專(zhuān)利名稱(chēng)：多葉瓣旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)不對(duì)稱(chēng)壓縮/膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，且更具體而言，涉及一種具有帶有多個(gè)葉瓣的轉(zhuǎn)子的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述多個(gè)葉瓣限制不對(duì)稱(chēng)壓縮及膨脹區(qū)域并在單次旋轉(zhuǎn)內(nèi)提供多個(gè)燃燒循環(huán)。
背景技術(shù)：
多年來(lái)，具有往復(fù)式活塞或圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在所屬領(lǐng)域中一直非常常見(jiàn)。人們一直在不斷地對(duì)與此種發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化以使在熱力效率、功率輸出及排放減少等方面的性能最佳化、同時(shí)限制機(jī)械復(fù)雜性。旋轉(zhuǎn)或汪克爾(Wankel)發(fā)動(dòng)機(jī)通常減少發(fā)動(dòng)機(jī)中運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)量并提供機(jī)械效率。
在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中提供不對(duì)稱(chēng)壓縮及膨脹比的能力會(huì)提高熱力效率，但是，此種不對(duì)稱(chēng)性通常只有以顯著增加機(jī)械復(fù)雜性為代價(jià)才能獲得。因此，需要提供一種具有不對(duì)稱(chēng)壓縮及膨脹比及機(jī)械簡(jiǎn)單性的發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明含納一種包含轉(zhuǎn)子且所述轉(zhuǎn)子攜帶多個(gè)葉瓣的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼。所述葉瓣可自所述轉(zhuǎn)子的圓柱形表面伸出，以與所述外殼的輪廓壁保持密封接觸。所述輪廓包含自所述轉(zhuǎn)子與外殼壁之間的第一切點(diǎn)分叉的第一部分及自第一最大分叉點(diǎn)縮進(jìn)至所述轉(zhuǎn)子與外殼之間第二切點(diǎn)的第二部分、自所述第二切點(diǎn)分叉至第二最大分叉點(diǎn)的第二部分及收斂至所述第一切點(diǎn)的第四部分。所述第一與第二部分界定第一容積且所述第三與第四部分界定由每一對(duì)毗鄰葉瓣掠過(guò)的第二容積。在所選實(shí)施例中，所述第一容積與第二容積不對(duì)稱(chēng)，從而能夠針對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)定制壓縮及膨脹比。而且在所選實(shí)施例中，所述外殼輪廓包含一弧作為所述第二部分的元件，所述弧與所述轉(zhuǎn)子的直徑同心并在接近所述第二切點(diǎn)時(shí)靠近所述轉(zhuǎn)子的直徑，以形成最小容積并延長(zhǎng)最大壓縮時(shí)間，以在膨脹前完全啟動(dòng)燃燒。所述輪廓還在所述第四部分的終止及所述第一部分的開(kāi)始的區(qū)域中含納類(lèi)似的元件一其中與所述轉(zhuǎn)子同心且接近所述轉(zhuǎn)子的直徑的弧在排氣與隨后的進(jìn)氣之間充當(dāng)分隔容積。接近所述輪廓的所述第一切點(diǎn)及第一部分的燃燒進(jìn)氣口提供燃燒空氣，而接近所述輪廓的第四部分的排氣口使燃燒產(chǎn)物能夠排出。接近所述第二切點(diǎn)的點(diǎn)火構(gòu)件用來(lái)啟動(dòng)攜帶于毗鄰葉瓣之間的燃燒空氣的燃燒。


結(jié)合附圖閱讀下文詳細(xì)說(shuō)明，將更好地理解本發(fā)明的這些及其他特征及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1為一包含本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的局部視圖，其中將底板、發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、葉瓣及轉(zhuǎn)子組合件與發(fā)動(dòng)機(jī)的其余部分分開(kāi)顯示；圖2為轉(zhuǎn)子本體、葉瓣及轉(zhuǎn)子頂部的等軸視圖；圖3a為轉(zhuǎn)子的等軸上部視圖，其中移開(kāi)了轉(zhuǎn)子頂部且一個(gè)葉瓣及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于縮進(jìn)位置中；圖3b為一其中僅單個(gè)完整的葉瓣/樞軸臂就位的轉(zhuǎn)子的開(kāi)放式視圖，圖中顯示葉瓣在伸出/縮進(jìn)期間在上面樞轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)；轉(zhuǎn)子中的套管接納孔，所述套管用于接納將葉瓣/樞軸臂鉸接并支撐于轉(zhuǎn)子中的旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)；及樞軸臂法蘭中的孔；其接納樞軸臂致動(dòng)軸承的軸；圖4a為一個(gè)往復(fù)葉瓣、相關(guān)致動(dòng)組件及葉瓣側(cè)面密封件的等軸視圖；圖4b顯示葉瓣/樞軸臂、樞軸臂法蘭以及旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)；圖4c為一其中安裝有旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)套管、致動(dòng)軸及軸承的圖4b的視圖；圖5a為一發(fā)動(dòng)機(jī)外殼及發(fā)動(dòng)機(jī)頂板內(nèi)部的后視圖，其中顯示有頂板連控凸輪滾道；圖5b為圖5a在轉(zhuǎn)子就位情況下的視圖，其指示旋轉(zhuǎn)方向以及主要切點(diǎn)；圖6為往復(fù)葉瓣、樞軸臂密封件、密封件彈簧及致動(dòng)機(jī)構(gòu)的一分解等軸視圖；圖7a為圖2的轉(zhuǎn)子的正面等軸視圖，其中兩個(gè)葉瓣