专利名称：旋转活塞式内燃机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内燃机，尤其涉及一种旋转活塞式内燃机。
背景技术：
目前普遍使用的是往复活塞式内燃机，活塞在缸体中往复直线运动，通过 曲柄连杆机构将活塞的直线运动转变为旋转运动作为动力输出，其结构复杂、 所占空间大、运动部件多，不但制造成本高、容易坏损，还因往复惯性力的周 期性变化使得发动机不平衡，造成振动引起噪声，能量消耗，连接件松动等问 题，影响内燃机的平顺性、舒适性和可靠性，只能增加平衡块等平衡件进行有 限平衡，但使得内燃机结构进一步复杂化。此外，更重要的是往复活塞式四冲 程内燃机曲轴旋转两周才能完成一个工作循环做功一次，即使是二冲程内燃机 完成一次做功也需要曲轴旋转一周，其做功不连续，不但效率低，动力输出也 不平稳。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种旋转活塞式内燃机，其结构 简单，体积小，做功连续，效率高。
本实用新型的技术方案如下 一种旋转活塞式内燃机，包括缸体和活塞， 所述缸体内是中间大两端小的阶梯孔，所述活塞在阶梯孔中部作旋转运动其两 端从缸体中伸出，所述活塞中部的外圆柱上对称布置有两突起的突块，该突块
呈山脊形曲面其根部与活塞圆柱面圆弧过》u所述突块的顶面和两侧壬面上 装有密封条与缸体相接触，在所述活塞上突块的两侧设有环槽，该环槽中装有 密封环；在所述缸体的中部内圆上沿周向依次设有进气口、贝亡气口、喷气口和 排气口，其中进气口和贮气口沿缸体轴向分别开有两个，所述贮气口和喷气口 之间分别由贮气管连通，在贮气口和喷气口内装有阀门，所述贮气口和喷气口、 进气口和排气口之间分别装有可伸縮的活叶，该活叶后部位于缸体内，在与活 叶相接触的缸体上安装有活叶密封条，其前端能始终与活塞的曲柱面相抵触， 所述缸体的中部内孔由活塞和两活叶分隔成四个隔间。
所述贮气口与贮气口 180度对称布置，所述进气口到贮气口的距离、所述 喷气口到排气口的距离，均大于所述贮气口到喷气口、排气口到进气口的距离； 所述活塞密封条和活叶密封条分别位于突块和缸体所开设的槽中，在各密封条 与槽底间压装有簧条。
所述贮气口和喷气口是在缸体壁上开设的轴向圆柱孔中装有耐磨阀筒，在 该阀筒两侧分别设有两段轴向槽将缸体的内外圆贯通；所述阀门为柱状分为贮 气阀和喷气阀分别装在阀筒中，其中贮气阀上有两段偏心轴与所述轴向槽相对 应，两偏心轴中心平面的夹角为60 80度，所述喷气阔上有两段月牙面与所述 轴向槽相对应，两月牙面中心平面的夹角为60 80度，所述贮气阀和喷气阀的 一端为矩形凸台。
所述贮气阀和喷气阀的矩形凸台分别从缸体两端伸出，在所述凸台上套有 拔叉，在该拔叉所设U形槽中装有与顶杆固定的销，所述顶杆穿过固定在缸体 上的支耳，在销和支耳间装有弹簧，顶杆前端通过滚轮与活塞上的阀门凸轮相 抵触。
所设活叶插装在缸体所设槽中，在该槽后端的缸体外壁上固定有支座，所 述活叶后端设有支杆套装弹簧后从支座中穿出，该弹簧与支座孔活套。
所述活叶内设有通往前端的润滑油道；所述活塞内设有通往所述密封环和 各活塞密封条的润滑油道。
在所述缸体和活塞内设有冷却水道与进、出水箱相通。
所述缸体中部内孔壁上设有耐磨减摩层，所述活塞和活叶外设有耐磨减摩
层；所述活塞是在活塞轴上卡装所述突块。
