专利名称：一种叶轮内燃机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内燃机，尤其涉及一种叶轮式的内燃机。
背景技术：
现在应用的内燃机主要是以点燃式的汽油机及压燃式柴油机居多，其结 构主要是四冲程往复活塞式构造，而转子发动机的较少见，如产于日本马自 达公司的汪克尔转子发动机。往复式活塞发动机及转子式发动机各有其优缺 点，往复式活塞发动机由于需要复杂的配气及大质量的曲柄连杆机构，所以 它不仅结构复杂，运动惯性件多且不平衡，这就限制了其高速性和轻便性， 相应其振动和噪声也比较大。
转子发动机由于没有复杂的配气和曲柄连杆机构，加之其独特的连续工 作方式，致使它的结构简单、高速性好、振动及噪声也小，功率密度大。但 由于它的燃烧室结构特殊。燃烧效率不及往复式活塞发动机，也不宜设计成 柴油燃料的柴油机。另外，它的转子端和气缸体的润滑也不是很理想，加其 制造精度、材料等要求高、制造成本高昂、综合性能未必超过往复式发动机。
发明内容
本实用新型的目的是提供叶轮内燃机，它结构简单、重量轻、振动小， 产生的噪音轻，且具有良好的高速性能，燃烧效率高。
本实用新型的目的是这样实现的 一种叶轮内燃机，包括外气缸，外气 缸端盖，主轴，连杆，喷油点火装置，所述外气缸呈圆柱筒体，其上开有进 气孔和与进气孔至少成一定相位差的排气孔； 还包括
一第一转子，其上设有一中心转动轴，可转动地连接在主轴上，中心 转动轴的端部设有两根呈180度相位差的连杆轴，第一转子的圆周上沿径 向固定两个成180度相位差的第一和第二叶片；
一第二转子，可转动地套在第一转子的中心转动轴上，在其圆周上沿 径向固定两个成180度相位差的第三和第四叶片，第二转子的端面上设有 两根呈180度相位差的连杆轴；
一内气缸盖，设置于第二转子一侧；
所述第一、第二、第三和第四叶片分别延伸到另一转子圆周面上，且 与外气缸内壁，外气缸端盖和内气缸盖形成四个内气缸； 一中心齿轮，固定在外气缸端盖上；
一行星齿轮连杆，固定于主轴上，其上通过齿轮轴可转动地连接两个 行星齿轮，成180度相位差，并与中心齿轮啮合，两个行星齿轮轴上各设 有一偏心轴，行星齿轮与中心齿轮的齿数比为1: 2;
一对第一转子连杆，各连杆的一端分别与行星齿轮上的偏心轴转动连
接，另一端分别与第一转子上的连杆轴转动连接；
一对第二转子连杆，各连杆的一端分别与行星齿轮上的偏心轴转动连 接，另一端分别与第二转子上的连杆轴转动连接； 转子旋转一周，气缸完成一个工作循环。 优选地，所述内气缸盖上开有椭圆形轨道，所述偏心轴置于该轨道内。 优选地，所述偏心轴末端设有一导轮，容置于椭圆形轨道内。 优选地，所述第二转子的端部设有一连接件，所述连杆轴固定在该连接
优选地，所述连接件为一圆盘。
优选地，所述排气孔设在左侧外气缸端盖上。
本实用新型由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以
下的优点和积极效果
1. 容积效率高，除轴承、转子和叶片外，大部分空间是发动机工作容积。
2. 功率密度大，转子转动一周，四个气缸均作功一次，即共作功四次。
3. 运动惯性件完全对称，高速性好，振动小。
4. 无进排气阀，进排气阻力小，燃烧效率高。
5. 连续作功，输出扭矩均匀。
6. 由于叶片和气缸之间的间隙由轴承控制，叶片、转子和外气缸之间可 保持零接触。由于非常小的间隙保证气体之间的封闭，所以叶片、转子和外
气缸之间无需润滑。
7.结构简单，重量轻，与同等功率8缸四冲程往复式发动机相比，所需 零件少。
图1为本实用新型一种实施例的整体结构剖面图2为本实用新型另一种实施例的整体结构剖面图3为本实用新型的主轴及行星齿轮连杆示意图4为本实用新型的第一转子示意图5为本实用新型的第二转子示意图6为本实用新型的吸气行程开始叶片位置示意图7为本实用新型的吸气行程开始导轮位置示意图8为本实用新型的压缩行程开始叶片位置示意图9为本实用新型的压縮行程开始导轮位置示意图IO为本实用新型的作功行程开始叶片位置示意图11为本实用新型的作功行程开始导轮位置示意图12为本实用新型的排气行程开始叶片位置示意图13为本实用新型的排气行程开始导轮位置示意图14为本实用新型的喷气动力模式实施例示意图15为本实用新型喷气动力模式的气体膨胀室及喷气管示意图。
