专利名称：转子式三冲程内燃机的制作方法
技术领域：
本发明属于动力内燃机领域，是一种将液体、气体燃料和新鲜空气(包括氧气)混合，经转子式三冲程内燃机(见附
图1)对混合气体(40)的压缩、过渡、点火，使膨胀气体(42)在做功室(14)内直接推动转子(3)的旋转而获得机械动力的装置(以下称转子三冲发动机)。
本发明主要由金属材料或陶瓷材料制成。所指的三冲程是进气、压缩冲程，过渡、点火冲程，做功、排气冲程。所指的液体、气体燃料是汽油、柴油、煤油、甲醇、乙醇、氢气、液化气、一氧化碳、乙炔等。
目前，现有的活塞式内燃机，工作时活塞、连杆要作往复运动，所以会造成惯性冲击，并产生自功耗(不包括磨擦力的功耗)，因此存在工作效率低、整机振动大、易损坏的缺点。现有的叶片涡轮发动机，虽然采用转子旋转的方式工作，但结构复杂，工作时存在噪音大等缺点，并且只能适用于航空领域。
本发明就是针对上述问题而设计出的一种转子式三冲程内燃机。
本发明的目的是使燃烧的膨胀气体(42)在做功室(14)内直接推动转子(3)旋转，避免活塞连杆造成的惯性冲击和整机振动，以提高工作效率(或者功率)。并使转子(3)的转速能在每分钟200转至每分钟18000转工作，最佳工作转速在每分钟300转至每分钟3500转。
本发明的特征在于有六个工作室，即进气室(11)、压缩室(12)、过渡室(25A.25B.25C)、燃烧室(13)、做功室(14)、排气室(15)。有三个工作冲程，即进气、压缩冲程，过渡、点火冲程，做功、排气冲程。运行时(见附图6～16)，压缩室(12)内的混合气体(40)由过渡泵(39)过渡到燃烧室(13)。特别是过渡泵(39)在对混合气体(40)过渡的过程中，使过渡室(25B)内的混合气体(40)保持适当的压力。压力范围为3kg/cm2至50kg/cm2，最佳压力范围为8kg/cm2至23kg/cm2。过渡泵(39)在工作时，过渡室(25B)内压缩的混合气体(40)经过过渡后被连续送入燃烧室(13)。燃烧室(13)内的混合气体(40)在进入做功室(14)时，要受到上隔离片(4)的控制。当上隔离片(4)从上止点下滑 至 行程，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路开始打开，再从下止点上行 至 行程，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路重新被关闲。在上隔离片(4)对燃烧室(13)通向做功室(14)的气路关闲时，燃烧室(13)内的混合气体(40)被脉冲点火器(9)点燃[也可用金属丝点火器(9)连续点火]。燃烧室(13)内燃烧的膨胀气体(42)边燃烧边进入做功室(14)，并在做功室(14)内直接推动转子(3)旋转。
转子三冲发动机由动力机(38)(见附图3)、过渡泵(39)(见附图4)、化油器(37)、点火器(9)和磁电机(也叫电源，没有附图表示)等组成。
动力机(38)由端盖(1)、缸套(2)、转子(3)、上隔离片(4)、下隔离片(5)、密封条(6)、压簧盖(7)、公共盖(8)、压簧(18)等组成。
缸套(2)(见附图2)由内腔(33)、上隔离片槽(17A)、下隔离片槽(17B)、压簧槽(31)、燃烧室(13)、进气口(10)、排气口(16)、端盖固定孔(30)构成。
过渡泵(39)由泵缸套(19)、泵转子(20)、泵隔离片(21)、泵密封条(22)、泵压簧(23)、泵端盖(24)、公共盖(8)等组成。
泵缸套(19)(见附图5)由泵内腔(32)、进气槽(26)、泵隔离片槽(27)、出气槽(28)、泵端盖固定孔(36)构成。
动力机(38)的作用是完成进气、压缩、做功和排气。
转子(3)在缸套内腔(33)中转动。其作用是产生进气、压缩，做功和排气的功能，并同时顶动上隔离片(4)、下隔离片(5)，使上、下隔离片在压力弹簧(18)的作用下，产生上、下滑动或内、外滑动[以内腔(33)的圆心轴为内]。
