名称：无配气机构系统的旋转式发动机
专利号：202610955036.8
专利权人：陆昌慧
技术领域
本发明属于内燃发动机技术领域，涉及一种无配气机构系统的旋转式发动机。
背景技术
目前，内燃发动机主要有往复式发动机、旋转式发动机和燃气涡轮发动机三类。
往复式发动机是使用最广泛的发动机，它具有良好的密封性、工作可靠、使用寿命长等优点，但往复式发动机也存在着结构复杂，震动和噪音大，效率和转速低等缺点，尤其是配气机构系统的存在，极大地阻碍效率和转速的提高。往复式发动机想要提高动力，往往都是通过增加发动机汽缸数量来实现的，但这种方式使得发动机结构更为复杂，体积更大，重量更重，摩擦阻力更大，油耗更高，效率更低，制造成本更高。
为了解决往复式发动机存在的缺点，出现了许多新型的旋转式发动机，尤其是以1954年工程师汪克尔发明的三角活塞转子发动机为代表，并得到了一定程度上的量产。虽然旋转式发动机具有体积小、重量轻、转速高、震动小、噪音低等优点，但它们也存在着结构更复杂、密封性差、燃烧不完全、排放污染高、油耗高、低速性能不佳、生产成本高等缺点，从而影响了旋转式发动机的推广，无法与往复式发动机进行市场竞争。
燃气涡轮发动机具有直接输出旋转运动，重量轻，高速性能极佳等优点，但它也存在着生产成本高、噪音极大、低速性能差、油耗高等缺点，从而决定了它只适合高速度的飞机等机械装置使用，不适合低速度的车辆、轮船等机械装置使用。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的技术问题，提出一种无配气机构系统的旋转式发动机，进一步提高发动机的效率和转速，降低震动、噪音和重量，减小体积，减少油耗，简化结构，降低制造成本。
本发明提供了一种无配气机构系统的旋转式发动机，包括定子体、右端盖、左端盖、汽缸体、活塞a、活塞b、连杆、曲轴、密封帽、主动齿轮、双联齿轮、内齿轮盘、喷油嘴、火花塞、进气口、排气口。汽缸体以180°的水平角度连接；曲轴安装在汽缸体底座上，而活塞a和活塞b以水平对置的方式安装在汽缸体内，通过连杆与曲轴连接，做相向、相背运动，同时到达上止点或下止点；密封帽套装在汽缸体上部，在弹簧力、离心力和气体压力三重力的作用下，与定子体内圈面紧密接触,并在密封帽外圈上设置有凹槽，起到减少摩擦阻力的作用；内齿轮盘固定安装在汽缸体有曲轴的那一面，内齿轮盘的半径是双联齿轮中的小齿轮半径的（2×工作循环数量）倍，以曲轴圆心为中心；经上述组装后就构成了转子体。而转子体则是套装在定子体内，通过曲轴安装到右端盖和左端盖上，可以绕着曲轴在定子体内旋转；右端盖和左端盖安装在定子体两端上，支撑转子体和曲轴在定子体内旋转；定子体上设置有1个或1个以上的工作循环，一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，每个工作循环的工作弧长为360°÷工作循环数量，而每个冲程的工作弧长为360°÷（4×工作循环数量），在定子体上设置和安装的进气口、排气口、喷油嘴、火花塞的数量等于定子体上设置的工作循环数量；双联齿轮安装在左端盖上，同安装在曲轴上的主动齿轮和安装在汽缸体上的内齿轮盘相齿合，主动齿轮带动双联齿轮旋转，而双联齿轮则带动转子体（曲轴除外）旋转。
本发明由于没有复杂的配气机构系统，因而可以大幅度地减少摩擦阻力，提高有效功率输出和发动机转速。
本发明由于是在定子体上设置1个或1个以上工作循环，转子体在定子体内旋转来实现活塞依次完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程的工作过程，因而可以在不增加汽缸数量的情况下，只需在定子体上增加工作循环，就可以轻而易举地增加发动机的功率，从而大幅度地降低制造成本，减轻重量，减小体积，简化结构，同时也能进一步减少摩擦阻力，提高有效功率输出和发动机转速。当定子体上无法再增加工作循环时，可以用串联或并联的方式把发动机接连起来，制造出功率更高的发动机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，对下面的具体实施方式描述中所使用的附图作简单地介绍。以下所使用的附图仅是本发明的一些实施例，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，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明的AA剖视图
