CN107896501A - 压差发动机 - Google Patents

Abstract

一种非常有效的压差旋转发动机可包括围绕中心固定轴径向布置的可旋转气缸。每个气缸可容纳一个或多个活塞，并且气缸和活塞可围绕中心固定轴一起旋转。气缸内的压差可用来对气缸围绕中心固定轴的旋转提供动力。

Description

压差发动机

技术领域

本发明一般涉及高效的压差旋转发动机。

背景技术

在旋转发动机中，气缸围绕中心轴径向地布置。中心轴可以是固定的，并且气缸可围绕中心固定轴旋转。一个早期的实例是许多年前用来对飞机提供动力的诺姆(gnome)旋转发动机。

发明内容

压差发动机可概括为包括：底架，其可围绕第一轴线旋转；导轨，其偏离地安装至底架并可围绕第一轴线旋转；轴，其与第一轴线平行地并与第一轴线偏离地固定；气缸组件，其可滑动地安装在导轨上，可围绕第一轴线旋转；第一杆，其可旋转地安装至所述轴，通过第一偏心件偏离，可围绕与第二轴线平行但是与第二轴线偏离的第三轴线旋转，第一杆连接到气缸，可围绕第三轴线旋转；以及第二杆，其可旋转地安装至所述轴，通过第二偏心件偏离，可围绕与第二轴线平行但是与第二轴线偏离的第四轴线旋转。

压差发动机可进一步包括：第一活塞，其可滑动地安装在气缸内，与第一轴线平行；第二杆，其连接到第一活塞，可围绕第四轴线旋转；第二活塞，其可滑动地安装在气缸内，与第一活塞平行并且与第一活塞偏离；第三活塞，其可滑动地安装在气缸内，与第二活塞平行并且与第二活塞偏离；第三杆，其连接到第二活塞，延伸穿过第三活塞；第一腔室，其位于气缸内，介于第一活塞与第二活塞之间，具有由第一活塞和第二活塞的位置限定的可变体积；以及第二腔室，其位于气缸内，介于第二活塞与第三活塞之间，具有由第二活塞和第三活塞的位置限定的可变体积。压差发动机可进一步包括凸轮组件，其安装在气缸的外部，可围绕第一轴线旋转，凸轮组件包括：第一凸轮，当第二活塞和第三杆的运动在第一凸轮的方向上时，第一凸轮与第三杆接合，其中第一凸轮轮廓描述抛物线下降；第二凸轮，当第二活塞和第三杆的运动在第二凸轮的方向上时，第二凸轮与第三杆接合，其中第二凸轮轮廓描述抛物线下降；第一连杆机构，其附接至凸轮，使得凸轮以同步方式旋转；输出齿轮，其安装在凸轮组件上并与凸轮的旋转连接；以及第二连杆机构，其附接至将凸轮组件锁定至可围绕第二轴线旋转的轴的输出齿轮。

一种操作压差发动机的方法，可包括：可将气体或液体形式的流体压力注入第一腔室，使得对第一活塞施加力，允许其轴向地滑动；并且对第二活塞施加相等且相反的力，允许其轴向地滑动；利用第二杆转移来自第一活塞的力，使得由第一轴线和第二轴线与第二偏心件的倾斜平面的偏离产生的角度使气缸组件围绕第一轴线旋转；利用第三杆转移来自第二活塞的力，使得将其施加至凸轮；凸轮将旋转以跟随由凸轮组件的输出齿轮旋转的轮廓限定的凸轮的倾斜平面；输出齿轮和第二连杆机构将驱动凸轮组件以围绕第二轴线旋转；并且在实现完整的360度旋转之前，通过位于气缸内部或外部的阀机构，允许使没有外部排气的第一腔室中的流体压力与第二腔室中的压力均衡。

操作压差发动机的另一种方法可包括：由活塞产生的力使得其跟随无限倾斜平面。

操作压差发动机的另一种方法可包括：允许第一腔室中的流体压力排出至外部回收系统，并且将流体压力注入第二腔室以提供更线性的动力输出；并且附接至气缸组件的压力回收系统利用气缸和活塞的线性运动来重新压缩流体压力。

操作压差发动机的另一种方法可包括：与第一压差发动机组件成180度安装的第二压差发动机组件利用该操作方法来提供完整360度循环的发动机输出。

操作压差发动机的另一种方法可包括：围绕第一轴线径向地或轴向地安装的多个压差发动机组件提供更大且更线性的输出动力曲线。

压差发动机可概括为包括：气缸，其可围绕第一轴线旋转；第一活塞，其可滑动地安装在气缸内，第一活塞可围绕与第一轴线平行并且与第一轴线偏离的第二轴线旋转；以及第二活塞，其可滑动地安装在气缸内。

压差发动机可进一步包括：第一内腔室，其位于气缸内，介于第一活塞与第二活塞之间；以及第二内腔室，其位于气缸内，介于第二活塞与气缸的端部之间。压差发动机可进一步包括杆，其联接到第二活塞，延伸穿过可滑动地安装在气缸内的第三活塞。

压差发动机可概括为包括：气缸，其可围绕固定轴旋转；活塞，其位于气缸内；杆，其联接到活塞，延伸穿过气缸的端部；凸轮，其与杆接合；以及链条，其将凸轮可旋转地锁定至固定轴。

活塞在气缸内的往复运动可导致凸轮相对于气缸的旋转。凸轮相对于气缸的旋转可导致气缸相对于固定轴的旋转。

方法可概括为包括：将加压流体引入气缸内的腔室，加压流体导致活塞轴向地滑动通过气缸以增加腔室的体积；并且将活塞相对于气缸的轴向运动转换成可旋转元件相对于气缸的旋转运动，可旋转元件可旋转地锁定至固定轴，可旋转元件相对于气缸的旋转导致气缸围绕固定轴旋转。

该方法可进一步包括，将活塞相对于气缸的轴向运动转换成可旋转元件相对于气缸的旋转运动，以使气缸围绕固定轴旋转360°。

压差发动机可概括为包括：气缸，其可围绕中心固定轴旋转；活塞，其定位为在气缸内往复运动；杆，其联接到活塞，延伸穿过气缸的端部；第一凸轮，其与杆接合，使得活塞在气缸内的往复运动导致第一凸轮的旋转；第二凸轮，其与杆接合，使得活塞在气缸内的往复运动导致第二凸轮的旋转；第一链条，其将第一凸轮可旋转地锁定至第二凸轮；以及第二链条，其将第一凸轮和第二凸轮可旋转地锁定至中心固定轴。

活塞在气缸内的往复运动可导致第一凸轮和第二凸轮相对于气缸的旋转。第一凸轮和第二凸轮的旋转可导致气缸围绕中心固定轴的旋转。活塞在气缸内的往复运动可导致第一凸轮和第二凸轮相对于气缸的旋转，以使气缸围绕中心固定轴旋转360°。第一凸轮和第二凸轮的旋转可导致气缸围绕中心固定轴的旋转，以使气缸围绕中心固定轴旋转360°。第一凸轮可与杆接合，使得活塞在第一方向上的第一冲程导致第一凸轮在第一方向上围绕第一轴线的旋转，并且使得活塞在与第一方向相反的第二方向上的第二冲程导致第一凸轮在第一方向上围绕第一轴线的旋转，并且第二凸轮可与杆接合，使得活塞在第一方向上的第一冲程导致第二凸轮在第一方向上围绕第二轴线的旋转，并且使得活塞在第二方向上的第二冲程导致第二凸轮在第一方向上围绕第二轴线的旋转。第一凸轮和第二凸轮可提供与杆接合的无限倾斜平面。压差发动机可进一步包括可滑动地安装在气缸内的第二活塞，第二活塞可围绕与中心固定轴平行并且与中心固定轴偏离的轴线旋转。

方法可概括为包括：使活塞在气缸内往复运动；通过在活塞往复运动的同时使联接到活塞的杆与第一凸轮接合，来使第一凸轮旋转；通过在活塞往复运动的同时使杆与第二凸轮接合，来使第二凸轮旋转；利用第一链条将第一凸轮可旋转地锁定至第二凸轮；并且通过利用第二链条将第一凸轮和第二凸轮可旋转地锁定至中心固定轴，来使气缸围绕中心固定轴旋转。

使第一凸轮旋转可包括使第一凸轮相对于气缸旋转，并且使第二凸轮旋转包括使第二凸轮相对于气缸旋转。使第一凸轮旋转和使第二凸轮旋转可包括：使杆与第一凸轮接合并与第二凸轮接合，以使气缸围绕中心固定轴旋转360°。使第一凸轮旋转可包括使杆与第一凸轮接合，使得活塞在第一方向上的第一冲程导致第一凸轮在第一方向上围绕第一轴线的旋转，并且使得活塞在与第一方向相反的第二方向上的第二冲程导致第一凸轮在第一方向上围绕第一轴线的旋转，并且其中，使第二凸轮旋转包括使杆与第二凸轮接合，使得活塞在第一方向上的第一冲程导致第二凸轮在第一方向上围绕第二轴线的旋转，并且使得活塞在第二方向上的第二冲程导致第二凸轮在第一方向上围绕第二轴线的旋转。使杆与第一凸轮接合并与第二凸轮接合可包括：使杆与由第一凸轮和第二凸轮形成的无限倾斜平面接合。

附图说明

在图中，相同的参考数字表示相似的元件或动作。图中的元件的大小和相对位置并非必须按比例绘制。例如，各个元件的形状和角度并非必须按比例绘制，并且这些元件的一部分可任意放大和定位以改进图的可读性。进一步，所绘制元件的特定形状并非旨在传达与特定元件的实际形状相关的任何信息，并且可以已为了易于在图中识别而选择。

