一种用于转子发动机的端面进气装置的制作方法

本发明涉及用于微小型转子发动机的辅助设备，尤其涉及一种用于转子发动机的端面进气装置，属于发动机领域。

背景技术：

随着微电子机械系统(MEMS)的发展和多种微型化军事装备概念的提出，研制体积小、质量轻、能量密度高、能持续运行的微能量系统已成为各国关注的焦点。与常规的便携式电源相比，微小型发动机采用碳氢作为燃料，其能量密度要高的多，电压也能保持稳定，还具有成本低廉的优点。因此微小型发动机在工业、农业、环境保护、医疗卫生等各行各业的电子器件将有广泛的应用前景，还可直接为微型汽车、微型飞机、微型泵等微型机械提供动力。

当前针对微小型转子发动机的研究主要集中在结构与机理研究上，而忽视了对辅助设备的研究。转子发动机与传统的活塞式发动机的进、排气系统有着很大的不同，传统的活塞式发动机有着独立的进、排气门控制系统，可分别控制进、排气的间，转子发动机只能通过调整进、排气口在发动机气缸上的布置位置来调节进、排气的时刻，并且转子发动机的进气布置形式周边进气、端面进气两种，端面进气由于气流的急剧转弯，流体阻力较大，而且端面进气口开启的持续角较小，造成充气系数与平均有效压力较小。

技术实现要素：

针对已有技术中转子发动机存在的端面进气气流的急剧转弯、流体阻力较大、充气系数与平均有效压力较小的问题。本发明公开的一种用于转子发动机的端面进气装置要解决的技术问题是，提供一种结构合理、工作高效的用于转子发动机的端面进气装置，实现降低流体的阻力和提高进气量，从而提高充气系数和平均有效压力。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种用于转子发动机的端面进气装置，包括曲轴、轴承、第一转子、螺栓、前端盖壳、气缸、第四轴承、内齿轮、外齿轮、第五轴承、后端盖、第二转子、第一进气道、第二进气道、第三进气道和燃烧室。前端盖包括前端盖壳和第一转子，第一转子置于前端盖壳内，前端盖壳左、右两侧分别开有第三进气道和第一进气道，第一转子开有第二进气道；所述的轴承包括第一轴承、第二轴承和第三轴承；第一轴承与第一转子配合，第二轴承、第三轴承在左、右两侧分别与前端盖壳配合。曲轴依次通过第四轴承和第五轴承、第一轴承、第二轴承、第三轴承分别与第一转子、前端盖壳、第二转子、后端盖相连接。第一转子和第二转子随着曲轴的转动而转动，并且第一转子与曲轴的转速保持一致，第二转子的转速与曲轴的转速比依据内齿轮、外齿轮的齿数比而定。通过曲轴带动第一转子转动从而使得第一进气道、第二进气道、第三进气道相连通，从而使气体从第三进气道进入燃烧室内。

优选所述的第三进气道位于第一进气道上方，通过第一转子上的第二进气道来控制第二进气道分别与第一进气道、第三进气道连通的时间，来调节转子发动机的充气系数和充气量。

为降低流体的阻力，所述的第二进气道截面优选曲形进气道，通过调节曲形进气道的角度能够调节端面进气阻力，所述的曲形优选1/8圆弧，第一进气道截面优选为矩形。

为提高进气量，所述的第三进气道截面优选出气口大于进气口的梯形，出气口面积是进气口的1.5倍。

为了控制进气时间，优选所述的第二进气道的进气直径大于第一进气道，第二进气道的进气口面积是第一进气道出气口面积的2倍。

所述的第二转子的转速与曲轴的转速比优选第二转子的转速是曲轴的三分之一。

本发明公开的一种用于转子发动机的端面进气装置的工作过程为：曲轴与第一转子一同转动，当第一进气道首先与第二进气道连通，此时第二进气道并未与第三进气道相连通，气体通过第一进气道开始流入第二进气道，随着第一转子的继续转动，第一进气道与第二进气道的连通面积不断增大，进气量也逐渐增大，第一转子的继续转动，第一进气道与第二进气道的连通面积开始减小，从而第二进气道内的气体压力开始升高，第一转子的继续转动，第二进气道与第三进气道相连通，由于第二进气道压力高于第三进气道，大量气体冲入第三进气道和燃烧室，第一转子的继续转动，第二进气道与第三进气道断开连通，随后第一进气道与第二进气道的连通也关闭。

