CN110139975A - 多轴线旋转式发动机 - Google Patents

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Abstract

一种旋转式发动机，包括：围住燃烧室的壳体和端盖；活塞，其包括在壳体内并且可以围绕活塞转动轴线转动的输出轴和活塞盘；在壳体内环绕所述活塞并且可以围绕直角换向器转动轴线转动的直角换向器，其中直角换向器转动轴线与活塞转动轴线呈锐角；以及环绕一段活塞盘的立柱。立柱围绕与活塞盘的面垂直的立柱‑活塞转动轴线相对于活塞转动。立柱围绕与直角换向器转动轴线垂直的立柱‑直角换向器枢转轴线相对于直角换向器枢转。立柱围绕直角换向器转动轴线相对于壳体转动。喷射到燃烧室中的燃烧燃料膨胀并在活塞盘上推动以使输出轴围绕活塞转动轴线转动。

Description

多轴线旋转式发动机
技术领域
这里披露的实施方式涉及发电机设备，尤其涉及旋转式内燃机、马达和泵。
背景技术
内燃机是热力发动机，其中在燃烧室中发生燃料与氧化剂(通常是空气)的燃烧，燃烧室是工作流体流动回路整体的一部分。在内燃机中，燃烧产生的高温高压气体的膨胀向发动机的某个元件施加直接力。该力一般施加到活塞、蜗轮叶片、转子或喷嘴。该力使该元件移动一段距离，将化学能转化成有用的机械能。
术语内燃机通常指的是燃烧是间歇进行的发动机，比如四冲程和两冲程活塞发动机，还有一些变型，比如六冲程活塞发动机和Wankel旋转式发动机。
内燃机通常是由能源密集型燃料提供动力的，比如汽油或柴油、从化石燃料中获得的液体。虽然存在许多固定设备，但是大多数内燃机用在移动设备中，并且是诸如小汽车之类的车辆、飞机和轮船的主要能量供应源。
一般向内燃机供应化石燃料，像天然气或石油产品，比如汽油、柴油燃料或燃料油。发动机由于它们的设计其效率可能特别低。因此，需要有一种改进的旋转式发动机。
发明内容
根据一些实施方式，提供了一种旋转式发动机，其包括：围住燃烧室的壳体和端盖；活塞，其包括输出轴和位于壳体内并且可以围绕活塞转动轴线转动的活塞盘；直角换向器，其位于壳体内并围绕在活塞周围且可以围绕直角换向器转动轴线转动，其中直角换向器转动轴线与活塞转动轴线呈锐角；以及围绕在活塞盘的一段周围的立柱，其中该立柱围绕立柱-活塞转动轴线相对于活塞枢转，立柱-活塞转动轴线与活塞盘的表面垂直，其中立柱围绕立柱-直角换向器枢转轴线相对于直角换向器枢转，立柱-直角换向器枢转轴线与换向器转动轴线垂直，其中立柱围绕直角换向器转动轴线相对于壳体转动。喷入燃烧室中的燃烧燃料膨胀并在活塞盘上推动以使输出轴围绕活塞转动轴线转动。
根据一些实施方式，提供了一种旋转式发动机。该旋转式发动机包括围住燃烧室的壳体；围绕活塞转动轴线可转动地安装并且设置在壳体内的活塞，该活塞包括在纵向上将活塞盘平分的输出轴，其中活塞盘包括圆周表面和在输出轴任一侧上的彼此平行的面，其中所述圆周表面的形状设置成与壳体的内表面一致；直角换向器，其围绕直角换向器转动轴线可转动地安装并且设置在壳体内，其中直角换向器转动轴线与活塞转动轴线呈锐角，其中直角换向器包括一对直角换向器缸体和一对直角换向器插入件，直角换向器缸体具有在壳体内表面上转动的外表面，直角换向器插入件具有限定燃烧室的壁的楔形表面；以及圆柱形立柱，其具有盘形狭槽，该盘形狭槽可枢转地接收一段活塞盘，其中该立柱设置在直角换向器内的立柱接收表面上，其中该立柱围绕立柱-活塞转动轴线相对于活塞枢转，立柱-活塞转动轴线与活塞盘的所述面垂直，其中立柱围绕立柱-直角换向器枢转轴线关于直角换向器枢转，该立柱-直角换向器枢转轴线与直角换向器转动轴线垂直，并且其中立柱围绕直角换向器转动轴线相对于壳体转动。燃烧室由壳体、活塞盘、直角换向器插入件、直角换向器缸体和立柱的各表面限定。燃料燃烧造成活塞盘使输出轴围绕活塞转动轴线转动，活塞的转动使立柱围绕直角换向器转动轴线转动，并使直角换向器在壳体中转动。活塞转动轴线和直角换向器转动轴线呈锐角且活塞盘的转动造成燃烧室容积的变化以便于压缩冲程和动力冲程。
