一种高压缩比的三角转子发动机的制作方法

1.本实用新型属于转子发动机技术领域，具体涉及一种高压缩比的三角转子发动机。


背景技术：

2.三角转子发动机作为一种技术较为先进的转子发动机，与往复活塞式发动机相比，三角转子发动机没有往复活塞式发动机的曲柄连杆结构、配气机构，所以，使三角转子发动机具有结构简单、体积小、重量轻，运行平稳、噪音小、功重比大等优点。但是，三角转子发动机作为转子发动机的一种，其压缩比小，空燃比无法得到改善，导致油耗较高、尾气排放超标，同时不能较好地使用柴油；
3.现有的专利技术主要有两个方法提高转子发动机压缩比，第一，通过改变燃烧室结构（转子燃烧室凹坑）来调整压缩比；第二，在转子两侧设计形成做功缸和压气缸的凹槽。
4.不管是通过改变燃烧室结构（转子燃烧室凹坑）来调整压缩比，还是通过在转子两侧设计形成做功缸和压气缸的小凹槽，这些方法对压缩比的改善均很小，没有大幅提高转子发动机压缩比，对于三角转子发动机，提高1%的压缩比都比较困难，同时转子的加工工艺复杂、制造成本高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高压缩比的三角转子发动机。
6.为了解决技术问题，本实用新型的技术方案是：一种高压缩比的三角转子发动机，包括缸体、三角转子、相位齿轮、端盖和偏心轴，所述缸体本体上开设有扩容转子槽，扩容转子槽与三角转子发动机的进气腔室相切并且相连通，所述扩容转子槽内部设置有扩容转子，扩容转子与扩容转子槽小间隙配合，所述扩容转子两端分别可转动固定于端盖上，扩容转子上开设有扩充槽，扩容转子与偏心轴同步转动。
7.优选的，所述端盖包括前端盖和后端盖，前端盖和后端盖分别与缸体前后两端固定连接，前端盖和后端盖与缸体内壁之间的空间形成内腔室，三角转子设置于内腔室内，所述三角转子的三个角上分别设置有径向密封条，三角转子中心安装有偏心轴，三角转子内孔与偏心轴的偏心轴颈间设有滚针轴承，相位齿轮固定在三角转子内孔中，三角转子上的相位齿轮和固定在端盖上的外齿轮相啮合，偏心轴的主轴颈两端支承在前端盖和后端盖的主轴承中，偏心轴的前端穿出前端盖连接动力组件。
8.优选的，所述进气腔室是内腔室与三角转子发动机进气侧、三角转子和三角转子两顶角的径向密封条形成的空间，扩容转子槽设置于进气腔室底部左侧，缸体几何中心与扩容转子槽中心之间的连线与三角转子发动机纵向平面之间的夹角为10~30
°
。
9.优选的，所述扩容转子槽为圆柱形槽，圆柱形槽的一侧壁与进气腔室相切，相切处开设有连通通道。
10.优选的，所述扩容转子由第一小径、第一中径、大径、第二中径和第二小径依次同轴焊接组成，第一小径和第二小径的直径相同，第一中径和第二中径的直径相同，大径的直径大于第一中径或第二中径的直径，第一中径或第二中径的直径大于第一小径和第二小径的直径。
11.优选的，所述前端盖和后端盖与扩容转子相对应位置分别设置有轴承，第一中径和第二中径支承固定于轴承中，第一小径或第二小径穿出前端盖或后端盖通过皮带或者齿轮与偏心轴同步转动。
12.优选的，所述大径一侧开设有轴向的扩充槽，大径与扩容转子槽小间隙配合；进气时，扩容转子随偏心轴同步转动使扩充槽与进气腔室连通，增大了进气腔室容积。
13.优选的，所述大径两端面与两个端盖的间隙为0.1~0.15mm，大径两端面分别设置有端面密封环槽，端面密封环槽内设置有端面密封环和端面密封环弹簧，使大径两端面与两个端盖之间密封。
14.优选的，所述扩充槽为v型槽，v型槽的夹角为90~120
°
