专利名称：新型发动机的制作方法
技术领域：
:本发明涉及一种新型发动机。发明背景:本发明涉及一种新型发动机，可广泛应用于交通运输行业的汽车、工程机械、发电机组、大型轮船、民航客机、极速赛车等国民经济领域。现有普遍采用的直线往复式活塞发动机，一般是直线往复四冲程工作形式。在四个冲程中只有一个冲程是动力输出状态，并且在输出动力冲程结束之前约1/3冲程中，缸内压力要逐步降到最低限度，否则，大的剩余压力将造成动力的浪费，所以，通过活塞导杆作用在曲轴上再分解到的输出转矩将变得更小，所以在输出动力冲程过程中，没有被充分利用而造成效率的损失，同时，作为燃烧室产生动力的压力区和作为吸入空气、压缩空气、排出废汽的动力损失的非压力区在每一个冲程中单独出现，活塞及其推杆处于不断的加速、减速、再加速、减速、停止的间歇性循环中，燃烧介质的燃烧量、燃烧时间难以配合完美，燃料的能量不能最大限度转变为有效功率和输出动力，同时，当其转速也就是活塞的往复频率提高至一定限度时，发动机将产生巨大的噪音和强烈的震动，并伴随燃料燃烧效率和输出动力的降低。针对上述不足，本发明提供了一种优秀的技术方案，不仅具有往复式活塞发动机的简单可靠、重量轻、体积小的特点，也具有涡轮风扇发动机和燃汽轮机的高转速、高扭矩和大功率，同时可最大限度地将燃烧介质的能量转化为输出功率，其特点将更加节能，更加环保。关于本发明专利叙述中的名词解释:1.旋转面视图或剖视图:在与转子轴线相垂直的平面上投影或剖切所得的视图。如图1所示。2.轴面剖视图:与转动轴线相重合的平面上剖切所得的视图。如图5所示。3.转动轴线:转动体或旋转空间的转动轴线。如图1和图2中的轴线O和Q，如图4中的R
发明内容
:本发明涉及一种新型发动机，其结构主要包括:圆形缸体(GT)、转动盘(P)、辊塞板(C)、吸空气装置(XM)、喷射装置和点火装置(PF)、排汽装置(PZ)，其中圆形缸体(GT)是一个有圆形空腔的固定缸体，辊塞板(C)位于圆形缸体(GT)的圆形空腔内，其中一端绞接在圆形缸体(GT)的转动轴线O的位置上，并可围绕转动轴线O转动，辊塞板(C)的其它端则与圆形缸体(GT)的缸壁保持接触；转动盘(P)位于圆形缸体(GT)的圆形空腔内，其转动轴线Q与圆形缸体(GT)的转动轴线O平行并有偏心距，转动盘(P)上开有塞板槽，辊塞板(C)穿过塞板槽；当辊塞板(C)围绕自身转动轴线转动时推动转动盘(P)转动，当转动盘(P)转动时同样推动辊塞板(C)转动，因转动盘⑵与圆形缸体(GT)之间存在偏心距，则辊塞板(C)在塞板槽之间产生滑动，辊塞板(C)成对出现，两个辊塞板(C)将圆形缸体(GT)与转动盘(P)之间的圆弧空间分隔成两个独立空间，当辊塞板(C)转动时，两个独立空间以及辊塞板(C)在独立空间内的受力面积会交替出现由小变大再由大变小的循环转变过程；一方面，独立空间在由小变大的过程中吸入空气，并在由大变小的过程中压缩空气，另一方面，燃烧介质在独立空间内燃烧膨胀或者膨胀介质在独立空间内膨胀，因两个辊塞板(C)的受力面积不同使其向受力面积大的方向转动，从而带动转动盘(P)转动，并输出动力；吸空气装置(XM)位于独立空间由最小容积开始变大的位置附近，喷射装置和点火装置(PF)以及排汽装置(PZ)位于独立空间由最大容积开始变小的位置附近，转动盘(P)的两个塞板槽位于转动盘(P)的最大直径处的两端，并以转动盘(P)的转动轴线Q为对称线对称排布，塞板槽位于塞板槽毂(CG)内，塞板槽毂(CG)位于转动盘(P)上并可以围绕自身转动轴线R转动，这样可以提高压力区的密封性能，辊塞板(C)上装有塞板环，同时圆形缸体(GT)内可以安装棍塞板支杆G1和e2)用以固定棍塞板(C)的转动轴线；本发明所述新型发动机可以由多个共轴圆形缸体(GT)组成，每个圆形缸体(GT)的辊塞板(C)形成等分角度，使得每个圆形缸体(GT)的点火时间相互错开，在同一时刻，每个圆形缸体(GT)的辊塞板(C)处于不同的相互补偿的受力位置。