CN100480489C - 回转活塞式发动机 - Google Patents
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Abstract
一种回转活塞式发动机,带有一个外壳(12),里面设置一个第一和至少一个第二活塞(24、26),它们在外壳(12)内可环绕一个外壳固定的旋转轴(32)旋转,而且它们在环绕旋转轴(32)旋转时,环绕与旋转轴垂直并通过外壳中心分布的活塞固定的回转轴(36)彼此反向地在第一终端位置和第二终端位置之间进行来回的回转运动,其中,第一和至少第二活塞(24、26)确定一个工作室(48),其中,第一活塞(24)和/或至少第二活塞(26)具有至少一个运行机构(50、52),该机构在第一和/或第二活塞(24、26)旋转时沿至少一个控制凸轮(58)引导,以产生第一和/或至少第二活塞(24、26)的回转运动。控制凸轮(58)可借助于一个调整机构(74)进行位置调整,以调整第一和第二活塞(24、26)至少之一的第一和第二终端位置的至少之一。
Description
技术领域
本发明涉及一种回转活塞式发动机。
背景技术
这种回转活塞式发动机由文献WO 03/067033 A1有所公开。
回转活塞式发动机和特别是依据本发明的内燃机可以作为内燃机、泵或者压缩机使用。依据本发明的回转活塞式发动机最好作为内燃机使用并作为这种内燃机在本说明书中予以介绍。
在回转活塞式发动机作为内燃机使用的情况下,通过单个活塞在两个终端位置之间来回的回转运动促成燃烧混合气进气、压缩、点火和燃烧过的燃烧混合气膨胀和排出的各工作行程。
在由同一申请人的文献WO 03/067033 A1公开的回转活塞式发动机中,在外壳内设置四个活塞,它们环绕一外壳中心外壳固定的旋转轴共同旋转,并在旋转时在外壳内环绕一活塞固定的回转轴进行来回的回转运动,其中,各自两个相邻的活塞反向回转。
“外壳固定”在这里的意思是在一个视为几何轴的轴上,轴相对于外壳的空间位置不变。与此相应,“活塞固定”的意思是一个几何轴与一个活塞的固定空间关系。
在活塞对的各自两个相互靠近的活塞端面之间形成一个工作室,从而这种公开的回转活塞式发动机具有两个工作室。关于外壳中心径向相对设置的两个工作室在活塞的来回回转运动时同向扩大和缩小。
活塞环绕共用回转轴的回转运动从活塞环绕旋转轴的旋转运动中通过一个控制机构导出,该控制机构包括两个在外壳内壁上成型的控制凸轮和活塞靠近外壳内壁面上相应的运行机构。在这种公开的回转活塞式发动机中,活塞回转运动的行程通过两个控制凸轮的曲线变化不可改变地预先规定。这种公开的回转活塞式发动机因此具有恒定的排量,其中,该排量为最大容积或工作室最大容积之和。
在这种所称的其活塞进行线性往复运动的活塞式发动机中,人们尝试开发出具有可变排量的发动机,也就是说,这种活塞式发动机的排量在活塞式发动机的工作期间可以调整。因此人们尝试气缸盖可移动构成,然而这样做的缺点是,气缸盖由于可移动不再可供接受点火棒或火花塞使用,特别是不再可供接受进气门和排气门使用。具有可变排量的活塞式发动机因此至今没有作为批量生产的发动机。
发明内容
本发明的目的因此在于,提供一种开头所述类型的具有可变排量的回转活塞式发动机。
依据本发明,该目的在开头所述的回转活塞式发动机方面由此得以实现,即控制凸轮借助于一个调整机构可进行位置调整,以调整第一和第二活塞至少之一的第一和第二终端位置的至少之一。
依据本发明的回转活塞式发动机具有可变的排量,其中,在那种公开的回转活塞式发动机上已经具有的在那里固定与外壳内壁一体化的控制凸轮现在借助于一个调整机构位置可调构成,由此可以调整至少一个活塞的第一终端位置和/或第二终端位置。
与传统的活塞式发动机的区别在于,在依据本发明的回转活塞式发动机中,没有出现点火棒或火花塞或者进气及排气门为有利于排量的可变性而必须安装在回转活塞发动机其他位置上的问题,因为在那种公开的回转活塞式发动机中,控制凸轮也已经设置在不同于这些此前所称部件的空间位置上,也就是说,控制凸轮的可调整性与这些部件并不冲突。
