CN104246129A - Idar-ace反向移位非对称旋转式替代核心发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机或泵，所述发动机或泵包括限定中心轴线A的可旋转轴，所述轴具有第一端部和第二端部。所述轴可以具有布置在其上的第一长形孤立体。所述第一孤立体可以具有主体，所述主体具有大体上限定于间隔开的前表面和后表面之间的容积。所述前表面和所述后表面可以位于平行于径向轴线R的平面中。所述前表面和所述后表面的周边可以限定其间的弯曲周边表面。所述发动机或泵还可以包括邻近所述第一孤立体的所述前表面布置的前侧板，以及邻近所述第一孤立体的所述后表面布置的后侧板。所述发动机或泵也包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第一轮廓体组件。

Description

IDAR-ACE反向移位非对称旋转式替代核心发动机
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2012年9月6日提交的、序列号为61/697,481的美国临时专利申请和2012年3月14日提交的、序列号为61/610,781的美国临时专利申请的优先权。前述专利申请的每一个为了任何目的通过引用完整地被合并于本文中。
背景技术
其公开内容通过引用完整地合并于本文中的、名称为“连续扭矩反向移位非对称旋转式发动机(Continuous Torque Inverse DisplacementAsymmetric Rotary Engine)”的美国专利第6,758,188号公开了一种反向移位非对称旋转式(IDAR)发动机。该发动机包括内室壁、外室壁和可移动轮廓体。也通过引用完整地合并于本文中的、2010年3月25日提交的、序列号为12/732,160的美国专利申请提出美国专利第6,758,188号的实施例的改进实施例。本公开提供这些实施例的显著改进，如本文中所述。
发明内容
公开实施例改善普通的往复活塞式发动机和旋转式发动机。这样的普通发动机的改善至少包括：
更高的功率密度；
允许高阿特金森比率(Atkinson Ratio)循环的灵活工作容积；
允许低磨损材料的实际使用的二维设计；
每个转数多达两次、三次或更多次的做功冲程；
增加的机械传递效率；
减小的发动机箱体振动；以及
减小的部件数量。
公开实施例描述一种机器，所述机器用于燃烧燃料-空气混合物，由此将化学能转换成旋转动能。公开实施例的重要特征是通过非圆形、对称或非对称旋转式圆柱体或“孤立体”、往复式凹形部件或“轮廓体”以及前和后侧板的相互作用的工作容积的形式。
因此，在一个实施例中，本公开提供一种发动机或泵，所述发动机或泵包括限定中心轴线A的可旋转轴，所述轴具有第一端部和第二端部。所述轴可以具有布置在其上的第一长形孤立体。所述第一孤立体可以具有主体，所述主体具有大体上限定于沿着所述可旋转轴间隔开的前表面和后表面之间的容积。所述前表面和所述后表面可以位于平行于径向轴线R的平面中。所述前表面和所述后表面可以具有圆整的、非圆形的形状。所述前表面和所述后表面的周边可以限定其间的弯曲周边表面。所述发动机或泵还可以包括邻近所述第一孤立体的所述前表面布置的前侧板，以及邻近所述第一孤立体的所述后表面布置的后侧板。所述发动机或泵还可以包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第一轮廓体组件。所述第一轮廓体组件由通过凹形面向内表面连接的一对相对面向外弓形前表面和后表面限定。所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面。所述凹形面向内表面和所述孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板协作以形成工作容积。所述可旋转轴和所述第一孤立体或者至少所述第一孤立体优选地配置成相对于所述第一轮廓体组件旋转。
需要时，所述轮廓体组件可以限定其中的开口以便接收火花塞。所述第一轮廓体组件可以联接到静止壳体。所述第一轮廓体组件可以安装到静止肘销，使得当所述第一孤立体和所述可旋转轴围绕所述中心轴线A旋转时所述第一轮廓体组件围绕所述肘销振荡。所述肘销优选地大体平行于所述中心轴线A。所述轮廓体可以包括邻近所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面的第一端部布置的第一顶点和邻近所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面的第二端部布置的第二顶点。所述顶点优选地布置在限定于所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面之间的间隙中。所述顶点有助于限定所述工作容积。需要时，所述顶点可以布置在限定于所述轮廓体组件中的凹陷内。所述轮廓体组件还可以包括邻近所述顶点的每一个布置的至少一个预加载弹簧，所述至少一个预加载弹簧可以适合于推压所述顶点抵靠所述第一孤立体。
根据需要，由顶点密封件覆盖的所述轮廓体组件和所述第一孤立体之间的间隙小于大约0.10英寸、小于大约0.010英寸、小于大约0.0010英寸、小于大约0.00010英寸或小于大约0.000010英寸。所述轮廓体可以包括邻近所述轮廓体组件的所述前面布置的第一角部密封件和邻近所述轮廓体组件的所述后面布置的第二角部密封件，所述角部密封件布置在限定于所述轮廓体组件的所述前面和所述后面与所述前侧板和所述后侧板之间的间隙中，所述角部密封件有助于限定所述工作容积。
在一些实现方式中，所述角部密封件可以布置在限定于所述轮廓体组件的所述前面和所述后面中的凹陷内。所述轮廓体组件还可以包括邻近所述角部密封件的每一个布置的角部密封件预加载弹簧。所述角部密封件预加载弹簧可以适合于推压所述角部密封件抵靠所述前侧板和所述后侧板。所述轮廓体组件还可以包括嵌入弓形凹槽中的多个浮动侧密封件，所述弓形凹槽限定于所述轮廓体组件的所述一对相对面向外弓形前表面和后表面中。所述弓形凹槽可以与所述凹形内表面的弓形范围大体上重合，并且与配置成接收所述顶点密封件的凹槽交叉。所述侧密封件的每一个可以就座在至少一个预加载弹簧的顶部上以便保持所述弓形凹槽中的所述侧密封件的稳定性和取向。优选地，所述角部密封件和所述顶点大致重合以有助于限定所述工作容积。在各实现方式中，所述前侧板和所述后侧板可以随着所述可旋转轴和所述孤立体而旋转。
根据另外的实现方式，所述前侧板和所述后侧板可以具有大致匹配所述前侧板和所述后侧板的几何中心的旋转中心。替代地，所述前侧板和所述后侧板可以具有不大致匹配所述前侧板和所述后侧板的几何中心的旋转中心。需要时，所述发动机或泵还可以包括邻近所述前板布置的前推力轴承和邻近所述后板布置的后推力轴承以将所述第一孤立体和所述侧板保持在大致固定的轴向位置。在各实施例中，除了其它可能的形状以外，所述孤立体可以为大体椭圆形、大体卵形或大体哑铃形。
