CN101010498A - 往复－旋转活塞式发动机 - Google Patents

Abstract

描述一种往复/旋转活塞式发动机，包括一壳体，在其中可旋转地安装一转子并且制出许多室，活塞在所述室中往复运动，按照本发明，转子由一旋转活塞(25)构成，其在各侧面之间具有许多工作的表面(2、4、6、…n个工作的表面)，工作表面的数量对应于往复活塞的数目并且与相应的往复活塞的工作的表面构成可交替地连通的腔室，该腔室包括一燃料供应器、一汽化器和一废气排出口。

Description

往复-旋转活塞式发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，其中旋转活塞技术按理想的和新的方式与往复活塞技术相组合。

背景技术

与已知的内燃机相比，本发明允许：

●较大的有效功率；

●降低能量损耗；

●在相同功率时减少需用量；

●采用传统的燃料时减少污染；

●在相同的行程容积和相同种类的燃料时达到较大的功率；

●在应用氢作为燃料时实施更适用的燃烧室；

●较大的转矩；

●在功率相同性的情况下，实施较小的具有允许节省空间的几何形状的发动机壳体；

●简化发动机技术与随之产生的生产成本的降低；

●减少发动机构件的数量；

●减少各个发动机部件的复杂性；

●达到更流畅的和更均匀的运行方式；

●简化发动机构件的冷却；

●运动中的部件的润滑的更有效的构形；

●减少润滑剂的耗用量；

●将整个系统的摩擦降到最小值。

所说明的诸优点在描述的过程中据此更详细地进行描述。

发明内容

为了易于理解本发明，在说明书中采纳和应用汪克尔(Wankel)-旋转活塞发动机和四相的往复活塞发动机的术语和定义。

定义

往复活塞式发动机：

-在已知的往复活塞式内燃机中，活塞具有一种圆柱形外观，上侧面确定燃烧室的运动的侧面。活塞在圆柱形形状(气缸)的空心容积内往复运动。

-在当前的应用中，往复运动的活塞具有矩形的横截面，尽管不是正方形的；顶面具有一种波形的构造并且是燃烧室的可移动的和工作侧面之一；活塞的上侧面的外形在数学上通过揭示精确的几何学和运动学的关系计算出来。这样的“棱柱形的”活塞，类似于传统的活塞，在一同样棱柱形状的空心容积内往复运动。旋转活塞：在汪克尔旋转活塞式发动机中，活塞，也称为转子，包括一具有两个背离的大致三角形的侧面的主体；该三角形的各侧面，亦即由其产生的各侧面具有一稍微凸出的表面。该主体(旋转的或旋转活塞)设置在一偏心轴上，通过旋转活塞本身的旋转使该偏心轴运动。

-在新应用中描述的旋转活塞可以由一圆限定并且具有4、6、8、…N个(N＝偶数)面。相应于这些面的侧面具有一波形的曲线走向，其外形可以根据往复活塞的顶侧面的外形在数学上来确定。在自身的轴线上定心地实现旋转。燃烧(爆炸)室：

-在往复活塞式发动机中，吸气/燃烧室包括一圆柱形形状的空心容积，在空心容积内圆柱形活塞可以沿圆柱轴线的方向往复运动；

-在汪克尔发动机中，转子在一空心容积内运动，该空心容积的下壁和上壁具有一大致八边形的外观；旋转活塞的厚度确定该空心容积的高度。转子侧面通过其偏心的旋转表征燃烧室的新的几何形状。在转子侧面与容器的八边形轮廓之间的空间通过按适当的方式改变相应的容积来交替地接受吸气室、燃烧室和排气室等的任务；

-在当前的应用中，通过在旋转活塞的旋转与棱柱形往复活塞的往复运动之间的几何协同操作构成燃烧室或吸气室。类似于汪克尔/转子发动机，旋转活塞和棱柱形活塞的厚度均符合燃烧室的高度。燃烧室的上侧面和下侧面可以是固定的并固定在室的剩余部分上或交替地以两个圆盘的形式旋转或由齿圈旋转，其固定在旋转活塞上与其一起设置。在这种情况下，引导往复活塞的各侧壁构成系统的唯一的固定部分；