通过本发明现在提供一种与那种公开的回转活塞式发动机相比结构上仅有少量开支的回转活塞式发动机,但与那种公开的回转活塞式发动机相比具有的主要优点是其排量可变。
在一优选的构成中,借助于调整机构可以连续调整第一终端位置和第二终端位置的至少之一。
就此而言的优点是排量可连续变化,由此可以使回转活塞式发动机的排量无级变化。
在另一优选的构成中,借助于调整机构可以调整第一和至少第二活塞的第一和第二终端位置。
就此而言的优点是,无论是所谓的上死点位置(OT-位置)还是下死点位置(UT-位置)均可变化。在OT-位置上,工作室容积最小(点火),而在UT-位置上最大(排气结束/进气开始)。如果现在UT-位置在缩小工作行程或排量的意义上调整,那么具有优点的是,OT-位置也可作如下调整,使其在缩小工作室容积(排量)的情况下仍达到OT-位置上尽可能高的压缩,这一点通过上述构成达到,其中无论OT-位置还是UT-位置均可调整。
在另一优选的构成中,控制凸轮的两个段反向彼此环绕一个外壳固定的回转轴可回转支承在外壳内。
在这种构成中,排量或最大工作室容积由此进行调整,使由与外壳固定的回转轴对称的两个段构成的控制凸轮从第一位置回转到第二位置内。控制凸轮可环绕回转轴回转的这种调整机构的优点是结构上简单,以产生可变的排量。
在另一优选的构成中,外壳内设置一个第三和一个第四活塞,它们与第一和第二活塞在外壳内可共同环绕旋转轴旋转,并与此同时在第三终端位置和第四终端位置之间进行彼此反向的回转运动,第三和第四终端位置的至少之一可借助于调整机构调整。
在这种构成中,依据本发明的回转活塞式发动机与那种公开的回转活塞式发动机同样具有总计四个活塞和相应的两个工作室,其中,两个工作室的最大工作室容积并因此还有回转活塞式发动机的总排量可变。
关于第三和第四活塞,优选借助于调整机构可连续调整第三终端位置和第四终端位置的至少之一。
同样优选可调整第三和第四活塞的第三和第四终端位置。
在另一优选的构成中,第三活塞与第一活塞关于活塞固定的回转轴径向相对,而第三终端位置可同步和同向向第一终端位置调整。
以同样的方式优选第四活塞与第二活塞关于活塞固定的回转轴径向相对,第四终端位置可同步和同向向第二终端位置调整。
上述两种措施无论是对于本身还是特别是在相互组合下,均保证活塞终端位置的调整并因此还有两个工作室最大工作室容积的调整在不增加控制装置开支的情况下以相同的方式进行。
原则上一个控制凸轮可以控制所有四个活塞的回转运动,其中将这些活塞对应地相互连接,而相反优选的是,第三活塞和/或第四活塞具有至少一个运行机构,该机构在第三和/或第四活塞旋转时沿第二控制凸轮引导,以产生第三和/或第四活塞的回转运动,其中,然后第二控制凸轮借助于调整机构可进行调整,以调整第三和第四活塞至少之一的第三和第四终端位置的至少之一。
具有四个活塞的第二控制凸轮的优点是整个回转活塞式发动机更高或者完全对称,这样对回转活塞发动机的运行特性产生积极影响。第二控制凸轮相应地也可以进行位置调整,与第一和第二活塞的控制凸轮的情况相同。
同样优选第二控制凸轮的两个段反向彼此环绕一个外壳固定的回转轴可回转支承在外壳内。
在一特别优选的构成中,调整机构具有第一凸轮件和第二凸轮件,其中,第一凸轮件和第二凸轮件剪切式通过交叉可彼此反向回转设置并具有第一和第二控制凸轮。
通过这种措施,四个活塞的两个控制凸轮通过两个凸轮件实现,它们环绕回转轴剪切式通过交叉而彼此反向地可回转设置,其中,这种可回转性用于调整活塞回转运动的终端位置。这种结构在结构上的优点是简单并可以使控制凸轮像后面还要介绍的那样实现一种简单的调整。
在此方面,优选共同构成控制凸轮之一的第一凸轮件的第一控制凸轮段与第二凸轮件的第二控制凸轮段相对于该第一段可移动连接。
因为单个控制凸轮关于外壳固定的回转轴不是点对称,而是关于外壳固定的回转轴所处的平面镜面对称分布,并因此向该对称平面的两面设置,所以两个控制凸轮段的可移动连接可以实现一种一方面空间上相连的控制凸轮,其中,另一方面第一控制凸轮段和第二控制凸轮段环绕外壳固定回转轴的反向回转用于在排量调整或第一工作室工作室容积调整的意义上调整第一和第二活塞的终端位置。
