CN1091178A - 改进的内燃机 - Google Patents

Abstract

一种发动机。在RCU上设轨道。最好有4个 活塞在汽缸内往复运动。活塞各连于连杆的一端。 连于连杆另一端的从动件在RCU轨道上滚动。轨 道设计成使某些从动件被RCU推动，另一些被拉 动，跟对置活塞的往复运动相配合。连于连杆的零件 跟装在连于发动机机体的导向板上的连杆导向件相 啮合。从而有效地分散了沿任意方向而不是沿平行 于活塞往复运动方向的在连杆/RCU连接处作用 于连杆上的力，并使连杆活塞沿往复方向运动。

Description

本发明广泛涉及内燃机。更具体地说，本发明涉及这样一种内燃机，它是由安装在静止的大体上成径向布置的气缸内的活塞驱动的，并采用一种最好具有3个或更多轨道的中心旋转凸轮组（以下称为RCU），以移动该活塞和阀系。这种旋转的RCO代替传统的曲轴。

所有内燃机（包括奥托循环，柴油机和二冲程）的历史可追逆到1678年，那时法国人Abbe  Hantefeuille提出了在气缸内利用火药粉来推动活塞并获得功。他的原理今天被应用在航空运载工具上，将飞机推入大气。第一台成功的工作发动机采用动杆（1794年street的发动机）和齿条及齿轮结构（1856年Barsanti和Mateucci发动机，1866年otto和Langen发动机），将活塞的往复运动转变成旋转运动。在那些日子里，蒸汽机是机械功最流行的动力源，而蒸汽机曲轴成为内燃机的一种标准部件，这不是很久以前的事。曲轴在蒸汽机上工作得很好。每分钟超过几百个冲程是很少的，远远低于破坏频率。含油蒸汽提供冷却和润滑。活塞是对中的，因此，在气缸筒上没有侧压力，只有推力。该压力是平缓的和稳定的，并且通常施加于活塞的两侧。现代内内燃机中的工作环境跟它相比，压力不是平缓的，而是爆炸性的。其热度高到足以熔化许多种金属。其工作流体不是起润滑作用的含油蒸汽，而是含有腐蚀性酸的白热火焰。这种灼热燃气由活塞吹走，将油料变为腐蚀溶液。

根据这一点，人们必须承认，现代内燃机已经被制造得很耐用的了。然而，尽管它们可被认为是高度发展的，事实上，它们比可能获得的效率要小，因为热能转换为机械能是通过活塞、连杆和曲轴完成的。

在动力冲程中，活塞的直线运动是从热能转换为机械能的最初步骤。该直线运动又转换成连杆的角运动，角运动又变为曲转的圆周运动。在这一转变阶段中，活塞的熔接是由曲轴的几何形状影响活塞产生的极大的侧压力引起的。然而，这仅仅是因为采用曲轴所引起的许多问题中的一个。

大量的能量，从而其效率在燃烧过程中损失了，这是因为在曲轴系统中所固有的杠杆系几何结构的低效率所致。但曲轴发动机最坏的结构缺陷也许是它们固有的不平衡。

采用附加的配重或旋转平衡轴可达到相对的动力平衡状态。随着发动机转速的变化达到这些配重的共振频率，它们开始使发动机抖动。这使发动机设计者感到灰心。在某些现代发动机中，需要多至9根旋转和平衡转轴以使固有的不平衡变得平稳。

但除了由移动质量引起的平衡问题外，燃烧过程本身具有爆炸性质。otto循环发动机具有大约160度持续角的动力冲程，在一给定的气缸内，每隔两转（720度）它仅出现一次。这样仅22%时间表现为功率输入。由于这些燃烧压力随着燃烧容积的增加而降低，并且由于作用于活塞上的力随曲轴转动而变化。因此这些力不像在蒸汽机中那样以平稳的推力传递。这种不寻常的和不均匀的动力波动是这些发动机的另一固有的结构问题。为了克服这一缺点，设计者已在寻求两条道路。第一，他们采用重的飞轮减轻爆炸振动，并将动量带到下一个动力冲程。这些发动机相对功率输出来说是非常重的。早些时产，一马力的发动机比一匹马还重。后来的结构有发展，采用多个活塞，各活塞之间相对于曲轴是偏置的。这就是允许动力冲程得以重叠。一台8缸发动机每转有4个重叠的动力冲程。但这样给它带来更多的需要克服的平衡问题，从而要驱动更多的旋转和逆转平衡轴和齿轮或链条。为克服这一固有的不平衡缺陷而设计的任何附加的动力平衡重只能增加惯性和摩擦负荷。在那些年中对曲轴系统中的这些摩擦损失已知道得很多，并且加强了研究。

在标准otto循环发动机中的燃烧过程是另一个可以改进的领域。追逆到1873年，一个姓Brayton的美国人研制了一种发动机，它具有利用燃烧气体完全膨胀功的独特特点，甚像开创远洋蒸汽机轮船实践的多级蒸汽机。他采用两个彼此分开的气缸和一个极为复杂的阀系做到了这点。一个气缸用于预压缩燃料/空气混合物，另一个长得足以使爆炸气体完全膨胀到大气压力。虽然曾制造了大量的这种发动机，然而由于所述摩擦和曲轴效率低，比匹敌的otto循环发动机仅有轻微的改善。Brayton过程虽已不用于活塞式发动机，但它仍然用于燃气轮机。

在最近的50年里，曲轴发动机的许多缺点引起了对另一结构的大量研究。结果产生了几种旋转发动机结构，涡轮机以及其它几种紧凑动力装置。由于种种理由，到目前为止，大多数人没有抓住世界发动机制造商的注意力。然而，特别在汽车工业中有极大的需要来研制更好的发动机。起先，这一研究是针对每磅重量的高比功率输出的。最近，这一研制工作集中在改善每加仑燃料的里程数及减少污染方面。

然而，为什么汽车工业一直没有跨入这些新设计发动机产品的阶段，存在几个主要的理由。大多数新发动机结构比传统的动力装置更大、更重、更复杂和更贵。还有，所有新近设计根本脱离了已知的经过验证的技术。但当考虑最接近的合理的选择对象，诸如汪克尔旋转发动机或燃气轮机时，才弄明白它们各自有其困难。两者至今没有广泛被接受是因为它们效率低。另一个它们共有的问题是这些结构不易制造，需要化费数十亿美国的机床，特殊装备和处在世界汽车工厂内适当位置上的劳动力。税收法律和缩减的时间表使制造商难以作出迅速的改变。因此，虽然这两种发动机或许确切安装在飞机和小型赛车产品内，但它们不可能永远被大量采用。

如先提到的，传统内燃机将能量从往复活塞上传递到驱动轴上效率低是由于在曲轴连杆机构中的能量损耗。这种结构布置由于需要大量的平衡装置还增加了发动机的复杂性。此外，传统的内燃机不能使燃烧产物自始至终缓慢减压到大气压力，这就使燃烧潜在功中的很大百分比浪费了。还有，传统内燃机遭受漏气问题（燃气直接漏入曲轴箱区，成为污染原因之一），没有完全烧掉燃料，导致油耗高，功率损失和排污。

