外压式转子发动机的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种外压式转子发动机。


背景技术：

2.现有的内燃机主要有汽油机和柴油机两种，通常都是采用活塞往复式驱动机构。但是，活塞往复式驱动机构运行平稳性较差，由此的导致噪音和平衡性难以处理。在三角转子发动机中，虽然缓解了运行平稳性较差的技术问题，但是，由于做功和排气趋近处于同一冲程中，油气没有燃尽就被排出，增大了油耗，且排放污染严重。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种外压式转子发动机，以缓解发动机平稳性差、效率低的技术问题。
4.第一方面，本发明提供的外压式转子发动机，包括：机体、主轴、做功转子、压气转子、多个做功开关件和多个压气开关件；
5.所述机体设有做功工作腔和压气工作腔，所述做功工作腔与所述压气工作腔分隔；
6.所述主轴穿过所述做功工作腔与所述压气工作腔，且所述主轴转动连接于所述机体，所述做功转子和所述压气转子分别安装于所述主轴上；
7.多个所述做功开关件绕所述做功转子的周向间隔设置，所述做功转子的至少一个驱动面与所述做功开关件之间形成燃烧室；
8.多个所述压气开关件绕所述压气转子的周向间隔设置，所述压气转子的至少一个压气面与所述压气开关件之间形成压气腔室，所述压气腔室与所述燃烧室流体连通。
9.结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述做功转子设有多个第一凸轮部，多个第一凸轮部沿所述做功转子的圆周间隔设置；
10.所述驱动面设置于所述第一凸轮部上，所述第一凸轮部背离所述驱动面的一侧设有第一推力面；
11.所述第一推力面用于推抵所述做功开关件，并使所述做功开关件为所述做功转子让位。
12.结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一凸轮部具有第一圆周面；
13.随所述做功转子旋转，多个所述第一圆周面依次封堵所述燃烧室的第一进气口，以使所述第一进气口周期性地开闭。
14.结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述机体上设有多个排气口，多个所述排气口沿所述做功转子的周向间隔设置；
15.随所述做功转子旋转，多个所述第一圆周面依次封堵所述排气口，以使所述排气
口周期性地开闭。
16.结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述机体上安装有气门，所述气门安装在所述压气腔室与所述燃烧室之间的通气口中，所述通气口与所述第一进气口流体连通。
17.结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述做功开关件包括：第一扇形转子和第一弹性器件；
18.所述第一扇形转子转动连接于所述机体上，且所述第一扇形转子具有第一工位和第二工位；
19.在所述第一工位，所述第一扇形转子插入相邻的两个所述第一凸轮部之间；
20.在所述第二工位，所述第一扇形转子位于所述第一圆周面的外侧；
21.所述第一弹性器件安装于所述机体，且所述第一弹性器件具有使所述第一扇形转子自所述第二工位切换至所述第一工位的趋势。
22.结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一扇形转子上设有限位部，在所述第一工位，所述限位部抵接于所述机体。
23.结合第一方面，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述压气转子设有多个第二凸轮部，多个所述第二凸轮部沿所述压气转子的圆周间隔设置；
24.所述压气面设置于所述第二凸轮部上。
25.结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述压气开关件包括：第二扇形转子、电磁锁止件和第二弹性器件；
26.所述第二扇形转子转动连接于所述机体上，且所述第二扇形转子具有第一工位和第二工位；
27.在所述第一工位，所述第二扇形转子插设于相邻的两个所述第二凸轮部之间，且所述第二扇形转子与所述压气面之间形成所述压气腔室；
28.在所述第二工位，所述第二扇形转子抵接于所述第二凸轮部的第二圆周面；
29.所述电磁锁止件和所述第二弹性器件分别安装于所述机体，所述电磁锁止件用于将所述第二扇形转子锁止在所述第一工位，所述第二弹性器件具有使所述第二扇形转子自所述第二工位切换至所述第一工位的趋势。
30.结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述机体上设有多个第二进气口，多个所述第二进气口沿所述压气转子的周向间隔设置；
31.随所述压气转子旋转，多个所述第二凸轮部的第二圆周面依次封堵所述第二进气口，以使所述第二进气口周期性地开闭。
