[发明专利]具有可变容积压缩比的旋转式内燃发动机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月28日提交的申请号为61/512,563的美国临时专利申请的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本申请主要涉及使用旋转式设计以将压力转化为旋转动作的内燃发动机，更具体地涉及控制此类发动机。

背景技术

旋转式发动机例如汪克尔(Wankel)发动机不使用往复式活塞而使用活塞的偏心旋转来以将压力转化为旋转动作。在这些发动机中，转子包括在转子的整个旋转动作期间始终保持与发动机转子腔的周壁相接触的多个顶点或密封部分以在转子旋转时形成多个旋转的腔。

在汪克尔发动机中，进气口和排气口通常被机械地设计为在循环的进气和排气部分期间允许两者之间有最小交叠，例如在用新鲜供气再充填进气腔之前先吹扫排气腔中的燃烧气体。无法吹扫排气腔中的燃烧气体可能会导致循环容积效率的降低。但是，端口的交叠可能限制能够获得的容积压缩比的范围。因此，对于优化旋转式发动机能够如何运行这方面的改进仍然存在需求。

发明内容

在一方面，提供了一种控制旋转式发动机中空气输入的方法，发动机至少具有与空气源连通的主进气口和副进气口，以及排气口，所述方法包括在发动机启动期间，关闭主进气口并打开副进气口，副进气口沿发动机转子的公转方向位于主进气口后方和排气口前方，在启动之后并且在对发动机的功率需求低于预定阈值时，打开主进气口并至少部分地关闭副进气口，而在功率需求超出预定阈值时，保持主进气口打开并打开副进气口，副进气口被定位成在发动机公转的各部分期间始终与排气口连通以吹扫发动机中的排气。

在另一方面，提供了一种控制具有可变容积旋转室的旋转式发动机的容积比的方法，所述方法包括沿发动机转子的公转方向在发动机主进气口后方和发动机排气口前方至少设置发动机的副进气口，并且控制空气源和发动机的进气口之间的连通，包括在第一结构和第二结构之间选择，在第一结构中主进气口与空气源连通并且阻断空气源和副进气口之间的连通以获得第一容积压缩比，在第二结构中副进气口与空气源连通并且阻断空气源和主进气口之间的连通以获得高于第一容积压缩比的第二容积压缩比。

在又一方面，提供了一种旋转式发动机，包括具有界定出内部空腔的壁的定子体，安装用于在空腔内偏心公转的转子体，转子体和定子体配合以在转子相对于定子旋转时提供可变容积的旋转室，定子体至少具有在其中界定并且与空腔连通的主进气口、副进气口和排气口，进气口都与空气源连通，副进气口沿转子公转的方向位于主进气口后方和排气口前方，进气口彼此不同并且沿公转的方向间隔开，主阀调节提供给主进气口的空气流量，并且副阀调节提供给副进气口的空气流量，主阀和副阀可以彼此独立地操作。

附图说明

现对附图进行说明，在附图中：

图1是根据一个特定实施例的旋转式内燃发动机的示意性截面图；

图2是根据一个可选实施例的旋转式内燃发动机的示意性截面图；

图3是根据另一个可选实施例的旋转式内燃发动机的示意性截面图；

图4是根据又一个可选实施例的旋转式内燃发动机的示意性截面图；以及

图5是根据再一个可选实施例的旋转式内燃发动机的示意性截面图。

具体实施方式

参照图1，示意性地示出了被称为汪克尔发动机的旋转式内燃发动机10。在一个特定的实施例中，旋转式发动机10被用于例如在2010年7月13日授予Lents等人的美国专利US7753036或2010年8月17日授予Julien等人的美国专利US7775044中介绍的复合循环发动机系统，通过引用将这两篇文献的全部内容并入本文。复合循环发动机系统可以在例如飞机或其他交通工具上或者在任意其他适合的应用中被用作原动力发动机。任何情况下，在这样的系统中，空气在进入汪克尔发动机之前都要由压缩机压缩，并且发动机驱动复合发动机中的一个或多个涡轮机。在另一个实施例中，使用了无涡轮增压器的旋转式发动机10。

发动机10包括外壳体12，具有轴向间隔开的端壁14和延伸在其间的周壁18以构成转子腔20。空腔20的周壁18的内表面具有界定出两个凸角的轮廓，该轮廓优选为外旋轮线。