[发明专利]摆动活塞机

说明书

技术领域

本发明涉及一种摆动活塞机，其包括布置有第一和至少一个第二活塞的壳体，这些活塞可以在该壳体内一起绕着一个固定于该壳体的转动轴而转动，这些活塞绕着该转动轴转动时，执行绕着一个与该转动轴垂直并穿过该壳体中心的摆动轴进行彼此相向的往复摆动，其中该第一活塞具有第一端侧，该至少一个第二活塞具有面向第一端侧的第二端侧，其中这些端侧限定了工作腔。

背景技术

这种类型的摆动活塞机可从文献WO03/067033A1中得知。

摆动活塞机，尤其是根据本发明的摆动活塞机，可以被用作内燃机、泵或压缩机。根据本发明的摆动活塞机优选用作内燃机，并且在本发明中也以这种形式进行描述。

如果摆动活塞机被用作内燃机，那么各个工作冲程：进气、压缩、燃烧混合物的点火和燃烧过的燃烧混合物的膨胀和排出，通过各个活塞在两个极限位置之间的往复摆动而产生。

就从相同申请人名下的文献WO03/067033A1中可知的摆动活塞机来说，四个活塞布置在壳体中，这些活塞共同绕着一个固定地布置在该壳体中心的转动轴而转动，并且它们在转动时，绕着壳体内的一个摆动轴进行往复的摆动，在所有情况下两个相邻的活塞都是在相对方向上摆动。在这种已知的摆动活塞机中，在所有情况下相对于壳体中心在直径上彼此相对的两个活塞彼此刚性地连接以形成双活塞，两个这种类型的活塞对在壳体中心交叉布置。在所有情况下，一个工作腔形成为在所有情况下都位于活塞对的活塞的两个彼此面对的端侧之间，因此这种已知的摆动活塞机具有两个工作腔。布置成关于壳体中心在直径上彼此相对的该两个工作腔的尺寸与活塞的往复摆动同方向地增大和减小。

这种已知的摆动活塞机的活塞以这样的方式布置在壳体内：使得在两个工作腔的体积最小的TDC(上止点)位置时，它们被定位为垂直于转动轴。在活塞绕着转动轴而转动的期间，在该位置作用于活塞的离心力达到最大。其结果是在高转速下，由于离心力阻碍活塞的彼此远离的运动，因此活塞的彼此远离的膨胀或摆动必须和离心力相反地发生。在这种摆动活塞机中，工作腔总是位于外面并且垂直于转动轴。

这种已知的摆动活塞机的活塞基本上呈球形楔的形式，并且工作腔的几何形状也相应如此。

尽管这种已知的摆动活塞机具有很好的操作性能，但是本发明的目的在于提供一种新方案的摆动活塞机，其不同与上述已知的摆动活塞机。

因此，本发明的目的在于为前文开始部分所述类型的摆动活塞机提供一种如此类型的新的方案。

发明内容

根据本发明，该目的是基于前文开始部分所述的摆动活塞机通过以下方式而实现的：活塞以这样的方式进行配置，使得转动轴延伸穿过工作腔。

因此，根据本发明的摆动活塞机和已知的摆动活塞机相比，其新方案在于：至少两个活塞以这样的方式进行配置，使得至少一个工作腔并非定位为垂直于转动轴，而是在转动轴或在转动轴周围。当限定了工作腔的这两个活塞绕着该转动轴转动时，作用于这两个活塞上的离心力由于活塞和该转动轴之间距离的减少而被减小，此外它们作用在两个活塞彼此远离的方向上，即该离心力帮助膨胀的工作冲程。因此，活塞转动期间垂直于转动轴的离心力帮助至少一个工作腔的膨胀。

在一个优选构造中，该第一和至少一个第二活塞的第一和第二端面设计呈圆形设计。

在这个构造中，该第一和该至少一个第二活塞至少在毗连它们端面的区域为圆柱形，因此在这个区域特别类似于往复活塞式发动机的常规的活塞。由此所得的一个优点在于，如果活塞环具有适当的相应曲率，则其可以用作这两个活塞的密封件，因此在这点上可以利用往复活塞式发动机中解决密封问题的长期经验。在这个构造中，由第一和至少一个第二活塞的两个端面所限定的工作腔具有圆柱形的几何形状或绕着摆动轴而弯曲的环形截面。

然而，作为该第一和至少一个第二活塞的端面的圆形构造的替代，也可以选择使用一种不同的几何形状，例如卵形，其有利于增加该至少一个工作腔的尺寸，尤其是当壳体内部为球形对称时。

在又一个优选构造中，该第一和至少第二活塞具有基本上呈弓形的设计。

可以理解的是，该第一和至少第二活塞的弓形构造可以被限制在毗连它们端面的区域，即，如以下将更加详细描述的，活塞的远离端面的外侧可以用作控制活塞的功能元件，以便从活塞的转动运动中获得摆动，为此目的可以以不同的方式进行构造。