及其相關(guān)聯(lián)的L密封件就位于轉(zhuǎn)子罩中；圖7b為圖7a的轉(zhuǎn)子的一背部等軸視圖，其中L密封件就位于兩個(gè)安裝葉瓣之間的轉(zhuǎn)子中；圖7c為與兩個(gè)相關(guān)聯(lián)葉瓣相對(duì)定位的一組轉(zhuǎn)子L密封件的透視圖；圖7d為圖7c的視圖，其中包括主轉(zhuǎn)子部段但省去了轉(zhuǎn)子頂板且界定有組件；圖8為一個(gè)葉瓣的上部等軸視圖，其中機(jī)械控制式致動(dòng)軸承及支撐樞軸套管安裝于轉(zhuǎn)子中；圖9a-9e為在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力循環(huán)期間轉(zhuǎn)子在不同工作點(diǎn)中的頂視圖；圖10a為采用一替代密封系統(tǒng)的本發(fā)明的第二實(shí)施例的一個(gè)往復(fù)葉瓣、相關(guān)聯(lián)致動(dòng)組件及葉瓣側(cè)面密封件的一分解后部等軸視圖；
圖10b為圖10a的葉瓣的側(cè)面密封件、頂點(diǎn)刮片密封件及側(cè)面密封件的內(nèi)部支撐元件的一分解圖；圖10c為一顯示側(cè)面密封件平衡桿的定位的圖10a所示葉瓣的正面等軸局部剖視圖；圖10d為楔形側(cè)面密封件及插入物的一等軸視圖；圖11為采用所述替代實(shí)施例的替代密封件燃燒室布置的轉(zhuǎn)子的一頂部等軸視圖；圖12a為轉(zhuǎn)子及葉瓣的密封元件的一局部等軸視圖，其顯示兩個(gè)完整的葉瓣、其余四個(gè)葉瓣的側(cè)面密封元件及轉(zhuǎn)子的按扣密封件及弧形密封件布置；圖12b為密封元件的一局部等軸視圖，其顯示這兩個(gè)完整的葉瓣及僅所述按扣密封件和相關(guān)聯(lián)的刮片密封件以及這四個(gè)剩下的葉瓣元件的弧形密封件；及，圖13為圖12a及12b的這兩個(gè)完整的葉瓣的一等軸側(cè)視圖，其顯示按扣密封件及其相關(guān)聯(lián)的刮片及弧形密封件。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖，在圖1中，顯示一采用本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例。包括具有底板12(其在視圖中經(jīng)過(guò)局部剖視)及頂板(圖4a&5a)的外殼10的外部結(jié)構(gòu)包封轉(zhuǎn)子16。對(duì)于圖中所示實(shí)施例而言，頂板及底板借助接納于孔20中的銷(xiāo)18來(lái)與外殼對(duì)齊。
轉(zhuǎn)子具有本體22及罩24，如在圖2中及圖3a中所示-在圖3a中，將罩移開(kāi)以顯示轉(zhuǎn)子的內(nèi)腔26。罩使用通過(guò)罩中的埋頭孔30接納于孔28中的螺栓緊固至轉(zhuǎn)子的本體。轉(zhuǎn)子與罩經(jīng)機(jī)械加工、密封并用螺栓連接而形成氣密性接面面。多個(gè)葉瓣32可伸出并可縮進(jìn)至轉(zhuǎn)子的大致圓柱形表面36中的垂直槽34中。轉(zhuǎn)子底部及罩中的拱形槽35自垂直槽伸出以接納葉瓣，其中所述拱形槽35如下文所將更詳細(xì)闡述，用活節(jié)連接在其在轉(zhuǎn)子內(nèi)部的樞軸上。為清楚起見(jiàn)，在圖3a&3b中僅在轉(zhuǎn)子本體中顯示一個(gè)葉瓣。壓縮斜面38及固定燃燒室容積40形成于轉(zhuǎn)子表面的卸荷區(qū)段中，其功能將在下文中加以更詳細(xì)闡述。空心傳動(dòng)軸42自轉(zhuǎn)子罩及轉(zhuǎn)子的底部貫穿發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的頂板及底板中的軸承。對(duì)于圖式中所示的實(shí)施例而言，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)從圖1中的頂板側(cè)看去為逆時(shí)針，而當(dāng)從圖5b及9a-9e中的底板側(cè)看去則為順時(shí)針?lè)较颉?br> 如在圖3a中所見(jiàn)，每一葉瓣32均借助聯(lián)接腹板130及樞軸銷(xiāo)46(圖4b中最為顯見(jiàn))來(lái)由三角形樞軸臂44支撐，聯(lián)接腹板130及樞軸銷(xiāo)46安裝于嚙合于套管48中的葉瓣的遠(yuǎn)側(cè)，套管48接納于轉(zhuǎn)子底部及罩中的孔49中。每一葉瓣的樞軸運(yùn)動(dòng)均經(jīng)由凸輪軸承在整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間受到引導(dǎo)，所述凸輪軸承固定至通過(guò)樞軸臂中的頂點(diǎn)54中的膛孔52所接納的凸輪軸50上。伸出凸輪軸承56及縮進(jìn)凸輪軸承58支撐于軸的各端。葉瓣的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與安放在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的頂板及底板中的凹陷式凸輪滾道中的凸輪軸承進(jìn)行連控(desmodromic)。對(duì)于所示實(shí)施例而言，縮進(jìn)凸輪軸承在直徑上大于伸出凸輪軸承，且位于軸上的內(nèi)側(cè)。凸輪軸自樞軸臂經(jīng)由轉(zhuǎn)子的罩及底部中的拱形槽60伸出至發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的頂板及底板中的凸輪滾道62中。
如圖4a及5a中最為顯見(jiàn)，凸輪滾道的內(nèi)壁采用具有延伸至咬合較小直徑伸出凸輪軸承的外部階梯64的階梯式構(gòu)造。內(nèi)部階梯65為咬合凸輪滾道外壁的較大直徑縮進(jìn)凸輪軸承提供間隙。伸出與縮進(jìn)凸輪軸承朝相反方向旋轉(zhuǎn)，且對(duì)于在此實(shí)施例中所示的布置而言，軸承不需要顛倒旋轉(zhuǎn)方向來(lái)使葉瓣伸出或縮進(jìn)，從而提高軸承的可靠性及壽命。葉瓣的縮進(jìn)是克服因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而施加于葉瓣上的向心力而進(jìn)行。將縮進(jìn)軸承布置于伸出軸承的內(nèi)側(cè)會(huì)減小軸中的彎曲力距。連控致動(dòng)使葉瓣位置保持與發(fā)動(dòng)機(jī)外殼21的壁的密封接觸并控制葉瓣尖端密封件與外殼壁之間的力。