-所说明的解决方案，通过离心力的充分利用，允许将润滑剂导向发动机部件的方向，其最多的必需的，其中同时相对于转子发动机建立了其小的需用量的条件。

不同的发动机部件的几何设置：

发动机的不同的部件的几何设置可以描述如下：

1.旋转活塞：其设置在系统的中心并且绕自身的轴旋转；

2.往复活塞：将被径向围绕旋转活塞(转子)设置；其数目符合转子的各波形侧面的数目(例如图10中的往复活塞)；

3.往复活塞的轴线可以既向又不向系统的中心的方向定向(理论上活塞的顶侧面的外形可以对全部的方向计算出来)。这意味着，往复活塞的轴线的入射相对于转子的圆的切线在入射点上具有小于90°(π/2)的角度。

4.往复活塞的顶侧面向旋转活塞的方向定向；每个单个的往复活塞的每个连杆推动一自身的曲轴(驱动轴)。各曲轴设置在本系统的边缘上。

转子与往复活塞之间的运动学的和几何学的关系：

各曲轴的一转，在一具有四个活塞的系统中，相当于中心的转子的1/4转(在具有六个活塞的系统中相当于1/6转)。在一具有四个活塞的系统中，一往复活塞的运动的室的各侧壁垂直地相对于邻接的活塞的侧壁入射。一般地可以说，具有N个活塞时，各活塞之间的射入角等于2π/N(N＝转子的侧面的数目)。在一具有六个往复活塞的系统中，各活塞之间的射入角因此等于60°(2π/6)，等等。所述的关系必须以“毫米方式”由一齿轮系统来控制。转子与各往复活塞可以几乎不接触或甚至并不接触。

附言(P.S.)：转子3不是凸块，因为燃料的爆炸将其压力不仅施加到转子的波形侧面之一上而且施加到两个邻接的往复活塞的各波形侧面上。

本系统的数学描述：

以下给出的各公式明确地描述几何形状，不仅往复活塞的弧形侧面而且旋转活塞的弧形侧面必须具有该几何形状。关于具有4至“N”个侧面的转子并因此总是4至“N”数目的系统描述各公式。

这些当前的公式是本发明的整体组成部分：它们独立于包括在本发明中的应用也是值得保护的。

a)第一部分描述定心的曲柄连杆机构：该部分属于本发明的已知内容的领域并且作为要研究的目的是：经由连杆一起结合于曲柄连杆机构的活塞在坐标轴上的一固定点，按照曲柄相对于其轴的角度值，是如何变化的。即使涉及一种已知的论证，如以下显而易见的，其应用在当前的描述中也具有独创的部分。

b)第二部分算出外形，活塞不仅关于事先算出的曲柄连杆机构而且关于在一点的位移必须具有该外形，该点在直径“R”的圆上运行，该圆按照与曲柄的运动的确定的关系限定转子的旋转。求得的曲率的方程式以两种形式表达：

1.以阐述的形式，y＝f(x)

2.以参数的形式，其涉及“x”和“y”，以便可以向CAD制图程序发送数据。

c)第三部分算出外形，转子的各侧面必须具有该外形，其中在数学上设想和描述以下因果关系。我们假定：

-转子开始是一简单的直径为“R”的圆盘；

-该圆盘按照一预定的规律旋转，其结合于活塞的运动；

-活塞不仅根据(b)中描述的入射特征而且根据通过(b)中说明的方法算出的外形的特征，按照(a)中算出的规律在圆方向进入；

-由活塞实施的这种工作与在车床中的刀具是可比较的，该车床加工转子而得出，车削操作产生求得的转子侧面的外形。

附言：由以下各函数表示的曲线具有数学本身的近似度/精确度。

在设计实践中，因为几乎不允许触及运动的部件，必须采用公差，其按具体情况通过材料的特性进行改变，这些材料用于制造发动机，但其不包括在说明书中。

a)曲柄连杆机构

确定一具有原点在曲柄的转动中心(图1)的坐标系，并且规定：

r＝曲柄长度(半径)

d＝连杆长度

＝曲柄相对于坐标轴的角度(以弧度表示)

应具有：

l₁＝rcos

l₂＝rsin

活塞在沿轴y的运动中描绘的随变化的位置(图1)这样产生：

$y=-l_1+\sqrt{d^2-l_2^2}$

其中0≤≤π

以及-π≤≤0

并考虑到：

O＝曲柄连杆机构在角度＝0时的原点

＝0  y＝-r+d(最小的位置＝O)

