船用柴油机-内燃转子发动机：突破传统，解决四冲程发动机诸多难题发动机水平结构对置图

船用柴油机配件、船舶自动化设备一站式采购维修平台。www.ship023.com

内燃转子发动机的制造方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及一种内燃转子发动机，尤其涉及一种容积式转子发动机。

【背景技术】

[0002]活塞内燃机自19世纪问世以来，经过不断的改进和发展，其设计和总体性能已相当完善。它热效率高，功率和转速范围宽，匹配方便，机动性好，因而得到广泛的应用，在人类活动中占有十分重要的地位。现在主要以四冲程发动机为主，但四冲程发动机结构复杂，成本高，体积大，配气机构和点火系统复杂，零件多，维修困难，机械噪声大。由于曲轴旋转720度做功一次，输出功率小，旋转平衡不稳定，燃烧时间短，汽油在燃烧室内得不到充分燃烧。

[0003] 在过去的100年中，发明家们对转子发动机的结构提出了许多方案，但这些方案均未投入实际使用，直到1957年德国的F. 博士发明了转子发动机。与每两转工作一次的一般四冲程发动机相比，转子发动机具有高马力容积比的优势。转子发动机的优点还包括体积小、重量轻、重心低、振动小等。

[0004] 与往复式发动机相比，转子发动机具有以下缺点：油耗高、污染重。转子发动机燃烧室的形状不利于完全燃烧，由于转子发动机相邻腔之间只有一个径向密封，径向密封始终与缸体呈线接触，径向密封磨损快，磨损严重，零件寿命短，使用一段时间后，容易因油封材料磨损而产生泄漏问题，大大增加油耗和污染。其独特的机械结构也使得该类发动机加工制造技术要求高，修复难度大。

[0005] 此外，还有燃气涡轮发动机，利用燃气的高压推动燃气涡轮发动机的叶片旋转，从而输出动力。由于其结构最简单，最能体现燃气涡轮发动机所特有的一系列优点，如体积小、重量轻、启动快、冷却水用量少或不用。燃气涡轮发动机应用非常广泛，如航空、发电厂、船舶等。

[0006] 燃气涡轮发动机具有上述优点，若能将其应用到汽车、火车等能耗较大的常见交通工具上，将带来节能、环保、舒适、维护方便等诸多好处。但现有的涡轮发动机主要存在加速性能差、低速能耗大、成本高、维护困难等问题，且输出功率难以精细调节，因此难以将燃气涡轮发动机作为汽车、摩托车的驱动装置。

[0007] 目前，世界各国都在进行燃气轮机小型化的研究，小型化的最大问题是小型化的流量太低，叶片动力涡轮和叶片压气机的效率在低流量下受到最严峻的考验。

[0008] 目前各种应用场景对发动机的要求是：预留给发动机的空间有限，要求发动机具有较小的重量，但同时又要求具有较高的功率输出、热效率、对各种燃料有较好的适应性以及极低的排放。

【发明概要】

[0009] 本发明的目的在于提供一种机械效率高、结构简单、动力性能接近燃气轮机、热力循环性能优于传统四冲程内燃机的容积式转子发动机。

[0010] 本发明的内燃转子发动机，其特征在于：由活塞往复式压缩机、燃烧室和转子单元组成，活塞往复式压缩机包括曲轴、与曲轴连接的连杆、连杆上的活塞、位于气缸上部的进气门和单向阀；燃烧室包括火花塞和排气门，燃烧室的前端与单向阀连接；转子单元包括叶轮、叶轮轴和位于叶轮外周的叶轮壳，叶轮壳上部设有与燃烧室连接的导流喷嘴，叶轮端面上设有圆弧槽，叶轮壳后端设有排气管。

[0011] 为了使内燃转子发动机获得合适的功率输出，内燃转子发动机还在叶轮轴与曲轴之间设置有减速装置，减速装置的齿轮与叶轮轴上的齿轮啮合船用物资，减速装置带动曲轴与气缸的曲轴同轴。

[0012] 为了抵消气缸曲轴左右运动时产生的振动，从而达到低噪音、低油耗的目的，内燃转子发动机活塞往复式压缩机还可以设置左、右气缸，左、右气缸的曲轴与减速装置的驱动曲轴同轴，或分别与两组减速装置的驱动曲轴连接。