需要时，所述前侧板和所述后侧板中的至少一个可以包括限定于其中的端口以便引导工作流体通过所述装置。需要时，所述第一孤立体可以包括限定于其中的至少一个端口以便引导工作流体通过所述装置。所述至少一个端口可以通过所述第一孤立体的所述弯曲周边表面形成。所述至少一个端口可以包括大体平行于所述径向轴线R的第一部分和大体平行于所述中心轴线A、与所述第一部分流体连通的第二部分。所述至少一个端口的所述第二部分可以配置成与限定于所述前侧板和所述后侧板中的至少一个中的端口对准。
在一些实现方式中，至少两个端口可以通过所述第一孤立体的所述弯曲周边表面形成。所述至少两个端口可以包括第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口围绕所述第一孤立体的所述弯曲周边表面沿着正交于所述中心轴线A和所述径向轴线R的圆周轴线C彼此移位。所述第一端口可以配置成用作进气端口以将工作流体引导到所述工作容积中，并且所述第二端口可以配置成用作排气端口以将工作流体引导到所述工作容积之外。在一些实现方式中，至少一个端口可以包括用于控制流体流动通过其中的阀。所述阀可以被动地或主动地被致动。
进一步根据本公开，所述发动机或泵还可以包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第二轮廓体组件。所述第二轮廓体组件可以由通过凹形面向内表面连接的一对相对面向外弓形前表面和后表面限定。所述第二轮廓体组件的所述凹形面向内表面可以面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面。所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板可以协作以形成第二工作容积。所述可旋转轴和所述第一孤立体优选地配置成相对于所述第二轮廓体组件旋转。
所述第二轮廓体组件可以围绕所述中心轴线沿着圆周轴线从所述第一轮廓体组件角移位第一角增量。例如，所述第一角增量可以为大约180度、大约120度或大约90度。
在另外的实现方式中，所述发动机或泵还可以包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第三轮廓体组件。所述第三轮廓体组件可以由通过凹形面向内表面连接的一对相对面向外弓形前表面和后表面限定。所述第三轮廓体组件的所述凹形面向内表面可以面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面。所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板可以协作以形成第三工作容积。所述可旋转轴和所述第一孤立体优选地配置成相对于所述第三轮廓体组件旋转。
在一些实现方式中，所述第一轮廓体组件、所述第二轮廓体组件和所述第三轮廓体组件可以围绕所述中心轴线沿着圆周轴线彼此角移位第二角增量。所述第二角增量可以为大约120度或大约90度。
在另外的实现方式中，所述发动机或泵还可以包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第四轮廓体组件。所述第四轮廓体组件可以由通过凹形面向内表面连接的一对相对面向外弓形前表面和后表面限定。所述第四轮廓体组件的所述凹形面向内表面可以面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面。所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板可以协作以形成第四工作容积。所述可旋转轴和所述第一孤立体优选地配置成相对于所述第四轮廓体组件旋转。
在另外的实现方式中，所述第一轮廓体组件、所述第二轮廓体组件、所述第三轮廓体组件和所述第四轮廓体组件可以围绕所述中心轴线沿着圆周轴线彼此角移位第三角增量。例如，所述第四角增量可以为大约90度。在各实现方式中，所述发动机或泵还可以包括用于包含所述可旋转轴、所述第一孤立体以及所述前侧板和所述后侧板的至少一部分的壳体。
在一些实现方式中，所述可旋转轴可以包括布置在其上的第二长形孤立体。所述第二孤立体优选地沿着所述轴从所述第一孤立体轴向地移位，所述第二孤立体具有主体，所述主体具有大体上限定于沿着所述可旋转轴间隔开的前表面和后表面之间的容积。所述前表面和所述后表面优选地位于平行于所述径向轴线R的平面中。所述前表面和所述后表面优选地具有倒圆、非圆形的形状。所述前表面和所述后表面的周边限定其间的第二弯曲周边表面。所述发动机或泵还可以包括邻近所述第二孤立体的所述前表面布置的第二前侧板，邻近所述第二孤立体的所述后表面布置的第二后侧板，以及布置在所述第二前侧板和所述第二后侧板之间的第二轮廓体组件。所述第二轮廓体组件可以由通过第二凹形面向内表面连接的一对相对面向外弓形前表面和后表面限定。所述轮廓体组件的所述第二凹形面向内表面可以面对所述第二孤立体的所述第二弯曲周边表面。所述第二凹形面向内表面和所述第二孤立体的所述第二弯曲周边表面以及所述第二前侧板和所述第二后侧板可以协作以形成第二工作容积。所述可旋转轴和所述第二孤立体优选地配置成相对于所述第二轮廓体组件旋转。需要时，所述第二前侧板或所述第二后侧板中的至少一个可以与与所述第一孤立体关联的所述前侧板或所述后侧板成一体。
在一些实现方式中，所述发动机或泵还可以包括与所述第一轮廓体组件可操作地联接的至少一个凸轮随动件。所述至少一个凸轮随动件可以适合于沿着所述前侧板和所述后侧板中的至少一个的边缘表面滚动。所述至少一个凸轮随动件可以安装在与所述第一轮廓体组件联接的杠杆臂上。
根据另外的方面，所述发动机或泵装置可以用作泵或压缩机。例如，所述装置可以是配置成压缩制冷剂的空调压缩机。在另一实施例中，所述发动机或泵可以是蒸汽驱动发动机或由压缩空气驱动的发动机。根据需要，这样的发动机可以连接到诸如发电机或泵的装置或其它装置的输入轴。
应当理解前面的一般描述和以下的详细描述都是示例性的并且旨在提供本文中公开的实施例的进一步解释。
包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分的附图被包括以示出并且提供本公开的方法和系统的进一步理解。附图与描述一起用于解释公开实施例的原理。
附图说明
伴随说明书的是示出公开实施例的多个图，其表示非限制性例子并且其中：
图1示出根据本公开的第一实施例的分解、等轴视图；
图2示出图1的实施例的一部分的机械细节；
图3示出图1的实施例的一部分的机械运动；
图4示出图1的实施例的轮廓体部分的方面；
图5表示根据图1的实施例的C.E.(燃式发动机)的示例性侧板端口；
图6表示根据图1的实施例的C.E.的孤立体的示例性端口；
图7a-8d示出根据图1的实施例的C.E./泵的各种操作；
图9示出使用三个间隔开的孤立体的发动机的第一例子的侧视图，其中连续孤立体彼此间隔开40度；