该旋转式发动机还可以包括彼此相反的循环的两个燃烧室。
该旋转式发动机在活塞每转可以产生四个动力冲程。
该旋转式发动机还可以包括位于端盖上燃料喷射端口中用于向燃烧室中提供直接的燃料喷射的燃料喷射器以及位于端盖上火花塞端口中用于对燃料点火的火花塞。
通过超动力或电动蜗轮增压强制增压进气可以对燃烧室供料。
活塞转动轴线和直角换向器转动轴线可以彼此呈15到45度的角度。
燃烧室可以由端盖、活塞盘、直角换向器和立柱的各表面限定以在活塞盘的彼此相对的侧上形成燃烧室。
旋转式发动机还可以包括通气口，其使进气端口和排气端口打开和关闭来允许空气进出燃烧室。
通气口可以包括穿过壳体、直角换向器和立柱的进气口管路和排气口管路以使气体能够进出燃烧室。
立柱可以包括用于使流体进入燃烧室的立柱进气端口，其中该立柱包括用于使废气从燃烧室排出的立柱排气端口。
进气口管路可以从旋转式发动机的外部引入到燃烧室中，并且可以包括在壳体上的入口端口、壳体中的进气腔、直角换向器中的直角换向器进气腔和立柱进气端口。
排气口管路可以从燃烧室的内部引到旋转式发动机的外部，并且可以包括壳体中的立柱排气端口、直角换向器中的直角换向器排气腔、壳体中的排气腔和壳体上的排气端口。
直角换向器可以包括缸体密封环，其相对于壳体密封进气端口和排气端口。
立柱可以包括立柱密封件，其相对于直角换向器的内表面密封燃烧室。立柱可以包括在立柱内表面上的立柱密封条，其相对于活塞盘密封。
活塞盘可以包括活塞密封环，其相对于端盖的内表面和直角换向器密封燃烧室。
直角换向器可以包括直角换向器缸体和两个直角换向器插入件。直角换向器缸体在壳体的内表面上转动，直角换向器插入件包括限定燃烧室的楔形表面。
立柱可以包括装在活塞盘周围的两个立柱段。
壳体和端盖可以包括用于在使用时对旋转式发动机进行冷却的冷却片。
旋转式发动机可以组合成四缸体、八缸体或更多缸体的配置。
在阅读了下面的对一些实施方式的描述之后，其他方面和特征对于本领域普通技术人员来说会变得显而易见。
附图说明
这里所附的附图用于说明本说明书的物品、方法和装置的各个示例。在这些图中：
图1A和1B是根据一个实施方式的旋转式发动机的完全的细节分解视图；
图2A-2E分别是图1A的旋转式发动机的端视图、侧视图、透视图、端截面视图、顶截面视图；
图3A-3D分别是图1A的旋转式发动机的端盖组件的侧视图、端视图、相对侧视图和截面视图；
图4A-4E分别是图1A的旋转式发动机的端盖的端视图、侧视图、内部视图、截面视图和透视图；
图5A-5D分别是图1A的旋转式发动机的壳体的侧视图、端视图、截面视图和透视图；
图6A-6E分别是图1A的旋转式发动机的直角换向器插入件的截面视图、内部视图、顶视图、端视图和透视图；
图7A-7E分别是图1A的旋转式发动机的直角换向器缸体的侧视图、端视图、侧截面视图、透视图和顶截面视图；
图8A-8E分别是图1A的旋转式发动机的立柱组件的顶视图、端视图、截面视图、侧视图和透视图；
图9A-9D分别是图1A的旋转式发动机的立柱的顶截面视图、内部侧视图、顶视图和端截面视图；
图10A-10D分别是图1A的旋转式发动机的活塞的正视图、侧视图、透视图和顶视图；
图11A-11C分别是图1A的旋转式发动机处于关闭位置中的顶视图、端视图和截面透视图；
图12A-12C分别是图1A的旋转式发动机处于稍微打开位置中的顶视图、端视图和截面透视图；
图13A-13C分别是图1A的旋转式发动机处于半开位置中的顶视图、端视图和截面透视图；