所述缸体为上、下两半缸体通过螺栓联接，该缸体通过螺栓安装在润滑油 箱体上。
在所述两喷气口之间设有喷油嘴，喷油嘴通过油管与安装在缸体外的燃油 泵相连，该燃油泵通过套有弹簧的抵杆与活塞上的油泵凸轮相抵触。
本实用新型的活塞在气缸内作旋转运动，通过活塞和活叶将气缸分隔成四 个隔间，每个隔间分别设有进气口、贮气口、喷气口和排气口，在活塞旋转一 周的过程中，内燃机同时进行吸气、压縮、作功和排气，而且是不间断地连续 进行，相当于同样排量往复活塞式内燃机功率的2倍，由于做功连续且其直接 输出旋转力矩，不仅运行平顺不需平衡配重，还可省掉曲柄连杆机构，简化结 构，缩小体积。此外，通过改变连接贮气口和喷气口的贮气管容积可以方便地 改变本实用新型的压縮比；通过改变进气口到排气口的距离，可以改变新鲜气 体的吸入量，从而改变内燃机的功率。
本实用新型的有益效果是能同时进行吸气、压縮、作功和排气，做功连 续平稳，效率高；结构简单、体积小、易于加工，制造成本低；便于改变压縮 比和功率，可以一机多用于不同使用场合。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的左视图。
图4为本实用新型活塞的结构示意图。
图5为本实用新型上缸体的仰视图。
图6为本实用新型贮气阀的结构示意图。 图7为本实用新型喷气阀的结构示意图。 图8为图6的B-B剖视图(安装在缸体内)。 图9为图6的C-C剖视图(安装在缸体内)。 图10为图7的D-D剖视图(安装在缸体内)。 图11为图7的E-E剖视图(安装在缸体内)。 图12为图4的F-F剖视图。 图13为图4的G-G剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
如图l、图2所示，本实用新型主要由缸体l、活塞2、贮气管3、活叶4、 贮气阀5、喷气阀6、阀筒7、拔叉8、顶杆9、支耳IO、支座ll、支杆12、进 水箱13、出水箱14、喷油嘴15、燃油泵16和润滑油箱体17组成。缸体1为上、 下两半缸体通过螺栓联接，缸体1通过螺栓安装在润滑油箱17上，在缸体1内 是中间大两端小的阶梯孔，活塞2的中部在阶梯孔中部的大圆孔中作旋转运动， 在该孔壁上设有耐磨减摩层，该耐磨减摩层可以是镀覆层，也可镶嵌层，活塞2 两端从缸体1中伸出，通过轴承支承在润滑油箱体17上。在活塞2中部的外圆 柱上对称卡装有两突起的突块2a，该突块2a呈山脊形曲面其根部与活塞2圆柱 面圆弧过渡，突块2a可从活塞2上取下更换，在活塞2外表面设有耐磨减摩层， 该耐磨减摩层可以是镀覆层，也可镶嵌层。在所述突块2a顶面和两侧平面上装 有活塞密封条2b与缸体相接触，活塞密封条2b和位于突块2a所开设的槽中， 通过槽底压装的簧条使密封条与突块2a始终贴合，以补偿密封条的磨损。如图 4所示，在所述活塞2上突块2a的两侧设有环槽，该环槽中装有密封环2c，通
过密封环2c实现缸体1两端孔口的密封，在活塞2内设有通往密封环2c和各 活塞密封条2b的润滑油道2e，活塞2 —端设有油管与润滑油箱体17内的油泵 19相连。
