TW309578B - - Google Patents

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殖齊郎中夬溧隼局員工消资合阼社印R A7 _B7_ 五、發明説明（f ) 〔發明領域〕 本發明係關於用於往復線性理動轉換為埋轉理動之曲柄櫬 構糸統，其特別地缠合用於往復式吸热引擎（e n d 〇 t hermic engine，内燃機）。 更為特定地，本發明係鼷於上述類型之一種糸統，其 可Μ改菩一熱力學循環（t h e rmo d yn am i c cyc 1 e)之蓮轉*並且改菩《由該同一热力學循瓖所 獲得之力量的利用。 〔發明背景〕 大家都知道，在一吸熱之往復式引擎（e n d 〇 t h ermic reciprocating engin e)中，活塞之往復運動係被轉換為迴轉運動，通常係箱 著連接桿一曲柄系統•後者曲柄係被棰固地耦接至输出軸 上。 在所附之第一画中•構成一依照先前技藝之引擎之部 件係使用下列之符號來禰示。 1 =連接桿長度； r =曲柄半徑，使得活塞衝程C將會等於2 r ; yS=連接桿軸線與汽缸軸線之間的角度； α =曲柄相對於上死酤（T · D · C)之角位移。 我們知道，對於每一個曲柄對應至上死點（TDC) 與下死點（BDC)之完整迴轉中，活塞運動之方向係反 轉兩次。 -3- 本紙张尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 309578五、發明説明（丄） 袖用 出作 輸之 該線 於輪 用桿 作接 ， 連 到該 看著 地沿 步為 1 係 更 e M u 一 可 σ 之 , Γ 徑 中 〇 半 圓 t 柄 一( 曲 第矩該 從扭及 之以 上力 數 函 其缸推定 , 汽該決 到為，係 得因力力 而係用推 F 則作該 力 F 反。 及力之生 以而生產 C , 產而 F 生 } 召 力產 t 角 由所 S 斜 Μ 瑁U傾 可循 r 之 係學 h 係 b 力 t 軸 F 热丨桿 力該力接 由推壤 係塞該 η活為 F 於因 力對係 中壁力 擦 摩1 了 失 損 於 等 係 矩 扭 該

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X η S \—f X Γ Λ f 中 其 上為 頭 α 塞， 活徑 在半 用柄 作曲 為該 F 為 > Γ 矩’ 扭生 為產 rn所 Μ 環 , 循 中學 式力 公熱 的該 述由 上係 在， 力 之 本紙伕尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 唆濟邹中夬樣隼局員工消资合作社印获 A7 ____ B7_ 五、發明説明（、） 曲柄相厨於汽缸袖線之角度，κ及λ為r/ 1之比率。 作用於活塞頭上之力F係由該热力學循環所獲得，其 係大略地用一四衢程吸热引擎、擁有一鄂匾循環（Qt t 〇 cycle)(具有可M燃燒氣體之黏火）而M笛卡 爾座禰之圓來代表於圔中，其中横軸（absc i ssa )表示活塞之汽缸工作容量•縱軸（ordinate) 表示在該汽缸内於該活塞頭上方之壓力。 如第二中所能夠注意到一般，實際的循瑁，係由一 實線所顯示，為了某些原因之故，其與理論的循環相較之 下係函括了 一較低的區域（係由斜線所顯示），其中最重 要的原因係來自於Μ下的事實：由火星塞所控制之燃燒並 非發生於在TDC處之瞬間|而是發生在某一段期間的過 程中，使得活塞在其往復式埋動之通程中，在燃料之燃堍 尚未完全發生之前，造成該衝程之一部分朗向T DC以及 —部分之正向®程在該T D C之後。 如在文獻中被清楚地指出一般，此事實導致所獲得之 淨功減少，該減少之量係為某位作者指出相當於所能獲得 之淨功之10—15%。 我們也都知道，引擎之工作循環（wo r k i ng eye 1 e)係被執行，就以一個四衝程引擎來說，在四 衢程中，每一個相對應之半埋轉，亦即，由該曲柄所走過 的1 8 0度之角度，僅考處其幾何特性。