[发明专利]平衡转缸式发动机

说明书

一种用于施加转矩至驱动轴的平衡转缸式发动机。该发动机具有带主驱动箱的外壳。气缸可旋转地安装在壳中且活塞安装成在该气缸内纵向地移动。两个连接臂各具有连接端，且一个端与该活塞连接，并且两个曲柄轴各与连接臂中的另一连接端可旋转地连接。两个驱动轮分别与第一与第二曲柄轴可反转地连接。固定驱动环具有在圆周方向上设置的驱动构件表面。固定驱动环安装在箱中，使得驱动构件表面面向该活塞。两个驱动轮与驱动环啮合。

技术领域

本公开涉及内燃机，且更具体地涉及平衡转缸式发动机。

背景技术

具有一个或更多个气缸的内燃机广为人知，且广泛用在许多行业，特别是汽车行业中。一般而言，各气缸包括具有火星或压缩的活塞，该火星或压缩使碳氢化合物燃烧，产生足以在该气缸中往复地驱动活塞的爆炸能量。由该被驱动的活塞产生的动力可驱动轴，且当用于牵引时，该轴使比如机动车辆这样的物体向前或向后移动。此外，产生的能量可静态地用来移动机械中的部件，或其可例如通过使用发电机产生更多能量。

在某些情形中，在例如使用安装在驱动轴上的一个或更多个特定形状转子的所谓汪克(Wankel)发动机中，已经修改了这种简单的操作模式。燃料燃烧以提供原动力来转动转子从而驱动驱动轴。在第一次世界大战时，在一些航空器中导入及使用了所谓的转缸式发动机。该转缸式发动机包括驱动螺旋桨而非曲柄轴的活塞壳体。在该首例转缸式发动机后，在机车及早期公路车辆中测试了其他转缸式发动机。但是，主要存留的转缸式发动机类型仍是汪克发动机，且汪克发动机的一个版本仍在某些Mazda^TM汽车中得到商业应用。

与传统内燃机相比，转缸式发动机的主要优点在于发动机具有改进的功率重量比，以及改进的平衡。但是，因为它们的组装需要复杂机械，与传统内燃机相比，这些优点被高制造成本抵消。该高制造成本反映在售价上，使其经济上大部分没有可行性。为解决这些问题已有许多尝试，下面描述数种设计例子。

Kull的美国专利No.US6,357,397公开了一种轴向锥齿轮产生的控制运动。该运动用来使用有限角度差速齿轮来控制在圆柱形中心轴主压力室中的加速-减速叶片运动，且该有限角度差速齿轮的逆齿轮从环绕锥齿轮、或在另一改进版本中从摆荡控制圆筒凸轮接收轴向曲柄控制的运动。该锥齿轮曲柄产生的轴向运动也可用于在具有一个或更多个活塞的气缸中提供轴向活塞运动，且该一个或更多个活塞可在固定或旋转气缸壳体中。在所有不同的发动机模型中，无阀口与用于加压的流体流的径向或轴向流分布控制连通。该设计适合于这样的外压力或内燃机，其中能量从流体或燃烧压力转换至动力输出轴旋转，或能量转换是反向能量转换模式。

Lawes的已公开美国专利申请No.US2004/0107923描述了一种旋转气缸阀发动机，其包括具有两个壳体段的发动机壳体、一对活塞及旋转气缸总体。壳体段具有由圆形横截面的开口端朝向该壳体段的封闭端延伸的内腔室。圆形凸缘从壳体段的开口端径向地向外延伸。该凸缘具有各形成有螺栓孔的四个凸部，且形成有圆形径向内凹部。壳体段形成有燃料入口、用于火星塞的口及排气口。

Mann的已公开美国专利申请No.US2006/0283407描述了具有两组往复移动活塞的转缸式汽油发动机。该活塞的往复输出与波状斜面耦合，该波状斜面将该往复运动转换成旋转运动。虽然该发动机壳体具有中空中心，但没有驱动轴。相反地，响应于该活塞的往复运动，提供了双旋转输出，一个输出是通过在壳体顶端的可旋转输出块输出，另一个是通过在壳体底端的可旋转块输出。

Arseneau的已公开美国专利申请No.US2010/0108034描述了具有被驱动输出轴的转缸式发动机，该被驱动输出轴由在气缸中实施的内燃烧提供动力。该燃烧驱动活塞和两个曲柄轴，曲柄轴包括与固定齿轮圈啮合的反转驱动齿轮。随着齿轮旋转，旋转运动被传送至活塞和气缸、齿轮保持架底座、齿轮且最后到达输出轴。