＝π/2 $y=\sqrt{d^2-r^2}$

＝π  y＝r+d(最大的位置＝A)

“A”表示到达点。

因此活塞运动的计算式是：

b)曲柄外形的计算

通过使事先算出的曲柄连杆机构与一点的位移建立关系，得到外形的计算式，该点在圆上运行，该圆外切(umschreiben)发动机的旋转：该关系符合预定的运动关系并且是本发明的目标。

以下表达的各函数允许独立于活塞数目(但该数目必须大于2)，计算活塞/转子系统。对于本发明的运行方式，本系统的意义是，其具有从一最小数目4起的曲柄数目，该数目肯定是偶数。

除上述那些以外，规定其他的术语：

这些是：

ψ＝外切转子的圆；

XY＝坐标系，在其上定心ψ、亦即转子；

R＝圆ψ的半径；

N＝转子侧面的数目＝曲柄连杆机构的数目＝圆ψ的分段数目；

i＝活塞的入射直线，其用在相应的弧段的中心点上；

P₁＝标记直线“i”在圆ψ上的入射点；

P₃＝标记相应的活塞的ψ的第一弧线的终点；

α＝活塞的在点P₁相对于该圆通过该点本身的切线测量的射入角；

L＝一相应的活塞在跨度2π/N的P₂与P₃之间的ψ的弧线；

C＝在P₂与P₃之间画的弧弦线“L”；该弧弦线平行于ψ的通过P₁的切线；

S＝活塞宽度＝活塞外形的计算区域＝两条直线之间的距离，这两条直线平行于入射直线“i”并用在点P₂和P₃上；

s＝相移角：它是活塞的相对于ψ的坐标系XY的轴X测量的入射角；

m＝从转子中心起通过点P₁的直线；

β＝直线“m”与直线“i”之间的夹角：它是第一垂直线与ψ的通过P1的切线的夹角，该角度总是＝π/2-α。

展开

发动机的旋转与曲柄的旋转之间的关系总是必须按照以下原理来理解：

l：l/N(N＝偶数＝2、4、…)，或关于相应的角度＝π(曲柄连杆机构)是：π(ψ)/N

这意味着：

活塞从P₁开始，对于曲柄连杆机构的0≤≤π实现向点P₃方向等于π/N的跨度。实现上述跨度或P₂到P₁，此时曲柄连杆机构-π≤≤0。

为了写出方程式，考虑坐标系xy，其对描述的运动与曲柄连杆机构固定并且相对于ψ与横坐标轴(Y)“i”(图2)成一角度：得到作为两个运动的组合的方程式：

-一点的类似的运动，其在ψ上按上述准则运行π(曲柄连杆机构：π(ψ)/N)；

-一点在曲柄连杆机构的基础上的运动。

方程式描述横坐标

x＝Rsin(/N+β)-Rsinβ  (图5)

方程式，其描述纵坐标：

y＝Rcosβ-Rcos(/N+β)+d-r+l-f()    (图5)

其中，“l”是y与坐标系xy的原点之间的距离(或者，不按数学术语，活塞的长度)而f()是曲柄传动(或活塞运动)的方程式。

求得的各方程式也适用于为负值。

在图6a或6b中说明活塞的宽度S的确定，并且更精确地说，对于具有N＞4的活塞的宽度在图6a中给出，而对于具有N＝4＝π/2的活塞的宽度在图6b中给出。

相对于直线“i”通过P₂的直线与弦线“C”之间的夹角等于β。

连接P₂和P₃的弦线的方程式：

由图解(图6a或6b)外推出下列关系：

f₁＝Rsen(2π/N)

f₂＝Rcos(2π/N)

f₃＝R-Rcos(2π/N)

因此测定出弦长为：

$C=\sqrt{{(R-R\cos (2\mathrm{\π}/N))}^2+{\left(R\sin (2\mathrm{\π}/N)\right)}^2}$

活塞的宽度“S”表达为：

S＝C cosβ

旋转活塞的一侧面的外形的计算：

关于旋转活塞的曲线的计算原理与往复活塞的曲线的计算相比是更为复杂的。

如上所述，假定，往复活塞从其运动的一确定的点开始处于这种情况，即其自身的曲线开始形成旋转活塞的形状。考虑到这种事实，旋转活塞的外形的计算作为一个问题可以表达为一“最小值”。如果遵循该计算假设，则导致一不可表达的方程式。