与此相应,优选共同构成另一个控制凸轮的第一凸轮件的第三控制凸轮段与第二凸轮件的第四控制凸轮段相对于该第四段可移动连接。
在这里两个所称控制凸轮段的相对移动性彼此也可以将两个控制凸轮段的反向回转用于调整第三和第四活塞的终端位置,并同时保证形成第三和第四活塞的一种空间上连接的第二控制凸轮。
第一控制凸轮段与第二控制凸轮段或第三控制凸轮段与第四控制凸轮段可彼此相对移动的连接最好通过这些控制凸轮段的例如啮合这种梳式连接实现。
通过啮合接触特别是可以对第一和第二活塞或第三和第四活塞的OT-位置如上所述这样进行调整,使最小工作室容积在OT-位置上减小,特别是使最大工作室容积(UT-位置)得到缩小。
在另一优选的构成中,调整机构具有至少一个液压、气动和/或电动的传动装置。
特别优选至少一个传动装置为液压的;在凸轮件靠近外壳的外壳内壁的至少一个面上设置可供给液压液体的容积可变的室。
具有液压传动装置的优点是,液压液体基本上不可压缩并利用液压传动还可以产生非常高的力,以便凸轮件并因此还有回转活塞式发动机的排量即使在活塞环绕旋转轴的高转速时也能可靠得到调整。
在此方面进一步优选通过提高室内的液压压力缩小活塞的最大行程并通过降低液压压力扩大活塞的最大行程。
就此而言的优点是,传动装置为调整凸轮件仅需在一个有效运动方向上活动,确切地说是在缩小排量的有效运动方向上,而在扩大排量的有效运动方向上将作用于活塞的离心力用于作用于凸轮件的力,如果液压压力相应降低的话,该力可以使凸轮件相互回转。按照这种方式传动装置在结构上可以非常简单。
在另一优选的构成中,至少一个运行机构和至少一个控制凸轮这样磁性生效,使至少一个运行机构和至少一个控制凸轮之间产生磁引力。
虽然由于共同构成一个功能单元的活塞和运行机构的质量在活塞环绕旋转轴的低转速时就已经考虑到足够的离心力,并保证各自运行机构和控制凸轮之间的稳定接触,但是这种措施的优点是,运行机构和控制凸轮之间的这种接触得到进一步提高。
“磁性生效”就此而言应这样理解,运行机构和控制凸轮由永磁有效物料组成或者具有这种有效物料,或者运行机构和控制凸轮或者二者的至少之一由可磁化材料构成或者具有这种材料。至少二者之一,也就是运行机构或者控制凸轮在此方面应是永磁的,由此以具有优点的方式不需要额外产生磁场的部件,也就是磁场发生器。
同样优选至少一个运行机构和从属的活塞这样磁性生效,使至少一个运行机构和从属的活塞之间产生磁引力。通过这种措施使运行机构和从属的活塞之间稳定接触,由此可以取消运行机构与从属活塞造型合理的连接。
依据上述构成,运行机构和活塞之间或运行机构和从属控制凸轮之间的磁引力应该是这样的,即不取消最好作为球体构成的运行机构的自由旋转性。
附图说明
下面借助附图对其他优点和特征进行说明。
不言而喻,前面所述和下面还要介绍的特征不仅在各自所列举的组合中,而且也在其他组合中或者单独位置中使用,而不会偏离本发明的框架。
附图示出本发明的一个实施例,现借助附图进行详细说明。其中:
图1以沿与旋转轴平行并与活塞的回转轴垂直平面的剖面示出依据本发明回转活塞式发动机的视图,其中,该回转活塞式发动机处于用于调整活塞控制凸轮的调整机构的第一工作状态;
图2示出与图1相同的视图,但处于用于调整活塞控制凸轮的调整机构的第二工作状态;
图3以与图1相同的视图示出回转活塞式发动机,但没有活塞和活塞架;
图4a)和b)以单独位置上的透视图示出两个凸轮件;
图5以剖面图和组合的设置示出图4中的凸轮件;
图6示出图1的回转活塞式发动机处于环绕旋转轴旋转约45°的外壳位置内,而且其中活塞从其图1中的UT-位置在其OT-位置的方向上回转约半个行程;
图7示出图1的回转活塞式发动机以相对于图1旋转90°处于外壳内,其中,活塞回转到其OT-位置内;以及
图8示出图1回转活塞式发动机的另一视图,带有活塞架,但无活塞。
具体实施方式
