同心圆周转子式内燃发动机制造技术

同心圆周转子式发动机，属于内燃机领域的新型转子式发动机。特征是：涡轮增压全程参与，在空负荷状态下，阻力小，无起伏波动，运转顺滑，易启动。汽缸以气道联通转子室，转子以转子轴中心为圆心，在转子室内作圆周运转一周，经过进气、做功、排气三个冲程，完成一个工作循环。特点：可用一种或两种燃料，实施两种空燃比，在汽缸内用α＝1的理论空燃比，在转子室用α＞1的稀薄或超稀薄空燃比；用汽缸的高压缩比，可靠的引火，用转子的高做功效率在转子室主燃，排放废气时汽缸和喷油室内形成的HC或CO，参与转子腔中对NOx进行还原，燃烧充分、环保。气油封多重设置，气密严实，润滑可靠，不烧机油。转子转轴一体，构件少，故障少，不须平衡重。

Concentric Circumferential Rotor Internal Combustion Engine

【技术实现步骤摘要】
同心圆周转子式内燃发动机参考符号1表示电控火花塞2表示电控缸内高压直喷燃油嘴装置M表示汽缸T表示转子3-气封4-气封5-油封7-排气口8-涡轮增压进气口P、P1、P2均为转子室内汽腔，在同一转子壳上其气腔形态一致，容积相等。9为汽缸(M)口哨状倾斜气道10-油封14-进气门(电磁控制)FS-油封NH-油封J-转子壳15-口哨状涡轮室(主燃料电控高压喷油装置或称主燃料室)汽油空燃比14.7-数据来自扶爱民主编李全利、秦会斌副主编《汽车发动机构造与维修(第二版)》S1-柱塞式开关或排气门(直流电磁继电器开启，气门弹簧完成关闭)天然气空燃比17.2，稀薄空燃比19，过量空气系数a＝1.1数据均来自镇江船艇学院，姜士阳《天然气发动机理论空燃比与稀燃对比研究》本专利技术同心圆周转子式发动机：包括单缸A型、单缸B型、双缸型、三缸型、四缸型、双电磁汽缸型、三电磁汽缸型、四电磁汽缸型同心圆周转子发动机。其共同特征是：汽缸以气道联通转子室，配合转子运转，转子以转子轴中心为圆心，在转子壳内作圆周运转一周，经过进气、做功、排气三个冲程，完成一个工作循环。
同心圆周转子式发动机，应用于内燃机领域，是一种新型转子式内燃机。转子作同心圆周运动，与汪克尔三角形转子作“8”字形运动的转子式发动机区别明显。汪克尔转子发动机与传统活塞式发动机一样有进气、压缩、做功、排气四个冲程，本专利技术涡轮增压全程参与，转子只经过进气、做功、排气三个冲程，就可完成一个工作循环。
技术介绍
传统的活塞式发动机，用活塞往复式推连杆、曲轴、转轴做功，要4个冲程，构件多，能量损失大，功效低，震动大。汪克尔转子式发动机转速高，体积小，重量轻，但其“△”形转子“8”字形转动，通过内齿圈再带动转轴，机油喷入转子室中，三角转子的相邻容腔间只有一个径向密封片，径向密封片与缸体始终是线接触，接触的角度因“8”形运动轨迹而不断改变，径向密封片磨损快，烧机油，尾气排放严重，消耗大。三角形转子的扭矩产生二个分力，一个向切线方向的转动力，一个指向输出轴中心的向心力。目前，利用发动机尾气做功的涡轮转速达到14-18万转/分，直流电磁继电器开关次数已达到10万次/分，超级钢已在中国成功研制并投入生产。严峻的环保形势，燃油资源的逐步减少，迫切需要更经济、高效节能、环保的发动机，同心圆周转子式发动的雏形，应运而生。同心圆周转子式发动机的特点：设置独立汽缸(集中火力)引火或电磁汽缸(利用高压缩比稳定引火)，配合转子作同心圆周运动(无敲击声，无震动，运转更顺滑，做功效率高)；汽缸、喷油室的气道均为口哨状倾斜(利于产生滚动涡流，火势传播快，汽缸自净度高，延长汽缸寿命)；转子无压缩冲程(减少动能损失，无需克服压缩冲程产生的反作用力，启动更省力)；在涡轮增压装置上加电动机(马达)，让发动机从启动到停车全程参与，增加了进气的空气密度，增强同心圆周转子式发动机动力。转子与转子轴融为一体，转子直接驱动转轴，全部为旋转扭矩，动能转换率高，构件少，能量损失少，相应也降低了故障率。润滑油道设在转子轴心上，以小孔连接端面油封及与转子壳接触的油封。转子旋转产生的离心力，甩出到油封上的机油随转速增减自动增减供油量，供给适量，润滑可靠；本转子与转子壳邻接面积大，径向气油封多重布置，转子室内相邻汽腔，气密性严实。在转子端面上靠边缘一圈，设相应直线形、弧形气密封，内衬弹性钢条，使气封与转子壳端面密切接触，转子翼部与转子壳邻接面气油封如图10、11、12、13、14、15、16、17所示布置。油封5，10槽内设三个小孔与转子轴中心润滑油道连通，使气油封严密，利于密封、冷却、润滑。本转子端面的共同特征：转子单向旋转的前进方向上，为向前凸起的圆滑弧形，反方向即背面为垂直于转子圆周切线的平面(如“S”形转子、三单翼状转子、双“S”形垂直相交的转子)。