圖5a中還顯示發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的壁66的輪廓，其使壓縮比與膨脹比針對(duì)所需的燃燒循環(huán)而具有可精確界定的不對(duì)稱(chēng)性。所述輪廓的自轉(zhuǎn)子與外殼壁基本正切之處-其在此實(shí)施例中顯示成底部死點(diǎn)(BDC)76-至最大分叉點(diǎn)69的入口部分68與自所述最大分叉點(diǎn)至其中轉(zhuǎn)子與外殼壁再次基本正切之處-其在所示實(shí)施例中出現(xiàn)在頂部死點(diǎn)(TDC)79之前-的壓縮部分70界定壓縮比，而自接近TDC的第二切點(diǎn)至第二最大分叉73的膨脹部分72與所述輪廓的自第二最大分叉至第一切點(diǎn)的排氣部分74界定膨脹比。在所示實(shí)施例中，外殼輪廓的兩個(gè)部分為與如下部分基本正切或同心的弧轉(zhuǎn)子；始于TDC之前以形成最小容積并延長(zhǎng)燃燒及膨脹前的最大壓縮時(shí)間的燃燒部分77及位于排氣與隨后的進(jìn)氣之間的容積分隔79。輪廓元件在圖5b中提及并由箭頭75來(lái)指示轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。燃燒循環(huán)將參照?qǐng)D9a-h來(lái)加以詳細(xì)闡述。本文中提及TDC及BDC只是為了說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)組件的幾何關(guān)系。在許多應(yīng)用中，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際定向也可是水平的。
參見(jiàn)圖5b，在BDC處開(kāi)始，根據(jù)外殼壁的輪廓，任兩個(gè)葉瓣之間的容積均在前葉瓣離開(kāi)容積分隔79后膨脹至最大容積點(diǎn)，在此最大容積點(diǎn)處，后葉瓣橫跨并封閉進(jìn)氣口80，自此時(shí)起，所述容積受到壓縮直至后葉瓣到達(dá)燃燒部分77且前葉瓣正退出燃燒部分為止，從而將燃燒室容積40基本置于TCD處。燃燒部分中的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼壁與轉(zhuǎn)子直徑基本同心且形成最大壓縮區(qū)，燃燒部分中的弧的長(zhǎng)度及位置在各替代實(shí)施例中有所不同。在前葉瓣退出燃燒部分弧時(shí)，前葉瓣與后葉瓣之間的容積膨脹至最大膨脹點(diǎn)。在前葉瓣與后葉瓣之間的容積掠過(guò)所述最大膨脹點(diǎn)時(shí)，前葉瓣露出排氣口82且隨后排出所述容積中的燃燒氣體。在BDC附近形成容積分隔的弧也與轉(zhuǎn)子的直徑基本同心且構(gòu)成第二最小容積區(qū)。在對(duì)圖式中的實(shí)施例中所示實(shí)踐的簡(jiǎn)化形式中，代表這六個(gè)以連控方式致動(dòng)的葉瓣之間的各單獨(dú)容積的六個(gè)單獨(dú)容積隨著轉(zhuǎn)子的每一次回轉(zhuǎn)均前進(jìn)經(jīng)過(guò)所提到的進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹及排氣幾何過(guò)程。發(fā)動(dòng)機(jī)在每一次旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生六個(gè)完整的燃燒循環(huán)。
所述單轉(zhuǎn)子幾何形態(tài)允許通過(guò)下述方式根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定應(yīng)用來(lái)使壓縮比及膨脹比二者最佳化設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼壁及相關(guān)聯(lián)凸輪滾道的鑄造及機(jī)械加工輪廓，以致動(dòng)葉瓣端部對(duì)外殼壁輪廓的跟隨，從而形成所需的工作容積變化。
可通過(guò)下述方式來(lái)實(shí)現(xiàn)所述單轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的膨脹及壓縮比的改變修改從外殼壁容積同心點(diǎn)的分叉、各切點(diǎn)之間的弧的分配、基本上為保形半徑的弧的分配和進(jìn)氣及排氣口的遮蓋及暴露相對(duì)于前葉瓣及后葉瓣位置的定時(shí)；以及轉(zhuǎn)子及壓縮斜面中的燃燒室容積。對(duì)于下文提到的圖式中關(guān)于工作循環(huán)的描述的實(shí)施例，入口孔80及出口孔82顯示于發(fā)動(dòng)機(jī)的頂板中。
將轉(zhuǎn)子及葉瓣密封至發(fā)動(dòng)機(jī)外殼是借助多個(gè)密封件元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如詳圖6中最為顯見(jiàn)，葉瓣采用具有接納于葉瓣邊緣88上的溝槽86的側(cè)面密封件84。插于葉瓣邊緣中的孔92中的卷簧90將密封件的刮片94推抵發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的毗鄰板的內(nèi)表面。對(duì)于所示實(shí)施例而言，從葉瓣伸出的銷(xiāo)96接納于密封件中的孔98中，以對(duì)密封件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行線(xiàn)性約束。
葉瓣的周邊邊緣100及毗鄰的相配合的側(cè)面密封件開(kāi)有凹槽，以接納尖端密封件102。對(duì)于所示實(shí)施例而言，葉瓣尖端密封件為兩個(gè)以對(duì)角方式配合的部件，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的內(nèi)周邊表面進(jìn)行彈簧所致的加載。接納于葉瓣的周邊邊緣中的凹槽108中的彎曲式彈簧106將葉瓣密封件的尖端密封件推抵外殼表面。