如上所述，现有的内燃机，包括辐射形发动机，都苦于效率很低，因为它们没有充分使用所有作用活塞和连杆上的力。现有技术发动机，虽然利用了平行于活塞中心线作用的力，然而没有充分使用非平行于该中心线的作用于活塞和连杆上的力。这些附加的力，诸如当连杆不处在气缸孔中心线上时作用于曲轴连杆上的力，通常传递到活塞和连杆上。当传递到活塞上时，该活塞咬死在燃烧室壁上。当经一轴瓦传递到连杆上时，连杆往往会咬死。在每一种情况下，这些附加的力降低了发动机效率，因为去活塞和/或连杆上摩擦力增加。

因此，希望有一种改进的内燃机，它应具有下列特点（a）自活塞和连杆上有效控制和分散附加的力，（b）将更多的燃气膨胀能量转换为输出功率，（c）使往复运动充份转换成旋转运动，（d）减少排污，（e）应具有固有的动力平衡，（f）每转有大量的动力脉冲以使运转平稳，（g）为缩小部件尺寸提供简单结构，（h）应能方便地利用今天大多数发动机制造厂内找得到的现存基础结构来制造。

在被认为有兴趣的现有技术对比文件中，有美国专利US-3，482，554（N.Marthins），US-3，948，230（A.Burns）和US-4，334，506（A.Albert）。

Marthins的US-3，482，554公开了一种V型内燃机，它具有一个带等距凸轮4的叶形轮盘3。一活塞杆9一端牢固地固定于活塞8上，另一端固定于滚子10上。凸轮盘3的转动导致活塞8向上运动，而其向下运动是由气缸内的燃烧推力造成的。

Burns的US-3，948，230公开了一种旋转发动机，它包括一个第一三角形转子14，三叶草形的第二转子15可转动地安装在第一转子14的三叶16的每一叶上。第二转子15按逆向运动，每一叶跟每个第三活塞19底面的凹部29相啮合。

Albert的US-4，334，506公开了一种往复旋转发动机，它具有一个中空的带有椭圆形凸轮表面62的静止缸体。活塞28经活塞杆30连接于滚子轴承42。椭圆表面允许活塞在一转的预定旋转角度内完成一个完整的冲程。

然而，上述专利并不公开一种改进的内燃机，这种内燃机能使往复运动有效地转换成旋转运动，同时减少排污，并提供一种使部件数量减至最少的简单结构。Marthins和Albert两人都未公开一种具有在辐射形气缸内的活塞的发动机。而且那些获得专利的发明都未消除所有未燃的排放。

本发明通过提供一种辐射形内燃机而克服了现有技术的限制，它提供了由复往运动到旋转运动的有效转换，同时减少了排污，并提供一种使部件数量减至最少的简单结构。

按照本发明，提供一种内燃机，它包括：

一个发动机机体;

一根驱动轴;

在基本垂直于所述驱动轴的平面内呈辐射形配量的若干气缸;

若干活塞，在每一所述气缸内配置一个;

若干连杆，每一连杆具有第一和第二端，每一所述活塞在所述第一端处连接于所述连杆中的一个;

一凸轮，绕所述平面内的所述轴旋转，具有若干围绕凸轮的凸轮面，第一和第二所述凸轮面向内面向所述驱动轴，第三所述凸轮面向外背离所述驱动轴，所述第一和第二凸轮面处在所述第三凸轮面的两侧;

若干凸轮从动件，在所述连杆的第二端处在于所述每一连杆，第一和第二所述从动件适于分别跟第一和第二凸轮面啮合，而第二从动件适于跟第三凸轮面啮合。

因此，在使用中，当所述凸轮旋转时，第一和第二凸轮面啮合第一和第二凸轮从动件，以推动和从动件相连的连杆，而第三凸轮面啮合第三凸轮从动件，以推动和从动件相连的连杆，而第三凸轮面啮合第三凸轮从动件，以推动所述连杆。

本发明还提供一种辐射形内燃机，包括：一发动机机体;

一根沿发动机机体中心线配置的可旋转的驱动轴;

一旋转凸组，它具有若干凸轮延伸部，每一所述凸轮延伸部具有一上升侧缘和一下降侧缘，所述旋转凸组安装于所述驱动轴，所述凸轮在大致垂直于所述驱动轴的平面内旋转;

若干围绕所述旋转凸轮组呈辐射形布置的气缸;

在每一气缸中配置的一个活塞;

若干连杆，其数目和活塞数相当，每一活塞和一个连杆的一端相连;

至少一个凸轮从动件，连于每一连杆的连结活塞的相反端，所述凸轮从动件适于啮合旋转凸轮组上的凸轮延伸部;

用于保持所述连杆对中并限制每一连杆除沿其纵轴线外在所有方向上运动的连杆导向装置，所述导向装置包括阴阳啮合件，一个件连于所述连杆，与其一起运动，另一个件相对于连杆固定。

本发明的另一实施例提供一种内燃机凸轮，用以将活塞的往复运动变换成驱动轴的旋转运动，它包括一中心凸轮体;一个在凸轮体上最里面的中心凸轮面;两个在凸轮体上的外凸轮面，每一所述外凸轮面处在所述中心凸轮面的相反侧。

本发明还提供了一种连杆组件，用于连接到内燃机的活塞上，其中，所述活塞的往复运动由所述连杆传递到旋转凸轮，所有组件包括：

一根具有一纵轴线和两端部的轴，其第一端适于连接到所述活塞;

若干凸轮从动件，每一从动件具有一个用于啮合所述凸轮的表面，并安装于所述轴的第二端，所述表面基本垂直于所述轴线，所述从动件包括至少一个相对于所述连杆轴线成对称安装的主凸轮从动件以及至少一个和所述轴线偏置的辅助凸轮从动件。

尤其是，在一个优选实施例中，本发明提供了一种中心配置的旋转凸轮组件（即RCU），它连接于一根驱动轴上。RCU具有一系列凸轮延伸部，形成其外缘。在该优选实施例中，RCU设计成跟4个活塞一起工作。RCU的具体形状设计成能使活塞恒定地加速。该4个气缸围绕RCU成辐射形配置。在每一气缸内配置一活塞。这些活塞在其底部具有凸轮从动件。随着RCU转动，由于凸轮的一个延伸部的上升侧缘的作用，活塞被迫在气缸内向上运动。这使活塞压缩空气与燃料混合物。气缸内的火花塞点燃该混合物，所引起的燃烧迫使活塞向下运动。随着活塞沿其特定的气缸向下移动，凸轮从动件跟凸轮延伸部下降侧缘啮合，从而侧向移动RCU及其相连的驱动轴，从而产生了旋转运动。当活塞不盖住该冲程底部的进、排气口时提供冷却，因为此时允许空气自进气压缩机流入气缸，并经排气口排出。因此，本发明在低速时产生高扭矩，省了减速箱。