图3为本发明的BB剖视图
图4为本发明的CC剖视图
图5为本发明的汽缸体主视图
图6为本发明的汽缸体侧视图
图7为本发明的汽缸体俯视图
图8为本发明的汽缸体仰视图
图9为本发明的汽缸体DD剖视图
图10为本发明的汽缸体EE剖视图
图11为本发明的密封帽主视图
图12为本发明的密封帽右侧视图
图13为本发明的密封帽左侧视图
图14为本发明的密封帽俯视图
图15为本发明的密封帽仰视图
图16为本发明的密封帽FF剖视图
图17为本发明实施例一的吸气冲程工作位置示意图
图18为本发明实施例一的压缩冲程工作位置示意图
图19为本发明实施例一的做功冲程工作位置示意图
图20为本发明实施例一的排气冲程工作位置示意图
图21为本发明实施例一的吸气冲程工作位置示意图
图22为本发明实施例二的吸气和做功冲程工作位置示意图
图23为本发明实施例二的压缩和排气冲程工作位置示意图
图24为本发明实施例二的做功和吸气冲程工作位置示意图
图25为本发明实施例二的排气和压缩冲程工作位置示意图
图26为本发明实施例二的吸气和做功冲程工作位置示意图
附图标记：1、定子体 ；2、活塞a ；3、汽缸体 ；4、右端盖 ；5、连杆 ；6、密封帽 ；7、活塞b；8、火花塞；9、曲轴；10、主动齿轮；11、双联齿轮；12、内齿轮盘；13、左端盖 ；14、喷油嘴；15、进气口；16、排气口；
具体实施方式
实施例一：
本实施例是在定子体（1）上设置有2个工作循环，每个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，每个工作循环的工作弧长为180°，每个冲程的工作弧长为45°；双联齿轮（11）中的大齿轮半径等于主动齿轮（10）半径，而内齿轮盘（12）的半径是双联齿轮（11）中的小齿轮半径的4倍。由于是活塞a（2）和活塞b（7）推动曲轴（9）做顺时针旋转，所以安装在曲轴（9）上的主动齿轮（10）带动安装在左端盖上的双联齿轮（11）做逆时针旋转，而双联齿轮（11）则带动旋转体（曲轴除外）做逆时针旋转。所以，本实施例的曲轴（9）做顺时针旋转，而转子体（曲轴除外）做逆时针旋转。
现结合图17、图18、图19、图20和图21，对本实施例的吸气、压缩、做功和排气四个冲程的工作过程进行以下详细说明。
如图17所示，活塞a（2）和活塞b（7）都处于上止点，排气口（16）处于关闭状态，而吸气口（15）与汽缸体（3）则处于接通状态，此时的活塞a（2）和活塞b（7）都位于准备开始进行吸气冲程的位置上。
曲轴（9）顺时针旋转180°，转子体则逆时针旋转45°，活塞a（2）和活塞b（7）都运行到下止点，吸气口（15）处于关闭状态，如图18所示，此时的活塞a（2）和活塞b（7）则都位于已完成吸气冲程并准备开始进行压缩冲程的位置上。
曲轴（9）继续顺时针旋转180°，转子体则继续逆时针旋转45°，活塞a（2）和活塞b（7）又都运行到上止点，如图19所示，此时的活塞a（2）和活塞b（7）都位于已完成压缩冲程并准备开始进行做功冲程的位置上。
曲轴（9）再继续顺时针旋转180°，转子体则再继续逆时针旋转45°，活塞a（2）和活塞b（7）又都运行到下止点，排气口（16）与汽缸体（3）处于接通状态，如图20所示，此时的活塞a（2）和活塞b（7）都位于已完成做功冲程并准备开始进行排气冲程的位置上。
