多缸往復(fù)式旋轉(zhuǎn)引擎的制作方法

多缸往復(fù)式旋轉(zhuǎn)引擎的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種非常高效、低重量-動(dòng)力比和可調(diào)節(jié)高壓縮的汽油或柴油內(nèi)燃引擎包括大量在一個(gè)輪軸上彼此平行或順序地對(duì)齊的圓柱形殼體。每個(gè)殼體具有一個(gè)附添至在該殼體內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地安裝到兩個(gè)端板上的軸的徑向延伸葉片以及一個(gè)附添到該殼體內(nèi)側(cè)的縱向延伸壁。殼體和/或端板配備有多個(gè)端口和導(dǎo)管，其允許實(shí)現(xiàn)缸的內(nèi)部腔室之間的相通，允許吸入可燃燒空氣燃料混合物并且其后排氣。點(diǎn)火裝置在每個(gè)工作循環(huán)的結(jié)束輸送火花?？裳由烨铱烧{(diào)節(jié)的連接桿組件將動(dòng)力輸出軸的振蕩雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成主軸的連續(xù)單向運(yùn)動(dòng)。自潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)結(jié)合到引擎中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多缸往復(fù)式旋轉(zhuǎn)引擎
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]美國(guó)申請(qǐng)N0.12/460，982，提交日期:2009年7月27日
[0003]關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究或開(kāi)發(fā)的聲明
[0004]不適用
[0005]附錄說(shuō)明
[0006]不適用
【背景技術(shù)】
[0007]本發(fā)明與2007年5月29日發(fā)布的美國(guó)專(zhuān)利N0.7222601以及來(lái)自2011年4月26日的N0.7931006密切相關(guān)。一些部分幾乎相同，一些相似，并且其他部分不同。然而，這相對(duì)于先前的發(fā)明是相當(dāng)大的改進(jìn)。
[0008]本發(fā)明涉及具有很少的運(yùn)動(dòng)部件、高效率和低重量-動(dòng)力比的旋轉(zhuǎn)往復(fù)式葉片內(nèi)燃引擎。
[0009]在關(guān)心環(huán)境和自然資源減少的時(shí)代，大力尋求的是輕量、非常高效、低燃料消耗的引擎。
[0010]在過(guò)去，已經(jīng)嘗試了對(duì)往復(fù)式活塞引擎進(jìn)行改進(jìn)，但是它們內(nèi)在的復(fù)雜性和高的重量-動(dòng)力比已經(jīng)證明是限制性的。盡管旋轉(zhuǎn)或汪克爾(Wankel)設(shè)計(jì)引擎變得相對(duì)高度成熟，但是它們?cè)谵D(zhuǎn)子密封和成本參數(shù)方面仍然表現(xiàn)出令人頭疼的問(wèn)題。例如，汪克爾引擎難于制造，它具有短的壽命，它具有失去其潤(rùn)滑作用和卡住的問(wèn)題。它具有差的燃油里程、高的耗油量和高的排氣水平。對(duì)于工作活塞的每三次轉(zhuǎn)動(dòng)，存在主動(dòng)力輸出軸的僅僅一次旋轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致能量的損失以及工作腔室內(nèi)部活塞與殼體之間的過(guò)大的摩擦。
[0011]已經(jīng)做出了一些提供旋轉(zhuǎn)葉片引擎的嘗試，這些引擎減輕了前面提到的一些問(wèn)題。例如，Meuret的美國(guó)專(zhuān)利N0.4599976公開(kāi)了利用一種球形腔室以及相應(yīng)形狀的葉片，其用來(lái)順序地壓縮和膨脹可燃燒混合物。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，該專(zhuān)利系統(tǒng)具有以下缺點(diǎn)。
[0012]在Meuret的專(zhuān)利中，腔室的體積與葉片的直徑之比為常數(shù)。如果球形腔室的體積變化，那么它自動(dòng)地且成比例地改變?nèi)~片的半徑。在圓柱形腔室中，腔室的體積可以通過(guò)簡(jiǎn)單地改變缸的長(zhǎng)度或者通過(guò)改變缸的半徑而改變。在每一種情況下，即使體積相同，也將存在不同的輸出。與球形引擎相比，圓柱形引擎制造和密封以及打開(kāi)和修理要容易得多。
[0013]克服現(xiàn)有引擎的一些缺點(diǎn)的現(xiàn)有技術(shù)嘗試的另一個(gè)實(shí)例是Tan的美國(guó)專(zhuān)利N0.4884532，其教導(dǎo)了一種極其復(fù)雜的擺動(dòng)活塞內(nèi)燃引擎。盡管Tan取得了一些令人欽佩的優(yōu)點(diǎn)，但是他的設(shè)備遭受以下缺點(diǎn)。
[0014]Tan的引擎龐大而笨重。相對(duì)于常規(guī)引擎不存在動(dòng)力-重量比優(yōu)點(diǎn)。制造和修理它將是困難的。取得平衡將是困難的，并且它只能作為柴油引擎工作。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)嘗試的另一實(shí)例是頒發(fā)給Barber的美國(guó)專(zhuān)利N0.1346805。Barber公開(kāi)了一種可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式葉片內(nèi)燃引擎，該引擎包括:水套式雙壁圓柱形殼體，其允許冷卻流體穿過(guò)它；該殼體配備有附添至它的縱向延伸壁；葉片，其附添至以來(lái)回方式可旋轉(zhuǎn)地交替的軸(shaft);該軸安裝在雙壁端板上；殼體內(nèi)部的四個(gè)工作腔室，每個(gè)腔室經(jīng)歷吸入、壓縮、點(diǎn)火膨脹和最后的排氣循環(huán)；四組端口，每組用于吸入可燃燒流體并且其后排氣；以及四個(gè)點(diǎn)火裝置，每個(gè)點(diǎn)火裝置用于一個(gè)腔室。