图14A-14C分别是图1A的旋转式发动机处于大部分打开位置中的顶视图、端视图和截面透视图；以及
图15A-15C分别是图1A的旋转式发动机处于完全打开位置中的顶视图、端视图和截面透视图。
具体实施方式
下面将要描述各种装置或方法以提供每个要求保护的实施方式的示例。下面描述的实施方式不会对任何要求保护的实施方式构成限制，任何要求保护的实施方式可以覆盖与下面描述的那些不同的方法或装置。要求保护的实施方式并不局限于具有下面描述的任一装置或方法的所有特征的装置或方法或者并不局限于对于下面描述的多个或所有的装置共用的特征。
参见图1A到2E，其中示出了根据一个实施方式的旋转式发动机10。旋转式发动机10可以是内燃机、原动机、泵或类似物。旋转式发动机10可以被供应化石燃料，比如天然气或诸如汽油、柴油燃料或燃料油之类的石油产品。点燃燃料来提供能量以提供正向移动来使旋转式发动机10转动并提供呈转动运动形式的机械能。在某些情况下，旋转式发动机10可以用于提供车辆运动、机器运动或者向需要动力源的其他机械装置提供动力。旋转式发动机10可以用在车辆中来提供动力，作为连接到发电机的电动车辆的增程器。旋转式发动机10可以用在小的手动工具中，比如气体操作的修边机或类似物。旋转式发动机10可以用在需要具有重量轻、紧凑和/或高效发动机的情形中。
旋转式发动机10根据特殊应用的需要适当地可以由铝、铝合金、铸铁、钢、锻钢、合金钢、塑料和陶瓷中的任意一种或多种制成。
旋转式发动机10包括壳体12，壳体12具有由两个端盖16的内表面15围住的两个燃烧室14(见图2E)。壳体12和端盖16围住了旋转式发动机10的工作行程。端盖16提供了用于制造、维护和修理旋转式发动机10的燃烧室14以及内部组件的入口。
端盖16可以经由壳体螺栓16穿过端盖16中的螺栓孔21附接到壳体12。壳体12和端盖16可以包括用于在使用时对旋转式发动机10进行冷却的冷却片17。端盖16还可以包括水冷却系统(未示出)用于向壳体12和旋转式发动机10提供水冷却。
壳体12可以固定到底座或者被其提供动力的装置。虽然没有示出，但是壳体12可以包括用于将旋转式发动机10附接到被提供动力的装置的诸如螺栓和螺栓孔之类的附接设施。
在壳体12内，旋转式发动机10包括三个活动组件：活塞18、直角换向器(quadrant)20和立柱44。在图10A到10D中单独示出了活塞18，在图6A到7E中示出了直角换向器20的元件，在图8A到9D中示出了立柱。
如图1B所示，独立地运动的组件(活塞18、直角换向器20和立柱44)使旋转式发动机10成为多轴线旋转式发动机。活塞18围绕活塞转动轴线A转动，直角换向器20围绕直角换向器转动轴线B转动，立柱44围绕直角换向器转动轴线B相对于壳体12转动。此外，立柱44围绕立柱-活塞枢转轴线C相对于活塞18枢转，立柱44围绕立柱-直角换向器枢转轴线D相对于直角换向器20枢转。活塞转动轴线A和直角换向器转动轴线B均不会相对于壳体12变化，而立柱-活塞枢转轴线C和立柱-直角换向器枢转轴线D取决于直角换向器20和活塞18的转动位置。
正如从图1A和1B中示出的坐标轴11看出的，活塞转动轴线A在X-Y平面内相对于X轴线和Y轴线以一角度转动，而直角换向器转动轴线B在X-Y平面内沿着X轴线转动。因此，活塞18围绕相对于X轴线和Y轴线呈一角度的活塞转动轴线A转动。直角换向器20关于直角换向器转动轴线B围绕X轴线转动。壳体12相对于活塞转动轴线A呈一角度。直角换向器转动轴线B相对于活塞转动轴线A呈锐角。活塞转动轴线A和直角换向器转动轴线B彼此呈5-85度的角度，特别是15-45度，更特别地是25度。