32.本发明实施例带来了以下有益效果：采用机体设有做功工作腔和压气工作腔，做功工作腔与压气工作腔分隔，主轴穿过做功工作腔与压气工作腔，且主轴转动连接于机体，做功转子和压气转子分别安装于主轴上，多个做功开关件绕做功转子的周向间隔设置，做功转子的至少一个驱动面与做功开关件之间形成燃烧室，油气混合物在燃烧室燃烧做功，从而驱动做功转子、主轴和压气转子同步旋转，多个压气开关件绕压气转子的周向间隔设置，压气转子的至少一个压气面与压气开关件之间形成压气腔室，压气腔室与燃烧室流体
连通，通过压气转子可将压气腔室中的气体加压，并使加压后的气体通入做功工作腔中。在做功转子旋转一周的过程中可以产生与做功开关件数量相等的燃烧室，进而进行多次燃烧做功，不仅运行平稳，而且提高了动力性能。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例提供的外压式转子发动机做功工作腔的剖视图；
36.图2为本发明实施例提供的外压式转子发动机压气工作腔的剖视图；
37.图3为本发明实施例提供的外压式转子发动机的剖视图一；
38.图4为本发明实施例提供的外压式转子发动机的剖视图二。
39.图标：001－机体；002－主轴；003－做功转子；301－驱动面；302－第一推力面；303－第一圆周面；004－压气转子；401－压气面；402－第二圆周面；005－做功开关件；501－第一扇形转子；511－限位部；502－第一弹性器件；006－压气开关件；601－第二扇形转子；602－电磁锁止件；007－燃烧室；701－第一进气口；702－排气口；008－压气腔室；801－第二进气口；009－气门。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.实施例一
44.如图1和图2所示，本发明实施例提供的外压式转子发动机，包括：机体001、主轴
002、做功转子003、压气转子004、多个做功开关件005和多个压气开关件006；机体001设有做功工作腔和压气工作腔，做功工作腔与压气工作腔分隔；主轴002穿过做功工作腔与压气工作腔，且主轴002转动连接于机体001，做功转子003和压气转子004分别安装于主轴002上；多个做功开关件005绕做功转子003的周向间隔设置，做功转子003的至少一个驱动面301与做功开关件005之间形成燃烧室007；多个压气开关件006绕压气转子004的周向间隔设置，压气转子004的至少一个压气面401与压气开关件006之间形成压气腔室008，压气腔室008与燃烧室007流体连通。
45.当驱动面301与做功开关件005之间形成燃烧室007时，燃烧室007中的喷油器和点火器依次工作，通过喷油器向燃烧室007内喷油，并形成油气混合物，通过点火器将油气混合物点燃，油气燃烧产生的高温气体推动驱动面301，进而驱动做功转子003转动，通过做功转子003带动主轴002和压气转子004同步运转。此外，在使用柴油为燃料时，可省去点火器，燃烧室007内的油气混合物可采用压燃方式引燃。在主轴002旋转一周的过程中，做功转子003的多个驱动面301依次与做功开关件005相对，并形成了与做功开关件005数量相等的燃烧室007，通过多个燃烧室007依次点火做功，从而进行多次燃烧做功，不仅运行平稳，而且提高了动力性能。此外，通过主轴002带动压气转子004旋转，通过压气转子004可挤压压气腔室008，从而将压气腔室008中的气体压入做功工作腔，以此为燃烧室007提供充足的空气，确保燃烧顺利进行。
46.在本发明实施例中，做功转子003设有多个第一凸轮部，多个第一凸轮部沿做功转子003的圆周间隔设置；
47.驱动面301设置于第一凸轮部上，第一凸轮部背离驱动面301的一侧设有第一推力面302；
48.第一推力面302用于推抵做功开关件005，并使做功开关件005为做功转子003让位。
49.当驱动面301与做功开关件005之间形成燃烧室007时，点火器将燃烧室007内的油气混合物点燃，油气混合物燃烧做功，从而驱动做功转子003旋转。随着做功转子003旋转，另一第一凸轮部的第一推力面302抵接做功开关件005，并驱动做功开关件005避让做功转子003，从而确保做功转子003转动顺畅。
50.进一步的，第一凸轮部具有第一圆周面303；随做功转子003旋转，多个第一圆周面303依次封堵燃烧室007的第一进气口701，以使第一进气口701周期性地开闭。
51.当驱动面301与做功开关件005之间形成燃烧室007时，第一进气口701与燃烧室007的内腔连通；当燃烧室007内的油气混合物充分燃烧后，燃烧室007后方的第一凸轮部旋转至与第一进气口701贴合，从而通过第一凸轮部的第一圆周面303将第一进气口701封堵。
52.进一步的，机体001上设有多个排气口702，多个排气口702沿做功转子003的周向间隔设置；随做功转子003旋转，多个第一圆周面303依次封堵排气口702，以使排气口702周期性地开闭。
53.当燃烧室007内的油气混合物燃烧时，油气混合物燃烧产生的高温气体驱动做功转子003旋转，当燃烧室007内的油气混合物充分燃烧后，燃烧室007前方的第一凸轮部自排气口702处移开，由此使燃烧室007的内腔与排气口702连通，燃烧室007中燃烧产生的烟气可经排气口702排出。在排烟过程中，位于燃烧室007后方的第一凸轮部的第一推力面302持