[0016]然而，Barber的引擎僅僅是一個(gè)四沖程引擎。Barber未能公開(kāi)用于吸入可燃燒流體和潤(rùn)滑油的端口、密封帶以及具有適當(dāng)?shù)耐馆嗇S的外部閥調(diào)裝置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同的是，本發(fā)明提供了基本上僅僅一個(gè)運(yùn)動(dòng)元件，其可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式葉片活塞。由于葉片部件的相對(duì)側(cè)的壓力平衡的原因，它們可以由輕量材料構(gòu)造，并且?guī)缀跸藢?duì)于重載和配衡裝置的需求。本發(fā)明能夠運(yùn)行于多種類(lèi)型的常規(guī)上可用的燃料并且可以可設(shè)想操作于多腔室或僅僅雙腔室雙沖程循環(huán)、單腔室雙沖程循環(huán)或者柴油機(jī)循環(huán)。本發(fā)明也可以被設(shè)計(jì)和建造成泵或者壓縮機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]所述多缸交替葉片旋轉(zhuǎn)引擎包括安裝在具有固定鄰接壁和運(yùn)動(dòng)葉片的多個(gè)圓柱形外殼內(nèi)的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)葉片組裝以及用于可燃燒混合物的吸入和排氣的裝置。在葉片與壁之間形成了多個(gè)腔室，其改變它們的體積。這些腔室在它們自身之間經(jīng)由導(dǎo)管相通，所述導(dǎo)管將燃料混合物從一個(gè)腔室攜帶至另一個(gè)腔室。主要引擎閥調(diào)通過(guò)圓柱形外殼和或用于外殼的也稱(chēng)為頭部的端板中的簡(jiǎn)單端口或孔隙以及通過(guò)葉片組裝的在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻打開(kāi)和關(guān)閉孔隙的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。葉片安裝于其上的輸出軸的雙向旋轉(zhuǎn)可以通過(guò)公知的外部嚙合系統(tǒng)使其為單向的。
[0019]本發(fā)明的主要目的是提供一種旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃引擎，該引擎快速、高效且經(jīng)濟(jì)地將熱能轉(zhuǎn)換成可使用的動(dòng)能。
[0020]本發(fā)明的另一目的是提供一種具有基本上一個(gè)運(yùn)動(dòng)元件的動(dòng)力裝置，其伴隨有材料、重量、人工和制造成本的節(jié)省。
[0021]本發(fā)明的另一目的是提供一種具有操作葉片的旋轉(zhuǎn)引擎，其中葉片的相對(duì)側(cè)的力基本上平衡并且?guī)缀跸苏駝?dòng)。
[0022]附圖圖示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其操作原理。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以利用應(yīng)用相同或者等效原理的本發(fā)明的其他實(shí)施例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神的情況下可以根據(jù)需要做出結(jié)構(gòu)變化。
[0023]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)以下關(guān)于附圖進(jìn)行的描述將變得清楚明白，其中通過(guò)圖示和實(shí)例的方式公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]附圖構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，并且包括本發(fā)明的可以以各種不同的形式實(shí)施的示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些示例中，本發(fā)明的各個(gè)不同的方面可能夸大或者放大地顯示以便促進(jìn)對(duì)于本發(fā)明的理解。
[0025]圖1為橫穿即時(shí)交替葉片引擎的第二缸的正面剖切截面圖，該引擎結(jié)合了必要的擺動(dòng)活塞動(dòng)力輸出軸、葉片以及在缸內(nèi)形成多個(gè)腔室的壁；
[0026]圖2示意性地示出了沿著穿過(guò)圖1擺動(dòng)活塞軸的軸線的豎直線截取的所述引擎的剖切截面?zhèn)纫晥D；[0027]圖2a為圖2的透視圖；
[0028]圖3示出了可調(diào)節(jié)曲柄軸組件的正視圖，該組件將擺動(dòng)活塞輸出軸6的交替雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成主軸22的連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
[0029]圖4示出了主軸22(圖3)的中心與曲柄銷(xiāo)20的下端附接件之間形成的半徑R1或R2的長(zhǎng)度的關(guān)系；
[0030]圖5示出了具有比相應(yīng)的壁3更厚的壁2以及連接到缸I和II的底部的用于潤(rùn)滑的油容器的引擎；