燃料燃烧造成活塞盘28使输出轴26围绕活塞转动轴线A转动，活塞18的转动使立柱44在直角换向器20内枢转并使直角换向器20在壳体12内转动。呈锐角的轴线A、B和活塞盘28的转动造成燃烧室14的容积的变化以便于压缩冲程和动力冲程引起活塞18和直角换向器20分别围绕轴线A、B转动。在启动时通过强制增压进气来对燃烧室14供料，并且可以是超动力或电动蜗轮增压。
燃料由燃料喷射器50直接喷射到燃烧室14中并由点火装置52点燃。燃料的燃烧造成压力和膨胀力的增大以使燃烧室14膨胀并在活塞18上推动来使活塞18转动。活塞18的转动造成直角换向器20然后在壳体12中转动(参照图11A-15C更详细地描述)并使立柱44在直角换向器20内枢转。
参见图1-2E和10A-10D，活塞18包括在纵向上将活塞盘28平分的输出轴26，它们一起围绕活塞转动轴线A转动。输出轴26将壳体12中的活塞盘28平分。输出轴26限定了活塞转动轴线A。
输出轴26穿过一个(或者优选两个)端盖16上的输出孔27以提供围绕活塞转动轴线A的输出旋转运动。输出轴26的两端可以在旋转式发动机10的任一端上提供旋转运动。输出轴26在壳体12外面的部分可以机械地附接(例如直接螺纹连接、经由带轮或齿轮连接)到旋转式发动机10正在提供机械能的设备或装置(未示出)。
在一个实施方式中，输出轴可以包括向活塞中提供冷却水的管路。
活塞盘28是盘形的以具有在输出轴26的任一侧上的彼此平行的面30，燃烧室14中燃烧的燃料作用在所述彼此平行的面30上。活塞盘28包括形状与端盖16的内表面一致的圆周表面96。正如在图10D看出的，圆周表面96可以弯曲成与燃烧室14的内表面15(见图2E)一致。
活塞盘28的面30形成燃烧室14的表面。当活塞18在壳体12中转动时，喷射到燃烧室14中的燃烧的燃料膨胀并且在活塞盘28的面30上推动以使输出轴26围绕活塞转动轴线A转动。活塞18的转动使直角换向器20在壳体12中围绕直角换向器转动轴线B并在活塞18周围转动。
参见图1A-2E和图6A-6E，其中示出了直角换向器20。直角换向器20是四部件结构，包括一对直角换向器缸体32(图7A-7E)和一对直角换向器插入件34(图6A-6E)。
直角换向器缸体32和直角换向器插入件34例如通过诸如螺栓(未示出)之类的附接机构附接在一起。直角换向器插入件34包括用于螺栓的附接孔71，该附接孔71与插入件表面91上的直角换向器缸体32附接孔73相对应以用于将直角换向器插入件34与直角换向器缸体32附接。在一个替代性实施方式中，直角换向器缸体32和直角换向器插入件34由单个部件构成。
直角换向器缸体32和直角换向器34包括在壳体12的内表面40上方转动的外表面75。外表面75可以包括轴承(未示出)以在直角换向器20的外表面75与壳体12的内表面40之间提供具有低摩擦的滑动运动。
直角换向器32包括限定燃烧室14的壁的内表面43，该内表面43与活塞盘28相符并且与端盖16匹配。活塞盘28的圆周表面96倚靠在燃烧室14中的内表面43上。
直角换向器插入件34包括限定燃烧室14的楔形表面42。楔形表面42的倾斜角度与活塞盘28的转动角度对应。楔形表面42可以包括切口29，切口29为燃烧室14提供了初始腔室。活塞盘28还可以在活塞盘28的每侧和端部上具有类似对应的盘切口31。在活塞盘28在完全转动伸展的情况下，活塞盘28与楔形表面42基本平行并且可以靠近或接触楔形表面42。
切口29腔室与火花塞60和燃料喷射器62对准。
参见图1A-2E和8A-9D，其中示出了立柱44。立柱44包括盘形狭槽22，盘形狭槽22用于容纳活塞盘28的一段。立柱44位于直角换向器20内并且倚靠在直角换向器20内的立柱接收表面90上。立柱44是圆柱形的并且围绕活塞盘28的一段。立柱44还用于将相对的燃烧室14彼此分隔开。立柱44可以以两个立柱段45装在活塞盘28周围。活塞18和立柱44二者均装入直角换向器20中。
