双转子内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机，具体涉及的是一种双转子内燃机。
【背景技术】
[0002]内燃机是一种将燃料与气体(空气或压缩空气)混合并使混合料在机器内部燃烧，从而将其放出的热能直接转换为动力的热力发动设备。现有的内燃机大体分为活塞式内燃机和转子内燃机。
[0003]活塞式内燃机，是依靠曲轴连杆机构带动活塞在气缸内作往复运动，实现内燃机进气、压缩、做功和排气过程，从而对外输出机械能。该种内燃机虽然输出功率较大，但结构复杂，工作时容易产生强烈的振动，因而磨损较为严重。
[0004]转子内燃机，是直接依靠燃烧产生的高压气体推动转子在气缸内旋转，实现内燃机进气、压缩、做功和排气过程，从而对外输出机械能。该种内燃机相比活塞式内燃机来说，结构相对简单的多，并且工作时不产生振动，但由于转子与动力输出轴之间固有的位置关系和转速关系，使得动力输出轴转动一周只有一个做功的过程，因而导致了该种内燃机的输出功率小，并且内燃机的密封性也比较差。
[0005]因此，如何对现有的内燃机结构进行改进，便成为本领域技术人员急需解决的主要问题。
【发明内容】
[0006]针对上述技术的不足，本发明提供了一种双转子内燃机，具有结构简单、输出功率大、密封性好、易于控制的特点。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0008]双转子内燃机，包括气缸，设置在该气缸内的转轴，以及均与气缸连接的燃料供给装置、点火装置和排气阀，还包括固定在转轴侧壁、并且滑动贴合气缸内壁的第一转子，一端伸入到气缸内并滑动贴合转轴外壁的挡板，与该挡板另一端连接、且位于气缸外、并与转轴作同步运动的机械式挡板往复运动控制机构，一端滑动贴合气缸内壁、另一端通过套环套在转轴上并通过弹性装置与第一转子连接的第二转子，用于向气缸内通入压缩气并与燃料混合燃烧推动第一转子转动的第一进气通道，以及用于向气缸内通入空气的第二进气通道。
[0009]进一步地，本发明还包括位于气缸外、且与第一进气通道连通的储气罐，所述转轴上开设有球形槽，所述储气罐通过气管与第一进气通道连通，并且该气管上还设有与球形槽相匹配的球体。
[0010]再进一步地，所述储气罐上还设有第一气阀。
[0011]具体地说，所述机械式挡板往复运动控制机构包括与转轴连接并与该转轴作同步转动的马耳他十字机芯，均设置在该马耳他十字机芯上、并由其带动转动的第一推块和第二推块，通过固定块与挡板连接、并由第一推块和第二推块交替推动作拉伸运动的交叉式伸缩机构，以及设置在固定块上、用于与交叉式伸缩机构配合带动挡板作往复移动的弹簧；所述交叉式伸缩机构与气缸外壁连接。
[0012]具体地说，所述交叉式伸缩机构包括均由至少三个顺次交错转动连接的条杆构成的第一连杆和第二连杆；所述第一连杆位于第二连杆下方，二者至少有三个相交点，其中，首尾两个相交点均各自套在一个固定杆上，并且最后一个相交点固定在固定块上，而第一连杆和第二连杆中间部分的相交点均各自套在一个转动杆上；所述固定杆与气缸外壁连接；所述第一连杆的端部延伸至马耳他十字机芯中并由第一推块推动使整个交叉式伸缩机构拉伸；所述第二连杆的端部也延伸至马耳他十字机芯中并由第二推块推动使整个交叉式伸缩机构拉伸。
[0013]更进一步地，所述第一进气通道包括开设在转轴正面上、且与气管连通的第一进气孔，开设在该转轴侧面上的出气孔，设置在套环上并且与第一进气孔连通的第一环形槽，与该第一环形槽连通、且在转轴转动时与出气孔交替连通和断开的弧形槽，以及开设在套环上、且与第一环形槽连通的第二进气孔。
[0014]更进一步地，所述第二进气通道包括开设在转轴正面上的第三进气孔，设置在套环上并且与第三进气孔连通的第二环形槽，以及与该第二环形槽连通、用于将外部空气通入到气缸内的第四进气孔。
[0015]作为优选，所述第二进气孔和第四进气孔上均设有第二气阀。
[0016]作为优选，所述弹性装置为弹簧。
[0017]作为优选，所述第二转子一侧面为弧形面。
