CN101065562B - 改进的尤其是用于内燃机的、将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统 - Google Patents

改进的尤其是用于内燃机的、将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改进的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，尤其是用于内燃机的，所述系统包括转子构件和定子构件，所述转子构件和定子构件中的一个具有封闭的螺旋轮廓，所述螺旋轮廓具有至少270°的连续曲线部分和连接所述连续曲线部分端部的斜坡部分。

Description

改进的尤其是用于内燃机的、将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统
技术领域
本发明涉及改进的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，尤其是用于内燃机内的。
更具体地说，本发明涉及一种上述类型系统，其允许获得上述运动转换，对二冲程发动机和四冲程发动机优化内燃机的所有阶段或冲程。
背景技术
显然，建议的技术方案也可用于需要运动转换的其它类型的结构。
根据本发明的设置是根据在阿基米德极线螺旋的假想点提供运动的原理，其在受到外力压迫时，沿作用在其上的力的方向相反的方向移动。假设到螺旋中心的所述臂连接该点；外力的施加中断之前一直得到连续曲线运动。
根据上述原理实现的根据本发明的系统，能够根据不同的构造模式实现相对于螺旋从外部作用的力方向、或相对于螺旋从内部作用的力方向。
发明内容
因此本发明的具体目标是用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的改进系统，尤其是用于内燃机中的，所述系统包括转子构件和定子构件，所述转子构件和定子构件之一具有封闭的螺旋轮廓，所述螺旋轮廓具有至少270°的连续曲线部分，以及连接所述连续曲线部分端部的斜坡部分。
较佳地，根据本发明，所述连续曲线部分延伸约300°，较佳地对于四冲程发动机约340°-345°而对于两冲程发动机约350°-355°。
通常根据本发明，所述轮廓可在转子构件的外表面上和/或内表面上实现。
还是根据本发明，所述轮廓还设置在转子的上表面和/或下表面上。
根据本发明，耦合在活塞杆端部的滑动和滚动装置可以最低可能的摩擦运行，所述活塞在汽缸内运行。
较佳地，根据本发明，多个滑动或滚动装置-活塞-汽缸组件可作用在所述转子构件上。
此外，根据本发明，可提供多个彼此平行的转子。
还根据本发明，所述转子可设置在汽缸支承块内，即汽缸支承块外。
通常根据本发明，所述滑动或滚动装置-活塞-汽缸组件可设置在内侧或外侧。
根据本发明提出的技术方案可得到以下优点：
·除了为单个螺旋形转子盘提供多个汽缸之外，它们中仅一个，对于减小的转子旋转角是在压缩冲程，而所有其它都在膨胀冲程(有效)；
·在单个有效冲程(燃烧/膨胀)期间，活塞“推动”转子进行几乎完全旋转，即360°减20°的完全旋转；于是节省了燃油。在常规内燃机中，有效冲程中的活塞用有用的发动能量仅使输出轴旋转半圈，而输出能量旋转的另一半用于朝向上死点(TDE)的活塞冲程，即用于压缩阶段；
·压缩阶段沿着包含在从旋转中心的最小距离射线和从旋转中心的最大距离射线之间的角以及包括连接两射线的上升角而发生，并占据圆周的约10°至15°之间的角，仅作为斜坡(稍不陡的斜坡)的倾斜角促进活塞朝向T.D.E.的冲程，并因此以更低的汽缸和活塞杆阻力更容易地压缩，并同时延长仅压缩阶段，占据两射线间的更大角，且反之亦然；
·调节汽缸相对于转子的倾斜度，能够得到根据运行发动机需要的具体特征的活塞的可调节冲程；
·能够实现采用量的显著降低。
附图说明
现将根据其优选实施例以示例方式但非限制目的地描述本发明，尤其参照附图，其中：
图1示意地示出了根据本发明发动机第一实施例的剖视图；
图2示意地示出了根据本发明发动机第二实施例的剖视图；
图3示意地示出了根据本发明发动机第三实施例的剖视图；
图4示意地示出了根据本发明发动机第四实施例的剖视图；
图5示意地示出了根据本发明发动机第五实施例的剖视图；
图6是具有根据本发明系统的四冲程发动机的示意平面图；以及
图7示出了根据本发明转子的轮廓，具有沿三个表面的轮廓，分别在外部侧表面上、在内部侧表面上和在上部表面上。
具体实施方式
首先，必需注意根据本发明的系统提供螺旋轮廓，较佳的是阿基米德螺旋轮廓，使得一部分轮廓可根据具体需要变化，但在任何情况下不小于270°，用于发动机的膨胀阶段，而轮廓的很有限部分，甚至只有2°，用于发动机循环的其它阶段。与原理一致，对于二冲程发动机是约6-10°且对于四冲程发动机是约12-20°。
首先观察附图的图1和2，示出了根据本发明发动机的实施例，设有具有螺旋形曲线的内部转子盘1，置于汽缸支承块2的内部。
所述汽缸支承块2具有内部圆形，且其关于转子盘1的旋转轴线同心。
盘1和块体2之间得到的弧形空间是活塞4的膨胀空间。
具有活塞4、杆6和轮7的每个汽缸5以相对于转子1的曲线形状适宜的倾角安装，且方式是相应轮7总是与盘1接触。
检查转子盘1的成形轮廓，螺旋形曲线的上升斜坡8、或压缩斜坡，是活塞4的压缩沿其发生的转子曲线1的那部分，且在斜坡8的开端提供有下死点(B.D.C.)。
图1中所示的实施例提供四个汽缸5-活塞4，而图2的实施例提供六组。
现来观察附图的图3和4，示出了根据本发明发动机的两个另外实施例，设有外部转子盘11，所述转子盘具有外部圆柱形形状和内部螺旋形曲线。在该情况下，汽缸支承块12同中心地插入转子11内。
尽管图3和4中所示实施例的所有其它特征与图1和2中实施例的相同，但是在需要具有转子11面向外部结构的情况下，诸如用于电动发动机、发电机等时，使用块体12外转子盘11的技术方案。
图1-4中示出的技术方案中的每个都是多汽缸型。
汽缸5(15)的分布必需无论如何相对于转子1(11)对称。汽缸5(15)的数量仅取决于盘1(11)的尺寸，使得能够实现大的辐射盘1(11)，具有几个汽缸5(15)将作用在其上的更长的臂。
必须注意盘1(11)半径对汽缸5(15)-活塞4(14)组的尺寸没有影响，因为两部件不是连接到固定点，这样汽缸5(15)-活塞4(14)组能够以减小的质量和尺寸实现，而不是作用在长的旋转臂上，这样以大的能量产生大的动量，需要较少的燃油量。
现在来观察附图的图5，其示出了根据本发明发动机的实施例，设置了多个彼此组合的转子盘51和汽缸55。
如附图5指出的那样，能够沿单一轴线58安装不同组的组合，这样形成大功率发动机，具有减小的质量和尺寸以及减小的油耗。
图6示出了根据本发明发动机的实施例，实现为四冲程发动机。能够注意转子61的轮廓具有双斜坡68’、68”，用于四冲程循环的吸气和压缩阶段。
最后，从图7可注意到可在转子71的多于一个表面上实现螺旋轮廓，这样获得非常有效并复杂的发动机。
汽缸倾角(参考位置)确保最大螺旋旋转动量的实现。移离轮子(当活塞退出汽缸时)，法向力大大增加，实现了活塞外位置的最大值。增加汽缸的倾斜，降低了活塞抽出过程中法向力值的快速增加，并这样也降低了活塞临界部分的扭矩。
实际上，有必要增加汽缸的倾斜，达到活塞临界部分的扭矩值，确保活塞的所希望持续时间和曲线机构的“不受干扰”运行。
活塞冲程值，以及反作用力、法向力和它们的动量的值由能够列举值变化表和图给出。相对于活塞的运动方向相反方向的螺旋旋转由法向力的位置表示，其对于活塞运动的整个过程，产生围绕螺旋形盘轴线的扭矩。
在本研究中仅考虑汽缸-活塞系统中的阻力。不考虑机构的其它阻力，因为它们并不重要。在选择了汽缸的适宜倾斜之后分析结果时，有必要与从最小到最大射线的通道区域相应考虑盘的螺旋曲线的最优化，以防止运行过程中的振动，因此增加了机构的更长寿命。
已经参照其优选实施例对本发明进行了说明性而非限制性的描述，但是应当理解，本技术领域的技术人员可进行修改和/或更改而不偏离所附权利要求书限定的相关范围。