当直角换向器20转动时，立柱44在直角换向器20内并且关于壳体12围绕直角换向器转动轴线B转动。立柱44围绕立柱-直角换向器枢转轴线D相对于直角换向器20转动，立柱-直角换向器枢转轴线D通过立柱44的纵向中心。立柱44还在活塞盘28的所述面上围绕立柱-活塞枢转轴线C枢转，立柱-活塞枢转轴线C与活塞盘28的所述面垂直。更特别地，当活塞18和直角换向器20转动时，立柱44关于立柱-活塞枢转轴线C和立柱-直角换向器枢转轴线D前后摆动。
立柱-活塞枢转轴线C与活塞18相关，因为立柱-活塞枢转轴线C与活塞盘28的所述面30垂直。因此，立柱-活塞枢转轴线C取决于转动的活塞盘28的位置，并因此取决于活塞转动轴线A的位置。
立柱-直角换向器枢转轴线D与直角换向器相关，因为立柱-直角换向器枢转轴线D垂直于直角换向器转动轴线B。因此，立柱-直角换向器枢转轴线D取决于转动的直角换向器20的位置，并因此取决于直角换向器转动轴线B的位置。根据立柱44的转动，立柱44的较大或较小的表面48限定了燃烧室14。
活塞18在一个连续的方向上转动，直角换向器20在一个连续的方向上转动，而立柱44在一个连续的方向上转动以及前后摆动。
每个燃烧室14由端盖16(表面15)、活塞盘28(表面30)、直角换向器插入件34(表面42)、直角换向器缸体32(表面43)和立柱44(表面48)的各表面限定。这样在活塞盘28的相对侧面上形成了较大和较小的腔室，其形成了燃烧室14。端盖16表面15是球形的以封闭燃烧室14。燃烧室14本身在壳体12内转动。
在示出的实施方式中旋转式发动机10是两循环设计，其具有彼此相反循环的并且活塞18每转产生四个动力冲程(每侧两个)的双燃烧室14。虽然旋转式发动机10可以具有单燃烧室14设计，但是两循环设计可以是特别高效的，因为第一燃烧室14循环与第二燃烧室14循环相反，从而提供了连续的动力输出。
翻到图3A-5D，其中示出了端盖16和壳体12。端盖16每个具有在燃料喷射端口51中的燃料喷射器50用于将燃料直接喷射到燃烧室14中。端盖16包括点火装置52，比如在火花塞端口53中的火花塞，用于将燃料点燃。点火装置52和燃料喷射器50位于端盖16上，靠近输出轴26并接近燃烧室14的较小侧。
壳体12还包括在端盖16与直角换向器20之间用于密封燃烧室14的密封环54。壳体12还可以包括在壳体12与端盖16之间的端盖垫片(未示出)。端盖16还包括用于将输出轴26转动地支撑在输出孔27中的支撑轴承58。
旋转式发动机10包括流体端口，该流体端口包括打开和关闭以允许空气进出燃烧室14的进气端口和排气端口。在一个特殊实施方式中，旋转式发动机10包括穿过壳体12、直角换向器20和立柱44到达燃烧室14的进气端口60管路和排气端口62管路。旋转式发动机10可以包括多个进气端口60和排气端口62。进气端口60和排气端口62穿过直角换向器插入件32通到壳体12。壳体12是固定不动的且具有两个圆周腔体：进气腔体64和排气腔体66，它们允许气体进出燃烧室14。进气端口60大于排气端口62。排气端口62以比进气端口60更低的速率打开和关闭。
特别地，立柱44包括用于让流体进入燃烧室14中的立柱进气端口68。立柱44还包括用于让废气从燃烧室14排出的立柱排气端口70。立柱排气端口70在尺寸上可以小于立柱进气端口68。立柱排气端口70可以具有双三角形形状以在立柱44转动到排气位置时提供废气开口。当立柱44枢转时，在壳体12上的入口端口60中接收空气并且空气传到壳体12中的进气腔体64。进气腔体64与直角换向器插入件32中的直角换向器进气腔体72流体联通并通到引入燃烧室14中的立柱44上的立柱进气端口68。