將葉瓣密封至發(fā)動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子的工作容積上并將轉(zhuǎn)子在每一連續(xù)的葉瓣對(duì)之間密封至外殼上是通過(guò)下述方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的將攜帶于轉(zhuǎn)子上表面及下表面上的凹槽114及116中的四個(gè)彈簧加載的重疊L形密封件110、111、112及113與葉瓣接納槽中的凹槽118及120相配合，此在圖7a、7b及7c中最為顯見(jiàn)。凹槽114及116延伸于轉(zhuǎn)子的上表面及下表面上的葉瓣接納槽之間。凹槽118及120與凹槽114及116互連并沿葉瓣接納槽的深度延伸。如圖7d中所示，L密封件110、111、112及113共同占據(jù)凹槽114、116、118及120，從而有效地密封其轉(zhuǎn)子段及其兩個(gè)毗鄰的葉瓣。圖7c顯示這四個(gè)有斜面的L密封件之間就其在各葉瓣對(duì)之間的各自位置而言的重疊配合關(guān)系。圖7d顯示在轉(zhuǎn)子上就位于凹槽114、118及120中的密封件110、111、112及113，其中為清楚起見(jiàn)省去包含凹槽116的轉(zhuǎn)子罩。每一凹槽中的單彎曲式彈簧122均將L密封元件自凹槽向外推進(jìn)以與配合表面接觸。重疊的雙L形狀提供矩形密封，但允許每一密封方向上的力具有有差別的靈活性。每一L密封件均在短支腿上帶有圖7c&7d中所示的傾斜表面121，以為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的葉瓣的側(cè)面提供密封。傾斜表面的角度對(duì)于組合件中的特定密封位置而言是唯一的，但為這6個(gè)葉瓣對(duì)中的每一相應(yīng)位置所共有。
圖式中所示的本發(fā)明實(shí)施例采用位于膛孔126中的火花塞124，膛孔126貫穿毗鄰凹入轉(zhuǎn)子面22中的燃燒室40的轉(zhuǎn)子芯。如圖8中所示，支撐葉瓣的樞軸臂的聯(lián)接腹板130包含用于移除并附裝火花塞的開(kāi)孔128?；鸹ㄈ膶?dǎo)線(xiàn)通過(guò)轉(zhuǎn)子中的腔室路由至毗鄰傳動(dòng)軸的接線(xiàn)片。通過(guò)與傳動(dòng)軸成一整體的旋轉(zhuǎn)配流器來(lái)進(jìn)行電連接會(huì)提供用于使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的點(diǎn)火火花。
圖9a-9e中顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。為清楚起見(jiàn)，圖式中只顯示兩個(gè)葉瓣。從圖9a開(kāi)始，自底部死點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的前葉瓣32a正沿著外殼內(nèi)壁的輪廓以連控方式從轉(zhuǎn)子伸出，剛好經(jīng)過(guò)了入口孔80。后葉瓣32b大致在BDC處完全縮進(jìn)轉(zhuǎn)子內(nèi)。轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)顯示通過(guò)入口吸入空氣的各葉瓣之間的工作容積增大，直至后葉瓣經(jīng)過(guò)入口孔為止。圖9b顯示壓縮循環(huán)的中間部分，其中前葉瓣再次基本上完全縮進(jìn)轉(zhuǎn)子中，而后葉瓣基本上完全伸出。完成的壓縮循環(huán)顯示于圖9c中，其中前葉瓣剛好超過(guò)TDC。
如前面參照?qǐng)D2所述，將入口及壓縮循環(huán)中所夾帶的空氣壓縮至燃燒室中。壓縮斜面38將夾帶于轉(zhuǎn)子扇區(qū)的后部分中的空氣傳送至燃燒室中。對(duì)于圖式中所示的實(shí)施例而言，燃燒室位于葉瓣之間的轉(zhuǎn)子扇區(qū)的前30％內(nèi)。減少的壓縮斜面的側(cè)面寬度會(huì)使燃燒室中的壓縮氣體容積最大化以便于點(diǎn)火。燃料的引入在所示實(shí)施例中是使用燃燒空氣入口上游的汽化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中在腔室基本上位于TDC處時(shí)發(fā)生點(diǎn)火。在各替代實(shí)施例中，直接噴射是通過(guò)在后葉瓣已經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口之處在適當(dāng)區(qū)域中貫穿外殼壁或側(cè)板的端口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。各個(gè)單獨(dú)燃燒容積包含由頂部及底部側(cè)板、相應(yīng)的前葉瓣面及后葉瓣面及轉(zhuǎn)子面所限界的外殼壁工作容積。
對(duì)于所示實(shí)施例而言，當(dāng)前葉瓣及后葉瓣與界定前面參照?qǐng)D5a所述的燃燒部分77的同心直徑弧的中心實(shí)質(zhì)上等距離時(shí)，前后葉瓣對(duì)之間的相應(yīng)容積壓縮達(dá)到最大壓縮點(diǎn)。在此點(diǎn)處，大部分燃燒容積已壓縮至燃燒室及壓縮斜面38中。壓縮斜面為在后葉瓣抵靠第一同心弧掠過(guò)之前所壓縮的空氣提供通往燃燒室的引入容積，從而使壓縮容積能夠在旋轉(zhuǎn)前移至燃燒室中。所示實(shí)施例中的燃燒室布置是為了通過(guò)使反應(yīng)氣體的燃燒后表面冷卻最小化來(lái)提高相對(duì)于前葉瓣背面的反應(yīng)壓力。旋轉(zhuǎn)中的扭矩是通過(guò)在膨脹期間因有差別的燃燒后葉瓣表面區(qū)域而引起的各個(gè)葉瓣面上有差別的壓力分布來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
燃燒混合物的初始膨脹顯示于圖9d中，其中前葉瓣沿外殼的膨脹輪廓伸出而后葉瓣在TDC處完全縮進(jìn)。膨脹繼續(xù)進(jìn)行，使前葉瓣及后葉瓣基本上完全伸出。
如圖9e中所示，排氣循環(huán)從前葉瓣經(jīng)過(guò)排氣口開(kāi)始，此時(shí)，前葉瓣再次基本上縮進(jìn)而后葉瓣完全伸出，從而將廢氣通過(guò)膨脹容積掃至排氣口82。排氣循環(huán)隨著后葉瓣經(jīng)過(guò)排氣口且前葉瓣經(jīng)過(guò)BDC以啟動(dòng)下一進(jìn)氣循環(huán)而基本結(jié)束。