本发明在驱动轴每转一周内还比传统发动机增加了动力冲程数，并且由于采用了RCU，省去了曲轴，使为获得平衡而需的装备减至最少。此外，由于本发明仅需要两个主轴承，因此使摩擦损失减至最小。在本发明的另一实施例柴油机中，通过采用稀薄燃料混合物而消除未燃排放物。

本发明和现有技术发动机相比，具有许多优点，首先，独特的连杆导向系统的应用减少了摩擦及连杆与活塞的咬合。设在与活塞相反的连杆一端的凸轮从动件接触RCU上的轨道。随着RCU旋转，这些从动件沿该滚道在连杆和RCU之间传递这些力，使活塞在气缸中往复运动。

在远离活塞的一端，连杆有一细长件，它跟连杆导向件啮合。连杆导向件最好连于导向板或部分导向板，导向板连于发动机或作成发动机的一部分。这些细长件最好以肋和槽的结构与连杆导向件啮合，并限制连杆沿除活塞往复运动方向以外的所有方向的运动。

限制连杆的独特方式允许有害的力（这些力并不沿活塞中心线作用）被传递到发动机机体上，在那里消散。这种结构防止了这些力被传递到活塞或连杆上，它们在那里产生高的摩擦和咬合，导致发动机效率下降。

此外，在一个优先的实施例中，本发明的发动机每气缸在输出轴每转中产生两动力冲程。这就允许本发明在四气缸发动机的实施例中在一转内具有跟十六缸otto循环发动机回样多的动力冲程数。在某一优选实施例中，该燃烧室在移动活塞后面具有相同尺寸的压缩室，这样就不会使漏气污染润滑油或造成污染，而是经再循环同到燃烧室，并自发动机排出。活塞通过具有三轨道的RCU进行往复运动。该主凸轮面处在RCU的中心线上面向活塞方向，并将活塞的功（向下力）直接传至该轴上。另两个凸轮处在该主凸轮面的各一侧，背离活塞而向着中心轴。并在返回到冲程顶部时用于保持该活塞的动力。该RCU具有两个凸起部或凸轮延伸部，其形状制成对活塞连杆组件能产生平稳的加速或减速力。

特别设计的凸轮从动件滚子轴承在该RCU轨道上转动。尤其是，最好有3个设置每一连杆的在与活塞相反的一端。一中心从动件在该中心轨道上转动，随着该从动件转过一个凸轮延伸部分，将活塞的向下力传递给RCU，并将活塞向下推。二个外从动件也安装在连杆的这端。每一从动件在RCU的一个外轨道上转动。这些从动件在活塞向下冲程上有助于活塞导向，并在活塞返程期间将活塞保持在气缸的顶部。

该发动机活塞和顶端起了有些类似于Brayton发动机循环的作用，仅部件较少且少于一个循环。在Brayton发动机中通常有两个活塞和两个气缸。Brayton发动机在该两活塞上面及其中间也有一个分隔的燃烧室。一个活塞将燃料和空气冲量压入燃烧室内的，燃料空气充量在那里起爆，然后流入动力室，在那里推动活塞经过动力冲程。在该动力冲程中，充气活塞正在引进另一个冲量。在冲程结束时，动力活塞排出燃烧后的冲量，并重新开始以前的过程。

在本发明中，所述两活塞的燃烧室在气缸内上面，在活塞顶部。当在动力冲程内推动活塞向下运动时，在活塞下面压缩空气充量，并将它挤入活塞旁边的预燃室内，在那里，当气口未遮盖时它带有爆炸力冲入燃烧室内。此时，排气口已打开，燃烧后的冲量有一部分排出。所以在动力室内没有排气冲程，只有一个压缩和动力冲程。

这样，在本发明的发动机中，活塞迫使空气进入活塞旁边的一个室内（预燃室），而不是像在大多数传统的两冲程发动机中那样进入曲轴箱内。这样，和标准两循环发动机相比本发明发动机的效率得到了改善，并无需将润滑加入气体中。以阀来调节流量是通过活塞盖住和不盖住气口跟进气口上的簧片阀相结合来实现的。

本发明的动力平衡问题是先天获得解决的。每一活塞有一对应活塞，事实上是动力同步。此外，在优先的实施例中，在同一平面内的任一方的90°方向上是另一对活塞，它们也以同一方式运动，只是相位相反。所有四个活塞的动力平衡在时间上和数值上是相同的。就发动机中的每一运动和力来说，有一个相等和确切相反的反作用力。这样，结合每转八个动力脉冲（两倍于V-8发动机的脉冲数），在运转平顺方面，允许本发明跟电马达相匹敌。

这种平衡和平顺的动力性能，是由其结构而获得的，并不是借助于增加几个消耗功率的配重或平衡转轴的方法而获得的。的确，RCU的多极轴省去了重飞轮。此外，没有动力消耗阀系也增加了发动机的效率。本发明的简单的结构降低了发动机的总重量，它表现为车辆重量较轻，车辆效率更高。

和现有技术发动机相比，本发明具有其它的优点。在优先实施例中，本发明采用12个油压轴承和二个减摩轴承，这和标准V-8发动机中40个金属对金属的轴承不同。而且，在本发明的优先实施例中仅有9个主要运动部件：RCU，四个活塞，四个连杆。和一般V-8发动机相比，该种发动机具有一根曲轴，八个活塞，八个连杆，两个阀系链轮，一个准时链，一个凸轮轴，十六个液压阀调节器，十六个推杆，十六个摇臂，十六个气门弹簧和十六个阀，即大约十倍于本发明的主要运动部件数量。较少的部件明显表现为发动机较轻和较便宜，每一输出马力内摩擦较小。

此外，本发明发动机比传统发动机以较低转速运转，因为RCU在离输出轴中心比标准汽车发动机大1.5～2英寸的距离上接受活塞的力。这里，活塞力对负荷有一较大的杠杆比，因此，扭矩输出大为增加。本发明发动机尺寸小，重心低，这就允许较灵活地应用在许多应用场合。确实，本发明可具有这样的结构形状，它能用螺栓连接于一种标准的现用传动装置或传动轴上，仅作一些凡熟悉本技术领域内的任何人都能完成些微修改。本发明发动机的其它结构形状易于设计，因为润滑不是对活塞底部飞溅的。

图1  是本发明发动机的轴测图;

图2  是本发明发动机的局部剖视图，其中切去发动机的1/4部分;

图3  是本发明发动机的旋转凸轮组的轴测图;

图4  表示本发明发动机的旋转凸轮组的形状;

图5  表示本发明发动机的旋转凸轮组的另一形状;

图6  表示本发明发动机的旋转凸轮组的优先形状;

图7  为本发明的发动机的局部剖视轴测图，表示一连杆、从动件、连杆导向件和连杆导向板，

图8  为本发明发动机的连杆和连杆导向件组件的轴测图;

图9  为本发明的机机体的部分轴测图;

