[发明专利]多叶瓣旋转式运动不对称压缩/膨胀发动机

说明书

相关申请案参考

本发明主张基于2004年10月7日提出申请且与本发明具有同一名称的第60/617,466号美国临时申请案的优先权。

技术领域

本发明大体而言涉及旋转运动内燃发动机领域，且更具体而言，涉及一种具有带有多个叶瓣的转子的发动机，所述多个叶瓣限制不对称压缩及膨胀区域并在单次旋转内提供多个燃烧循环。

背景技术

多年来，具有往复式活塞或圆周运动转子的内燃发动机在所属领域中一直非常常见。人们一直在不断地对与此种发动机相关的机械系统进行优化以使在热力效率、功率输出及排放减少等方面的性能最佳化、同时限制机械复杂性。旋转或汪克尔(Wankel)发动机通常减少发动机中运动部件的数量并提供机械效率。

在内燃发动机中提供不对称压缩及膨胀比的能力会提高热力效率，但是，此种不对称性通常只有以显著增加机械复杂性为代价才能获得。因此，需要提供一种具有不对称压缩及膨胀比及机械简单性的发动机。

发明内容

本发明含纳一种包含转子且所述转子携带多个叶瓣的发动机外壳。所述叶瓣可自所述转子的圆柱形表面伸出，以与所述外壳的轮廓壁保持密封接触。所述轮廓包含自所述转子与外壳壁之间的第一切点分叉的第一部分及自第一最大分叉点缩进至所述转子与外壳之间第二切点的第二部分、自所述第二切点分叉至第二最大分叉点的第二部分及收敛至所述第一切点的第四部分。所述第一与第二部分界定第一容积且所述第三与第四部分界定由每一对毗邻叶瓣掠过的第二容积。在所选实施例中，所述第一容积与第二容积不对称，从而能够针对所述发动机的运行来定制压缩及膨胀比。而且在所选实施例中，所述外壳轮廓包含一弧作为所述第二部分的元件，所述弧与所述转子的直径同心并在接近所述第二切点时靠近所述转子的直径，以形成最小容积并延长最大压缩时间，以在膨胀前完全启动燃烧。所述轮廓还在所述第四部分的终止及所述第一部分的开始的区域中含纳类似的元件一其中与所述转子同心且接近所述转子的直径的弧在排气与随后的进气之间充当分隔容积。接近所述轮廓的所述第一切点及第一部分的燃烧进气口提供燃烧空气，而接近所述轮廓的第四部分的排气口使燃烧产物能够排出。接近所述第二切点的点火构件用来启动携带于毗邻叶瓣之间的燃烧空气的燃烧。

附图说明

结合附图阅读下文详细说明，将更好地理解本发明的这些及其他特征及优点，在附图中：

图1为一包含本发明的发动机的局部视图，其中将底板、发动机外壳、叶瓣及转子组合件与发动机的其余部分分开显示；

图2为转子本体、叶瓣及转子顶部的等轴视图；

图3a为转子的等轴上部视图，其中移开了转子顶部且一个叶瓣及致动机构处于缩进位置中；

图3b为一其中仅单个完整的叶瓣/枢轴臂就位的转子的开放式视图，图中显示：叶瓣在伸出/缩进期间在上面枢转的旋转销；转子中的套管接纳孔，所述套管用于接纳将叶瓣/枢轴臂铰接并支撑于转子中的旋转销；及枢轴臂法兰中的孔；其接纳枢轴臂致动轴承的轴；

图4a为一个往复叶瓣、相关致动组件及叶瓣侧面密封件的等轴视图；

图4b显示叶瓣/枢轴臂、枢轴臂法兰以及旋转销；

图4c为一其中安装有旋转销套管、致动轴及轴承的图4b的视图；

图5a为一发动机外壳及发动机顶板内部的后视图，其中显示有顶板连控凸轮滚道；

图5b为图5a在转子就位情况下的视图，其指示旋转方向以及主要切点；

图6为往复叶瓣、枢轴臂密封件、密封件弹簧及致动机构的一分解等轴视图；

图7a为图2的转子的正面等轴视图，其中两个叶瓣及其相关联的L密封件就位于转子罩中；

图7b为图7a的转子的一背部等轴视图，其中L密封件就位于两个安装叶瓣之间的转子中；

图7c为与两个相关联叶瓣相对定位的一组转子L密封件的透视图；

图7d为图7c的视图，其中包括主转子部段但省去了转子顶板且界定有组件；

图8为一个叶瓣的上部等轴视图，其中机械控制式致动轴承及支撑枢轴套管安装于转子中；

图9a-9e为在发动机动力循环期间转子在不同工作点中的顶视图；

图10a为采用一替代密封系统的本发明的第二实施例的一个往复叶瓣、相关联致动组件及叶瓣侧面密封件的一分解后部等轴视图；

图10b为图10a的叶瓣的侧面密封件、顶点刮片密封件及侧面密封件的内部支撑元件的一分解图；

图10c为一显示侧面密封件平衡杆的定位的图10a所示叶瓣的正面等轴局部剖视图；

图10d为楔形侧面密封件及插入物的一等轴视图；