[0031]圖6與圖5相同，但是葉片7和8已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到右邊，并且現(xiàn)在再次反向；
[0032]圖7示意性地示出了具有比葉片8更厚的葉片7的引擎；
[0033]圖8示意性地示出了具有比相應(yīng)的葉片8和壁3更厚的葉片7和壁2的引擎；
[0034]圖9、圖9a和圖9b示意性地示出了具有以彼此相對(duì)的方向運(yùn)動(dòng)的葉片7和8的引擎；
[0035]圖10示出了在軸6上中間的介于所述兩個(gè)缸之間的嚙合機(jī)構(gòu)G，其使得所述兩個(gè)葉片振蕩時(shí)在相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)；
[0036]圖1Oa為圖10的嚙合機(jī)構(gòu)G的放大；
[0037]圖1Ob為沿著軸線A-A截取的圖1Oa的嚙合機(jī)構(gòu)的正視圖；
[0038]圖11示出了圖9、圖9a和圖9b的實(shí)施例的不同布置，其中在每個(gè)缸上附接了一個(gè)曲柄軸組件，每個(gè)葉片具有彼此獨(dú)立的空心軸；
[0039]圖1la示出了動(dòng)力輸出軸6，其在中間分開(kāi)，并且兩個(gè)缸之間的兩個(gè)內(nèi)側(cè)端部彼此重疊并且在相對(duì)的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0040]圖1lb為圖11的引擎的透視圖；
[0041]圖12示出了其中缸II的直徑比缸I更大的實(shí)施例；
[0042]圖13示出了其中缸II具有與缸I相同的直徑，但是其長(zhǎng)度更長(zhǎng)的實(shí)施例；
[0043]圖14a和圖15a示出了圖14、圖15的頂視圖；
[0044]圖16為圖14的透視圖；
[0045]圖17、圖17a和圖17b不意性地不出了引擎的一個(gè)實(shí)施例,其中每個(gè)缸具有一個(gè)工作腔室和一個(gè)裝料腔室。這兩個(gè)缸中的每一個(gè)具有一個(gè)火花塞16和17 ；
[0046]圖18和圖18a示出了彼此平行的兩個(gè)引擎的組件，其中曲柄軸和活塞在相對(duì)的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)以便消除振動(dòng)。鏈條被附接至每個(gè)引擎的主軸，從而使其運(yùn)動(dòng)同步。
【具體實(shí)施方式】
[0047]在這里，提供優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可以以各種不同的形式實(shí)施。因此，這里公開(kāi)的特定細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制性的，而是相反地作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)以及作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員在幾乎任何適當(dāng)?shù)卦敿?xì)說(shuō)明的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)或方式中采用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0048]盡管關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是其并非意在將本發(fā)明的范圍限制為所闡述的特定形式，而是相反地，其意在覆蓋這樣的可能包含在如所附權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的可替換方案、修改和等效物。
[0049]參照附圖中的圖1，可以領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的基本構(gòu)思以及預(yù)期通過(guò)其操作的裝置。在Ia處，在截面A-A (圖2)中示出了缸II的雙壁水套式縱向延伸圓柱形殼體。在該殼體之前，在相同軸上的右邊，存在稱(chēng)為第一殼體的另一個(gè)相同的殼體I。第一殼體I被標(biāo)記為缸I并且第二殼體Ia被標(biāo)記為缸II (圖2)。可以存在在相同軸上附接在一起的多個(gè)缸。殼體可以方便地由鋁、鋼或者其他常用的材料制成。殼體在2和3 (圖1和圖5)處配備有縱向延伸壁，這些縱向延伸壁可以與殼體I和Ia是一體的或者附添至殼體I和la。壁2附接至缸I，并且壁3附接至缸II。旋轉(zhuǎn)軸6在用于殼體的端板10和11上(圖2)適當(dāng)?shù)乜尚D(zhuǎn)地安裝在殼體內(nèi)。該軸在殼體中由用于將旋轉(zhuǎn)軸安裝到馬達(dá)、泵或者壓縮機(jī)中的公知軸承裝置4和5支撐。該軸可以部分空心以便允許冷卻流體在其內(nèi)部流動(dòng)。
[0050]類(lèi)似于圓柱形殼體，端板10和11 (圖2)也可以為雙壁式以便允許冷卻劑在閉合回路26中從水泵25自由地流經(jīng)缸、端板和軸的所有腔室。
[0051]圖3示出了交替連接桿組件的正視圖，該組件將擺動(dòng)活塞輸出軸6的交替雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成主軸22的連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。桿20中27處的間斷允許依照工作腔室內(nèi)部的希望的壓縮點(diǎn)延伸和調(diào)節(jié)桿的長(zhǎng)度，從而在無(wú)需替換桿的情況下調(diào)整沖程的長(zhǎng)度。所述桿的下面的部分經(jīng)由飛輪21上的槽可旋轉(zhuǎn)地附接到該飛輪，并且利用包括螺釘和螺母的緊固部件附添到它。所述槽允許調(diào)節(jié)曲柄銷(xiāo)20的長(zhǎng)度；