图1-3以及图6-8以不同的视图示出具有共用附图符号10的回转活塞式发动机。图4和5示出该回转活塞式发动机10的其他细节。
回转活塞式发动机10在本实施例中作为内燃机构成。
回转活塞式发动机10具有由两个外壳部分14和16组成的外壳12。外壳部分14和16各自具有一个凸缘,其中,附图中仅示出外壳部分14的凸缘18。在凸缘内具有大量用于穿过螺栓的孔20a-20h,以便将两个外壳部分14和16通过凸缘相互螺栓连接。
外壳内部为球形或者球形对称结构,其中,球中心点在图1中采用附图符号22标注。
在外壳12的内部设置四个活塞24、26、28和30。活塞24-30在外壳12内可共同环绕一外壳固定的旋转轴32依据箭头34旋转。在这种旋转运动时,活塞24-30环绕两个终端位置之间活塞固定的回转轴36进行一种与环绕旋转轴32叠加的回转运动,其中,图1示出一个终端位置(所谓的UT-位置),而图7示出另一个终端位置(所谓的OT-位置)。图6示出活塞24-30处于UT-位置和OT-位置之间的中间位置。
视为几何轴的无论是旋转轴32还是回转轴36均穿过外壳12的外壳中心点22。回转轴36始终垂直处于旋转轴32上,但同样与活塞24-30的旋转运动相应地环绕旋转轴32旋转。
活塞24-30中各自两个活塞关于回转轴36径向相对,确切地说是在活塞24-30的回转位置上,其中,它们一方面是活塞24和30,另一方面是活塞26和28。
活塞24-30单独支承在外壳12内,也就是说并未成对相互刚性连接,尽管这一点在本发明的意义上同样可以考虑。
活塞24具有端面38,活塞26具有端面40,活塞28具有端面42,活塞30具有端面44。活塞24和26彼此靠近的端面38和40限制一个工作室46,而活塞28和30彼此靠近的端面42和44限制一个工作室48。工作室46和48作为卡诺循环的燃烧室使用。旋转轴32穿过两个工作室46和48,确切地说是在活塞24和30的每个旋转和回转位置上。工作室46和48特别是与旋转轴32对称设置,也就是说,旋转轴32始终从中心穿过工作室46和48。
因为各自相邻的活塞24-30在环绕旋转轴32旋转时进行彼此反向的回转运动,所以始终彼此同向扩大和缩小工作室46和48。
从图1所示工作室46和48的最大容积状态出发,活塞24和26或28和30彼此相对回转,如图6所示,其中,工作室46和48的容积与此同时减小,直至图7所示的工作室46和48进入其最小容积状态。
活塞24和26在其旋转和回转运动时始终保持在图1中线段A的左侧,而活塞28和30始终处于线段A的右侧。
回转活塞式发动机10还具有一个控制机构,以便从活塞24-30环绕旋转轴32的旋转运动中导出活塞24-30的回转运动。为此每个活塞24-30具有一个运行机构,确切地说,活塞24具有运行机构50,活塞26具有运行机构52,活塞28具有运行机构54以及活塞30具有运行机构56。运行机构50-56为球体,它们各自支承在每个活塞24-30远离各自端面38-44背面上构成的球形推力轴承上。
运行机构50-56以球体的方式可自由旋转支承在球形推力轴承内,并可以通过借助于润滑膜的附着力保持在球形推力轴承内,或者运行机构50-56可以造型合理地保持在球形推力轴承内,为此然后球形推力轴承超过球体50-56的直径延伸。如已经提到的那样,但球体50-56在任何情况下均可环绕其球体中心点在各个方向上自由旋转。
如从图3可最清楚看到的那样,为运行机构50-56分配总计两个控制凸轮58和60,运行机构50-56在里面受引导运行。在图3中,为便于理解没有示出运行机构50-56以及活塞24-30,从而可以看到露出的控制凸轮58和60。不言而喻,在图3中与剖面图相应仅能看到控制凸轮58和60的各自一半。控制凸轮58和60确切地说通过360°的整个圆周在外壳内延伸。
运行机构50和52在活塞24和26环绕旋转轴32旋转时在控制凸轮58内运行,而活塞28和30的运行机构54和56沿控制凸轮60运行。
控制凸轮58和60的轮廓这样选择,使其在运行机构50-56沿控制凸轮58和60运行时,在活塞24-30环绕旋转轴32的旋转运动中导出活塞24-30环绕回转轴36的回转运动。
与这种作用相应的是图3中线段A并因此与附图平面垂直分布包括回转轴36最近的控制凸轮58的段62和64以及控制凸轮60的段66和68,并确定活塞24-30的UT-位置。与此对照的是线段A并因此与上述平面最远相距的段70和72(以及相应通过控制凸轮58和60的整个圆周30°所见在剖面图中看不到的控制凸轮58、60的对应段)并确定活塞24-30的OT-位置。
段62和64的位置因此确定图1所示的活塞24和26的第一终端位置,而段70的位置确定图7所示的活塞24和26的第二终端位置。
段66和68的位置相应确定活塞28和30的第三终端位置,它相当于活塞24和26的第一终端位置并在图1中示出,而段72的位置确定活塞28和30的第四终端位置,它相当于活塞24和26的第二终端位置并在图7中示出。
如下面还要详细介绍的那样,控制凸轮50和60借助于一个调整机构74可进行位置调整,以便这样对活塞的上述第一、第二、第三和第四终端位置,也就是其OT-位置及其UT-位置进行调整,并因此调整工作室46和48的最大容积以及回转活塞式发动机10的排量。
依据图4和5,调整机构具有两个凸轮件76和78,上面构成控制凸轮58和60。凸轮件76和78关于外壳固定的回转轴79剪切式通过交叉设置,如从图3也能看到的那样。凸轮件76具有一个第一控制凸轮段80和一个第二控制凸轮段82,而凸轮件78具有一个第一控制凸轮段84和一个第二控制凸轮段86。控制凸轮段80和86共同构成控制凸轮58,而控制凸轮段84和82共同构成控制凸轮60。凸轮件76和78不环绕旋转轴32旋转,也就是说,回转轴79与回转轴36的区别在于外壳固定。在环绕旋转轴32的各自两个活塞位置上,回转轴36和79重合,图1示出了其中之一。
凸轮件76和78环绕回转轴79可反向回转支承在回转活塞式发动机10的外壳12内,如双箭头88和双箭头90所示。
通过凸轮件76和78环绕回转轴79向外回转,控制凸轮58和60的段62-68从上述的线段A并因此从回转轴79移开,而通过凸轮件76和78向内回转相反接近线段A并因此还有该平面。通过凸轮件76和78向外回转因此将活塞24-30的UT-位置从其回转轴36移开调整,从而工作室46和48的最大容积减小,如图2所示;而通过凸轮件76和78向内回转相应扩大工作室46和48的最大容积。
为使凸轮件76和78可以相对回转运动,控制凸轮段80和86或84和82可相对移动连接,确切地说是在控制凸轮58和60的段70和72内借助于梳式连接92和94。
梳式连接在所示的实施例中由此实现,即控制凸轮段84具有一个凸肩96,其嵌入控制凸轮段82的间隙或者空隙98内,并在里面可在凸肩96的方向上移动。连接92相应构成,其中,在图4b)中可看到属于连接92的凸肩100。
在图4a)和b)中还可看出控制凸轮60和在图4中看不到的同样的控制凸轮58,在控制凸轮58和60的组装状态下通过360°的整个圆周延伸。
运行机构50-56以最小摩擦在横断面上相应部分圆形构成的控制活塞58和60内运行。
带有各自一个凸肩和一个间隙或空隙的连接92和94也可以其他方式构成,例如可以具有其他方式的梳形或者啮合,这样长久地形成控制凸轮段80和86或84和82与运行机构50-56的贯通控制凸轮之间的相对移动性。
在凸轮件58和60环绕回转轴79回转时,控制凸轮段86和84的凸肩在控制凸轮段80和82上的空隙内进行对着凸肩方向的相应移动。
这种相对移动性还可用于调整活塞24-30的第二或第四终端位置,也就是其OT-位置。于是OT-位置的这种调整在改变UT-位置的情况下自动进行,确切地说是在这种意义上,即如果UT-位置或工作室46和48的最大容积减小的话,工作室46和48的最小容积在活塞24-30的OT-位置上同样减小。由此在回转活塞式发动机10减小排量的情况下,在工作室46和48内压缩的燃油-空气混合气点火时达到足够的压缩压力。
此外,调整机构74具有一个用于环绕回转轴79调整凸轮件76和78的传动装置102。