立柱排气端口70与直角换向器插入件34中的直角换向器排气腔体74联通，然后传到周向环绕直角换向器20的壳体12中的排气腔体66并通到壳体12上的排气端口62。立柱进气端口68和立柱排气端口70可以包括密封件，用于分别使进气和排气可密封地通过。
旋转式发动机10还具有轴承和密封件以将燃烧室14分隔开并保持运动部件平稳地运动。旋转式发动机10还可以包括用于提供元件的低摩擦运动的润滑剂。现在翻到图6A-7E，其中示出了直角换向器插入件34和直角换向器缸体32。直角换向器40具有外表面75，外表面75具有在凹槽77中的缸体密封环76，其相对于壳体12密封进气端口和排气端口。
直角换向器缸体32包括立柱接收表面90用于与立柱44的外表面92(图8D)匹配。
现在翻到图8A-9D，其中示出了由两个立柱段45构成的立柱44。立柱44具有在凹槽85中的立柱密封环78，其相对于直角换向器插入件34的内表面79密封燃烧室14。立柱段45包括在盘形狭槽22中的盘接触表面94用于接触活塞盘28的面30。立柱44还具有在立柱44的盘接触表面94上的凹槽83中的立柱密封条80，其相对于活塞盘28密封。
现在翻到图10A到10D，其中示出了活塞18。活塞盘28具有在圆周表面96上的凹槽87中的活塞密封环82，其相对于端盖16的内表面15和直角换向器缸体32的内表面43密封燃烧室14。活塞18具有围绕活塞转动轴线A枢转的枢转底座84。立柱44围绕与活塞盘28的面30垂直的立柱-活塞枢转轴线C转动。活塞盘28在活塞盘28的每个面30上具有两个切口31用于在完全关闭时为燃烧室14提供区域。
现在翻到图11A到15B，其中示出了根据一个实施方式通过从关闭到打开位置的燃烧循环转动的旋转式发动机10。
图11A到11C示出了旋转式发动机10，其中燃烧室14处于关闭位置以结束压缩冲程并开始动力冲程。活塞盘28的面30靠近或接触活塞盘28的楔形表面42和切口31，楔形表面42的切口29为燃烧室14提供空间。通过燃料喷射器50将燃料喷射到燃烧室14中，燃料由点火装置52点燃以造成燃烧室14压力增加和膨胀。立柱进气端口68和立柱排气端口70关闭。
图12A到12C示出了旋转式发动机10，其中燃烧室14处于动力冲程开始时稍微打开的位置中。需要注意的是图12A到12C的截面视图已经随着活塞盘28进行了转动，以便于示出燃烧室14的尺寸变化。在稍微打开的位置中，点火后的燃料迫使活塞盘28的面30转动(围绕活塞转动轴线A)，使燃烧室14的尺寸膨胀。活塞盘28的转动使输出轴26转动(围绕活塞转动轴线A)以提供输出能量。活塞盘28还迫使立柱44在活塞盘28的面30上枢转(围绕立柱-活塞枢转轴线C)并且在直角换向器20内枢转(围绕立柱-直角换向器枢转轴线D)和在壳体12内转动(围绕直角换向器转动轴线B)。正如在图12A中看出的，活塞盘28的面30已经远离楔形表面42枢转。此外，活塞盘28迫使直角换向器20围绕直角换向器转动轴线B在壳体12内转动。
图13A到13C示出了旋转式发动机10，其中燃烧室14处于半开的位置中，动力冲程正在结束且压缩冲程开始。再次，图13A到13C的视图已经随着活塞盘28转动，以便于示出燃烧室14的膨胀。在半开位置中，活塞盘28已经转过90度(围绕活塞转动轴线A)并且活塞盘28任一侧上的面30与楔形表面42等间隔。立柱44在直角换向器20中进一步枢转(围绕立柱-直角换向器枢转轴线D)并且在活塞盘28的面上进一步枢转(围绕立柱-活塞枢转轴线C)而且还关于壳体12枢转(围绕直角换向器转动轴线B)。直角换向器20已经在壳体12中从关闭位置转过90度(围绕直角换向器转动轴线B)。