如果此汽缸輸線 相對於输出軸之轉動中心對不準的話，將會得到具有不同 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） _________{卜______丁 J i (請先S讀背面之注意事項再填寫本頁) 309578 A7 B7___ 五、發明说明（+ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 期間（dura t ί on)之衡程（通常所得到之係為短 的對不準且因而導致短的差異，因此埴種情形可W被忽略 )° 上述之考慮係已特別針對一涸以經通控制之火星塞點 火之往復式四衝程吸热引擎而進行，但是相同的考盧對於 一涸兩衡程引擎K及一狄饔爾引擎（d i e s e 1 en g i n e)，在具有墉當之差異時，亦為有效。 近來*迴轉式引擎已經被發現，該等引擎不需要一個 糸統用來將往復運動轉換為娌轉理動，同時以技術的觀點 而言•其係非常令人感到興趣。 舉例而言，其係可用於滴輪引擎Μ及用於萬克引擎（ WANKEL engine) *最缠合此等獮特之用途 (單一之使用）。 雖然在技術上具有良好的方案解決，引擎之製造商對 此並未很感興趣，主要是因為以下的事實：此等引擎的優 點（特別是對於中型/小型引擎的情形）太少而無法讓他 們放棄一相W工具之生逢線，Μ及進行有闢之研究投賁* 僅為了此一具有十分有限之優Si的新產品。 很顯然的，在引擎埴個領域一個新的解決方案想要成 功必需給予相當可觀之優點，像是經濟性、易於製造、利 用現有之工廠，K及生產成本上之考盧。 〔發明概述〕 Μ上述所言觀之，申謫人已經發現—個曲柄懺構’其 -6- 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） 竣濟邦中夹漂隼局貝工消費合作社印袋 A7 _ B7_ 五、發明说明（Γ) 相對於現有之解決方案係具有相當可觀之優黏，更進一步 地發現一種可為製造業者所樂意採納之解決之道。 實際上*依照本發明之解決方法可κ得到一個具有等 容稹燃堍之工作循環。 更進一步地*在此所提出之解決方案可以得到一個具 有可爱振幅（var i ab 1 e amp 1 i t u d e ) 之循環，而無需使用該對不隼，在重要之限制範圔内。 箱著依照本發明之解決方案•其也可Μ得到一可觀之 扭矩公式增加值至一個難得之平均值，其係將相闞之積分 加倍。此相稱地意味著減少相同量之消耗百分比，《著每 活塞之汽缸工作容量位之比功率（spec i f i c p ower)的相闞增加。 採用依照本發明所提出之解決方案•可以製造出一種 具有減小之尺寸、也因而較為輕且較便宜之引擎。 此外，本發明可以利用現存之生產線、機器Μ及技術 來生產。 依照本發明之糸辑所可以獲得之另一個好處是闞於分 層進氣（strat if ied charge)問題之 解決，M達到9 0年代末之法規所提出之零污染值之要求 〇 這些依照本發明所獲得之優點Μ及其它之結果，係來 自以一曲柄槲構取代傅統之連接桿-曲柄總成，再與一飛 輪或是迴轉連接桿惰轉地安裝於活塞銷之上，Κ及具有一 本紙伕尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6) 凸輪安装於輸出軸之上。 因此，本發明的特定目的之一係為一用於往復線性運 動轉換為迴轉運動之曲柄機構系统，其特別地適合用於往 復式吸熱引擎，包含一飛輪或是轉動連接桿，係惰轉地設 置於引擎活塞之銷上，Μ及一凸輪，係設置於輸出軸之上 ，具有一周圍輪廓（per imetr i c prof i le)係由兩個圓弧（segments)或是凸輪弧線 (cam arches)所構成用於引擎循環衡程之最 佳化，該飛輪沿著該凸輪之輪廊（prof i 1 e)轉動 ，其耦接方式之特激係為其間沒有摩擦力或是其間之摩擦 力最小。 特別地，依照本發明，該凸輪係可具有一第一輪廊圓 弧，係具有一個或是多個曲率以將進氣（induct ί on)衝程與膨腺（expant i on)衝程最佳化， 以及一第二輪廊圆弧，係具有一個或是多個曲率以將壓縮 (compress ion)與排氣（exhaust) 衝程最佳化。 