一种叶轮式转子发动机的制作方法

本发明涉及转子发动机技术领域，特别涉及一种叶轮式转子发动机。

背景技术：

转子发动机是传统的往复式发动机之外的又一高效动力机械，其由于零部件较少、运转平稳等优点使其被广泛应用在民用和军事上的多个领域。特别是近年来电动汽车和小型无人机的快速发展又给转子发动机的发展带来了新的机遇，这是因为作为增程式电动车核心部件的增程器和小型无人机都迫切需要一种结构紧凑且功重比高的动力装置，而转子发动机特有的优势使其恰好可以满足这一对动力装置的要求。但是，转子发动机各部件的精确加工制造和燃烧效率问题却严重制约了其快速发展。

汪克尔转子发动机由于转子机的四个工作行程总是在缸壁的四个固定部位进行的，导致在缸体和端盖的上的各个部位上的受热和受力情况是很不均匀的，因此缸体必须拥有一定的厚度以保证足够的强度和刚度，三角转子机目前多采用高强度的合金铸铁制成，其内腔通常采用设有加强筋的空心结构。汪克尔转子发动机的缸体内壁和转子轮廓型线是一种特殊的曲线，三角转子机目前多采用外次摆线等距曲线及缸体型线的内包络线。因此，缸体内壁和转子轮廓型面都需要精细的设计与加工，以获得正确和光滑的表面。故缸体与转子在结构上均有很大的改造空间。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种转子发动机，可实现转子发动机进气压缩、燃烧排气过程在不同缸体内进行的一种叶轮式转子发动机，从而提高转子发动机的性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种叶轮式转子发动机，包括第一缸体和第二缸体，所述第二缸体壁面与第二转子形成若干燃烧室；所述第一缸体内部通过第一转子将燃气压缩输送到第二缸体任一燃烧室内做功；所述第二转子与第一转子同轴旋转。

进一步，所述第一转子包括若干叶轮和转动装置，若干所述叶轮在第一缸体内均布，通过转动装置使若干所述叶轮之间的形成的空腔体积发生变化；在若干所述叶轮旋转过程中，任一所述叶轮的至少一端与相邻的叶轮轮廓保持密封接触。

进一步，任一所述叶轮两端分别设有第一密封槽，所述第一密封槽内安装第一波形弹簧，所述第一波形弹簧上安装第一密封件，所述第一密封件与相邻的叶轮壁面接触部分为半弧形。

进一步，所述转动装置包括主齿轮和若干子齿轮，每一所述叶轮通过子轴与子齿轮连接，若干所述子齿轮与主齿轮啮合，且所述主齿轮和若干子齿轮位于第一缸体外部；通过所述第二转子与主齿轮同步旋转，使若干所述子齿轮同步旋转。

进一步，所述第二转子为正多边形或类似正多边形；所述第二转子与第二缸体同轴安装，且在所述第二转子旋转过程中若干燃烧室体积保持不变。

进一步，所述第二转子顶部设有第三密封槽，所述第三密封槽内设有第三波形弹簧，所述第三波形弹簧上设有第三密封件，所述第三密封件与第二缸体内壁接触部分为弧形。

进一步，在靠近排气道的所述第二缸体上设有固定块，所述固定块内孔中安装排气板和方形弹簧，所述方形弹簧一端与排气板一端连接，所述方形弹簧另一端与固定块连接；所述排气板另一端与燃烧室壁面密封接触，通过方形弹簧使排气板在第二转子旋转过程中始终与燃烧室壁面密封接触。

进一步，与燃烧室壁面密封接触的所述排气板另一端上设有第五密封槽，所述第五密封槽底部设有第二波形弹簧，所述第二波形弹簧上安装第二密封件，所述第二密封件与第二缸体内壁接触部分为弧形。

进一步，所述空腔上设有进气道，所述进气道上安装三通换向阀，所述三通换向阀另一端与任一燃烧室连接。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的转子发动机，其弧形转子与圆形缸体设计保证了转子和缸体易于精确加工和打磨，大大降低了设计加工成本。

2.本发明所述的转子发动机，进气压缩与点火排气过程分别在两个缸体内完成，避免了单缸转子发动机在缸体和端盖的上的各个部位上的受热和受力情况不均匀的现象，大大延长了转子发动机使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述的转子发动机结构图。

图2为本发明所述的第一缸体结构图。

图3为本发明所述的第一转子结构图。

图4为图3的局部放大图。

图5.1-图5.4为本发明所述的第一转子工作过程图。

图6为本发明所述的第二缸体结构图。

图7为图6的局部放大图。

图8为图6的局部放大图。

图中：

1-第一端盖；2-螺丝；3-固定板；4-叶轮；5-安装孔；6-子轴；7-子齿轮；8-垫片；9-主齿轮；10-主轴；11-第一密封槽；12-第一波形弹簧；13-第一密封件；14-第二密封槽；15-进气道；16-第二缸体；17-第二端盖；18-第二转子；19-第三密封槽；20-第三波形弹簧；21-第三密封件；22-第四密封槽；23-火花塞；24-排气道；25-排气板；26-第五密封槽；27-第二波形弹簧；28-第二密封件；29-方形弹簧；30-固定块；31-混合气通道；32-三通换向阀。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的转子发动机，包括第一缸体和第二缸体16，所述第二缸体16壁面与第二转子18形成若干燃烧室；所述第一缸体内部通过第一转子将燃气压缩输送到第二缸体16任一燃烧室内做功；所述第二转子18与第一转子同轴旋转。

