一种旋转式发动机结构及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种旋转式发动机结构、工作原理及其控制方法。该结构的核心是由定子、转子、进排气挡块、压缩挡块、做功挡块构成；定子和转子采用同心轴结构，可以相对转动，定子（或转子）表面设有进气口、排气口和燃烧室，转子（或定子）表面设有凸起活塞；挡块可以移动。通过合理控制挡块的位置，完成发动机的进气、压缩、做功和排气行程，推动转子转动，并带动输出轴输出动力。通过本发明专利技术，可以实现高效的旋转式发动机，大大简化发动机构造、减轻发动机自重、降低发动机噪音、提高发动机效率，提升发动机升功率、改善发动机平顺性；同时使用该结构的发动机很容易调整发动机整机的排量和功率，也很容易跟电机结合使用实现混动动力装置。也很容易跟电机结合使用实现混动动力装置。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式发动机结构及其控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机领域，特别地，涉及一种旋转式发动机结构、工作原理及其控制方法。

技术介绍

[0002]发动机是一种能够把可燃燃料的化学能转化为机械能，并产生动力的机械装置；其中内燃机是最为常见的发动机，被广泛应用于汽车，摩托车，飞机，舰船，以及其他非道路动力设备等领域。
[0003]最为常见的内燃机是往复活塞式发动机，包括两冲程和四冲程发动机；根据不同的燃料，又分为汽油机、柴油机或其他代用燃料发动机。往复活塞式发动机，通过曲柄连杆机构，将活塞的往复直线运动转化为旋转运动，因此一般往复式发动机结构复杂，零件众多，体积较大，发动机自重也较高。
[0004]除了往复式发动机外，转子发动机也是一种被批量使用的内燃机。转子发动机采用旋转式活塞，使用了偏心轴和内外齿轮结构。由于转子发动机取消了往复直线运动，同样功率的转子发动机一般尺寸较小，重量较轻，振动和噪声较低，具有一定的优势。但转子发动机的结构难以实现高压缩比，燃烧不够充分，热效率较低，油耗较高；同时转子发动机的零部件磨损也较大，容易造成漏气，导致排放较差。零部件寿命短和维修困难也限制了转子发动机的广泛应用。
[0005]针对上述提到的问题，现有技术未给出既结构简单，可以避免往复运动；同时又可以实现高效燃烧、性能出色的旋转式发动机结构。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种旋转式发动机结构、工作原理及其控制方法，可以极大地简化了发动机结构，又可以采用高压缩比，实现高效燃烧，确保发动机的性能。
[0007]本专利技术公开了一种旋转式发动机结构，该结构的核心是由定子、转子、进排气挡块、压缩挡块、做功挡块构成；定子和转子采用同心轴结构，可以相对转动，定子表面设有进气口、排气口和燃烧室，转子表面设有凸起活塞；挡块可以移动。在定子和转子的相对转动过程中，通过合理控制挡块的位置，由定子表面、转子表面、不同挡块组成进气腔、压缩腔、做功腔和排气腔，完成发动机的进气、压缩、做功和排气行程，推动转子转动，并带动输出轴输出动力。
[0008]进一步地，定子在外侧，在定子内表面上沿径向设置凹形燃烧室腔体，燃烧室形状可以为圆柱形、圆锥形、方盆形或其他复杂形状，在燃烧室的一侧一定距离处设置进气口，在另一侧的一定距离处设置排气口。转子在内侧，在转子外表面设置凸起活塞，活塞顶部接触定子内表面。在进气口处远离燃烧室一侧设置进气挡块，在排气口处远离燃烧室一侧设置排气挡块，在燃烧室处靠近排气口一侧设置压缩挡块，在燃烧室处靠近进气口侧设置做功挡块。挡块可以沿径向、轴向或其他方向移动或转动；当挡块抬起时，凸起活塞可以旋转