在依照本發明之糸統之實腌例中，該凸輪可以提供更 進一步之圓弧或是弧線以將燃燒最佳化，特別是獲得一等 容積燃燒，係相對應於TDC，Μ及將膨脹衝程最佳化， 係相對應於B D C。 特別地，該等更進一步之圆弧或是弧線將具有一等曲 率射線（constantcurvature ray -8- 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Hi - - : ml n^i a n m ^ —^ϋ I - - -- <n^i —^n m^n ^ J. ^ ^ 、vd (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _B7_ 五、發明説明（7 ) )對應至介於引擎袖線分別與決定該下死點之曲率距離， 以及與決定該上死點之曲率間之距離。實際上，必需考慮 到，如果連接至活塞之飛輪係沿著一與_出袖之轉動軸線 為同心之輪廊滾動的話*當活塞保持停止其沿著該汽缸之 往復運動時，输出袖卻仍遒鑛其轉動。 如果其發生在上死點，沿著一弧線係對應至從點火之 瞬間開始至容納於該汽缸頭之内的啧出油料之完全燃燒所 需要的時間，在埴種情況下可Μ獲得一等容積燃燒®程。 依照所有的作者與研究者來看，此理想之燃堍循環包括了 一相當可覼之热力學效率之改進。 Μ相同之方式，在Κ下的情形下係可Μ獲得好處，如 果依照與上述相同之方法的話：活塞係停止於BDC處， 使其首先發生燃燒產物之完全膨脹，在打開排氣閥門之前 利用所有膨脹衡程。實際上，如圓中所顯示一般，完全衝 程可以沿著一在T DC之後的、對設計者最方便的方式選 擇之角度發生，其中該凸輸之輪驊係經過缠當修整。 已經知道依照先前技藝所製造之引擎，其衡程缌是沿 著180度發生（除了偶爾發生如上述之對不準的情形之 外），從TDC至BDC:M排氣®程需要一竈合之振幡 的觀點來看，在此種類型之引擎中，排氣閥門在BDC之 前很多即被打開（甚至在其之前70度至80度），導致 了一個不完全之膨脹，且因而得到一較低的膨脹效率。依 照本發明之解決方案係可得到一完全膨脹。 -9- 本纸張A度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X 297公釐） --------------訂 (請先閱請背面之注意事項再填寫本页) 30S578 A7 B7_ 五、發明説明（t) 依照本發明之技術所得到的四衡程引擎工作如下： I ) 進氣 II) 壓縮Μ及，大約在BDC之前35度，發生

點火且開始燃堍，而活塞則向上理動朝向T DC I I I)由TDC朝向BDC膨脹。在TDC之前燃 堍並未完全，因而在活塞之膨脹街程之過程中通續燃燒。 繭著把排氣閥門打開使燃燒在BDC之前突然被中斷（通 常在BDC之前7 0度） IV) 在受到活塞由BDC朗向TDC之向上理動 的推力下發生排氣。 四個衝程持續輸出軸之720度的轉動，亦即•兩個 完全迴轉。 依照本發明得到之四®程引擎係運轉於兩個完全之迴 轉中，亦即720度，但是，在較佳實施例中，於5或6 個®程中： I ) 進氣 II) 壓缩 III) (活塞係為停止）點火並且完全燃燒 IV) 完全膨脹 V) (活塞係為停止）打開排氣閬門 VI) 排氣。 在所描述之四衢程引擎中，銜程V與衝程V I係可被 聯合在一起。在依照本發明所得到之二衝程引擎中，然而 -1 0 - 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS)A4说格（210X297公着） ---------cy------ΐτ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) Α7 Β7 五、發明説明（，） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，在排氣衝程（或是轉移（transfer))的過程 中使活塞停止於BDC處十分有用，因為此構想增加了" 時間—斷面〃之值，因而改善了引擎運轉。 又，依照本發明，該飛輪與該凸輪係由一種材料所製 成，該材料使得由該飛輪作用之颳縮應力維持於該材料之 彈性限度之内。 再度地•依照本發明，係將提供有櫬構以用於維持介 於飛輪與凸輪間之接觸。 依照本發明之第一實施例’用於維持介於飛輪與凸輪 間之接觸之該機構，係包含一小連接桿’自由地振動於該 飛编之同一軸線上，且設置有一凸出部（p r o j e c t ί ο n)於其底部，而與具有一和該凸輪之外廊同心之輪 廊耦接•且準確地重覆該外W。