[0013]为了进一步提高发动机的效率，内燃转子发动机还设有高压储气罐、气体压力流量控制系统和热交换器。高压储气罐通过热交换器与叶轮壳体上的进气口连接，叶轮壳体的排气管穿过高压储气罐的热交换器。

[0014]内燃转子发动机采用活塞往复式压缩机对空气进行压缩，压缩后的高压空气在容积固定的燃烧室内进行等容积燃烧，燃烧后的高温高压气体直接进入转子单元，由于叶轮端面上设有弧槽，与叶轮壳形成弧槽容积室，由于叶轮与叶轮壳之间不接触，不产生接触摩擦，高压气体通过喷嘴作用于叶轮外圆与叶轮壳之间的弧槽容积室，推动叶轮高速旋转，当叶轮转速达到某一临界点时，气体膨胀动能与叶轮惯性动能叠加，此时不需要消耗更多的气体膨胀动能，叶轮仍会以高速快速连续旋转，使发动机的输出扭矩得到提高。同时最大限度地利用惯性动能，使发动机具有较高的输出功率和较大的低速扭矩。

[0015]内燃转子发动机每旋转一周叶轮在燃烧室内爆炸一次，气缸进气与燃烧室点火燃烧同时进行，因此旋转平稳，振动小船舶自动化设备维修，噪声低，舒适性好。与往复式发动机相比，该发动机没有点火提前角和复杂的进排气机构，可靠性更高，机械效率更好。因此，该发动机体积小水平对置发动机结构，重量轻，零部件少，易于开发生产，成本降低的同时，降低了售后维修费用。

[0016] 本发明的内燃转子发动机也有单缸发动机、多缸发动机多种结构。

[0017] 1、当为单缸发动机结构时，是所有发动机中最简单的，只有一个气缸，是发动机的基本形式。

[0018] 2、当为多缸发动机，即具有两个以上气缸的发动机时，是由多个相同的单缸排列在一个机身上，共用一个曲轴输出功率组成。

[0019] 多缸发动机的气缸排列形式有直线型、V形型、水平对置型、星形型等，根据安装、制造成本、冷却方式等因素而定。

[0020] 本发明的内燃转子发动机并不适合在小型轿车上使用， 因为直列发动机的每个气缸多一个叶轮并且排列较长。

【附图说明】

[0021] 图1为本发明内燃转子发动机的结构示意图； 图2为本发明内燃转子发动机的转子单元的结构示意图；

图3为本发明内燃转子发动机采用压缩空气混合动力时的结构示意图。

【具体实施方法】

[0022] 下面结合附图对本发明的内燃转子发动机的结构进行描述：

例 1.

[0023]如图1所示，当本发明的内燃转子发动机为单缸结构时：由活塞往复式压缩机1、燃烧室2、转子单元组成。活塞往复式压缩机1的曲轴11安装在气缸14的缸体上，曲轴11连接着连杆12，连杆12连接着活塞13，气缸14的上部在进气管16的开口处设有进气门15和通向燃烧室2入口的单向阀17。燃烧室2设有火花塞21，燃烧室2的后端设有排气门22，燃烧室2的前端通过单向阀17与气缸14连接。如图2所示，转子单元包括叶轮3、叶轮轴31以及叶轮3周边的叶轮壳33水平对置发动机结构，叶轮壳33上部设有通过排气门与燃烧室2连接的导流嘴23 22，叶轮3端面开有圆弧槽32，叶轮壳33后端设有排气管34。为了降低转速，增大输出扭矩，内燃转子发动机在叶轮轴31与曲轴11之间设有减速装置4，减速装置4的齿轮与叶轮轴31上的齿轮啮合，减速装置4带动曲轴与气缸14的曲轴11的一端共轴。

[0024] 当驱动活塞往复式压缩机1的曲轴11旋转时，通过连杆12的传动，活塞13做往复运动，气缸14内壁、气缸盖及活塞13顶面所构成的工作容积会发生周期性的变化，当活塞13从上止点开始向下运动时，气缸14内的工作容积逐渐增大，此时混合气体

----------------------------
这是船舶柴油机配件采购平台。