图10示出可以用于图1的实施例的孤立体的各种不同孤立体；
图11示出根据本公开的第二实施例的分解、等轴视图；
图12示出图11的实施例的机械传递细节；
图13示出图11的实施例的轮廓体部件；
图14示出图11的实施例的旋转侧板；
图15示出图11的实施例的杠杆臂和柔性轴；
图16示出图11的实施例的C.E.(燃式发动机)/泵的端口；
图17-24b示出图11的C.E./泵的各种操作；
图25示出具有间隔开九十度的四个轮廓体的发动机设计的例子；
图26示出两个孤立体发动机的例子，其中孤立体间隔开六十度。
具体实施方式
参考图1，示出形成本公开的实施例的部件。另外，示出将用于论述公开实施例的坐标系。该坐标系是圆柱形、三维系统，包括轴向轴线(A)、径向轴线(R)和圆周轴线(C)。如图1中所示，可旋转轴1由一对前2a和后2b径向无摩擦、油膜或滑动轴承保持。轴承由一对前3a和后3b静止箱体端板支撑。
可旋转轴1附着到或具有整合在其中的圆柱形结构4或“孤立体”。孤立体4足够厚，具有两个平行平坦表面4a和4b以及周边表面4c，所述周边表面弯曲并且可以是任何合适的形状，例如椭圆形、卵形等，如下面更详细地所述。
如图1中所示，具有大体均匀厚度的一对大体圆形前6a和后6b侧板机械地紧固到或整合在孤立体4的前4a和后4b平坦端部中，使得大致不透气或完全不透气密封形成于孤立体和端板之间，以及轮廓体部分8和端板之间，使得大致或完全不透气室可以由孤立体4的外表面、侧板6的内面和(一个或多个)轮廓体组件8的内面限定。侧板6a、6b随着轴1旋转，如图所示，但是可以具有或不具有匹配侧板6a、6b和孤立体4组合的几何中心的旋转中心。不重合的旋转和几何中心可以产生非对称工作容积动态变化的期望效果。一对前7a和后7b推力轴承用于将孤立体-侧板组合保持在固定的轴向位置。
凹形部件或“轮廓体组件”8在图中被描绘，具有相互协作并且通过面对孤立体4的凹形面向内表面连接的一对相对面向外弓形表面。轮廓体组件8也可以具有开口(需要时)以便接收火花塞5或其它类似装置。轮廓体组件8插入板6a和6b之间使得内凹面面对孤立体4，形成其间的工作容积5’(参见图2)。一对第一15a和第二15b顶点(图2)接触孤立体4的凸表面和侧板6a、6b的平行表面以有助于限定工作容积5’，当公开实施例用作内燃机而不是泵或压缩机(在该情况下通过例如经由与火花塞端口大体重合的位置的端口将加压流体驱动到工作容积中驱动发动机)时所述工作容积可以用作燃烧室，如本文中另外所述。孤立体4和发动机的相应部件(例如，轮廓体8和壳体9)的厚度或深度可以增加或减小以相应地提供具有较大或较小工作容积5’的发动机。可以附加地或替代地通过增加或减小发动机的直径并且改变轮廓体8的弓形内表面的曲率缩放工作容积的尺寸。
外壳体9具有至少一个或高达N个附件或锚固点9a-n，所述附件或锚固点朝着孤立体4向内指向，彼此分离圆周范围的大约120度(在N＝3的情况下)。该示例性实施例显示数量为三个的锚固点(图2的9a、9b和9c)。外壳体9附连到静止箱体端板3a和3b两者。在替代实施例中，壳体9可以制造成两个铸件或单铸件和端板，其具有密封件，而不是具有带两个端板的圆柱形壳体。仅仅为了例示的目的，连续孤立体和壳体可以串联地堆叠并且是分立的，如图9(a)-9(b)和图26中所示。应当注意并非发动机的所有细节存在于前述例示中。需要时，壳体可以组合到相同的结构单元中，其中壳体被整合(例如整合到相同的铸件中)。例如，均包含孤立体的两个相邻圆柱形腔可以成一体地形成，具有覆盖铸件的每个端部的盖部分以完成两个圆柱形腔。
进一步参考图，肘销10布置成双剪切模式，其在结构上实现高刚性。侧板6a、6b在外壳体9的内部旋转。润滑剂(例如，普通或合成机油)可以布置在外壳体9的下部分中。当侧板6a、6b旋转时，它们穿过润滑剂并且有助于将它分配到壳体9的内部的发动机的部件上。需要时，端板6a、6b可以带有不规则或纹理化(例如，雕纹/带槽)表面以便于润滑剂的摄取和分配。
如图3中布置的部件产生轮廓体组件8的运动。具体地，轮廓体组件8通过使用肘销10连接到外壳体9上的附件9a。尽管壳体9的平台区域在形状上是大体圆形的(例如参见图2)，但是可以使用任何合适的形状。连接通路销10允许轮廓体组件8在如图3中所示的平面中围绕10的中心枢转或振荡。替代地，肘销10也可以包含图1中所示的一个或多个无摩擦轴承11。本领域的技术人员也将领会尽管三个轮廓体存在于所示的第一实施例中，但是可以使用骑跨在枢轴(例如，肘销10)上的任何合适数量的圆周间隔轮廓体，例如一个、两个、四个、五个或更多个轮廓体。
为了描述轮廓体组件8的运动在本文中作出两个约定：1.)骑跨在孤立体的外表面4c上、直到即将到达密封之前不在燃烧室内的顶点密封件15a被称为“前”密封件。2.)骑跨在孤立体表面上、直到即将到达密封之前才在燃烧室内部的顶点密封件15b被称为“后”密封件。在图3中就是这种情况，其中孤立体4显示为在顺时针方向上旋转。
在孤立体4正在顺时针旋转的情况下，如果轮廓体需要在顺时针方向上枢转，前顶点密封件15a将受到接触力并且因此强制顺时针旋转。如果轮廓体需要逆时针旋转，后顶点密封件15b将受到接触力。
孤立体4的外表面4c的形状和轮廓体组件8的几何形状与枢轴位置10一起最小化增加和减小工作容积5’的运动之间的自由游隙。孤立体4的表面的曲率可以是连续几何形状并且遵循已知形状(例如，椭圆形)的剖面或者可以沿着它的圆周路径偏离这样的均匀形状，例如通过具有超出均匀形状的一个或多个不规则部(例如，凹部或凸部)，例如图10(a)-10(d)中所示的形状。孤立体4的外表面的轮廓优选地适合于并且配置成保持具有顶点密封件的轮廓体的位置之间的大致均匀的间隙以允许较少量的密封件移动，从而延长密封件寿命和发动机耐用性。例如，由顶点密封件覆盖的间隙可以以大约0.0000010英寸的任何期望增量小于大约0.10英寸、小于大约0.010英寸、小于大约0.0010英寸、小于大约0.00010英寸和小于大约0.000010英寸。孤立体和间隙的优选形状由各种几何因素影响，包括轮廓体的尺寸、形状和数量(例如，1、2、3、4、5或更多个轮廓体)、发动机的尺寸等。
如图4中所示的轮廓体组件8包括主体16和下面所述的附加部件(例如，弹簧、顶点密封件、其它密封件等)以防止工作流体(在发动机的情况下)或被做功的流体(在泵或压缩机的情况下)从工作容积泄漏。组件可以包括火花塞5，如图4中所示和下面在内燃机的情况下的相关正文中所述。
轮廓体组件8的主体16优选地比孤立体4的厚度窄并且可以由不进行磨损的材料制成。例如，主体16可以由铝或其它轻质材料制造；并且它可以由铸铁或锻钢制造。而且，陶瓷涂层或插入件也可以施加布置在轮廓体组件的内凹面上以改善热和燃烧性质。将被密封的间隙限定于轮廓体组件8(图1)的主体16和相邻侧板6a、6b之间。为了桥接该间隙并且保持工作容积5’中的气体/流体，如图所示，可以提供浮动侧密封件17a、17b，所述浮动侧密封件嵌入形成于主体16的弓形外表面中的弓形凹槽中。如图所示，弓形凹槽与主体16的凹形内表面的弓形范围大体重合，并且可以与适合于并且配置成接收顶点密封件15a、15b的凹槽23a、23b交叉。其它实施例可以使用附加通道来进一步减小泄漏，和/或17a和17b在其中合并为一个部件的单件浮动侧密封件。