如图2所示，在缸体l的中部内圆上沿周向依次设有进气口 la、贮气口 lb、 喷气口 lc和排气口 ld，其中贮气口 lb和喷气口 lc沿缸体轴向分别开有两个， 两个贮气口 lb和两个喷气口 lc交替开合，使内燃机同时且不间断地进行压縮 和作功；在两个贮气口 lb和两个喷气口 lc之间分别由贮气管3连通，贮气管3 相当于贮气室，新鲜气体被活塞推入贮气管3中贮存，将贮气管的容积缩小可 提高内燃机的压縮比。贮气口 lb和喷气口 lc是在缸体1壁上开设的轴向圆柱 孔中装有耐磨阀筒7，在该阀筒7两侧分别设有两段轴向槽将缸体的内外圆贯通。 阀门为柱状分为贮气阀5和喷气阀6分别装在阀筒7中，如图6至图11所示， 其中贮气阀5上有两段偏心轴与所述轴向槽相对应，两偏心轴中心平面的夹角 为72度；喷气阀6上有两段月牙面与所述轴向槽相对应，两月牙面中心平面的 夹角为72度，在贮气口 lb和喷气口 lc的两侧设有密封条20，密封条20横截 面为"凸"字形，安装在缸体1所设槽中且其上端从阀筒7内壁冒出，在密封 条20与其安装槽底间压装有簧条。如图1和图3所示，贮气阀5和喷气阀6的 一端为矩形凸台分别从缸体l的两端伸出，在凸台上套有拔叉8，在该拔叉8所 设U形槽中装有与顶杆9固定的销，所述顶杆9穿过固定在缸体1上的支耳10， 在销和支耳10间压装有弹簧，顶杆9前端通过滚轮与活塞2上的阀门凸轮2d 相抵触，如图4所示，阀门凸轮2d位于活塞2—侧，其截面形状如图12所示。
如图2所示，所述贮气口 lb和喷气口 lc、进气口 la和排气口 ld之间分别 装有可伸縮的活叶4，在活叶4外表面设有耐磨减摩层，该耐磨减摩层可以是镀 覆层，也可镶嵌层。该活叶4后部位于缸体1所设槽内，在该槽后端的缸体1 外壁上固定有支座11，所述活叶4后端设有支杆12套装弹簧后从支座11中穿 出，该弹簧与支座孔活套。
活叶4倾斜插入缸体1内孔中与活塞2的曲柱面相抵触，活叶4也可指向活塞2 的中心轴线，在与活叶4相接触的缸体1上所幵设的槽中安装有活叶密 封条le，活叶4内设有通往活叶顶端的润滑油道4a，以润滑活叶前端的摩擦面。 在缸体1上插装活叶后部的槽中装有两道横向活叶密封条le，密封条le由四个 "7"字形密封条交叠围合而成，在各密封条与安装槽的槽底间压装有簧条。如 图5所示，活叶4的宽度略大于缸体1内中部圆柱孔的宽度，这样更有利于气 缸内的密封，在活叶4下端相对的缸体1上安装有纵向活叶密封条le。
如图2所示，贮气口 lb与排气口 ld、喷气口 lc与进气口 la均180度对称 布置，进气口 la到贮气口 lb的距离与喷气口 lc到排气口 ld的距离相等且大 于贮气口 lb到喷气口 lc或排气口 ld到进气口 la的距离，缸体1的中部内孔 由活塞2和两活叶4分隔成四个隔间。
如图1、图3、图5所示，在所述缸体1和活塞2内设有冷却水道18，冷却 水道18的进水口与进水箱13相连，冷却水道18的出水口与出水箱14相通。
如图l、图3所示，若将本实用新型作为柴油机使用，可在两喷气口lc之 间设喷油嘴15，喷油嘴15通过油管与安装在缸体1外的燃油泵16相连，该燃 油泵16通过套有弹簧的抵杆与活塞2上的油泵凸轮2f相抵触，如图4所示， 油泵凸轮2f位于活塞2上阀门凸轮2d旁，其截面形状如图13所示。
本实用新型是这样工作的
活塞作顺时针旋转，在活塞的第一突块从进气口运动到接近贮气口的过程 中，第一贮气口打开，第一喷气口关闭，第二贮气口关闭，第二喷气口打开， 新鲜气体在下活叶与第一突块间被吸入，在第一突块与上活叶间的新鲜气体被 压縮进第一贮气管，第二贮气管中的新鲜气体喷入上活叶与第二突块间做功， 同时，在第二突块与下活叶中的废气被排出排气口；当第一突块运动到接近贮 气口时，第一贮气口开始关，第一喷气口关闭，第二贮气口关闭，第二喷气口