對(duì)于具有六個(gè)葉瓣的圖式中所示的本發(fā)明實(shí)施例而言，所述五個(gè)燃燒過(guò)程-進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹及排氣在每一轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)中出現(xiàn)六次，以提供相對(duì)于外部發(fā)動(dòng)機(jī)容積的高功率密度。每一葉瓣同時(shí)充當(dāng)毗鄰容積對(duì)的前葉瓣及后葉瓣。通過(guò)采用交錯(cuò)的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼第一及第二部分容積幾何形態(tài)及相應(yīng)的葉瓣致動(dòng)幾何形態(tài)來(lái)改變壓縮容積相對(duì)于膨脹容積之比的能力使壓力/容積工作循環(huán)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定用途得到最佳化。
在一定制用于高海拔運(yùn)行的替代實(shí)施例中，采用壓縮與膨脹的反向不對(duì)稱(chēng)性便無(wú)需使用渦輪增壓器。進(jìn)氣/壓縮容積的一擴(kuò)大的部分在壓縮時(shí)起作用來(lái)代替渦輪增壓器。此替代實(shí)施例可在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼中采用放泄閥來(lái)將較低海拔下所壓縮的空氣容積限制至發(fā)動(dòng)機(jī)的額定值。另外，在第二替代實(shí)施例中，膨脹容積可能明顯更大，以將排氣口的開(kāi)口處的膨脹壓力減至接近大氣壓力，從而實(shí)現(xiàn)具有較低排氣溫度的非常安靜的發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，可對(duì)內(nèi)部容積的不對(duì)稱(chēng)性加以調(diào)整，以在給定的轉(zhuǎn)動(dòng)能要求下達(dá)到最佳的功率-效率平衡。例如，范圍可從接近無(wú)聲的葉式鼓風(fēng)機(jī)/鏈鋸?fù)七M(jìn)器到簡(jiǎn)單的魯棒的高海拔飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。
對(duì)于一實(shí)例性實(shí)施例-一其中240cc的預(yù)壓縮第一容積按8.6∶1壓縮、燃燒、按14∶1膨脹成390cc的第二容積的直徑為25.4cm且深度為7cm的轉(zhuǎn)子，這6個(gè)轉(zhuǎn)子容積將在每一旋轉(zhuǎn)中排出大約1,440cc。因此，在2,000RPM下，燃燒大約7lb./min.的空氣；在380,000ft/lb/磅的燃燒空氣下，預(yù)期將具有處于60kW(80H.P.)范圍內(nèi)的輸出。
所述較佳實(shí)施例使燃燒膨脹繼續(xù)超過(guò)最初壓縮的容積的此種能力利用通常因排氣過(guò)早地排泄大量壓力-在大多數(shù)對(duì)稱(chēng)燃燒循環(huán)中通常就是這樣-而浪費(fèi)的燃燒氣體中的附加熱函。
在所示實(shí)施例中，在對(duì)照理想奧托循環(huán)(Otto Cycle)熱力效率(ηt)的發(fā)動(dòng)機(jī)效率公式時(shí)，可看到膨脹容積的值超過(guò)壓縮容積，所述公式表示如下ηt＝1-1/rvk-1其中將“不對(duì)稱(chēng)膨脹循環(huán)”的公式表示成ηt＝1-1/rvk-1·k(r-1)/rk-1在r為所壓縮的空氣容積與完全不對(duì)稱(chēng)膨脹的最終容積之間的等熵比(所壓縮的容積/所膨脹的容積)的情況下，可以看出，方程式2的第二段用來(lái)產(chǎn)生一倍數(shù)(即1.08)，其使工作循環(huán)的ηt相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱(chēng)奧托循環(huán)提高該倍數(shù)。因此，方程式2可用于計(jì)算所包含的不對(duì)稱(chēng)膨脹循環(huán)的理論效率ηt。
圖式中所示的實(shí)施例的葉瓣組合件的幾何形態(tài)使葉瓣的運(yùn)動(dòng)及反作用力最佳化，同時(shí)滿(mǎn)足伸出及縮進(jìn)力及控制要求。樞軸壁44的三角形狀使旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)46及套管48能夠接近于轉(zhuǎn)子的周邊布置，從而使葉瓣的向外伸出的弧最大化，以便于在膨脹循環(huán)期間使燃燒氣體的力在所伸出的葉瓣上以一相對(duì)于與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)正切的角度分布。樞軸壁幾何形態(tài)還使旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)能夠在轉(zhuǎn)子的幾何形態(tài)內(nèi)布置于距葉瓣最大距離處，以使葉瓣沿循發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的輪廓所需的角運(yùn)動(dòng)最小化，并通過(guò)延長(zhǎng)致動(dòng)力的力臂來(lái)降低致動(dòng)器軸承設(shè)計(jì)要求。作為具有等于三角形的銷(xiāo)/葉瓣支腿的半徑的圓形段，葉瓣本身的拱形形狀便于實(shí)現(xiàn)葉瓣相對(duì)于轉(zhuǎn)子以可密封、平滑且完成沿半徑的路徑伸出及縮進(jìn)。葉瓣的側(cè)面負(fù)載-其已使許多(若非全部)滑動(dòng)葉片發(fā)動(dòng)機(jī)不可行-傳遞至葉瓣樞軸臂的旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)，在轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)的套管中運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)能夠吸收此種壓縮及膨脹負(fù)載、同時(shí)在快速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間保持使葉瓣尖端精確地沿著發(fā)動(dòng)機(jī)外殼輪廓前進(jìn)所需的低磨擦伸出及縮進(jìn)。