通过；当挡块放下时，挡块接触转子外表面。
[0009]进一步地，定子在内侧，在定子外表面上沿径向设置凹形燃烧室腔体，燃烧室形状可以为圆柱形、圆锥形、方盆形或其他复杂形状，在燃烧室的一侧一定距离处设置进气口，在另一侧的一定距离处设置排气口。转子在外侧，在转子内表面设置凸起活塞，活塞顶部接触定子外表面。在进气口处远离燃烧室一侧设置进气挡块，在排气口处远离燃烧室一侧设置排气挡块，在燃烧室处靠近排气口一侧设置压缩挡块，在燃烧室处靠近进气口侧设置做功挡块。挡块可以沿径向、轴向或其他方向移动或转动；当挡块抬起时，凸起活塞可以旋转通过；当挡块放下时，挡块接触转子内表面。
[0010]进一步地，定子在一侧，在定子表面上沿轴向设置凹形燃烧室腔体，燃烧室形状可以为圆柱形、圆锥形、方盆形或其他复杂形状，在燃烧室的一侧一定距离处设置进气口，在另一侧的一定距离处设置排气口。转子在另一侧，在转子表面设置凸起活塞，活塞顶部接触定子表面。在进气口处远离燃烧室一侧设置进气挡块，在排气口处远离燃烧室一侧设置排气挡块，在燃烧室处靠近排气口一侧设置压缩挡块，在燃烧室处靠近进气口侧设置做功挡块。挡块可以沿径向、轴向或其他方向移动或转动；当挡块抬起时，凸起活塞可以旋转通过；当挡块放下时，挡块接触转子表面。
[0011]进一步地，也可以将凸起活塞放置在定子上，将燃烧室、进气口、排气口设置在转子上，挡块随转子转动，实现相同的功能。
[0012]进一步地，可以将上述结构沿圆周首尾相接，前一结构的排气挡块同时可以用作后一结构的进气挡块，使整个圆周拥有多个机构，各结构共用凸起活塞，连续工作。
[0013]进一步地，可以将多个圆周机构沿轴向叠加，多个圆周机构可以使用分体式结构或整体式结构，多个圆周机构共用动力输出轴。
[0014]进一步地，上述发动机结构适用于不同的可燃燃料，包括汽油、柴油及其他代用燃料。使用汽油或其他高燃点燃料时，可以在燃烧室上设置点火装置，对燃料进行点燃；使用柴油或其他低燃点燃料时，可以通过压燃的方式将燃料引燃。
[0015]进一步地，上述发动机结构适用于气道喷射和缸内直喷技术。使用气道喷射技术时，可以在进气口前设置燃料喷射装置或油气混合装置（如化油器）将可燃气体跟空气混合形成可燃混合气，通过进气口吸入；使用缸内直喷技术时，可以在进气口和燃烧室之间设置燃料喷射装置，喷入燃料和吸入的空气形成可燃混合气。其中，进气方式可以和增压技术同时使用。
[0016]另一方面，本专利技术公开了一种旋转式发动机的工作原理和控制方法，该旋转式发动机为本专利技术提供的的任意一种形式，其工作原理和控制方法包括。
[0017]1） 进气行程：当凸起活塞转到进气挡块和进气口位置时，将进气挡块抬起，凸起活塞从进气挡块位置转过后，将进气挡块放下，此时由定子表面、转子表面、进气挡块和凸起活塞共同构成进气腔；凸起活塞转过进气口后，随着凸起活塞朝燃烧室转动，空气或可燃混合气由进气口吸入进气腔，供下一循环压缩使用。采用缸内直喷技术，可以在进气行程进行燃油喷射。
[0018]2） 压缩行程：当凸起活塞从进气口位置向燃烧室位置转动时，将压缩挡块放下，同时将做功挡块抬起，此时由定子表面、转子表面、压缩挡块和凸起活塞，连同燃烧室共同构成压缩腔。随着凸起活塞朝燃烧室转动，将上一循环吸入的空气或可燃混合气进行压缩；
在凸起活塞转动到燃烧室位置靠近压缩挡块时，大部分压缩气体进入燃烧室。采用缸内直喷技术，也可以在压缩行程进行燃油喷射。