为了确定坐标而选定的用以控制数字控制的机械的方法，现在是这样的方法，即通过三角学的表达方式描述全部的通路，这些通路是以几何学的表达方式在制图的过程中进行的。

对于计算所需的数学的组成部分如下：

a)反向的曲柄传动＝f(ε)。在曲柄传动期间，在角度的改变过程中算出连杆的末端的位移，反向的曲柄传动提供连杆末端随着角度π-＝ε的改变的位移。

b)距离“e”：在角度的继续进行过程中算出转子的坐标系“XY”的原点与往复活塞的曲线的不同的点之间的距离，沿往复活塞的运动方向以一等于所述“反向的曲柄传动”f(ε)的距离移动。XY的原点与活塞的每个点之间的部段称为“E”。

c)通过应用一等于π/N的旋转来算出长度“e”的部段“E”的最外点的新的坐标。为了实现这一点，必需的是，算出直线“E”与通过平行于直线“i”的坐标系的原点的直线之间的角度η。

附言：为此，将另一坐标系、称为X′Y′定心在坐标系XY上，该另一坐标系相对于坐标系XY转过一等于“s”的角度。

a)从曲柄传动f()出发，考虑到角度ε＝π-(见图7)，算出反向的曲柄传动。

记住：

以类似的方式得出：

b)以在XY中的原点确定部段“E”的最外点的坐标并且计算直线“E”的长度“e”。

点“E”的坐标为(见图8)：

X′＝Rcosβ-(f()+f(ε))

Y′＝Rsin(/N+β)

直线“E”的长度“e”因此为：

c)转子曲线的计算

第一通路规定“E”与X′之间的角度η的计算。

已得出e sinη＝R sin(/N+β)  (图8)

该角度可以表达如下：

(图8)

如果将一等于/N的旋转用在长度“e”的部段“E”上，则得出转子部件的各点对应于所考虑活塞的坐标，相对于坐标系X′Y′为：

X′＝e cos(η+/N)  (图8)

Y′＝e sin(η+π/N-(π/N-/N)    (图8)

转子部件的曲线由需要按照曲线部分在这里适用以下条件：

e＜R

总之，转子的方程式由需要确定如下：

X′＝e cos(η+/N)

Y′＝e sin(η+/N)

排除了对于e＞R的曲线部分的各点。

在阐述的形式中曲线具有方程式

Y′＝X′tg(η+/N)

其有叠加的控制的流体机械(2冲程系统)的功能图：

a)两相：类似于传统的2冲程发动机，在该系统中也将循环分为2冲程发动机的各通用的相。

1.2、1.1  通过用于空气燃料混合物的吸入口吸气，但没有润滑油的混合，也不通过供给(来自曲轴壳体)压密或压缩(以封闭的口来缩小容积)的混合物。

2.1点火与爆炸(通过随着能量产生的爆炸扩大容积)

2.2通过排气口由于排气加速排空，该加速由排气歧管促成。当然利用这样的系统能够通过进气口只允许流入新鲜空气，并且可能的燃料通过向燃烧室的直接喷射进行混合。该解决方案在传统的2冲程发动机中是已知的并且可转入我们的系统中。

当然利用这样的系统有可能通过进气口只允许流入新鲜空气，并且不同的燃料通过向燃烧室的直接喷射进行混合。该解决方案在传统的2冲程发动机中是已知的并且可转入我们的系统中。

点火：为了区别于4冲程系统，在该流体机械中，在往复活塞的运动室的侧面的每个入射点安装一相应的火花塞：在4活塞系统中因此四个火花塞是必需的(火花塞数目＝旋转活塞侧面的数目)。

附言：只要采用燃料火花塞就是必需的，因为必须将其点燃；柴油机不适用于该解决方案，因为几乎不能达到所必需的压缩。当然利用流体机械构思的方案可以力求达到，其可以利用燃料的自动点火的优点：利用气体燃料有可能达到很小的发射。