將凸輪致動(dòng)軸布置于三角形的與銷(xiāo)/葉瓣支腿對(duì)置的頂點(diǎn)處會(huì)使轉(zhuǎn)子底部及罩中的致動(dòng)槽偏離葉瓣槽，以使凸輪致動(dòng)分布的機(jī)械放大能夠最佳化，此同樣處于整個(gè)轉(zhuǎn)子幾何形態(tài)的約束條件內(nèi)。通過(guò)吸收葉瓣在大的有效凸輪面積上的運(yùn)行加速并針對(duì)每一加速方向在每一葉瓣側(cè)上具有單獨(dú)的凸輪滾道，葉瓣樞軸臂及銷(xiāo)上的扭力得以消除，從而實(shí)現(xiàn)更緊密的密封間隙及相對(duì)輕的葉瓣組合件。通過(guò)將一經(jīng)由反向旋轉(zhuǎn)軸承的連控葉瓣致動(dòng)系統(tǒng)與葉瓣力負(fù)載向樞軸套管的傳遞相結(jié)合，所得到的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)保持高的機(jī)械效率、同時(shí)在每一單次旋轉(zhuǎn)中實(shí)施六個(gè)完整的進(jìn)氣-壓縮-燃燒-膨脹-排氣循環(huán)。因此，每單位發(fā)動(dòng)機(jī)重量(以及容積)的功率密度相對(duì)高。因沒(méi)有明顯的進(jìn)氣排氣功能重疊，所消耗氣體得到有效清除，而幾乎不存在廢氣帶入，從而進(jìn)一步提高熱力效率并實(shí)現(xiàn)寬廣的有效功率范圍，且相對(duì)于RPM曲線(xiàn)得到相對(duì)直的扭矩。
在各替代實(shí)施例中對(duì)所示實(shí)施例進(jìn)行修改，以實(shí)現(xiàn)空心轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸；此種修改便于將多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)以花鍵、共用軸或分別用Sprague離合連接成例如車(chē)輛或發(fā)電站等共用設(shè)備內(nèi)的單獨(dú)的“功率塊”，進(jìn)而有效地實(shí)現(xiàn)功率或功率冗余向共用軸上的負(fù)載自適應(yīng)性分配。
采用本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的密封及燃燒室構(gòu)造的一替代實(shí)施例顯示于圖10a-13中。發(fā)動(dòng)機(jī)中的葉瓣的基本操作如前面所述。不過(guò)，參見(jiàn)圖10a-10c，發(fā)動(dòng)機(jī)中每一葉瓣與上部及下部罩的密封是使用側(cè)面密封件132及楔形側(cè)面密封件134來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所述楔形側(cè)面密封件從毗鄰葉瓣底部的底端136向毗鄰葉瓣頂點(diǎn)的尖端138逐漸變細(xì)。如針對(duì)先前實(shí)施例所述，所述側(cè)面密封件采用槽140來(lái)接納安裝于葉瓣頂點(diǎn)中的槽108中的尖端密封件102的伸出端。彎曲或波形彈簧106以彈性方式支撐所述尖端密封件。
楔形側(cè)面密封件借助咬合于底端136與從葉瓣底部伸出的臺(tái)面148之間的彈簧146以彈性方式進(jìn)行安裝。如在圖10b最為顯見(jiàn)，槽150緊密地接納支撐于葉瓣中的橫向膛孔中的安裝桿154的導(dǎo)向端152。導(dǎo)向端在槽內(nèi)平移，以使楔形側(cè)面密封件能夠沿直徑運(yùn)動(dòng)。對(duì)于所示實(shí)施例而言，側(cè)面密封件132采用孔155來(lái)咬合位于葉瓣對(duì)置側(cè)上的安裝桿。通過(guò)此種方式以彈性方式安裝楔形密封件能通過(guò)使楔形密封件能夠沿直徑移動(dòng)來(lái)適應(yīng)側(cè)面密封件的磨損以及熱膨脹。所述錐度不僅使所述密封件保持在所述楔形密封件上，而且還通過(guò)反作用力將葉瓣朝發(fā)動(dòng)機(jī)的完全咬合側(cè)面密封件132的另一個(gè)板推動(dòng)。
由于其以彈性方式安裝，因此必須對(duì)楔形密封件的運(yùn)動(dòng)加以控制，以免在密封件的頂點(diǎn)端處出現(xiàn)意外過(guò)壓。具有樞軸球158的鋼平衡桿156、反作用力質(zhì)量杠桿160及咬合臂162支撐于葉瓣中的空腔164內(nèi)。所述咬合臂終止于球166中，球166接納于楔形密封件中的球窩168內(nèi)。平衡桿的樞軸球由所述空腔中的第一膛孔170緊密咬合，而反作用力質(zhì)量杠桿在所述空腔的膨脹部分內(nèi)自由移動(dòng)。對(duì)于所示實(shí)施例而言，所述反作用力質(zhì)量杠桿的質(zhì)量中心與咬合側(cè)面密封件中的球窩的球之間大約為3∶1的杠桿臂差提供足夠的反作用力以在所施加的向心負(fù)載作用下平衡側(cè)面密封件上的力，從而防止意外運(yùn)動(dòng)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到基于用于制造的材料的替代質(zhì)量平衡構(gòu)造及尺寸。
圖式中所示的側(cè)面密封件的實(shí)施例采用如圖10d中所示接納于側(cè)面密封件壁中機(jī)械加工而成的離隙內(nèi)的碳-石墨插入件172。所述插入件為側(cè)面密封件提供增強(qiáng)的熱穩(wěn)定性及潤(rùn)滑性，同時(shí)在側(cè)面密封件的前壁及后壁上保留金屬密封面174，以用于咬合待參照?qǐng)D12a及12b更詳細(xì)描述的表面密封件。
在替代實(shí)施例中，葉瓣的前表面與后表面的密封是由在圖11、12a及12b和13中所示的刮片密封件提供的。開(kāi)槽式按扣176以彈性方式安裝于轉(zhuǎn)子16的頂面及底面中的圓柱形離隙178中。在前面所述的實(shí)施例中，上表面將位于罩24中。如在圖12a及12b(其中為清楚起見(jiàn)省去了轉(zhuǎn)子的元件)中最為顯見(jiàn)，按扣中的槽接納葉瓣前表面及后表面的刮片密封件180。所述按扣本身為密封件提供頂部及底部罩，以旋轉(zhuǎn)來(lái)將刮片密封件相對(duì)于葉瓣表面對(duì)齊。將轉(zhuǎn)子密封至按扣中間的頂部與底部罩是通過(guò)延伸于與每一對(duì)葉瓣相關(guān)聯(lián)的前按扣與后按扣之間的弧形密封件182來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所述弧形密封件接納于轉(zhuǎn)子的上表面及下表面中的凹槽184中。刮片密封件與葉瓣的前表面及后表面的接觸在圖13中最為顯見(jiàn)。
重新參見(jiàn)圖11，在每一前葉瓣與后葉瓣之間使用帶有錐形斜面188的旋流式燃燒室186來(lái)達(dá)到最佳燃燒效率。此實(shí)施例的燃燒循環(huán)如前面參照?qǐng)D9a-9e所述的一樣。