，所述扩容转子槽在连通通道的两侧分别设置有扩容转子径向密封条，两个扩容转子径向密封条到扩充槽圆心的夹角大于扩充槽的夹角，实现扩充槽的径向密封。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
16.（1）本实用新型公开了一种高压缩比的三角转子发动机，在进气腔室底部设置扩容转子槽，扩容转子槽内部设置扩容转子，扩容转子与偏心轴同步转动，三角转子的三个顶角将内腔室分为三个工作室，任意一个工作室在经过扩容转子槽进气时，使扩充槽与进气腔室连通，增大了进气腔室容积，接着三角转子继续转动，扩容转子通过离心力作用将扩充槽里的气体压入工作室内，接着扩容转子的扩充槽关闭，使工作室的气体进行压缩，这样进气时增大进气腔室容积，扩容转子上的扩充槽周期性的使三个工作室在进气时增大进气腔室容积，这样就提高了压缩比，可提高8~10%；
17.（2）本实用新型公开了一种高压缩比的三角转子发动机，通过偏心轴驱动扩容转子实现扩容转子v型槽的开闭，以此提高压缩比，本实用新型加工工艺简单，制造成本低；
18.（3）本实用新型扩容转子与扩容转子槽小间隙配合，扩容转子槽在连通通道的两侧分别设置有扩容转子径向密封条，两个扩容转子径向密封条到扩充槽顶角的夹角大于扩充槽的夹角，这样保证压缩后的气体不会通过扩容转子径向泄露，协同提高压缩比；
19.（4）本实用新型扩容转子的大径两端面分别设置有端面密封环槽，端面密封环槽内设置有端面密封环和端面密封环弹簧，使大径两端面与两个端盖之间密封，这样保证压缩后的气体不会通过扩容转子轴向泄露，协同提高压缩比。
附图说明
20.图1、本实用新型一种高压缩比的三角转子发动机的结构示意图；
21.图2、本实用新型扩容转子的结构示意图；
22.图3、本实用新型一种高压缩比的三角转子发动机的使用状态图；
23.图4、本实用新型一种高压缩比的三角转子发动机的使用状态图；
24.图5、本实用新型一种高压缩比的三角转子发动机的使用状态图。
25.附图标记说明：
26.1、缸体，2、三角转子，3、相位齿轮，4、端盖，5、偏心轴，6、扩容转子，7、扩充槽，8、径向密封条，9、扩容转子径向密封条；
27.1-1、扩容转子槽，1-2、进气腔室，1-3、内腔室，1-4、连通通道；
28.2-1、顶角；
29.6-1、第一小径，6-2、第一中径，6-3、大径，6-4、第二中径，6-5、第二小径；
30.6-2-1、端面密封环槽。
具体实施方式
31.下面结合实施例描述本实用新型具体实施方式：
32.需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
33.实施例1
34.如图1所示，本实用新型公开了一种高压缩比的三角转子发动机，包括缸体1、三角转子2、相位齿轮3、端盖4和偏心轴5，所述缸体1本体上开设有扩容转子槽1-1，扩容转子槽1-1与三角转子发动机的进气腔室1-2相切并且相连通，所述扩容转子槽1-1内部设置有扩容转子6，扩容转子6与扩容转子槽1-1小间隙配合，所述扩容转子6两端分别可转动固定于端盖4上，扩容转子6上开设有扩充槽7，扩容转子6与偏心轴5同步转动。
35.实施例2
36.如图1所示，所述端盖4包括前端盖和后端盖，前端盖和后端盖分别与缸体1前后两端固定连接，前端盖和后端盖与缸体1内壁之间的空间形成内腔室1-3，三角转子2设置于内腔室1-3内，所述三角转子2的三个角上分别设置有径向密封条8，三角转子2中心安装有偏心轴5，三角转子2内孔与偏心轴5的偏心轴颈间设有滚针轴承，相位齿轮3固定在三角转子2内孔中，三角转子2上的相位齿轮3和固定在端盖4上的外齿轮相啮合，偏心轴5的主轴颈两端支承在前端盖和后端盖的主轴承中，偏心轴5的前端穿出前端盖连接动力组件。