图1A是根据至少一个所示实施例的处于一种构造的压差发动机的示意图。

图1B是根据至少一个所示实施例的处于另一构造的图1A的压差发动机的另一示意图。

图1C是根据至少一个所示实施例的处于另一构造的图1A的压差发动机的另一示意图。

图1D是根据至少一个所示实施例的处于另一构造的图1A的压差发动机的另一示意图。

图2是根据至少一个所示实施例的图1A的压差发动机的一部分的另一示意图。

图3是根据至少一个所示实施例的另一压差发动机的透视图。

图4是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的侧视图。

图5是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的俯视图。

图6是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的端视图。

图7是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的仰视图。

图8是根据至少一个所示实施例的处于一种拆卸状态的图3的压差发动机的透视图。

图9是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的透视图。

图10是根据至少一个所示实施例的如图9所示的压差发动机的另一透视图。

图11A是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的一个部件的图示。

图11B是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图11C是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图11D是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图11E是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图12是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的透视图。

图13是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的一个部件的图示。

图14是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图15是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图16是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图17是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图18是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的透视图。

图19是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的透视图。

图20是根据至少一个所示实施例的如图19所示的压差发动机的局部透视图。

图21是根据至少一个所示实施例的如图19所示的压差发动机的另一局部透视图。

图22是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的透视图。

图23是根据至少一个所示实施例的如图22所示的压差发动机的局部透视图。

图24是根据至少一个所示实施例的如图22所示的压差发动机的另一局部透视图。

图25是根据至少一个所示实施例的如图22所示的压差发动机的另一局部透视图。

图26是根据至少一个所示实施例的如图22所示的压差发动机的另一局部透视图。

图27是根据至少一个所示实施例的如图22所示的压差发动机的另一局部透视图。

图28是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的局部透视图。

图29是根据至少一个所示实施例的如图28所示的压差发动机的局部透视图。

图30是根据至少一个所示实施例的如图28所示的压差发动机的另一局部透视图。

图31是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的局部透视图。

图32是根据至少一个所示实施例的如图31所示的压差发动机的局部透视图。

图33是根据至少一个所示实施例的处于另一拆卸状态的图3的压差发动机的局部透视图。

图34是根据至少一个所示实施例的与图3的压差发动机的其他部件隔离的图3的压差发动机的几个部件的透视图。

图35是根据至少一个所示实施例的与图3的压差发动机的其他部件隔离的图3的压差发动机的几个部件的另一透视图。

图36是根据至少一个所示实施例的与图3的压差发动机的其他部件隔离的图3的压差发动机的几个部件的另一透视图。

图37是根据至少一个所示实施例的与图3的压差发动机的其他部件隔离的图3的压差发动机的几个部件的另一透视图。

图38是根据至少一个所示实施例的与图3的压差发动机的其他部件隔离的图3的压差发动机的几个部件的另一透视图。

图39是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的一个部件的图示。

图40是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图41是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图42是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图43是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图44是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的另一部件的图示。

图45是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的局部透视图。

图46是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的侧视图。

图47是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的局部透视剖视图。

图48是根据至少一个所示实施例的图3的压差发动机的几个部件的局部透视图。

图49是根据至少一个所示实施例的图48的部件的另一局部透视图。

图50是根据至少一个所示实施例的另一压差发动机的增压系统的透视图。

图51是根据至少一个所示实施例的图50的增压系统的另一透视图。

图52是根据至少一个所示实施例的图50的增压系统的另一透视图。

图53是根据至少一个所示实施例的图50至图52的增压系统的部件的透视图。

图54是根据至少一个所示实施例的图50至图52的压差发动机的部件(包括增压系统的部件)的顶部透视图。

图55是根据至少一个所示实施例的图50至图52的压差发动机的部件(包括增压系统的部件)的底部透视图。

图56是根据至少一个所示实施例的图50至图52的增压系统的部件的透视图。

图57是根据至少一个所示实施例的图50至图52的增压系统的部件的另一透视图。

具体实施方式

在以下描述中，阐述某些具体细节以提供各个所公开实施例的充分理解。然而，相关领域中的技术人员将认识到，无需这些具体细节中的一个或多个便可实践实施例，或者利用其他方法、部件、材料等来实践实施例。在其他情况中，未详细示出或描述与该技术相关的众所周知的结构，以避免使这些实施例的描述不必要地模糊。

除非上下文另有要求，否则在以下说明书和权利要求书中，词语“包括”与“包含”是同义的，并且是包括性的或开放式的(即，不排除额外的、未叙述的元件或方法动作)。

在本说明书中提到“一个实施例”或者“一实施例”意味着，在至少一个实施例中包括结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性。因此，在此说明书中的各个地方出现的术语“在一个实施例中”或者“在一实施例中”并非必须指的都是相同的实施例。而且，特定的特征、结构或特性可以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。

如在此说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一(a，an)”和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。还应指出，术语“或”一般在其最宽泛的意义上使用，即，表示“和/或”，除非上下文另有明确规定。

本发明提供的发明内容的标题和摘要仅是为了方便，并不限制这些实施例的范围或含义。

如本文使用的，术语“近端的”和“远端的”指的是元件相对于发动机的中心点(例如那些元件围绕其旋转的发动机的中心点)的相对位置。“近端”元件比对应的“远端”元件更靠近中心点。中心点可以是位于靠近发动机中心的任何点，并且这些术语并非旨在传递数学上的精确的信息。相反，为了增加本说明书的清楚性的目的而在一般意义上使用它们。如本文中使用的，“水平的”、“竖直的”、“上”、“下”和其他类似的空间术语仅为了增加本说明书的清楚性的目的而在一般意义上使用。

图1A至图1D示意性地示出了旋转发动机30的第一实施例。旋转发动机30包括容纳于第一气缸2内的第一近端活塞4和容纳于第二气缸10内的第二近端活塞12。第一近端连接杆6可旋转地联接到第一近端活塞4并且可旋转地联接到中心固定轴8。第二近端连接杆14可旋转地联接到第二近端活塞12并且可旋转地联接到中心固定轴8。限制气缸2、10以遵循由系统的几何形状限定的轨道，例如圆形的或椭圆形的轨道，例如在由箭头20指示的方向上。气缸2、10可联接到彼此，因此它们围绕轨道彼此隔开180°。参考数字18指示的虚线所示的轨道的几何中心18与中心固定轴8偏离一定距离。

图1A示出了处于第一构造的发动机30，其可叫做0度构造。图1B示出了处于第二构造的发动机30，其可叫做45度构造。图1C示出了处于第三构造的发动机30，其可叫做90度构造。图1D示出了处于第四构造的发动机30，其可叫做135度构造。当发动机30在运行时，可限制气缸2、10以遵循从0度构造到45度构造、到90度构造、到135度构造、以及到180度构造(未示出)的轨道。180度构造与0度构造相同，除了第一气缸2、第一近端活塞4和第一近端连接杆6与第二气缸10、第二近端活塞12和第二近端连接杆14具有交换位置以外。

可通过气缸2、10内的不同内部腔室内的压差对旋转发动机30提供动力，以导致气缸2、10沿着轨道旋转。例如，第一气缸2包括第一远端腔室22和第一近端腔室24，并且第二气缸10包括第二远端腔室26和第二近端腔室28。第一近端腔室24在其近端由第一近端活塞4限定，并且第二近端腔室28在其近端由第二近端活塞12限定。通过将高压或低压引入第一近端腔室24和第二近端腔室28，可产生机械功(例如，气缸2、10的旋转)。

具体地，在发动机30的0度构造中，可对第一近端腔室24提供高压气体，并且可对第二近端腔室28提供低压气体。这些压力可驱动发动机30从0度构造旋转到45度构造、到90度构造、到135度构造、以及到180度构造。当发动机30到达180度构造时，可对第二近端腔室28提供高压气体，并且可对第一近端腔室24提供低压气体。这些压力可驱动气缸2、10旋转回到0度构造。

因此，在发动机30中，作用于气缸2的部件上的压差可连续导致气缸2的旋转。也就是说，气缸2可对这种旋转提供动力，以旋转360°。作用于气缸10的部件上的压差也可连续导致气缸10的旋转。也就是说，气缸10可对这种旋转提供动力，以旋转360°。

这种使用压差来产生机械功由中心固定轴8相对于轨道的几何中心18的偏心驱动。具体地，图2更详细地示出了图1C的一部分。在图2中，近端腔室24包含高压气体。如果第一远端活塞32(在下面更详细地描述)遇到阻力(例如，摩擦，或者如果从其运动中汲取动力)，那么这些压力对活塞4施加净力，其向近端推动活塞4。压力的这种净力由向远端推动活塞4的连接杆6中的压缩力抵消。然而，因为连接杆6偏心地作用在活塞4上，所以压缩力的分量也作用于活塞4上以迫使活塞4在箭头20的方向上移动，从而实现气缸2沿着轨道的旋转。

因为连接杆6在此实例中出于压缩，所以可将此效果描述为连接杆6沿着轨道“推动”气缸2。类似效果允许另一连接杆14(其在图1C所示的90度构造中处于拉伸)沿着轨道“拉动”另一气缸10。当对近端腔室24提供低压气体并且对近端腔室28提供高压气体时，例如当发动机30穿过180度构造时，第二连接杆14可从沿着轨道拉动第二气缸10转换成推动第二气缸，并且第一连接杆6可从沿着轨道推动第一气缸2转换成拉动第一气缸。

发动机30处于90度构造时的这些推力和拉力大于发动机30处于0度构造时的推力和拉力，并且当发动机30沿着轨道旋转时，这些推力和拉力连续地变化。实际上，当发动机30处于0度构造时，这些推力和拉力是可忽略的或者不存在，因为连接杆6、14在此构造中不会偏心地作用于活塞4、12。因此，在发动机30中累积的旋转动量替代地使发动机通过0度构造。

