[发明专利]旋转活塞式内燃机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是在2005年12月16日提交的美国申请序列号11/304,608的部分继续申请，在此通过引用包括该美国申请序列号11/304,608的全部内容。

技术领域

本公开涉及内燃机，更具体地涉及旋转式内燃机。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并不会构成现有技术。在传统燃烧发动机中，界定燃烧室的壁是圆柱形状的，在一端使用气缸盖封闭。活塞被可移动地引导穿过另一端进入气缸。内燃机具有4个基本步骤：(1)进气；(2)压缩；(3)燃烧和膨胀；以及(4)排气。在进气过程中，可燃混合物被喷入燃烧室中。该混合物通过活塞压缩进入气缸而被置于压力下。然后，混合物被点燃并燃烧。热的燃烧产物最终膨胀；迫使活塞在相反方向上运动，并使能量传递至联结或连接到活塞的诸如曲轴的机械部件。冷却后的燃烧产物最终排出，燃烧周期重新开始。根据该原理工作的典型的燃烧发动机以二冲程或四冲程工作，例如奥托发动机或柴油发动机。

一直存在有与传统燃烧发动机所表现出的低效率相关的问题。发动机效率通常定义为燃料中的理论化学能与以通过发动机传递的动能的形式从燃料中获取的有用能量的对比。虽然从典型的燃料中获取能量的热力学极限是约37％，但是典型的燃烧发动机表现出仅约20％的平均效率。

因而，一直期望有提供增强效率的内燃机。还期望这样的发动机具有更紧凑的尺寸和更轻的重量，对内部润滑的要求减小，并能容易地制造。

发明内容

本公开提供一种内燃机以改进效率、减小重量和尺寸并简化制造发动机的能力。在本公开的一种形式中，内燃机具有多个沿局部圆环形路径行进的旋转活塞。

在本公开的该形式中，内燃机包括气缸体，该气缸体具有界定第一燃烧室的第一壁和界定第二燃烧室的第二壁，所述第一壁和所述第二壁每个都限定圆环形的至少一段。燃烧室进一步由第一活塞和第二活塞界定，每个活塞都具有圆环形状和两个活塞头。界定燃烧室的壁的端部还充当位于活塞端部处的活塞头的导向件。

第一燃烧室由第一活塞的第一活塞头进一步界定。类似地，第二燃烧室由第一活塞的第二活塞头进一步界定。第一燃烧室又由第二活塞的第一活塞头进一步界定；而第二燃烧室又由第二活塞(35)的第二活塞头进一步界定。

在本公开的另一种形式中，示出的第一活塞还包括联结到第一连杆的第一枢臂和联结到公共枢点的第二枢臂。类似地，第二活塞还包括联结到第二连杆的第一枢臂和联结到公共枢点的第二枢臂。每个活塞的第二枢臂在径向方向上朝向发动机的中心延伸。

在本公开的又一形式中，第一曲轴联结到第一连杆，而第二曲轴联结到第二连杆。第一曲轴和第二曲轴位于第一活塞和第二活塞的曲线路径之外，该曲线路径由公共枢轴以及分别界定第一燃烧室和第二燃烧室的第一壁和第二壁限定。

总体上，第一活塞和第二活塞沿由公共枢点限定的曲线路径导向。第一活塞的第二枢臂和第二活塞的第二枢臂绕公共枢轴摆动。第一活塞和第二活塞沿相反的方向同时运动，从而使活塞头扩大或者减小相应的燃烧室的容积。

在本公开的又一种形式中，第二枢臂通过接合构件联结到导向框架。该导向框架具有敞开接收区域，在该敞开接收区域中设置有接合构件和公共枢轴。导向框架和包括两个平行导向柱的导向装置成一体。由于第二枢臂通过接合构件连接到导向框架，导向框架沿导向柱的运动被传递到活塞。当导向框架在一个方向上沿导向柱运动时，活塞沿圆形路径行进，导致一个燃烧室的容积的最小化和另一个燃烧室的容积的最大化。反转导向框架的运动方向导致相反的效果。

在本公开的另一种形式中，导向框架沿导向柱的运动通过联结到公共枢点的至少一个椭圆形板来保持。由椭圆形板建立的动量足以保持活塞沿曲线路径的摆动运动。

在此提供的说明将使其它可应用领域更为清楚。应理解，说明和具体例子旨在示例目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

以下说明的图仅为示例目的，不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是本公开的一种形式的从前方视角观察的正等轴测投影图，描绘根据本公开的教导构造的内燃机；

图2是本公开的一种形式的从后方视角观察的另一正等轴测投影图，描绘根据本公开的教导构造的内燃机；

图3是本公开的一种形式的正等轴测投影图，描绘根据本公开的教导构造的内燃机的某些部分的透视图；

图4是本公开的一种形式的斜等轴侧投影图，描绘根据本公开的教导构造的内燃机的某些部分的透视图；

图5是本公开的一种形式的截面图，描绘根据本公开的教导构造的内燃机；