37.所述径向密封条8用于三角转子2与缸体1的密封，实现径向密封。
38.所述前端盖和后端盖与缸体4通过定位销定位，然后通过合箱螺栓将三者固定连接。
39.实施例3
40.如图1所示，所述进气腔室1-2是内腔室1-3与三角转子发动机进气侧、三角转子2和三角转子2两顶角2-1的径向密封条8形成的空间，扩容转子槽1-1设置于进气腔室1-2底部左侧，缸体1几何中心与扩容转子槽1-1中心之间的连线与三角转子发动机纵向平面之间的夹角为10~30
°
。
41.如图1所示，所述扩容转子槽1-1为圆柱形槽，圆柱形槽的一侧壁与进气腔室1-2相切，相切处开设有连通通道1-4。
42.实施例4
43.如图2所示，所述扩容转子6由第一小径6-1、第一中径6-2、大径6-3、第二中径6-4和第二小径6-5依次同轴焊接组成，第一小径6-1和第二小径6-5的直径相同，第一中径6-2
和第二中径6-4的直径相同，大径6-3的直径大于第一中径6-2或第二中径6-4的直径，第一中径6-2或第二中径6-4的直径大于第一小径6-1和第二小径6-5的直径。
44.如图2所示，所述前端盖和后端盖与扩容转子6相对应位置分别设置有轴承，第一中径6-2和第二中径6-4支承固定于轴承中，第一小径6-1或第二小径6-5穿出前端盖或后端盖通过皮带或者齿轮与偏心轴5同步转动。
45.如图2所示，所述大径6-3两端面与两个端盖4的间隙为0.1~0.15mm，大径6-3两端面分别设置有端面密封环槽6-2-1，端面密封环槽6-2-1内设置有端面密封环和端面密封环弹簧，使大径6-3两端面与两个端盖4之间密封。
46.所述大径6-3两端面与两个端盖4之间密封，保证压缩后的气体不会通过扩容转子6轴向泄露。
47.实施例5
48.如图2所示，所述扩充槽7为v型槽，v型槽的夹角为90~120
°
，所述扩容转子槽1-1在连通通道1-4的两侧分别设置有扩容转子径向密封条9，两个扩容转子径向密封条9到扩充槽7圆心的夹角大于扩充槽7的夹角，实现扩充槽7的径向密封。
49.所述扩充槽7设计成v型槽，进气时扩容转子6的v型槽与缸体1、三角转子2、前后端盖4形成进气腔室1-2，增大了进气腔室容积。
50.所述扩充槽7还可设计为u型槽。
51.所述扩容转子径向密封条9可以保证压缩后的气体不会通过扩容转子6径向泄露。
52.实施例6
53.一种提高压缩比的方法，用于提高三角转子发动机的压缩比，包括以下步骤：
54.步骤1：将所述的一种高压缩比的三角转子发动机的扩容转子6与偏心轴5通过皮带或者齿轮传动，使其同步转动，由于三角转子2的三个顶角2-1和径向密封条8将内腔室1-3分为三个工作室，任意两个顶角2-1与内腔室1-3之间的空间形成一个工作室，偏心轴5转动一圈，三角转子2转动1/3圈，因此扩容转子6转动一圈，三角转子2转动1/3圈；
55.步骤2：燃料燃烧产生的压力作用于三角转子2上，由于偏心轴颈中心线与主轴颈中心线间形成力臂，使偏心轴5旋转并以扭矩形式输出动力，同时带动扩容转子6顺时针转动，调整扩容转子6的相位，使扩容转子6的扩充槽7打开时，三个工作室其中的一个工作室正处于进气状态；燃料燃烧产生的压力作用于三角转子2上，由于偏心轴5中心线与主轴颈中心线间形成力臂，使偏心轴5旋转并以扭矩形式输出动力；
56.步骤2-1：当工作室三角转子2一侧的顶角2-1未经过扩容转子6时，扩容转子6的扩充槽7处于关闭状态，保证三角转子2的顶角2-1处的径向密封条8与扩容转子6相切转动；
