分工式转子发动机的制作方法

文档序号:10549961阅读:416来源:国知局
分工式转子发动机的制作方法
【专利摘要】分工式转子发动机是通过压缩系统的转子压缩空气,再将压缩空气排入做功系统进行做功,转子转一周发动机做功一次,压缩系统的气缸容积可以设计的比做功系统的容积大,从而增大做功系统的进气量,替代涡轮增压技术,且没有涡轮增压技术加速延迟的缺陷,在集成了刹车储能系统后,能在发动刹车和减速时回收车辆的动能,并将其通过压缩空气储存起来,在车辆重新加速或启动时,可以直接利用这些压缩空气对车辆进行加速或直接启动并使发动机加速,在道路和交通状况差时,能显著降低油耗;分工式发动机的零部件少,结构简单,气缸主要零部件表面多为圆形或平面结构,便于加工制造;本发明提供了多种实现方案,使其设计更为灵活。
【专利说明】
分工式转子发动机
技术领域
[0001 ]本发明属于发动机领域,特别涉及一种转子发动机。
【背景技术】
[0002]由于转子发动机的诸多优势,将活塞的直线往复运动转化为连续的圆周运动是本领域的技术人员一直希望完美解决的问题。现在的发动机在刹车和减速时车辆动能无法得到回收,降低了燃料的利用率;现在的发动机在城市道路拥堵或等红绿灯的情况下,发动机依然运转,增大了燃油消耗和尾气排放,在发动机停止运转再重启时,无法立即启动和快速加速,从而造成不便;现在的发动机为增大功率和燃烧室的通气量所采用的涡轮增压技术具有加速延迟,同时也使发动机的结构变得复杂,维修率高。

【发明内容】

[0003]有鉴于此,本发明旨在提出一种新型的转子发动机,对于如何将活塞的往复运动转化为连续的圆周运动提出了新的方法;与现有的发动机相比,本发明所采用的结构能够增大燃烧室的进气量,从而替代涡轮增压技术;本发明具有刹车储能系统,能够通过压缩空气来回收并储存发动机在刹车或减速时车辆的动能,停车后发动机可以暂时熄火,在发动机重新启动时,可以利用这些储存的能量快速启动并加速。
[0004]为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
分工式转子发动机,其包括做功系统,压缩系统;
做功系统包括:气缸、转子、活动塞、喷油器;
压缩系统包括:气缸、转子、活动塞;
做功系统和压缩系统的转子都具有凸起结构;
连接做功系统、压缩系统以及控制做功系统和压缩系统之间空气流动的输气系统; 做功系统和压缩系统的活动塞都有活动塞控制系统或装置来控制其运行;
进一步的,上述分工式转子发动机的压缩系统的气缸可以设计为比做功系统的气缸的容积大,以增大做功系统的进气量。
[0005]进一步的,上述分工式转子发动机的连接做功系统气缸和压缩系统气缸的输气系统由管道、阀门控制杆、位于管道上的阀门,以及控制阀门控制杆运动的装置组成。
[0006]进一步的,上述分工式转子发动机的连接做功系统气缸和压缩系统气缸的输气系统由活动塞、控制活动塞运行的装置组成,输气系统的活动塞控制阀门的运行。
[0007]
进一步的,上述分工式转子发动机还包括刹车储能系统,其包括:气缸,活塞杆,储气齿轮组,连接储气气缸与压缩系统的气缸和做功系统的气缸的管道,控制发动机进行储气或排气工作的储气控制系统。
[0008]本发明是由压缩系统的转子在转动时通过其最高位置与活动塞压缩空气,在空气压力达到最大时,在输气系统的配合下将压缩空气排入做功系统,压缩空气与燃料混合后,在做功系统活动塞、做功系统转子和气缸形成的燃烧室内燃烧,推动做功系统的转子对外做功。
[0009]对于结合了刹车储能系统的方案,在刹车或减速时,转子发动机的压缩系统可以将车辆的动能通过压缩空气的方式储存在刹车储能系统的气缸内,当车辆重新启动或加速时,可以直接将刹车储能系统的气缸内的压缩空气排入做功系统用来做功或仅利用其势能对车辆进行加速。其具体工作方式将会在下文借助附图和零件编号进行详细说明。