曲轴（9）又再继续顺时针旋转180°，转子体则也再继续逆时针旋转45°，活塞a（2）和活塞b（7）又都运行到上止点，排气口（16）处于关闭状态，而吸气口（15）与汽缸体（3）则处于接通状态，如图21所示，此时的活塞a（2）和活塞b（7）都位于已完成排气冲程并准备开始进行吸气冲程的位置上。至此本次工作循环已完成，同时也进入到下一个工作循环的吸气冲程阶段。
重复上面的工作过程，完成剩下的1个工作循环后，活塞a（2）和活塞b（7）就又回到如图17所示的最初位置。
从上面所述的工作过程，可以看出本实施例的曲轴（9）顺时针旋转720°（2圈），转子体则逆时针旋转180°（半圈），活塞a（2）和活塞b（7）同时点火做功一次。如果转子体逆时针旋转360°（1圈），则活塞a（2）和活塞b（7）是同时点火做功二次，曲轴（9）则顺时针旋转1440°（4圈）。
实施例二：
本实施例是在定子体（1）上设置有3个工作循环，每个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，每个工作循环的工作弧长是120°，每个冲程的工作弧长是30°；双联齿轮（11）中的大齿轮半径等于主动齿轮（10）半径，而内齿轮盘（12）的半径是双联齿轮（11）中的小齿轮半径的6倍。由于是活塞a（2）和活塞b（7）推动曲轴（9）做顺时针旋转，所以安装在曲轴（9）上的主动齿轮（10）带动安装在左端盖上的双联齿轮（11）做逆时针旋转，而双联齿轮（11）则带动旋转体（曲轴除外）做逆时针旋转。所以，本实施例的曲轴（9）做顺时针旋转，而转子体（曲轴除外）做逆时针旋转。
现结合图22、图23、图24、图25和图26，对本实施例的吸气、压缩、做功和排气四个冲程的工作过程进行以下详细说明。
如图22所示，活塞a（2）和活塞b（7）都处于上止点，此时的活塞a（2）位于准备开始进行吸气冲程的位置上，排气口（16）处于关闭状态，吸气口（15）与汽缸体（3）则处于接通状态；而活塞b（7）则位于准备开始进行做功冲程的位置上。
曲轴（9）顺时针旋转180°，转子体则逆时针旋转30°，活塞a（2）和活塞b（7）都运行到下止点，如图23所示，此时的活塞a（2）位于已完成吸气冲程并准备开始进行压缩冲程的位置上，吸气口（15）处于关闭状态。而活塞b（7）则位于已完成做功冲程并准备开始进行排气冲程的位置上，排气口（16）与汽缸体（3）处于接通状态。
曲轴（9）继续顺时针旋转180°，转子体则继续逆时针旋转30°，活塞a（2）和活塞b（7）又都运行到上止点，如图24所示，此时的活塞a（2）位于已完成压缩冲程并准备开始进行做功冲程的位置上，而活塞b（7）位于已完成排气冲程并准备开始进行吸气冲程的位置上，排气口（16）处于关闭状态，吸气口（15）与汽缸体（3）处于接通状态。
曲轴（9）再继续顺时针旋转180°，转子体则再继续逆时针旋转30°，活塞a（2）和活塞b（7）又都运行到下止点，如图25所示，此时的活塞a（2）位于已完成做功冲程并准备开始进行排气冲程的位置上，排气口（16）与汽缸体（3）处于接通状态；而活塞b（7）则位于已完成吸气冲程并准备开始进行压缩冲程的位置上，吸气口（15）处于关闭状态。
曲轴（9）又再继续逆时针旋转180°，转子体则也再继续逆时针旋转30°，活塞a（2）和活塞b（7）又都运行到上止点，如图26所示，此时的活塞a（2）位于已完成排气冲程并准备开始进行吸气冲程的位置上，排气口（16）处于关闭状态，吸气口（15）与汽缸体（3）处于接通状态；而活塞b（7）则位于已完成压缩冲程并准备开始进行做功冲程的位置上。至此本次工作循环已完成，同时也进入到下一个工作循环的吸气冲程和做功冲程阶段。
重复上面的工作过程，完成剩下的2个工作循环后，活塞a（2）和活塞b（7）就又回到了如图22所示的最初位置。
从上面所述的工作过程，可以看出本实施例的曲轴（9）顺时针旋转720°（2圈），转子体则逆时针旋转120°（三分之一圈），活塞a（2）和活塞b（7）依次间隔60°各做功一次。如果转子体逆时针旋转360°（1圈），则活塞a（2）和活塞b（7）依次间隔60°各做功3次，合计做功6次，曲轴（9）则顺时针旋转2160°（6圈）。