現(xiàn)已根據(jù)專(zhuān)利法的要求詳細(xì)闡述了本發(fā)明，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本文中所揭示的具體實(shí)施例的修改及替換形式。此種修改形式仍屬于在隨附權(quán)利要求中所界定的本發(fā)明范圍及意圖內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括包含轉(zhuǎn)子(16)的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼(10)；由所述轉(zhuǎn)子攜帶的多個(gè)葉瓣(32)，每一葉瓣均可從所述轉(zhuǎn)子的圓柱形表面中的槽(35)伸出，以保持與所述外殼的輪廓壁的密封接觸，所述輪廓具有自位于所述轉(zhuǎn)子與外殼壁之間的第一切點(diǎn)分叉的第一部分(68)及自第一最大分叉點(diǎn)縮進(jìn)至位于所述轉(zhuǎn)子與外殼之間的第二切點(diǎn)的第二部分(70)，并具有自所述第二切點(diǎn)分叉至第二最大分叉點(diǎn)的第三部分(72)及收斂至所述第一切點(diǎn)的第四部分(74)，所述第一與第二部分界定第一容積且所述第三與第四部分界定與所述第一容積不對(duì)稱(chēng)的第二容積；燃燒進(jìn)氣口(80)，其接近于所述輪廓的所述第一切點(diǎn)及第一部分；排氣口(82)，其接近于所述輪廓的所述第四部分及所述第一切點(diǎn)；用于伸出及縮進(jìn)所述葉瓣的構(gòu)件；及，接近于所述第二切點(diǎn)以啟動(dòng)攜帶于每?jī)蓚€(gè)毗鄰葉瓣之間的燃燒空氣的燃燒的構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其進(jìn)一步包括多個(gè)分別攜帶所述多個(gè)葉瓣中的一者的樞軸臂(44)，每一樞軸臂均安裝于所述轉(zhuǎn)子內(nèi)且包含旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)(48)，所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)(48)位于所述葉瓣的遠(yuǎn)端，并接近于所述轉(zhuǎn)子的外圓周及接近于毗鄰葉瓣的槽被所述轉(zhuǎn)子以可旋轉(zhuǎn)方式約束。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述伸出及縮進(jìn)構(gòu)件包括軸承(56，58)，所述軸承(56，58)由各樞軸臂支撐并從所述轉(zhuǎn)子伸出以接納于滾道(62)內(nèi)，以便對(duì)所述葉瓣的伸出及縮進(jìn)進(jìn)行連控致動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述滾道包括位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的頂板中的第一滾道及位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的底板中的第二滾道，且所述軸承包括第一對(duì)伸出軸承(56)，其在貫穿所述樞軸臂的軸的每一端上安裝一個(gè)，以在所述第一及第二滾道中的每一者中接納一個(gè)，從而與每一滾道的內(nèi)部階梯(64)接觸；及第二對(duì)縮進(jìn)軸承(58)，其在所述軸上安裝于所述第一對(duì)的內(nèi)側(cè)，以在所述第一及第二滾道中的每一者中接納一個(gè)，以便與每一滾道的外壁接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其進(jìn)一步包括用于將所述轉(zhuǎn)子密封至所述頂板及底板的構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其進(jìn)一步包括用于將所述可伸出的樞轉(zhuǎn)葉瓣與所述轉(zhuǎn)子、發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、頂板及底板進(jìn)行密封的構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述密封構(gòu)件包括多個(gè)第一L形密封件(110，111)，其直接毗鄰所述葉瓣的槽從所述轉(zhuǎn)子的上表面中的第一凹槽伸出并毗連每一槽的后壁中的第二凹槽；及多個(gè)第二L形密封件(112，113)，其直接毗鄰所述葉瓣的槽從所述轉(zhuǎn)子的下表面中的第三凹槽伸出并毗連每一槽的前壁中的第四凹槽。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述密封構(gòu)件包括多個(gè)第一L形密封件，其直接毗鄰所述葉瓣的槽從所述轉(zhuǎn)子的上表面中的第一凹槽伸出并毗連每一槽的后壁中的第二凹槽；及多個(gè)第二L形密封件，其直接毗鄰所述葉瓣的槽從所述轉(zhuǎn)子的下表面中的第三凹槽伸出并毗連每一槽的前壁中的第四凹槽，此種L形密封件借此用來(lái)將伸出及縮進(jìn)的每一葉瓣的前表面及后隨表面密封至所述轉(zhuǎn)子的主體；彈簧加載的葉瓣尖端密封件(102)，其將所述葉瓣的界面密封至所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼；及一對(duì)葉瓣側(cè)面密封件(84)，其剖面厚度及曲率與所述葉瓣共形，其經(jīng)彈簧加載以保持所述葉瓣與所述頂板及底板之間的密封并開(kāi)有凹槽以容納所述葉瓣尖端密封件。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼壁的輪廓包括接近于所述第一切點(diǎn)與所述轉(zhuǎn)子基本同心且直接毗鄰的部分，以形成排氣循環(huán)與進(jìn)氣循環(huán)之間的容積分隔體。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼壁的輪廓包括接近于所述第二切點(diǎn)與所述轉(zhuǎn)子基本同心且直接毗鄰的部分，以形成最小壓縮容積并延長(zhǎng)最大壓縮的時(shí)間以完全啟動(dòng)燃燒。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中對(duì)于高海拔發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，所述第一容積超過(guò)所述第二容積。
