[发明专利]双冲程反向辐射型旋转式活塞发动机

说明书

本专利申请要求申请日为2007年1月19日的第60/881,208号美国临时专利申请与申请日为2007年7月12目的第11/827,595号美国临时专利申请的优先权，这些专利申请所披露的内容在这里整体引入作为参考。

技术领域

本发明涉及双冲程反向辐射型旋转式活塞发动机，该发动机可被用于陆地车辆、水中车辆、航空器，与发电机结合，等等。

背景技术

在现有技术中，有几种已知的离心式活塞发动机或者旋转式活塞发动机的结构(这里被称为ORPE)，它们试图消除传统活塞发动机的特定缺点。例如，这类结构描述在德国专利DE3907307、美国专利US6279518、国际专利申请WO2005098202、俄罗斯专利RU2143572、日本专利JP7113452中。例如，后者具有这样的目的：“通过使凸轮在椭圆体的内壁上旋转而无需采用曲柄，在往复运动中抑制施加在活塞上的侧压力，改善效率，减少振动，彻底减少尺寸和重量。”典型地，其他上述所列的结构具有类似的目的。

德国专利DE3907307公开了一种四冲程发动机，其中一个汽缸体在转子内旋转，该结构是复杂的，具有所述气门系统的小资源，以及一个带有旋转系统的去平衡，该系统包括可移动的部分。

美国专利US6279518公开了一种具有气门系统和圆锥形转子的四冲程发动机。图7显示了一种带有椭圆形凹槽的圆锥形转子，以及在所述凹槽内的一系列活塞从动件。它是一个带有摩擦力损耗的复杂的单元，只能为它的负载部分提供有限的操作资源。该结构不能消除由活塞施加在汽缸壁上的侧压力。

俄罗斯专利RU 2143572公开了一种四冲程发动机，其中汽缸体在一个椭圆形轨道旋转，而入气/出气系统包括一个可旋转的气门。该结构是复杂的，并难以平衡(它的发明人也承认这点)。活塞通过它的杆发生动作，有一个滑动轴承在一个椭圆形机架上。与该机架接触的位置承受较高摩擦力和发热，因此会只有短的操作资源。

从这些发明人的观点看，OPRE的更高级设计是表现在美国专利US6161508中。该专利描述了：一种旋转类型的辐射型活塞发动机，具有一个气门系统，该系统包括：有孔的圆盘(disc rings)安排为间隔滑行的关系，一个所述的圆盘是固定的，当另一个圆盘被设置为参与转子的旋转运动时。该气门打开关系是由这些圆盘的手动角度位置来决定的。根据该发明所述，喷射是通过位于固定圆盘的喷射喷嘴来发生的。所形成的气门环带有一个通道开口，该开口响应这样的假想位置，转子在燃料点燃的瞬间形成在喷射喷嘴与燃烧室之间的一个开放联系装置。

然而，这种发动机也具有特有的不足和限制。它是作为一种四冲程发动机来构建的，该发动机具有一个围绕转子旋转的汽缸体，并推进转子。在支撑轴承产生的反应力是非常显著的，该力导致短的操作资源周期。它采用基于可旋转的滑动气门的入气/出气系统。这迫使它采用复杂的密封装置，结果具有非常有限的操作资源周期(典型地是最大100小时)。这种带有线形往复活塞的旋转汽缸体是非常难以平衡的，因而会导致强的破坏性振动。这些问题都已在本发明中成功地解决了。

发明内容

本发明的创新的ORPE应用了所述的非典型形式的变换，将转子的旋转运动变为活塞的前进线性冲程，反之亦然。该结构方案提供了对于由活塞施加在发动机汽缸壁上的侧压力的吸收，反之亦然，并改善了重量和燃料消耗/动力输出率，表现出超过本发明人所知的所有现有应用的发动机(包括Wankel转子发动机)的有用优势。

本发明的最重要的优点是一个简单的设计，低重量，长的操作资源(推测超过1,000,000km)，低油耗和高能量扭矩，低水平污染(对环境友好)。

该发动机的重量(不带附加设备)预计是约30kg。它的排气量是500cc，它能释放250马力。在更强力的版本中，该发动机的自身重量预计是65kg(不带附加设备)，它的排气量是1000cc，能释放500马力。

本发明所述的发动机可被应用在不同的应用中，例如，用于发电机、水中汽车发动机和路面汽车发动机的联合操作，用于航空器发动机，以及能成功地与传统的内燃机竞争。

具体在本发动机的润滑油和冷却系统中的设计方案允许该发动机在12000-15000rpm运转，这能提供用于高效发动机运动应用。本发明的说明书所描述的结构允许发展和制造由汽油或天然气作为燃料的发动机，也允许发展和制造采用本发明原理的柴油发动机。