[0052]在20處，示出了曲柄銷(xiāo)的下端附接件，該附接件利用其上端附接至曲柄銷(xiāo)19，并且利用其下端附接至飛輪21。飛輪21安裝在主軸22上，該主軸于是僅僅在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0053]圖4示意性地示出了操作中主軸22 (圖3)的中心與曲柄銷(xiāo)20 (圖3)的下端附接件之間形成的半徑R1或R2的長(zhǎng)度與引擎的缸內(nèi)部的由擺動(dòng)活塞形成的四個(gè)腔室al、bl和all、bll的變化的體積的關(guān)系。較短的曲柄銷(xiāo)造成較長(zhǎng)的半徑并且使得擺動(dòng)活塞增大其旋轉(zhuǎn)角度，從而允許實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的沖程，因此立即在工作腔室內(nèi)部造成較高的壓縮；
[0054]根據(jù)圖5以及其余附圖，本發(fā)明示意性地被示為雙缸引擎。在右邊示出的標(biāo)記為缸I的第一缸實(shí)際上處于在左邊被示出為缸II的第二缸的前面。這兩個(gè)缸在相同的輪軸(axle)上并且共享相同的軸。以這種方式顯示，我們可以同時(shí)看到當(dāng)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)第一缸之后的第二缸中發(fā)生的事情。
[0055]固定地附接至軸6或者與軸6成一體的是用于缸I的旋轉(zhuǎn)葉片7和用于缸II的旋轉(zhuǎn)葉片8。適當(dāng)?shù)拿芊?和12分別在壁2和3與軸6之間以及在葉片7和8與殼體之間提供。除了壁2比相應(yīng)的壁3更厚之外，這些葉片和壁具有相同的尺寸(圖5和圖6)。這允許在缸II中發(fā)生可燃燒燃料混合物的壓縮，因?yàn)楫?dāng)這兩個(gè)葉片同時(shí)來(lái)回交替時(shí)，較小的腔室在缸I中形成。這在缸I中造成較聞的壓力，并且使大多數(shù)混合物移入缸II的腔室中，因?yàn)楫?dāng)葉片7在任一側(cè)緊緊靠近壁2時(shí)，在缸II的腔室中仍然留下壓縮的混合物移至那里的空間。
[0056]殼體也配備有多個(gè)用于缸I的端口 14a、14b和15al、15bl以及用于缸II的端口
18、15aII和15bII (圖5)，這些端口在內(nèi)部腔室al、bl與all、bll之間相通，所述內(nèi)部腔室如圖所示在葉片7或8與殼體壁2或3之間形成。這些端口允許吸入(14a和14b)可燃燒流體和潤(rùn)滑劑，將所述流體從缸I傳輸至缸II (經(jīng)由開(kāi)口 15al和15bl以及導(dǎo)管15a和15b)。所述流體經(jīng)由開(kāi)口 15aII和15bII進(jìn)入缸II。其排氣經(jīng)由來(lái)自缸II的所述工作腔室all和bll的端口 18而被允許。端口 18由這兩個(gè)腔室all和bll共享。端口 18也可以配備有單向閥，該單向閥僅在腔室內(nèi)部的壓力足夠高時(shí)才打開(kāi)。缸I的吸入端口 14a和14b中的每一個(gè)配備有單向閥，其允許流體僅僅單向地從缸I進(jìn)入缸II的腔室中。
[0057]圖2也示出了連接交替桿組件的側(cè)視圖，該組件將擺動(dòng)活塞7和8以及輸出軸6的振蕩雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成主軸22的連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在20處，示出了曲柄銷(xiāo)的下端附接件，該附接件利用其上側(cè)附接至曲柄銷(xiāo)19，并且利用其下側(cè)附接至飛輪21。飛輪21安裝在主軸22上，該主軸僅僅在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。在24處，壓縮機(jī)、汽化器或者注射裝置將燃料混合物輸送到引擎中。吸入端口 14a和14b (圖5)可以由注射裝置替換。在23處，示出了包含引擎的電氣和電子系統(tǒng)的箱子。25為水泵。
[0058]存在兩個(gè)用于缸II的點(diǎn)火裝置，其優(yōu)選地包括在16、17處示意性地示出的火花塞。點(diǎn)火裝置、閥調(diào)裝置和密封的精確細(xì)節(jié)本身不是本發(fā)明的主題，并且只要組合地闡明了操作特性，就可以使用各種不同類(lèi)型的這樣的已知部件。例如，可以利用汪克爾類(lèi)型的密封。
[0059]現(xiàn)在，將隨著我們將注意力轉(zhuǎn)向圖5而描述本發(fā)明的特定操作模式。當(dāng)動(dòng)力輸出軸6來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，二者均連接到所述軸的葉片7和8同時(shí)順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在這樣運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些葉片分別連續(xù)地改變腔室al和bl以及all和bll的體積。葉片7或壁2或者其二者比缸II的相應(yīng)葉片8或壁3更厚。這使得腔室al和bl比相應(yīng)的腔室all和bll更小。由于相應(yīng)的腔室是連接的，因而這在葉片7從任一側(cè)靠近壁2時(shí)允許在缸I的腔室al或bl中間歇地建立更高的壓力，并且在引擎操作時(shí)使得可燃燒燃料混合物始終移入缸II的腔室all或bll。