传动装置102是一种液压传动装置。为此凸轮件76和78在凸轮件76和78靠近外壳内壁104的一个面上具有可供给液压液体的容积可变的室106和108。
在室106内设置一个阀门装置110并在室108内设置一个阀门装置112,用于将液压液体输送到室106、108内或从室106、108排出。
通过室106和108的加载,凸轮件58和60环绕回转轴36向外摆动,而当室106和108内液压压力减小时,凸轮件58和60在活塞28-30旋转时利用作用于活塞的离心力向内回转,离心力通过控制凸轮58和60传递到凸轮件76、78上。按照这种方式在回转活塞式发动机10的运行期间,传动装置102为调整排量(工作室46和48的最大容积)而受到传动。
在此方面可以具有一个相应未示出的控制装置,它在取决于活塞24-30环绕旋转轴32的转速情况下调整凸轮件76和78。最好随着活塞24-30转速的增加回转活塞式发动机10的排量缩小或者相反。
下面再介绍一下回转活塞式发动机10的其他细节。
活塞24-30在外壳12内支承在一个环绕旋转轴32共同随着活塞24-30旋转的活塞架114上。图8示出没有活塞24-30的活塞架114。
活塞架114在所示的实施例中并优选为一个整体的部件,其中,但取代整体的结构也可以设想一种多体的结构。
活塞架114沿旋转轴32在外壳12的整个长度上延伸,其中,活塞架114的轴凸肩116和118从外壳12凸出。
活塞架114具有各自一个连接在轴凸肩116和118上的主轴承段120或122,活塞架114通过它们可环绕旋转轴32转动支承在外壳12内。轴承段120和122在外壳中心通过一个中间段124连接,该段具有一个沿回转轴36延伸的销子状段126。活塞24-30可向外壳中心点22或向回转轴36移动支承在销子状段126上。
如图8所示,活塞架114具有两个孔128和130,里面滑动支承活塞24-30。确切地说,在孔128内滑动支承活塞24和26,在孔130内滑动支承活塞28和30。孔128和130在横断面上圆形构成,并且活塞24-30的端面38-44同样相应圆形构成。活塞24-30借助于用于密封工作室46和48的活塞环支承在孔128或1340内,如图1所示,其中示出了例如用于活塞24的密封件132和134。
孔128和130利用活塞24-30的端面38-44共同限制工作室46和48。
在活塞架114的孔128和130内,活塞24-30关于旋转轴32抗扭地与活塞架114连接,从而活塞24-30共同随着活塞架114环绕旋转轴32旋转,而活塞24-30与其此时环绕回转轴36进行的回转运动相应地在孔128和130内滑动移动,以进行进气、压缩、膨胀和排气的各工作行程。
活塞24-30基本上弧形构成,而且工作室46和48也具有大致弯曲或者弧形圆柱体的形状,其中,曲率与回转轴36同心。
由活塞架114、活塞24-30连同运行机构50-56组成的设置构成回转活塞式发动机10的“内部发动机”,也就是说,这种设置包括回转活塞式发动机10的所有可移动部件。
依据另一个方案,运行机构50-56和控制凸轮58、60磁性工作,从而在运行机构50-56与各自从属的控制凸轮58、60之间产生一种磁引力。
最好控制凸轮58和60,确切地说是调整机构74的凸轮件76和78由“正”磁化或被磁化的高强度合金制成,而球形运行机构50-56最好由“负”磁化或被磁化的陶瓷或者碳素纤维复合材料制成。
活塞24-30优选地由“正”磁化或被磁化的铝或者镁合金制成。按照这种方式,在运行机构50-56与从属的活塞24-30之间也存在一种磁引力。
此外,为支持一方面运行机构50-56和控制凸轮58、60与另一方面运行机构50-56和活塞24-30之间上述的吸引作用,活塞架114和需要时还有外壳12由“正”磁化或被磁化的材料制成。
磁化或磁性作用在“正”和“负”方面的极性不言而喻也可以与上述分布相反选择。