X 依照本發明之另一貢施例，用於維持介於飛輪與凸輪 間之接觸之該櫬構可以包含一稈•係受到拘束於其一端至 該活塞，具有一個或是多個自由度，而另一端則被拘束至 一彈性糸统，係可當其從下死點至上死點之衡程過程中吸 收慣性能量，並可當其從上死點至下死點之過程第一部分 中放出相同之慣性能量。 該彈性糸統可以被置換，依照本發明，Μ —液壓糸統 ，最终係由撤處理機所控制。 依照本發明之曲柄系統可Μ使用於多重汽缸、且對於 所有的汽缸僅設置單一凸輪之引擎，或是多重汽缸、且對 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ：297公釐） A7 _B7_ 五、發明説明（/T) 每一個汽缸設置一相對懕之凸輪之引擎。 〔圖式之籣要說明〕 本發明現在將依照其較佳實胨例、特別參考所附闻{之 各圃說明如下，其僅係為顯示例，而非為限制之目的，在 該等圔中： 第一_係為依照先前技藝之一引擎之示意鬮； 第二圃係為顯示一奥循環（〇t to cycle )之圈； 第三鼸係為依照本發明系統之一實施例之示意·; 第四a、四b、四c與四d騙顯示具有依照本發明之 曲柄糸統之一四衝程引擎之不同的循環； 第五圔顥示依照本發明之一特別的較佳之凸輪之輪麻 * 第六麵顥示第五画之凸輪之設計方法； 第七_係為一照本發明之一曲柄糸统之斷面視圈，其 上係設置有機構用於使飛輪與凸輪之間一直地維持住接觸

I _嗤齊郎中矢锥隼isrwcx.消费合昨汪卬& ---------C ,4------訂 (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 第八圓係為該用於使飛輪與凸輪之間一直維持住接觸 之機構之第二實施例；K及 第九圖顯示一凸輪之輪靡的例子•其可獲得一等容積 燃堍。 〔較佳實施例詳细說明] 在詳细說明依照本發明之解決方案之前*希望指出的 -12- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐) / 302578 五、發明说明（丨I) 是，本發明將與已經討論於說明害之介紹部分中之先前技 藝之解決方案作一比較，在此做—最基本的轚明’即·現 行之定性評估係基於兩個引擎之比較，其中一個係為依照 本發明所得到之引擎，另一個則係依照先前技術所得到之 引擎，兩者皆具有相同之活塞之汽缸工作容量、活塞孔徑 與衝程，相同之循環（二衝程循瓌或是四衡程循環）、使 用相同之燃料、相同之壓縮比*相同之燃堍室、相同數1 與尺寸之進氣與排氣閥門、相同之進氣與排氣系統，其中 該等引擎之製造係使用相同之工具與材料，並且具有相間 之點火系統（火星塞與膣縮）。 請參閲第三画，依照本發明之系統包含一部件之總成 ，取代了已知為連接桿一曲柄總成且顯示於第一園中之系 統。 特別是，其包含一個凸輪1，整合地與輪出粬製造在 一起，一飛輪2 ·自由地轉動》因而其係為一情轉輪，於 活塞銷3上，K及一元件限制活塞4之自由度而沿著該汽 缸5之軸線移動，而且將更為特定地說明於下文中。 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該參考數字6顯示輸出軸。