[0010]本发明所提出的分工式转子发动机,对如何将活塞的往复运动转换为连续的圆周运动提出了新的方法,在不使用涡轮增压的情况下,可以增大发动机燃烧室的进气量;转子转一周,发动机做一次功,因此功率密度大;本发明具有的刹车储能系统,能够在刹车或减速时回收车辆的动能,在车辆重新启动或加速时,利用这些能量直接对车辆进行加速,这在城市道路拥堵或等红灯的情况下,减少发动机的空烧和刹车减速时的能量损失,同时也减少了尾气排放,并实现了发动机的快速启停。
【附图说明】
[0011]本发明提出了5种方案,在5种方案的附图中,对于相同的部件或许会使用相同的编号,为方便说明,一些零部件的不同位置也会有编号。
[0012]在部分附图中,喷油器或没有示出,喷油器的位置在做功系统气缸上做功系统的转子的最高位置刚转过活动塞时所处的位置,此时活动塞、转子、气缸形成了燃烧室,喷油器的位置也可以在做功系统的进气阀门附近。
[0013]图1为方案I的整体结构图;
图2A为方案I的中间部分放大图(为方便显示其结构,隐藏了部分零件结构,下同);
图2B为方案I的做功系统内部结构图(以做功系统一侧为视角,为显示做功系统的内部结构,隐藏部分零件以免遮挡,下同);
图2C为方案I的压缩系统的内部结图(以压缩系统一侧为视角,隐藏部分零件);
图2D为方案I的刹车储能系统(储气气缸未显示)的结构图,以及其与发动机的结构关系,也可以视为本发明解释刹车储能系统的与发动机配合关系的结构图;
图3A为方案I的输气系统的透视图;
图3B为本发明的储气齿轮组的结构图;
图3C为本发明的储气齿轮组的结构图(另一视角);
图4A为方案I的部分零件的透视图;
图4B为方案I的部分零件的透视图;
图4C为阀门控制杆的结构图;
图5为方案2的整体结构图;
图6A为方案2的做功系统内部结构图(以做功系统一侧为视角);
图6B为方案2的压缩系统内部结构图(以压缩系统一侧为视角);
图6C为方案2的部分区域的另一视角的结构图;
图7为方案3的整体结构图;
图8A为方案3做功系统内部的结构图(以做功系统一侧为视角);
图SB为方案3压缩系统内部的结构图(以压缩系统一侧为视角); 图SC为方案3部分区域(另一视角)的结构图;
图9为方案4的整体结构图(以做功系统一侧为视角);
图1OA为方案4的压缩系统一侧视角的结构图;
图1OB为方案4的做功系统的内部结构图(以做功系统一侧为视角);
图1OC为方案4的转角油缸533的分解图;
图11为储气齿轮组的另一个方案;
图12为方案5的整体结构图;
图13A为方案5的刹车储能系统的结构图;
图13B为方案5的活动塞处的剖面图;
图13C为方案5的部分区域的放大图。
【具体实施方式】
[0014]在本发明中,各个方案相同用途的部件和系统会有不同的实施例,对方案1-方案5的描述,除了描述各个方案本身的内容,还包括本发明各功能部件和系统的不同实施例的结构及工作方式,这些功能部件的实施例在本领域的技术人员不付出创造性劳动的情况下,可以应用到其它方案中,例如方案2和方案3具有不同的转子结构,但方案3的转子结构同样可以应用在方案2中,由此组合得出的新的技术方案都属于本发明的保护范围。
[0015]本发明的所有技术方案,在描述时都是以做功系统一侧为视角时,发动机的转子逆时针转动,以压缩系统一侧为视角时,发动机的转子顺时针转动为基础进行的。
[0016]在方案I中,做功系统气缸由缸环101、侧盖103、侧盖104构成,压缩系统气缸由缸环102、侧盖105、侧盖106构成,做功系统的转子107和压缩系统的转子108通过转子轴111固定连接,转子轴111上有伞齿轮1141和伞齿轮1151,伞齿轮1141和伞齿轮1142啮合,伞齿轮1151和伞齿轮1152啮合,伞齿轮117和伞齿轮1142在同一个轴上。如图3A所示,零件118上安装有凸轮1181和偏心齿轮1182、偏心齿轮1183,凸轮1181和偏心齿轮1182通过轴固定连接,零件119上安装有凸轮1191和偏心齿轮1192、偏心齿轮1193,凸轮1191和偏心齿轮1192通过轴固定连接。转子107在转动时通过转子轴111带动转子108,同时带动伞齿轮1142,最终通过伞齿轮117分别带动偏心齿轮1183和偏心齿轮1193,再通过偏心齿轮1182和偏心齿轮1192带动凸轮1181和凸轮1191,并通过凸轮1181和凸轮1191控制活动塞109和活动塞110。