图14A到14C示出了旋转式发动机10，其中燃烧室14处于压缩冲程中大部分打开的位置中，这些视图也随着活塞盘28进行了转动。在大部分打开的位置中，围绕它们各自的轴线(分别是A、C&D&B以及B)从半开位置，活塞盘28进行了进一步转动，立柱44进行了进一步转动和枢转，直角换向器20进行了进一步转动。
图15A到15C示出了旋转式发动机10，其中燃烧室14处于动力冲程结束且压缩冲程开始时的完全打开位置中，这些视图也随着活塞盘28进行了转动。在完全打开位置中，活塞盘28已经转过了180度，从而活塞盘28的面30离楔形表面42最远。立柱44也进行了进一步的枢转使得盘形狭槽22与楔形表面42平行。直角换向器20从关闭位置(图11A-11C)进行了180度的进一步转动。
在完全打开位置中，燃烧室14进行废气排气，立柱进气端口68打开以提供进气空气，立柱排气端口70打卡以将燃烧后的燃料排出。立柱进气端口68和立柱排气端口70位于立柱44的面上并通入直角换向器20中，然后通到壳体12并分别从进气端口60和排气端口62出来。
在被驱动到完全打开位置之后，第二循环开始，活塞盘28的相对面30变成新的燃烧室14’的表面，其中活塞盘28转动并且在关闭位置中燃料喷射器50和点火装置52位于新燃烧室14’处。然后燃烧循环再次开始，立柱44开始往回枢转，活塞盘28将继续围绕输出轴26转动，直角换向器20将继续在壳体12中转动。
在另一个实施方式中，旋转式发动机10可以组合成四发动机、八发动机或更多发动机配置以提供增加的动力和效率。
当旋转式发动机10作为泵操作时，向旋转式发动机10提供旋转式机械运动，在燃烧室14膨胀和收缩时将流体泵送通过发动机。
虽然上述的描述提供了一种或多种设备、方法或系统的示例，但是将会意识到的是其他设备、方法或系统可以在正如由本领域技术人员解释的权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种旋转式发动机，包括：
围住燃烧室的壳体；
活塞，所述活塞围绕活塞转动轴线可转动地安装并且设置在所述壳体内，该活塞包括在纵向上将活塞盘平分的输出轴，其中所述活塞盘包括圆周表面和在输出轴的两侧上的彼此平行的面，其中所述圆周表面的形状设置成与所述壳体的内表面一致；
直角换向器，所述直角换向器围绕直角换向器转动轴线可转动地安装并且设置在所述壳体内，其中所述直角换向器转动轴线与所述活塞转动轴线呈锐角，其中所述直角换向器包括一对直角换向器缸体和一对直角换向器插入件，所述直角换向器缸体具有在所述壳体的内表面上方转动的外表面，直角换向器插入件具有限定燃烧室的壁的楔形表面；
圆柱形的立柱，所述圆柱形的立柱具有可枢转地接收一段所述活塞盘的盘形狭槽，其中所述立柱设置在直角换向器内的立柱接收表面上，其中所述立柱围绕与活塞盘的所述面垂直的立柱-活塞转动轴线相对于活塞枢转，其中所述立柱围绕与直角换向器转动轴线垂直的立柱-直角换向器枢转轴线相对于直角换向器枢转，并且其中所述立柱围绕直角换向器转动轴线相对于所述壳体转动；
其中所述燃烧室由壳体、活塞盘、直角换向器插入件、直角换向器缸体和立柱的各表面限定；
其中燃料燃烧引起活塞盘使输出轴围绕活塞转动轴线转动，活塞的转动使所述立柱围绕直角换向器转动轴线转动，并使直角换向器在所述壳体内转动；并且
其中活塞转动轴线与直角换向器转动轴线呈锐角以及活塞盘的转动形成了燃烧室容积的变化，以便于压缩冲程和动力冲程。
2.一种旋转式发动机，包括：
围住燃烧室的壳体和端盖；
具有输出轴和活塞盘的活塞，所述活塞在壳体内并且能围绕活塞转动轴线转动；
在壳体内环绕所述活塞周围并且能围绕直角换向器转动轴线转动的直角换向器，其中直角换向器转动轴线与活塞转动轴线呈锐角；以及
环绕一段所述活塞盘的立柱，其中所述立柱围绕与活塞盘的面垂直的立柱-活塞转动轴线相对于活塞枢转，其中所述立柱围绕与直角换向器转动轴线垂直的立柱-直角换向器枢转轴线相对于直角换向器枢转，并且其中所述立柱围绕直角换向器转动轴线相对于所述壳体转动；
