单螺杆发动机及其能量转换方法技术

单螺杆发动机有着独特的能量转换方法，同传统的活塞往复式和转子式相比，单螺杆发动机内没有压缩冲程。发动机的能量转换为三个冲程，三个冲程是（１）吸气冲程，吸进自然状态的空气与燃油或燃气的混合气体，或吸进增压机提供的压缩空气与燃油或燃气的混合气体；（２）燃烧冲程，火花塞点燃含燃油或燃气的混合气体，气体受热膨胀推动螺杆旋转；（３）排气冲程，排去螺槽里的废气或经废气能量回收涡轮排去螺槽里的废气。

【技术实现步骤摘要】
涉及领域本专利技术涉及一种转子发动机及其能量转换方法，其转子是一根螺杆，所以叫 做单螺杆发动机，属于发动机类，用于工业、农业、动力、电力、水陆交通及运输甚至航空航天等任何需要动力源的行业和领域。
技术介绍
一般发动机是往复运动式，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为 了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。由于活塞上 下运动时加速度的改变，造成对曲轴的冲击，机体运转不平稳，机械振动和噪声 大，结构复杂。转子发动机则不同，它直接将燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式 发动机相比，转子发动机取消了活塞的直线运动，因而同样功率的转子发 动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。三角转子发动机是目前唯一已实用的转子发动机，它以旋转运动来控 制气体的吸取、压縮和排放。由于三角转子发动机是由转子直接与主轴接触驱 动主轴转动的，因此由于转子自身是在气缸内进行偏心转动，是一个套在主轴外 缘上作偏心运动的大齿轮，而主轴轴颈相对较小，因此就形成了大齿轮驱动小齿 轮的驱动方式，使得其扭矩大大降低，这就是造成转子发动机扭矩低的根本原因， 也是转子发动机不能广泛应用的重要原因。单螺杆与两星轮的组合具有良好的受力平衡特性，特别是当星轮斜向布置 时，星轮齿具有接近长方体的特型，这使单螺杆与两星轮的组合用于制造单螺杆发动机成为可能。中国专利200810188256.4提出了单螺杆压縮机的两星轮斜向布置的方式，但目前还没有应用单螺杆和与其啮合的两星轮组合的方式开发单螺杆发动机的报道。本专利就是基于这一背景下专利技术了单螺杆发动机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的转子发动机，即单螺杆发动机。该发动机具 有受力均衡、运行平稳、震动小、噪音低、能耗低、体积小和效率高等优点。根据本专利技术的实施例l， 一种转子发动机，其特征在于该转子发动机只有一 根螺杆，是一种单螺杆转子发动机简称单螺杆发动机。该单螺杆发动机包含螺杆、 与螺杆啮合的两个斜向星轮、主轴、机体、燃油雾化器或燃气喷嘴和火花塞装置。该发动机机体上还包含两个吸气口、吸气口与燃油雾化器或燃气喷嘴匹配。发动机的燃烧室是机体或安装在机体内的螺杆缸套与螺杆和星轮构成的封闭的螺槽，火花塞装置安装在燃烧部位。螺杆与星轮的啮合是(1)垂直啮合方式。即与螺杆啮合的两星轮的轴线 在同一平面内且相互平行，螺杆的轴线垂直两星轮的轴线所在的平面；或者(2) 斜向啮合方式。即与螺杆啮合的两星轮的轴线之间以及两星轮的轴线与螺杆的轴 线之间两两互不共面。根据本专利技术的实施例2， 一种带增压机的内燃式单螺杆发动机。燃油或燃气 在该发动机内部燃烧驱动螺杆旋转，是内燃式单螺杆发动机。该发动机机体上的 两个吸气口吸进经增压机压縮了的空气与燃油雾化器或燃气喷嘴喷入的燃料混 合气体。该发动机的燃烧室是机体或安装在机体内的螺杆缸套与螺杆和星轮构成 的封闭的螺槽，火花塞装置安装在燃烧室部位。增压机是(1) 一单螺杆压縮机， 或者是(2) —离心式压縮机，或者是(3) —轴流式压縮机和一离心式增压机的 组合。根据本专利技术的实施例3， 一种带废气能量回收涡轮的增压内燃式单螺杆发动机。燃油或燃气在该发动机内部燃烧驱动螺杆旋转，是内燃式单螺杆发动机。发 动机机体上的两个吸气口吸进经增压机压縮了的空气与燃油雾化器或燃气喷嘴 喷入的燃料混合气体。该发动机的燃烧室是机体或安装在机体内的螺杆缸套与螺 杆和星轮构成的封闭的螺槽，火花塞装置安装在燃烧室部位。排出的废气经涡轮 排出，涡轮回收剩余能量。根据本专利技术的实施例4， 一种外压或外热驱动的单螺杆发动机，这种单螺杆发动机推动螺杆旋转的是外部提供的压力能或热力能，是气动式单螺杆发动机。 该发动机机体上的两个吸气口与储气罐或其它压能源或热能源直通或经中间装 置连通。根据本专利技术的实施例5， 一种带废气涡轮的外压或外热驱动的单螺杆发动 机，推动螺杆旋转的是外部提供的压力能或热力能，是气动式单螺杆发动机。该 发动机机体上的两个吸气口与储气罐或其它压能源或热能源直通或经中间装置 连通。排出的废气经涡轮排出，涡轮回收剩余能量。单螺杆发动机有着独特的能量转换方法，发动机的能量转换为三个冲程，三 个冲程是(1)吸气冲程,吸进自然状态的空气与燃油或燃气的混合气体，或吸进 增压机提供的压縮空气与燃油或燃气的混合气体；(2)燃烧冲程，火花塞点燃 含燃油或燃气的混合气体，气体受热膨胀推动螺杆旋转；(3)排气冲程，排去 螺槽里的废气或经废气能量回收涡轮排去螺槽里的废气。同传统的活塞往复式和 转子式相比，单螺杆发动机内没有压縮冲程。附图说明图2增压内燃式单螺杆发动机结构图图3带废气能量回收涡轮的增压内燃式单螺杆发动机结构图 图4外能驱动式单螺杆发动机结构图图5带废气能量回收涡轮的外能驱动式单螺杆发动机结构图图l是内燃式单螺杆发动机结构图，该单螺杆发动机由一根螺杆101，两个 与螺杆啮合的斜向星轮102，螺杆轴103和星轮轴115，机体104等组成。由于 只有一根螺杆101所以是一种单螺杆转子发动机简称单螺杆发动机。主轴103 架支于机体104内的轴承108上。螺杆101与星轮102的啮合方式是(1)垂 直啮合方式。与螺杆101啮合的两星轮102的轴线在同一平面内且相互平行，螺 杆101的轴线垂直两星轮102的轴线所在的平面；或者(2)斜向啮合方式。与螺 杆101啮合的两星轮102的轴线之间以及两星轮102的轴线与螺杆101的轴线之 间两两互不共面。该发动机机体上还包含两个吸气口 (未示出)、吸气口与燃油 雾化器或燃气喷嘴(未示出)匹配。发动机的燃烧室是机体或安装在机体内的螺 杆缸套与螺杆和星轮构成的封闭的螺槽，火花塞装置(未示出)安装在燃烧部位。图2是增压内燃式单螺杆发动机结构图，该单螺杆发动机由一根螺杆201、 两个与螺杆啮合的斜向星轮202、螺杆轴203和星轮轴215、机体204、空气滤 清器205、增压机转子212、增压机机体213等组成。燃油或燃气在该发动机内 部燃烧驱动螺杆201旋转，是内燃式单螺杆发动机。该发动机机体上的两个吸气 口 (未标出)吸进经增压机压縮了的空气与燃油雾化器或燃气喷嘴喷入的燃料混 合气体。该发动机的燃烧室是机体204或安装在机体内的螺杆缸套与螺杆201 和星轮202构成的封闭的螺槽，火花塞装置(未示出)安装在燃烧室部位。增压 机是(1) 一单螺杆压縮机，或者是(2) —离心式压縮机，或者是(3) —轴流 式压縮机和一离心式增压机的组合。图3是带废气能量回收涡轮的增压内燃式单螺杆发动机结构图，该单螺杆发 动机由一根螺杆301、两个与螺杆啮合的斜向星轮302、螺杆轴303和星轮轴315、 机体304、空气滤清器305、涡轮310、涡轮壳体311、增压机转子312、增压机 机体313等组成。燃油或燃气在该发动机内部燃烧驱动螺杆301旋转，是内燃式 单螺杆发动机。该发动机机体上的两个吸气口 (未示出)吸进经增压机压縮了的 空气与燃油雾化器或燃气喷嘴(未示出)喷入的燃料混合气体。该发动机的燃烧 室是机体304或安装在机体内的螺杆缸套与螺杆301和星轮302构成的封闭的螺 槽，火花塞装置(未示出)安装在燃烧部位。发动机的尾气经废气回收涡轮310 排出。图4是外能驱动式单螺杆发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子发动机，其特征在于该转子发动机由一根螺杆组成，是一种单螺杆转子发动机简称单螺杆发动机。该单螺杆发动机包含螺杆、与螺杆啮合的两个星轮、主轴、机体、燃油雾化器或燃气喷嘴和火花塞装置。该发动机机体上还包含两个吸气口、吸气口与燃油雾化器或燃气喷嘴匹配。发动机的燃烧室是机体或安装在机体内的螺杆缸套与螺杆和星轮构成的封闭的螺槽，火花塞装置安装在燃烧部位。