这样设计的新型发动机，辊塞板(C)受力作连续的圆周运动从而推动转动盘(P)作连续圆周转动，从而向机构输出动力。整个系统没有直线往复摆动元件，没有曲轴，平衡轴，机构变得简单，重心也大幅度降低，无传动死角，在高转速条件下，系统运行顺畅，震动小，工作稳定性好，可靠性高，在同等功率输出的条件下，比直线往复式活塞发动机节约30%以上的燃烧介质或膨胀介质。
:图1本发明实施例之一的旋转面剖视2本发明图1所示实施例的临界状态的旋转面剖视3本发明图1所示实施例工作原理示意4装有塞板槽毂的实施例的视5装有塞板环的实施例的局部视6本发明的辊塞板支承实施例示意7本发明的辊塞板支杆实施例示意图在本发明专利的
中，图示的零部件的结构、尺寸及形状并不代表实际的零部件的结构、尺寸及形状，也不代表零部件之间的实际大小比例关系，图示只是用简明的方式对本发明实施例予以说明。图1显示了本发明实施例之一的旋转面剖视图，从图中可以看出，其结构包括圆形缸体(GT)、转动盘(P)、辊塞板(C)、吸空气装置(XM)、喷射装置和点火装置(PF)、排汽装置(PZ)以及这些装置的位置，其中圆形缸体(GT)是一个有圆形空腔的固定缸体，一对辊塞板(C1)和(C2)位于圆形缸体(GT)内，辊塞板(C1)和(C2)的一端绞接在圆形缸体(GT)的转动轴线O的位置，辊塞板(C1)和(C2)可以围绕转动轴线O转动，辊塞板(C1)和(C2)的其它端与圆形缸体(GT)的缸壁保持接触；图1所示转动盘(P)位于圆形缸体(GT)的圆形空腔内，转动盘(P)的转动轴线Q与圆形缸体(GT)的转动轴线O平行并有偏心距t，转动盘(P)上开有塞板槽，图1所示，辊塞板(C1)和(C2)分别穿过两个塞板槽，这两个塞板槽位于转动盘(P)的最大直径处的两端，并以转动轴线Q为对称轴对称排布；当辊塞板(C)围绕转动轴线O转动时，辊塞板(C)推动转动盘(P)围绕转动轴线Q转动，反过来，转动盘(P)转动时，同样推动辊塞板(C)转动，因转动盘⑵与圆形缸体(GT)之间存在偏心距t，使得辊塞板(C)在塞板槽之间产生相对滑动。辊塞板(C1)和(C2)将转动盘⑵与圆形缸体(GT)之间的弧形空间分隔成两个独立空间m和n，在辊塞板(C1)和(C2)转动过程中，m和η以及辊塞板(C1)和(C2)在空间m和η内的受力面积会交替出现由小变大再由大变小的循环转变过程，一方面，空间m和η在由小变大的过程中吸入空气，并在由大继续变小的过程中将吸入的空气压缩，另一方面，燃烧介质在空间m和η内燃烧或膨胀介质，如蒸汽、压缩气、燃烧气体等膨胀，因辊塞板(C1)和(C2)在空间m和η内的受力面积不同,使得辊塞板(C)向受力面积大的方向转动，图1所示，空间η内的燃烧介质燃烧或膨胀介质膨胀，辊塞板(C1)的受力面积大于辊塞板(C2)的受力面积，因此，辊塞板(C1)和(C2)逆时针方向转动，从而推动转动盘(P)同向转动，向机构输出动力。图2显示了图1所示实施例的临界状态的旋转面剖视图，从图2中可以看出，当两个独立空间m和η分别处于最大容积和最小容积时，辊塞板(C1)和(C2)的受力面积是相同的，此时辊塞板(C1)和(C2)处于临界位置，当因惯性或在外力作用下转离临界位置时，则辊塞板(C1)和(C2)的受力面积将改变，其中辊塞板(C1)的受力面积增大而辊塞板(C2)的受力面积减小，本发明正是利用两个辊塞板(C1)和(C2)之间的受力差产生转矩，从而通过转动盘⑵向机构输出动力，图2所示，转动盘⑵和辊塞板(C1)和(C2)逆时针方向转动，吸空气装置(XM)位于空间η开始变大时辊塞板(C1)的位置附近，喷射装置和点火装置(PF)以及排汽装置(PZ)位于空间m开始变小时的辊塞板(C2)的位置附近。