13.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述第二容積超過(guò)所述第一容積，以提高熱效率。
14.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述第二容積明顯超過(guò)所述第一容積，以實(shí)現(xiàn)基本完全的燃燒空氣膨脹并降低排氣噪聲。
15.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述第二容積明顯超過(guò)所述第一容積，以使所述排氣的熱特征最小化。
16.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述用于密封所述葉瓣的構(gòu)件包括安裝至所述葉瓣上以與所述頂板及底板咬合的側(cè)面密封件(132，134)及從所述葉瓣尖端伸出以將所述葉瓣的界面密封至所述圓柱形外殼的尖端密封件(102)。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述側(cè)面密封件(134)中的至少一者包括從接近于所述葉瓣的基座處向所述葉瓣尖端逐漸變細(xì)的楔形件，所述至少一個(gè)側(cè)面密封件以彈性方式安裝以朝所述葉瓣尖端推進(jìn)。
18.如權(quán)利要求17所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其進(jìn)一步包括平衡桿(156)，所述平衡桿(156)耦合至所述至少一個(gè)側(cè)面密封件，以響應(yīng)于向心負(fù)載而進(jìn)行平衡。
19.如權(quán)利要求16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其進(jìn)一步包括咬合每一葉瓣的前表面及后隨
表面的刮片密封件(180)，所述刮片密封件在上端及下端處由分別接納于所述轉(zhuǎn)子上表面中的接納離隙(178)中及所述轉(zhuǎn)子下表面中的接納離隙中的開(kāi)槽式按鈕(176)咬合。
20.如權(quán)利要求19所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其進(jìn)一步包括弧形密封件(182)，其在所述葉瓣的毗鄰槽的所述刮片密封件按鈕離隙中間安裝于所述轉(zhuǎn)子的上表面中的凹槽(184)中；及弧形密封件，其在所述葉瓣的毗鄰槽的所述刮片密封件按鈕離隙中間安裝于所述轉(zhuǎn)子的下表面中的凹槽中。
21.如權(quán)利要求16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述側(cè)面密封件采用碳石墨插入件。
22.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括包含轉(zhuǎn)子(16)的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼(10)；由樞軸臂(44)攜帶的多個(gè)葉瓣(32)，每一葉瓣均可從所述轉(zhuǎn)子的圓柱形表面中的槽(35)伸出，以保持與所述外殼的輪廓壁(66)的密封接觸，每一樞軸臂均安裝于所述轉(zhuǎn)子內(nèi)且包含旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)，所述旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)位于所述葉瓣的遠(yuǎn)端并接近于所述轉(zhuǎn)子的外圓周及接近于毗鄰葉瓣的槽由所述轉(zhuǎn)子以可旋轉(zhuǎn)方式約束，所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼輪廓具有自位于所述轉(zhuǎn)子與外殼壁之間的第一切點(diǎn)分叉的第一部分(68)及自第一最大分叉點(diǎn)縮進(jìn)至位于所述轉(zhuǎn)子與外殼之間的第二切點(diǎn)的第二部分(70)，并具有自所述第二切點(diǎn)分叉至第二最大分叉點(diǎn)的第三部分(72)及分叉至所述第一切點(diǎn)的第四部分(74)；燃燒進(jìn)氣口(80)，其接近于所述輪廓的所述第一切點(diǎn)及第一部分；排氣口(82)，其接近于所述輪廓的所述第四部分及所述第一切點(diǎn)；用于伸出及縮進(jìn)所述葉瓣的構(gòu)件；及接近于所述第二切點(diǎn)以啟動(dòng)攜帶于每?jī)蓚€(gè)毗鄰葉瓣之間的燃燒空氣的燃燒的構(gòu)件。
23.如權(quán)利要求22所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述外殼輪廓的所述第一與第二部分界定第一容積且所述第三與第四部分界定與所述第一容積不對(duì)稱(chēng)的第二容積。
24.如權(quán)利要求22所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼壁的所述輪廓包括接近于所述第一切點(diǎn)與所述轉(zhuǎn)子基本同心且直接毗鄰的部分，以形成排氣循環(huán)與進(jìn)氣循環(huán)之間的容積分隔體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有多個(gè)以樞軸方式安裝的葉瓣(32)的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)，所述葉瓣(32)可以連控方式自轉(zhuǎn)子(16)伸出及縮進(jìn)，以根據(jù)所述葉瓣以密封方式咬合的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼(10)的輪廓來(lái)跟蹤不對(duì)稱(chēng)的進(jìn)氣及壓縮與膨脹及排氣容積。
文檔編號(hào)F02B53/00GK101052795SQ200580033887
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月7日
發(fā)明者威廉·R·佩茲克, 勞倫斯·豪斯, 瑪特·布朗, 詹姆斯·G·P·德?tīng)柹?申請(qǐng)人:吉羅通公司