专利名称：转子式内燃机的制作方法
一、发明名称转子式内燃机二、发明所属技术领域内燃机三、现有技术简介现有内燃机通常为往复式，由往复运动的活塞带动曲轴旋转发出功率，因而不可避免的有很大的惯性力损失及内摩擦损失，在转速为设计转速1.5倍时，有效功率会降为零。三角形转子的内燃机则有较大的偏心运动，在高速运转时振动较大。这些缺点使他们的发展受到很大的限制。
四、发明的目的提出一种新型的转子式内燃机，可以高速运转，用较小的体积能发出较大的功率。
五、发明的内容1、内燃机的工作原理和现在流行的往复式内燃机最突出的不同之处，转子式内燃机是一个完全以其中的转子以旋转方式实现内燃机中所必需的吸气、压缩、燃烧膨胀及排气四个冲程的内燃机。在内燃机中，各个转子只按一个方向转动，在各个转子间不发生相对运动，因而可消除现有的往复式内燃机中由惯性力所产生的功率损失。在各个转子和外壳间没有明显的摩擦，因而也不会发生大的摩擦损失。由于以上两个方面所特有的优点，可使内燃机具有较高的机械效率，可用较高的转速，用较小的体积发出较大的功率及有较高的使用寿命。
内燃机的构造包括有一个在二端带有突出的头部的大转子，二个具有开口的小转子，其中一个是燃烧转子，一个是隔断转子，一个机壳，包括一个内面是大园及二个率园的外壳和二个结构型式相同的侧板，在侧板上安设转子用的轴承。此外是喷油系统，冷却水系统，一个启动用电动机。内燃机的功率由一个很短的直轴传出。整个内燃机只有少量的部件，结构外型简单，因而也便于制造安装和修理。
内燃机是依靠在外壳外设置的三个齿轮使大转子和小转子同步转动，从而在大转子头部、大转子外园、小转子外园和机壳和侧板间形成内燃机的气缸，使内燃机在每转半周时能同时发生吸气、压缩、燃烧膨胀及排气四个冲程。由于有二个转子头，因而在每转一周时可完成二次吸气、压缩、燃烧膨胀、排气，使其具有四冲程往复式内燃机的作用，但有更均衡的作用力及较大的功率。可广泛应用于汽车、火车、轮船、坦克、舰艇中。
内燃机的工作原理示于
图1。图中，1为大转子，2为燃烧转子，3为隔断转子，4为机壳，5为直轴，6为喷嘴，7为火花塞，8为吸气口，9为排气口。大转子旋转方向为逆时针方向，小转子为顺时针方向。由图可知，在一个大转子头部的后部为在吸气状态，前部为在压缩状态，另一个大转子头部的后部为在燃烧膨胀状态，前部为在排气状态。空气由前一个大转子头部吸入后，由继续转到的后一个头部压缩，在压入燃烧转子后喷入燃料燃烧膨胀，并推动该头部向前运动，使内燃机发出功率。
利用现在申报专利所提出的用转子的旋转方式使内燃机工作的方法，可以设计出一系列具有各种出力的内燃机，并可变化为具有三个头部的大转子和四个小转子以至有更多的大转子头部和更多小转子的内燃机，可使内燃机在每转一周有6次燃烧膨胀作功或更多的作功，可得到更均衡的作用力和更大的功率。
2、转子式内燃机的设计特点内燃机是以最常用的球墨铸铁进行设计。一个最突出的特点是在内燃机中设有一个内循环的冷却系统，用水对机体各部件进行冷却。叶轮的叶片角度可随转速自动改变。外部则设置一个常用的循环冷却系统，用散热器和风扇将内燃机中的热量散发到大气中。内循环的水是在侧板上开孔，将热水引出到外部的循环冷却系统冷却再送入内燃机中。由于此一独特构思，可使各个部件只有很小的热膨胀。机壳则用排气加热，使内燃机可在低气温下运用。
内燃机的轴承是用油润滑，并对机内一些部件用油润滑。润滑油同被送到外部的冷却系统中冷却并重复使用。
为了使内燃机具有必要的气密能力，及不发生大的内部摩擦，要求对大转子的外园、大转子头部型线、小转子的外园及开口型线、外壳和侧板内表面及侧板上三个开孔进行必要的精加工。
大转子和小转子的外园是按光滑的园柱面设计，在三个园柱面间只有微米级的间隙。也可设计成在大转子外园周和小转子园周上作成渐开线的直齿的设计型式，利用直齿间的啮合防止气体泄漏。
为了防止在大转子、小转子和机壳间发生泄漏，在大转子、小转子肩上设有密封环。
燃油是在压缩冲程后阶段喷入。燃油喷嘴是设在机壳的一侧，并使油成扇形喷入燃烧转子的内部空腔。由于喷径长，可使喷入的燃料油充分地播散和气化，可提高燃烧效率。为了确保在规定的时间内点燃，设有火花塞。
大小转子的轴承是按球轴承设计，也可进一步改为其他轴承，降低内燃机的造价。