例如如图8所示那样,在活塞架114的轴承段120和122内存在大量通道136或138,它们与冷却-/润滑剂连接管140-146(参见图1)连通,以便为冷却和润滑而将冷却-/润滑剂输送到活塞架114内。与此同时,内部发动机在工作室46和48的附近也进行冷却。在活塞架114的中间段124内也分布一个未示出的冷却-/润滑剂通道。
不言而喻,回转活塞式发动机10还具有进气管和排气管,用于燃油-空气混合气的进气和燃烧过的混合气的排出,在这里不再赘述。这些进气管和排气管分配给各自的工作室46和48。
此外,为每个工作室46和48分配一个点火棒或者火花塞148和150,它们设置在旋转轴32上并与活塞架114共同环绕旋转轴32旋转。
下面介绍回转活塞式发动机10的工作原理。
图1示出回转活塞式发动机10处于活塞24-30处于其UT-位置上的工作位置。与此同时,图1示出凸轮件76和78最大向内回转的回转活塞式发动机10的工作位置。这意味着回转活塞式发动机10的排量,也就是工作室46和48的最大容积最大。
图2与此对照示出回转活塞式发动机10的工作状态,其中,活塞24-30虽然同样处于其工作室46和48最大打开的UT-位置上,但是在那里所示的工作位置上,凸轮件76和78以约20°向外回转,从而工作室46和48的最大容积在活塞24-30的UT-位置上比图1中的小,也就是说,回转活塞式发动机10的排量在图2中小于图1中工作状态的。
图2所示的凸轮件76和78的回转位置在此方面也是凸轮件76和78的最大可能的回转位置,在该位置上,凸轮件76和78端面紧贴在外壳内壁104中的相应空隙内。
再次从图1出发,图6示出回转活塞式发动机10的一种运行状态,在该状态下活塞24-30环绕旋转轴32进行约45°旋转,其中,活塞24-30向内回转约一半,其中,这种回转运动如上所述从活塞24-30环绕旋转轴32的旋转运动中通过运行机构50和56的引导在相应轮廓的控制凸轮56或58上导出。
在图7中,活塞24-30再次以45°环绕旋转轴32继续旋转,而活塞现在回转到OT-位置内。
在环绕旋转轴32继续45°旋转时,活塞24-30重新向外回转,确切地说是在与图6对照的回转位置上,继续以45°旋转活塞24-30重新回转到其UT-位置内,可与图1对照,但是处于关于图1以180°扭转的位置上等等。
通过传动装置102既可以在静止状态下也可以在回转活塞式发动机10的运行期间,控制凸轮58和60环绕回转轴79回转,以便如上面已经介绍的那样调整回转活塞式发动机10的排量。
回转活塞式发动机10排量的调整特别是可以取决于转速进行,确切地说,转速越高回转活塞式发动机的排量越小,而转速越低则变大,这一点可以通过相应供给室106和108液压液体而相应地控制或调整。
Claims (20)
1.回转活塞式发动机,带有一个外壳(12),里面设置一个第一和至少一个第二活塞(24、26),它们在外壳(12)内可共同环绕一个外壳固定的旋转轴(32)旋转,而且它们在环绕旋转轴(32)旋转时,环绕与旋转轴(32)垂直并通过外壳中心分布的活塞固定的回转轴(36)彼此反向地在第一终端位置和第二终端位置之间进行来回的回转运动,其中,第一和至少一个第二活塞(24、26)确定一个工作室(48),其中,第一活塞(24)和/或至少一个第二活塞(26)具有至少一个运行机构(50、52),该机构在第一和/或第二活塞(24、26)旋转时沿至少一个控制凸轮(58)引导,以产生第一和/或至少一个第二活塞(24、26)的回转运动,其特征在于,控制凸轮(58)可借助于一个调整机构(74)进行位置调整,以调整第一和第二活塞(24、26)至少之一的第一和第二终端位置的至少之一。
2.按权利要求1所述的回转活塞式发动机,其中,借助于调整机构(74)可连续调整第一终端位置和第二终端位置的至少之一。
3.按权利要求1或2所述的回转活塞式发动机,其中,借助于调整机构(74)可调整第一和至少一个第二活塞(24、26)的第一和第二终端位置。
4.按权利要求1所述的回转活塞式发动机,其中,控制凸轮的两个段(62、64)彼此反向环绕一个外壳固定的回转轴(79)可回转地支承在外壳(12)内。