可根据需要设计上述形状，把转子室分隔成若干相同的汽腔，利于前进方向上的阻力最小，承载向前旋转的切线力矩最大。本转子端面油封的共同特征：油封近转子轴心端紧贴，构成一定的可相应缩小的几何形状，向远心端放射延伸至接触转子壳内壁(如：二条油封近心端呈匙状相咬合延伸至邻接转子壳、三条油封呈三角形放射状延伸至邻接转子壳、四条油封呈四边形向转子壳延伸布置)。作用：转子转动，油封与转子壳长时间摩擦，产生磨损后，油封的远端会在转子旋转的离心力作用下，相应向转子壳滑移，近心端仍维持其一定的几何形状，只是相应缩小(转子单向旋转，气压产生的反向推力，让油封紧贴)；其近心端的匙状咬合区、三角区、四边形区，只是为延寿而预留的磨损余量，也是更换油封的标志性设计，其标志性几何形状消失，须更换油封。确保在热胀冷缩条件下的密封、润滑、冷却。在转子轴上设置相应数量的凸轮，分别控制直流电磁继电器的通断，火花塞的点火，高压直喷燃油的喷油，气门气道的开启，简单精准。在控制排气门(S1)开启的电路上并联接入令电磁汽缸活塞上行的电路。本转子发动机由于转子引擎的轴向运转特性，不需要精密的曲轴平衡，不须平衡重，就能达到较高的旋转速度。本机以转子轴中心为圆心旋转运动一周(360°)，经过进气、做功、排气三个冲程，完成一个工作循环，做功效率高，单转子单缸做功2次，单转子双缸4次，单转子三缸9次，单转子四缸16次(做功次数高是汪克尔单转子的5倍多1次，是四缸四冲程活塞式的8倍)。本机设计的口哨状倾斜气道，利于产生滚动涡流，可加快火焰或气流的传播速度，提高缸内自净度，因此火花塞、喷油嘴、气门可在汽缸壁灵活布置，使外形紧凑，缩小空间，方便应用安装。本机上汽缸(M)上气道(9)，转子室上的涡轮室(15)(其内安装主燃料高压喷嘴)，均为口哨状倾斜气道。本机中电磁汽缸(M)及转子壳上涡轮室(15)，均肚大口小，其内部不是稀薄燃烧，会产生一些HC或CO，在每次排气中都会从其内排出HC或CO，对废气中的氮氧化合物(NOx)进行还原(转子汽腔空燃比用的是a＞1，处于富氧环境，易产生氮氧化合物)，有利环保。也是设计汽缸、涡轮室为口哨状，而不是直接喷入的初衷。传统活塞式发动机降低排放，达到环保，还须采取在同一汽缸中分层燃烧，配套涡流控制阀、多气门结构、多次喷油，甚至还要依靠“废气再循环”降低排放或采用氮氧化合物催化转换器(成本增加)。转子壳上进气口与排气口设置(图略)涡轮增压进气口(8)，设在转子壳体近上、下端盖旁，各设一个，排气口(7)设在转子壳中间区，便于保护转子上、下端面的气、油封，降温，减少磨损，和更好的气体交换。涡轮增压装置上设计加电机(马达)的辅助启动装置方案：在涡轮增压轴上进空气侧，加装小电动机，用直流强制啮合式起动机控制，功率与涡轮增压装置相匹配，由蓄电池供电，并联在启动电路上，在启动电路接通时，同时接通小电机，电机单向旋转带动涡轮转动。当发动机转速足以驱动涡轮运转时，自动脱开啮合，小电机(马达)停转，在涡轮增压装置转速低于一定值时，自动啮合单向旋转(在送空气道侧设压力感传器，控制启动马达)，带动涡轮增压装置旋转，确保涡轮增压装置全程参与。设置稳定增压供气(新鲜空气)的储气罐方案：在转子高速旋转时，把多余的涡轮增压空气贮存，在低速时，罐内也能维持一定的空气压力，保障供给转子发动机新鲜空气，保证在转速不断变化状态下，也能平稳可靠运行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汽缸或电磁汽缸，以气道联通转子室，配合转子运转，转子以转子轴中心为圆心，在转子壳内作圆周单向旋转，经过进气、做功、排气三个冲程，完成一个工作循环的整体设计方案。

【技术特征摘要】
1.汽缸或电磁汽缸，以气道联通转子室，配合转子运转，转子以转子轴中心为圆心，在转子壳内作圆周单向旋转，经过进气、做功、排气三个冲程，完成一个工作循环的整体设计方案。2.转子的特征：转子单向旋转的前进方向上，为向前凸起的圆滑弧形面，反方向上即背面为垂直于转子圆周切线的平面，与转子壳邻接面为弧形面，(包括“S”形转子、三单翼状转子、双“S”形垂直相交的转子)。3.转子端面油封的特征：油封近转子轴心端紧贴构成一定的可随着磨损相应缩小的几何形状，向远心端放射延伸至接触转子壳内壁(包括二条油封近心端呈匙状相咬合布置、三条油封呈三角形放射状布置、...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚凌云，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：尚凌云，
类型：发明
国别省市：湖北,42