[发明专利]旋转活塞式内燃机

说明书

技术范围

本发明有关旋转活塞式内燃机，特别有关以转子工作缸的中心为旋转中心，使支承在位于机壳内圆筒状转子工作缸内的旋转活塞的转子进行旋转运动的旋转活塞式内燃机。

技术背景

传统的往复活塞式内燃机通过曲柄机构将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。然而从曲柄机构的特性来看，据推定仅能将作用于活塞上燃气压的约50-60％变换为曲轴上的输出转矩。

因为存在吸气气门和排气气门同时打开时的重合时间，排气后仍然有可观的燃烧气体残留在燃烧室内。因此很难进一步提高燃烧行程中的燃烧性，不完全燃烧气体的排出量也不少。此外，曲柄机构以及包含吸气、排气气门在内的气门机构的构造复杂、使降低伴随活塞往复运动所产生的振动及噪声方面受到限制，且存在四冲程内燃机在确保输出马力的同时，难以达到小型化存在的缺点。

因此，以往提出过各种旋转活塞式内燃机的设想。

旋转活塞式内燃机有转子不作偏心回转的单一旋转型旋转活塞式内燃机和转子作偏心回转的行星旋转型旋转活塞式内燃机两类。前者因比后者机构实现上还要困难，至今尚未达到实用化，属于后者的汪克尔型旋转活塞式内燃机达到了实用化。

在汪克尔型旋转活塞式内燃机中，在具有周外旋轮线内周面的转子工作缸内容纳有三角形状的转子，使此转子齿轮与偏心轴齿轮啮合，使转子作行星旋转运动，与此转子的行星旋转运动相对应，用转子外侧的三个容积变化的动作室产生吸入、压缩、燃烧、排气行程。

在此内燃机中，由于作用于面临膨胀工作室的转子受压面的吸附侧部分的燃气压要使转子产生反转，因此，可以推定只能将，作用于转子受压面上的燃气压的约60-70％变换为输出转矩。此外，也难以进一步提高其燃烧行程的燃烧性、不完全燃烧气体的排出量也不少。

另外，作为单一旋转型旋转活塞式内燃机，以往也提出过各种方案。在后述图51(a)-(f)中，表示了有名的单一旋转型旋转活塞式内燃机300A-300F。在图52中，表示了马氏会社的旋转活塞式内燃机300G。在此内燃机300G中，具有机壳300、转子301，吸气口302，火花塞303，排气口304，扫气口305、转子301按顺时针方向旋转。    

在后述图53中所示的单一旋转型旋转活塞式内燃机300H中，设有机壳310、吸气口311、排气口312、转子工作缸313、与此工作缸同心的转子314、在此转子314上形成的两个摆线齿形部315、316、筒状回转驱动的第一小转子317、筒状回转驱动的第二小转子318、副燃烧室319、火花塞320等等。如点划线所示，形成了吸入工作室321、压缩工作室322、膨胀工作室323、排气工作室324。此内燃机300H是在1945年前被提出，可以说此内燃机300H小型轻量、在实验阶段也得到了高输出功率。可惜后来并未适用化。

此外，在日本专利特开昭60-27732号公报上揭示了具有如下组成的单一回转型旋转活塞式内燃机，就是具有位于机壳内的转子工作缸、与此转子工作缸同心的转子、可自由回转支承此转子的主轴，在沿机壳圆周三等分位置上设置的三个分隔机构(由分隔板部件，将其向中心方的赋势弹簧等构成)、将转子的约1/3部分切去形成缺口部，大致朝向该缺口部的推进端的半径方向的的立壁(受压面)、缺口部底面的圆弧壁(加压面)、位于将机壳下部左侧第一分隔机构夹住的吸气口和排气口、位于靠近机壳下部右侧的第二分隔机构的吸附侧的压缩口、位于靠近机壳顶部的第三分隔机构的推压侧的爆发口，设在此爆发口处的火花塞、使此爆发口和压缩口连通的通气管等等。

下面就传统技术中的问题进行说明

在图51中所示的各种单一旋转型旋转活塞式内燃机300A-300F中，均构成使转子的轴心相对转子工作缸的轴心偏心。

在这些内燃机中，因为基本上存在一部分燃气压产生反转力矩，所以很难使燃气压变换为输出转矩的变换效率提高，以及在作为多气缸内燃机的场合下，不能使用直线状输出轴、使输出轴的结构复杂化、伴随着偏心而发生的振动，难以确保气体密封垫部件的耐久性、构造上须要有吸气口和排气口、不能使吸气时间和排气时间十分长等问题。

在图52所示的单一旋转型旋转活塞式内燃机300G中，经分析看出存在构件数目多、构造复杂制作成本变高、难以确保耐用性等困难。在图53中所示的单一旋转型旋转活塞式内燃机300H中，虽然有构造简单的优点，但存在通过摆线齿形部和第一及第二小转子之间的啮合构成气密机构的可靠性和耐用性方面的问题，此外，因吸气行程时间和排气行程时间为转子回转角度180度，不能充分长。