其中也顯示出凸輪之曲率中心C 1 、C2、C3，K 及與其相翡之寶（arm) b 1 、b2、b3，其值將顯 示於下列用來計算扭矩之公式中。 引擎之理轉將賴著參考一個帶有一個受到控制之火星 塞四衡程引擎而說明，必須要知道的是，以相同的方法， -1 3- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） A7 B7 ¾齊邦中失味隼¾興工消費^阼.比¥釔 五、發明説明 (IV) 1 1 1 即 使 是 帶 有 缠 當 之 差 異 性 其 行 為 亦 可 Μ 更 新 而 用 於 — 涸 1 I 二 衡 程 引 擎 之 上 0 在 此 二 種 情 形 中 ( 二 衡 程 引 擎 與 四 衝 程 請 1 1 引 擎 ) 無 論 是 壓 縮 點 火 的 方 式 以 及 其 使 用 任 何 種 類 之 燃 先 1 I 讀 1 料 0 背 ιέ 1 I 之 1 此 外 在 該 _ 中 僅 僅 顯 示 出 三 個 曲 中 心 其 巨 的 只 注 意 1 1 是 為 了 避 免 繪 圔 時 之 麻 煩 0 事 項 1 | 在 再 第 四 匾 中 顯 示 依 照 本 發 明 之 % 統 的 m _ 在 其 膨 脹 本 I 衡 程 之 過 程 中 燃 熵 產 物 係 在 T D C 之 後 0 页 1 1 燃 燒 氣 體 之 壓 力 作 用 在 活 塞 4 之 頂 部 ( C Γ 〇 W η 1 I ) 該 壓 力 係 以 字 母 P 表 示 0 此 決 定 了 — 力 傅 输 至 該 活 塞 1 1 4 之 銷 3 上 再 作 用 於 飛 輪 2 上 飛 輪 2 之 周 匾 則 加 載 於 1 訂 凸 輪 1 上 〇 1 I 飛 輪 2 沿 著 凸 輪 1 其 輪 m 係 經 瘇 當 之 研 究 而 使 得 其 1 | Sr 程 最 佳 化 之 蓮 動 係 為 單 纯 滾 動 之 型 式 亦 即 沒 有 滑 1 1 動 因 而 沒 有 磨 擦 力 同 時 也 必 須 注 意 到 由 飛 輪 2 所 施 1 加 之 壓 m 應 力 係 很 穩 當 地 在 該 被 m 出 來 用 於 飛 輪 2 與 凸 輪 1 I 1 之 材 料 之 强 性 限 度 内 0 1 | 從 第 五 圓 中 示 意 地 顬 示 凸 輪 1 之 無 限 多 種 可 能 之 輪 1 1 m 可 Η 看 到 飛 輪 2 滾 動 的 發 生 係 因 為 接 觸 於 凸 輪 1 之 輪 1 1 m 上 而 該 輪 m 則 係 依 照 其 曲 率 中 心 在 該 特 定 之 時 間 點 上 1 I 與 飛 輪 2 相 接 觸 0 1 1 在 第 五 圈 被 考 盧 之 輪 m 之 中 心 係 C 1 Λ C 2 Λ 1 1 C 3 表 示 ， 且 介 於 該 等 曲 率 中 心 與 引 擎 軸 係 之 間 的 距 離 係 1 1 - 14 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（丨)） ---------ί Λ衣-- (請先閱请背面之注意事項再填寫本页)

Mb 1、b2、b3表示，該引擎軸線則K字母A表示。 距離b 1 、b2、b3係為將要導入上述公式中的參數， 該公式係可得到相對應於输出軸從T D C處轉動一個角度 α之瞬間扭矩值，以取代該值r ，亦即，該曲柄之半徑。 現在來檢視第六圈，其中可Μ發現，活塞4沿著汽缸 5的軸線之有用的衝程係可由Κ下的關係得到：C + rt —rb，其中C = C1 ，係為介於引擎軸線A與凸輪1之 頭部（head)的曲率中心之間的距離，rt係為凸輪 1之頭部（決定TDC)之輪廊的曲率半徑，rb係為凸 輪1之底部（base)(決定BDC)之輪廓的曲率半 徑。 可K很容易地注意到，引擎之汽缸工作容量可由將活 塞面《乘以衡程而得到。活塞之衝程，對於前述之埋接桿 一曲柄糸統而言係等於2 r ，係為在該扭矩公式中之一個 常數參數。 距離b 1 、b2、b3等，可Μ被通當地理擇而為r 之倍數，雖然引擎之汽缸工作容最仍然維持在等於a :活 塞面稹X 2 r。 假設，舉例來說，r = 26奄米，因而2r =衝程= 52毫米，同時堪擇： 1'1=1'匕=16毫米 * 我們可以得到： 衢程= 52¾ 米= C+ rt — rb=C + 1 6 — 1 6 = -1 5- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經涛部中央樣隼局員工消費合作钍印装 A7 B7 五、發明説明 5 2 ，因而 C = b 1 。 如果，舉例來說： r t= 1 6，rb=26，則我們可Μ得到bl=62 ，其中b1係較衡程為大。 再此考慮扭矩公式，我們可Μ發現