具体实施方式
如图2所示，该叶轮内燃机包括一外气缸1，外气缸1呈圆柱筒体。外 气缸1的缸壁圆周上开有一进气孔1-1，与进气孔1-1至少成一定相位差的 一排气孔l-2和一喷油和点火装置孔l-3 (如图6所示)，在内燃机中，喷油 和点火装置l-3设计在一条母线上。如图6所示，当吸气行程开始时，两叶 片4-7、 4-8正对的位置即是进、排气孔l-l、 1-2的位置，进、排气孔l-l、 l-2对称分布于气缸6点钟位置的两侧。并对应于吸气初两叶片4-7、 4-8距 离(设为x)最小时，进气孔l-l位于6点钟沿顺时针走x/2的位置，排气 孔1-2则位于6点钟沿逆时针走x/2的位置。外气缸1的两侧分别装有外气
缸端盖1-4，外气缸1的内壁还固定一个内气缸盖6。两侧外气缸端盖l-4
和内气缸盖6的中心均开有通孔，右侧外气缸端盖1-4上开有一润滑油注油 孔1-7和一润滑油泄油孔1-6，如图1所示，内气缸盖6的端面上还可开设 一椭圆形轨道6-1。 一中心齿轮1-5，固定在右侧外气缸端盖卜4的中心位置 上。
如图2， 3所示， 一主轴2，依次伸入左侧外气缸端盖1-4、内气缸盖6、 中心齿轮l-5、右侧外气缸端盖1-4的通孔且自由转动，在本实施例中，主 轴2即为动力输出轴。主轴2上固定有一行星齿轮连杆7，连杆7上对称固 定有两个行星齿轮轴，齿轮轴上分别装有相位差成180度的行星齿轮7-3、 7-4并与中心齿轮1-5相啮合，其齿数比为l: 2。如图1所示，当不采用齿 轮传动时，两根轴上可分别连接偏心轴7-1、 7-2，偏心轴7-l、 7-2末端分 别置有导轮8、 9，该导轮沿内气缸盖6的椭圆形轨道6-l作周向运动。
如图2， 4所示， 一第一转子4，该第一转子4的圆周上沿径向固定两个 成180度相位差的第一页片4-7和第二叶片4-8。第一转子4上设有一中心 转动轴4-4，转动地套在主轴2上。中心转动轴4-4的端部固定一可拆卸的 连接件4-3 (装配时先将第二转子5装上)，在本实施例中，该连接件4-3呈 圆盘状，也可采用其他形状。该连接件4-3上设有两根呈180度相位差的连 杆轴4-5、 4-6，连杆轴4-5、 4-6上转动地套有一对第一转子连杆4-1、 4_2。 连杆4-l、 4-2还分别转动地套在偏心轴7-1、 7-2上。
如图2， 5所示， 一第二转子5，在其圆周上沿径向固定两个成180度相 位差的第三页片5-7和第四叶片5-8，该第二转子5可转动地套在第一转子4 的中心转动轴4-4上。第二转子5上设有一轴承5-4，轴承5-4的端面上设 有两根呈180度相位差的连杆轴5-5、 5-6，连杆轴5-5、 5-6上转动地套有 一对第二转子连杆5-l、 5-2。连杆5-1、 5-2还分别转动地套在偏心轴7-l、 7-2上。
第一叶片4-7、第二页片4-8、第三叶片5-7和第四叶5-8片分别延伸到 另一转子圆周面上，且与外气缸内壁，外气缸左侧端盖l-4和内气缸盖6密 封形成四个内气缸。工作时，第一转子4和第二转子5既作相互的往复运动， 同时又一起绕主轴2作圆周运动。
本实用新型的工作过程如下
如图1， 2所示，当动力输出轴(主轴2)转动时，偏心轴7-1、 7-2在 行星齿轮连杆7或椭圆形轨道6-1的作用下转动，并带动两对连杆4-1、 4-2， 5-1、 5-2及与其联动的两转子4、 5上的四个叶片5-7、 4-7， 5-8、 4-8之 间的角度变化，从而改变了四个内气缸的容积和工作状态。本发动机的压縮 比如图6所示，当发动机开始吸气时，气缸l'的容积为最小值Vi，相邻气 缸2，的容积为最小值V2，压縮比即为V2/Vi。
如图6， 7所示，导轮8、 9处在椭圆形长轴位置，行星齿轮偏心轴位于 上止点(行星齿轮偏心轴离主轴距离最远为上止点)。叶片5-7刚离开排气孔 1-2，而叶片4-7刚到进气孔1-1开始吸气，此时，叶片5-7与叶片4-7之间 的角度最小，气缸r的容积最小。吸气行程开始，两对连杆在第一、二转 子的带动下向椭圆短轴运动，连杆之间的角度变大，气缸1'的容积逐渐变 大。
如图8， 9所示，导轮8、 9运动到椭圆形短轴位置，行星齿轮偏心轴运 动至下止点(行星齿轮偏心轴离主轴距离最近为下止点)。叶片5-7刚偏离进 气孔l-l结束吸气，此时，叶片5-7与叶片4-7之间的角度最大，气缸l' 的容积最大。压縮行程开始，两对连杆在第一、二转子的带动下向椭圆长轴 运动，连杆之间的角度变小，气缸r的容积逐渐变小。