如图2B和图2C所示,转子107具有最高位置1074,转子108具有最高位置1084,最高位置1074和最高位置1084随转子进行转动,在其分别转至活动塞109和活动塞110时,活动塞109和活动塞110会在凸轮1181和凸轮1191的作用下向外运动,使最高位置1074和最高位置1084能够通过而不被阻挡,当最高位置1074和最高位置1084分别转过活动塞109和活动塞110后,活动塞109和活动塞110会随凸轮1181和凸轮1191的转动并在外部弹簧(图中未示出)的推力下向内运动。做功系统的转子的最高位置1074从开始到完全转过活动塞109所转过的角度(根据最高位置1074和活动塞109的宽度计算,这个角度约为25°C),要比凸轮1181从刚开始顶起活动塞109到完全放下活动塞109所转过的角度小(这个角度约为150°C),由于凸轮1181和转子107的转动周期相同,为使转子107的最高位置1074从即将接触到完全转过活动塞109的时间和凸轮1181从顶起到放下活动塞109的运动时间相同,通过偏心齿轮1183的长内径侧(边缘到转动轴的距离最长的一侧,短内径侧则相反)和偏心齿轮1182的短内径侧啮合(当凸轮1181完全将活动塞109顶起时为此种啮合状态),此时能使凸轮1181的转速大大高于转子107的转速(角速度,下同),从而使凸轮1181从顶起到完全放下活动塞109的时间(此时凸轮转动角度约为150 °C)和转子107的最高位置1074完全转过活动塞109的时间(此时转子的转动角度约为25°C)相同。零件1191和零件1192的工作原理也是如此,此处不再赘述。
[0017]如图2B、图3A、图4A所示,压缩系统的转子108转动压缩空气,当空气压力达到最大时,阀门控制杆113向左移动(如图3A),阀门1132打开,压缩空气通过管道112,、阀门1131进入做功系统,此时做功系统的转子的最高位置1074刚转过活动塞109,随着转子的转动,压缩空气全部被排入做功系统,然后阀门控制杆113向右移动,同时喷油器100也可以开始工作,向燃烧室内喷入燃料,然后发动机开始点火做功。如图4B所示,阀门控制杆113的两端为锥形结构,如图4A所示,阀门1131和阀门1132为侧盖104和侧盖105上的锥形孔,当阀门控制杆113向左或向右移动移动时,阀门1131和阀门1132会同时打开或关闭,通过阀门1131和阀门1132将压缩空气排入燃烧室。
[0018]对于阀门控制杆的工作方式,阀门1131和阀门1132通过输气管112连接,输气管112在中间处有一U形弯曲,阀门控制杆113在输气管112内部,并在U形弯曲处有外露部分,阀门控制杆113上有控制部件1133,还有对阀门控制杆113施加向压缩系统方向的作用力的弹簧(图中未示出)。如图2A所示,零件120上安装有两个偏心齿轮和凸轮1201,对于零件120的偏心齿轮和凸轮1201的工作方式和原理与零件118、偏心齿轮1182、偏心齿轮1183类似,转子轴111带动伞齿轮1151、伞齿轮1152,最终通过两个啮合的偏心齿轮作用于凸轮1201,凸轮在转动时能将控制部件1133顶起,从而控制阀门控制杆113的移动以及阀门1131和阀门1132的开关。
[0019]对于刹车储能系统的工作方式,如图2D、图3B、图3C所示。由转子轴111带动伞齿轮1153对刹车储能系统提供动力,伞齿轮1153与推力轴承I的一面固定结合,伞齿轮1153与轴2非固定结合,能够在推力轴承I的作用下进行短距离的轴向滑动,以控制伞齿轮1153与伞齿轮1151是否啮合,推力轴承I的另一面与轴承控制装置(图中未示出)结合,从而能够控制伞齿轮1153的前后滑动,轴承控制装置可以为液压系统等能提供水平推力的结构,当伞齿轮1153向前滑动与伞齿轮1151啮合时,刹车储能系统进入工作状态。