Fxrx 〔sina + A/ 2xsina〕 M m = —-—---- 1 — λ 2 s i η 2 a 0 將λ2 s ί a項省略，因而可K假設 1 - λ"ζ s i η 2 a 0 =1 ，其中做用在活塞上之力無論是在 該已經檢査過連接桿-曲柄糸統中或者是在依照本發明之 系統中，等於作用在活塞頭上之力，係由該熱力學循環所 產生，該瞬間Mm係為# f〃 = rx 〔s i ηα + λ/ 2 xs inot〕之函數，其中r=衡程=常數值，且1=常 數連接桿長度，對於考慮中的引擎而言。 λ = Γ/1 (依照先前技蕤λ大約等於0.25)。 在依照本發明之系統中，r=b 1 、b2、b3等， 其值係由加入該飛輪2之射線（在本例子中係為一常數， 因為飛輪2已經被假設為一個圃）Μ及凸輪1之數個輪晒 畏度之曲率射線（curvature ray)而得到 Ο 對於依照先前技藝之引擎Μ及對於依照本發明之糸统 -1 6- 本紙張尺度適用中國围家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ A7 B7 五、發明説明（ι.Γ) 之 引 擎 » 發 展 上 述 之 函 數 // f // 之 值 的 尋 求 > 其 中 具 有 相 同 之 衡 程 = 5 2 m 米 ， 對 於 先 前 技 藝 之 引 擎 使 用 — 具 有 長 度 1 — 1 1 〇 亳 米 之 連 接 桿 1 Η 及 使 用 第 _ 中 所 顯 示 之 凸 輪 1 3 且 飛 輪 2 具 有 — 個 7 6 奄 米 之 直 徑 該 函 數 // f -V 之 值 對 於 此 兩 種 情 形 而 古 » Κ 良 好 的 之 近 似 1 係 表 示 於 下 表 中 » 其 係 具 有 相 m 之 活 塞 m 程 表 — 活 塞 先 Λ tm 刖 技 藝 更 新 之 % 统 衝 程 米 // f // f // 2 • 5 7 • 7 2 0 * 8 9 2 1 • 5 4 0 1 7 • 5 2 4 4 4 2 9 • 5 2 6 3 7 3 7 2 1 • 8 3 1 4 1 2 0 • 4 2 2 4 9 7 * 8 1 6 即 使 考 慮 到 • 對 於 依 照 本 發 明 之 % 統 > 因 為 由 飛 輪 2 作 用 於 凸 輪 1 之 輪 廓 上 之 銜 力 準 線 ( t h Γ U S t d i Γ e σ t Γ i X ) 相 對 於 汽 缸 袖 線 之 傾 斜 角 度 ( i η C 1 i η a t 1 〇 η ) 較 大 之 故 9 在 介 於 活 塞 裙 ( P i S t 〇 η S k 1 Γ t ) 與 汽 缸 間 之 相 對 運 動 中 的 損 失 較 大 實 際 上 所 獲 得 之 好 處 係 相 當 顯 著 因 為 在 先 前 技 藝 之 引 擎 中 該 膨 脹 衝 程 會 中 斷 » 而 依 照 本 發 明 之 解 決 方 案 則 可 Μ 允 許 -17- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） 302578 at B7 五、發明説明（ii ) 膨 脹 完 全 進 行 〇 m 而 言 之 » 先 前 技 藝 所 獲 得 能 量 > 而 瑄 或 是 之 故 9 或 是 因 為 接 桿 — 曲 柄 % 統 依 照 本 發 明 且 對 於 所 有 的 汽 且 對 每 個 汽 在 第 四 b 圖 所 衝 擊 9 藉 著 飛 用 糖 存 在 飛 輪 中 當 _ 出 軸 6 • 該 飛 輪 2 係 具 因 此 » 必 需 ft 抵 播 住 以 使 此 種 類 型 裝 瞭 解 的 是 其 僅 係 解 決 方 案 可 Μ 採 第 七 圖 之 装 2 之 後 方 並 且 具 輪 1 之 後 方 輪 廓 外 輪 靡 〇 該膨脹衝程，从及該 之引擎相較的話•最 因為依照等容積燃燒 完全膨脹之故|或者 係具有較低之磨擦損 之解決方案可以有效 缸僅設置單一凸輪之 缸設置一相對應之凸 中係顯示該排氣衡程 輪2，從BDC朗向 之能量。 已經造成從BDC處 有與凸輪接觸分開的 提供一裝置以將由凸 其與飛輪2保持接觸 置之一實施例係顧示 為一顬示圆，因為尚 用。 