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一种旋缸发动机
2015/5/26 9:43:35     中国发明网
“一种旋缸发动机”是一种圆环缸筒旋转式内燃发动机;是一种适用多种油、汽燃料的高效节能环保型发动机;是一种适用于摩托车、汽车、拖拉机、船舶、直升机等多机配的新型源动力机。“一种旋缸发动机”有多种机型,该机是其中的一种。
“一种旋缸发动机”以全新的构思,巧妙的设计,实现了往复发动机和转子发动机的完美结合。其核心技术在于:该机采用偏心轴往复摆线机构替代了往复发动机曲柄连杆机构的功能;采用旋塞阀气口式配气机构替代凸轮轴气门式配气机构的功能;采用两个相对活塞头部的燃烧室替代气缸盖的功能;采用圆楔状无裙活塞替代传统的圆柱形活塞;采用圆环形缸筒体替代传统的直线形缸筒体;采用旋转导火板式点火系实现缸筒体火花塞的旋转动态点火的功能,压力击溅润滑,强制水冷及风冷冷却。该发动机的突出特点在于:

1、工作原理新颖。 一组活塞中(可由4只、6只、8只等组成。该机为4塞机),各个活塞与其相邻的2个活塞都具有相对压缩作功的特点,以及偏心轴机构和往复摆线机构突出的机械性能,。由于摆线机构的工作特性,使圆楔状无裙活塞与缸筒无摩擦,所以缸筒不会产生椭圆和锥度。无隙活塞环与缸筒的密封性能极好,燃气泄漏机率小,以及旋塞阀气口式配气机构的良好密封特性,使该机具有高效节能的特点。

2、机构简单紧凑。 与同缸数、同缸径、同活塞行程的传统发动机相比,体积和重量只有传统发动机的30%,而输出功率则是传统发动机的4倍,金属质量马力比可达1.5kw/kg(铸铁、钢材)。

3、功率自耗低。 与同缸数、同缸径、同活塞行程的传统发动机相比,偏心轴的偏心距只有传统曲轴偏心距的1/4,而活塞的压缩行程与传统发动机活塞行程相同,活塞往复运动的惯力冲击小,圆楔状无裙活塞与缸筒无摩擦(除活塞环),因此可降低能耗,大幅提高发动机的机械效率。有关专家据此推算,其热功效率可突破50%

4、低排放、低噪声。 与传统发动机相比,该机的进、排气口面积是同缸数、同缸径传统发动机的2倍,进气量充足、燃烧充分,以及良好的密封性能,使有害排放可大幅降低。由于偏心轴的惯性冲击小,活塞与缸筒无往复摩擦和摆动冲击,旋塞阀体无闭合冲击。使该机具有低噪声的先天条件。

5、制造成本低廉。 与传统发动机相比,各机构的配件加工工艺简单,无须特型机床加工。所需材料无特殊要求,活塞与缸筒体可采用同质材料(铸铁),轴及齿轮采用型钢和少量优质钢。附件及标准件可采用传统发动机的配置(市场采购)。生产成本只有同缸数、同缸径传统发动机的50%左右。具有车、铣、刨、磨、钻、加工中心及热处理加工能力的厂家即可加工制造。
“一种旋缸发动机”是国际国内首创的一种圆环缸筒式旋转发动机。发明人于1996年开始研制,经过阶段性样机的制造和多种机型的计算机三维仿真设计,已使该项技术日臻成熟。2009年3月以“一种旋缸发动机”向中国知识产权局申报了的发明专利,2011年11月授权(专利号:ZL200910119481.7)。基于本专利的优异特性,业内有关专家预言:这种全新的发动机,必将成为传统往复发动机和转子发动机的理想的替代机型。