[0060]在雙沖程四腔室操作中，引擎如下工作。在圖1和圖5中所示的葉片的位置中，葉片7和8在逆時(shí)針?lè)较蛏线\(yùn)動(dòng)，并且在葉片7運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)端口 14a之后，空氣燃料混合物和潤(rùn)滑劑通過(guò)該端口被吸入到缸I的膨脹腔室al，從而在所述腔室內(nèi)部造成真空。同時(shí)，缸II的腔室all也由于葉片8與葉片7同時(shí)地逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)而膨脹。端口 14a和14b連接到單向閥，并且所述端口僅僅作為吸入端口而工作。這些單向閥在特定腔室中存在低壓時(shí)打開(kāi)以允許吸入燃料混合物。它們?cè)谙嗤那皇抑写嬖诟邏簳r(shí)關(guān)閉。
[0061]與腔室al和all的膨脹同時(shí)的是腔室bl和bll的收縮。腔室bl中的先前吸入的可燃燒流體混合物由葉片7向著壁2壓縮。現(xiàn)在處于壓力下的該可燃燒流體通過(guò)離開(kāi)端口 15bl離開(kāi)腔室bl，并且經(jīng)由導(dǎo)管15b通過(guò)端口 15bII移入缸II的腔室bll中。在導(dǎo)管15b內(nèi)部，存在單向閥，該單向閥在腔室bl中存在高壓時(shí)打開(kāi)并且允許流體混合物僅僅在一個(gè)方向上從缸I移入到缸II。由于葉片8與葉片7同時(shí)運(yùn)動(dòng)，因而所述葉片8向著壁3壓縮從腔室bl輸送到腔室bll中的燃料。
[0062]在腔室bll中的預(yù)定最大壓縮點(diǎn)處，點(diǎn)火裝置17點(diǎn)火并且使得葉片8以及還有葉片7在相對(duì)的方向上(現(xiàn)在是順時(shí)針)一起旋轉(zhuǎn)(圖6)，伴隨著腔室bll和bl的膨脹。在葉片8運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)排氣端口 18之后，腔室bll中的燃燒的廢氣現(xiàn)在通過(guò)該端口自由地離開(kāi)所述腔室。端口 18再次連接到單向閥，該單向閥僅僅在腔室all或bll內(nèi)部存在通過(guò)所述腔室內(nèi)部的燃燒氣體的爆炸所造成的足夠壓力時(shí)才打開(kāi)。由于葉片7現(xiàn)在也在順時(shí)針?lè)较蛏线\(yùn)動(dòng)，因而新的燃料混合物和潤(rùn)滑劑經(jīng)由端口 14b吸入到腔室bl中。
[0063]在其順時(shí)針?lè)较蛏?，葉片7向著壁2壓縮腔室al中的先前吸入的燃料混合物，并且使其經(jīng)由開(kāi)口 15al和導(dǎo)管15a移入缸II的腔室all中。所述燃料混合物在那里由葉片8壓縮，該葉片朝著壁3擠壓燃料混合物。在預(yù)定最大壓縮處，點(diǎn)火裝置16點(diǎn)火并且接下來(lái)的爆炸再次與葉片7 —起反轉(zhuǎn)葉片8的運(yùn)動(dòng)方向。
[0064]在葉片8 (回到圖5)現(xiàn)在在其逆時(shí)針?lè)较蛏线\(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)排氣端口 18之后，燃燒的氣體離開(kāi)腔室all并且葉片8現(xiàn)在在另一側(cè)壓縮受葉片7推壓同時(shí)從腔室bl移入腔室bll中的新氣體。在最大壓縮處，點(diǎn)火裝置17再次點(diǎn)火并且這些葉片反轉(zhuǎn)方向。在最大壓縮處，點(diǎn)火器如上面所描述的以及每當(dāng)這些葉片重復(fù)地反轉(zhuǎn)方向時(shí)順序地點(diǎn)火，從而保持引擎操作。
[0065]圖5和圖6也示出了位于引擎底部上的潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)。油儲(chǔ)藏器30經(jīng)由導(dǎo)管29和開(kāi)口 281和28II連接至缸I和II的底部。油從所述儲(chǔ)藏器30移入引擎的腔室中，并且在葉片7和8振蕩時(shí)，它們進(jìn)入在所述腔室的底部上收集的油并且使其在缸的內(nèi)表面上散布，因此潤(rùn)滑引擎殼體的內(nèi)部。
[0066]在圖7的實(shí)施例中，所述兩個(gè)壁可以具有相同的尺寸，但是第一葉片7可以比第二葉片8更厚。然而，在圖8的不同的實(shí)施例中，與缸II的葉片8和壁3相比，缸I的葉片7和壁2 二者的尺寸可以更大。在圖7和圖8中，腔室在葉片的兩側(cè)或者在缸II的壁上形成以便擴(kuò)大所述缸的適當(dāng)腔室的體積。
[0067]圖9a、圖9b和圖9c示出了其中葉片7和8在相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)的引擎的一個(gè)實(shí)施例。在圖9a中，葉片7順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，而葉片8逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。在圖9b中，這兩個(gè)葉片在其彼此交叉時(shí)在其運(yùn)動(dòng)的中間處于向下的位置。在圖9c中，這兩個(gè)葉片到達(dá)其中發(fā)生最大壓縮的上面的點(diǎn)，并且在來(lái)自點(diǎn)火器17的火花在腔室bll中造成爆炸之后反轉(zhuǎn)其方向。
[0068]這種布置的原因在于，在較大的引擎中，這些葉片在相同方向上的運(yùn)動(dòng)可能由于葉片和曲柄銷(xiāo)的較大質(zhì)量的交替運(yùn)動(dòng)的原因而造成振動(dòng)。如果葉片以及因而曲柄銷(xiāo)在相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)，那么它們將彼此相消，從而沒(méi)有振動(dòng)產(chǎn)生。