置包含一小連接桿7 有一凸出部8於其底 9耩埋，該後方輪驊 -1 8 - 作動循瓖，當與依照 後增加了相當顯著之 所埔加的熱力學效率 ，是因為相較於該連 失之故。 地使用於多重汽缸、 引擎·或是多重汽缸 輪之引擎。 。此活塞4係被輪邮 TDC向上移動，利 之一被決定之匾弧媒 趨勢。 輪1給予活塞4之能 0 於第七匾中*必需要 具有許多其它等效之 ，共軸地設置於飛輪 部，該凸出部係與凸 9怡好再生凸輪1之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS } Μ规格（210/297公釐） A7 B7 五、發明説明（γ a ) 在凸出部之上•係設置有一飛輪或是滑塊（s 1 i d e) 1 〇，M使該小連接桿7沿著輪靡9滑動，全然不影 響凸輪1之運動。 如前已經敘述過一般，該小埋接稈僅具有維持介於該 飛輪2與該凸輪1之外輪鄹間等距之目的。 用於維持該距雄為等距之櫬構的另一個實施例係顯示 於第八圖中。 在此情形中，該装置包含一桿1 1 ，具有一個或是多 個自由度，係被拘束至該活塞4 ·例如在同一活塞4之下 半部（在圃中該桿1 1係被拘束至活塞4之銷3上）。該 桿1 1之另一嬙係被拘束至一彌性元件1 2，其係遘合於 在活塞4從BDC至T DC之衝程過程中吸收其能量•然 後在其從T DC至B DC之衝程過程中將能量還給活塞4 0 如前已經敘述過一般，該彌性元件可Μ取代以一液壓 系統•最後由微霣腿來控制。 在第四〇國中，係顯示該進氣*程。在此情形中，該 活塞4必須被施力Μ沿著凸輪1之輪鄹，因而該裝置必需 將迫使活塞4離開相對應之BDC位置。在一由該輸出軸 6所形成之決定的圓弧線後，該装置之作用力係不在為必 需•因為活塞4之能量使得介於該飛輪2與該凸輪1之間 之接觸恢復，其中凸輪1抵抗該活塞之愼性•在相對應於 BDC處其係抵消。 ** 1 9 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------f、»-------訂------( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 30S578 a? B7 五、發明説明（，§*) 在第四d圈中，係顯示該壓縮衡程。如在排氣銜程中 —般，將會發生飛輪2從凸輪1上分開（雖然在$縮衝程 之過程中活塞4之負功可Μ被假設為在某些情形中與慣性 抵淌），因此在此情形中也是一樣，需要上域之装置的作 用力。 在第九圔中’係顯示一個多重中心之凸輪輪廊之例子 ，此輪廊使得在燃燒之過程中可K保持一等容横。 在所顯示之例子中已經得到之情形其活_衝程=5 6 «米。 在画中，Cl 、C2、C3、C4、C5、C6、C 7界定了該多重中心輪靡，r 1 、r2、rg、「 5、r6、r7則為其曲率射線（curVature ray)，同時，A、B、C、D、E、F、G係為其切 點° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) ¾齊印中失味隼曷興工消費A.aftf±印裂 係 線且段 程 弧 - 1 » 之線為 塞 程，弧 係 活 衝止之。中 其。 氣停程止子 且米 進被衝停例 , 毫。與 C 縮被此 生 6 米程 D®c 在 發 5 橐衡 B 與 D , 向 II ο 脹於程 T 時。 方 47 膨對衝於媒燒 針 r 於為相氣對弧燃 時 I 等係係排相段積 反 1 徑 D 塞為係一容 Mr 直 | 活係塞後等 係 + 之 C 該 G 活最生 動 5 2 I E | 該至發 轉 C 桿 B I FAM, 之 + 接一 D I I 對線 14 連A線 EG 在弧 輪 C 動線弧線鑲是之 凸為轉弧著弧弧就度 示 沿著 ο 顯 -沿 3 本紙伕尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（ή ) 停止之時間經過計算係為t = 0 · 0 0 1秒，以一個 4500 rmp之凸輪之周邊速度。 