转子式三冲程内燃机 技术领域
本发明属于内燃机技术领域，更明确地说涉及内燃机整机及其零部件的新设计。
背景技术
迄今为止，已有的四冲程内燃机基本上都是活塞往复式结构。在其每个周期中，只有一个冲程作功。也就是说，在整个360°的循环中，作功的角度只有90°左右。因此，在同样排气量的情况下，其输出功率较小，效率较低。这种内燃机的进气、排气需要专门的附加机械装置，结构较复杂，这就提高了其制造成本。又因活塞往复式结构输出的是活塞杆的直线运动，一般需将直线运动转换为圆周运动使用，这就使其效率进一步下降。另外，活塞往复式结构采用曲轴连杆机构，其平衡调节工艺非常复杂，使其生产成本进一步提高。
本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种在每个周期中作功的角度大，进气、排气装置结构较简单，直接输出圆周运动不需转换，转子轴的平衡调节工艺也较简单，因而在同样排气量的情况下，其输出功率较大，效率较高，生产成本较低的转子式三冲程内燃机。
发明内容
为了达到上述目的，本发明由本体、配气系统、燃油系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、起动系统等所组成。本体至少包括：上下端各带有三个均布的弧形定位爪而其侧壁带有出气口和进气口及火花塞安装孔其内腔为对称的三棱弧柱面的缸套、安装在缸套地火花塞更换孔中的火花塞及其导线、套装在缸套外面带有进气槽和出气槽和火花塞更换孔的机壳、安装在缸套内中间带有轴孔两侧面的两端各带有定位销的双弧面状转子、安装在轴孔中的轴套、安装在轴套中的转子曲轴、安装在转子两端并以转子的定位销定位的上下两片转子叶片、安装在上叶片上面以锁定转子定位销的运动轨迹的弧形转子定位轨、固定在缸套上端面的端面齿轮、固定在机壳上带有转子曲轴半轴孔和传动轴孔的轴承座、固定在轴承座上且套装在转子曲轴上并带两爪将弧形转子定位轨定位的轴瓦、安装在传动轴孔中的传动轴、键合在转子曲轴上端的转子齿轮、键合在传动轴上与转子齿轮啮合且齿数相同的过渡齿轮、键合在传动轴上与端面齿轮啮合且齿数较少的减速齿轮、固定在转子曲轴两端的平衡片以及安装在机壳上分别与缸套的两个出气口和中间进气口相接的气罩。转子齿轮、过渡齿轮、减速齿轮和缸套端面齿轮的总减速比为3∶1。
本发明是这样工作的：转子曲轴旋转时，依次驱动转子齿轮、过渡齿轮、减速齿轮和缸套端面齿轮使缸套减速同向旋转，减速比为3∶1。也就是说，缸套每旋转一周，转子曲轴则旋转3周。与此同时，转子曲轴驱动转子旋转。弧形转子定位轨是以缸套旋转轴心为中心的120°的弧线，主要作用是锁定转子的定位销的移动轨迹。三冲程如下：1.吸气、排气冲程。转子旋转时，其一端的定位销被锁定在缸套的三棱弧柱面的第二个端点，另一端的定位销则沿三棱弧柱面运动至第三端点。此时转子曲轴刚好旋转了一周。在这一冲程中，进气口吸入空气和燃气，排气口同时排出了废气。2。压缩冲程。转子接着旋转。其另一端的定位销被锁定在缸套的三棱弧柱面的第三个端点，一端的定位销则沿三棱弧柱面运动至第一端点。此时转子曲轴又旋转了一周。在这一冲程中，被吸入的空气和燃气在转子和缸套的三棱弧柱面形成的密闭空间内被压缩。3。爆炸冲程。火花塞点火使空气和燃气爆炸燃烧，产生高压气体。高压气体推动转子，使一端的定位销被锁定在缸套的三棱弧柱面的第一端点，另一端的定位销则沿三棱弧柱面运动至第二端点。此时转子曲轴又旋转了一周。在这一冲程结束时，转子复位，但其两端已翻转易位。在三个冲程中，虽然只有爆炸冲程作功，但作功的角度有120°，其余两个冲程可靠惯性旋转。如此周而复始，本发明便可持续作功提供动力。
两片转子叶片安装在转子两端并以转子的定位销固定。转子旋转时，转子叶片沿缸套上下端带有的弧形定位爪所形成的滑动槽滑动，借以锁定转子叶片连同转子的运动轨迹，使转子得以平稳旋转，起到辅助定位作用。
转子的两侧边与缸套内腔的接触部位带有密封条。密封条可加强缸套与转子之间的密封性能，防止空气和燃气的泄露。机壳的两端还安装着外罩，起到防护和防尘的作用。火花塞更换孔便于火花塞更换。传动轴安装在轴承座的传动轴孔中。转子曲轴安装在轴承座的转子曲轴半轴孔和固定在轴承座上的轴瓦之间。