[0069]當(dāng)這些葉片如圖9、圖9a和圖9b中所示在相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了相應(yīng)的腔室交叉之外，一切都與先前的實(shí)施例中相同?，F(xiàn)在，來(lái)自缸I的腔室bl的壓縮的燃料混合物被輸送到缸II的腔室all中，并且來(lái)自腔室al的混合物進(jìn)入bll中。
[0070]在圖10中，在軸6上所述兩個(gè)缸之間的中間，本發(fā)明利用了嚙合機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使得所述兩個(gè)葉片振蕩時(shí)在相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)。該嚙合機(jī)構(gòu)如圖1Oa中的放大所示意性地示出的，包括用于同時(shí)相反運(yùn)動(dòng)的齒輪箱G。圖1Ob示意性地示出了沿著穿過(guò)圖1Oa的軸線6的豎直線A-A截取的齒輪箱的剖切截面正視圖。齒輪G3穩(wěn)固地附接在輪軸6的周?chē)?，并且可旋轉(zhuǎn)地接觸齒輪G1。當(dāng)如箭頭所示葉片7以及因而輪軸6在順時(shí)針?lè)较蛏限D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪Gl在相對(duì)的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。所述齒輪然后經(jīng)由附添至與Gl相同的輪軸的齒輪G5使齒輪G2在相對(duì)的方向上(再次順時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)。最后，齒輪G2經(jīng)由固定地附接至缸II的空心輪軸611的齒輪G4使所述輪軸在相對(duì)的逆時(shí)針?lè)较蛏限D(zhuǎn)動(dòng)?？招妮嗇S611與輪軸6獨(dú)立并且附接至葉片8，葉片8現(xiàn)在總是在與葉片7相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)。
[0071]在圖11中，在圖9、圖9a和圖9b的實(shí)施例的不同布置中，引擎兩側(cè)附接了兩個(gè)曲柄軸組件。輪軸6與葉片的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，并且每個(gè)葉片包括所述輪軸6在其內(nèi)部通過(guò)的空心軸。每個(gè)空心軸61和611直接附接至每個(gè)曲柄軸。所述兩個(gè)曲柄軸可以如圖11中所繪出的安裝在引擎的每個(gè)端部，或者只有一個(gè)曲柄軸可以位于兩個(gè)缸之間的中間，分離的曲柄銷(xiāo)組用于每個(gè)葉片并且每個(gè)葉片具有與另一個(gè)獨(dú)立的空心軸。[0072]在圖1la中，輸出軸6在中間分開(kāi)，并且兩個(gè)缸之間的兩個(gè)內(nèi)側(cè)端部彼此重疊。每個(gè)端部經(jīng)由相同尺寸的齒輪可旋轉(zhuǎn)地連接到另一個(gè)端部，所述齒輪使得每個(gè)軸以及因而每個(gè)葉片能夠在相對(duì)的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0073]圖1lb為圖11的引擎的透視圖；
[0074]在圖12中，示出了其中缸II的直徑比缸I更大的實(shí)施例。正如所述腔室那樣，這再次在缸II中造成更大的腔室，并且允許燃料混合物容易地從缸I移入其中它被壓縮和點(diǎn)火的缸II中。
[0075]在圖13中，示出了其中缸II具有與缸I相同的直徑，但是其長(zhǎng)度更長(zhǎng)的實(shí)施例。這在缸II中造成更大的腔室，并且允許燃料混合物容易地從缸I移入其中它被壓縮和點(diǎn)火的缸II中。
[0076]圖14和圖15示意性地示出了兩個(gè)缸I和II的正視圖，其中與所述缸在相同軸上順序地成行布置的先前的實(shí)施例相反的是，它們彼此挨著平行地布置和連接。在這里，每個(gè)缸具有其自身的軸61和611，每個(gè)軸彼此獨(dú)立。存在附接至每個(gè)軸的曲柄銷(xiāo)組，其與飛輪21—起形成曲柄軸。兩個(gè)曲柄銷(xiāo)組與葉片一起在相同的方向上(圖14)或者在相對(duì)的方向上(圖15)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。在其下面的端部，每個(gè)曲柄銷(xiāo)組利用飛輪21附接至公共主軸22，該主軸在僅僅一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0077]圖14a和圖15a示出了圖14和圖15中所示實(shí)施例的頂視圖。
[0078]在圖15和圖15a中，具有齒輪21b和21c的輪軸22b可活動(dòng)地連接到飛輪21和21a上的齒輪。當(dāng)兩個(gè)曲柄軸和兩個(gè)葉片7和8在相對(duì)的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述輪軸使它們的運(yùn)動(dòng)同步。
[0079]如果所述兩個(gè)曲柄銷(xiāo)組和兩個(gè)葉片像在圖14中那樣在相同的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，那么引擎如針對(duì)圖5和圖6所描述的工作。如果所述兩個(gè)曲柄銷(xiāo)組像在圖15，16中那樣在相對(duì)的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，那么引擎如圖9、圖9a和圖9b中所描述的工作。
[0080]圖16為圖14的透視圖。