为了防止气体经由顶点(图3)漏出，图4的浮动顶点密封件15a、15b插入轮廓体8中的横向、轴向延伸、匹配通道8e和8f中。顶点密封件15a、15b接触孤立体4的表面4c，如图3中所示。密封件15a/b和匹配通道8e/f尺寸确定成最小化顶部上和围绕15a/b的泄漏，但是仍然允许浮动密封件的一些运动，如上所述。如图所示，通道8e、f相对于在轮廓体8的相对平坦面8c、8d中接收侧密封件17a、b的弓形凹槽大体正交地定向。侧密封件17a、17b就座在预加载弹簧18a、18b的顶部上，所述预加载弹簧具有波形轮廓以保持弓形凹槽中的密封件17a、b的稳定性和取向。从示出“反向视图”的图4的插图进一步显而易见，轮廓体部分8还包括在其面向外弓形表面上的中空部分，所述中空部分由两个径向延伸和面向内的壁限定，所述壁具有连结大体直的内缘的弓形外缘。面向内的壁的大体直的内缘有助于限定径向地面向外、火花塞5接收在其中的大体平面表面。
预加载弹簧20a、20b(图4)保持顶点密封件15a、15b的额定密封件接触力。为了增强密封件接触力，工作容积5’内的内部气体压力“P”(图3)产生密封件上的不平衡负荷，因此与工作容积5’的内部压力成比例地增加15a和15b处的密封件接触力。预加载弹簧20a、20b此外有助于校正15a、15b的接触点处的运动和磨损的差异。为了进一步增强密封，角部密封件21a、21b、21c和21d(每个均相应地具有一个从角部密封件向内安装的预加载弹簧22a、22b、22c和22d)安装在邻近通道8e、8f的每个端部形成的匹配凹坑23a、23b、23c和23d中。
在典型应用中，可以使用图4中所示的轮廓体组件8的一个到多个复制。仅仅为了例示的目的，如图2中所示，所示实施例使用相同子组件100、102中的三个，每个包括在图4中标识的轮廓体组件和相关部件。子组件100、102围绕孤立体4旋转地分离N/360°度，其中N是子组件的数量。在该情况下它为120°。
在该情况下当公开实施例用作内燃机时，点火火花塞5被提供，并且优选地、但非必要地尽可能居中地位于轮廓体8中，如图4中所示。高压电火花通过高压线、弹簧或未显示的其它机构传递到火花塞的中心电极。高压电脉冲在磁、电子点火线圈或未显示的其它常规部件中产生，并且与轴的旋转位置同步。将领会本实施例也可以用作泵或压缩机，如本文中别处所述。
诸如新鲜空气-燃料混合物或排气的工作气体通过位于侧板6a和6b或孤立体4中的端口传送进入和离开工作容积5’。端口可以包括、但不限于图5和6中所示的端口。
侧板端口：在侧板端口的情况下，侧板6a/b具有特定形状的贯通开口24a、24b，当孤立体4和侧板6a、6b组件旋转时，所述贯通开口进入工作容积5’的视野。这样的开口24a/b在2010年3月25日提交的、名称为“反向移位非对称旋转式(IDAR)发动机(INVERSE DISPLACEMENTASYMMETRIC ROTARY(IDAR)ENGINE)”的USPA 12/732,160中被描述，该文件通过引用完整地合并于本文中(无论为了任何目的)，其中轮廓体8围绕固定孤立体4旋转。如所指示的，尽管孤立体4在本文中公开的实施例中回转，但是覆盖和暴露端口仍然由(一个或多个)轮廓体8的运动实现。开口24a、24b的形状被优化以增强流动同步、横越端口上的密封并且最小化寄生损失。
基于孤立体的端口：替代地，图6显示实施例，其中工作气体通过孤立体4进入和或离开。这样的进气和排气端口可以具有控制气体的回流的装置(例如，止回阀或主动阀)。如图所示，进气流动通过一个或多个端口25a并且排气流动在孤立体4的外周边面的角移位的、大体相对部分处形成的一个或多个端口25b。
端口25a、25b开始于孤立体4的表面4c，并且大体径向向内延伸直到它们与允许气体从旋转部件轴向地进入或离开的相应通道26a和26b交叉并且流体连通。如图所示，通道26a、26b相对于通道25a和25b大体正交地定向，并且相对于发动机的轴1大体平行地定向。
如图6中进一步所示，孤立体的中心腔孔可以具有槽部分以便与曲柄轴上的相应键部分配合。在替代选择中，孤立体可以经由诸如锻造等的技术与轴1成一体地形成。
在任意端口配置的情况下，孤立体和侧板优选地包括旋转密封件(未显示)以使进气和排气歧管与旋转端口接口。这防止气体与发动机箱3a、9和3b所包含的内部空间混合并且将气体引导到发动机的外部。
当用作内燃(I.C.)机时
当用于将化学能转换成旋转动能时，使用四冲程循环，并且在一个轴回转中执行一个完整循环。如果使用如图2中所示的三个轮廓体组件8、100和102，则在一个回转中执行总共三个完整循环。图1中所示的飞轮40也被加入以储存旋转能量。该飞轮可以可选地在更大规模设计中被省略，其中旋转孤立体-侧板组件能够储存相当大的旋转能量。
为了装阀，侧板6a、6b可以典型地具有相应的单端口开口24a和24b，如图5a/b中所示。图6中所示的另一实施例可以具有由通道路径26a/b进给的孤立体中的两个端口25a/b。每个端口相对于轴1上的单个共同标记的角位置和轮廓体组件8的位置确定每个端口的功能。为了这些论述，在燃烧的开始时将设定角位置＝0度。该位置通常被称为上死点(TDC)。负角被认为在TDC之前并且正角在TDC之后。
进气冲程：图7和8显示旋转中的各点，其中解释工作容积。在曲柄角＝-180°上或之前，图7a，标示为进气端口的端口、例如端口25a开始在旋转孤立体4中变为暴露(注意旋转方向的箭头)于工作容积5’。通道路径26a在外部连接到新鲜空气源，将燃料、例如汽油、丙烷或甲烷气体喷射或引入这样的气流中的装置连接于其上。这允许燃料和空气的可燃混合物被抽吸到同时增加的工作容积5’(图7b-c)中。
本领域的技术人员将领会可以使用任何合适的可燃燃料，例如氢、柴油、煤油、天然气、乙醇(和其它醇)等。作为另一例子，在另一方面中，公开发动机的实施例附连到用于发电的发电机，所述发电机可以使用可燃燃料以及相对于发动机所处的环境具有较高压力能量的其它类型的工作流体，例如蒸汽、水、压缩空气、燃烧产物、其它气体等。例如，公开发动机/发电机组合可以联接到用于生成蒸汽的锅炉，所述蒸汽通过燃烧或其它(例如，核)动力被加热。赋能流体可以导致发动机旋转，因此驱动发电机。因而，公开发动机的实施例可以在使用流体驱动涡轮机的任何合适的应用中被使用。这样的组合也可以用于由加压液体驱动并且例如在水力发电的情况下用作液压电机，或者可以在液压动力传动系统中用于发电或推进目的。
孤立体4继续旋转，如图7c中所示，曲柄角＝-90°。在这时，在运动的方向上圆周地位于后面的进气端口25a现在与顶点密封件15b的接触边缘对准，从而闭合进气端口25a。在这时，进气充量压缩开始。