[0019]3） 做功行程：在凸起活塞转过做功挡块时，将做功挡块放下，此时由定子表面、转子表面、做功挡块和凸起活塞，连同燃烧室共同构成做功腔；在凸起活塞转过燃烧室时，燃烧室的压缩气体进入做功腔，压缩气体完成从凸起活塞的一侧向另外一侧转移，同时将压缩挡块抬起，容许凸起活塞转过压缩挡块位置。使用点燃燃料的，在凸起活塞接近燃烧室时，点燃装置作动，对可燃混合气进行点燃；根据需要，点燃时刻可以适当提前或延后。使用压燃燃料的，当凸起活塞转动到燃烧室附近时，压力达到一定数值时，引燃可燃混合气。随着可燃混合气的燃烧，做功腔内压力迅速升高，推动凸起活塞（或挡块）连同转子向前转动，从而带动输出轴输出动力。
[0020]4） 排气行程：在凸起活塞从燃烧室位置向排气口转动时，排气挡块处于放下状态，此时由定子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转式发动机结构，其特征在于，包括：该旋转式发动机结构包含定子、转子、进排气挡块、压缩挡块和做功挡块；定子和转子采用同心轴结构，可以相对转动；定子表面设有进气口、排气口和燃烧室，转子表面设有凸起活塞；挡块可以移动；在定子和转子的相对转动过程中，通过合理控制挡块的位置，由定子表面、转子表面、不同挡块组成进气腔、压缩腔、做功腔和排气腔，完成发动机的进气、压缩、做功和排气行程，推动转子转动，并带动输出轴输出动力。2.如权利要求1所述的旋转式发动机结构，其特征在于，定子在外侧（或内侧、或一侧），在定子表面上沿径向或轴向设置凹形燃烧室腔体，燃烧室形状可以为圆柱形、圆锥形、方盆形或其他复杂形状，在燃烧室的一侧一定距离处设置进气口，在另一侧的一定距离处设置排气口；转子在相对的内侧（或外侧、或另一侧），在转子表面设置凸起活塞，活塞顶部接触定子表面；在进气口处远离燃烧室一侧设置进气挡块，在排气口处远离燃烧室一侧设置排气挡块，在燃烧室处靠近排气口一侧设置压缩挡块，在燃烧室处靠近进气口侧设置做功挡块；挡块可以沿径向、轴向或其他方向移动或转动；当挡块抬起时，凸起活塞可以旋转通过；当挡块放下时，挡块接触转子表面。3.如权利要求2所述的旋转式发动机结构，其特征在于，将凸起活塞放置在定子上，将燃烧室、进气口、排气口设置在转子上，挡块随转子转动，也实现相同的功能。4.如权利要求1至3所述的任一旋转式发动机结构，其特征在于，将上述结构沿圆周首尾相接，前一结构的排气挡块同时可以用作后一结构的进气挡块，使整个圆周拥有多个机构，各结构共用凸起活塞，连续工作；也可以将多个圆周机构沿轴向叠加，多个圆周机构可以使用分体式结构或整体式结构，多个圆周机构共用动力输出轴，输出动力。5.如权利要求1至4所述的旋转式发动机结构，其特征在于，可以使用不同的可燃燃料，包括汽油、柴油及其他代用燃料；使用汽油或其他高燃点燃料时，其特征在于，在燃烧室上设置点火装置，对燃料进行点燃；使用柴油或其他低燃点燃料时，其特征在于，通过压燃的方式将燃料引燃；其中燃料喷射方式可以使用气道喷射或缸内直喷技术；使用气道喷射技术时，其特征在于，在进气口前设置燃料喷射装置或油气混合装置（如化油器）将燃料跟空气混合形成可燃混合气，通过进气口吸入；使用缸内直喷技术时，其特征在于，在进气口和燃烧室之间设置燃料喷射装置，喷入燃料和吸入的空气形成可燃混合气；其中进气方式可以和增压技术同时使用。6.一种旋转式发动机结构的控制方法，其特征在于，所述旋转式结构为权利要求1至5所述的任一结构，所述方法包括：a)进气行程：当凸起活塞转到进气挡块和进气口位置时，将进气挡块抬起，凸起活塞从进气挡块位置转过后，将进气挡块放下，此时由定子表面、转子表面、进气挡块和凸起活塞共同构成进气腔；凸起活塞转过进气口后，随着凸起活塞朝燃烧室转动，空气或可燃混合气由进气口吸入...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文利，
申请(专利权)人：蔡文利，
类型：发明
国别省市：