第三进气道进气口面积小于出气口面积，使得气体更顺畅的进入燃烧室内，从而提高发动机的充气系数和减小进气阻力。

第一进气道与第二进气道先连通，而后随着第一转子的继续转动，第一进气道与第二进气道的连通面积不断增大，进气量也逐渐增大，第二进气道内的压力开始增加，第一转子的继续转动，第一进气道与第二进气道的连通面积开始减小，从而第二进气道内的气体压力逐渐升高，第一转子的继续转动，第二进气道与第三进气道相连通，由于第二进气道压力高于第三进气道，大量气体冲入第三进气道和燃烧室，从而保证第二进气道的压力是远大于进气道和燃烧室的气体压力，从而提高发动机的充气系数。

优选所述的第三进气道位于第一进气道上方，第一进气道与第二进气道先连通，随着第一转子的继续转动，第二进气道与第三进气道相连通，第一转子的继续转动，第二进气道与第三进气道断开连通，随后第一进气道与第二进气道的连通也关闭。通过第一转子上的第二进气道来控制第二进气道分别与第一进气道、第三进气道连通的时间，来调节转子发动机的充气系数和充气量。

通过改善第二进气道与第三进气道的气口面积增加了气体的连通时间，从而增加进气口开启的持续角，从而改善充气系数和提高充气量。

有益效果：

1.本发明公开的一种用于转子发动机的端面进气装置，通过机械的方式来调节充气系数，通过控制通道的连通时间和断开时间，能够更好的提高进气量和充气系数，减小整个装置的压力波动。

2.本发明公开的一种用于转子发动机的端面进气装置，由于第二进气道截面为曲形进气道，能够降低流体的阻力，通过调节曲形进气道的角度能够调节端面进气阻力。

3.本发明公开的一种用于转子发动机的端面进气装置，通过改善第二进气道与第三进气道的气口面积增加了气体的连通时间，从而增加进气口开启的持续角，从而改善充气系数和提高充气量。

4.本发明公开的一种用于转子发动机的端面恒压进气装置，能够通过改善充气系数和提高充气量，减少能量的浪费和消耗。

5.本发明公开的一种用于转子发动机的端面进气装置，第一进气道与第二进气道先连通，而后随着第一转子的继续转动，第一进气道与第二进气道的连通面积不断增大，进气量也逐渐增大，第二进气道内的压力开始增加，第一转子的继续转动，第一进气道与第二进气道的连通面积开始减小，从而第二进气道内的气体压力逐渐升高，第一转子的继续转动，第二进气道与第三进气道相连通，由于第二进气道压力高于第三进气道，大量气体冲入第三进气道和燃烧室，从而保证第二进气道的压力是远大于进气道和燃烧室的气体压力，能够通过提高中间气道的压力来更多的气体进入发动机，更好的控制进气量和充气系数，从而改善发动机性能。

附图说明

图1是本发明的一种用于转子发动机的装配图。

图2是本发明的一种用于转子发动机的端面进气装置结构示意图。

图3是本发明的一种用于转子发动机的工作过程结构示意图。

其中：1—曲轴、2—轴承、3—第一转子、4—螺栓、5—前端盖、6—气缸、7—第四轴承、8—内齿轮、9—外齿轮、10—第五轴承、11—后端盖、12—第二转子、13—第一进气道、14—第二进气道、15—第三进气道、16—燃烧室、2.1—第一轴承、2.2—第二轴承、2.3—第三轴承。