Claims (9)

1.一种改进的用于内燃机的、用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，所述系统包括转子构件和定子构件，所述转子构件和定子构件中的一个具有封闭的螺旋轮廓，所述螺旋轮廓具有至少270°的连续曲线部分和连接所述连续曲线部分端部的斜坡部分，其特征在于，所述连续曲线部分对四冲程发动机延伸340°-345°，或对于二冲程发动机延伸350°-355°。
2.如权利要求1所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，所述螺旋轮廓在所述转子构件上实现。
3.如前述权利要求中任一项所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，所述轮廓在所述转子构件的外表面和/或内表面上实现。
4.如权利要求1所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，所述轮廓设置在所述转子构件的上表面和/或下表面上。
5.如权利要求1所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，所述系统还包括滑动或滚动装置，所述滑动或滚动装置耦合在活塞的活塞杆的端部，所述活塞在汽缸内运行。
6.如权利要求5所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，多个滑动或滚动装置-活塞-汽缸组件作用在所述转子构件上。
7.如权利要求1所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，设置彼此平行的多个转子构件。
8.如权利要求1所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，所述转子构件设置在汽缸支承块内，或设置在汽缸支承块外。
9.如权利要求6所述的用于将直线运动转化成曲线运动或反之亦然的系统，其特征在于，所述滑动或滚动装置-活塞-汽缸组件设置在所述转子构件的内部或外部。
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