为了以另一种方式描述部件的这种运动，近端活塞4和12在围绕中心固定轴8的轨道上运行，并且气缸2和10在围绕与中心固定轴8偏离一定距离的几何中心18的轨道上运行。因此，近端活塞4和12相对于气缸2和10具有差动轨道(differential orbits)。这些差动轨道的一个效果是，近端活塞4和12相对于气缸2和10往复运动。本文描述的各个其他部件相对于彼此可具有差动轨道，以及相应地产生相对于彼此的往复运动。

可使用在内部腔室22、24、26和28中产生合适压力的任何方法来以这种方式驱动发动机30。例如，可将诸如空气、CO₂或氮气的压缩气体供应到腔室中以驱动发动机30。因此，发动机30可以是气动的。作为另一实例，发动机30可以是内燃机30，并且可通过使用火花塞如同内燃机中一样点燃内部腔室内的燃料来产生压力。发动机30还可利用各种自然产生的压差。例如，可使用诸如处于大压头下的(例如在水坝、高海拔水库处、困于满潮等)的水的液体来驱动发动机30。因此，发动机30可以是液压的。发动机30还可以是蒸汽驱动的。类似地可以任何合适的方式在腔室内抽真空，以产生合适的或预期的压差。

图1A至图1D还示意性地示出了，发动机30包括容纳于第一气缸2内并可在第一气缸内轴向滑动的第一远端活塞32，以及容纳于第二气缸10内并可在第二气缸内轴向滑动的第二远端活塞36。第一远端连接杆34联接到第一远端活塞32。第二远端连接杆38联接到第二远端活塞36。第一远端连接杆34和第二远端连接杆38可分别经过第一气缸2和第二气缸10的远端部分，这些远端部分可围绕远端连接杆34、38密封。

第一气缸2包括第一远端腔室22，并且第二气缸10包括第二远端腔室26。第一远端腔室22与第一近端腔室24由第一远端活塞32隔开，并且第二远端腔室26与第二近端腔室28由第二远端活塞36隔开。第一远端腔室22在其远端可由第一气缸2的远端部分界定并限制，并且在其近端由第一远端活塞32界定并限制。第一近端腔室24在其远端可由第一远端活塞32界定并限制，并且在其近端由第一近端活塞4界定并限制。第二远端腔室26在其远端可由第二气缸10的远端部分界定并限制，并且在其近端由第二远端活塞36界定并限制。第二近端腔室28在其远端可由第二远端活塞36界定并限制，并且在其近端由第二近端活塞12界定并限制。通过在第一远端腔室22与第一近端腔室24之间以及第二远端腔室26与第二近端腔室28之间引起压差，可产生机械功(例如，远端连接杆34、38分别相对于气缸2、10的往复运动)。假设本文描述的不同部件相对于彼此沿着各个轨道和轴线移动，往复运动在这种意义上指的是一个部件相对于另一个部件的来回运动，而不是在全局参照系中的运动。

具体地，可对第一近端腔室24中提供或注入高压气体，并且可对第一远端腔室22提供相对低压的气体。跨过第一远端活塞32产生的压差可迫使第一远端活塞32向远端运动。在第一远端活塞32的远端冲程的末端，可对第一近端腔室24中提供低压气体，并且可对第一远端腔室22提供相对高压的气体。跨过第一远端活塞32产生的压差可迫使第一远端活塞32向近端运动。当第一远端活塞32到达近端冲程的末端时，可重复此过程。

类似地，可对第二远端腔室26中提供或注入高压气体，并且可对第二近端腔室28提供相对低压的气体。跨过第二远端活塞36产生的压差可迫使第二远端活塞36相对于第二气缸10向近端运动。在第二远端活塞36的近端冲程的末端，可对第二远端腔室26中提供低压气体，并且可对第二近端腔室28提供相对高压的气体。跨过第二远端活塞36产生的压差可迫使第二远端活塞36向远端运动。当第二远端活塞36到达远端冲程的末端时，可重复此过程。

图1A至图1D还示意性地示出了，第一远端连接杆34可与第一远端凸轮40和第一近端凸轮42接合，并且第二远端连接杆38可与第二远端凸轮44和第二近端凸轮46接合。凸轮40、42、44和46中的每个可偏心地安装以围绕偏离其中心的轴线旋转。如上所述，气缸2、10内的压差可驱动远端连接杆34、38分别相对于气缸2、10往复运动。连接杆34、38的往复运动进而可驱动凸轮40、42、44和46的偏心旋转。然后凸轮40、42、44和46的偏心旋转可用来进一步驱动气缸2、10沿着轨道的旋转，以与下面参考发动机100更详细描述的方式类似的方式进行。

图3至图7分别示出了旋转发动机100的另一实施例的透视图、侧视图、俯视图、端视图和仰视图。旋转发动机100根据一些与发动机30相同的原理运行，并可包括旋转发动机30的任何特征。图3示出了处于完全装配状态的发动机100，图4至图7示出了处于完全装配状态的发动机100，除了在图3和图46中示出的一对链条以外。图7之后的图示出了处于相对拆卸状态然后通常处于逐渐装配状态的发动机100。发动机100设计并优化为高效地将能量从压差转换成机械功。

发动机100包括固定底板102，其具有形成于其中的多个孔104。可通过使螺栓(未示出)穿过孔104并将发动机100联接到基础或更大的设施而将发动机100螺栓固定或者安装在操作位置中。发动机100还包括主框架106、第一活塞组件108、跨过主框架106与第一活塞组件108相对的第二活塞组件110、以及中心固定轴组件112。压缩空气罐(未示出)可联接到主框架106以对发动机100提供动力。

主框架106包括水平底杆114、水平顶杆116、第一竖直侧柱118、以及第二竖直侧柱120，它们可一起形成矩形的支撑结构。主框架106还包括一对支撑杆122a、一对支撑杆122b、一对支撑杆122c和一对支撑杆122d(其共同叫做支撑杆122)，这些支撑杆从底杆114或顶杆116的中心部分横向地向外延伸并刚性地联接到所述中心部分。支撑杆122可形成轨道，第一活塞组件108和第二活塞组件110可沿着该轨道滑动。

例如，第一活塞组件108可以可滑动地安装在从顶杆116的中心部分横向地向外延伸的一对支撑杆122a上，并且可以可滑动地安装在从底杆114的中心部分横向地向外延伸的一对支撑杆122b上。类似地，第二活塞组件110可以可滑动地安装在从顶杆116的中心部分横向地向外延伸的一对支撑杆122c上，并且可以可滑动地安装在从底杆114的中心部分横向地向外延伸的一对支撑杆122d上。

主框架106还包括端盖124a，其安装在支撑杆122a的远端以使支撑杆122a的远端彼此联接，例如以防止第一活塞组件108从支撑杆122a的远端滑落。类似地，主框架106还包括端盖124b，其安装在支撑杆122b的远端以使支撑杆122b的远端彼此联接，例如以防止第一活塞组件108从支撑杆122b的远端滑落。类似地，主框架106还包括端盖124c，其安装在支撑杆122c的远端以使支撑杆122c的远端彼此联接，例如以防止第二活塞组件110从支撑杆122c的远端滑落。类似地，主框架106还包括端盖124d，其安装在支撑杆122d的远端以使支撑杆122d的远端彼此联接，例如以防止第二活塞组件110从支撑杆122d的远端滑落。

第一活塞组件108包括三个连接杆126、128和130，它们将第一活塞组件108的其他部件联接到中心固定轴组件112。类似地，第二活塞组件110包括三个连接杆132、134和136，它们将第二活塞组件110的其他部件联接到中心固定轴组件112。旋转发动机100示出为具有隔开180°的两个活塞组件108、110。在不同的实施例中，发动机100可具有3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或者任意预期的或合适的数量的活塞组件。例如，发动机100可具有隔开120°的三个活塞组件或者隔开90°的四个活塞组件。在一些实施例中，发动机100可具有单个活塞组件，并且可包括与该单个活塞组件相对定位以保持发动机100平衡的配重。

图8示出了移除了第一活塞组件108、中心固定轴组件112、以及连接杆132、134和136的发动机100。如图8所示，主框架106的底杆114和顶杆116包括相应的贯穿其中心的竖直钻孔138、140。图9和图10分别示出了移除了第一活塞组件108、中心固定轴组件112的一部分以及连接杆132、134和136的发动机100的顶部透视图和底部透视图。如图9和图10所示，中心固定轴组件112可包括顶轴部分142、顶部椭圆形联接偏置板144、中间轴部分146、底部椭圆形联接偏置板148、以及底轴部分150。

底轴部分150位于竖直钻孔138内并且延伸穿过底杆114的中心。底轴部分150可刚性地联接到固定底板102，因此也可以是固定的。底部椭圆形联接板148偏心地联接到底轴部分150的顶端，使得其从底轴部分150的中心纵向轴线横向地向外延伸。底部联接板148可刚性地联接到底轴部分150，因此也可以是固定的。中间轴部分146偏心地联接到底部联接板148的顶端，使得其具有与底轴部分150的中心纵向轴线平行但不重合(即，与其偏离)的中心纵向轴线。中间轴部分146可刚性地联接到底部联接板148，因此也可以是固定的。

顶部椭圆形联接板144偏心地联接到中间轴部分146的顶端，使得其从中间轴部分146的中心纵向轴线横向地向外延伸。顶部联接板144可刚性地联接到中间轴部分146，因此也可以是固定的。顶轴部分142位于竖直钻孔140内并且延伸穿过顶杆116的中心。顶轴部分142偏心地联接到顶部联接板144的顶端，使得其具有与中间轴部分146的中心纵向轴线平行但不重合(即，与其偏离)的中心纵向轴线。顶轴部分142的中心纵向轴线与底轴部分150的中心纵向轴线重合。顶轴部分142可刚性地联接到顶部联接板144，因此也可以是固定的。