轴2带动齿轮5、齿轮6、齿轮7、齿轮8、齿轮9进行工作,离合装置14随轴3转动,但能在离合控制装置A(图中未示出)的作用下进行短距离的轴向滑动,控制其与齿轮8结合或分离,从而控制轴3到齿轮8的动力传送,。如图3B所示,齿轮8右侧有棘轮10,以轴2所在位置为视角,棘轮10的内轮11相对外轮只能做顺时针转动,棘轮10的外轮与棘轮控制装置(图中未示出)结合,并能在棘轮控制装置的控制下进行轴向移动,以控制其内轮11与齿轮8的结合或分离从而控制其运动(内轮11有类似离合装置的功能)。齿轮9的内部为棘轮结构,具有内轮13和外轮,外轮与齿轮9结合(或为同一结构),内轮13与轴4结合,以轴2—侧为视角,内轮13相对外轮(或齿轮9)只能做顺时针运动,齿轮9的右侧有离合装置12,离合装置12能在离合控制装置B(图中未示出)的作用下进行轴向移动,从而使其能够与齿轮9结合或分离,从而控制其转动,(对于离合控制装置B,可以安装在齿轮8上,或与棘轮10使用同一离合装置)。对于离合控制装置A和离合控制装置B的实现方式,可以使用电磁技术(电磁铁)实现,或者使用液压系统,使用4个液压油缸,2个为主动油缸,另外2个为被动油缸,2个被动油缸的活塞与离合装置(离合装置12和离合装置14)结合,为其提供控制所需是推力,另2个主动油缸的活塞的滑块与转子轴连接的控制轮上的凸起结构(或凹陷结构)(图中未示出)或位于转子上的凸起结构共同作用,两个主动油缸分别通过管道连接其中一个被动油缸,当转子转动时,凸起结构会顶起主动油缸的滑块和活塞,将压力通过管道传送到被动油缸,然后被动油缸的活塞便能够为离合装置提供推力。主动油缸连接控制装置C(图中未示出),使其能够进行移动,从而控制其滑块是否受凸起结构的作用,进而控制储气齿轮组在刹车储能系统的进气和排气过程。这种方案的离合控制装置的结构和工作方式会在下文有应用案例的附图和说明。对主动油缸起作用的凸起结构可以设置在能够与转子同步运动的任何位置,例如转子本身或下文要进行说明的控制轮。
[0020]如图11所示为储气齿轮组的另一种方案,伞齿轮1153与伞齿轮1151啮合,轴2断开为两段分段轴,其上有单齿轮22,其上有齿23,和控制轮24(其上有齿25,可以视为一个单齿轮)分别位于轴2断开处的两端,单齿轮22和推力轴承21结合,推力轴承21与控制装置结合,从而能够控制单齿轮22进行轴向移动,当单齿轮22在推力轴承21的控制装置的作用下向右移动,齿23便能和控制轮24的齿25啮合,使单齿轮22带动控制轮24转动。(使用单齿轮22和控制轮24进行动力传送是为了使发动机的转子108在压缩并向气缸11排气的过程中与离合控制装置进行动作同步,防止空气在压力未达最大时便向气缸11排气)。离合控制装置A由油缸28和油缸30组成,离合控制装置B由油缸26和油缸31组成,油缸28和油缸30、油缸26和油缸31之间由油管连接(图中未示出),控制轮上有凸起结构27 (此处图中为凹陷结构,名称和结构不同)和凸起结构29,油缸26和油缸28活塞上有滑块,凸起结构27和凸起结构29通过对滑块的对活塞产生压力。油缸26和油缸28为主动油缸,油缸26和油缸28都连接控制装置C(图中未示出),控制装置C能够控制油缸26或油缸28进行前后移动,从而控制其滑块是否受凸起位置27和凸起位置29的作用,进而控制刹车储能系统的进气过程和排气过程。油缸26的滑块受到凸起位置27的作用其内的压力增大,并通过油管将压力传送到油缸31,油缸31的活塞推动离合装置12对齿轮9的运动进行控制,油缸28和油缸30(离合控制装置A)的工作原理相同。
