专利名称：离心冲压转子式内燃机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内燃机，特别是一种提高有效工作效率的离心冲压转子式内燃机。
背景技术：
现有活塞式内燃机已广泛应用于交通运输业及工业上，其种类繁多，总的分为汽油机和柴油机两大类，该两大类内燃机除采用电点燃和压缩喷油自燃的两种不同引燃形式；其结构和工作原理基本相同，都设有气缸、活塞、连杆、曲轴及多缸结构装置，靠混合气燃烧产生热能量增压和扩张(膨胀)机械容积作功，汽油机有效热效率达24～26％，柴油机有效热效率达26～28％。
作为活塞式内燃机工作原理的延伸和发展，二十世纪七十年代德国(原西德)发明一种“三角活塞旋转式”发动机；该内燃机结构和工作原理与活塞式发动机不同，但在改变气缸容积率进行活塞移位压缩空气和扩张(膨胀)气缸容积作功的能量转换形式上基本相同，因存在耗油率无法降低及三角活塞与缸体间的密封不佳等问题，至今无法广泛推广使用。
活塞式内燃机主要结构包括气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮、气门和机体等，绝大多数包括多缸结构，汽油机与柴油机只是引燃形式不同，不论是二冲程或是四冲程活塞式内燃机的工作原理都有它无法克服的两大主要问题1)在缸体内作直线高速往复运动的活塞到下止点瞬间即要和连杆一起向相反方向作返回运动，因活塞和连杆的自身惯性，使得活塞和连杆要在该瞬间需要克服自身冲量做功，造成活塞和连杆动能的损耗，降低了内燃机的有用功率。
2)且活塞和连杆要在该瞬间克服自身冲量做功不可避免的要产生较大的振动。活塞式内燃机经过一百多年的使用和不断改进提高，其各种技术指标及参数都已经达到顶峰，再要改进的余地不大。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型旨在提出一种提高有效热效率(即有用功率)，减小其工作时产生振动幅度的离心冲压转子式内燃机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是离心冲压转子式内燃机，其特征在于内燃机由定子、转子、端盖、主轴、轴承和脚架组成；主轴与转子用轴键紧固连接，主轴两端与轴承配合连接，转子套设于定子中；两端盖用螺栓与定子紧固连接；转子两端呈圆筒状，在转子的筒内平均设有若干个流线型锐三角空速腔，锐三角空速腔尾部腔壁上设有气化油孔；锐三角空速腔与转子筒内壁形成三角状燃烧室，三角状燃烧室的尾部筒壁上设有喷孔；定子为圆筒体，定子内部轴向设有阻气叶片，定子径向上设有对称的排气管，排气管与定子一体成型，排气管和脚架用连接件连接。
轴承为滑动轴承，两端盖内壁上部设有凹凸槽，端盖中间外部固接滑动轴承；端盖上设有与之一体成型的进气管。端盖内壁上部设有凹凸槽；端盖中间外部固接有滑动轴承。在端盖内壁轴向上与锐三角空速腔对应位置的下方设有端盖导叶片。
本实用新型的有益效果是用转子代替传统内燃机的活塞和边杆，用直短轴代替曲轴，降低了机械克服自身做功所损耗的能量，提高了内燃机的输出功率，同时避免了内燃机工作时产生较大的振动；本实用新型结构紧凑、构造新颖、易加工和维修、成本低廉。
图1为本实用新型工作原理示意图。
图2为本实用新型径向剖视图。
图3为本实用新型轴向剖视图。
图中1.定子，2.转子，3.端盖导叶片，4.锐三角空速腔，5.气化油孔，6.三角状燃烧室，7.喷孔，8.阻气叶片，9.定子储气室，10.排气管，11.转子风道，12.主轴，13.端盖，14.排气控制器，15.脚架，16.轴承，17.螺栓，18.轴承盖，19.进气管，20.轴键。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1、图2和图3所示，离心冲压转子式内燃机，内燃机由定子1、转子2、端盖13、主轴12、轴承16和脚架15组成；主轴12与转子2用轴键20紧固连接，主轴12两端与轴承16配合连接，转子2套设于定子1中；两端盖13用螺栓17与定子1紧固连接；转子2两端呈圆筒状，在转子2的筒内平均设有若干个流线型锐三角空速腔4，锐三角空速腔4尾部腔壁上设有气化油孔5；锐三角空速腔4与转子筒内壁形成三角状燃烧室6，三角状燃烧室6的尾部筒壁上设有喷孔7；定子1为圆筒体，定子1内部轴向设有阻气叶片8，定子1径向上设有对称的排气管10，排气管10与定子1一体成型，排气管10和脚架15用螺栓17连接。轴承16为滑动轴承，两端盖13内壁上部设有凹凸槽，端盖13中间外部固接滑动轴承；端盖13上设有与之一体成型的进气管19；在端盖13内壁轴向上与锐三角空速腔4对应位置的下方设有端盖导叶片3。图1中双线箭头是表示转子2的旋转方向，单线箭头表示空气流程和燃气(工作介质)流程方向。