图11A至图11E分别在相同的方向上更详细地示出了底轴部分150、底部联接板148、中间轴部分146、顶部联接板144和顶轴部分142，以示出它们可如何装配并相互作用。如图11A至图11E所示，底轴部分150可以是圆柱形的，并且可在其顶端部分包括凹槽或键槽150a。底部联接板148可包括第一开口148a，其具有从其突出以接收底轴部分150的顶端部分并与底轴部分150的键槽150a接合的脊或键148b。底部联接板148还可包括第二开口148c，其可与第一开口148a偏离预定距离，并且可具有从其突出的脊或键148d。第二开口148c和键148d可接收中间轴部分146并与设置于其中的键槽146a接合。

中间轴部分146可以是圆柱形的，并且可包括多个设置于其外表面中以与键148d和顶部联接板144的键144d接合的纵向凹槽或键槽146a。该多个纵向凹槽或键槽146a可包括围绕中间轴部分146相对于彼此隔开90°的四个键槽146a。顶部联接板144可包括第一开口144a，其具有从其突出以接收顶轴部分142的底端部分并与顶轴部分142的键槽142a接合的脊或键144b。顶部联接板144还可包括第二开口144c，其可与第一开口144a偏离预定距离，并且其可具有从其突出的脊或键144d。第二开口144c和键144d可接收中间轴部分146并与设置于其中的键槽146a接合。顶轴部分142可以是圆柱形的，并且可在其底端部分包括键槽142a。

因此，底板102、底轴部分150、底部联接板148、中间轴部分146、顶部联接板144和顶轴部分142可以是固定的，并且可形成其他部件可围绕其旋转的发动机100的固定基础。例如，当发动机100运行时，主框架106和安装于其上的部件(例如，安装在支撑杆122上的第一活塞组件108和第二活塞组件110)可围绕该固定基础旋转。具体地，主框架106和安装于其上的部件可围绕底轴部分150和顶轴部分142的中心纵向轴线旋转。

图12示出了中心固定轴组件112和第一活塞组件108的进一步细节。中心固定轴组件112可包括额外的安装在中间轴部分146上的部件。例如，顶部偏心套筒或轴环152、顶部圆形轴环154、中间偏心轴环156、底部圆形轴环158和底部偏心轴环160可按所列出的顺序从顶部到底部安装在中间轴部分146上。近端顶部齿轮162和近端底部齿轮164也可安装并固定在底部偏心轴环160上，使得顶部齿轮162和底部齿轮164也是固定的。

图13更详细地示出了顶部偏心轴环152。顶部偏心轴环152包括中心圆形钻孔168，其具有形成于其中的脊或键170。中间轴部分146和形成于其中的键槽146a可容纳于中心圆形钻孔168内，使得顶部偏心轴环152安装在中间轴部分146上并且键170接合键槽146a，以将顶部偏心轴环152旋转地锁定至中间轴部分146。顶部偏心轴环152还包括圆形外表面172，其具有与中心圆形钻孔168的中心纵向轴线偏离的中心纵向轴线。在图中用顶部部分172a和底部部分172b的组合来代表圆形外表面172，并且用外周脊174将该圆形外表面分成顶部部分和底部部分。外表面172的顶部部分172a比外表面172的底部部分172b大(具有更大的高度，或者更长)。

图14更详细地示出了中间偏心轴环156。中间偏心轴环156包括中心圆形钻孔176，其具有形成于其中的脊或键178。中间轴部分146和形成于其中的键槽146a可容纳于中心圆形钻孔176内，使得中间偏心轴环156安装在中间轴部分146上并且键178接合键槽146a，以将中间偏心轴环156旋转地锁定至中间轴部分146。中间偏心轴环156还包括圆形外表面180，其具有与中心圆形钻孔176的中心纵向轴线偏离的中心纵向轴线。在图中用顶部部分180a和底部部分180b的组合来代表圆形外表面180，并且用外周脊182将该圆形外表面分成顶部部分和底部部分。外表面180的顶部部分180a具有与外表面180的底部部分180b相同的大小(具有大约相同的高度，或者大约相同的长度)。

图15更详细地示出了底部偏心轴环160。底部偏心轴环160包括中心圆形钻孔184，其具有形成于其中的脊或键186。中间轴部分146和形成于其中的键槽146a可容纳于中心圆形钻孔184内，使得底部偏心轴环160安装在中间轴部分146上并且键186接合键槽146a，以将底部偏心轴环160旋转地锁定至中间轴部分146。底部偏心轴环160还包括圆形外表面188，其具有与中心圆形钻孔184的中心纵向轴线偏离的中心纵向轴线。在图中用顶部部分188a和底部部分188b的组合来代表圆形外表面188，并且用外周脊190将该圆形外表面分成顶部部分和底部部分。外表面188的顶部部分188a比外表面188的底部部分188b小(具有更小的高度，或者更短)。

图13至图15分别在与其安装于中间轴146上的方向相同的方向示出了顶部偏心轴环152、中间偏心轴环156和底部偏心轴环160，以示出当安装在中间轴部分146上时它们可如何相互作用。例如，顶部偏心轴环152和底部偏心轴环160具有非常相似或相同的结构，除了外周脊174、190的位置以外，并且在相同的方向上安装在中间轴部分146上。因此，可旋转地安装至顶部偏心轴环152和底部偏心轴环160的元件可围绕彼此相同的纵向轴线旋转，该纵向轴线由彼此重合的外表面172、188的中心纵向轴线限定。

作为另一实例，中间偏心轴环156具有与顶部偏心轴环152和底部偏心轴环160相似的结构，但是在与顶部偏心轴环152和底部偏心轴环160不同的方向上安装在中间轴部分146上。因此，可旋转地安装至中间偏心轴环156的元件可围绕与可旋转地安装至顶部偏心轴环152或底部偏心轴环160的部件不同的轴线旋转，该不同的纵向轴线由外表面180的中心纵向轴线限定。

图16更详细地示出了顶部圆形轴环154。顶部圆形轴环154包括中心圆形钻孔192。中间轴部分146可容纳于中心圆形钻孔192内，使得顶部圆形轴环154安装至中间轴部分146上。顶部圆形轴环154还包括圆形外表面194，其具有与中心圆形钻孔192的中心纵向轴线重合的中心纵向轴线。底部圆形轴环158可具有与顶部圆形轴环154相似或相同的结构。顶部圆形轴环154和底部圆形轴环158可用作偏心轴环152、156、160之间的间隔件并使偏心轴环152、156、160分离。

图17更详细地示出了顶部齿轮162。顶部齿轮162包括中心圆形钻孔196。底部偏心轴环160可容纳于中心圆形钻孔196内，使得顶部齿轮162安装在底部偏心轴环160上。顶部齿轮162还包括沿着其外周形成的多个齿198。底部齿轮164可具有与顶部齿轮162相似或相同的结构。如上所述，顶部齿轮162和底部齿轮164固定至底部偏心轴环160。在一些实施例中，顶部齿轮162和底部齿轮164可使用键和键槽固定至底部偏心轴环160，如在本文别处描述的。

图12还示出了，第一活塞组件108可包括位于支撑杆122a、122b上的多个滚柱轴承166。具体地，可在第一个支撑杆122a上设置一对滚动轴承166a1，可在第二个支撑杆122a上设置一对滚柱轴承166a2，可在第一个支撑杆122b上设置一对滚柱轴承166b1，并且可在第二个支撑杆122b上设置一对滚柱轴承166b2。滚柱轴承166沿着支撑杆122滑动并且允许第一活塞组件108沿着支撑杆122自由平移。

图18示出了第一活塞组件108的安装在中心固定轴组件112上的连接杆126、128和130。具体地，第一活塞组件108的底部连接杆130安装在第一滚柱轴承200上，其中第一滚柱轴承安装在底部偏心轴环160的外表面188的顶部部分188a上，因此底部连接杆130可旋转地安装至中心固定轴组件112。第一活塞组件108的中间连接杆128安装在第二滚柱轴承200上，其中第二滚柱轴承安装在中间偏心轴环156的外表面180的顶部部分180a上，因此中间连接杆128可旋转地安装至中心固定轴组件112。第一活塞组件108的顶部连接杆126安装在第三滚柱轴承(在图18中看不见)上，其中第三滚柱轴承安装在顶部偏心轴环152的外表面172的底部部分172b上，因此顶部连接杆126可旋转地安装至中心固定轴组件112。

如上所述，可旋转地安装至顶部偏心轴环152和底部偏心轴环160的元件可围绕彼此相同的纵向轴线旋转，该纵向轴线由外表面172、188的彼此重合的中心纵向轴线限定。因此，安装在底部偏心轴环160上的底部连接杆130和安装在顶部偏心轴环152上的顶部连接杆126，可在彼此相同的纵向轴线上围绕中心固定轴组件112旋转。还如上所述，可旋转地安装至中间偏心轴环156的元件可围绕与可旋转地安装至顶部偏心轴环152或底部偏心轴环160的部件不同的纵向轴线旋转，该不同的纵向轴线由外表面180的中心纵向轴线限定。因此，安装在中间偏心轴环上的中间连接杆128可在与顶部连接杆126和底部连接杆130不同的纵向轴线上围绕中心固定轴组件112旋转。

本文不单独描述第二活塞组件110的细节，因为第二活塞组件110可具有与第一活塞组件108相似、相同的结构，或者是其镜像。以下描述第一活塞组件108和第二活塞组件110之间的不同，并且所述不同主要是关于活塞组件108、110到中心固定轴组件112的联接。

例如，如图4和图18所示，第二活塞组件110的底部连接杆136安装在第四滚柱轴承(在图4或图18中看不见)上，其中第四滚柱轴承安装在底部偏心轴环160的外表面188的底部部分188b上)上。第二活塞组件110的底部连接杆136在底部偏心轴环160上可通过底部偏心轴环160的外周脊190而与第一活塞组件108的底部连接杆130分离。