可以采用传统的喷嘴或火花塞。

点火的时间顺序：

在具有往复活塞的内燃机中，在活塞的两相循环、因此唯一的点火的过程中，曲轴实现一转。在传统的变型活塞式发动机中，对于具有一活塞的一点火的2冲程循环，偏心轴或曲轴的一转是必需的。

在转子发动机中，在转子的每个整转时偏心轮实现三个整转。在转子的每个整转期间，随着以三次点火实现三个完全的四相的循环。因此三次点火实现偏心轴的三转。

在本发明中，利用作为具有2冲程工作相的流体机械的方案，各火花塞同时工作：在这里四个火花塞随着四个活塞同时工作。在转子的一整转期间各火花塞工作四次：对每个整转总共4个火花塞×4＝16次点火。

本发明的发动机部件，可与转子发动机相比较，将点火与驱动轴的旋转之间的比例改善为1∶1(驱动轴的每转的1次点火/爆炸)到16∶1(发动机轴/转子的每转的8次点火/爆炸)：大大提高发动机的效率。

在本发明中直接实现能量的传输，因为发动机轴固定在转子上；在转子发动机中经由转子与偏心轴之间的摩擦实现能量传输。在本发明中往复活塞的曲轴的每转结合于一次点火；全部四个存在于发动机(当具有四个活塞时)的火花塞的工作允许同时推动系统的全部四个活塞并且均匀地对其加载。

本发明的部件，其可与传统的活塞式发动机相比，允许差不多使其效率加倍。

在本发明中实现的上述两种系统(旋转活塞和往复活塞)的组合允许整个的驱动系统的更合理的和更均匀的运行方式。

4冲程系统的功能图：

a.四相：类似于传统的发动机，在该系统中循环也分为以下四相：

1.吸气(随着混合物进气阀的打开，容积膨胀)

2.压缩(随着阀的关闭，容积缩小)

3.点火与爆炸(随着运动能量产生，容积爆炸)

4.排空(随着排气阀的打开，容积缩小)。

阀系统装入转子中；经由总管道系统实现吸气和废气排出，该系统在转子中制出(铣出)。

b.喷射：如果不想选择具有直接喷射的系统，这对本发明来说是最适用的解决方案。在与转子成轴向设置的进气通道内可以安装一适当构成的喷油嘴。

c.点火：在往复活塞的运动室的侧面的入射点，为每对活塞安装一个火花塞32：在一具有四个活塞的系统中需要两个火花塞(火花塞的数目＝转子侧面数目/2)。

附言：在燃料的情况下火花塞是必需的，其需要通过火花传导的点火；在该情况下可以采用喷油嘴，类似于已知的共轨喷油嘴的情况，其占据火花塞的位置。

通过略微适配就可采用传统的火花塞或工业喷油嘴。在这种情况下减少压缩。否则对这种发动机必须开发构件，例如喷油嘴或火花塞。

点火的时间顺序：

在具有往复活塞的内燃机中，在一活塞的四相循环、因此在一唯一的点火中，曲柄实现两转。

在转子发动机中，在转子的每个整转时偏心轴实现三个整转。在转子的每个整转期间，以三次点火实现三个完全的四相循环。因此三次点火实现偏心轴的三转。

在本发明中各火花塞同时工作：在这里两个火花塞随着四个活塞同时工作。在转子的一整转期间各火花塞工作四次：对每个整转总共2个火花塞×4＝8次点火。

本发明的发动机部件，可与转子发动机相比较，点火与驱动轴的旋转之间的比例改善为1∶1(驱动轴的每转，1次点火/爆炸)到8∶1(发动轴/转子的每转，8次点火/爆炸)：大大提高并至少四倍增加发动机的效率。

在本发明中直接实现能量的传输，因为发动机轴固定在转子上，在转子发动机中经由转子与偏心轴之间的摩擦实现能量传输。在本发明中往复活塞的曲轴的每转结合于一次点火，两个存在于发动机(当具有四个活塞时)的火花塞的工作允许同时推动系统的全部4个活塞。

本发明的部件，其可与传统的活塞式发动机相比，允许差不多使其效率加倍。虽然在本发明中提供四相的循环，但运动学和热力学的性能可与两相发动机的性能相比较。

在本发明中实现的所述两种系统(旋转活塞和往复活塞)的组合允许整个的驱动系统的更合理的或更均匀的运行方式。

最后的考察

在本说明书中概括地描述往复-旋转活塞式发动机的技术原理。特别是描述一种新的发动机运动机构的发明，相对于传统的发动机实现更高的效率，并且其特征在于各个组成系统的部件的结构上的简化。