图10为连杆、从动件和RCU周围区域的部分横截面侧视图，表示输送润滑油至从动件的腔道;

图11为沿垂直于驱动轴延伸的平面所取的本发明发动机的横剖视图;

图12为沿平行于驱动轴延伸的平面所取的本发明发动机的横剖视图;

图13和14为本发明的一个取代实施例的四冲程发动机剖视图。

在下面的叙述中，提出许多细节，诸如特殊的部件形状和数量，以便对本发明进行更加透彻的叙述。另一方面，熟悉的部件和制造方法以通用的术语来描写，避免对本发明发生不必要的费解。

本发明涉及一种新颖的两冲程、辐射形内燃机，其活塞由一个重量轻的往复凸轮组件（RCU）进行往复运动，在一优先实施例中，RCU是由淬硬的高碳钢制成的。参照附图现在叙述本发明。

如图1  所示，本发明发动机10最好具有4个辐射形配置的气缸头12。每一气缸头有一进气口14和喷嘴口16。进气口14用于吸入空气，而喷嘴口16用于喷入燃料。所需要的燃料喷射机构和空气进气构件在现有技术中是已知的，从而在附图中省略了。一火花塞18配置于每一气缸12的顶部。

在图2所示的实施例中，在本技术领域内公知的用于连接皮带及其类似物的辅助皮带轮20连于轴30。连于发动机机体22一端的是一喇叭形壳体连接件24，动力借助于轴30跟与其成90°角安装的由驱动系统56偶合的另一轴的偶合经该喇叭形壳体连接件传输。喇叭形壳体连接件24上设置起动机连接区26，以便将起动机安装于发动机10上。

图2提供了一幅局部剖视图，其中发动机10的1/4部分已经切去，以显露二气缸头12和发动机机体22的内部结构。和图中所示，本发明的优先实施例采用了一根跟发动机机体22的假想中心性共轴的驱动轴。与驱动轴30同轴心的是一旋转凸轮组32，以下称RCU。在RCU32上设有一中心轨道38a和二个外轨道38b。

每一活塞28相对于驱动轴30成辐射形布置，并沿径向作往复运动。连杆34一端连于活塞28上，在其另一端有三个凸轮从动件40a和40b。凸轮从动件40a和40b最好为滚子，它们在RCU32的轨道38a和38b上滚动，以使活塞28和连杆34的运动变换成RCU32的运动，反之亦然。最好，在每一连杆34上有三个凸轮从动件：一个中心主从动件40a和二个外从动件40b。具有连杆导向件37的连杆导板36设置在连杆34的二侧，以便当连杆进行往复运动时，使其保持对中。

图3  给出了RCU  32的轴测图，此时跟具有四个气缸的优先实施例发动机10一起应用。RCU32通常包括具有一个面对外的中心轨道38a的中心部分33和二个具有面向内的外轨道面38b的外翼35。正如以后更详细叙述的，设在连于活塞28的每一连杆34的底部的凸轮从动件40a和40b在轨道面38a和38b上滚动。这样，中心从动件40a在面向外的表面38a上滚动，而外从动件40a和40b在面向内的表面38b上滚动。

由于凸轮从动件40在RCU  32的轨道38a和38b上滚动，当RCU  32旋转时，轨道38a和38b的形状限定了活塞18的运动。这样轨道38a和38b的特殊形状是重要的，因为它限定了活塞18的全部运动。如图3及图11与13所示，为了按RCU  32每转二循环驱动4个活塞28，RCU  32必须有二个推动活塞28向上的上升区和二个能使活塞29到达其冲程底部的下降区。在此情况下，RCU  32具有一般椭圆形，其中有二个凸轮凸起部或延伸部58，它作为RCU  32的这一部分，在那里，活塞28是处在其冲程的顶部。

然而，活塞18和连杆34所承受的侧力被减至最小并得以控制是所希望的。为了做得这点，将轨道38a和38b设计成使活塞28和连杆34以等加速运动的凸轮形状。如此，随机的峰值被消除了，并这样选定了等加速，使其合力小于期望的最大值，这一最大值主要根据发动机制造材料的限制来选定。此外，等加速（根据活塞运动的观点）凸轮形状为活塞28在其冲程的顶部和底部提供了“延续”时间。这一延续时间允许有更多的时间在活塞28冲程底部进行燃烧气体的排气更换，并在活塞28冲程的顶部进行气体和燃料的更完全的燃烧。虽然可设计其它的凸轮形状来使延续时间最大，然而，这些凸轮是不太希望的，因为它们不是等加速凸轮。

当被设计为等加速凸轮，其轨道38a和38b的精确形状是凸轮从动件40a和40b直径、活塞18的冲程、所期望的最大RCU32直径以及轨道38a和38b尺寸的函数。在该优选实施例中，活塞18的冲程最好为（50.8毫米）。选定50.8毫米冲程是为了作用于连杆34上的力最小。此外，在燃烧室42中还提供充分的容积变更以获得良好的燃烧。凸轮从动件40的直径选得尽可能小，而同时大到足以配置在轴承上，该轴承的负荷容量大于施加在从动件40上的力。RCU32的最大外部尺寸（从而外轨道38b）缩到最小，以便使发动机10尽量小。

一当上述3个参数被选定后，轨道38a和38b的精确形状通过数值方法来确定。这可以用手工绘点形成轨道38a和38b的凸轮形状来做到，或者可以通过计算机程序来实现，该程序计算这些点，然后用曲线来表示。在两种情况下，确定RCU  32/轨道38a和38b形状的任务都简化了，因为采用4个活塞是优先的。在此情况下，就所有4个活塞来说，RCU32每转一转具有确切相同运动，RCU32的每90°部分一定是相同的。因此，RCU32轮廓的仅一个90°部分需要确定，然后叠合4次以形成360°轮廓。

如果采用人工方法，轨道38a和38b的形状是通过绘制凸轮的轮廓确定的。首先，准备好一张位移图。该图表示画于Y轴上的连杆和活塞的位置相对于画于X轴上的凸轮转角或时间t。

首先将X轴分成许多分格，如5°间隔。知道活塞自气缸的底部到顶部以及自顶部到底部，在该优选实施例中各为90°。因此，活塞的冲程，此处最好为50.8毫米（2英寸），标注在Y轴上。知道活塞在0°时必定在0毫米处，在90°时在50.8毫米处。把这两点标在该图上，通过该两点作一直线。因为在90°内，活塞必须升高整个冲程距离，并且知道每5°画出这些点，因此，在18个时间增量处，便确定了这些位移点。由于活塞以等加速运动，每一时间或角度增量的活塞位移跟时间的平方成正比，因此，对于处于0°至5°的期间增量1活塞移动了1个位移增量，在5°至10°的第二时间增量期间，活塞移动了4个位移增量等等。