[0021 ]刹车储能系统是在发动机刹车或减速时发挥作用,将车辆的动能通过压缩空气储存起来。阀门127有3种状态,如图2A所示,状态I能使输气管112的U形弯曲的两侧(以阀门127为分隔处的两侧,下同)连通,并阻断输气管112和储气管126,状态2能使输气管112的U形弯曲的两侧阻断,并连通U形弯曲的右侧和储气管126,状态3能使输气管112的U形管的两侧阻断,并连通U形弯曲的左侧和储气管126。具体工作方式为:当车辆刹车或减速时,做功系统的活动塞109被凸轮1181顶起后暂时被锁定,刹车减速停止前不会向内运动,轴承控制装置推动推力轴承I,使伞齿轮1153与伞齿轮1151啮合,使刹车储能系统进入工作状态,阀门127切换到状态2,压缩系统转子108转过活动塞110并压缩空气,当空气压力达到最大时,零件120的凸轮通过控制部件1133将阀门控制杆113顶起,使阀门1132打开,转子108继续转动,将压缩空气通过输气管112(阀门127—侧,靠近压缩系统气缸的一端的一部分输气管)和储气管126排入气缸11 ο同时,棘轮控制装置使棘轮10的内轮11与齿轮8分离,解除其对齿轮8的控制,并在刹车或减速结束前一直保持这种状态,控制装置C使离合控制装置B的主动油缸向前移动使其能够受到控制轮的凸起结构的作用,(同时控制装置C使离合控制装置A的主动油缸向后移动使其脱离控制轮的作用),控制轮的凸起结构通过与转子的同步转动,开始作用于离合控制装置B和其主动油缸,由于凸起结构27为凹陷结构,在油缸26转至凸起结构27时,其滑块受力减小并向控制轮方向移动,离合控制装置B的被动油缸的活塞向远离齿轮9的方向移动,使离合装置12与齿轮9分离,此时齿轮9会随轴4的转动而转动,使活塞杆10随齿轮9的转动而向下移动,同时气缸11容积会随转子108的转动而增大,以容纳压缩系统排入的空气。在排气结束后,控制轮的凸起结构27也会转过油缸26的滑块,并将其顶起,最终使离合装置12与齿轮9结合,使其停止运动。至此刹车储能系统完成了一个储气工作循环,随着转子108的转动,开始下一个储气工作循环,直到刹车或减速结束。
[0022]当车辆要使用气缸11内的压缩空气进行重新启动或加速时,刹车储能系统的工作过程为:阀门127切换至状态3,棘轮控制装置使棘轮10向靠近齿轮8的方向移动,使棘轮10的内轮11对齿轮8的运动进行控制,同时控制装置C使油缸26向远离控制轮的方向移动,使其脱离控制轮的作用,使油缸28向靠近控制轮的方向移动,使其能够受到控制轮的作用,发动机的启动装置先带动发动机进行短暂的运转,压缩系统的活动塞110在被凸轮1191顶起后暂时被锁定,刹车储能系统停止工作以前不会向内运动,同时活动塞109解除锁定,在转子107的最高位置1074转过活动塞109时,凸起位置29也开始与油缸28的滑块接触并将其顶起,油缸28的压力增大,并将压力传送到油缸30,然后油缸30的活塞推动离合装置14并使其与齿轮8结合,齿轮8便会随轴3—起转动,带动活塞杆10向上运动,活塞杆10随着转子107—起转动,气缸11内的压缩空气排入燃烧室,随着控制轮的转动,凸起位置29转过油缸28的滑块,油缸28的滑块受到的推力减小,向控制轮移动,并使油缸30的活塞对离合装置14的推力减小,离合装置14与齿轮8分开,活塞杆10停止运动。至此,刹车储能系统完成了一个排气工作循环,同时随着转子108和控制轮的转动,开始下一个工作循环。直到气缸11的空气耗尽。
[0023]当车辆停止后,可以先使用发动机的启动装置先使做功系统的转子的最高位置先转过活动塞,在发动机使用去11储存的压缩空气时,能够更加直接。
[0024]在本发明的方案2中,如图5所示,做功系统气缸由侧盖203、侧盖204、缸环101,组成,压缩系统气缸由侧盖204、侧盖205、缸环102组成,如图6B、图6C所示,做功系统的转子207、压缩系统的转子208分别具有最高位置2074、最高位置2084,两个转子通过转子轴111连接,同时做功系统和压缩系统分别具有活动塞209和活动塞210,活动塞209和活动塞210外部(远离转子的一端)有弹簧或其他弹性装置(图中未示出),对其提高向内的推力,方案2同样是通过压缩系统的转子208在转动时和活动塞210压缩空气,再将压缩空气排入做功系统做功。