进一步，第二活塞组件110的中间连接杆134安装在第五滚柱轴承(在图4或图18中看不见)上，其中第五滚柱轴承安装在中间偏心轴环156的外表面180的底部部分180b上。第二活塞组件110的中间连接杆134在中间偏心轴环156上可通过中间偏心轴环156的外周脊182而与第一活塞组件108的中间连接杆128分离。

更进一步，第二活塞组件110的顶部连接杆132安装在第六滚柱轴承200上，其中第六滚柱轴承安装在顶部偏心轴环152的外表面172的顶部部分172a上。第二活塞组件110的顶部连接杆132在顶部偏心轴环152上可通过顶部偏心轴环152的外周脊174而与第一活塞组件108的顶部连接杆126分离。

如在图4中示出的，通过滚柱轴承联接到中心固定轴组件112的连接杆126、128、130、132、134和136中的任何一个的近端部分，可处于与相应连接杆的远端部分不同的高度处。例如，底部连接杆130、136的近端部分可一个在另一个的顶部上地叠置在中心固定轴组件112上，并且底部连接杆130、136的远端部分可处于相同高度处。进一步，中间连接杆128、134的近端部分可一个在另一个的顶部上地叠置在中心固定轴组件112上，并且中间连接杆128、134的远端部分可处于相同高度处。更进一步，顶部连接杆126、132的近端部分可一个在另一个的顶部上地叠置在中心固定轴组件112上，并且顶部连接杆126、132的远端部分可处于相同高度处。相对连接杆的远端部分处于相同高度允许第一活塞组件108和第二活塞组件110的其他部件彼此相同、相似或是彼此的镜像。

如在图18中进一步示出的，连接杆126、128和130的远端部分可通过滚柱轴承202分别联接到锁定销或定位销204、206和208。图19至图21示出了，第一活塞组件108可包括安装在第一活塞组件108的滚柱轴承166上的主气缸体或底架210，使得主气缸体210可滑动地安装在主框架106的支撑杆122a、122b上。图20和图21分别示出了主气缸体210的局部顶部透视图和局部底部透视图，并且示出了，主气缸体210通过锁定销204和208分别可旋转地联接到顶部连接杆126和底部连接杆130。

主气缸体210可联接到顶部连接杆126和底部连接杆130，以相对于顶部连接杆126和底部连接杆130围绕锁定销204、208的中心纵向轴线旋转，该轴线可彼此重合。进一步，如上所述，顶部连接杆126和底部连接杆130可在彼此相同的纵向轴线上围绕中心固定轴组件112旋转，该纵向轴线由外表面172、188的中心纵向轴线限定。因此，主气缸体210可在由外表面172、188的中心纵向轴线限定的纵向轴线上围绕中心固定轴组件112自由地旋转。主气缸体210可在固定距离处这样旋转，该距离是锁定销204、208的中心纵向轴线与外表面172、188的中心纵向轴线之间的距离。

主气缸体210包括主内腔室212，其是圆柱形的，带有在近端-远端方向上定向的中心纵向轴线。主气缸体210还包括四个钻孔214，每个钻孔具有在近端-远端方向上定向的中心纵向轴线，并且每个钻孔与主内腔室212隔开。图22至图24示出了，第一活塞组件108还包括近端活塞216，其在图中由可彼此一体形成的近端活塞联接轴216a和近端活塞板216b的组合来表示。近端活塞板216b可位于主内腔室212内，并且可用作内腔室212的近端壁以密封内腔室212的近端部分。

近端活塞联接轴216a通过锁定销206可旋转地联接到中间连接杆128，以相对于中间连接杆128围绕锁定销206的中心纵向轴线可旋转。进一步，如上所述，中间连接杆128可在与顶部连接杆126和底部连接杆130不同的纵向轴线上围绕中心固定轴组件112旋转，该不同的纵向轴线由外表面180的中心纵向轴线限定。因此，近端活塞216可在由外表面180的中心纵向轴线限定的纵向轴线上围绕中心固定轴组件112自由旋转。近端活塞216可在固定距离处这样旋转，该距离是锁定销206的中心纵向轴线与外表面180的中心纵向轴线之间的距离。

近端活塞板216b可沿着内腔室212的中心纵向轴线在主气缸体的内腔室212内轴向地滑动。例如，因为主气缸体210和近端活塞216在不同的轴线上围绕中心固定轴组件112旋转，所以在与以上关于发动机30描述的原理相似的原理下，当整个第一活塞组件108围绕中心固定轴组件112旋转时，可通过内腔室212向近端和向远端抽出近端活塞板216b。

近端活塞216在其近端联接到安装在四个滚柱轴承220上的支撑板218，每个滚柱轴承220进而安装在四个支撑轴222中的相应一个上，每个支撑轴222进而安装在四个钻孔214中的相应一个内并且延伸穿过该钻孔。支撑轴222可固定地安装在相应钻孔214内以将第一活塞组件108的其他部件固定到主气缸体210。

图25至图27从三个不同的透视图示出了处于与图22至图24相同的装配阶段的发动机100。图25至图27示出了，第一活塞组件108可包括四个近端间隔元件224，每个近端间隔元件安装在四个支撑轴222中的相应一个上，正好位于主气缸体210远端。第一活塞组件108还可包括四个滚柱轴承226，每个滚柱轴承安装在四个支撑轴222中的相应一个上，正好位于近端间隔元件224远端。第一活塞组件108还可包括四个远端间隔元件228，每个远端垫片元件安装在四个支撑轴222中的相应一个上，正好位于滚柱轴承226远端。

图25至图27还示出了，第一活塞组件108还包括远端活塞230，其在图中由可彼此一体形成的远端活塞板230a、远端活塞联接轴230b和远端活塞支撑板230c的组合表示。远端活塞支撑板230c可安装在四个滚柱轴承226上，并且可具有形成于其中心的开口。远端活塞联接轴230b可以是中空圆柱形轴，其联接到远端活塞支撑板230c并且从其向近端延伸到远端活塞板230a。远端活塞板230a可位于主内腔室212内，并且可用作内腔室212的远端壁，并且可具有形成于其中心的开口。远端活塞联接轴230b包括管道，其使远端活塞支撑板230c中的开口与远端活塞板230a中的开口联接，并且允许其他部件通过其中进入主内腔室212。

如上所述，远端活塞230经由远端活塞支撑板230c安装在滚柱轴承226上。因此，在一些实施例中，可致动远端活塞230以使其移动，并且远端活塞可沿着支撑轴222轴向地滑动，使得远端活塞板230a可沿着主气缸体210的内腔室212的中心纵向轴线在内腔室212内轴向地滑动。例如，在一些实施例中，可在外部控制远端活塞230的运动，以进一步控制内腔室212内的压力，从而有助于发动机100的动力输出。然而，在所示实施例中，滚柱轴承226沿着支撑轴222的运动被间隔元件224、228限制，从而远端活塞板230a在内腔室212内的运动被限制。

图28至图30示出了，第一活塞组件108可包括远端板232，其安装并牢固地固定到支撑轴222的远端部分(在图28至图30中看不见)。远端板232在其中心包括大致十字形开口234，该十字形开口与远端活塞板230a中的开口、远端活塞联接轴230b和远端活塞支撑板230c中的开口的中心纵向轴线对准。远端板还支撑凸轮-齿轮箱236并可与其一体地形成。凸轮-齿轮箱236包括上架或者顶部元件238和下架或者底部元件240，以及从顶部元件238竖直地跨越到底部元件240并且使顶部元件连接到底部元件的第一竖直壁元件242和第二竖直壁元件244。

顶部元件238包括形成于其中的两个竖直对准的开口：在顶部元件238中横向地位于近端-远端轴线的一侧的上近端开口246，以及位于上近端开口246远端并且在顶部元件238中横向地位于近端-远端轴线的与上近端开口246相对的一侧的上远端开口248。类似地，底部元件240包括形成于其中的两个竖直对准的开口：在底部元件240中横向地位于近端-远端轴线的一侧的下近端开口250，以及位于下近端开口250远端并且在底部元件240中横向地位于近端-远端轴线的与下近端开口250相对的一侧的下远端开口252。上近端开口246位于下近端开口250正上方，并且上远端开口248位于下远端开口252正上方。

图31和图32示出了，第一活塞组件108包括联接到控制轴256的控制器254，该控制轴从控制器254向近端延伸穿过远端活塞板230a中的开口，穿过远端活塞联接轴230b，并且穿过远端活塞支撑板230c中的开口，延伸到内腔室212内。在内腔室212内，控制轴256的近端部分联接到中间活塞320(见图47)，中间活塞位于近端活塞216和远端活塞230之间，并且在下面更详细地描述中间活塞。

控制轴256联接到轴承组件258，该轴承组件包括位于十字形开口234的顶部内的顶部滚柱轴承260、位于十字形开口234的底部内的底部滚柱轴承262、位于十字形开口234的第一侧部内的第一侧滚柱轴承264、以及位于十字形开口234的第二侧部内的第二侧滚柱轴承266。滚柱轴承260、262、264和266可抵靠远端板232中的十字形开口234的相应表面，以允许中间活塞320在内腔室212内轴向地且平稳地移动。

如还在图31和图32中示出的，圆柱形驱动轴268联接到轴承组件258的底面或下侧。圆柱形驱动轴268经由轴承组件258和控制轴256牢固地固定到中间活塞320，使得当中间活塞320在内腔室212内向近端和远端移动时，驱动轴268类似地向近端和远端移动。

图33至图38示出了，第一活塞组件108还包括安装至凸轮-齿轮箱236的一组相互作用的凸轮、齿轮和链条。图33示出了安装至凸轮-齿轮箱236、安装至第一活塞组件的凸轮、齿轮和链条。图34至图38示出了与第一活塞组件108的剩余部分隔离的安装至凸轮-齿轮箱236的凸轮、齿轮和链条，以更充分地示出那些部件。具体地，近端凸轮270可旋转地且偏心地安装在上近端开口246中的上近端滚柱轴承274上和下近端开口250中的下近端滚柱轴承276上，并且远端凸轮272可旋转地且偏心地安装在上远端开口248中的上远端滚柱轴承278上和下远端开口252中的下远端滚柱轴承280上。