[0018]本发明的设计原理在于，通过第一转子和第二转子的转动，在配合挡板的间歇性往复运动后，利用转轴和弹性装置的作用力，在燃料供给装置供料、进气通道供气、点火装置点火燃烧、排气阀排废气的条件下，当第一转子、第二转子转动时，利用两个转子和挡板的规律性运动，可以在气缸中由第一转子、第二转子和挡板三者所划分出来的不同区域内同时进行进气、做功、压缩、排气的过程，从而实现了转子内燃机动力输出轴的连续做功和输出，并增大了转子内燃机的输出功率。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0020](I)本发明通过设计两个转子，并依靠弹性装置的连接，然后利用挡板的间歇性往复运动，从而在转轴转动力和弹性装置弹力的作用下，使得两个转子有规律地在转轴内连续转动，进而在配合燃料供给装置、点火装置、进气通道和排气阀后，通过连贯的机构联动控制方式，使得内燃机气缸内进气、做功、压缩和排气的过程可以同步进行，如此便可很好地实现内燃机功率的连续输出。本发明与一般的四冲程内燃机每旋转两圈才做功一次相比，其转轴每旋转一次就完成了进气、压缩、做功、排气的一个完整循环，因而具有高马力容积比(引擎容积较小就能输出较多动力)的优点。
[0021](2)与一般转子内燃机磨损严重、零部件寿命短、油耗高、污染严重、生产工艺要求高相比，本发明的动力转子与转轴紧密相连，并且在运转过程中，其推动力始终与气缸内壁相切，因而很大程度上降低了内燃机对制造工艺的要求，不仅降低了零部件的磨损，而且大幅延长了内燃机的使用寿命，并且提高了内能的转化率和空气压缩比，使燃烧更加充分。本发明既降低了油耗和对冷却系统的要求，又减少了废气污染物的排放，因而具有节能环保的特点。
[0022](3)由于转轴的轴向运转特性，因而本发明不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转速度，整个内燃机只有两个转动部件，与一般的四冲程内燃机具有进、排气活门等二十多个气门组部件相比，其结构大幅简化，发生故障的可能性也大大减少。本发明独特的环形气缸，不仅尺寸选用更加灵活，而且重量轻、低重心、震动小，噪音小；并且本发明安装方式非常灵活，并且其可在实现全方位安装的同时，达到完全隐没的效果。
[0023](4)本发明设置的机械式挡板往复运动控制机构，巧妙地运用了马耳他十字机芯的结构设计和工作原理，并配合了第一推块、第二推块、交叉式伸缩机构以及弹簧的设计，并且马耳他十字机芯与转轴作同步转动，因此，在马耳他十字机芯的控制下，利用推块推动交叉式伸缩机构作拉伸运动时，可以带动挡板脱离转轴，然后在弹簧回复力的作用下，又作收缩运动，并同时带动挡板继续滑动贴合转轴外壁，如此反复循环，便可使挡板在气缸内有规律地作往复运动，进而确保了两个转子的规律性转动，同时也确保了内燃机进气、做功、压缩和排气流程的正常同步进行。本发明中机械式挡板往复运动控制机构的设计非常巧妙，由于其采用了现有成熟的结构，并合理地将这些结构进行了结合，因此该机械式挡板往复运动控制机构不仅结构简单、制造成本低廉，而且易于实现和控制，并且使用效果俱佳，真正实现了技术创新、成本投入、使用效果三者之间的相对平衡。
[0024](5)本发明设置了储气罐，其在配合第一进气通道巧妙的结构设计和转轴及套环的转动后，可以在内燃机进行做功流程的同时，将气缸内经由第一转子压缩后的空气进行储存，并在内燃机进行排气流程的同时，再将储存的压缩气输出到气缸内与燃料混合燃烧，并继续做功，进一步保证了内燃机做功的连续性；同时，通过球形槽与球体的配合，本发明可以有效地确保储气罐的接口不随着转轴的转动而转动，从而很好地对储气罐的位置进行了定位，令其不影响内燃机的工作。
[0025](6)本发明在储气罐上还设置了第一气阀，当储气罐内气压不足时，可通过打开第一气阀的方式，将外部空气引入，然后增大储气罐内的气压，使其能够顺利经由第一进气通道进入到气缸内，保证内燃机中进气和做功过程的正常进行。
[0026](7)本发明还在第二进气孔和第四进气孔上均设置了第二气阀，利用气压推动第二气阀开启的方式，很好地确保了气缸内进气通道的密闭性，从而进一步保证了内燃机的安全性。
[0027](8)本发明设计合理、结构巧妙、运转基本不需要机油，并且不含飞轮的设计，因而能够更快地实现加速，并在较低转速下仍然具有较大的扭矩。由于气缸内同步实现进气、做功、压缩、排气的流程是本发明最大的设计亮点，因此，其很好地突破了现有技术的束缚，实现了重大的创新，并且顺应了科技发展的潮流，本发明具有很高的实用价值和推广价值，应用前景广泛。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的第一种结构示意图。
[0029]图2为本发明的第二种结构示意图。
[0030]图3为机械式挡板往复运动控制机构的结构示意图。
[0031]图4(a)?4(d)为交叉式伸缩机构工作时各个状态的示意图。
[0032]图5为套环的剖面图