方案2通过活动塞206控制的阀门来控制压缩系统向做功系统的排气,具体工作过程为:转子轴111带动链轮211、链条213、链轮212,最终带动零件214,零件214由零件2141,零件2142构成,零件2141由凸轮、轴、偏心齿轮构成,零件2142由偏心齿轮、轴构成,零件2142的轴与侧盖203的固定结构2031结合,使零件2142的轴被固定,零件209的两个偏心齿轮(零件2141和零件2142的偏心齿轮)的工作原理和方案I中偏心齿轮的工作原理相同,是为了能够使活动塞206被顶起(阀门打开)的时间能够和压缩系统的排气过程同步,当压缩系统的空气压力达到最大时,零件2141的凸轮将活动塞206顶起,使阀门打开,压缩系统将空气排入做功系统的燃烧室,然后发动机开始喷油、做功。如图6A、图6B、图6C所示,转子207、转子208的最高位置2074、最高位置2084的一侧比较平缓,其圆面是从最高位置2084与缸环接触的位置向一侧逐渐向内过渡,这种设计能使转子在转动时就把活动塞顶起而不会使活动塞受到太大的侧向分力,同时不必借助其他方式作用于活动塞。
[0025]本发明的方案3如图7所示,方案3与方案I类似,不同之处在于,阀门控制杆113的控制方式和转子的结构、活动塞的控制方式。如图8C所示,活塞杆113的控制部件1133受顶杆328的作用,顶杆的另一端受转子308上的凸起结构3085的作用,当压缩系统的空气压力达到最大时,凸起位置3085开始与顶杆328接触并将其顶起,同时作用于控制部件1133和阀门控制杆113。在转子上设置类似于凸起结构3085的方法,同样可以应用到刹车储能系统的离合控制装置中,可以在转子上设置凸起结构以作用于离合控制装置的主动油缸的活塞。如图8A和图8B所示,方案3的转子(转子307和转子308,下同)的圆面是从其最高位置(最高位置3074或最高位置3084,下同)的两侧逐渐向内过渡,使转子的与活动塞接触的一面比较平缓,使其在将活动塞顶起时,活动塞不会受到太大的侧向分力。最高位置处设置有槽3071和槽3081,其内安装有滑块3072和滑块3082,槽3071和槽3081内有弹簧(图中未示出)对滑块提供向外的推力,通过滑块来密封燃烧室,能使滑块和缸环有少量磨损时,滑块可以向外移动,仍然可以继续密封燃烧室。
[0026]对于阀门控制杆的控制方式,同样可以使用液压系统。使用两个由管道连接的液压油缸,一个为主动油缸,另一个为被动油缸,被动油缸的活塞连接控制部件1133,主动油缸的活塞具有滑块,滑块受转子的凸起结构(例如图8C的凸起结构3085)的作用产生压力,并通过管道将压力传送到被动油缸,通过被动油缸的活塞的运动来控制阀门控制杆。
[0027]本发明的方案4如图9、图10所示。本发明的方案4对活动塞的控制是通过液压系统实现的,不同之处在于,方案4采用的是转角油缸,如图1OC所示为转角油缸的分解图,侧盖24、侧盖25.、缸环21组成油缸的外部结构,缸环21上有凸起结构26,转角油缸内部有转子22,其上有转子轴23和凸起结构27,侧盖25上有接口 28,用来连接管道,当转子27的转子受到外力转动时,油缸便能向外传递压力。侧盖503上有转角油缸531、转角油缸532,侧盖505上有转角油缸533,和方案2相同,侧盖504上有被活动塞506控制的阀门,用来控制压缩系统向做功系统排气,做功系统活动塞509、压缩系统活动塞510、控制阀门的活动塞506分别由油缸534、油缸535、油缸536控制,这些油缸分别通过管道连接转角油缸532、转角油缸533、转角油缸531,其转子轴23上都有转动杆。转子507上有凸起结构5075、凸起结构5076,转子508上有凸起结构5085,在转子发动机工作时,凸起结构5075、凸起结构5076、凸起结构5085随转子507、转子508转动,当做功系统的转子507的最高位置5074将要接触活动塞509时,凸起结构5076接触并推动转角油缸532的转动杆,带动转角油缸的转子转动,并将压力传送到油缸534,油缸534的活塞控制活动塞509向外运动,使转子507的最高位置能够转过去,之后凸起结构5076转过转角油缸532的转动杆,对转角油缸532的转动杆的推力消失,在活动塞509的外部的弹簧(图中未示出)的作用下向内运动,油缸534的活塞、转角油缸532的转动杆复位。