机壳也可以由缸套外壳和机架两部分固连组成。这种分体式结构便于制造，工艺性较好。机壳也可与气罩制成一体式结构。这种结构便于安装调试。
机壳中还可以带有强制冷却用油管路及其进口和出口。强制冷却以油为媒体，有较好的效果，使整机不至过热。本发明同时具有风冷方式。依靠转子的压缩冲程吸入空气，再通过转子的爆炸冲程排出热气。
本发明也可为多缸结构。多缸共同驱动同一根转子曲轴。机壳可共用一个。其余部件均为多套。其连接方式可为挂接。这种多缸结构使整机工作更平稳，根本消除了发动机工作时的死点。不但输出功率大大提高，整机效率也有较大提高。
其余配气、燃油、点火、起动、润滑、冷却等系统均同传统的内燃机。
本发明提供了一种在每个周期中作功的角度大，进气、排气装置结构较简单，直接输出圆周运动不需转换，转子轴的平衡调节工艺也较简单的转子式三冲程内燃机。在同样排气量的情况下，其输出功率较大，效率较高，生产成本较低。它可广泛应用于国民经济各行业中。
附图说明
图1为本发明的本体的外形图。
图2为拆去气罩、外罩的结构示意图。
图3为进一步拆去平衡片、转子齿轮、过渡齿轮、减速齿轮、传动轴、轴承座和轴瓦的结构示意图。
图4为进一步拆去缸套端面齿轮、弧形转子定位轨的结构示意图。
图5为弧形转子定位轨和转子叶片的装配示意图。
图6为电路装配示意图。
图7为三冲程工作原理示意图。
图1～图4及图6所示，本发明由上下端各带有三个均布的弧形定位爪1而其侧壁带有出气口和进气口及火花塞安装孔2内腔为对称的三棱弧柱面3的缸套4、火花塞及其导线5、套装在缸套外面带有进气槽6和出气槽7及火花塞更换孔8的机壳9、安装在缸套4内的双弧面状转子10、安装在转子轴孔11中的轴套12及转子曲轴13、以转子10的定位销定位的转子叶片14、弧形转子定位轨15、端面齿轮16、轴承座17和轴瓦18、传动轴19、转子齿轮20、过渡齿轮21、减速齿轮22、平衡片23及气罩24组成。转子10的两侧边带有密封条25。机壳9的两端安装着外罩26。机壳9中带有强制冷却用油管路及进口27、出口32。转子10的两侧边带有密封条28。
图5所示，弧形转子定位轨15安装在上转子叶片14上面以锁定转子10连同其定位销的运动轨迹。
图6所示，火花塞及其导线5的触点29与触点30及其导线31滑刷连接。
图7为本发明的三冲程工作原理示意图。图7-a为吸气、排气冲程起始状态。图中转子的1端在b点不动，2端沿着a点到c点运动。运动过程中进气口吸入空气和燃气，排气口排出燃烧废气。图7-b为压缩冲程起始状态。图中转子的2端在c点不动，1端沿着b点到a点运动。1端滑过进气口形成密封空间。随着运动不断压缩，完成空气和燃气的压缩过程。图7-c为爆炸冲程起始状态。图中转子1端在a点锁定不动，火花塞点火使空气和燃气爆炸。高压气体推动转子2端从c点向b点运动。滑过出口后，出气口开始排气。图7-d为一个周期结束后的复位状态。转子复位，但其两端已翻转易位。
具体实施方式
实施例1。一种转子式三冲程内燃机。其本体由内腔为对称的三棱弧柱面的缸套、火花塞及其导线、套装在缸套外面带有进气槽和出气槽的机壳、安装在缸套内的双弧面状转子、安装在转子轴孔中的轴套及转子曲轴、以转子的定位销定位的转子叶片、弧形转子定位轨、固定在缸套上的端面齿轮、转子曲轴的轴承座和轴瓦、传动轴、转子齿轮、过渡齿轮、减速齿轮、转子曲轴的平衡片及气罩组成。减速齿轮和端面齿轮的减速比为3∶1。转子的两侧边带有密封条。机壳的两端安装着外罩。机壳中带有强制冷却用油管路及进出口。实施例1作功角度大，进排气结构简单，直接输出圆周运动。输出功率大，效率高，成本低。
实施例2。一种3缸转子式三冲程内燃机。它的每个缸都由内腔为对称的三棱弧柱面的缸套、火花塞及其导线、双弧面状转子、转子叶片、弧形转子定位轨、固定在缸套上的端面齿轮、转子曲轴的轴承座和轴瓦、传动轴、转子齿轮、过渡齿轮、减速齿轮、转子曲轴的平衡片及气罩组成。减速齿轮和端面齿轮的减速比为3∶1。转子的两侧边带有密封条。3个缸共用一个机壳和转子曲轴。其工作冲程刚好错开，依次爆炸作功。其工作更平稳，根本消除了发动机工作时的死点。不但输出功率大大提高，整机效率也有较大提高。
实施例1和实施例2可广泛应用于国民经济各行业中。