图3显示了图1所示实施例的工作原理示意图，图3-1显示了空间η从最小容积开始变大时吸入空气，空间m从吸入空气后的最大容积开始变小并对空气进行压缩；图3-2显示了空间η继续增大并吸入空气，空间m继续缩小并压缩空气直到空间m和η容积相同的位置；图3-3显示了空间η结束吸空气状态并对空气开始进行压缩，空间m内的空气压缩到最小并开始变大，在图3-1和图3-2的状态中，喷射装置和点火装置(PF)可以向空间m内喷射燃烧介质，到了图3-3的状态，喷射装置和点火装置(PF)开始点火，空间m内的燃烧介质和压缩空气开始燃烧膨胀，同时，辊塞板(C2)的受力面积不断增大，而辊塞板(C1)的受力面积逐渐减小，则转动盘(P)的输出转矩也将逐渐增大，同时，空间η内的空气被不断压缩，喷射装置和点火装置(PF)可以开始向空间η内喷射燃烧介质；图3-4显示了空间m内的燃烧膨胀趋于末期，而空间η内的空气已压缩至趋于最小体积:图3-5显示了空间η由最小容积开始变大而燃烧介质开始点火燃烧，辊塞板(C1)的受力面积大于辊塞板(C2)的受力面积并向机构输出转矩，同时空间m内的废汽被挤压通过排汽装置(PZ)向外排出；图3-6显示空间m和η的临界状态，空间η结束燃烧膨胀开始进入排汽状态，空间m内存有少量废汽并随着容积的变大开始吸入空气。空间m和η分别按照吸入空气一压缩空气一燃烧膨胀—排出废汽的过程循环往复，与现有直线往复式活塞发动机不同的是，本发明的实施例的吸入空气与压缩空气或排汽同时进行，燃烧膨胀也与压缩空气或排汽同时进行，因此运行效率较高。
在上述实施例中，如果将燃烧介质改为膨胀介质如蒸汽、压缩气、液化气体等，则将吸空气装置(XM)改为喷射装置(PS)，取消点火装置，整个过程仅有膨胀介质膨胀和排汽同时进行，其工作形式也更为简单，在此不再一一赘述。从上述说明中可以得知，通过调整圆形缸体(GT)的缸壁外圆直径，转动盘⑵的轮廓以及偏心距t，可以得到所需要的压缩比。图4显示了转动盘(P)上装有塞板槽毂(CG)，塞板槽毂(CG)内有塞板槽的实施例的旋转面剖视图，辊塞板(C)在塞板槽内穿过，当辊塞板(C)与转动盘(P)转动时，塞板槽毂(CG)围绕其自身转动轴线R转动，如此可以提高空间m和η的密封性能，以使辊塞板(C)和转动盘(P)之间的作用力平稳传递。图5显示了辊塞板(C)上装有塞板环的实施例的旋转面局部剖视图，图5-1和图5-2显示了两种形式的塞板环，塞板环位于辊塞板(C)的一端的凹槽中，同时有弹性装置，使塞板环与圆形缸体(GT)的缸壁之间保持接触，以此提高空间m和η的密封性能。图6显示了辊塞板(C)支承形式之一的示意图，辊塞板(C)绞接在辊塞轴上，辊塞轴位于转动盘(P)内并支承于圆形缸体(GT)的两端，而转动盘(P)则直接支承在圆形缸体(GT)的两端，并通过齿轮向机构输出动力。图7显示了辊塞板支杆的实施例示意图，圆形缸体(GT)内装有辊塞板支杆ei和e2，θι和e2与辊塞板(C1)和(C2) —起绞接在转动轴线O的位置，θι和e2同样要通过转动盘(P)上的支承杆槽与圆形缸体(GT)的缸壁接触，不同的是^和e2仅仅用于固定辊塞板(C1)和(C2)的转动轴心线，而不会将独立空间m或者η再分隔开来。上述实施例所述的新型发动机，可以由多个相同的圆形缸体(GT)共轴组成，每个圆形缸体(GT)的辊塞板(C)处于角度等分的状态，使得每个圆形缸体(GT)处于相互补偿的受力状态，其受力和输出动力的状态与多缸组合的直线往复式活塞发动机原理相同，在此不再赘述。·关于喷射装置和点火装置(PF)、排汽装置(PZ)、吸空气装置(XM)以及相应的正时齿轮控制的气门装置，还有密封装置、润滑系统、燃烧介质或膨胀介质的供应系统、冷却系统等等，本领域的技术人员均已知晓，并在本领域广泛应用，不再在此一一赘述。本发明所述的新型发动机，可以采用多种材料制造，例如各种金属材料、高强度合金材料、非金属材料以及陶瓷材料等等。上述实施例以图示的方式说明了本发明，但是以图示方式说明的上述实施例不是对本发明的限制，本发明由权利要求限定。
