CN101649775A - 一种旋转活塞式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机，特别是旋转活塞式发动机，它有一个或两个环形气缸，一个环形气缸内对应有两个旋转体，一个气缸内的两个旋转体上各有多个活塞，这两组活塞在该气缸内相互间隔安装，它们把该气缸分隔成多个可变容积的工作室，发动机的驱动轴采用双偏心机构即驱动轴包括内偏心轴(2)和输出轴(1)，内偏心轴安装在输出轴的偏心孔内，转子(3)安装在内偏心轴的偏心轴颈上，转子的两端通过两个连杆(6和7)、两个推杆(4和5)和一个气缸内的两个旋转体分别可控连接，若转子、内偏心轴及输出轴匀速转动时，两推杆及各旋转体将以周期性波动的转速转动，转子转动一圈时，每个旋转体各转动一圈。

Description

一种旋转活塞式发动机

技术领域：

本专利涉及一种发动机，特别是一种旋转活塞式发动机。

背景技术：

传统的四冲程活塞往复式发动机是依靠燃料在燃烧室内燃烧推动活塞上下或水平往复运动，再通过连杆和曲轴把活塞的直线运动转化为曲轴的旋转。这种发动机的主要缺点是1.结构复杂，体积大、重量大。2.曲柄连杆机构中活塞的往复运动引起的往复惯性力和惯性力矩不能得到完全平衡，这个惯性力大小与转速平方成正比，使发动机运转平顺性下降，限制发展高转速发动机。3.由于四冲程往复式活塞发动机的工作方式为四个冲程中有三个冲程完全依靠飞轮惯性旋转，导致发动机的功率、扭矩输出非常的不均匀，尽管现代发动机采用了多缸和V型排列来减小这个缺点，但是不可能完全消除。

在20世纪50年代，德国工程师汪克尔在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功第一台转子发动机。这种发动机避免了活塞的往复运动，直接通过转子在气缸内的旋转来带动发动机主轴旋转，且主轴每旋转一周发动机点火做功一次。因此它比往复式发动机体积较小、重量较轻、且结构较简单，在扭矩输出上也比较均匀而且可以达到较高的转速。但是由于该发动机的燃烧室不太有利于燃料的燃烧和扩散，因此耗油率高且尾气排放污染物较多，同时该发动机低速时扭矩输出不够理想，压缩比也不高，不适合用作于柴油机，这就严重限制了该转子发动机的推广和运用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种旋转活塞式发动机，它具有体积小，重量轻，结构简单，制造容易，成本低廉，燃油经济性好等诸多优点。

本发明的目的是这样实现的，一种旋转活塞式发动机，它有一个或两个环形气缸，每个气缸上有两个旋转体，每个旋转体上有n个活塞，其中n为偶数，一个气缸上的两个旋转体上的两组活塞在气缸内相互间隔安装，它们把这个气缸分隔成2n个可变容积的工作室，其特征在于：有两个推杆、两个连杆、一个转子、一个输出轴及一个内偏心轴，其中两个推杆、两个连杆、一个输出轴和一个内偏心轴上各有两个铰链点，转子上有三个铰链点，且这三个铰链点在一条直线上，输出轴的一个铰链点安装在固定的缸体上，另一个铰链点和内偏心轴的一个铰链点铰链连接，内偏心轴的另一个铰链点和转子的中间的铰链点铰链连接，转子的两端的两个铰链点分别和一个连杆的一端的一个铰链点铰链连接，这两个连杆的另一端的铰链点分别和一个推杆一端的铰链点铰链连接，这两个推杆的另一端的铰链点中心和输出轴固定在缸体上的那一端的铰链点中心同心，且这两个推杆分别和一个气缸内的一个旋转体刚性连接，气缸内的旋转体和输出轴同心转动。

上述发动机的结构在初始位置时，输出轴及内偏心轴上的铰链点在一条直线上，且这条直线和过转子上的三个铰链点的直线垂直，且转子两端的铰链点到转子中间的铰链点的距离相等，每个连杆上的两个铰链点之间的距离相等，每个推杆上的两个铰链点之间的距离相等，输出轴上的两个铰链点之间的距离和内偏心轴上的两个铰链点之间的距离相等。