知道在自0°至90°的时间增量18期间，活塞必定移过324个位移增量。因此把所画直线等分成324个刻度。自刻度324处画一线段至相当于50.8毫米冲程的Y轴处，该线段显然平行于X轴。然后，自第一、四、九等刻度处画出一系列平行于X轴的线段，并自X轴上5°、10°、15°等角度增量处画出一系列平行于Y轴的线段，这两  对应相交，然后，经每一交  点画出一条位移线。当然，因为该凸轮跟4个活塞一起应用，每90°部分的位移图是相同的，因此，仅需确定这一部分。

其次，根据该位移图画出凸轮（从而轨道）的外形。首先，选择凸轮（从而轨道386）的最大外部尺寸，如254毫米（10英寸）。如上所述选择从动件直径，例如这里采用50.8毫米（2英寸）。用一定比例画出连杆和从动件。沿连杆中心线上设一中心点0，离从动件周界101.6毫米（4英寸）距离（这一距离由最大凸轮尺寸减去二倍冲程和二倍从动件半径确定）。一当0点设定，画出一个围绕它的圆，它通过从动件的中心。其次，将该圆整分为相应于在位移图上采用的角度增量。按照位移图，自从动件中心向上沿连杆标出距离。然后自各增量处，以0点为圆弧中心画出一圆弧，直到它遇到自0点引出的相应角度线为止。画出每一条圆弧，直到围绕0至360°画出一系列点。经这些点画出一条线，这条线限定了连杆端的轨道。轨道的外形，从而从动件沿其接触的点，处在该从动件轨迹中心内侧等于该从动件半径的某一距离处。

如果采用计算机程序，上述确定这些点的人工方法就变成许多公式，结果，轨道38a和38b的形状由许多具有X和Y座标的点所确定。这些点由计算机画出，并且轨道38a和38b的形状由打印机打印出。

首先，360°凸轮被任意划分为数量K的增量单位。例如，该凸轮可被分为1°增量，因此产生360组凸轮外形点。当然，增量K越小，该外形越精确。可以假定，活塞自其冲程底部开始，因此，从动件中心C，当K为零时，等于0。然后标出下一凸轮增量（K等于1）的从动件（从而活塞）位置。这一位置C等于前从动件位置加一时间因子T平方乘以任意加速指数因子F。T仅一是增量单位，被选择来划分活塞自其冲程底部运动到顶部并由顶部至底部所花费的总时间。在眼前的情况下，若T选为0.333，当凸轮外形自0°至90°计算，并且增量K为1°时，T将自0°到15。然后，对于下一个90°，T将从15至0。任意指数因子F代表等加速值，并选择得足够小，在活塞移过其完整冲程的整个90°旋转期间，这一因子乘以总时间T的平方，给出一个至少大于活塞总冲程的距离。在现在的例子中，当T是0.33且K是1°，F等于0.000269时，工作得很好。

其次，计出自凸轮中心至从动件中心的距离E。最初，这一距离E等于任意选定的距离X，它是根据将装于被设计的发动机内的凸轮估算尺寸选取的。在一个时间增量后，位置E等于X加上面算得的距离C。

根据E能确定XC和YC，该座标按具体增量K确定从动件的中心。取E的余弦乘以以角度增量K表示的弧度数，便可得到位置XC。取E的正弦乘以以角度增量K表示的弦度数，使可得到位置YC。已知从动件中心的座标XC和YC，由此可算得相应的凸轮外形座标XP和YP。为了做到点，当从动件移动时，从动件中心自凸轮中心以新的增量K移到其新的位置上的增量距离可由现在的径向位置E减去以前的径向位置E来算得。其次，在从动件移过的点之间的直线跟接近的径向线之间的角度关系可以算得。角度A等于G的反正切除以F，其中G是以弧度表示的E。

此时，在增量K处的凸轮外形的座标XP是XC减去A的余弦乘以从动件的半径（如上所述，它是预选的）。此时在增量K处的凸轮外形的座标YP是YP减去A的正弦乘以从动件半径。注意，这一计算此后给出了中心轨道凸轮外形的座标位置。如果角度A乘以半径后的余弦值和正弦值加到XC和YC上，便产生外轨道凸轮外形的座标。

用360°的叠代值重复上述步骤，便产生一组由X和Y表示的点，这些点限定了所希望的整个轨道或凸轮外形。

图4  表示轨道38a和38b的外形。在这一图内，仅表示了中心轨道38a的外形。当轨道38a的最宽尺寸为368.3毫米（14.5英寸）、活塞28的冲程为50.8毫米（2英寸）、从动件40a和40b的直径为34.925毫米（1.375英寸）时，轨道38a提供了活塞18的等加速度。RCU32从而轨道38a和38b的形状，从性能观点看，相信能被接受的，然而，这种结构并不是最优先的，因为RCU32的外部尺寸大，所以相应的发动机尺寸比较大。正如所能看到的，这种外形仍然保持一种有2个凸轮延伸部58的形状。

图5  表示另一轨道38a和38b的形状。该图表示在一个圆形RCU32上的两轨道38a和38b的外形。该形状也提供等加速度。然而，RCU32和轨道38b其最宽的尺寸仅为266.7毫米（10.5英寸）。其行程为50.8毫米（2英寸），并采用了直径为34.925毫米（1.375英寸）的从动件40a和40b。在RCU32上的轨道38a和38b的形状不是优先的。这是因为小的外部尺寸使轨道38a和38b具有尖角。当从动件40a和40b沿RCU32的轨道40a和40b移动时，由于急剧的转向在从动件40a和40b上施加大的力。

图6表示优先的轨道38a和38b的形状。这图表示两轨道38a和38b的外形以及具有圆形外部轮廓的RCU32。增加这一外周区形成了便于RCU制造的结构，并产生有利的飞轮效果。当RCU32和轨道38b在其最宽点的宽度为304.8毫米（12英寸）时，该轨道38a和38b的外形产生等加速度。当活塞18冲程为50.8毫米（2英寸）而从动件40直径为34.925毫米（1.375英寸）时，该轨道38a和38b设计成产生等加速度。该RCU32的结构是优选的，因为它使最大的外部尺寸减至最小，同时，轨道38a和38b的外形并不引起过度的力施加于从动件40上。

可用几种不同的方法来制造RCU32。一种方法是将RCU32用高碳工具钢分3个部分锻出：芯部33和2个外翼35（参图3）。用激光将翼35焊于芯部33成所示结构，经退火后，将RCU32进行感应淬火和回火。然后把RCU32以压配合方式装要主驱动轴30上。接着，精磨RCU32轨道面38a和38b，并将整个组件进行动平衡。

然而，最好是将RCU32锻制成两件，然后连接在一起。图6表示了当按这种方法制造时的一半RCU32。在该实施例中，每一半RCU32包括一半中心芯部33和一翼35。这两部分用螺栓或类似物固定在一起，然后装于主驱动轴30。RCU32经精磨以确保精密的公差。

如在图3中清晰看到的，RCU32可有一种使轨道38a和38b的形状成镜的影的外形。然而，如在图6中表示的RCU32最好是铸成的，其外部尺寸为圆形，因此总的形状跟轨道38a及38b一样。按这一方法，有额外的质量加到RCU32上，而同时不影响为容纳RCU32所需的发动机空间。在RCU32上的该额外重量容许该RCU用作飞轮，以提供更平稳的旋转。在这一圆形RCU中切去的区域39达到了最佳的飞轮特性，而同时限制了其总重量。

图7  表示连杆34和RCU32的相互配合以及在控制运转期间藉以将力传递到连杆34/RCU32连接体的连杆34上的机构。为使发动机10平稳有效运转，力的控制和分散是重要的。

正如从图7中能看到的，而在图8中最清楚表示的，连杆34的非常靠近RCU32的一端以及连杆34的连于活塞28的相反端，其形状制成很像一个两臂叉。再参照图7，在两臂71、72之间装有中心凸轮从动件40a，在该两臂的外面，装有外凸轮从动件40b、40b。这3个从动件40a和40b，40b最好都装在一共用的穿过连杆34的两臂的轴41上。如上所述，最好从动件40a和40b为直径38.1毫米（1.5英寸）的滚子从动件40a和40b最好在其内包含滚针轴承。将从动件40a和40b制成滑撬或雪撬的形状是可能的，然而，这些实施例由于引起大的摩擦阻力是不希望的。

如在图7和8中所示，每一个叉71和72有两个在其上制出的或连接于其上的细长件或区域43，两细长件43设计成平行于连杆34的纵轴线，呈成对的相对关系，这样，在每一叉上，所述细长件提供导向面68。在图8中表示了这样的4个面：在每一叉的相对两侧上有两个。这些表面68最好抬高，以便跟连杆导向件37啮合。每一面68跟设置于或连接于连杆导向板36上的连杆导向件相啮合，下面会更详细描述。在连杆34的两叉71、72之间可配置一中心支撑70，以增加刚性，并提供对连杆34的负荷承受能力。

再参照图7，活塞28（未示出）由于采用了3个凸轮从动件40a和40b以及4个跟连杆34的导向面68啮合的连杆导向件37而保持直线往复运动。中心凸轮40a以滚动方式在中心轨道38a上运动。当RCU32转动到接近一个凸轮延伸部58时，RCU32推动从动件40a和连杆34及活塞28向上到燃烧室42。

外从动件40b、40b在外轨道38b，38b上运动。因为外轨道38b面向内，当RCU32移离一个凸轮延伸部58并移到轨道38a和38b上尺寸小的位置上，从动件40b、40b被外轨道38b、38b向下拉，由于活塞28上的爆炸力的帮助，它传到中心从动件40a和中心轨道38a，从而将燃烧室42中的活塞向下拉。

正如图示那样，连杆34的4个件43，每个啮合安装于连杆导向板36上的连杆导向件。可在图9中清楚看到的，连杆导向板36是一些自动发动机10的机体22处延伸的板。如图9所示，连杆导向板36自它们与机体22连接处突入RCU32的两翼之间的空间，到达接近中心轨道38a的地点。板36布置在横交于驱动轴30纵轴线的两平面内，并沿机体22延伸到配置每个连杆34的区域的两边。

再参照图7，每一连杆导向件37连于或部分连于连杆导向板36上。在每一连杆导向件37上设有一槽73以接纳自连杆34上的件43处延伸的相应的突台68。在每一连杆导向件37和件43之间为紧配合，这样，有效地使连杆34在两个方向上和导向件保持接触，而同时允许连杆34在连杆导向件37的导槽72中向上和向下滑动。

在连杆34上设置导向件37和零件43，除了平行于活塞28和燃烧室42的轴线方向之外，有效地消除了连杆沿任何方向的运动。如上所述，当RCU32转动时，有一组力能推动连杆34和活塞28向上或向下，与凸轮从动件40a和40b及轨道38a和38b连接件一起运转。然而，与此同时，这些力沿某个方向能推、拉连接于连杆34上的从动件40a和40b，这一方向平行于在RCU32从动件40a和40b界面处从动件40a和40b产生滚动的方向。这些力沿这一相同的平行方向能推动连于其上的连杆34和活塞28。在本实施例中，这些力由于连杆设有连杆导向装置37而受到反作用和控制，并经连杆导向板36有效地分散。

此外，这些力还能沿垂直于从动件40a和40b滚动的方向，或者换句话说，平行于该轴的方向推、拉连杆34及所连的活塞。这些力还经连杆34的连接件反作用于连杆导向板36上，因为连杆导向件37的带槽结构并不允许连杆沿这一方向移动。

如图7中所示，重要的是这些在RCU32从动件40a和40b界面上产生的、并不起推动活塞28向上或拉它向下作用的附加力经从动件40a和40b传到连杆34上和连杆导向板36上。这一结构是特别有利的，因为这些附加的力被导离它们在从动件40a和40b上作用的地点。这些力经连杆导向板36直接传到机体22。这就避免了力传到活塞28或连杆34上，从而防止磨损和咬合。

图10表示润滑油达到啮合于RCU32的连杆34部位的方法。如图所示，油道49经连杆导向板36和连杆导向件37自机体22中的某一中心油道（未示）延伸。这些油道49既可被钻入连杆导向板36和连杆导向件37，也可借助于将一些小管直接铸入制成连杆导向板36的金属来形成。这些油道被用来输送润滑，以润滑连杆导向件37和柱形件43的界面，从而减少摩擦。

图11表示本发明发动机10的剖视图，其中发动机10用一个跟驱动轴30的轴线成直角延伸的并经气缸头12剖切的平面剖去一半，RCU32（这里表示为椭圆形，但如上所讨论的，其它的RCU形状是优先的），被表示在一个密封的凸轮壳体46内，并表示出它与凸轮从动件40、连杆34、活塞28、发动机机体22及气缸头的关系。也表示出活塞28的这一优先的十字形结构。

燃烧室42内空气/燃烧混合物的起爆迫使活塞28转动驱动轴30。这一动力冲程迫使凸轮从动件40a推向RCU轨道面38a。结果，RCU32开始绕驱动轴30转动。RCU32的形状便于它随活塞28每一动力冲程产生的指向内的径向压力而转动。的确，凸轮延伸部58对凸轮从动件40a的啮合引起前者的侧向位移，最终导致RCU32绕驱动轴30转动。而且，将凸轮从动件40a和40b保持在其内的轨道面38a和38b在这种图中能被清楚看到。如在传统的发动机中那样，每一气缸头12有一火花塞19，排气口44和一燃烧室42。

在该优先实施例中，在发动机中内有4个气缸12和2个凸轮延伸部58。申请人业已发现这种结构能使发动机运转平稳和有效。这是因为在任一给定时间几乎总有一活塞施加其力。对本技术领域内熟练的人员显然清楚，可采用不同数量的气缸和凸轮延伸部而不脱离本发明的范围。在图11中还表示一根机体分离线60。装配时沿该线60将发动机机体装在一起。