附图说明

由诸权利要求和一优选的附图中所示的实施例的以下描述得出本发明的发动机的其他特征和细节。其中：

图9作为四冲程发动机的第一实施形式在一包含本发明的发动机的旋转轴线的平面内的横剖面图；

图10如图9的本发明的发动机的横剖面图；

图11本发明的发动机的示意图，包括部分地省略的旋转活塞上的细节；

图12如图11的视图，但没有下面的齿圈；

图13如图11和12的视图，但只包括各阀体；

图13a阀体的示意图和活塞的各侧面的套筒；

图14如图11至13的视图，但在发动机的燃烧室之外；以及

图15往复活塞的示意图；

图16本发明的往复/旋转活塞式发动机的作为二冲程发动机的第二实施形式的俯视图；和

图17沿图16中剖面线XVI-XVI截取的各横剖面图，分别处于位置17a、17b、17c和17d，其中缩小地示出位置b)、c)和d)的横剖面图。

具体实施方式

图9中以标记1标出本发明的往复/旋转活塞式发动机的总体。它包括一壳体2和一转子3，转子3经由轴承4和5支承于壳体2内。在该情况下各轴承由圆锥滚子轴承构成。

在主体2中构成室6、7、8和9(图10)，其分别具有一镀层10，每个室以其主轴线垂直于邻接的室设置，并且彼此对置的各室具有相互平行位错的轴线。

在室6、7、8和9中分别运行一活塞11、12、13和14。每个活塞铰接于一个连杆15，该连杆本身又分别铰接于一个曲轴16。各曲轴16分别在室6、7、8和9之外的轴承17和18中可旋转地安装在壳体2的一个环内，它以其支承轴承17和18的伸出部分19和20示意地示出。壳体2在外面由各一个盖21和22封闭，其容纳润滑剂并由此起油槽的作用。

每个室6、7、8和9在侧面垂直于转子3的旋转轴线由各一个齿圈23和24封闭。在两个齿圈23与24之间构成一个相对于其固定的旋转活塞25。各一个齿轮26和27与每个齿圈23和24相啮合。齿轮26和27套装在各曲轴16上。每个曲轴16向外延伸，同时在主体2之外构成一输出端28。

每个往复活塞11、12、13和14具有一个工作的表面29，其与旋转活塞的一工作的表面30构成一腔室31，工作的表面29和30在侧面具有一种明确规定的外形，并且按上述参照图1至8计算出来。在两个邻接的室之间构成的每个顶肩(Scheitel)上，各一个火花塞32和33可在各工作表面之间构成的空腔内点火。

旋转活塞25在内部具有一空腔34，其与一通过一轴向装入盖21中的套筒36支承的喷油嘴35和与一叶轮37相连通，叶轮起涡轮的作用，如以下说明的那样。

按适当的方式壳体2在室6、7、8和9之外具有许多筋片38，并且在所述室的各固定壁之间具有用于水冷却的腔室39。如图11中较清楚地示出的，旋转活塞25具有四个顶肩40、41、42和43，在它们之间分别构成一工作的表面29。空腔34一方面经由一通道44与叶轮37连通，用于沿箭头45的方向供给空气，并且经由一开口46与腔室31连通。每个开口46可经由一阀体47打开和关闭，该阀体在其各轴向端部设有各一个销48(图9)，其分别横穿齿圈23和24，以便嵌入各一个滑槽导轨49中，滑槽导轨49在齿圈23方面在套筒36的底面中制出而在齿圈24方面在一未再示出的套筒的底面中制出。

如图13中较清楚地示出的，在每个工作表面中设有一排气口50，其经由一通道51与一设置叶轮37按箭头52的出口连通。排气口50可借助于一滑阀53打开和关闭，滑阀53设有带盖55的弓形板54。盖55和一相应的未示出的在滑阀的另一端上的元件在相应的导轨56内滑动，各导轨56在套筒36和未示出的那个套筒与盖21或22之间构成在环形的凸块(Nocken)57上，以使弓形板处于一用于排出废气的通过位置。