上述发动机的输出轴相对于固定缸体的转速、内偏心轴相对于输出轴的转速和转子相对内偏心轴的转速比为1+1/n∶-2∶1，特别是n取2或4或6，这个比例是通过一对齿数比为1∶2内啮合齿轮和一对或两对齿数比为n+1∶2n内啮合齿轮保证的。齿数比为1∶2的那一对内啮合齿轮中内齿圈和转子的中间铰链点同心且它固定在转子上，外齿轮中心即为内偏心轴与输出轴的铰链连接中心且该外齿轮相对于输出轴静止不动；齿数比为n+1∶2n的那一对或两对内啮合齿轮中，外齿轮即在内偏心轴上且它的中心为内偏心轴的与输出轴的铰链连接中心，内齿圈固定在固定的缸体上且它的中心为输出轴与固定缸体的铰链连接中心，如果有两对齿数比为n+1∶2n的内啮合齿轮，那它们将分布在转子的两侧。

内偏心轴上的齿轮的两侧各有一个主轴颈，它们对应安装在两输出轴内的偏心孔内。内偏心轴中间支撑转子的两个偏心轴颈通过双弧状连接块连在一起，该双弧状连接块的内弧内和外弧外提供安装转子内的一对齿数比为1∶2的内啮合齿轮的空间。

输出轴上有两个轴颈，在每个轴颈内有一偏心孔，内偏心轴的主轴颈安装在该孔内，每个输出轴上的这两个轴颈之间通过双弧状连接块连接，该双弧状连接块的内弧内和外弧外提供安装齿数比为n+1∶2n的内啮合齿轮的空间。

为了满足齿数比为1∶2的那一对内啮合齿轮中的外齿轮不相对于输出轴转动可以根据空间装配的实际情况采用以下几种方案之一1、将该外齿轮直接加工在一根固定在输出轴的轴上，且该外齿轮的中心和内偏心轴的自转中心同心；2、采用组合的方式将该外齿轮固定装配在相对于输出轴不运动的轴上且该外齿轮的中心和内偏心轴的自转中心同心；3、将该外齿轮加工在一根曲拐的拐轴上，其中曲拐的主轴和输出轴同心安装，拐轴上的齿轮和拐轴同心且它们和内偏心轴的自转中心同心。

由于上述发动机的每个旋转体上有n个活塞时，让两个旋转体上的活塞相互间隔安装，它们共构成2n个可变容积的工作室。输出轴匀速转动时，两个推杆之间的夹角，将在周向出现n个最大和n个最小值，且最小值和最大值在周向均匀间隔分布，如果让两个推杆分别与一个气缸内的一个旋转体刚性连接，这时两推杆之间的夹角变化就可以表现为气缸内的每个工作室的容积的变化，具体装配时，可以让两推杆之间的夹角和气缸内相邻的n-1个工作室在周向所占的角度相等。这样发动机的每个工作室的容积在周期性的变化的过程中实现了工作的四个冲程即进气、压缩、做功和排气四个冲程。

上述发动机结构，转子每旋转一圈时，带动两旋转体各旋转一周，输出轴旋转n+1转，内偏心轴旋转2n转，发动机上的2n个工作室的每个工作室完成2n个冲程，若发动机为四冲程的话，每个工作室在转子转动一周的过程中将做功n/2次，所有n应取偶数。

上述四冲程发动机共有2n个工作室，在转子旋转一周中每个工作室做功n/2次，这样发动机在转子转动一周的过程中共完成做功n²次，如此高的做功密度，使得该发动机在保证相同功率输出的情况下，体积和重量较往复式发动机大幅降低，这不但为制造发动机节约了大量的材料，而且使发动机更加的小巧，更方便安装。同时该发动机还有下面的几个显著的优点：

1、发动机的转子的转速只有驱动轴转速的1/(n+1)，这样就大大减小了驱动转子转动的齿轮的载荷，提高了发动机的可靠性。

2、发动机没有曲柄连杆机构，且进气口和排气口依靠旋转体本身的运动来打开和关闭；不再需要配气机构，包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等，这就使组成发动机所需要的部件大幅度减少。导致了发动机机构大为简化，零件减少。

3、发动机旋转体上的活塞和圆环形气缸之间不直接接触，而是通过活塞环接触且活塞没有对缸体产生侧向作用力，这就使两者间的磨损大大减轻，从而提高了发动机的可靠性和使用寿命。

4、通过改变该发动机的活塞所占的角度的大小，能根据需要在很大范围内设置发动机的压缩比，这使得该发动机更为通用化。

5、发动机没有了活塞的直线往复运动和一系列高速运动的气门机构，这就大大减轻了发动机的振动和噪音，从而使该发动机运转更平稳、更安静。

6、发动机的燃烧室比较适合于燃料的燃烧且散热面积较小，从而使发动机具有良好的燃油经济性和排放性能。

7、发动机的驱动轴采用双偏心机构，这使得发动机的每个工作室容积比采用单偏心方式时的工作室容积大得多，且发动机气缸内的燃气压力能更好的转化为发动机的扭矩输出，并且这中结构中发动机气缸内的燃气压力通过推杆、连杆转化为对转子两端的作用力，它的大小接近相等，这就可以有效的消减燃气压力对齿数比为1∶2的那一对内啮合齿轮的作用力。

当然上述机构不仅可以用于作为四冲程发动机也可以用作于气泵，油泵等两冲程的机械，这时n值不仅可以取偶数也可以取奇数。

附图说明：

图1A至1I为该发动机的基本结构简图及相应的时序图。

图2A至2I为n＝4时发动机的结构简图及相应的工作时序图。

图3为n＝4时发动机的内偏心轴的三维视图。

图4为n＝4时发动机的推杆的三维视图。

图5为n＝4时发动机的输出轴的三维视图。

图6为n＝4时所对应的发动机的正视图。

图7为图6的A-A线剖面图。

图8为图7的B-B线剖面图。

图9为图7的D-D线剖面图。

图10为n＝2时发动机的曲拐的三维视图。

图11为n＝2时发动机的三维装配视图。

具体实施方式：

如图1所示，画出发动机的结构简图，在初始位置时AB和BC在一条直线上且这条直线和FG垂直，若输出轴1绕C点相对于固定缸体的转速、内偏心轴2绕B点相对于输出轴1的转速、转子3绕A点相对于内偏心轴2的转速比为1∶-2∶1，且输出轴的偏心量即BC长和内偏心轴的偏心量即AB长相等，那么A点将始终在一条水平线段上来回运动，该线段的两端点到C点的长度都为AB+BC长。由于转子相对于固定缸体的转速为零，所以转子上的两端点F和G也和C点运动相似，都是在一条线段上来回运动。连杆6的长度为DF，连杆7的长度为EG，推杆4的长度为DC，推杆5的长度为EC，上述各点都是对应的相连接的杆或轴的铰链点，且AB＝BC、CD＝CE、DF＝EG、FA＝GA。转子水平运动到最右端时角∠DCE最大，运动到最左端时角∠DCE最小，在输出轴1旋转一周的过程中角∠DCE从最大角逐渐减小到最小角再逐渐增大到最大角。

设输出轴1的转速为w₀，将上述所有运动件加上一个相对于固定缸体大小为w₀/n，方向和w₀相同，绕C点的转速，即输出轴转速变为w₀+w₀/n，而其他运动件相对于输出轴的转速不变。这样输出轴绕C点相对于固定缸体的转速、内偏心轴绕B点相对于输出轴的转速、转子绕A点相对于内偏心轴的转速比为(n+1)/n∶-2∶1。由于所有运动件上的点绕C点以w₀/n的速度运动的运动轨迹为以该点到C点的距离为半径，且以C点为圆心的圆。A点原来的运动轨迹为一线段，加入w₀/n的速度后运动轨迹为一个绕C点，周向均匀分布的2n个瓣，每个瓣的顶点对应原来线段的端点。所以A点运动到每个瓣的顶点时对应的角∠DCE最大或最小，则在转子转动一周过程中，∠DCE在周向间隔出现n个最大角和n个最小角，且最大和最小角之和为360/n。

如图2所示(参见图1和图9)，让推杆4和推杆5分别和气缸内的一个旋转体刚性连接，且在每个旋转体上周向各均匀分布有m个活塞，且两组活塞间隔安装，每两个活塞之间形成一个可变容积的工作室，则工作室共有2m个。让两个相邻工作室的容积变化刚好相反，即一个工作室容积最大时另一个工作室容积恰好最小，且这两个工作室对应的夹角之和始终为360/m度。若让∠FAE对应于n-1个工作室，如图2中让∠DCE对应于三个工作室①、②和③，其中∠DCH对应于工作室①、∠HCI对应于工作室②、∠ICE对应于工作室③，由于∠HCI+∠ICE始终为360/m度，因此∠DCE最大时工作室①容积最大，∠DCE最小时工作室①容积最小，那么工作室①将随∠DCE在周向间隔出现n个最大容积和n个最小容积。

如图2所示，工作室②和工作室①相邻，它和工作室①的容积变化恰好相反。设计时，应保证工作室②和工作室①具有相同的工作位置(发动机的点火位置、进排气位置等)。设工作室出现最小角或最大角时对应的角的平分线位置为工作室的最小角位置或最大角位置，则工作室①的最小角位置之一为k度，那么与之相邻的它的最大角在k+360/2n度位置，当工作室①达到最大角且在k+360/2n度位置时，对应的工作室②达到最小角且位置为k+360/2n+360/2m，若360/2n+360/2m的值为360/n的z倍(z为自然数)，就能保证工作室②和工作室①具有相同的工作位置，因此1/2n+1/2m＝z/n即n＝(2z-1)×m，在实际运用中，z只适合于取1即n＝m，上述结构中，转子2每旋转一圈时，带动两旋转体各旋转一周，输出轴旋转n+1转，发动机上的2n个工作室的每个工作室完成2n个冲程，若发动机为四冲程的话，每个工作室在转子转动一周的过程中将做功n/2次，这样n应为偶数。

取n＝4则输出轴相对于固定缸体的转速、内偏心轴相对于输出轴的转速和转子相对内偏心轴的转速比为5∶-8∶4，两推杆之间的夹角∠FAE对应于气缸内相邻的n-1个工作室即3个工作室，介绍发动机的一种机械结构。

由于n＝4所以每个旋转体上各有4个活塞，这8个活塞共形成8个工作室，转子旋转一周带动两旋转体各旋转一周，发动机的每个工作室点火做功2次，且转子旋转一周，输出轴旋转5周

如图2所示，让推杆4和推杆5之间的夹角∠DCE对应于三个工作室①、②和③，其中∠DCH对应于工作室①、∠HCI对应于工作室②、∠ICE对应于工作室③，由于∠HCI+∠ICE始终为90度，因此∠DCE最大时工作室①容积最大，∠DCE最小时工作室①容积最小，那么工作室①将随∠DCE在周向间隔出现4个最大容积和4个最小容积，从图2B→图1I分别顺序表示这8种状态，这样转子转动一圈，每个工作室将完成两个工作循环。

如图3所示(参见图8)，内偏心轴2两侧各有一齿轮2a和2b，齿轮2a两侧各有一轴颈2c和2d，齿轮2b两侧各有一轴颈2e和2f，这四个轴颈用于支撑内偏心轴。中间的两个较大的轴颈2g和2h是用于支撑转子3，这两个轴颈之间是通过双弧状连接块2i连接。内弧内留有安装齿轮20的空间，外弧外留有安装齿圈3c的空间，这两个轴颈分布在齿圈3c的齿的两侧。齿圈3c可以直接在转子3上加工出来，也可以单独安装，转子沿齿轮3c的直径方向分成两半，装配后再将这两半用螺栓或螺钉连接。

如图4所示(参见图7和图8)，推杆3和4的结构为两个同心孔加一个销的结构，它们可以采用组合式或者一体式，采用组合式时推杆4由两半推杆4a和4b及中间的销4c装配而成，左右两半推杆上的转动中心孔4d和4e和输出轴同心安装，采用两半推杆其实就是增加一个虚约束的方式提高机构的受力性能，这时两半推杆上的铰链点的运动轨迹是相同的；采用一体式时上述两个半推杆及中间的销可以直接做成一个零件，连杆上与推杆销配合的孔可以采用剖分式。推杆4的两边分别和每个气缸上的一个旋转体用花键或齿连接，推杆5的两边分别和每个气缸上的另一个旋转体用花键或齿连接，连杆6的一端和推杆4通过铰链连接，铰链中心为销4c的中心轴，它的另一端和转子3的一端的铰链点通过铰链连接，铰链中心为销3a的中心轴。连杆7的一端和推杆5通过铰链连接，铰链中心为销5c的中心轴，它的另一端和转子3的一端通过铰链连接，铰链中心为销3b的中心轴。转子3的两端的两个铰链点绕转子的自转中心周向180度对置。转子运动时转子的两端将通过两连杆及两推杆带动左右两个气缸上的4个旋转体步进运动，以完成发动机的四个冲程。

如图5所示(参见图7和图9)，输出轴1上有两个同心的内偏心孔1d和1f，内偏心轴2上一边的两个主轴颈2c和2d安装在这两个孔内，输出轴1则通过轴颈1a和轴颈1b支撑，这两个轴颈之间也是通过双弧状连接块1c连接。内弧内留有安装内偏心轴上的齿轮2a空间，外弧外留有安装固定齿圈17的空间，齿圈17通过销19或螺钉固定在缸体上，齿轮2a和齿圈17相互啮合且齿数比为5∶8，这就保证了输出轴1相对于固定缸体的转速和内偏心轴2相对于输出轴1的转速比为5∶-8，其中负号代表转动方向相反。输出轴21也采用和输出轴1相同的设计方式，它和输出轴1同心安装，内偏心轴上的另外两个主轴颈2e和2f安装在输出轴21内的两个同心的内偏心孔内，输出轴1和输出轴21内的偏心孔的偏心量相等，内偏心轴上的另一个齿轮2b和固定在缸体13上的齿圈18啮合，它们的齿数比也是5∶8，这个输出轴21及相应的一对内啮合齿轮，其实就是增加的一个虚约束，它可以有效的提高机构的受力性能，输出轴1和输出轴21上的铰链点的运动轨迹是相同的，两输出轴上对应的两对内啮合齿轮所起的作用也是一样的。

如图7所示(参见图9)，发动机的气缸为圆环形，左边气缸是通过固定缸体10、固定缸体11和旋转体8和旋转体9装配而成。两旋转体和输出轴1同心安装，且两旋转体上的活塞在过旋转体的旋转中心轴上的截面为圆形，该截面圆的半径略小于圆环气缸的圆半径，在每个活塞上都安装有活塞环，右边气缸也采用相同的设计方式。

如图7所示(参见图3和图8)，安装在内偏心轴2内部的正六边形杆22上套入内孔为正六边形的齿轮20和四个内孔为正六边形套筒，这四个套筒相当于滑动轴承的轴瓦，它们和内偏心轴的内孔2j一起才组成四个滑动轴承。由于正六边形杆的两端安装在输出轴1和输出轴21内的正六边形孔内，上述的正六边形孔和正六边形杆采用的是紧配合，这就使得正六边形杆22、齿轮20和四个套筒都不相对于输出轴1转动。在正六边形杆22的中间钻有孔，润滑油首先从输出轴1或输出轴21上的孔流入正六边形杆内的孔内，然后将它们分配到各个轴承，当然上述在垂直于中心轴上的截面大小和形状相同的正六边形的孔或杆也可以采用其他非圆形结构，只要能保证齿轮20不相对于输出轴运动且能通过杆22给发动机正常供润滑油即可。

如图7所示，在两旋转体8和9或14和15之间的配合面上可以开出对应的环形槽然后再装入相应的密封环，以提高密封的效果。在各缸体和旋转体的配合面上也可以采用类似的方法提高密封效果。

如图9所示(参见图2)，发动机的工作室最小角位置共有4个，这4个位置中不相邻的两个位置或其附近对应的气缸体上留有火花塞安装位置(发动机为汽油机的情况下)，另外2个位置每个位置的两侧约15度对应的气缸体上留有进气孔和排气孔，发动机气缸体的冷却，既可以采用水冷方式也可以采用风冷方式。

由于该机采用了双偏心运动方式，为了使发动机运转平衡，需要在两输出轴上分别安装一个平衡块，它们能平衡大约24/25的不平衡力，这基本可以满足发动机在各个工况下运转平衡要求。

在功率较小的情况下，上述发动机也可以去除转子一边的一个气缸，发动机只保留一个气缸。

取n＝2则输出轴相对于固定缸体的转速、内偏心轴相对于输出轴的转速和转子相对内偏心轴的转速比为3∶-4∶2，两推杆之间的夹角∠FAE对应于气缸内相邻的n-1个工作室即1个工作室，介绍发动机的一种机械结构。

由于n＝2所以每个旋转体上各有两个活塞，这四个活塞共形成四个工作室，转子旋转一周带动两旋转体各旋转一周，发动机的每个工作室点火做功1次，且转子旋转一周，输出轴旋转3周

如图11所示(参见图10)，由于n＝2，输出轴相对于固定缸体的转速、内偏心轴相对于输出轴的转速和转子相对内偏心轴的转速比为3∶-4∶2，考虑到空间位置及承受力的需要，可以对n＝4所对应的发动机的机械结构做适当的改动，主要改动如下：i、输出轴相对于固定缸体的转速和内偏心轴相对于输出轴的转速比为3∶-4，这个比例所对应的内啮合齿轮具有较好的受力性能，因此可以不采用增加一个虚约束的方式提高机构的受力性能，这时发动机可以只采用一对齿数比为3∶4的内啮合齿轮即可，相应的也就只有一个输出轴1p，并且这个输出轴1p和一个发动机气缸可以分布在转子3p的两边。ii、转子3p的两端铰链点到转子中间的铰链点距离较小，不能再采用把转子的两端的铰链装配位置分布在转子在轴向的中间位置上，可以将这两个铰链点的装配位置分布在靠近气缸的那一边。iii、推杆4p和5p和连杆6p和7p的结构也根据需要做了适当的变动，如推杆或连杆可以采用两个铰链孔的杆的结构且每个铰链孔也可以用同心的两个孔来代替。iv、为了保证发动机的一对齿数比为1∶2的内啮合齿轮中的外齿轮相对于输出轴不运动可以将该齿轮直接加工在一根曲拐23的拐轴上，其中曲拐的主轴23a和输出轴1p同心安装，拐轴23b和内偏心轴自转中心同心，拐轴上的齿轮和拐轴23b同心，当然也可以直接将加工有该齿轮的一根轴固定在输出轴上且它的中心和内偏心轴的自转中心同心。v、由于转子的一边为顺序装配的推杆、气缸体、旋转活塞等部件，因此转子可以直接做成一体式，无需剖分也可以满足装配的需要，转子内的内齿圈可以单独加工后固定在转子上，内偏心轴2p可以采用一体式加工也可以采用组合式。vi、两旋转体上各周向均匀分布有两个活塞，气缸体上有一对进排气口和一个火花塞安装点(发动机为汽油机的情况下)。

上述机械结构不仅可以作为四冲程发动机使用，也可以作为二冲程的泵使用如：油泵，压缩机，真空泵，水泵等，这时n值不仅可以取偶数也可以取奇数。

Claims (11)

1、一种旋转活塞式发动机，它有一个或两个环形气缸，每个气缸上有两个旋转体，每个旋转体上有n个活塞，其中n为偶数，一个气缸上的两个旋转体上的两组活塞在气缸内相互间隔安装，它们把这个气缸分隔成2n个可变容积的工作室，其特征在于：有两个推杆、两个连杆、一个转子、一个输出轴及一个内偏心轴，其中两个推杆、两个连杆、一个输出轴和一个内偏心轴上各有两个铰链点，转子上有三个铰链点，且这三个铰链点在一条直线上，输出轴的一个铰链点安装在固定的缸体上，另一个铰链点和内偏心轴的一个铰链点铰链连接，内偏心轴的另一个铰链点和转子的中间的铰链点铰链连接，转子的两端的两个铰链点分别和一个连杆的一端的一个铰链点铰链连接，这两个连杆的另一端的铰链点分别和一个推杆一端的铰链点铰链连接，这两个推杆的另一端的铰链点中心和输出轴固定在缸体上的那一端的铰链点中心同心，且这两个推杆分别和一个气缸内的一个旋转体刚性连接，气缸内的旋转体和输出轴同心转动。

2、根据权利要求1所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：在初始位置时，输出轴及内偏心轴上的铰链点在一条直线上，且这条直线和过转子上的三个铰链点的直线垂直。

3、根据权利要求2所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：转子两端的铰链点到转子中间的铰链点的距离相等，每个连杆上的两个铰链点之间的距离相等，每个推杆上的两个铰链点之间的距离相等，输出轴上的两个铰链点之间的距离和内偏心轴上的两个铰链点之间的距离相等。

4、根据权利要求2所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：输出轴相对于固定缸体的转速、内偏心轴相对于输出轴的转速和转子相对内偏心轴的转速比为1+1/n∶-2∶1，特别是n取2或4或6，这个比例是通过一对齿数比为1∶2内啮合齿轮和一对或两对齿数比为n+1∶2n内啮合齿轮保证的。

5、根据权利要求4所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：齿数比为1∶2的那一对内啮合齿轮中内齿圈和转子的中间铰链点同心且它固定在转子上，外齿轮中心即为内偏心轴与输出轴的铰链连接中心且该外齿轮相对于输出轴静止不动；齿数比为n+1∶2n的那一对或两对内啮合齿轮中，外齿轮即在内偏心轴上且它的中心为内偏心轴的与输出轴的铰链连接中心，内齿圈固定在固定的缸体上且它的中心为输出轴与固定缸体的铰链连接中心，如果有两对齿数比为n+1∶2n的内啮合齿轮，那它们将分布在转子的两侧。

6、根据权利要求4所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：当每个旋转体上有n个活塞时，发动机共有2n个可变容积的工作室，两个推杆之间的夹角对应于相邻的n-1个工作室即两推杆之间的夹角和气缸内相邻的n-1个工作室在周向所占的角度相等。

7、根据权利要求4所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：两推杆、两连杆、输出轴、内偏心轴或转子都可以采用增加虚约束构件的方式提高其受力性能，即原来一个构件的地方可以用两个构件代替，只是这两个构件的铰链点运动轨迹相同。

8、根据权利要求4所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：两推杆、两连杆这种具有两个较大距离的铰链点且受力较小的杆可以是曲轴、带有两个孔的杆、带有一个销和一个孔的杆、带有一个销和两个同心孔的杆、带有一个孔和两个同心孔的杆或带有两个销的杆；内偏心轴及输出轴这种具有两个较小距离的铰链点且受力较大的构件可以是曲轴、带有偏心轴颈的轴或偏心套。

9、根据权利要求5所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：为了满足齿数比为1∶2的那一对内啮合齿轮中的外齿轮不相对于输出轴转动可以根据空间装配的实际情况采用以下几种方案之一：1、将该外齿轮直接加工在一根固定在输出轴的轴上，且该外齿轮的中心和内偏心轴的自转中心同心；2、采用组合的方式将该外齿轮固定装配在相对于输出轴不运动的轴上且该外齿轮的中心和内偏心轴的自转中心同心；3、将该外齿轮加工在一根曲拐的拐轴上，其中曲拐的主轴和输出轴同心安装，拐轴上的齿轮和拐轴同心且它们和内偏心轴的自转中心同心。

10、根据权利要求5所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：内偏心轴中间支撑转子的两个偏心轴颈通过双弧状连接块连在一起，该双弧状连接块的内弧内和外弧外提供安装转子内的一对齿数比为1∶2的内啮合齿轮的空间

11、根据权利要求5所述的一种旋转活塞式发动机，其特征是：输出轴上有两个轴颈，在每个轴颈内有一偏心孔，内偏心轴上的齿轮的两侧的主轴颈安装在该孔内，每个输出轴上的这两个轴颈之间通过双弧状连接块连接，该双弧状连接块的内弧内和外弧外提供安装齿数比为n+1∶2n的内啮合齿轮的空间。

Images