打开，新鲜气体被关闭贮存在第一贮气管中；当第一突块刚越过贮气口时，第 一贮气口完全关，第一喷气口关闭，第二贮气口关闭，第二喷气口开始关，第 二突块处于排气口前，做功、排气完毕，第一贮气管装满新鲜压縮气体，第二 贮气管准备装载新鲜气体；当第一突块运动至上活叶处把上活叶推到孔顶端时， 第一贮气口关闭，第一喷气口关闭，第二贮气口开始开，第二喷气口完全关， 第一贮气管装满新鲜压縮气体，第二贮气管开始装载新鲜气体；当第一突块运 动至喷气口时，第一贮气口关闭，第一喷气口开始开，第二贮气口完全开，第 二喷气口关闭，第一贮气管开始喷出新鲜压縮气体，同时喷油嘴开始喷油或火 花塞点火，可燃气体开始做功，第二贮气管继续装载新鲜气体；当第一突块越 过喷气口一定角度时，第一贮气口关闭，第一喷气口完全开，第二贮气口打开， 第二喷气口关闭，此时第一贮气管已喷出大量新鲜压縮气体，可燃气体在上活 叶与第一突块间继续作功推动第一突块运动，同时，第一突块前与下活叶间继
续排气，第二突块也从进气口向贮气口运动，进行吸气、压縮新鲜气体进入第 二贮气管，其过程与前叙相同，仅是第一贮气口和第一喷气口与前叙第二贮气 口和第二喷气口的开合状态相同，第二贮气口和第二喷气口与前叙第一贮气口 和第一喷气口的开合状态相同。
将用于本实用新型贮气口和喷气口的阀门装置取下，使贮气口和喷气口常 开，还可使本实用新型作为空气压縮机和抽水机使用。
权利要求1、一种旋转活塞式内燃机，包括缸体(1)和活塞(2)，其特征在于所述缸体(1)内是中间大两端小的阶梯孔，所述活塞(2)在阶梯孔中部作旋转运动其两端从缸体(1)中伸出，所述活塞(2)中部的外圆柱上对称布置有两突起的突块(2a)，该突块(2a)呈山脊形曲面其根部与活塞(2)圆柱面圆弧过渡，在所述突块(2a)顶面和两侧平面上装有活塞密封条(2b)与缸体相接触，在所述活塞(2)上突块(2a)的两侧设有环槽，该环槽中装有密封环(2c)；在所述缸体(1)的中部内圆上沿周向依次设有进气口(1a)、贮气口(1b)、喷气口(1c)和排气口(1d)，其中贮气口(1b)和喷气口(1c)沿缸体轴向分别开有两个，所述贮气口(1b)和喷气口(1c)之间分别由贮气管(3)连通，在贮气口(1b)和喷气口(1c)内装有阀门，所述贮气口(1b)和喷气口(1c)、进气口(1a)和排气口(1d)之间分别装有可伸缩的活叶(4)，该活叶(4)后部位于缸体(1)内，在与活叶(4)相接触的缸体(1)上安装有活叶密封条(1e)，活叶(4)前端能始终与活塞(2)的曲柱面相抵触，所述缸体(1)的中部内孔由活塞(2)和两活叶(4)分隔成四个隔间。
2、 根据权利要求1所述的旋转活塞式内燃机，其特征在于所述贮气口 (lb) 与排气口 (ld) 180度对称布置，所述进气口 (la)到贮气口 (lb)的距离、所 述喷气口 (lc)到排气口 (ld)的距离，均大于所述贮气口 (lb)到喷气口 (lc)、 排气口 (ld)到进气口 (la)的距离；所述活塞密封条(2b)和活叶密封条(le) 分别位于突块(2a)和缸体(1)所开设的槽中，在各密封条与槽底间压装有簧 条。