本發明係已藕著上述之較佳實施例之說明而被顯示出 ，但是其並非為了限制之目的，必須要瞭解的是，热悉此 技藝之人士可以引入各種之修改以及/或者改變而不會偏 離相關之範簿，此等範簿係界定於所附随之申請專利範園 中 Ο -21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐） lk訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 七、申請專利範圍 經濟部中失揉準局貝工消费合作社印装 1 *用於將往復線性運動轉換為迴轉運動之曲柄機構 糸統，其特別地適合用於往復式吸熱引擎，其特激在於： 包含一飛輪或是轉動連接桿，係惰轉地設置於引擎活塞之 銷上，以及一凸輪，係設置於輸出釉之上，具有一周圍輪 鄹係由兩個圓弧或是凸輪弧媒所構成來用於引擎循環衝程 之最佳化，該飛輪沿著該凸輪之輪鄹轉動，其耦接方式之 特徴係為其間沒有摩擦力或是其間之摩擦力最小。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之曲柄機構糸統，其 特激在於：該凸輪具有一第一輪鄹圓弧*係具有一個或是 多個曲率K將進氣衝程與膨脹衝程最佳化，Μ及一第二輪 鄹圓弧，係具有一個或是多個曲率Μ將懕縮與排氣衡程最 佳化。 3 *如申謙專利範圍第1或2項中所述之曲柄機構系 统，其特徴在於：該凸輪可以提供更進一步之圓弧或是弧 線以將燃燒最佳化，特別是獲得一等容積燃燒，係相對應 於T D C，以及將膨脹衡程最佳化，係相對應於B D C。 4·如申請專利範圍第3項中所述之曲柄櫬構糸统， 其特激在於：該等更進一步之圓弧或是弧線將具有一等曲 率射線對懕至介於引擎軸線分別與決定該下死點之曲率距 離，Κ及與決定該上死點之曲率間之距離。 5·如申請專利範围第1或2項中所述之曲柄機構系 統，其特激在於：其提供了一更進一步之圓弧或是弧線使 -1- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   本紙張尺度適用中困國家橾準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 8 888 ABCD 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 c、申請專利乾圍 得，特別是在二衡程引擎中’在排氣衡程或是：轉移衡程的 過程中增加了〃時間一斷面"之值。 6 ·如申讅專利範圍第1或2項中所述之曲柄機構斧、 統，其特徵在於：該飛輪與該凸輪係由一種材料所製成’ 該材料使得由該飛輪作用之®縮愿力維持於該材料之強性 限度之内。 7 ，如申請專利範圃第1或2ΙΙΦ所述之曲柄機《I斧、 统，其特激在於：其中設置有櫬構用來•維持介於該飛輪與 該凸輪之間之接觸。 8·如申謫專利範圍第7項中所述之曲柄欐構系铳’ 其特徽在於：該用來維持介於該飛輪與該凸輪之間之接觸 之櫬檐，係包含一小連接桿’自由地搌動於該飛輪之同— 軸媒上，且設置有一凸出部於其底部’而與具有一和該凸 輪之外鄹同心之輪郾耦接，且準確地重覆該外鄹。 9 *如申請專利範画第7項中所述之曲柄機媾系統， 其特激在於：該用來維持介於該飛輪與該凸輪之間之接觸 之該櫬構包含一桿•係受到拘束於其一端至該活塞上，具 有一個或是多個自由度，而另一端則被拘束至一强性，系統 ，係可當其從下死點至上死點之衝程過程中吸收惯性能量 ，並可當其從上死點至下死點之過程第一部分中放出相同 之慣性能量。 10·如申請專利範匾第9項中所述之曲柄機構系統 ，其特激在於：該强性系統可以被置換為一液壓系統，最 -2- 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 303578 韶 C8 D8 六、申請專利範圍 终係由微處理機所控制。 11·如申諝專利範圍第1或2項中所述之曲柄機構 系統，其特徴在於：可以使用於多重汽缸、且對於所有的 汽缸僅設置單一凸輪之引擎，或是多重汽缸、且對每一個 汽缸設置一相對應之凸輪之引擎。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐）