部与高压气输送管19相连。

图9所描述的是转子发动机转子有活塞环一端结构。每个转子在一个端面上 都有活塞环嵌入槽34，并安装有与转子边缘曲线吻合的活塞环35。转子1和转 子2的活塞环35安装在靠近做功缸中间端盖14的一面上。转子3和转子4活 塞环35安装在靠近齿轮箱16的一面上。使转子有活塞环35的一面有良好的气 密性。

图10所描述的是转子发动机转子平面一端结构。每个转子没有活塞环35的 另一端为平面，由支撑弹簧8提供弹性支撑，这个端面就可以和摩擦面充分接 触。使之达到良好的气密性。转子这一端面的凹槽都有倒角33，为的是作为气 阀时可以增加空气流量。

图11所描述的是转子发动机气阀原理演示。做功缸和压缩缸的的气阀打开、 截止原理相同。图中演示的是做功缸气阀原理。A转子1逆时针旋转，转子2顺 时针旋转，这时做功缸端盖12上的高压气进气口24被转子2的轮缘挡住，气 阀处于截止状态。B两个转子继续旋转，转子2的凹槽31开始与高压气进气口 24重合，进气渐渐开始。C两个转子继续旋转，高压气进气口24与转子2的凹 槽31完全重合，气阀完全打开，高压空气大量高速喷入做功缸。D两个转子继 续旋转，转子2的轮缘重新将高压气进气口挡住，气阀又处于截止状态，进气 结束。

图12所描述的是转子发动机有贯通键的轴的结构。每根轴上都有贯通键槽 37和贯通键36。这种结构可以使转子在轴上可以轴向滑动，使转子的两个端面 都与摩擦面保持适当间隙。因为轴为圆形，容易加工，不使用加工复杂的花键 轴也能达到使用要求。

图13所描述的是转子发动机的做功原理。A为做功缸完成做功、排气冲程。 B为压缩缸完成进气、压缩冲程。

(1)A、做功缸转子1逆时针，转子2顺时针由同步齿轮7控制着反向同步旋 转，叶片和凹槽交叉转过两个转子的接触面。

(1)B、压缩缸转子3逆时针，转子4顺时针也由同步齿轮7控制着反向 同步旋转，正在对腔体内的空气进行压缩，同时压缩缸进气口23也在吸入空气， 进气、压缩冲程同时进行。

(2)A、做功缸的两个转子的叶片与做功缸缸体13接触，形成一个密闭空 腔，转子2的凹槽31渐渐与高压气进气口24重合，高压气储气罐20的高压空 气通过高压气输送管19送达高压气进气口24处，高压空气开始进入做功缸， 燃料也同时喷入做功缸。

(2)B、压缩缸的两个转子继续旋转，继续进行空气的进气、压缩。

(3)A、做功缸的转子2的凹槽31与高压气进气口24的重合度不断加大， 高压空气大量高速喷入做功缸。

(3)B、压缩缸的两个转子继续旋转，继续进行空气的进气、压缩。

(4)A、做功缸的转子2的凹槽31转过高压气进气口24，高压气进气口24 被转子2的轮缘挡住，气阀截止，密闭空腔重新形成，火花塞18点火，可燃 气体剧烈燃烧，推动转子1和转子2反向同步旋转做功。

(4)B、压缩缸的两个转子继续旋转，转子3的凹槽32开始与高压气输出 孔28重合，并将高压空气压入高压气输送管19中，然后输送到高压气储气罐 20中，为做功缸提供高压空气。

(5)A、做功缸的两个转子旋转做功到做功缸缸体13的下部，并通过轴5， 轴6输出动力，和为压缩缸的两个转子提供压缩冲程所需的动能。完成做功冲 程。

(5)B、压缩缸的开始下一个进气、压缩冲程的循环。

(6)A、做功缸的转子1的叶片旋转过排气管22，发动机的废气被排出， 完成了排气冲程。

(6)B、压缩缸的两个转子继续完成进气、压缩冲程。