上隔离片(4)、下隔离片(5)是用来对进气室(11)、压缩室(12)、做功室(14)和排气室(15)的隔离和密封，上隔离片(4)也是燃烧室(13)通向做功室(14)的气路的阀门。当上隔离片(4)被转子(3)顶动，使上隔离片(4)从上止点下滑 至 行程后，开始打开燃烧室(13)通向做功室(14)的气路，再从下止点上行 至 行程，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路重新关闭。转子(3)每旋转180度，上隔离片(4)对燃烧室(13)通向做功室(14)的气路各有一次打开和关闭。
密封条(6)被插入密封槽(34)。密封条(6)是对进气室(11)和压缩室(12)、做功室(14)和排气室(15)的密封。
压簧盖(7)是压力弹簧(18)工作时的力支点。
端盖(1)和公共盖(8)的作用是将进气室(11)、压缩室(12)、做功室(14)和排气室(15)封闭，也是转轴(29)的支架。
过渡泵(39)的作用是将压缩室(12)内的混合气体(40)过渡到燃烧室(13)。
泵转子(20)同转子(3)同轴联接，并与转子(3)同步旋转。由转子(3)驱动。泵转子(20)运转时，实现对混合气体(40)的过渡，并使过渡室(25B)内的混合气体(40)保持适当的压力。压力范围为3kg/cm2至50kg/cm2，最佳压力范围为8kg/cm2至23kg/cm2。
泵隔离片(21)的作用是对进气槽(26)与出气槽(28)的隔离。
泵密封条(22)被插入泵密封槽(35)。泵密封条(22)是对过渡室(25B)的密封，并将过渡室(25A)、(25B)、(25C)隔离。
泵端盖(24)是对泵内腔(32)的封闭，也是转轴(29)的支架。
化油器(37)的作用是使液体燃料气化，同时使其与新鲜空气在其中混合。
点火器(9)的作用是对燃烧室(13)内混合气体(40)的点燃。当转子三冲发动机选择脉冲点火时，点火器(9)选用火花塞；选择连续点火时，点火器(9)采用金属丝(如钼丝、铂丝)。
磁电机也叫电源(没有附图表示)，其作用是对点火器(9)提供点火的能量。由转子(3)驱动。
本发明运行时(见附图6～16)，转子(3)从零度开始(见附图6)向顺时针方向旋转，使进气室(11)的容积增大。进气室(11)相对大气形成负压，不断将混合气体(40)吸入进气室(11)(见附图7)。当转子(3)转至180度时，下隔离片(5)经过一次上行又回到下止点[上隔离片(4)也经过一次下滑又回到上止点]，此时进气结束。这时，进气室(11)成了压缩室(12)(见附图8)。转子(3)继续旋转，压缩室(12)的容积不断缩小，压缩室(12)内的混合气体(40)不断被压缩(见附图9)。由于转子(3)与泵转子(20)是同步旋转。因此，过渡室(25A)的容积不断增大(见附图10)。压缩室(12)内的混合气体(40)边压缩边通过公共盖(8)和进气槽(26)进入过渡室(25A)(见附图11)。当转子(3)从180度转到360时，压缩室(12)内的混合气体(40)全部(不考虑漏气时)被压入过渡室(25A)，至此，压缩完毕。转子(3)继续旋转，当转子(3)转过363度至380度时，也就是泵密封条(22)贴着泵内腔(32)的内壁移过进气槽(26)时，过渡室(25A)变为过渡室(25B)，同时被封闭(见附图12)。此时过渡泵(39)对混合气体(40)开始过渡，并使过渡室(25B)内的混合气体(40)保持适当的压力，压力范围为3kg/cm2至50kg/cm2。在转子(3)从0度起旋转495度至530度(即从开始过渡算起，连续旋转135度至170度)后，过渡室(25B)变为过渡室(25C)(见附图13)。过渡室(25C)内的混合气体(40)，经过出气槽(28)和公共盖(8)开始进入燃烧室(13)(见附图14)。此时，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路被上隔离片(4)隔断，同时点火器(9)进行一次脉冲点火(也可采用金属丝连续点火)。转子(3)最继续旋转5度至50度，也就是在上隔离片(4)从上止点向下滑动 至 行程，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路被打开(见附图15)，燃烧的膨胀气体(42)进入做功室(14)，并在做功室(14)内直接推动转子(3)旋转而对外做功，直到上隔离片(4)从下止点上行 至 行程，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路才被重新关闭。在转子(3)从0度转到690度至715度(即从做功起旋转150度至175度)，排气口(16)与做功室(14)的气路开始导通，等效于排气门被打开。当转子(3)从690度至715度转到720度时，排气口(16)与做功室(14)的气路完全导通，到此做功完毕(见附图16)。这时做功室(14)成了排气室(15)，其内的废气(41)由下一个做功过程同时排出。