压缩冲程：当循环从曲柄角＝-90°继续到达图7d中所示的曲柄角＝-0°时，燃料-空气进气被压缩到逐渐减小的工作容积中。来自图1的飞轮40的储存旋转能量迫使孤立体4的继续旋转并且迫使轮廓体组件8约束工作容积5’。这压缩气体混合物。由于孤立体4和轮廓体组件8的继续相对运动，压缩继续直到最小空隙存在于轮廓体组件8的孤立体面对表面和孤立体的轮廓体面对表面4c之间，直到工作容积5’达到图7d中所示的它的最小容积。这是压缩冲程。
做功冲程：当工作容积5’靠近或处于TDC时(图8a)，火花塞8从外部高压线圈被赋能并且燃料-空气混合物被点火。所有端口在这时保持闭合。快速燃烧、膨胀气体开始向外顺时针推动轮廓体8和孤立体4。
做功冲程运动学：图3显示动力冲程的孤立体曲柄角＝+45度。由图3的气体压力“P”产生的力(在该情况下表示来自燃烧气体)由肘销10限制，并且施加到孤立体的表面4c。气体力的有效面积由顶点密封件15a/b之间的弦线12所形成的矩形形成，并且由孤立体的厚度挤压(extruded)。由工作容积形成于孤立体上的总力等于该有效面积乘以室压力。力垂直于有效面积被驱动，显示为方向13，并且施加到力矩臂线14以生成扭矩和有用的旋转动力。做功冲程继续直到在TDC之后的90°。
排气冲程：在工作容积5’在+90°处达到它的最大值之后，如图8b中所示，排气端口25b由于孤立体4和轮廓体组件8的相对运动而开始暴露于工作容积5’。正动力传输停止。端口25b然后逐渐完全打开，如图8c中所示，并且当工作容积5’减小时，用过的气体被推出端口25b并且进入排气系统到达大气。
排气继续发生直到进气循环的开始，在这时端口25a、25b都在工作容积5’内。在工作容积5’不再能变小时，该循环以进气冲程重复，如图7a中所示并且在相关正文中重复。
对于三轮廓体发动机以类似方式但是+120度异相，轮廓体组件100使用用于组件8的相同端口重复以上4冲程循环。
对于三轮廓体发动机以类似方式但是-120度异相，轮廓体组件102使用用于组件8的相同端口重复以上4冲程循环。
孤立体4的形状可以被选择以修改发动机循环上的工作容积的变化从而具有大于进气冲程最大容积的做功冲程最大容积。另外，进气端口24a的长度和闭合点可以被修改以模拟更小的进气冲程容积。当膨胀容积大于进气容积时，它可以被称为“阿特金森循环”。膨胀容积与进气容积的比率被称为阿特金森比率。明显大于1.0的比率可以产生更高燃料效率的燃式发动机。本发明的特定几何细节可以容易地进行修改以提高阿特金森比率大大超过1.0。
尽管示出三轮廓体孤立体的几何形状，显示在合适位置的三个轮廓体，但是在三轮廓体几何形状中仅仅提供一个或两个轮廓体也在本公开的范围内。三轮廓体几何形状能够用作仅仅安装有一个轮廓体的内燃机。因此，本公开也提供具有单轮廓体的发动机。因而，仅仅具有两个移动部件(孤立体和轮廓体)的内燃机被公开。
图25示出具有四个轮廓体的发动机的另一实施例，所述四个轮廓体围绕可旋转孤立体彼此间隔90度。孤立体限定其中的两个压痕(impression)，所述两个压痕间隔开180度以便有助于限定具有间隔开180度的两个轮廓体的两个平行燃烧室。因此，在一个回转中图25的发动机能够提供四个燃烧事件。如图所示，与本文中所示的其它轮廓体组件一样，图25的轮廓体由通过凹形面向内表面连接的一对相对面向外弓形前表面和后表面限定。轮廓体组件的凹形面向内表面面对孤立体的弯曲周边表面。
图11-24b提供根据本公开的装置的另一实施例的图示。
参考图11，示出形成IDAR发动机的另一实施例的部件。也示出将用于论述公开实施例的坐标系。该坐标系是圆柱形、三维坐标系，包括轴向轴线(A)、径向轴线(R)和圆周轴线(C)。如图中所示，可旋转轴201由一对前202a和后202b径向无摩擦/基本无摩擦、油膜或滑动轴承保持。轴承由一对前203a和后203b静止箱体端板支撑。
可旋转轴201附着到或具有整合在其中的圆柱形结构204或“孤立体”。孤立体204相当厚并且具有两个平行平坦表面204a和204b，以及不是圆形的周边表面204c。非圆形表面204c可以是椭圆形、卵形、蛋形或形成闭合、平滑凸路径的曲线和样条的组合，例如在本文中关于图1-10的实施例所公开的。当直接在任一平坦表面上观察时该形状(即，孤立体204的剖面或平面图投影)可以在形状上关于竖直或水平轴线对称或不对称。(参见图12)。
如图11中进一步所示，一对前206a和后206b侧板机械地紧固到或整合在孤立体204的前204a和后204b平坦端部或面中，使得形成不透气密封。侧板206a、206b随着轴201旋转，但是可以具有或不具有匹配侧板206a、206b和孤立体204组合的几何中心的旋转中心。不重合的旋转和几何中心可以产生非对称工作容积动态变化的期望效果。
一对前207a和后207b推力轴承用于将孤立体-侧板组合保持在固定的轴向位置。
凹形部件或“轮廓体组件”208布置在板206a和206b之间使得凹形开口面对孤立体204，在其间形成工作容积205。一对第一215a和第二215b顶点(图12)接触孤立体204的凸表面和侧板206a、206b的平行表面。
图12中所示的部件限定轮廓体组件208的运动。轮廓体组件208通过使用肘销210可操作地连接到示出为“L”形(参见图15)的杠杆209。该连接允许轮廓体组件208在如图12中所示的平面中围绕中心210a枢转。
如进一步所示，杠杆209通过第二肘销212附连到固定托架211。肘销210和212布置在使结构中实现高刚性的双剪切模式中。
托架211可以紧固到静止箱体端板203a、203b两者或者可以是同一个。第二肘销212也仅仅允许杠杆209在如图12中所示的平面中围绕中心212a枢转或摇摆。
继续沿着杠杆209向下，该组件还包括一对第一213a和第二213b(图1)凸轮随动件，每个侧板206a、206b有一个。凸轮随动件213a、213b可以是旋转轴承或滑瓦。凸轮随动件轴承213a和213b(如果这样选择的话)允许围绕轴销214(图12)旋转并且可以由夹子或其它结构保持。凸轮随动件213a、213b接触并且因此遵循侧板206a、206b(图11)的外缘206c、206d的复杂剖面。
轮廓体组件208的运动由两个不同机构确定。为了将轮廓体组件208移动到中心，由此减小工作容积205，侧板206a、206b将向外力230施加到凸轮随动件213a和213b。通过在肘销212处产生的支点212a，向外凸轮力230然后在肘销210处转化成向内力231，因此朝着孤立体204的中心推动轮廓体组件208。
为了增加工作容积205，轮廓体组件208的所述一对第一215a和第二215b接触点在图14的方向232a和232b的方向上由孤立体204的旋转运动向外推动。
侧板206a、206b的外缘206c和206d的形状、孤立体204的外表面204c的形状以及杠杆209和轮廓体组件208的几何形状一起最小化增加和减小工作容积205的运动之间的自由游隙。
如图13中所示的轮廓体组件208包括主体16和下面所述的附加部件以基本上防止工作气体从限定于孤立体、轮廓体以及前和后端板的面之间的工作容积泄漏。如图所示，组件可以包括火花塞221，如图13中所示和如下面的相关正文中所述。
轮廓体组件208的主体216比孤立体204的厚度窄并且可以由不进行磨损的材料制造。例如，主体216可以由铝或其它轻质材料制造。需要时，它也可以由铸铁或锻钢制造。可以被密封的间隙限定于轮廓体组件208(图1)的主体216和相邻侧板206a、206b之间。为了桥接该间隙并且为了基本上保持工作容积205内的气体，浮动侧密封件217a、217b(图13)嵌入轮廓体208的相对平坦面208c、208d中。侧密封件217a、217b就座在预加载波形弹簧218a、218b的顶部上。
为了防止气体经由顶点215a、215b(图12)漏出，如图13中所示的可旋转密封件219a、219b可以插入轮廓体208中的横向、轴向延伸、匹配通道208e和208f中。密封件219a、219b的顶点215a、215b接触孤立体204的表面204c，如图12中所示。密封件219a/b和匹配通道208e/f成形为提供具有围绕枢轴点219e/f的圆周运动范围的密封件219a/b，如上所述并且如图204中所示。
例如，可以靠近密封件219a、219b的中心通过凸弧219g、219h产生支点219e、219f，所述凸弧与形成于轮廓体的每个横向切口208e和208f中的第二弧208g/h同心。当从如图204中所示的端部观察时该几何形状允许密封件219a、219b圆周地旋转。此外，支点219e或219f与顶点2215a或15b之间的距离明显短于支点与密封件219a和219b的倒圆端部219g和19h之间的距离。
径向向外延伸、预加载弹簧220a、220b(图13)优选地保持接触点215a和215b处的可旋转密封件219a、219b的额定密封件接触力。为了增强密封件接触力，工作容积205内的内部气体压力P(图14)在可旋转密封件上产生不平衡负荷，因此与上述距离的比率和工作容积205的内部压力P成比例地增加215a和215b处的密封件接触力。
预加载弹簧220a和220b此外有助于校正接触点215a、215b处的运动和磨损的差异。
图15中所示的附加弹簧235与轴214接触以防止侧板表面206c和206d“拍打”凸轮随动件轴承213a和213b，所述拍打可能是运动误差或磨损的结果。弹簧235由保持板236和螺钉237保持就位。
在典型应用中，可以使用图11中所示的子组件300的一个到多个复制。如图11中所示，公开实施例使用相同子组件300、302中的两个，每个包括轮廓体组件208a、208b，杠杆209a、209b和上面识别的相关部件。子组件300、302围绕孤立体204旋转地分离180°度。该对称构造阻尼箱体和电机架中的振动。
在公开实施例用作内燃机的情况下，点火火花塞221尽可能居中地位于轮廓体208中，如图13中所示。高压电火花通过高压线或未显示的其它机构传递到火花塞的中心电极。高压电脉冲在磁、电子点火线圈或未显示的其它常规部件中产生，并且与轴的旋转位置同步。
诸如新鲜空气-燃料混合物或排气的工作气体通过位于侧板206a和206b中的端口传送进入和离开工作容积205。端口可以包括、但不限于图16中所示的端口。侧板206a、206b具有特定形状的贯通开口222a、222b，当孤立体204和侧板206a、206b组件旋转时，所述贯通开口进入工作容积205的视野。这样的开口222在2010年3月25日提交的、序列号为12/732,160的通过引用完整地合并于本文中的美国专利申请中被描述，其中轮廓体208围绕固定孤立体204旋转。如图所示，尽管孤立体204在本文中公开的实施例中旋转，但是覆盖和暴露端口仍然由(一个或多个)轮廓体208的运动实现。开口222a、222b的形状被优化以增强流动同步、横越端口上的密封和寄生损失。
顺便提一句，图16中的较小通孔开口是安装开口，如‘160申请中所述。
当用作内燃(I.C.)机时
当图11以及下列的实施例用于将化学能转换成旋转动能时，优选地使用四冲程循环，并且在一个轴回转中可以执行一个完整循环。如果使用如图11中所示的两个轮廓体组件300和302，则在一个回转中可以执行总共两个完整循环。图11中所示的飞轮240也被加入以储存旋转能量。
侧板206a、206b可以典型地具有单端口开口222a或222b。每个端口相对于轴201上的单个共同标记的角位置和轮廓体组件208的位置确定每个端口的功能。为了这些论述，在进气冲程的开始时将设定角位置＝0度。
进气冲程：图17显示旋转中的点，其中工作容积处于最小值。当观察孤立体204和轮廓体组件208的相对运动时，标示为进气端口的端口、例如端口222a开始在旋转侧板206a中变为暴露(注意旋转方向的箭头)于工作容积205。端口222a在外部连接到新鲜空气源，将燃料、例如汽油、丙烷或甲烷气体(或天然气)喷射或引入这样的气流中的装置连接于其上。这允许燃料和空气的可燃混合物被抽吸到同时增加的工作容积205中。
孤立体204继续旋转，如图18A中所示。在这时，在运动的方向上圆周地位于后面的排气端口222b的径向内缘222c现在与轮廓体208的径向内缘对准，从而闭合排气端口222b。另外，在运动的方向上圆周地位于后面的端口222a的径向最外边缘222d变为与轮廓体8的径向内缘对准，最大化通过该循环的端口222a的打开。
图18B显示旋转45度并且指示进气端口222a完全投入允许空气和燃料进入工作容积。
进一步发展到90度，在运动的方向上圆周地位于后面的进气端口222a的径向内缘222e变为与轮廓体208的径向内缘对准，如图209中所示，闭合进气端口。图209显示工作容积205的最大容积点。最大容积导致由于孤立体204和轮廓体组件208的相对运动，最大空隙存在于图18的轮廓体组件的孤立体面对表面208f和孤立体的轮廓体面对表面204c之间。巧合地，由于孤立体-侧板组件的旋转和轮廓体组件的运动，端口222a不再通向工作容积。
压缩冲程：图20显示旋转超出工作容积、即闭合的进气端口222a。来自图11的飞轮240的储存旋转能量迫使孤立体204的继续旋转并且通过侧板、凸轮随动件和杠杆机构迫使轮廓体组件208约束工作容积205。这压缩气体混合物。由于孤立体204和轮廓体组件208的继续相对运动，压缩继续直到最小空隙存在于轮廓体组件的孤立体面对表面8f和孤立体的轮廓体面对表面204c之间，直到工作容积205达到图21中所示的它的最小容积。
做功冲程：当工作容积205靠近或处于最小值时(图21)，火花塞221从外部高压线圈被赋能并且燃料-空气混合物被点火。所有端口在这时保持闭合。快速燃烧、膨胀气体开始向外推动轮廓体208，如图22中所示。力通过肘销20传递到杠杆209中。杠杆209围绕肘销212旋转并且将力施加到凸轮随动轮213上。凸轮动作在旋转运动中推动侧板206a、206b并且轴201转动，因此产生有用的旋转动力。
排气冲程：在工作容积205达到它的最大值之后，如图23中所示，在运动的方向上位于前面并且位于侧板206b上的排气端口222b的径向内缘222f由于孤立体204和轮廓体组件208的相对运动而开始暴露于工作容积205。正动力传输停止。由于孤立体204和轮廓体组件208的相对运动端口222b然后逐渐完全打开，如图24A中所示，并且当工作容积205减小时，用过的气体被推出端口222b并且进入排气系统到达大气。
图24B显示在排气阶段的后期期间当轮廓体208逆着孤立体204移动时端口222b的径向外缘222g成形为提供最大开口。排气继续发生直到进气循环的开始，在这时端口222a、222b都不在工作容积205内。在工作容积205不再能变小时，该循环以进气冲程重复，如图17中所示并且在相关正文中重复。
以类似方式但是大约180度异相，轮廓体组件302使用用于组件300的相同端口重复以上四冲程循环。
孤立体204的形状可以被选择以修改发动机循环上的工作容积的变化从而具有大于进气冲程最大容积的做功冲程最大容积。另外，进气端口222a的长度和闭合点可以被修改以模拟更小的进气冲程容积。当膨胀容积大于进气容积时，它可以被称为“阿特金森循环”。膨胀容积与进气容积的比率被称为阿特金森比率。明显大于1.0的比率可以产生更高燃料效率的燃式发动机。本发明的特定几何细节可以容易地进行修改以提高阿特金森比率大大超过1.0。
尽管在本文中已参考本发明的特定优选实施例描述本公开，但是应当理解这些实施例仅仅是本公开的原理和应用的举例说明。所以，可以对这些实施例进行修改并且可以设计其它布置而不脱离本公开的精神和范围。

Claims (48)

1.一种发动机或泵，其包括：
a)限定中心轴线A的可旋转轴，所述轴具有第一端部和第二端部，所述轴具有布置在其上的第一长形孤立体，所述第一孤立体具有主体，所述主体具有大体上限定于沿着所述可旋转轴间隔开的前表面和后表面之间的容积，所述前表面和所述后表面位于平行于径向轴线R的平面中，所述前表面和所述后表面具有圆整的、非圆形的形状，所述前表面和所述后表面的周边限定其间的弯曲周边表面；
b)邻近所述第一孤立体的所述前表面布置的前侧板；
c)邻近所述第一孤立体的所述后表面布置的后侧板；以及
d)布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第一轮廓体组件，所述第一轮廓体组件由通过凹形面向内表面连接的一对相对的面向外弓形前表面和后表面限定，所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面，所述凹形面向内表面和所述孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板协作以形成工作容积，所述可旋转轴和所述第一孤立体配置成相对于所述第一轮廓体组件旋转。
2.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述轮廓体组件在其中限定开口以便接收火花塞。
3.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述第一轮廓体组件联接到静止壳体。
4.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述第一轮廓体组件安装到静止肘销，使得当所述第一孤立体和所述可旋转轴围绕所述中心轴线A旋转时所述第一轮廓体组件能够围绕所述肘销振荡，所述肘销大体平行于所述中心轴线A。
5.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述轮廓体包括邻近所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面的第一端部布置的第一顶点和邻近所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面的第二端部布置的第二顶点，所述顶点布置在限定于所述轮廓体组件的所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面之间的间隙中，所述顶点有助于限定所述工作容积。
6.根据权利要求5所述的发动机或泵，其中所述顶点布置在限定于所述轮廓体组件中的凹陷内。
7.根据权利要求6所述的发动机或泵，其中所述轮廓体组件还包括邻近所述顶点的每一个布置的至少一个预加载弹簧，所述至少一个预加载弹簧适合于推压所述顶点抵靠所述第一孤立体。
8.根据权利要求7所述的发动机或泵，其中由顶点密封件覆盖的所述轮廓体组件和所述第一孤立体之间的间隙小于大约0.10英寸、小于大约0.010英寸、小于大约0.0010英寸、小于大约0.00010英寸或小于大约0.000010英寸。
9.根据权利要求5所述的发动机或泵，其中所述轮廓体包括邻近所述轮廓体组件的所述前面布置的第一角部密封件和邻近所述轮廓体组件的所述后面布置的第二角部密封件，所述角部密封件布置在限定于所述轮廓体组件的所述前面和所述后面与所述前侧板和所述后侧板之间的间隙中，所述角部密封件有助于限定所述工作容积。
10.根据权利要求9所述的发动机或泵，其中所述角部密封件布置在限定于所述轮廓体组件的所述前面和所述后面中的凹陷内。
11.根据权利要求10所述的发动机或泵，其中所述轮廓体组件还包括邻近所述角部密封件的每一个布置的角部密封件预加载弹簧，所述角部密封件预加载弹簧适合于推压所述角部密封件抵靠所述前侧板和所述后侧板。
12.根据权利要求6所述的发动机或泵，其中所述轮廓体组件还包括嵌入弓形凹槽中的多个浮动侧密封件，所述弓形凹槽限定于所述轮廓体组件的所述一对相对的面向外弓形前表面和后表面中。
13.根据权利要求12所述的发动机或泵，其中所述弓形凹槽与所述凹形内表面的弓形范围大体上重合，并且与配置成接收所述顶点密封件的凹槽交叉。
14.根据权利要求12所述的发动机或泵，其中所述侧密封件的每一个就座在至少一个预加载弹簧的顶部上以便保持所述弓形凹槽中的所述侧密封件的稳定性和取向。
15.根据权利要求9所述的发动机或泵，其中所述角部密封件和所述顶点大致重合以有助于限定所述工作容积。
16.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述前侧板和所述后侧板与所述可旋转轴一起旋转。
17.根据权利要求16所述的发动机或泵，其中所述前侧板和所述后侧板具有大致匹配所述前侧板和所述后侧板的几何中心的旋转中心。
18.根据权利要求16所述的发动机或泵，其中所述前侧板和所述后侧板具有不大致匹配所述前侧板和所述后侧板的几何中心的旋转中心。
19.根据权利要求16所述的发动机或泵，其还包括邻近所述前板布置的前推力轴承和邻近所述后板布置的后推力轴承以将所述第一孤立体和所述侧板保持在大致固定的轴向位置。
20.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述孤立体的前面是以下的至少一项：(i)大体椭圆形，(ii)大体卵形和(iii)大体哑铃形。