目前,本专利技术已具备产品开发的各种技术条件,发明人真诚欢迎与国内外的业内同仁合作,共同完成后续商业机型的开发,使此项专利技术产品早日走上市场,造福国人。

联系人:荆维克
电话:86+13805361890
0536-8665096
邮箱:xdkj-zjl@163.com
联系人:云景文
电话:86+18611434426
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发明人:芦 守 臣
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(现代科技发展有限公司)
地 址: 中国·河北石家庄市广安大街1号
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“一种旋缸发动机”专利技术的核心技术的说明 注:请参照专利公告说明书中的简图阅读此文件

本发明的“一种旋缸发动机”有以下八种独创的核心机构和系统,各机构系统的结构特点及技术特性分别说明如下。

一、活塞摆线机构
圆楔形活塞⑻、活塞支架⒁及活塞摆杆⒂组成一个整体构件。活塞摆杆⒂的两端对称固定2个活塞支架⒁,4只圆楔形活塞⑻分别对称安装在活塞支架⒁的2个对称端面上。在偏心轴机构⑼和活塞加程齿轮机构⒀的机构特性的支持下,4只活塞⑻和2个活塞支架⒁,始终沿着缸筒体⑸的缸筒中心弧线,按设定的行程作往复摆线运动,活塞⑻的往复摆线动能由偏心轴机构⑼、正时齿轮机构、中心主轴输出。该机构的主要特性:
1、活塞组件除了活塞环与缸筒体⑸的缸筒有摩擦外,活塞与缸筒无接触始终保持设定的间隙,活塞往复摆线运动中不需活塞裙部导向,极大的简化了活塞的整体结构,消除了活塞与缸筒摩擦所产生的热量,降低了发动机的功率自耗,也降低了活塞对材质的要求。活塞环为无隙活塞环,密封可靠缸筒不会产生椭圆和锥度,可提高发动机的寿命。
2、缸筒体⑸高速旋转时,活塞支架⒁及活塞摆杆⒂克服了活塞的离心力,同时还维持了活塞与缸筒在旋转作工时的动平衡。两个摆线构件始终对称的作往复摆线运动。

二、偏心轴机构
2个偏心轴⑼-1、2个偏心轮⑼-2、1个小通轴⑼-3组成一个整体机构。偏心轴⑼-1的外端面装有小正时齿轮⑿-2。小通轴⑼-3的2个轴头,分别固定在2个偏心轴⑼-1的内端面的偏心孔内,对称的将2个偏心轴⑼-1连为一体。2个偏心轮⑼-2的内偏心孔,动配合对称的套装在小通轴⑼-3的轴两端,外圆动配合对称的套装在活塞支架⒁的两端的销孔内。在加程齿轮机构⒀的机构特性的支持下,使活塞按设定的行程作往复摆线运动。该机构的主要特性:
1、活塞⑻往复摆线作工时,偏心轮⑼-2推动小通轴⑼-3, 小通轴⑼-3又带动偏心轴⑼-1及小正时齿轮⑿-2按设定方向旋转,在大正时齿轮⑿-1的作用下,将活塞的往复动力转换为偏心轮⑼-2的旋转动力,通过中心主轴⑹将动力输出。
2、该机构与双偏心轴机构(1994年本人发明的‘一种发动机’)相比,该机构将动配合装在偏心轴的偏心孔内的小偏心轴,设计为固定装配的小通轴⑼-3,为偏心轮⑼-2和小齿轮⒀-2提供了装配支点,使活塞往复摆线运动的工作原理更加合理可靠,机构更加简单紧凑.由于2个偏心轴⑼-1和1个小通轴⑼-3组成一个整体,因此保证了2个偏心轴⑼-1旋转做工时的同步性。