具体实施方式

现在结合附图对本发明进行进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1：

如图1、2所示，本实施例公开的一种用于转子发动机的端面进气装置，包括曲轴1、轴承2、第一转子3、螺栓4、前端盖壳5、气缸6、第四轴承7、内齿轮8、外齿轮9、第五轴承10、后端盖11、第二转子12、第一进气道13、第二进气道14、第三进气道15和燃烧室16。前端盖包括前端盖壳5和第一转子3，第一转子3置于前端盖壳5内，前端盖壳5左、右两侧分别开有第三进气道15和第一进气道13，第一转子3开有第二进气道14；所述的轴承2包括第一轴承2.1、第二轴承2.2和第三轴承2.3；第一轴承2.1与第一转子3配合，第二轴承2.2、第三轴承2.3在左、右两侧分别与前端盖壳5配合。曲轴1依次通过第四轴承7和第五轴承10、第一轴承2.1、第二轴承2.2、第三轴承2.3分别与第一转子3、前端盖壳5、第二转子12、后端盖11相连接。第一转子3和第二转子12随着曲轴的转动而转动，并且第一转子3与曲轴1的转速保持一致，第二转子12的转速与曲轴1的转速比为第二转子12的转速是曲轴1的三分之一。

通过曲轴1带动第一转子3转动从而使得第一进气道13、第二进气道14、第三进气道15相连通，从而使气体从第三进气道进入燃烧室16内。

所述的第三进气道15位于第一进气道上方13，通过第一转子3上的第二进气道14来控制第二进气道14分别与第一进气道13、第三进气道15连通的时间，来调节转子发动机的充气系数和充气量。

为降低流体的阻力，所述的第二进气道14截面为1/8圆弧曲形进气道，通过调节曲形进气道的角度能够调节端面进气阻力，第一进气道13截面为矩形。

为提高进气量，所述的第三进气道15截面出气口大于进气口的梯形，出气口面积是进气口的1.5倍。

为了控制进气时间，所述的第二进气道14的进气直径大于第一进气道13，第二进气道14的进气口面积是第一进气道13出气口面积的2倍。

本实施例公开的一种用于转子发动机的端面进气装置的工作过程为：曲轴1与第一转子3一同转动，当第一进气道13首先与第二进气道14连通，此时第二进气道14并未与第三进气道15相连通，气体通过第一进气道13开始流入第二进气道14，随着第一转子3的继续转动，第一进气道13与第二进气道14的连通面积不断增大，进气量也逐渐增大，第一转子3的继续转动，第一进气道13与第二进气道14的连通面积开始减小，从而第二进气道14内的气体压力开始升高，第一转子3的继续转动，第二进气道14与第三进气道15相连通，由于第二进气道14压力高于第三进气道15，大量气体冲入第三进气道15和燃烧室，第一转子3的继续转动，第二进气道14与第三进气道15断开连通，随后第一进气道13与第二进气道14的连通也关闭。

第三进气道15进气口面积小于出气口面积，使得气体更顺畅的进入燃烧室内，从而提高发动机的充气系数和减小进气阻力。

第一进气道13与第二进气道14先连通，而后随着第一转子3的继续转动，第一进气道13与第二进气道14的连通面积不断增大，进气量也逐渐增大，第二进气道14内的压力开始增加，第一转子3的继续转动，第一进气道13与第二进气道14的连通面积开始减小，从而第二进气道14内的气体压力逐渐升高，第一转子3的继续转动，第二进气道14与第三进气道15相连通，由于第二进气道14压力高于第三进气道15，大量气体冲入第三进气道15和燃烧室，从而保证第二进气道14的压力是远大于进气道和燃烧室的气体压力，从而提高发动机的充气系数。

所述的第三进气道15位于第一进气道上方，第一进气道13与第二进气道14先连通，随着第一转子3的继续转动，第二进气道14与第三进气道15相连通，第一转子3的继续转动，第二进气道14与第三进气道15断开连通，随后第一进气道13与第二进气道14的连通也关闭。通过第一转子3上的第二进气道14来控制第二进气道14分别与第一进气道13、第三进气道15连通的时间，来调节转子发动机的充气系数和充气量。

通过改善第二进气道14与第三进气道15的气口面积增加了气体的连通时间，从而增加进气口开启的持续角，从而改善充气系数和提高充气量。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。