图12还提供了本发明的另一横剖视图，其中该截面是沿平行于主驱动轴30延伸的平面切开的。图12以其放大的尺寸提供一张无遮挡的RCU横剖面图。同时表示出的是连杆34的横剖面及3个凸轮从动件40a、40b跟RCU32和其它部件横剖面的关系。该图表示出每一连杆34如何经一黄铜导向件和一聚氯丁橡胶密封件54在气缸内往复运动。此外，在该图的底部，可以看到在油底壳48内的润滑油泵50的横剖面。泵50向发动机10供给润滑油。在该图的上部表示了该发动机的另一实施例，其中采用齿轮驱动系统56来将轴30的动力转90°传递到另一轴上，在发动机10的最高顶部配置辅助驱动皮带轮20。然而，如上所述，发动机10的轴30最好和传动装置直接连接，而不改变力的方向。

燃料通过簧片阀62经喷雾器中16输入燃烧室42，如图12所示。空气经进气口14引入燃烧室42。燃烧后，排气由活塞28经排气口44推出。当然，如在普通二冲程发动机机中那样，当废气排出时，新鲜的空气/燃料混合物引入燃烧室42。

图11清楚表示了本发明的二冲程循环运转时各活塞的位置和上述所有的硬件。在该图中，假设RCU32绕驱动轴30顺时针旋转。在燃料-空气混合物被压缩后由火花塞18点燃瞬间，活塞28处其上止点，而凸轮从动件40a和40b处于凸轮延伸部58的顶端。紧接着燃料-空气混合物爆炸之后，活塞28在气缸12内被迫向下运动，而凸轮从动件40a跟凸轮延伸部58的向下倾斜侧缘接触。这一行程促使RCU32及其键连接的驱动轴30，例如，按顺时针方向转动。活塞28移到下止点，这就是说，此时活塞28和连杆34已移到离驱动轴30的最近点。接着，在燃料-空气混合物爆炸前，随着RCU32继续沿同一旋转方向转动，由于凸轮从动件40a跟凸轮延伸部58的上升侧缘接触，活塞28气缸内被迫向上运动。部分原因是RCU32的旋转惯性力，部分原因是那些活塞在其内刚经过上止点的其它气缸中的燃烧，迫使活塞28向上运动。

燃烧后，当活塞28移过下止点时，它迫使废气排出气缸12，并及时压缩新引入的空气和燃料混合物。更精确地说，借助于3种力迫使废气排出气缸12;第一由排气系统产生的负压;第二，燃料充量的压力;第三引入充量的压力。这一循环是周而复始的，使新鲜混合物爆炸，再迫使活塞28在气缸12内向下运动。

随着RCU32转动，凸轮延伸部58上的上升侧缘迫使凸轮从动件40a和40b及其相连的活塞28进入气缸12的内端。此时，燃烧室42内的低压抽吸其中的新鲜空气充量。活塞28压缩燃料/空气混合物。当活塞28达到该冲程端点，火花塞18再点燃料料/空气混合物，引起爆炸。活塞28被迫沿RCU32的中心线向下运动。这些力经连杆34和凸轮从动件40a传到RCU的凸轮延伸部58的下降侧缘64上，从而迫使RCU32及其相连的驱动轴30转动。当活塞28接近其冲程的底部时，在气缸12底壁上的排气口44打开，排气开始排出。此时，本技术领域内已知的电子燃料喷雾器（示未）将燃料排入燃烧室42的喷雾器口16内。当排气压力达到低于预燃压力（大约70磅/英寸）的低压时簧片阀62允许燃料/空气混合进入燃烧室42，而再次重复所述循环。

最好，两个对置的气缸处于相同的相位，而两个跟其成直角的气缸和它们成180°相位差。这样，当对置的活塞处在上止点时，其余的两个活塞处于下止点。

在该优先实施例中，有4个气缸和两个在RCU上的凸起部或凸轮延伸部。在另一实施例中，计算机研究表明，在一个平面内的任何数量气缸的结构，也都处于设计参数范围内。在所有结构布置中，可将发动机叠置，以提供更大的动力。唯一的限制是输出轴能传输的扭矩大小。机组的叠置对发动机的平顺性会的有利的影响，因为动力脉冲数随每一叠置层而增加。大功率输出、小尺寸和重量轻的自然吸气发动机会产生于这种结构布置。

本发明的发动机可用于通常由内燃机提供动力的任何装置。汽车、压气机、泵、发电机、舷外机和航空器可以是本发明发动机或其修改比例的或其叠置型的发动机，它可以跟迄今还没有采用内燃机的装置一起使用。一个例子是为建筑物采暖和供冷并提供电力的以天然气作动力的综合发电厂。此时多余的电力可回售给电力供应商。这种应用可有利地影响这一国家和其它国家今天所面临的许多能源问题。本发明发动机会使这种系统非常低廉、有效，而它的运转平顺将易于共处。因而该产权所有者从该系统的使用中会看到利益。当熟知本技术领域人研究本说明书时显然知道这种应用和其它新应用。

对本发明的方法可能作出许多修改和补充，然而这种修改和补充并不脱离本发明的精神和范围。作为一个例子，该叠置的发动机组可布置成串列和尺寸放大或缩小，以提供一种适于许多特殊应用场合的小的轻的高功率发动机。或者，RCU可用于一种四循环发动机或柴油机，诸如图13和14所示。图13是相似于图11的剖视图，不同之处前者表示一台四循环内燃机。同样，图14是相似乎于图12的剖视图。本发明的四循环替代实施例提供了和两循环优先实施例几乎相同的结构。例如，如图13、14所示，该发动机具有径向配置的气缸12。沿发动机体22′的中心线是驱动轴30′。如在优先实施例中那样，一椭圆形往复凸轮组（或RCU）32′连于驱动轴30′。凸轮从动件40沿RCU32′的轨道面38′运动。一连杆34将凸轮从动件40′连于活塞28′。因此，活塞28′的往复运动通过前述结构便转变成RCU中的旋转运动。

图14为进气口14′和排气口44′提供了清晰的视图，它们处于气缸12′内。添置阀68′以分别适当控制燃料/空气流入和排气排出。本发明替代实施例的运转相同于普通的四冲程发动机，其中，在每个完全的循环内，活塞28′到达上止点两次。这就是，第一次用于压缩燃料/空气混合物，而第二次用于排出废气。由于四循环发动机的运转在该技术中是熟知的，这里无须进一步讨论。

在又一个替代实施例中，RCU以一组径向配置于其上的凸轮延伸部为特征。此外，该替代实施例发动机可以增压或涡轮增压，这两种方法在该技术中是熟知的。

在再一个替代实施例中，发动机可省去火在塞，而压缩比增加到使燃料自行点燃。这就是说，本发明易于转换成按柴油机运转。上述例子是用作说明的，而非意味着要限制下列权利要求书的范围。

Claims (29)