5.按权利要求1所述的回转活塞式发动机,其中,外壳(12)内设置一个第三和一个第四活塞(28、30),它们与第一和第二活塞(24、26)在外壳(12)内可共同环绕旋转轴(32)旋转,并与此同时在第三终端位置和第四终端位置之间进行彼此反向的回转运动,其中,第三和第四活塞确定第二工作室(48);第三和第四终端位置的至少之一可借助于调整机构(74)而调整。
6.按权利要求5所述的回转活塞式发动机,其中,借助于调整机构(74)可连续调整第三终端位置和第四终端位置的至少之一。
7.按权利要求5或6所述的回转活塞式发动机,其中,借助于调整机构(74)可调整第三和至少第四活塞(28、30)的第三和第四终端位置。
8.按权利要求5所述的回转活塞式发动机,其中,第三活塞(30)与第一活塞(24)关于活塞固定的回转轴(36)径向相对,而第三终端位置可同步且同向地向第一终端位置调整。
9.按权利要求8所述的回转活塞式发动机,其中,第四活塞(28)与第二活塞(26)关于活塞固定的回转轴(36)径向相对,而第四终端位置可同步且同向地向第二终端位置调整。
10.按权利要求5所述的回转活塞式发动机,其中,第三活塞(30)和/或第四活塞(28)具有至少一个运行机构(54、56),该机构在第三和/或第四活塞(28、30)旋转时沿第二控制凸轮(60)引导,以产生第三和/或第四活塞(28、30)的回转运动;第二控制凸轮(60)可借助于调整机构(74)进行位置调整,以调整第三和第四活塞(28、30)至少之一的第三和第四终端位置的至少之一。
11.按权利要求10所述的回转活塞式发动机,其中,第二控制凸轮(60)的两个段(66、68)彼此反向地环绕一个外壳固定的回转轴(79)可回转地支承在外壳(12)内。
12.按权利要求5所述的回转活塞式发动机,其中,调整机构(74)具有第一凸轮件(76)和第二凸轮件(78),其中,第一凸轮件(76)和第二凸轮件(78)剪切式地通过交叉而可彼此反向地回转设置并具有第一和第二控制凸轮(58、60)。
13.按权利要求12所述的回转活塞式发动机,其中,共同构成控制凸轮(58、60)之一的第一凸轮件(76)的第一控制凸轮段(80)与第二凸轮件(78)的第二控制凸轮段(86)相对于该第二控制凸轮段可移动连接。
14.按权利要求12或13所述的回转活塞式发动机,其中,共同构成另一个控制凸轮(58、60)的第一凸轮件(76)的第三控制凸轮段(82)与第二凸轮件(78)的第四控制凸轮段(84)相对于该第四控制凸轮段可移动连接。
15.按权利要求13所述的回转活塞式发动机,其中,第一控制凸轮段(80)与第二控制凸轮段(86)和需要时第三控制凸轮段(82)与第四控制凸轮段(84)梳式连接。
16.按权利要求1所述的回转活塞式发动机,其中,调整机构(74)具有至少一个液压、气动和/或电动的传动装置(102)。
17.按权利要求16所述的回转活塞式发动机,其中,至少一个传动装置(102)为液压的;在凸轮件(74、78)靠近外壳(12)的外壳内壁(104)的至少一个面上设置可供给液压液体的容积可变的室(106、108)。
18.按权利要求17所述的回转活塞式发动机,其中,通过提高室(106、108)内的液压压力而缩小活塞(24-30)的最大行程,并通过降低液压压力而扩大活塞(24-30)的最大行程。
19.按权利要求1所述的回转活塞式发动机,其中,至少一个运行机构(50、52、54、56)和至少一个控制凸轮(58、60)这样磁性生效,使至少一个运行机构(50、52、54、56)和至少一个控制凸轮(58、60)之间产生磁引力。
20.按权利要求1所述的回转活塞式发动机,其中,至少一个运行机构(50、52、54、56)和从属的活塞(24、26、28、30)这样磁性生效,使至少一个运行机构(50、52、54、56)和从属的活塞(24、26、28、30)之间产生磁引力。
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