此时,压缩系统的空气压力达到最大,凸起结构5075开始接触并推动转角油缸531的转动杆,并将压力传送至油缸536,使活动塞506向外移动,阀门打开,随着转子507、转子508的转动,压缩系统将压缩空气排入做功系统,在排气结束时,凸起结构5075转过转角油缸531的转动杆,对其推力也消失,在活动塞506的外部的弹簧的作用下,活动塞506向内运动,阀门关闭,发动机开始做功。此时,压缩系统的转子508的最高位置开始接触活动塞510,凸起结构5085开始接触并推动转角油缸533的转动杆,在其凸起结构5085、转角油缸533、油缸535的共同作用下,活动塞510向外移动,使转子508的最高位置能够转过活动塞510。
[0028]转角油缸可以替换为普通油缸,通过在油缸的活塞上安装有斜面的滑块,通过与凸起位置的相互作用取代转角油缸的作用。
[0029]本发明的方案5如图12、图13所示,方案5是在方案2的基础上增加了刹车储能系统,使用图11所示的储气齿轮组。刹车储能系统由发动机提供动力,如图13所示,轴2与轴11连接,推力轴承21在其控制装置的作用下,能够轴向移动,以控制单齿轮21是否向轮24移动并带动起运动,离合控制装置A由油缸28和油缸30组成,油缸28和油缸30通过管道32连接,离合控制装置B由油缸26和油缸31组成,并通过管道33连接,对于方案5的储气齿轮组的工作方式不再赘述。对刹车储能系统的进气和排气过程进行控制的还包括活动塞407和活动塞408,气缸11通过管道426连接做功系统和压缩系统,在管道426与做功系统和压缩系统连接的位置有活动塞407和活动塞408控制的阀门,活动塞406、活动塞407、活动塞408的运动分别由凸轮4062、凸轮4072、凸轮4082进行控制,凸轮4062、凸轮4072、凸轮4082位于零件4142的轴上,其运动受到零件414的控制,零件414由零件4141和零件4142构成,零件4141和零件4142都由一个偏心齿轮和与偏心齿轮连接的轴构成,对于零件414的工作方式和法案I中偏心齿轮的工作方式相同,不再赘述,零件4141通过与其连接的链轮212和链条213链轮211和转子轴111进行动力连接,并最终带动零件4142和其轴上的凸轮,凸轮4062、凸轮4072、凸轮4082都能进行轴向移动,从而使其切换其对活动塞406、活动塞407、活动塞408的控制状态,凸轮4062的轴向移动受控制装置4061的控制,凸轮4072的轴向移动受控制装置4071的控制,凸轮4082的轴向移动受控制装置4081的控制。在刹车储能系统不工作时,控制装置4071、控制装置4081分别是凸轮4072、凸轮4082脱离对活动塞407、活动塞408的运动的控制,使其在外部弹簧(图中未示出)的推力下保持其所控制的阀门的关闭。当发动机在刹车或减速时,控制装置4061使凸轮4062脱离对活动塞406的控制,使其在外部弹簧(图中未示出)的推力作用下,保持其控制的阀门的关闭状态,同时凸轮4082在控制装置4081的作用下向右移动,开始对活动塞408的运动进行控制,当发动机的压缩系统的空气压力达到最大时,不再向做功系统排气,而是通过活动塞408所控制的阀门,同时在推力轴承21的控制装置、离合控制装置A、离合控制装置B、控制装置C的作用下,使刹车储能系统进入工作状态,把压缩空气排入气缸11。当发动机要重启或重新加速时,控制装置4081使凸轮4082向左移动,使其脱离对活动塞408的运动的控制,凸轮4062保持原状,不对活动塞406的运动进行控制,控制装置4071使凸轮4042向左运动,使其对活动塞407的运动进行控制,并在离合控制装置A、离合控制装置B、控制装置C的作用下,气缸11内的空气开始在其做功系统的转子的最高位置转过活动塞209后排入燃烧室,进行做功。
【主权项】