如图11和14中所示，在每个齿圈中沿齿圈本身的一径向范围设有许多通口58和许多凹槽59，以便由此向各往复活塞供应润滑剂，并且在上面的区域内，腔室31在凹槽59用于储油的期间用于润滑。

在齿圈的外表面上还设有转向器60，它们在下面沿发动机的旋转方向倾斜，而确保合适的通风并因此确保腔室(23和24)的上面和下面的冷却。

在齿圈23和24之外，在壳体的一容纳空间62中，可以例如容纳一已知型式和未示出的交流发电机，其通过一齿轮与相应的齿圈23或24相啮合。

图16和17中示出本发明的往复/旋转活塞式发动机100，作为2冲程发动机。

原理类似于传统的2冲程发动机。因此在该系统中，2冲程发动机的两个通用的2相也是可能的：通过用于空气燃料混合物的吸入口101实现吸气，但无润滑油的混合，也不通过供给来自曲轴壳体的混合物。

利用封闭口实现压缩(容积缩小)。

在这方面经由火花塞102点火与爆炸(随着能量产生容积膨胀)。

通过排气口103由于废气加速实现排气，该加速由排气歧管促成。

当然利用这样的系统有可能通过进气口只允许流入新鲜空气，并且可能的燃料通过向燃烧室的直接喷射进行混合。该解决方案在传统的2冲程发动机中是已知的并且可转入本系统中。

点火：不同于4冲程系统，在该流体机械中，在往复活塞的各侧壁104之间的尖端安装相应的火花塞102：在4活塞系统中，因此四个火花塞102是必需的(火花塞数目＝旋转活塞侧面的数目)。

只要采用燃料火花塞就是必需的，因为必须进行点火；柴油机不适用于该解决方案，因为几乎不能达到所需的压缩。当然利用流体机械构思的方案可以力求达到，其可以利用燃料的自动点火的优点：利用气体燃料可能达到很小的发散。

可以采用传统的喷嘴或火花塞。

虽然描述了一种往复/旋转活塞式发动机作为内燃机。但容易理解，本发明的往复/旋转活塞式发动机可以作为任何的流体机械进行应用。

Claims (16)

1.往复/旋转活塞式发动机，包括一壳体，在其中可旋转地安装一转子并且制出许多室，活塞在所述室中往复运动；其特征在于，转子由一旋转活塞(25)构成，该旋转活塞在其各顶肩之间具有许多工作的表面(2、4、6、...n个工作的表面)，所述表面的数量对应于往复活塞的数目并且与往复活塞的相应的工作表面构成可交替地连通的腔室，该腔室包括一燃料供应器、一汽化器和一废气排出口。

2.按照权利要求1所述的发动机，其特征在于，旋转活塞和往复活塞的工作的表面的外形由以下各方程式明确地确定：

xy＝坐标系，原点在曲柄的转动中心(曲轴(16)的旋转轴线)

r＝曲柄长度(16的旋转轴线与相应的曲柄之间的半径)

d＝连杆长度(15)

＝曲柄相对坐标轴的角度(以弧度表达)

ψ＝外切转子(3)的圆；

XY＝坐标系，在其上定心ψ，亦即转子；

R＝圆ψ的半径；

N＝转子侧面的数目＝曲柄连杆机构的数目＝圆ψ的分段数目；

i＝活塞的入射直线，它用在相应的弧段的中心点上；

P₁＝标记直线“i”在圆ψ上的入射点；

P₃＝标记相应的活塞的ψ的第一弧段的终点；

α＝活塞的在点P₁相对于该圆通过该点本身的切线测量的射入角；

L＝一相应的活塞在跨度2π/N的P₂与P₃之间的ψ的弧线；

C＝在P₂与P₃之间画的弧弦线“L”，该弧弦线平行于ψ的通过P₁的切线；

S＝活塞宽度＝活塞外形的计算区域＝两条直线之间的距离，这两条直线平行于入射直线“i”并且用在点P₂和P₃上；

s＝相移角：它是活塞的相对于ψ的坐标系XY的轴X测量的射入角；

m＝从转子中心通过点P₁的直线；

β＝直线“m”与直线“i”之间的夹角：它是第一垂直线与ψ的通过P1的切线的夹角，该角度总是＝π/2-α；

X′Y′＝另一坐标系，定心在坐标系XY上，但相对于其转过等于“s”的角度；

其中，往复活塞的工作侧面的外形为下列参数形式

x＝R(sen(/N+β)-senβ)