其中喷射到燃烧室中的燃烧燃料膨胀并在活塞盘上推动，以使输出轴围绕活塞转动轴线转动。
3.根据权利要求2所述的旋转式发动机，还包括彼此相反的两个燃烧室循环。
4.根据权利要求3所述的旋转式发动机，其中该旋转式发动机在活塞每转产生四个动力冲程。
5.根据权利要求2所述的旋转式发动机，还包括：
在端盖上的燃料喷射端口中的燃料喷射器，用于向燃烧室中提供直接的燃料喷射；以及
在端盖上的火花塞端口中的火花塞，用于对燃料进行点火。
6.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中通过超动力或电动蜗轮增压强制增压进气来对燃烧室供料。
7.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中活塞转动轴线和直角换向器转动轴线彼此呈15到45度的角度。
8.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中燃烧室由端盖、活塞盘、直角换向器和立柱的各表面限定，以在活塞盘的彼此相对的侧上形成燃烧室。
9.根据权利要求2所述的旋转式发动机，还包括空气端口，所述空气端口使进气端口和排气端口打开和关闭，以允许空气进出燃烧室。
10.根据权利要求9所述的旋转式发动机，其中所述空气端口包括穿过所述壳体、直角换向器和立柱的进气口管路和排气口管路，以使气体能够进出燃烧室。
11.根据权利要求10所述的旋转式发动机，其中所述立柱包括用于让流体进入燃烧室中的立柱进气端口，并且其中所述立柱包括用于让废气从燃烧室排出的立柱排气端口。
12.根据权利要求11所述的旋转式发动机，其中所述进气口管路从旋转式发动机的外部引入燃烧室中并且包括在壳体上的进气端口、壳体中的进气腔、直角换向器中的直角换向器进气腔以及立柱进气端口。
13.根据权利要求12所述的旋转式发动机，其中排气口管路从燃烧室的内部引到旋转式发动机的外部，并且包括壳体中的立柱排气端口、直角换向器中的直角换向器排气腔、壳体中的排气腔以及壳体上的排气端口。
14.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中直角换向器包括相对于所述壳体密封所述进气端口和所述排气端口的缸体密封环。
15.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中所述立柱包括相对于直角换向器的内表面密封燃烧室的立柱密封件，并且其中所述立柱包括在立柱的内表面上的相对于活塞盘密封的立柱密封条。
16.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中活塞盘包括相对于端盖和直角换向器的内表面密封燃烧室的活塞密封环。
17.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中直角换向器包括直角换向器缸体和两个直角换向器插入件，并且其中直角换向器缸体在所述壳体的内表面上转动，直角换向器插入件包括限定燃烧室的楔形表面。
18.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中所述立柱包括围绕活塞盘安装的两个立柱段。
19.根据权利要求2所述的旋转式发动机，其中所述壳体和端盖包括用于在使用时对旋转式发动机进行冷却的冷却片。
20.根据权利要求2所述的旋转式发动机，所述旋转式发动机被组合成四缸体、八缸体或者更多个缸体的配置。
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