1.一种分工式转子发动机,其特征在于,包括压缩系统、做功系统、输气系统; 压缩系统包括:转子、气缸、活动塞; 做功系统包括:转子、气缸、活动塞、喷油器; 做功系统的转子和压缩系统的转子通过转子轴连接; 压缩系统和做功系统的转子都具有最高位置; 做功系统和压缩系统的活动塞都由活动塞控制系统或装置来控制其运行; 输气系统连接做功系统气缸和压缩系统的气缸,并控制压缩系统向做功系统的排气。2.根据权利要求1所述的分工式转子发动机,其特征在于:压缩系统的气缸容积比做功系统的气缸的容积大。3.根据权利要求1所述的分工式转子发动机,其特征还包括:活动塞控制装置为弹簧,通过弹簧对活动塞产生向内的推力,同时与之配合的转子的最高位置的转动方向所指的一侧比较平缓。4.根据权利要求1所述的分工式转子发动机,其特征还包括:活动塞控制系统为凸轮和两个啮合的偏心齿轮,凸轮连接其中一个偏心齿轮,偏心齿轮能使活动塞被凸轮顶起的时间和转子的最高位置转过活动塞的时间相同。5.根据权利要求1所述的分工式转子发动机,其特征还包括:活动塞控制系统由液压系统和作用于液压系统的活塞的凸起结构组成,液压系统由两个用管道连接的油缸构成,一个为主动油缸,其活塞受凸起结构的作用,对油缸产生压力,通过管道将压力传送到另一个被动油缸,再通过被动油缸的活塞te制活动塞的运动。6.根据权利要求1所述的分工式转子发动机,其特征还包括:输气系统由管道、阀门控制杆、位于管道上的阀门,以及控制阀门控制杆运动的装置组成。7.根据权利要求1所述的分工式转子发动机,其特征还包括:输气系统由活动塞、控制活动塞运行的装置组成,输气系统的活动塞控制阀门的运行。8.根据权利要求5所述的分工式转子发动机,其特征还包括:控制阀门控制杆的装置为凸轮和两个啮合的偏心齿轮组成的结构,凸轮连接其中一个偏心齿轮,偏心齿轮能使阀门的开启时间和压缩系统的排气时间同步。9.根据权利要求5所述的分工式转子发动机,其特征还包括:控制阀门控制杆的装置为顶杆和作用于顶杆的凸起结构,顶杆的一端受凸起结构的推力并将推力传送到阀门控制杆,从而控制阀门控制杆的运动。10.根据权利要求5所述的分工式转子发动机,其特征还包括:控制阀门控制杆的装置为液压系统和作用于液压系统的凸起结构组成,液压系统由两个用管道连接的油缸构成,一个为主动油缸,其活塞受凸起结构的作用产生压力,并通过管道将压力传送到另一个被动油缸,通过被动油缸的活塞控制阀门控制杆的运动。11.根据权利要求6所述的分工式转子发动机,其特征还包括:控制输气系统的活动塞运动的装置由凸轮和两个偏心齿轮控制,凸轮连接其中一个偏心齿轮,偏心齿轮能使阀门的开启时间和压缩系统的排气时间同步。12.根据权利要求6所述的分工式转子发动机,其特征还包括:控制输气系统的活动塞的装置为液压系统和作用于液压系统凸起结构,液压系统由两个用管道连接的油缸构成,一个为主动油缸,其活塞受凸起结构的作用产生压力,并通过管道将压力传送到另一个被动油缸,通过被动油缸的活塞fe制活动塞的运动O13.根据权利要求4、9、11所述的分工式转子发动机,其特征还包括:所述液压系统的主动油缸为转角油缸。14.根据权利要求1所述的分工式转子发动机,其特征还包括:刹车储能系统,刹车储能系统包括气缸、活塞杆、储气齿轮组、储气控制系统,连接储气系统的气缸和压缩系统的气缸、做功系统的气缸的管道,和控制刹车储能系统的气缸的进气和排气的阀门,储气齿轮组上有控制动力传送的离合装置; 储气控制系统由控制刹车储能系统是否处于工作状态的装置,控制气缸进气过程的离合控制装置,控制气缸排气过程的离合控制装置,控制棘轮10与齿轮8结合状态的装置组成。15.根据权利要求13所述的刹车储能系统,其特征还包括,控制气缸进气过程的离合控制装置或控制气缸排气过程的离合控制装置为液压系统和作用于液压系统的活塞的凸起结构,液压系统由用管道连接的主动油缸和被动油缸构成,主动油缸的活塞受凸起结构的作用产生压力,并通过管道将压力传送到被动油缸,控制离合装置的状态。
【文档编号】F02B53/00GK105909376SQ201610468281
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月25日
【发明人】张彬
【申请人】张彬
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