57.步骤2-2：第一个工作循环开始，三角转子发动机的排气口关闭，进气口打开时，该工作室即为进气腔室1-2，三角转子2一侧顶角2-1处的径向密封条8已经经过扩容转子6，扩容转子6的扩充槽7处于打开状态，此时工作室的进气容积扩大；
58.步骤2-3：当进气腔室1-2到达进气下止点时，准备开始压缩行程，此时扩容转子6通过离心力作用将扩充槽7里的气体压入工作室内，接着扩容转子6的扩充槽7关闭，使工作室的气体进行压缩，依次进行做功和排气行程；
59.步骤3：每个工作室依次进行进气、压缩、做功、排气行程。
60.实施例7
61.本实施例以a、b、c表示转子三个顶角2-1的径向密封条8，现以ab工作室为例说明三角转子2在缸体1内位置的变化完成进气过程，其中三角转子2顺时针转动。
62.如图3所示，发动机ab工作室进气过程中，当b径向密封条8未经过扩容转子6时，扩容转子6的v型槽处于关闭状态，保证三角转子2上的径向密封条8与扩容转子6相切转动，ab工作室开始进气。
63.如图4所示，当三角转子2上的b径向密封条8转过扩容转子6时，此时ab工作室即为进气腔室1-2，扩容转子6的v型槽处于打开状态，此时，ab工作室进气，进气容积扩大。
64.如图5所示，当三角转子2到达进气下止点时，准备开始压缩行程，此时扩容转子6通过离心力作用将扩容转子6的v型槽里的气体压入缸体1内，扩容转子6的v型槽关闭，ab工作室开始压缩，然后进行做功、排气行程。
65.三个工作室依次进行进气、压缩、做功、排气行程。
66.本实用新型的工作原理如下：
67.如图1~5所示，本实用新型公开了一种高压缩比的三角转子发动机，包括缸体1、三角转子2、相位齿轮3、端盖4和偏心轴5，所述缸体1本体上开设有扩容转子槽1-1，扩容转子槽1-1与缸体1的进气腔室1-2相切并且相连通，所述扩容转子槽1-1内部设置有扩容转子6，扩容转子6与扩容转子槽1-1小间隙配合，所述扩容转子6两端分别可转动固定于端盖4上，扩容转子6上开设有扩充槽7，扩容转子6与偏心轴5同步转动，通过偏心轴5的主轴驱动扩容转子6实现扩容转子6的v型槽的开闭，以此提高压缩比，可提高8~10%。
68.本实用新型公开了一种高压缩比的三角转子发动机，在进气腔室底部设置扩容转子槽，扩容转子槽内部设置扩容转子，扩容转子与偏心轴同步转动，三角转子的三个顶角将内腔室分为三个工作室，任意一个工作室在经过扩容转子槽进气时，使扩充槽与进气腔室连通，增大了进气腔室容积，接着三角转子继续转动，扩容转子通过离心力作用将扩充槽里的气体压入工作室内，接着扩容转子的扩充槽关闭，使工作室的气体进行压缩，这样进气时增大进气腔室容积，扩容转子上的扩充槽周期性的使三个工作室在进气时增大进气腔室容积，这样就提高了压缩比，可提高8~10%。
69.本实用新型公开了一种高压缩比的三角转子发动机，通过偏心轴驱动扩容转子实现扩容转子v型槽的开闭，以此提高压缩比，本实用新型加工工艺简单，制造成本低。
70.本实用新型扩容转子与扩容转子槽小间隙配合，扩容转子槽在连通通道的两侧分别设置有扩容转子径向密封条，两个扩容转子径向密封条到扩充槽顶角的夹角大于扩充槽的夹角，这样保证压缩后的气体不会通过扩容转子径向泄露，协同提高压缩比。
71.本实用新型扩容转子的大径两端面分别设置有端面密封环槽，端面密封环槽内设置有端面密封环和端面密封环弹簧，使大径两端面与两个端盖之间密封，这样保证压缩后的气体不会通过扩容转子轴向泄露，协同提高压缩比。
72.上面对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
73.不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。