驱动轴268位于近端凸轮270和远端凸轮272之间并且抵靠近端凸轮和远端凸轮。中间活塞320穿过内腔室212的近端运动产生驱动轴268相对于近端凸轮270和远端凸轮272的近端运动。因此，当中间活塞320在内腔室212内向近端移动时，驱动轴268推动偏心地安装在滚柱轴承274、276上的近端凸轮270，以围绕上近端开口246和下近端开口250的中心纵向轴线旋转。类似地，中间活塞320穿过内腔室212的远端运动产生驱动轴268相对于近端凸轮270和远端凸轮272的远端运动。因此，当中间活塞320在内腔室212内向远端移动时，驱动轴268推动偏心地安装在滚柱轴承278、280上的远端凸轮272，以围绕上远端开口248和下远端开口252的中心纵向轴线旋转。

如图37和图38所示，近端凸轮270和远端凸轮272可旋转地彼此约束。例如，齿轮282可安装并且可旋转地固定在近端凸轮270和远端凸轮272中的每个上，例如在顶部元件238与底部元件240之间。这些齿轮282可旋转地彼此约束，使得它们通过连杆机构(诸如在顶部元件238与底部元件240之间安装在齿轮282上的链条284)被限制成彼此同步地旋转。链条284在图37中示出，但是并未在图38中示出，以更清楚地示出各个部件。在中间活塞320的近端运动和远端运动的过程中，双旋转锁定的近端凸轮270和远端凸轮272允许中间活塞320引起凸轮270和272的旋转。如还在图37和图38中示出的，远端凸轮272包括延伸通过底部元件240并且延伸到底部元件下方的支腿286。远端底部齿轮288安装在远端凸轮272上并且可旋转地固定到远端凸轮。

在图33至图38中示出的构造中，如果中间活塞320在内腔室212内向近端移动，那么驱动轴268推动近端凸轮270在顺时针方向(当在近端凸轮270上向下看时)上旋转。近端凸轮270的这种旋转导致联接到近端凸轮270的齿轮282的顺时针旋转，从而导致链条284的顺时针旋转，从而导致联接到远端凸轮272的齿轮282的顺时针旋转，并且从而导致远端凸轮272的顺时针旋转。

发动机100可构造成，使得当中间活塞320到达其近端冲程的末端时，驱动轴268在其后部到达并接触近端凸轮270的中心线，并且在其前部接触远端凸轮272的中心线。因此，当中间活塞320开始其远端冲程时，驱动轴268推动远端凸轮272在顺时针方向(当在远端凸轮272上向下看时)上旋转。各个部件的动量可帮助确保，在中间活塞320的近端运动和远端运动之间的每个这种过渡处，近端凸轮270和远端凸轮272继续在顺时针方向上旋转。当中间活塞320在内腔室212内来回循环时，此过程可重复。这样，凸轮270、272可提供被叫做“无限倾斜平面”的平面，驱动轴268可一直推动抵靠该平面。

另一方面，在图33至图38中示出的构造中，如果中间活塞320在内腔室212内向远端移动，那么驱动轴268推动远端凸轮272在逆时针方向(当在远端凸轮272上向下看时)上旋转，并且以上描述相应地反过来。因此，在任一种情况中，当中间活塞320在内腔室212内来回循环时，驱动轴268可连续地推动抵靠近端凸轮270或远端凸轮272中的一个，以导致近端凸轮270和远端凸轮272在相同的方向上连续旋转。因此，由于底部齿轮288相对于远端凸轮272固定，所以中间活塞320的往复运动可转换成底部齿轮288相对于第一活塞组件108在单个方向上的连续旋转。

近端凸轮270安装在沿第一方向与驱动轴268沿着其往复运动的近端-远端轴线偏离第一距离的位置处，并且远端凸轮272安装在沿与第一方向相反的第二方向上与驱动轴268沿着其往复运动的近端-远端轴线偏离第一距离的位置处。结果，驱动轴268沿着其往复运动的轴线相对于从近端凸轮270的旋转轴线延伸到远端凸轮272的旋转轴线的轴线是倾斜的。因此，当驱动轴268往复运动时，其沿着轴线在与凸轮270、272的相应旋转轴线恒定距离处(例如，通过恒定的杠杆臂)对凸轮施加力，以导致凸轮旋转。

图39至图42单独地且更详细地示出了近端凸轮270和远端凸轮272。图39和图40示出了，近端凸轮270包括近端凸轮头部290和偏心地联接到近端凸轮头部290的近端凸轮腿部292。当近端凸轮270安装在第一活塞组件108上时，近端凸轮腿部292安装在上近端开口246和下近端开口250内的上近端滚柱轴承274和下近端滚柱轴承276上，并且近端凸轮头部290位于顶部元件238的顶部上以抵靠驱动轴268。近端凸轮腿部292包括沿着其长度纵向地延伸的凹槽或键槽294，以便于使齿轮联接至其。

类似地，图41和图42示出了，远端凸轮272包括远端凸轮头部296和偏心地联接到远端凸轮头部296的远端凸轮腿部298。远端凸轮腿部298可比近端凸轮腿部292长。当远端凸轮272安装在第一活塞组件108上时，远端凸轮腿部298安装在上远端开口248和下远端开口252内的上远端滚柱轴承278和下远端滚柱轴承280上，并且远端凸轮头部296位于顶部元件238的顶部上以抵靠驱动轴268。远端凸轮腿部298包括沿着其长度纵向地延伸的凹槽或键槽300，以便于使齿轮联接至其。

图43单独地且更详细地示出了底部齿轮288。底部齿轮288包括用于接收远端凸轮腿部298的中心开口302和用于与键槽300接合以将底部齿轮288可旋转地锁定至远端凸轮272的脊或键304。图44单独地且更详细地示出了齿轮282。齿轮282包括用于接收近端凸轮腿部292或远端凸轮腿部298的中心开口306和用于与键槽294或键槽300接合以将齿轮282相应地可旋转地锁定至近端凸轮270或远端凸轮272的脊或键308。

图45示出了，一对张紧齿轮310安装至主气缸体210的底部或下侧。图46示出了，第一活塞组件108可包括底部链条312，其从第一活塞组件108的远端底部齿轮288延伸到第一活塞组件108的张紧齿轮310，延伸到近端底部齿轮164。链条312可围绕齿轮288、310、164延伸并将它们可旋转地彼此锁定。也就是说，因为近端底部齿轮164是固定的且可旋转地锁定至中心固定轴组件112，所以底部链条312可防止远端底部齿轮288围绕其自身中心轴线旋转。张紧齿轮310可确保链条312经受张力并且不会松弛。

图46还示出了，第二活塞组件110可包括与第一活塞组件的远端底部齿轮288类似的远端底部齿轮314、与第一活塞组件的张紧齿轮310类似的张紧齿轮316、以及与第一活塞组件的底部链条312类似的底部链条318。底部链条318从第二活塞组件110的远端底部齿轮314延伸到第二活塞组件110的张紧齿轮316，延伸到近端顶部齿轮162。链条318可围绕齿轮314、316、162延伸并将它们可旋转地彼此锁定。也就是说，因为近端顶部齿轮162是固定的且可旋转地锁定至中心固定轴组件112，所以底部链条318可防止远端底部齿轮314围绕其自身中心轴线旋转。张紧齿轮316可确保链条318经受张力并且不会松弛。

如上所述，当中间活塞320在内腔室212内来回移动(往复运动)时，远端底部齿轮288可相对于第一活塞组件108在单个方向上连续旋转。还如上所述，近端底部齿轮164是固定的且可旋转地锁定至中心固定轴组件112。因此，因为底部链条312将远端底部齿轮288可旋转地锁定至近端底部齿轮164，使得远端底部齿轮288不围绕其自身中心轴线旋转，所以中间活塞320的往复运动导致整个第一活塞组件108(包括远端底部齿轮288)围绕中心固定轴112连续旋转(例如，对360°的旋转提供动力)，包括近端底部齿轮164。当第一活塞组件108围绕中心固定轴112旋转时，远端底部齿轮288的齿和近端底部齿轮164的齿可各自沿着底部链条312爬行。相同的原理适用于第二活塞组件110。

因此，第一活塞组件108围绕中心固定轴组件112的旋转可由两个机构提供动力。首先，如上所述，因为主气缸体210和近端活塞216在不同的轴线上围绕中心固定轴组件112旋转，所以当整个第一活塞组件108围绕中心固定轴组件112旋转时，可通过内腔室212向近端和远端抽出近端活塞板216b，在与以上关于发动机30描述的那些原理类似的原理下，对第一活塞组件108的旋转提供动力。其次，中间活塞320的往复运动经由驱动轴268、凸轮270、272、齿轮288、164和链条312对第一活塞组件108的旋转提供动力。这两个机构可配合，使得它们在相同的方向上并且以相同的旋转速度对第一活塞组件108的旋转提供动力以便进行360°的旋转。

图47示出了沿着图5所示的线47-47截取的发动机100的剖视图。图47示出了近端活塞216、远端活塞230和中间活塞320的关系。图47示出了，中间活塞320将主内腔室212分成近端内腔室212a和远端内腔室212b。图47还示出了，近端活塞216、中间活塞320和远端活塞230中的每个可包括一个或多个外围槽322，诸如垫圈(未示出)的密封元件可位于外围槽内，以密封近端内腔室212a和远端内腔室212b。远端活塞联接轴230b的内部可围绕控制轴256被密封以封闭远端内腔室212b。