3、 根据权利要求1所述的旋转活塞式内燃机，其特征在于所述贮气口 (lb) 和喷气口 (lc)是在缸体(1)壁上开设的轴向圆柱孔中装有耐磨阀筒(7)，在该阀筒(7)两侧分别设有两段轴向槽将缸体的内外圆贯通；所述阔门为柱状分 为贮气阀(5)和喷气阀(6)分别装在阀筒(7)中，其中贮气阀(5)上有两 段偏心轴与所述轴向槽相对应，两偏心轴中心平面的夹角为60 80度，所述喷 气阀(6)上有两段月牙面与所述轴向槽相对应，两月牙面中心平面的夹角为60 80度，所述贮气阀和喷气阀的一端为矩形凸台。
4、 根据权利要求3所述的旋转活塞式内燃机，其特征在于所述贮气阀(5) 和喷气阀(6)的矩形凸台分别从缸体(1)两端伸出，在所述凸台上套有拔叉(8)，在该拔叉(8)所设U形槽中装有与顶杆(9)固定的销，所述顶杆(9) 穿过固定在缸体(1)上的支耳(10)，在销和支耳(10)间装有弹簧，顶杆(9) 前端通过滚轮与活塞(2)上的阔门凸轮(2d)相抵触。
5、 根据权利要求l所述的旋转活塞式内燃机，其特征在于所设活叶(4) 插装在缸体(1)所设槽中，在该槽后端的缸体(1)外壁上固定有支座(11)， 所述活叶(4)后端设有支杆(12)套装弹簧后从支座(11)中穿出，该弹簧与 支座孔活套。
6、 根据权利要求l所述的旋转活塞式内燃机，其特征在于所述活叶(4) 内设有通往前端的润滑油道(4a);所述活塞(2)内设有通往所述密封环(2c) 和各活塞密封条(2b)的润滑油道(2e)。
7、 根据权利要求1所述的旋转活塞式内燃机，其特征在于在所述缸体(1) 和活塞(2)内设有冷却水道(18)与进、出水箱(13,14)相通。
8、 根据权利要求1所述的旋转活塞式内燃机，其特征在于所述缸体(1) 中部内孔壁上设有耐磨减摩层，所述活塞(2)和活叶(4)外表面设有耐磨减 摩层；所述活塞(2)是在活塞轴上卡装所述突块(2a)。
9、 根据权利要求1或3或4或5或7所述的旋转活塞式内燃机，其特征在 于所述缸体(1)为上、下两半缸体通过螺栓联接，该缸体(1)通过螺栓安 装在润滑油箱体(17)上。
10、根据权利要求1至8所述的任一旋转活塞式内燃机，其特征在于在所述两喷气口 (lc)之间设有喷油嘴(15)，喷油嘴(15)通过油管与安装在缸 体(1)外的燃油泵(16)相连，该燃油泵(16)通过套有弹簧的抵杆与活塞(2) 上的油泵凸轮(2f)相抵触。
专利摘要本实用新型是一种旋转活塞式内燃机，包括缸体(1)和活塞(2)，所述活塞(2)在缸体(1)内作旋转运动，活塞(2)中部的外圆柱上对称布置有两突起的突块(2a)；在缸体(1)的内圆上周向依次设有进气口(1a)、贮气口(1b)、喷气口(1c)和排气口(1d)，其中贮气口(1b)和喷气口(1c)沿缸体轴向分别开有两个，在贮气口(1b)和喷气口(1c)内装有阀门，所述贮、喷气口(1b，1c)、进、排气口(1a，1d)之间分别装有可伸缩的活叶(4)，缸体(1)由活塞(2)和两活叶(4)分隔成四个隔间。本实用新型能同时进行吸气、压缩、做功和排气，做功连续平稳，效率高；结构简单、体积小、制造成本低；便于改变压缩比和功率，可一机多用。
文档编号F01M1/12GK201184237SQ20082009760
公开日2009年1月21日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者郑福建 申请人:郑福建