三、活塞加程齿轮机构
内齿圈⒀-1和小齿轮⒀-2组成一个整体机构。内齿圈⒀-1按设定的角度,固定在活塞支架⒁的中心销孔内;小齿轮⒀-2按设定的角度,固定在小通轴⑼-3的中间轴径上,并按设定的齿标点与内齿圈⒀-1啮合。由于偏心轮⑼-2的支撑作用,始终保持小齿轮⒀-2与内齿圈⒀-1的啮合轴距。该机构的主要特性:
1、现有内燃发动机活塞的往复运动,动力轴只要存在偏心距,活塞运动都有上止点和下止点。而旋缸发动机活塞的往复摆线运动有上止点、中点、下止点之分,中点在偏心轴⑼-1的中心线上。由于偏心轴⑼-1和偏心轮⑼-2的偏心距都为e ,活塞⑻在作往复摆线运动时,如果达不到越过中点的惯性力,活塞⑻的往复摆线运动就可能在中点处终止。活塞加程齿轮机构⒀的功能之一,就是当活塞⑻运行到中点时,小齿轮⒀-2继续驱动内齿圈⒀-1,内齿圈⒀-1连同活塞支架⒁和活塞⑻一体越过中点,实现活塞⑻由上止点→中点→下止点的往复摆线运动。
2、该机构与双偏心轴机构的正时齿轮机构(1994年本人发明的‘一种发动机’)相比, 双偏心轴正时齿轮机构的内齿圈,必须设计为可以随着活塞摆动的虚约束机构,不然活塞将无法实现往复摆线运动。设计采用活塞加程齿轮机构⒀后,克服了双偏心轴正时齿轮机构的缺点,取消了内齿圈的虚约束机构,使整体结构更加简单紧凑,机构的工作原理更加合理可靠。

四、旋塞阀配气机构
旋塞阀体组件⑾-1~5、中间拨轮组件⑾-6、正时拨块⑾-7组成一个整体机构。旋塞阀体组件⑾-1~5装在缸筒进排气口两侧的锥孔内;中间拨轮组件⑾-6装在锥孔两侧的轴孔内,其四齿拨轮⑾-6与正时齿轮拨块⑾-7按设定的旋角间歇啮合,其两齿拨轮⑾-6与旋塞阀体的四齿拨轮⑾-5按设定的旋角间歇啮合。由于旋塞阀体⑾-1间歇旋转,因此旋塞阀体⑾-1与缸筒进排气口实现瞬间静态密封,机构简单合理,密封性能可靠。旋塞阀配气机构简单合理实用可靠。

五、正时齿轮机构
大正时齿轮⑿-1、小正时齿轮⑿-2组成一个整体机构。大正时齿轮⑿-1外圆上设有与小正时齿轮⑿-2啮合的齿,内端面上设有与四齿拨轮⑾-6啮合的拨齿⑾-7,为调整提前角,动配合连接在机体前后支架上;小正时齿轮⑿-2安设定角度装在偏心轴⑼-1上,齿数比可以设计为1 :2;1 :4;1 :6;1 :8(该机齿数比为1 :4)。机构既控制活塞上中下止点的正时,又控制缸筒体气口开关的正时。机构简单合理新颖可靠。

六、导火板式点火系
火花塞⒃-1、导火板⒃-2、高压线⒃-3、分电器⒃-4、电瓶⒃-5组成一个整体点火系。火花塞⒃-1装在旋转缸筒体⑸的火花塞螺孔内,导火板⒃-2按设定角度装在机壳⑵的外圆线上,分电器⒃-4连接在附件的驱动轴上。机构简单合理、点火正时可靠、工作原理新颖,具有缸筒火花塞旋转点火的特点。

七、润滑系
该机润滑系为压力击溅式润滑。随动机油箱的润滑油由机油泵泵入主轴油道,经各机构油道进入各机构润滑后,回到随动机油箱完成润滑循环。工作原理新颖。

八、冷却系
该机冷却系为强制水冷及风冷冷却。冷风由中心风道和侧风道进入,经风口进入缸筒体,冷却缸筒体后经排气排风的圆环形的排气排风管排出,实现缸筒体风冷冷却。工作原理新颖。

以上八种机构系统都是(本发明人)经过原理样机试制后产生的。各机构的科学合理性、经济实用性、工作原理的新颖性都是经过实践验证的,真实可靠。
注:请参照专利公告说明书中的简图阅读此文件
专利号: ZL 200910119481.7

联系人:荆维克
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