图48和图49单独地示出了中间活塞320和控制轴256，以更充分地示出那些部件。中间活塞320的面是圆形的。本文描述的任何活塞的面可以是圆形的，或者可包括任何其他合适的形状，例如方形、卵形、椭圆形、三角形，等等，取决于具体实现方式。中间活塞320可包括一对阀324，其可以打开以允许空气流过中间活塞320(例如，以允许空气在近端内腔室212a和远端内腔室212b之间流动)，并且可以关闭以防止空气流过活塞320。例如，阀324可由控制器254控制以在受控时间打开和关闭。

在一些实现方式中，阀324可以快速连续地打开和关闭，以使近端内腔室212a与远端内腔室212b之间的压力均衡。这种压力均衡事件可以是定时的，以增加发动机100的动力输出、效率或者其他特性，并且这些事件的定时可取决于发动机100的具体实现方式。在一些实现方式中，第一活塞组件108和第二活塞组件110围绕中心固定轴组件112每旋转一周，可快速连续地打开和关闭阀324一次。在一些更具体的实现方式中，当第一活塞组件108和第二活塞组件110处于240°构造(或者240°构造的±5°内的构造)时，这些加压均衡事件可以定时发生，如参考以上关于发动机30示出的0度、45度、90度和135度构造所理解的。

在一些实现方式中，近端内腔室212a和远端内腔室212b可设置有入口阀和出口阀(例如，电磁阀)，以允许将高压气体注入腔室212a、212b，或者从腔室排出相对低压的气体。在一些实现方式中，在发动机100已经达到一定的旋转速度(启动速度)之后，阀可以关闭以密封主内腔室212。在这种实现方式中，阀324可用来使空气在近端内腔室212a与远端内腔室212b之间穿梭，因此发动机100可在一定时间内持续地产生机械功，直到压差由于摩擦损耗或其他损耗而最终消散为止。在一些实现方式中，可使用压缩到大约30psi(表压力)的空气来驱动发动机100。

在一些实现方式中，可将排出的相对低压的气体再次循环或再次注入到发动机100中，并且用来再次驱动发动机100。例如，废气可具有比起初注入的高压气体低的压力，但是仍具有足够高的压力使得其可用来引起预期的压差，如上所述。作为另一实例，可将废气再次压缩然后再次注入发动机100中。在一些实现方式中，可将从气缸的一个腔室排出的气体再次注入气缸的另一腔室，或者可再次注入不同气缸的腔室。

在一些实现方式中，可通过将齿轮安装并刚性地固定到主框架106的顶部，例如使得其围绕顶轴部分142旋转，并且从齿轮汲取动力，来从发动机100汲取动力。发动机100的部件可由任何合适的材料制造，例如钢、铝或其他金属。

在一些实现方式中，压差发动机(诸如发动机100)可包括气体增压系统。图50至图57示出了这种与压差发动机(其具有与以上对发动机100描述的那些部件类似的部件)一起使用的气体增压系统400。虽然发动机100的部件和图50至图57中示出的部件可能具有一些差异，但是为了清楚和方便起见，使用相同的参考数字对其进行标记。图50至图52示出了，增压系统400可包括位于主框架106的第一侧上的第一气压缸组件402和位于主框架106的与第一侧相对的第二侧上的第二气压缸组件404。在图50至图57中未示出包括第一活塞组件108和第二活塞组件110在内的各个部件，以避免使增压系统400的部件的说明难以理解。气缸组件402和404是彼此的镜像，除了本文描述的任何其他差异以外。因此，增压系统400的以下描述聚焦于第一气缸组件402，并且第二气缸组件404可包括与第一气缸组件402的那些特征相似或相同的特征。

第一气缸组件402包括叉杆406，该叉杆包括用于将叉杆406联接到其他部件的四个叉杆螺栓408。例如，螺栓408可将叉杆406固定到第一活塞组件108，例如固定到第一活塞组件108的主气缸体210。第一气缸组件402还包括气压缸410和将气压缸410可旋转地联接到叉杆406的叉杆销412。气压缸410可设置有入口阀和出口阀(例如，电磁阀)，以允许将高压气体注入气压缸410或者从气压缸410排出相对低压的气体。

气压缸410包括安装于其中的活塞以在活塞与气压缸410的远端之间形成腔室，活塞联接到连接杆414，该连接杆从气缸410伸出越过与叉杆406相对的气缸410的近端。连接杆414从气缸410延伸到连接杆414的近端，该近端包括具有竖直地贯穿其中的纵向钻孔的中空圆柱体416。中空圆柱体416的纵向钻孔可与安装至主框架106的曲柄轴420的曲柄销418(见图53)接合。例如，曲柄销418可行进穿过中空圆柱体416的纵向钻孔。

图53示出了与其他部件独立的曲柄轴420。如图53所示，曲柄轴420包括主轴颈，该主轴颈包括上曲柄轴杆422和下曲柄轴杆424，下曲柄轴杆具有的直径与上曲柄轴杆422的直径匹配，沿着与上曲柄轴杆422相同的中心纵向轴线延伸，并且沿着由上曲柄轴杆422和下曲柄轴杆424共用的公共纵向轴线与上曲柄轴杆422轴向地隔开。上曲柄臂426联接到上曲柄轴杆422的底端。下曲柄臂428联接到下曲柄轴杆424的顶端。曲柄臂426和428是扁平圆柱体，它们具有彼此相同的直径且比上曲柄轴杆422及下曲柄轴杆424的直径更大的直径，曲柄臂426和428沿着与上曲柄轴杆422和下曲柄轴杆424相同的中心纵向轴线延伸，并且沿着其公共中心纵向轴线彼此轴向地隔开。

曲柄销418在其顶端联接到顶部曲柄臂426的底端，并且在其底端联接到底部曲柄臂428的顶端。曲柄销418沿着与曲柄轴杆422、424和曲柄臂426、428的中心纵向轴线平行但偏离的中心纵向轴线延伸。因为曲柄轴420的曲柄销418延伸通过中空圆柱体416的纵向钻孔，所以中空圆柱体416被限于随着曲柄销418平移并且可围绕曲柄销418旋转。因此，这些部件可将连接杆414相对于曲柄轴420的往复运动转换成曲柄销420的旋转运动，或者可将曲柄轴420的旋转运动转换成连接杆414相对于曲柄轴420的往复运动。

如图50至图52所示，曲柄轴420可安装至主框架106的第一竖直侧柱118并且安装至水平顶杆116。例如，第一顶部支撑板430和第二底部支撑板432可联接到第一竖直侧柱118的内表面并且从侧柱118向近端向内延伸。顶部支撑板430和底部支撑板432分别包括竖直延伸的钻孔434、436(见图54和图55)，并且水平顶杆116和水平底杆114分别包括竖直延伸的钻孔438、440(见图54和图55)。上曲柄轴杆422可延伸穿过并安装在钻孔438和434内，下曲柄轴杆424可延伸穿过并安装在钻孔436和440内。如示出的，下曲柄轴杆424延伸穿过并仅安装在钻孔436内。

图54和图55示出了去除其他部件的钻孔434、436、438和440，以改进其图示的清楚性。如在图54和图55中看到的，在每个钻孔434、436、438和440中分别安装有滚柱轴承442、444、446和448，以减小由曲柄轴420相对于主框架106旋转产生的摩擦。如在图54和图55中进一步示出的，在每个竖直钻孔138、140中分别安装有另外的滚柱轴承450和452，以减小由主框架106围绕中心固定轴112旋转产生的摩擦，为了说明清楚起见，在图50至图52中仅示出了中心固定轴的一部分。

如在图50至图52中示出的，曲柄轴420的上曲柄轴杆422延伸穿过位于顶杆116中的钻孔438和滚柱轴承446，并且位于其上方。在顶杆116上方延伸的曲柄轴杆422的一部分刚性地联接到远端曲柄轴齿轮454。曲柄轴齿轮454通过曲柄轴链条456可旋转地联接到近端曲柄轴齿轮458(见图56和图57)。近端曲柄轴齿轮458刚性地安装至中心固定轴112的顶轴部分142，使得近端曲柄轴齿轮458也是固定的。

如在图56和图57中示出的，滚柱轴承460在近端曲柄轴齿轮458上方安装至顶轴部分142。驱动齿轮462(在图56中示出，但是未在图57中示出)安装在滚柱轴承460上，使得驱动齿轮462可围绕顶轴部分142自由地旋转。驱动齿轮462刚性地联接到四个张紧杆464，所述张紧杆刚性地安装在顶杆116的顶部上，使得驱动齿轮462随着顶杆116和主框架106的其余部分旋转。可从驱动齿轮462汲取动力。曲柄轴链条456在两个张紧杆464之间延伸，张紧杆464从任一侧向内推动链条456以在链条456中引起张力，从而防止链条456松弛。链条456围绕齿轮454和458延伸并将齿轮454和458可旋转地彼此锁定。也就是说，因为近端曲柄轴齿轮458是固定的且可旋转地锁定到远端曲柄轴齿轮454，所以曲柄轴链条456可防止远端曲柄轴齿轮454围绕其自身中心轴线旋转。

如图50至图52所示，第一气缸组件402还包括安装至第一侧柱118的高压气罐466和低压气罐468。高压气罐466可用来储存高压气体，以对活塞和腔室(如在本文中别处描述的)供应高压气体，从而驱动本文描述的各个特征的操作，例如对本文描述的各个阀(例如，电磁阀)和各个腔室(例如，腔室212a和212b)供给高压气体。例如，每次可从高压气罐466向腔室供给50毫升的压缩高压气体。低压气罐468可用来收集从本文描述的各个阀(例如，电磁阀)和各个腔室(例如，腔室212a和212b)排出的相对低压的气体。

当第一活塞组件108和第二活塞组件110及主框架106围绕中心固定轴112旋转时，增压系统400的操作由第一活塞组件108和第二活塞组件110中的每个的主气缸体210相对于主框架106的相对运动来驱动。例如，第一活塞组件108和第二活塞组件110可通过沿着支撑杆122朝向主框架106和远离主框架106滑动而相对于主框架106来回往复运动。这种相对运动可驱动增压系统400的操作，以对压差发动机(诸如压差发动机100)实现至少两个不同的好处。