如图2所示，两个第一端盖1通过螺丝2和固定板3固定在所述第一转子两侧构成第一缸体；如图3所示，所述第一转子包括若干叶轮4和转动装置，若干所述叶轮4在第一缸体内均布，通过转动装置使若干所述叶轮4之间的形成的空腔体积发生变化；在若干所述叶轮4旋转过程中，任一所述叶轮4的至少一端与相邻的叶轮4轮廓保持密封接触。所述叶轮4至少3个，图3给出的实施例为所述叶轮4为4个，所述叶轮4中心位置设有安装孔5，所述安装孔5穿入所述子轴6，所述子轴6穿过端盖上的预留孔，所述子轴6的另一端与子齿轮7连接，所述子齿轮7与所述第一端盖1之间设有垫片8，所述子齿轮7与所述主齿轮9相互啮合，所述主齿轮9与所述主轴10无滑动连接，所述主齿轮9与所述第一缸体同心安装，主齿轮9的转动带动四个子齿轮7转动，四个子齿轮7转动带动四个叶轮4转动，四个叶轮4转动的过程中形成一个体积变化的且闭合的缸室进而压缩混合气，如图5.1-图5.4所示。

如图4所示，所述叶轮4两端分别设有第一密封槽11，所述第一密封槽11内安装第一波形弹簧12，所述第一波形弹簧12上安装第一密封件13，所述第一密封件13与叶轮4壁面接触部分为半弧形，从而既可以保证四个叶轮相互转动，又可以保证缸室的径向密封，所述叶轮4两端面设有若干第二密封槽14，所述第二密封槽内安装密封条，从而保证第一转子的端面密封，所述进气道15同心地安装在所述第一缸体中间。

如图6、图7和图8所示，所述第二转子18为正多边形或类似正多边形；所述第二转子18与第二缸体16同轴安装，且在所述第二转子18旋转过程中若干燃烧室体积保持不变。所述第二缸体16为圆形，第二端盖17通过螺丝固定在所述第二缸体16两侧，所述第二转子18同心地安装在所述第二缸体16内，所述第二转子18为等宽三角形结构，所述第二转子18与所述主轴10连接，等宽三角形结构的所述第二转子18的边长为弧形。所述第二转子18顶部设有第三密封槽19，所述第三密封槽19内设有第三波形弹簧20，所述第三波形弹簧20上设有第三密封件21，所述第三密封件21与第二缸体16内壁接触部分为弧形。在靠近排气道24的所述第二缸体16上设有固定块30，所述固定块30内孔中安装排气板25和方形弹簧29，所述方形弹簧29一端与排气板25一端连接，所述方形弹簧29另一端与固定块30连接；所述排气板25另一端与燃烧室壁面密封接触，通过方形弹簧29使排气板25在第二转子18旋转过程中始终与燃烧室壁面密封接触。与燃烧室壁面密封接触的所述排气板25另一端上设有第五密封槽26，所述第五密封槽26底部设有第二波形弹簧27，所述第二波形弹簧27上安装第二密封件28，所述第二密封件28与第二缸体16内壁接触部分为弧形。所述第二转子18与第二缸体16所构成的缸室为弧形，弧形的缸室设计有利于排气板25强制排出废气。所述第二转子18两端面设有若干第四密封槽22，所述第四密封槽22内安装密封条，所述火花塞23安装在所述第二缸体16上，用于爆燃燃烧室。

如图1所示，还包括混合气通道31和三通换向阀32，进气道15上安装所述三通换向阀32，所述混合气通道31另一端通过混合气通道31与任一燃烧室连通。所述三通换向阀32可自动调节进气道15和混合气通道31的开闭，进而周期性地调节进气和压缩气的流通。

具体工作过程为：主齿轮9转动带动四个子齿轮7转动，四个子齿轮7转动带动四个叶轮4转动，四个叶轮4转动的过程中相互之间形成一个体积变化的且闭合的空腔，当空腔体积由零逐渐变大时，在三通换向阀32的控制进气道打开，混合气通道31关闭，直到空腔体积变化到最大进气阶段结束。当空腔的体积由最大逐渐变小时，在三通换向阀的控制下混合气通道31打开，进气道关闭，直到空腔体积变化到零压缩阶段结束。压缩阶段结束以后，混合气被压缩到第二缸体16的燃烧室内，燃烧室内的压缩气体在火花塞23的作用下燃烧膨胀，进而驱动第二转子18转动并向外输出功。当第二转子18的顶点经过排气口时，高压的废气在压力的作用下自动从排气道排出，排气板在方形弹簧29的作用下沿着弧形的缸室壁运动，从而强迫将无法在压力所用下排出的废气排出。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。