定子1由外壳与阻气叶片8及储气室9和排气管10整体铸成，定子1径向呈截头360°圆筒状，轴向呈180°半圆环状中间整环(卷)布满阻气叶片8，阻气叶片8数量要依据定子1的直径大小及转子2喷孔口径的1～1.5倍来决定，一般由5°～15°之间均布，阻气叶片8对于定子1取加强筋作用；排气管10在定子1的外周边2个为180°均布，且与脚架15和排气控制器14相连接。转子2呈飞轮状，其外径与定子1的内径接近，留有一定的间隙，安装时套在定子1的内径中组合成动配合，转子2根据发动机的功率与直径大小，设定均布3个以上鹰嘴状流线型锐三角空速腔4及三角状燃烧室6，每个燃烧室6后部都与喷孔7相通；转子2的中间留有8个以上的轴向平面通孔，有利于平衡进气室19内腔的大气压力；转子2的两边加工5环以上的90°凹凸槽用于密封；主轴12与转子2采用轴键20紧配合，两端盖13中心安置滑动轴承16，装配时把轴承盖18定位扭紧，用螺栓17紧固在定子1的两个端面上，脚架15上设有地脚螺孔；端盖13上设置有与转子2运转方向相反的均布有的导气叶片3，端盖13分为前后两个，前盖设有进气管19的法兰和汽化器或风门相接连；前、后盖都设有轴承底座，在水平中心线180°的上半部与轴承盖18用螺栓紧固。
当发动机起动时，起动马达带动内燃机的转子2向双线箭头方向逆时针旋转，在端盖导叶片3的导向作用下，空气被导流流向转子风道11内，转子风道11内的空气在转子鹰嘴状流线型锐三角空速腔4的离心三角几何形状及其截流面积与流速成反比原理的作用；空气经过转子2的抛物线通道即转子风道11内在离心冲压作用下产生加速度(压强和流速增加)；高速的空气流体在转子风道内经过转子气化油孔5，因气动流体的(空吸现象)将气化油吸进转子风道11进行加速混合形成混合气；高流速的混合气进入转子三角状燃烧室6，因高速混合气在燃烧室内截流面积瞬间被扩大，流速急速下降使得流体动能转变为势能；因空气被快速瞬间压缩而释放出热量，使混合气体在转子燃烧室6内爆炸产生高温高压的气体，混合气在转子燃烧室内爆炸产生高达13～15Mpa气压，迫使燃气(工作介质)冲向转子燃烧室尾部轴向长方形喷孔7喷射定子阻气叶片8；高速喷出的燃气在受到定子储气室9内的4～6Mpa高压气垫的反作用力(机械封闭后座力)作用，产生巨大的反推力作用与转子2；定子储气室9的高压气体压力值的保持是靠排气管10相连接的排气控制器14的阀门来控制，可便于起动和保持产生定子1对转子2反作用力有效值；反作用力是经过转子喷孔7而直接传至转子三角空速腔4的径向垂直向心受力面积上；动力的传递在于转子2的半径即是它的力臂，转子喷孔7的总推力都是向单一方向(圆周径向)，所产生的作用力就形成强大的旋转扭矩力，使转子2带动主轴12高速运转输出机械有用功率。
内燃机为汽油机时在前端盖的进气室管的法兰上，可根据汽油机功率大小安装上与之容量相匹配的汽化器即可，混合气在及短的瞬间就进燃烧室，不可能产生早燃现象，压缩混合气不可能使转子倒转，因燃烧室和定子的储气室都是处于高压2～5Mpa运行中，因此不需要火花塞及点火系统等。内燃机为柴油机时，在前端盖的进气管的法兰上安装上风门，用于控制进风量，高压柴油经端盖上所设的喷油嘴由端面的凹凸槽进入转子三角空速腔，再从转子的风道由汽化孔与空气混合进入燃烧室。船用大功率转子式柴油机，可在定子的周边安装上气动起动装置。
权利要求1.离心冲压转子式内燃机，其特征在于①内燃机由定子、转子、端盖、主轴、轴承和脚架组成；主轴与转子用轴键紧固连接，主轴两端与轴承配合连接，转子套设于定子中；两端盖用螺栓与定子紧固连接；②转子两端呈圆筒状，在转子的筒内平均设有若干个流线型锐三角空速腔，锐三角空速腔尾部腔壁上设有气化油孔；锐三角空速腔与转子筒内壁形成三角状燃烧室，三角状燃烧室的尾部筒壁上设有喷孔；③定子为圆筒体，定子内部轴向设有阻气叶片，定子径向上设有对称的排气管，排气管与定子一体成型，排气管和脚架用连接件连接。
2.根据权利要求1所述的离心冲压转子式内燃机，其特征在于轴承为滑动轴承，两端盖内壁上部设有凹凸槽，端盖中间外部固接滑动轴承；端盖上设有与之一体成型的进气管。
3.根据权利要求1所述的离心冲压转子式内燃机，其特征在于在端盖内壁轴向上与锐三角空速腔对应位置的下方设有端盖导叶片。
专利摘要离心冲压转子式内燃机，由定子、转子、端盖、主轴、轴承和脚架组成；主轴与转子用轴键紧固连接，主轴两端与轴承配合连接，转子套设于定子中；两端盖用螺栓与定子紧固连接；转子两端呈圆筒状，在转子内平均设有若干个流线型锐三角空速腔，锐三角空速腔尾部腔壁上设有气化油孔；锐三角空速腔与转子筒内壁形成三角状燃烧室，三角状燃烧室的尾部筒壁上设有喷孔；定子为圆筒体，定子内顶部轴向设有阻气叶片，定子上设有对称的排气管，排气管与定子一体成型，排气管和脚架用连接件连接。本实用新型降低了机械，克服自身做功所损耗的能量，提高了内燃机的输出功率，避免了工作时产生较大的振动；且结构紧凑、构造新颖、易加工和维修、成本低廉。
文档编号F02B55/16GK2677631SQ20042003867
公开日2005年2月9日 申请日期2004年2月25日 优先权日2004年2月25日
发明者沈剑煌 申请人:沈剑煌