首先，在操作中，来自高压气罐466的高压气体可用来驱动压差发动机的操作，例如以上关于压差发动机100所描述的。一旦执行这些操作来驱动主框架106围绕中心固定轴112的旋转，并且高压气体已经变成相对低压的气体，便可将低压气体排出至低压气罐468。然后可从低压气罐468供给低压气体，并且当主气缸体210离主框架106最远且气压缸410内的腔室由此是其最大时，将低压气体注入气压缸410。随着主框架106和主气缸体210围绕中心固定轴112继续旋转，主气缸体210朝向主框架106移动，从而压缩气压缸410中的气体。当主气缸体210最靠近主框架106且气压缸410内的腔室由此是其最小且气压缸410中的气体的压力是其最高时，于是可从气压缸410供给高压气体并且将高压气体注入回到高压气罐466中，高压气体在那里可再次用来驱动压差发动机的操作。

其次，随着主气缸体210朝向主框架106移动，并且随着气压缸410中的空气的压力增加，如上所述，连接杆414被朝向曲柄轴420驱动以驱动曲柄轴420旋转，从而实现其180度旋转。类似地，一旦主气缸体210开始移动远离主框架106，便通过主气缸体210拉动连接杆414远离曲柄轴420，以进一步驱动曲柄轴420旋转，从而实现其另外的180度旋转，使得连接杆414驱动曲柄轴420，从而实现其360度旋转。

因此，当连接杆414相对于曲柄轴420来回往复运动时，远端曲柄轴齿轮454相对于主框架106在单个方向上连续旋转。然而，如上所述，曲柄轴链条456防止远端曲柄轴齿轮454围绕其自身中心轴线旋转。因此，当主框架106围绕中心固定轴112旋转时，连接杆414的往复运动导致整个主框架106围绕中心固定轴112和远端曲柄轴齿轮454的齿沿着曲柄轴链条456连续地爬行，以与中间活塞320的往复运动导致第一活塞组件108围绕中心固定轴112连续旋转相同的方式，如上所述。

因此，可通过三个机构对主框架106和活塞组件108、110围绕中心固定轴组件112的旋转提供动力。首先，如上所述，可在与以上关于发动机30描述的那些原理类似的原理下对旋转提供动力。其次，也如上说明的，可通过中间活塞320的往复运动对旋转提供动力。第三，如刚刚说明的，可通过主气缸体210相对于主框架106的往复运动对旋转提供动力。这三个机构可以协调，使得它们在相同的方向上以相同的旋转速度对主框架106和活塞组件108、110的旋转提供动力，以便实现360°的旋转)。

第二气压缸组件404可以是第一气压缸组件402的镜像，具有一些另外的差异。例如，第二气缸组件404可包括叉杆470和将叉杆470固定到第二活塞组件110而不是第一活塞组件108的四个螺栓472。进一步，第二气缸组件404可联接到第二侧柱120而不是第一侧柱118。另外，第二气缸组件404可包括远端曲柄轴齿轮474、曲柄轴链条476和近端曲柄轴齿轮478，这些部件位于比第一气缸组件402(见图56和图57)的相应部件低的位置，因此它们不会相互干扰。进一步，曲柄轴链条476围绕两个张紧杆464延伸，而不是在其之间延伸，使得两个张紧杆464朝向任一侧向外推动链条476，以在链条476中引起张力，从而防止链条476松弛。

本文描述的发动机在从压差产生机械功时可以是非常有效的。相对于其他气动发动机，本文描述的发动机可使用非常小体积的压缩空气。相对于其他气动发动机，本文描述的发动机可以相对紧凑且便携。相对于其他气动发动机，本文描述的发动机可产生非常少的废热和非常小的噪音。本文描述的发动机不产生碳排放，因此是环境友好的。当不从本文描述的发动机之一汲取动力用于最终用途时，该发动机可用来压缩空气或将水泵送至更高的高度以进行后期使用。例如，当发动机100的阀关闭以密封主内腔室212并且发动机100随着其逐渐停机而继续产生一段时间的机械功时，发动机100可用来压缩空气或将水泵送至更高的高度以进行后期使用。

本文描述的发动机可在汽车应用中使用，以及在远程的“离线型”应用中使用，例如在受灾区域中，例如在流动医院位置处。本文描述的发动机可结合在螺旋桨中，例如在飞机、船或潜艇中使用。本文描述的发动机可在非常低压的环境(例如，外部空间)或非常高压的环境(例如，深海)中使用。本文描述的发动机可用来代替水电发电机、风力涡轮发电机、太阳能发电机，或者其他发动机或发电机。本文描述的发动机可用来对通信设备、脱盐设备、制冷设备或其他设备提供动力，例如用于冷藏疫苗或食品。

本申请要求2015年4月10日提交的美国临时专利申请第62/146,081号的优先权，该申请通过整体引用的方式结合于此。本领域技术人员将认识到，本文阐述的许多方法或算法可采用另外的动作，可省略一些动作，和/或可以与指定顺序不同的顺序执行动作。可将上述各个实施例组合以提供其他实施例。如果必要的话，可修改这些实施例的一些方面，以使用其他系统、回路和概念来提供又一些实施例。

可根据以上详细描述对实施例进行这些改变和其他改变。通常，在所附权利要求中，所使用的术语不应解释为将权利要求限制于说明书和权利要求书中所公开的具体实施例，而是应解释为包括所有可能的实施例以及赋予这些权利要求的等同物的全部范围。因此，公开内容并不限制权利要求。

Claims (13)

1.一种压差发动机，包括：

气缸，其能够围绕中心固定轴旋转；

活塞，其定位为在所述气缸内往复运动；

杆，其联接到所述活塞，延伸穿过所述气缸的端部；

第一凸轮，其与所述杆接合，使得所述活塞在所述气缸内的往复运动导致所述第一凸轮的旋转；

第二凸轮，其与所述杆接合，使得所述活塞在所述气缸内的往复运动导致所述第二凸轮的旋转；

第一链条，其将所述第一凸轮可旋转地锁定到所述第二凸轮；以及

第二链条，其将所述第一凸轮和所述第二凸轮可旋转地锁定到所述中心固定轴。

2.根据权利要求1所述的压差发动机，其中，所述活塞在所述气缸内的往复运动导致所述第一凸轮和所述第二凸轮相对于所述气缸的旋转。

3.根据权利要求2所述的压差发动机，其中，所述第一凸轮和所述第二凸轮的旋转导致所述气缸围绕所述中心固定轴的旋转。

4.根据权利要求3所述的压差发动机，其中，所述活塞在所述气缸内的往复运动导致所述第一凸轮和所述第二凸轮相对于所述气缸的旋转，以使所述气缸围绕所述中心固定轴旋转360°。

5.根据权利要求4所述的压差发动机，其中，所述第一凸轮和所述第二凸轮的旋转导致所述气缸围绕所述中心固定轴的旋转，以使所述气缸围绕所述中心固定轴旋转360°。

6.根据权利要求1所述的压差发动机，其中，所述第一凸轮与所述杆接合，使得所述活塞在第一方向上的第一冲程导致所述第一凸轮在第一方向上围绕第一轴线的旋转，并且使得所述活塞在与所述第一方向相反的第二方向上的第二冲程导致所述第一凸轮在第一方向上围绕所述第一轴线的旋转，并且其中，所述第二凸轮与所述杆接合，使得所述活塞在第一方向上的第一冲程导致所述第二凸轮在第一方向上围绕第二轴线的旋转，并且使得所述活塞在第二方向上的第二冲程导致所述第二凸轮在第一方向上围绕所述第二轴线的旋转。

7.根据权利要求1所述的压差发动机，其中，所述第一凸轮和所述第二凸轮提供与所述杆接合的无限倾斜平面。

8.根据权利要求1所述的压差发动机，进一步包括能够滑动地安装在所述气缸内的第二活塞，所述第二活塞能够围绕与所述中心固定轴平行且与其偏离的轴线旋转。

9.一种方法，包括：

使活塞在气缸内往复运动；

在所述活塞往复运动的同时，通过使联接到所述活塞的杆与第一凸轮接合而使所述第一凸轮旋转；

在所述活塞往复运动的同时，通过使所述杆与第二凸轮接合而使所述第二凸轮旋转；

利用第一链条将所述第一凸轮能够旋转地锁定到所述第二凸轮；并且

通过利用第二链条将所述第一凸轮和所述第二凸轮能够旋转地锁定到中心固定轴而使所述气缸围绕所述中心固定轴旋转。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述第一凸轮旋转包括使所述第一凸轮相对于所述气缸旋转，并且使所述第二凸轮旋转包括使所述第二凸轮相对于所述气缸旋转。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，使所述第一凸轮旋转和使所述第二凸轮旋转包括：使所述杆与所述第一凸轮接合及与所述第二凸轮接合，以使所述气缸围绕所述中心固定轴旋转360°。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述第一凸轮旋转包括使所述杆与所述第一凸轮接合，使得所述活塞在第一方向上的第一冲程导致所述第一凸轮在第一方向上围绕第一轴线的旋转，并且使得所述活塞在与第一方向相反的第二方向上的第二冲程导致所述第一凸轮在第一方向上围绕所述第一轴线的旋转，并且其中，使所述第二凸轮旋转包括使所述杆与所述第二凸轮接合，使得所述活塞在第一方向上的第一冲程导致所述第二凸轮在第一方向上围绕第二轴线的旋转，并且使得所述活塞在第二方向上的第二冲程导致所述第二凸轮在第一方向上围绕所述第二轴线的旋转。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述杆与所述第一凸轮接合及与所述第二凸轮接合包括：使所述杆与由所述第一凸轮和所述第二凸轮形成的无限倾斜平面接合。