[0081]圖17示意性地示出了引擎的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于每個(gè)缸具有一個(gè)工作腔室bl和all以及一個(gè)裝料腔室al和bll。對(duì)于每個(gè)缸存在一個(gè)吸入端口和一個(gè)排氣端口。這兩個(gè)缸中的每一個(gè)具有一個(gè)火花塞16和17。
[0082]在圖17中，除了第一缸利用燃料混合物對(duì)第二缸裝料并且然后第二缸對(duì)第一缸裝料之外，一切都完全以與圖5和圖6的實(shí)施例中的相同方式運(yùn)動(dòng)。當(dāng)葉片7靠近壁2時(shí)，缸I的腔室al中的先前吸入的燃料混合物經(jīng)由導(dǎo)管15a移入缸II的腔室all中，在那里它被在順時(shí)針?lè)较蛏吓c葉片7同時(shí)運(yùn)動(dòng)的葉片8壓縮。在火花塞17點(diǎn)火之后，葉片8反轉(zhuǎn)方向且逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，并且經(jīng)由導(dǎo)管15b將先前吸入的燃料混合物從腔室bll推壓進(jìn)缸I的腔室bl中。混合物在這里被葉片7壓縮，并且在火花塞16點(diǎn)火之后，所述葉片再次反轉(zhuǎn)方向?；鸹ㄈ粋€(gè)接一個(gè)順序地點(diǎn)火以便保持引擎操作。所述兩個(gè)工作或點(diǎn)火腔室的體積比裝料腔室更大，使得燃料混合物能夠從裝料腔室移入工作腔室中。為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，每個(gè)壁上存在一個(gè)腔室21和311，其面向工作腔室。
[0083]圖17a和圖17b中示出了膨脹工作腔室的另一種方式。在這里，兩個(gè)缸的兩個(gè)壁2和3具有相同的尺寸，并且可以沒(méi)有腔室，但是從穿過(guò)圖17的輪軸6的豎直軸線成比例地向左和向右傾斜。這在軸6與活塞7和8一起擺動(dòng)時(shí)允許實(shí)現(xiàn)工作腔室的預(yù)定放大，連同裝料腔室的收縮。因此，在每個(gè)缸的兩條豎直軸線之間形成的角度α控制擺動(dòng)葉片的壓縮步幅，并且允許實(shí)現(xiàn)壓縮沖程的預(yù)定或者隨后任意時(shí)間可調(diào)節(jié)的水平。所述角度越寬，擺動(dòng)活塞的壓縮步幅越小，因?yàn)楣ぷ髑皇易兊迷酱?。同時(shí)，裝料腔室變得更小，并且更多的流體混合物從它們移入工作腔室中。
[0084]在引擎的一個(gè)不同的實(shí)施例中，兩個(gè)或更多點(diǎn)火(工作)缸可以直接附接至一個(gè)裝料缸，或者兩個(gè)或更多裝料缸可以附接至一個(gè)工作缸。
[0085]圖18和圖18a示出了彼此平行連接的兩個(gè)引擎的組件，每個(gè)引擎具有在一個(gè)輪軸上的雙缸，一個(gè)引擎在左邊并且一個(gè)引擎在右邊。在每對(duì)缸中，一個(gè)缸在裝料并且另一個(gè)缸在工作。每個(gè)引擎的曲柄軸和活塞在相對(duì)的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)并且同時(shí)來(lái)回交替以便消除振動(dòng)。鏈條22ch被附接至每個(gè)引擎的主軸，從而使其運(yùn)動(dòng)同步。
【權(quán)利要求】
1.[參見(jiàn)圖1和圖2] 一種可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，包括: -在相同輪軸上成行安裝的大量圓柱形殼體； -縱向延伸壁，其與所述圓柱形殼體是一體的或者附添至所述圓柱形殼體； -用于每個(gè)殼體的端板或頭部； -動(dòng)力輸出旋轉(zhuǎn)軸，其在所述殼體內(nèi)安裝在所述端板上，與每個(gè)殼體的擺動(dòng)葉片或活塞是一體的或者附添至每個(gè)殼體的擺動(dòng)葉片或活塞； -大量腔室(al，bl，all和bll等等)，每個(gè)圓柱形殼體內(nèi)部?jī)蓚€(gè)腔室，所述腔室在所述縱向延伸壁之間以及在所述葉片之間形成； -其中所述葉片以來(lái)回的方式可旋轉(zhuǎn)地交替，使得所述葉片和壁之間的所述四個(gè)腔室的體積以如下的順序壓縮和膨脹:內(nèi)燃引擎的雙沖程模式操作； -其中第一裝料缸的兩個(gè)腔室中的每一個(gè)僅僅為裝料腔室，并且順序地操作于吸入可燃燒燃料空氣混合物的沖程并且然后操作于排出所述混合物的反向沖程； -所述第一裝料缸包括用于新的燃料混合物的吸入端口(14a和14b)，其中所述端口中的每一個(gè)位于所述端板上或者位于所述殼體本身上，靠近所述壁； -所述第一缸進(jìn)一步包 括位于所述壁(2)附近的離開(kāi)端口(15al和15bl)以及連接到所述端口的用于將所述燃料混合物傳輸?shù)降诙字械膶?dǎo)管(15a和15b)； -所述第二點(diǎn)火或工作缸包括連接到導(dǎo)管(15a和15b)的用于從第一缸吸入所述燃料混合物的吸入端口(15aII和15bII)以及用于燃燒的氣體其后離開(kāi)的排氣端口( 18)； -其中所述第二缸的兩個(gè)工作腔室中的每一個(gè)包含點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置順序地點(diǎn)火，因此使所述缸操作于吸入-和-壓縮沖程并且然后操作于排出-和-排氣的反向沖程。
2.[參見(jiàn)圖5、6、7和8] 依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，其中: -第二點(diǎn)火缸的所述壁(3)比第一裝料缸的相應(yīng)壁(2)更小，所述壁在兩側(cè)更薄或者具有腔室(3a和3b)，或者 -通過(guò)在兩側(cè)更薄或者具有腔室，第二缸的所述葉片(8)比第一缸的相應(yīng)葉片(7)更小，或者 -通過(guò)在兩側(cè)更薄或者具有腔室，第二缸的壁和葉片二者比第一缸的相應(yīng)壁和葉片更小，從而減小第一缸的腔室的體積，使得燃料混合物能夠在引擎操作時(shí)完全從第一缸移入第二缸中。