21.根据权利要求16所述的发动机或泵，其中所述前侧板和所述后侧板中的至少一个包括限定于其中的端口以便引导工作流体通过所述装置。
22.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述第一孤立体包括限定于其中的至少一个端口以便引导工作流体通过所述装置。
23.根据权利要求22所述的发动机或泵，其中所述至少一个端口通过所述第一孤立体的所述弯曲周边表面形成。
24.根据权利要求23所述的发动机或泵，其中所述至少一个端口包括大体平行于所述径向轴线R的第一部分和大体平行于所述中心轴线A、与所述第一部分流体连通的第二部分。
25.根据权利要求24所述的发动机或泵，其中所述至少一个端口的所述第二部分配置成与限定于所述前侧板和所述后侧板中的至少一个中的端口对准。
26.根据权利要求24所述的发动机或泵，其中至少两个端口通过所述第一孤立体的所述弯曲周边表面形成，所述至少两个端口包括第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口围绕所述第一孤立体的所述弯曲周边表面沿着正交于所述中心轴线A和所述径向轴线R的圆周轴线C彼此移位。
27.根据权利要求24所述的发动机或泵，其中所述第一端口配置成用作进气端口以将工作流体引导到所述工作容积中，并且所述第二端口配置成用作排气端口以将工作流体引导到所述工作容积之外。
28.根据权利要求19所述的发动机或泵，其中至少一个端口包括用于控制流体通过其流动的阀。
29.根据权利要求28所述的发动机或泵，其中所述阀被动地被致动。
30.根据权利要求28所述的发动机或泵，其中所述阀主动地被致动。
31.根据权利要求1所述的发动机或泵，其还包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第二轮廓体组件，所述第二轮廓体组件由通过凹形面向内表面连接的一对相对的面向外弓形前表面和后表面限定，所述第二轮廓体组件的所述凹形面向内表面面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面，所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板协作以形成第二工作容积，所述可旋转轴和所述第一孤立体配置成相对于所述第二轮廓体组件旋转。
32.根据权利要求31所述的发动机或泵，其中所述第二轮廓体组件围绕所述中心轴线沿着圆周轴线从所述第一轮廓体组件角移位第一角增量。
33.根据权利要求31所述的发动机或泵，其中所述第一角增量为大约180度、大约120度或大约90度。
34.根据权利要求31所述的发动机或泵，其还包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第三轮廓体组件，所述第三轮廓体组件由通过凹形面向内表面连接的一对相对的面向外弓形前表面和后表面限定，所述第三轮廓体组件的所述凹形面向内表面面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面，所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板协作以形成第三工作容积，所述可旋转轴和所述第一孤立体配置成相对于所述第三轮廓体组件旋转。
35.根据权利要求34所述的发动机或泵，其中所述第一轮廓体组件、所述第二轮廓体组件和所述第三轮廓体组件围绕所述中心轴线沿着圆周轴线彼此角移位第二角增量。
36.根据权利要求32所述的发动机或泵，其中所述第二角增量为大约120度或大约90度。
37.根据权利要求35所述的发动机或泵，其还包括布置在所述前侧板和所述后侧板之间的第四轮廓体组件，所述第四轮廓体组件由通过凹形面向内表面连接的一对相对的面向外弓形前表面和后表面限定，所述第四轮廓体组件的所述凹形面向内表面面对所述第一孤立体的所述弯曲周边表面，所述凹形面向内表面和所述第一孤立体的所述弯曲周边表面以及所述前侧板和所述后侧板协作以形成第四工作容积，所述可旋转轴和所述第一孤立体配置成相对于所述第四轮廓体组件旋转。
38.根据权利要求37所述的发动机或泵，其中所述第一轮廓体组件、所述第二轮廓体组件、所述第三轮廓体组件和所述第四轮廓体组件围绕所述中心轴线沿着圆周轴线彼此角移位第三角增量。
39.根据权利要求38所述的发动机或泵，其中所述第四角增量为大约90度。
40.根据权利要求1所述的发动机或泵，其还包括用于包含所述可旋转轴、所述第一孤立体以及所述前侧板和所述后侧板的至少一部分的壳体。
41.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述可旋转轴包括布置在其上的第二长形孤立体，所述第二孤立体沿着所述轴从所述第一孤立体轴向地移位，所述第二孤立体具有主体，所述主体具有大体上限定于沿着所述可旋转轴间隔开的前表面和后表面之间的容积，所述前表面和所述后表面位于平行于所述径向轴线R的平面中，所述前表面和所述后表面具有圆整的、非圆形的形状，所述前表面和所述后表面的周边限定其间的第二弯曲周边表面，所述发动机或泵还包括：
a)邻近所述第二孤立体的所述前表面布置的第二前侧板；
b)邻近所述第二孤立体的所述后表面布置的第二后侧板；以及
d)布置在所述第二前侧板和所述第二后侧板之间的第二轮廓体组件，所述第二轮廓体组件由通过第二凹形面向内表面连接的一对相对的面向外弓形前表面和后表面限定，所述轮廓体组件的所述第二凹形面向内表面面对所述第二孤立体的所述第二弯曲周边表面，所述第二凹形面向内表面和所述第二孤立体的所述第二弯曲周边表面以及所述第二前侧板和所述第二后侧板协作以形成第二工作容积，所述可旋转轴和所述第二孤立体配置成相对于所述第二轮廓体组件旋转。
42.根据权利要求41所述的发动机或泵，其中所述第二前侧板或所述第二后侧板中的至少一个与所述第一孤立体所关联的所述前侧板或所述后侧板成一体。
43.根据权利要求1所述的发动机或泵，其还包括与所述第一轮廓体组件可操作地联接的至少一个凸轮随动件，所述至少一个凸轮随动件适合于沿着所述前侧板和所述后侧板中的至少一个的边缘表面滚动。
44.根据权利要求43所述的发动机或泵，其中所述至少一个凸轮随动件安装在与所述第一轮廓体组件联接的杠杆臂上。
45.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述装置是泵或压缩机。
46.根据权利要求45所述的发动机或泵，其中所述装置是配置成压缩制冷剂的空调压缩机。
47.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述发动机是蒸汽驱动发动机。
48.根据权利要求1所述的发动机或泵，其中所述发动机是由压缩空气驱动的发动机。
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