【技术特征摘要】
1、一种转子发动机，其特征在于该转子发动机由一根螺杆组成，是一种单螺杆转子发动机简称单螺杆发动机。该单螺杆发动机包含螺杆、与螺杆啮合的两个星轮、主轴、机体、燃油雾化器或燃气喷嘴和火花塞装置。该发动机机体上还包含两个吸气口、吸气口与燃油雾化器或燃气喷嘴匹配。发动机的燃烧室是机体或安装在机体内的螺杆缸套与螺杆和星轮构成的封闭的螺槽，火花塞装置安装在燃烧部位。2、 根据权利要求1所述的单螺杆发动机，其特征在于该发动机的螺杆与星轮啮合是(1) 垂直啮合方式。即与螺杆啮合的两星轮的轴线在同一平面内且相互平行，螺杆的轴线垂直两星轮的轴线所在的平面；或者是-(2) 斜向啮合方式。即与螺杆啮合的两星轮的轴线之间以及两星轮的轴线与螺杆 的轴线之间两两互不共面。3、 根据权利要求1所述的单螺杆发动机，其特征在于该发动机可以配置一增压 机，增压机设置在进气端，提高进气压力。4、 根据权利要求1和3所述的单螺杆发动机，其特征在于增压机是(1) 一单螺 杆压縮机，或者是(2) —离心式压縮机，或者是(3) —轴流式压縮机和一离心 式增压机的组合。5、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦上，
申请(专利权)人：李锦上，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]