3、转子式内燃机的功率在本专利申请中提出一个200型的设计图2及图3。其中，1为大转子，2为燃烧转子，3为隔断转子，4为机壳，5为直轴，6为喷嘴，7为火花塞，8为吸气口，9为排气口，10为叶轮，11、12为球轴承，13、14为齿轮。内燃机的大转子直径为200mm，小转子直径为100mm，机壳宽度为100mm。
燃料为柴油，成分为C＝86.5%，H＝12.5%，O＝1%。压缩比p＝15，过量空气系数a＝1.5，进口空气压力Po＝1.033kgf/cm2，空气温度To＝283°K，废气温度Ta＝800°K。经计算，示功图的平均压力为Pi＝8.2kgf/cm2。
设内燃机的机械效率为0.9，有效压力为Pe＝0.9＊8.2＝7.38kgf/cm2设内燃机转速n＝2000r.p.m.，内燃机的指示功率为
Ni＝ (2·Pe·f·s·n)/(100·60·75)＝ (2＊7.38＊5＊10＊30＊2000)/(100＊60＊75)＝98.4HP使用适合的单列向心推力球轴承，经计算可使内燃机转速达到n＝4200r.p.m.，内燃机的指示功率将为Ni＝206.6HP冷却水温度为60～90℃，散热损失约6HP。
内燃机的启动按n＝60r.p.m.设计，启动电动机约2.5kw。
内燃机的最大功率只受轴承的极限转速限制，在采取有效的润滑措施及其他措施时，可使极限转速提高。若转速能提高到n＝6000r.p.m.或更高时，同样一个200型内燃机所能发出的功率将达300HP及以上，远大于现在一般轿车发动机的功率。
六、发明和现有技术相比的优点和积极效果
1、内燃机只有少量的部件，结构外型简单，因而也便于制造、安装和修理。
2、内燃机在运转时没有惯性力的损失，内摩擦损失也较小，机械效率可达0.9以上，能耗将较小。
3、内燃机的最大功率只受轴承的极限转速的限制，在轴承较好和采取有效的润滑措施时可使极限转速提高，可提高内燃机的转速，用较小的内燃机可发出较大的功率。
七、实现的最好方式由生产厂接产。
权利要求
1.技术特征1，在内燃机中设一个在二端带有突出的头部的大转子，二个具有开口的小转子，其中一个燃烧转子、一个隔断转子，一个机壳。在机壳上安设轴承。一个喷嘴。在大转子每转一周时可完成二次吸气，压缩，燃烧膨胀，排气四个冲程。由于各个转子只按一个方向转动，因而不会产生惯性力的损失。内摩擦损失也较小。机械效率可达0.9以上。2、在内燃机中设有一个内循环的冷却系统，用水对机体各部件进行冷却。叶片的角度可随转速自动改变。外部则设置一个常用的循环冷却系统，用散热器和风扇将内燃机中的热量散发到大气中。内循环的水是在机壳侧板上开孔，将热水引出到外部的循环冷却系统冷却再送入内燃机中。由于此一独特构思，可使各个部件只有很小的热膨胀，在转子间只需留出微米级的间隙。3、内燃机的最大功率只受轴承的极限转速的限制，在轴承较好和采取有效的润滑措施时，可使内燃机转速高达n=4000～6000r.p.m.及以上。一个大转子直径为200mm的JH型转子式内燃机可发出200～300HP的功率。
2.请求保护范围1、使用带头部的大转子、带有开口的燃烧转子、隔断转子以旋转方式在转动时同时实现内燃机所必需的吸气、压缩、燃烧膨胀、排气四个冲程的技术。2、在内燃机中设有一个内循环的冷却系统，用水对机体各部件进行冷却。叶片的角度可随转速自动改变。使各个部件只有很小的热膨胀的技术。3、用现在申报专利所提出的用转子的旋转方式使内燃机工作的方法，设计出一系列具有各种出力的JH型内燃机，及变化为具有三个头部的大转子和四个小转子，以至有更多的大转子头部和更多小转子的内燃机的技术。4、利用排气使机壳加温，减少机壳和机内各个部件间的热胀差的技术。
全文摘要
在内燃机中设一个在二端带有突出的头部的大转子，二个具有开口的小转子，其中一个燃烧转子、一个隔断转子，一个机壳，在机壳上安设轴承、一个喷嘴。用水对机体各个部件进行冷却，在大转子每转一周时可完成二次吸气、压缩、燃烧膨胀、排气四个冲程。由于各个转子只按一个方向转动，因而不会产生惯性力的损失，内摩擦损失也较小，机械效率可达0.9以上。在轴承较好和采取有效的润滑措施时，可使内燃机转速高达n＝4000～6000r.p.m.及以上。一个大转子直径为200mm的JH型转子式内燃机可发出200～300HP的功率。
文档编号F02B53/02GK1107548SQ94108750
公开日1995年8月30日 申请日期1994年7月26日 优先权日1994年7月26日
发明者黄伟谋, 黄健华 申请人:黄伟谋, 黄健华