续向燃烧室007内侧推压，从而加速烟气外排。
54.如图1、图2、图3和图4所示，机体001上安装有气门009，气门009安装在压气腔室008与燃烧室007之间的通气口中，通气口与第一进气口701流体连通。
55.具体的，气门009可采用弹簧提供封闭动力，通过弹簧使气门009具有保持封闭的趋势。当压气腔室008内的气压大于燃烧室007内气压时，压力差驱动气门009开启，从而使压气腔室008内的气体进入燃烧室007中。
56.如图2所示，做功开关件005包括：第一扇形转子501和第一弹性器件502；第一扇形转子501转动连接于机体001上，且第一扇形转子具有第一工位和第二工位。
57.在第一工位，第一扇形转子501插入相邻的两个第一凸轮部之间。在第二工位，第一扇形转子501位于第一圆周面303的外侧；第一弹性器件502安装于机体001，且第一弹性器件502具有使第一扇形转子501自第二工位切换至第一工位的趋势。
58.当第一推力面302抵接于第一扇形转子501时，随着做功转子003的旋转，第一推力面302将推动第一扇形转子501，从而使第一扇形转子501自第一工位切换至第二工位。在此过程中，第一扇形转子501始终抵接于做功转子003，从而确保燃烧室007始终处于密封状态。
59.进一步的，第一扇形转子501上设有限位部511，在第一工位，限位部511抵接于机体001。机体001的内壁设有滑槽，限位部511沿滑槽滑动。当第一扇形转子501转动至第一工位时，限位部511抵接于滑槽的端部，从而起到对第一扇形转子501限位的作用。
60.如图1所示，压气转子004设有多个第二凸轮部，多个第二凸轮部沿压气转子004的圆周间隔设置；压气面401设置于第二凸轮部上。
61.具体的，第二凸轮部的数量较压气开关件006的数量少一个，当压气面401与压气开关件006之间形成压气腔室008时，应将压气开关件006切换至锁止状态，随压气转子004转动，压气面401挤压压气腔室008，进而使压气腔室008内气压升高。
62.进一步的，压气开关件006包括：第二扇形转子601、电磁锁止件602和第二弹性器件；第二扇形转子601转动连接于机体001上，且第二扇形转子601具有第一工位和第二工位；在第一工位，第二扇形转子601插设于相邻的两个第二凸轮部之间，且第二扇形转子601与压气面401之间形成压气腔室008；在第二工位，第二扇形转子601抵接于第二凸轮部的第二圆周面402；电磁锁止件602和第二弹性器件分别安装于机体001，电磁锁止件602用于将第二扇形转子601锁止在第一工位，第二弹性器件具有使第二扇形转子601自第二工位切换至第一工位的趋势。
63.具体的，机体001的内壁设有嵌槽，在释锁状态下电磁锁止件602的锁块收缩至嵌槽内，抵接于第二扇形转子601的压气面401可驱动第二扇形转子601自第一工位旋转至第二工位。当第二扇形转子601处于第一工位时，电磁锁止件602的锁块可伸出，第二扇形转子601抵接于锁块，从而使第二扇形转子601被锁止在第一工位，随着压气转子004旋转，压气腔室008内气压逐渐增大，从而将气体压入做功工作腔中。
64.进一步的，机体001上设有多个第二进气口801，多个第二进气口801沿压气转子004的周向间隔设置；随压气转子004旋转，多个第二凸轮部的第二圆周面402依次封堵第二进气口801，以使第二进气口801周期性地开闭。
65.具体的，第二进气口801的数量与压气开关件006的数量相等，当第二圆周面402将
第二进气口801封堵后，第二扇形转子601与压气面401之间形成压气腔室008。当压气完成后，电磁锁止件602切换至释锁状态，压气面401推抵第二扇形转子601自第一工位旋转至第二工位，第二凸轮部的第二圆周面402与第二进气口801错位，从而使外部的空气能够自第二进气口801进入压气工作腔。
66.如图1和图2所示，需要说明的是，做功转子003的第一凸轮部和压气转子004的第二凸轮部皆对应较大的圆心角，可以设置至少三条用于安装密封件的卡槽。密封件使用与活塞环相同的材质，主要起到耐磨和密封的作用。第一凸轮部和第二凸轮部对应的圆心角为50
°
～60
°
，当第一凸轮部的末端与第一扇形转子501分离时，第一扇形转子501在第一弹性器件502的作用下快速回转至第一工位；当第二凸轮部的末端与第二扇形转子601分离时，第二扇形转子601在第二弹性器件的作用下快速回转至第一工位。此外，由于第一扇形转子501和第二扇形转子601分别受到撞击进行摆转，由此将产生较大的冲击，可采用增加平衡重的方式减缓做功开关件005和压气开关件006的冲击和磨损。另外，在主轴002、做功转子003和压气转子004上分别开设润滑油路，润滑油可进入到旋转件与机体001之间，从而降低旋转件的运转阻力，并缓解器件的磨损。
67.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。