1、一种内燃机，包括：

一个发动机机体；

一根驱动轴；

在基本垂直于所述驱动轴的平面内呈射线形布置的若干气缸；

若干活塞，在每一所述气缸内配置一个；

若干连杆，每一连杆具有第一和第二端，所述第一连杆以其第一端连于每一所述活塞；

一个凸轮，在所述平面内绕所述轴旋转，并具有若干围绕所述凸轮的凸轮面，向内面向所述驱动轴的第一和第二所述凸轮面，向外背向所述驱动轴的第三所述凸轮面，所述第一和第二凸轮面处于所述第三凸轮面的两侧；

若干凸轮从动件，连于每一所述连杆的第二端，

第一和第二所述从动件适于分别啮合所述第一和第二凸轮面，第三从动件适于啮合所第三凸轮面；

在使用中，当凸轮旋转时，所述第一和第二凸轮面啮合所述第一和第二凸轮从动件以推动它们连接的连杆，第三凸轮面啮合所述第三凸轮从动件，以推动所述连杆。

2、按权利要求1所述发动机，其特征在于所述从动件包括滚子。

3、按权利要求2所述的发动机，其特征在于所述滚子安装得能绕一共同的轴线转动。

4、按权利要求3所述的发动机，其特征在于所述滚子安装于所述同一轴上，所述连杆连于所述轴。

5、按权利要求1所述发动机，其特征在于所述从动件包括一些滑轨。

6、按权利要求1所述的发动机，其特征在于有3个从动件，其中一个从动件啮合所述第三中心凸轮面，其余二个从动件分别啮合所述第一第二外凸轮轮面。

7、按权利要求6所述的发动机，其特征在于所述3个从动件安装于所述每一连杆叉端，所述一个从动件相对于连杆纵轴线对称安装，其余两个从动件分别安装于所述轴的两侧。

8、按权利要求1所述的发动机，其特征在于还包括：

用于将燃料和空气混合物引入每一气缸的阀装置;

若干配置于凸轮圆周面上的凸轮延伸部，每一所述延伸部具有一上升侧缘和一下降侧缘;

在使用中，所述凸轮绕所述驱动轴的轴线旋转时，所述凸轮从动件由所述凸轮延伸部的上升侧缘移动，从而迫使所述活塞在气缸内向上运动，所述燃料/空气混合物的燃烧迫使所述活塞在气缸内向下运动，并迫使所述凸轮从动件啮合所述凸轮延伸部的上升侧缘，从而转动所述凸轮。

9、一种辐射形内燃机，包括：

一个发动机机体;

一根沿发动机机体中心线成旋转配置的驱动轴;

一个旋转凸轮组，所述旋转凸轮组具有若干凸轮延伸部，每一所述凸轮延伸部具有一上升侧缘和下降侧缘，所述旋转凸轮组安装于所述驱动轴，所述凸轮在基本垂直于所述驱动轴的平面内转动;

若干围绕所述旋转凸轮组成辐射形配置的气缸;

一个配置于所述每一气缸内的活塞;

若干连杆，其数量与所述活塞数量相当，每一活塞和所述一个连杆的一端相连;

至少一个连于每一连杆上跟连于活塞的一端相反的一端的凸轮从动件，所述凸轮从动件适于啮合旋转凸轮组上的凸轮延伸部;

用于保持连杆对中并限制每一连杆除沿其纵轴线之外沿所有方向运动的连杆导向装置，它包括阴阳啮合件，一种所述啮合件连于所述连杆，跟其一起运动，另一种所述啮合件相对于所述连杆是固定的。

10、按权利要求9所述的发动机，其特征在于每一所述细长件设计成基本平行于所述连杆的纵轴线。

11、按权利要求9所述的发动机，其特征在于所述固定件直接或间接固定于所述发动机机体。

12、按权利要求9所述的发动机，其特征在于所述阳件设置于所述连杆，所述阴件直接或间接固定于所述发动机机体。

13、按权利要求9所述的发动机，其特征在于所述导向装置包括4个连于每一连杆的细长件，所述细长件设计成两对，每对中的一个零件跟另一个零件面向相反方向。

14、按权利要求9所述的发动机，其特征在于所述连杆导向装向包括至少一个连于发动机的导向板，从而借助于所述连杆跟所述导向板的啮合，所述连杆的运动受到限制。

15、按权利要求15所述的发动机，包括两组导向板，每组处在一个位于所述凸轮面任一侧的平面内。

16、按权利要求16所述的发动机，其特征在于在一组内的每一所述导向板和该组内的相邻板保有间隔，为在其间运动的一个连杆提供空间，所述两相邻板设有两个面向的导向面，便于所述连杆啮合并沿其运动。

17、一种把活塞的往复运动变换成驱动轴转动的内燃机凸轮，包括：

一个中心凸轮体;

一个在所述凸轮体上的中心凸轮面;

两个在所述凸轮体上的外凸轮面，每一所述外凸轮面处在所述中心凸轮面的相反两侧。

18、按权利要求18所述的凸轮，其特征在于所述中心凸轮面向外背离所述凸轮体，而所述外凸轮面向内面向所述凸轮体。

19、按权利要求18所述的凸轮，其特征在于所述外凸轮面处在一个在圆周方向上离凸轮体中心比该中心凸轮面还远的平面内。

20、按权利要求18所述的凸轮，其特征在于所述凸轮体包括一个中央芯部和两个连于其上的外翼;所述中心凸轮面设在所述中央芯部上，所述外凸轮面各设在一个翼上。

21、一种连于内燃机活塞上的连杆组件，其中活塞的往复运动经所述连杆传递到一个旋转凸轮上，所述组件包括：

具有一纵轴线和两端的杆，其第一端适于连于所述活塞;

若干凸轮从动件，每个凸轮从动件有一个用于啮合所述凸轮的表面，并装于所述杆的第二端，所述表面基本垂直于所述轴，所述从动件包括至少一个对称于所述连杆轴线安装的主凸轮从动件，和至少一个偏置于所述轴线的辅助凸轮从动件。

22、按权利要求22所述的连杆组件，其特征在于所述从动件是滚子。

23、按权利要求22所述的连杆组件，其特征在于上所述连杆的第二端制成叉形，所述主主动件安装于所述叉之间。

24、按权利要求22所述的连杆总成，其特征在于有3个从动件，两个辅助从动件安装于所述主从动件的两侧。

25、按权利要求22所述的连杆组件，其特征在于在于所述3个从动件安装于一个共同的轴上。

26、一种连于内燃机活塞的连杆组件，包括：

一个具有一中心线和两端部的连杆，其一端适于连接于一活塞，另一端成一叉形;

若干连于连杆叉形端的细长导向件，每一细长导向件有一根基本平行于连杆中心线的纵轴线。

27、按权利要求27所述的连杆组件，其特征在于所述细长件对称于所述中心线布置。

28、按权利要求27所述的连杆组件，其特征在于是4个所述细长件，所述细长件被设计成两对，每对中的一个跟另一个面向相反方向。

29、按权利要求27所述的连杆组，其特征在于一个在所述每一细长件上的凸起面，用于跟发动机中的导向装置相啮合。

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