转子三冲发动机，在第一个进气、压缩、过渡和做功周期，转子(3)的旋转角为720度，同时还没有包括排气过程。以后转子(3)每旋转180度，同时都有一个进气和压缩、过渡和点火、做功和排气的过程。
本发明由于取缔了活塞、连杆和曲轴，采用膨胀气体(42)在做功室(14)内直接推动转子(3)旋转的方式工作，且功角大(150度至175度)。因此运行时具有功率大、耗油省、振动小、工作寿命长、结构简单等优点。并能适用多种液体、气体燃料，特别是用氢气做燃料时，尾气不会(或者很少)对环境造成污染，是一种高效、长寿的环保型动力内燃机。
权利要求
1.一种以可燃的液体或气体为燃料的转子式三冲程内燃机，是由动力机(38)、过渡泵(39)、化油器(37)和点火系统组成，其特征在于有六个工作室，即进气室(11)、压缩室(12)、过渡室(25A.25B.25C)、燃烧室(13)、做功室(14)、排气室(15)。有三个工作冲程，即进气、压缩冲程，过渡、点火冲程，做功、排气冲程。
2.根据权利要求1所述的转子式三冲程内燃机，其特征在于动力机(38)是由端盖(1)、缸套(2)、转子(3)、上隔离片(4)、下隔离片(5)、密封条(6)、压簧盖(7)、公共盖(8)、压簧(18)组成。
3.根据权利要求1所述的转子式三冲程内燃机，其特征在于过渡泵(39)是由泵缸套(19)、泵转子(20)、泵隔离片(21)、泵密封条(22)、泵压簧(23)、泵端盖(24)、公共盖(8)组成。
4.根据权利要求1所述的转子式三冲程内燃机，其特征在于动力机(38)的转子(3)和过渡泵(39)的泵转子(20)是同轴联接、同步旋转。
5.根据权利要求1所述的转子式三冲程内燃机，其特征在于压缩室(12)内的混合气体(40)是由过渡泵(39)过渡到燃烧室(13)。
6.根据权利要求1所述的转子式三冲程内燃机，其特征在于燃烧室(13)内的混合气体(40)在点火前，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路是被上隔离片(4)关闭。
7.根据权利要求1所述的转子式三冲程内燃机，其特征在于燃烧室(13)内的混合气体(40)可采用脉冲点火，也可采用连续点火。
8.根据权利要求1所述的转子式三冲程内燃机，其特征在于燃烧室(13)内燃烧的膨胀气体(42)是连续进入做功室(14)，并在做功室(14)内直接推动转子(3)旋转。
9.根据权利要求5所述的过渡泵(39)，其特征在于过渡泵(39)对混合气体(40)过渡的过程中，使过渡室(25B)内的混合气体(40)保持适当的压力，压力范围为3kg/cm2至50kg/cm2，最佳压力范围为8kg/cm2至23kg/cm2。
10.根据权利要求6所述的上隔离片(4)，其特征在于上隔离片(4)从上止点下滑 至 行程后，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路被打开，上隔离片(4)从下止点上行 至 行程，燃烧室(13)通向做功室(14)的气路被关闭。
全文摘要
本发明属于动力内燃机领域。本发明是一种转子式三冲程内燃机。其中有六个工作室，即进气室(11)、压缩室(12)、过渡室(25A.25B.25C)、燃烧室(13)、做功室(14)、排气室(15)。运行时要经过三个工作冲程，即进气、压缩冲程，过渡、点火冲程，做功、排气冲程。本发明运行时，压缩室(12)内的混合气体(40)由过渡泵(39)过渡到燃烧室(13)。在过渡的过程中，使过渡室(25B)内的混合气体(40)保持适当的压力，压力范围为3kg/cm
文档编号F01C1/00GK1393635SQ0112156
公开日2003年1月29日 申请日期2001年6月22日 优先权日2001年6月22日
发明者杜初昇 申请人:杜初昇