3.按照权利要求1和2所述的发动机，其特征在于，在壳体(2)中构成四个室(6、7、8和9)，其中每个室以其主轴线垂直于邻接的室设置，并且彼此对置的室具有彼此平行位错的轴线，其中内室(6、7、8和9)中分别运行一活塞(11、12、13和14)，每个活塞铰接于一连杆(15)，该连杆又分别铰接在一曲轴(16)上，各曲轴(16)在室(6、7、8和9)之外的轴承(17和18)中可旋转地安装在壳体(2)的一个环内。

4.按照权利要求3所述的发动机，其特征在于，壳体(2)在外面分别由一个盖(21、22)封闭，该盖容纳润滑剂，在此该盖由此用作油槽。

5.按照权利要求1和2所述的发动机，其特征在于，每个室(6、7、8和9)在侧面垂直于转子(3)的旋转轴线由各一个齿圈(23、24)封闭，在各齿圈(23或24)之间构成在其上固定的旋转活塞(25)，其中，各个齿轮(26和27)与每个齿圈(23和24)相啮合，齿轮(26和27)套装在各曲轴(16)上并且设有输出端(28)。

6.按照权利要求1和2所述的发动机，其特征在于，每个往复活塞(11、12、13和14)具有一工作的表面(29)，该表面与旋转活塞(25)的工作表面(30)构成腔室(31)。

7.按照权利要求1和2所述的发动机，其特征在于，旋转活塞(25)在内部具有一空腔(34)，用于与一喷油嘴(35)连通。

8.按照权利要求7所述的发动机，其特征在于，空腔(34)一边经由一通道(44)与一吸气装置(37)并且经由一开口(46)与腔室(31)连通，其中每个开口(46)可经由一阀体(47)打开和关闭，其中设有一排气口(50)，用于经由一通道(51)与一出口连通，排气口(50)可借助于一滑阀打开和关闭。

9.按照权利要求8所述的发动机，其特征在于，阀体(47)在其各轴向端部各设有一销(48)，其分别横穿齿圈(23和24)，以便嵌入各一个滑槽导轨(49)中，该滑槽导轨(49)在齿圈(23)方面在一套筒(36)的底面中制出而在齿圈(24)方面在另一套筒的底面中制出。

10.按照上述权利要求所述的发动机，其特征在于，在两个邻接的室之间的每个顶肩上，在两个工作表面之间构成的腔室内分别安装一火花塞并且可交替地用于喷油嘴(35)、用于直接喷射的喷油嘴(32和33)。

11.按照权利要求10所述的发动机，其特征在于，通过使按直接喷射类型的喷油嘴位于一类似于火花塞位置的位置，制出另一输出端，它经由一轴直接安装在转子上，该轴与转子成轴向地定心，该转子横穿套筒(36)而不是喷油嘴(35)。

12.按照上述权利要求所述的发动机，其特征在于，壳体(2)在室(6、7、8和9)之外具有筋片(38)并且在所述室的各固定端之间具有用于水冷的腔室(39)。

13.按照上述权利要求所述的发动机，其特征在于，在每个齿圈中沿齿圈本身的一径向范围设有许多通口(58)和许多凹槽(59)，以便给往复活塞供应润滑剂。

14.按照上述权利要求所述的发动机，其特征在于，在一个在齿圈(23和24)之外邻接于主壳体的位置设置一主体(62)，在该主体中容纳已知型式的电力发电机，它通过一齿轮与齿圈(24)相啮合。

15.按照上述权利要求所述的发动机，其特征在于，在一个在齿圈(23、24)之外邻接于主壳体的位置设置壳体(63)，在该壳体中容纳已知型式的油泵，它通过一齿轮与齿圈(23)相啮合。

16.按照权利要求1至6所述的发动机，其特征在于，在往复活塞的各侧壁(104)之间的角的每个角顶上安装相应的火花塞(102)：在四活塞系统中，亦即四个火花塞(102)是必需的(火花塞数目＝旋转活塞侧面的数目)，其中在各侧壁(104)中分别沿旋转活塞的旋转方向按已知的方式和方法对置地设置进气口(101)和/或排气口(103)。

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