如图IO， ll所示，导轮8、 9运动到椭圆形长轴位置，行星齿轮偏心轴 运动至上止点。叶片4-7完全离开喷油和点火装置l-3 ，结束压縮行程，此 时，叶片5-7与叶片4-7之间的角度最小，气缸l'的容积最小。作功行程 开始，火花塞点火、油嘴喷油，混合汽燃烧膨胀，两对连杆在第一、二转子 的带动下向椭圆短轴运动，连杆之间的角度变大，气缸l'的容积逐渐变大。
如图12， 13所示，导轮8、 9运动到椭圆形短轴位置，行星齿轮偏心轴 运动至下止点。叶片4-7刚到排气孔1-2，叶片5-7完全离开喷油和点火装 置1-3，结束作功行程，此时，叶片5-7与叶片4-7之间的角度最大，气缸1' 的容积最大。排气行程开始，两对连杆在第一、二转子的带动下向椭圆长轴 运动，连杆之间的角度变小，气缸1'的容积逐渐变小。连杆和叶片重新回 到图6， 7位置，行星齿轮又回到上止点位置， 一个工作循环结束。
其余三个气缸的工作方式与气缸1， 一致，在此不再赘述。
下面给出喷气动力模式的一种实施例
如图14所示，在左侧外气缸端盖l-4上另外开设有一排气孔1-9，排气
孔卜9位置处还附加有气体膨胀室和喷气管10 (如图15所示)，当气缸r 压縮行程结束时，叶片4-7刚移动到排气孔l-9的始端。作功行程开始，此 时压縮气体点燃，混合汽作功的大部分能量变成高速喷射的动能，另一部分 能量则用以完成吸气、压縮行程。
在实际制造中，当采用高速燃料，要求发动机质量轻、速度快时，行星 齿轮连杆7、中心齿轮l-5、行星齿轮7-3、 7-4均可不安装。
如果是重型机器，则行星齿轮连杆7、中心齿轮1-5、行星齿轮7-3、 7-4 均需安装。为了减少摩擦阻力，内气缸盖6的端面上可不开设椭圆形轨道6-1 ， 偏心轴末端的导轮8、9也不安装。而两种连接连杆的偏心轴状况则均需安装。
权利要求1.一种叶轮内燃机，包括外气缸，外气缸端盖，主轴，连杆，喷油点火装置，其特征在于所述外气缸呈圆柱筒体，其上开有进气孔和与进气孔至少成一定相位差的排气孔；还包括一第一转子，其上设有一中心转动轴，可转动地连接在主轴上，中心转动轴的端部设有两根呈180度相位差的连杆轴，第一转子的圆周上沿径向固定两个成180度相位差的第一和第二叶片；一第二转子，可转动地套在第一转子的中心转动轴上，在其圆周上沿径向固定两个成180度相位差的第三和第四叶片，第二转子的端面上设有两根呈180度相位差的连杆轴；一内气缸盖，设置于第二转子一侧；所述第一、第二、第三和第四叶片分别延伸到另一转子圆周面上，且与外气缸内壁，外气缸端盖和内气缸盖形成四个内气缸；一中心齿轮，固定在外气缸端盖上；一行星齿轮连杆，固定于主轴上，其上通过齿轮轴可转动地连接两个行星齿轮，成180度相位差，并与中心齿轮啮合，两个行星齿轮轴上各设有一偏心轴，行星齿轮与中心齿轮的齿数比为1∶2；一对第一转子连杆，各连杆的一端分别与行星齿轮上的偏心轴转动连接，另一端分别与第一转子上的连杆轴转动连接；一对第二转子连杆，各连杆的一端分别与行星齿轮上的偏心轴转动连接，另一端分别与第二转子上的连杆轴转动连接；转子旋转一周，气缸完成一个工作循环。
2. 如权利要求1所述的叶轮内燃机，其特征在于所述内气缸盖上开有椭圆 形轨道，所述偏心轴置于该轨道内。
3. 如权利要求2所述的叶轮内燃机，其特征在于所述偏心轴末端设有一导轮，容置于椭圆形轨道内。
4. 如权利要求l-3任意一项所述的叶轮内燃机，其特征在于所述第二转子的端部设有一连接件，所述连杆轴固定在该连接件上。
5. 如权利要求4所述的叶轮内燃机，其特征在于所述连接件为一圆盘。
6. 如权利要求l所述的叶轮内燃机，其特征在于所述排气孔设在左侧外气 缸端盖上。
专利摘要本实用新型公开了一种叶轮内燃机，包括外气缸，外气缸端盖，主轴，连杆，喷油点火装置，所述外气缸呈圆柱筒体，其上开有进气孔和与进气孔至少成一定相位差的排气孔。该装置结构简单、重量轻、振动小，产生的噪音轻，且具有良好的高速性能，燃烧效率高。
文档编号F02B53/00GK201068818SQ20072007321
公开日2008年6月4日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者郑海波 申请人:郑海波