3.[參見(jiàn)圖12和圖13] 依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，其中: -裝料缸的腔室(al和bl)的體積與第二點(diǎn)火缸的相應(yīng)腔室(all和bll)相比更小，這通過(guò)第一缸的直徑或長(zhǎng)度或者二者更小而實(shí)現(xiàn)。
4.[參見(jiàn)圖5和圖6] 依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，包括: -用于潤(rùn)滑的油容器(30)，其經(jīng)由導(dǎo)管(29)和殼體底部上的開(kāi)口(281和28II)連接到引擎的殼體。
5.[參見(jiàn)圖3和圖4]依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，包括: -曲柄軸機(jī)構(gòu)，該曲柄軸機(jī)構(gòu)連接到所述可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式動(dòng)力輸出軸并且將其雙向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成主軸的單向運(yùn)動(dòng)。
6.[參見(jiàn)圖9a、9b、9c和圖11、圖1la] 依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，包括: -位于中間的一個(gè)曲柄軸機(jī)構(gòu)，介于所述兩個(gè)缸之間，分離的曲柄銷(xiāo)組用于每個(gè)葉片并且每個(gè)葉片具有與另一個(gè)獨(dú)立的空心軸，或者 -相同輪軸上的兩個(gè)曲柄軸機(jī)構(gòu)，其在相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)，位于每個(gè)缸的外側(cè)并且將一個(gè)連接到第一缸的葉片且將另一個(gè)連接到第二缸的葉片，其中； -第一缸的所述葉片在第二缸的所述葉片的相對(duì)方向上運(yùn)動(dòng)，因此消除了由所述擺動(dòng)葉片造成的振動(dòng)。
7.[參見(jiàn)圖17、17a和圖17b] 依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，其中: -每個(gè)缸包括一個(gè)裝料腔室和一個(gè)點(diǎn)火腔室； -每個(gè)裝料腔室對(duì)另一個(gè)缸的相應(yīng)點(diǎn)火腔室裝料并且順序地操作于吸入可燃燒燃料空氣混合物的沖程且然后操作于排出所述混合物的反向沖程； -第一缸的所述裝料腔室(al)包括用于新的燃料混合物的吸入端口(141)，其中所述吸入端口位于端板上或者位于殼體本身上，靠近縱向延伸壁；` -所述腔室進(jìn)一步包括用于將所述燃料混合物傳輸?shù)降诙字械碾x開(kāi)端口(15al)和導(dǎo)管(15a)； -所述第一缸的所述點(diǎn)火腔室(bl)包括連接到導(dǎo)管(15b)的用于從第二缸吸入燃料混合物的吸入端口(15bl)以及用于燃燒的氣體其后離開(kāi)的排氣端口(181)； -所述第二缸的裝料腔室(bll)包括用于新的燃料混合物的吸入端口( 1411 )，其中所述吸入端口位于端板上或者位于殼體本身上,靠近所述縱向延伸壁； -所述裝料腔室進(jìn)一步包括用于將所述燃料混合物傳輸?shù)降谝桓字械碾x開(kāi)端口(15bII)和導(dǎo)管(15a)； -所述第二缸的所述點(diǎn)火腔室(all)包括連接到導(dǎo)管(15a)的用于從第一缸吸入所述燃料混合物的吸入端口(15aII)以及用于燃燒的氣體其后離開(kāi)的排氣端口(1811)； -其中每個(gè)缸的每個(gè)點(diǎn)火腔室(bl和all)包含一個(gè)點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置順序地點(diǎn)火，其后使每個(gè)缸操作于吸入-和-壓縮沖程并且然后操作于排出-和-排氣的反向沖程；-其中每個(gè)缸的每個(gè)壁在一側(cè)更小，或者包含腔室和/或在另一壁的相對(duì)方向上傾斜，從而造成比相鄰裝料腔室更大的每個(gè)點(diǎn)火腔室。
8.[參見(jiàn)圖14、14a、15、15a、16 和 16a] 依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，包括: -在平行輪軸上彼此挨著的大量圓柱形殼體，每個(gè)殼體處于單獨(dú)的交替動(dòng)力輸出軸上，利用用于每個(gè)殼體的分離的曲柄銷(xiāo)經(jīng)由曲柄軸一起連接到主軸。
9.[參見(jiàn)圖18和圖18a] 依照權(quán)利要求1的可旋轉(zhuǎn)往復(fù)式多缸葉片內(nèi)燃引擎，包括: -兩個(gè)或者更多對(duì)圓柱形殼體的組合，每對(duì)形成一個(gè)單獨(dú)的引擎，彼此平行且挨著地布置在單獨(dú)的輪軸上； -其中所述引擎的主軸(22L和22R)經(jīng)由齒輪或者鏈條(22CH)連接在一起，使其運(yùn)動(dòng)同步，命令擺動(dòng) 活塞在相同的方向上運(yùn)動(dòng)或者為了消除振動(dòng)在相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)，并且組合其總的動(dòng)力輸出。
【文檔編號(hào)】F02B53/00GK103732882SQ201180071125
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月2日
【發(fā)明者】卡門(mén)·喬治·卡門(mén)諾夫 申請(qǐng)人:卡門(mén)·喬治·卡門(mén)諾夫