权利要求
1.本发明涉及一种新型发动机，其结构主要包括:圆形缸体、转动盘、辊塞板、吸空气装置、喷射装置和点火装置、排汽装置，其特征在于:所述圆形缸体是一个有圆形空腔的固定缸体；所述辊塞板位于圆形缸体的圆形空腔内，一端绞接在圆形缸体的转动轴线位置，并可围绕转动轴线转动，所述辊塞板的其它端与圆形缸体的缸壁保持接触；所述转动盘位于圆形缸体的圆形空腔内，转动盘的转动轴线与所述圆形缸体的转动轴线平行，并有偏心距，所述转动盘上开有塞板槽，辊塞板穿过塞板槽，当辊塞板围绕自身转动轴线转动时，辊塞板推动转动盘转动，当转动盘主动转动时，辊塞板同样围绕自身转动轴线转动，转动盘与圆形缸体之间的偏心距使得辊塞板在塞板槽之间滑动； 所述辊塞板成对出现，两个辊塞板将转动盘和圆形缸体之间的圆弧空间分隔成两个独立空间，当辊塞板转动时，所述独立空间以及辊塞板在所述独立空间内的受力面积会交替出现由小变大再由大变小的转变过程，一方面所述独立空间在由小变大的过程中吸入空气，并在由大继续变小的过程中压缩空气，另一方面，燃烧介质在所述独立空间内燃烧膨胀或膨胀介质在所述独立空间内膨胀，因两个辊塞板在所述独立空间内受力面积的不同，使得辊塞板向受力面积大的方向转动，从而带动转动盘转动，输出动力。
2.根据权利要求1所述的新型发动机，其特征在于:所述吸空气装置位于所述独立空间由最小容积开始变大的位置附近，所述喷射装置和点火装置以及排汽装置位于所述独立空间由最大容积开始变小的位置附近。
3.根据权利要求1所述的新型发动机，其特征在于:所述两个辊塞板的塞板槽位于转动盘的最大直径处的两端，并以转动盘的转动轴线为对称线呈对称排布。
4.根据权利要求1所述的新型发动机，其特征在于:所述塞板槽位于塞板槽毂内，所述塞板槽毂位于转动盘上并可以围绕自身转动轴线转动。
5.根据权利要求1所述的新型发动机，其特征在于:所述辊塞板上装有塞板环。
6.根据权利要求1所述的新型发动机，其特征在于:所述圆形缸体内装有辊塞板支杆，用以固定辊塞板的转动轴线位置。
7.根据权利要求1所述的新型发动机，其特征在于:所述新型发动机可以由多个共轴缸体组成，每个缸体的辊塞板形成等分角度，使得每个缸体的点火时间相互错开，在同一时亥IJ，每个缸体的辊塞板处于不同的相互补偿的受力位置。
全文摘要
本发明涉及一种新型发动机，其结构包括圆形缸体(GT)、转动盘(P)、辊塞板(C)、吸空气装置(XM)、喷射装置和点火装置(PF)、排汽装置(PZ)，其中圆形缸体(GT)是一个有圆形空腔的固定缸体，辊塞板(C)位于圆形缸体(GT)的圆形空腔内，其中一端绞接在圆形缸体(GT)的转动轴线位置上，并可围绕转动轴线转动，辊塞板(C)的其它端则与圆形缸体(GT)的缸壁保持接触；转动盘(P)位于圆形缸体(GT)的圆形空腔内，其转动轴线与圆形缸体(GT)的转动轴线平行并有偏心距，转动盘(P)上开有塞板槽，辊塞板(C)穿过塞板槽。
文档编号F02B53/00GK103195560SQ20121047900
公开日2013年7月10日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者袁丽君 申请人:袁丽君