專利名稱：對(duì)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)及類似轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。特別地，本發(fā)明涉及汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)及 類似轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中的改進(jìn)，通過(guò)將這種改進(jìn)應(yīng)用到現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)中， 有效地提高了其功率輸出及效率，并且能夠?qū)崿F(xiàn)更高級(jí)的循環(huán)。
背景技術(shù)：
汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的制造商曾嘗試提供一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)要克 服往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分缺點(diǎn)，與此同時(shí)要運(yùn)行順暢，并且具有較 高的功率重量比和比往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)更高的旋轉(zhuǎn)速度。在汪克爾發(fā)動(dòng) 機(jī)發(fā)展多年之后，盡管相對(duì)于往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)具有理論上的優(yōu)勢(shì)，但 是一些實(shí)際中的限制妨礙了其被廣泛接受。因此，僅有有限數(shù)量的制造 商涉及汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)。圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)的汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，以附圖標(biāo)記10表 示。汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)IO包括轉(zhuǎn)子殼體101、轉(zhuǎn)子102、火花塞103、 徑向密封件104、偏心軸105、定子齒輪106、轉(zhuǎn)子齒輪107、排氣口 108、 進(jìn)氣口 109。余擺線型轉(zhuǎn)子殼體的短軸為110，所述殼體的長(zhǎng)軸為111。 轉(zhuǎn)子102的三個(gè)面A、 B和C的每一個(gè)依次參與以下的四個(gè)循環(huán)進(jìn)氣 循環(huán)、壓縮循環(huán)、做功循環(huán)、排氣循環(huán)。新鮮的混合氣被轉(zhuǎn)子102的面A 通過(guò)進(jìn)氣口 109吸入，直到到達(dá)峰值量。與此同時(shí)，面B被燃燒力驅(qū)動(dòng)， 且面C將廢氣通過(guò)排氣口 108排出。汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的一些缺點(diǎn)與轉(zhuǎn)子徑向密封件有關(guān)，現(xiàn)列舉出缺 點(diǎn)的以下特性撞擊殼體內(nèi)部4侖廓的傾向；徑向密封件的適當(dāng)材料與轉(zhuǎn)子殼體材料的不相容性； 對(duì)轉(zhuǎn)子殼體的內(nèi)部輪廓以及對(duì)密封件的損壞；由于高離心力的速度限制；在低轉(zhuǎn)速下以及發(fā)動(dòng)機(jī)載荷及運(yùn)轉(zhuǎn)條件突然變化比如加速和減速時(shí) 的不良密封性；以及在發(fā)動(dòng)機(jī)被置于相對(duì)較高的壓力環(huán)境中時(shí)徑向密封件的密封限制， 這是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。全部上述的缺點(diǎn)導(dǎo)致了不充分的密封，這樣的密封導(dǎo)致了較低的可 靠性和較短的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間，也就是較短的大修間隔時(shí)間(TBO)?，F(xiàn)有技術(shù)的汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的其他的已知缺點(diǎn)如下 -燃燒室不是根據(jù)功能而最優(yōu)化構(gòu)成的，并且因此燃燒室是其不能達(dá)到 有效燃燒以及其相對(duì)較低的熱效率的主要原因之一。-在排氣-進(jìn)氣交替期間充入氣與燃燒后的廢氣混合的傾向，其降低了 發(fā)動(dòng)機(jī)效率及輸出。進(jìn)一步混合充入氣與廢氣的渦輪增壓器的效用降低，動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子流動(dòng)到其進(jìn)氣部分，并且與充入氣混合。-高表面體積比，導(dǎo)致了在工作空間的內(nèi)壁上的燃料凝結(jié)，這一點(diǎn)在水 冷發(fā)動(dòng)機(jī)上尤為明顯，而且對(duì)效率及磨損造成負(fù)面影響。-在每一個(gè)工作循環(huán)的初起時(shí)， 一明顯的沖突是現(xiàn)有技術(shù)的汪克爾發(fā)動(dòng) 機(jī)的特點(diǎn)，導(dǎo)致了在點(diǎn)火期間的轉(zhuǎn)子的幾何位置到燃燒產(chǎn)物產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng) 力的方向之間燃燒產(chǎn)物的低效利用。在點(diǎn)火時(shí)，轉(zhuǎn)子的傾斜角度(即， 密封件到定子及轉(zhuǎn)子齒輪的嚙合點(diǎn)的直線相對(duì)于轉(zhuǎn)子殼體的短軸所傾斜導(dǎo)致:轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方^相反的燃燒力的大小基本等于支持轉(zhuǎn)子旋:的燃燒力的大小。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以及傾斜角變化，支持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的燃燒力的大 小相應(yīng)地增大，從而其大小明顯大于對(duì)抗轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的燃燒力。當(dāng)傾 斜角度大約為60度時(shí)，基本上全部的燃燒力支持轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；但是，在 這樣的傾斜角度下燃燒產(chǎn)物的殘留壓力非常低，指示出工作循環(huán)即將結(jié) 束。-除了上述的沖突，在點(diǎn)火后立即產(chǎn)生了基本上全部的燃燒壓力，在轉(zhuǎn) 子上方以及垂直主軸地向發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)加非常高的載荷和壓力，這一點(diǎn)需要在發(fā)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到。-現(xiàn)有技術(shù)的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的有效工作循環(huán)區(qū)域相當(dāng)?shù)卣瑥霓D(zhuǎn)子的頂點(diǎn)經(jīng)過(guò)短軸大約60度后開(kāi)始，到再旋轉(zhuǎn)大約60度結(jié)束，在此，該頂點(diǎn) 到達(dá)了開(kāi)始露出排氣口的點(diǎn)位。-現(xiàn)有技術(shù)的汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比取決于K系數(shù)(定義為轉(zhuǎn)子 半徑對(duì)偏心距的比率)。較低的K系數(shù)允許在確定工作容積下使用小發(fā)動(dòng) 機(jī)，但是，由于徑向密封件必須通過(guò)轉(zhuǎn)子殼體的短軸凸角處的非常緊密 的殼體輪廓，其潛在的壓縮比較低并且徑向密封件傾斜角度非常高。隨 著K系數(shù)逐漸增加，對(duì)于確定的工作容積發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸以及潛在的壓縮比 增加，此時(shí)徑向密封件傾斜角度減小。為了以現(xiàn)有技術(shù)的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī) 合理地達(dá)到好的結(jié)果，有必須進(jìn)行有限的折衷。-汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組件的偏心運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度 的限制，并引起了動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題。轉(zhuǎn)子和偏心軸組件的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了 高出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速3倍的軸速，因此導(dǎo)致了低扭矩-高速度的發(fā)動(dòng)機(jī)軸動(dòng)力輸 出(P.T.O)。發(fā)明內(nèi)容盡管有上述缺點(diǎn)，但汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)提供了 一些對(duì)各種相關(guān)產(chǎn)業(yè) 具有吸引力的顯著的特性。針對(duì)上述缺點(diǎn)的合適的方案可以給汪克爾轉(zhuǎn) 子發(fā)動(dòng)機(jī)提供超過(guò)大多數(shù)往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)越性、以及在某些實(shí)施 中甚至超過(guò)某些燃?xì)鉁u輪應(yīng)用的優(yōu)越性。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)，其適用于陸 地、海上航行、航空推進(jìn)，并且適用于固定抽吸、電功率和其他的家庭 及工業(yè)的應(yīng)用。本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有無(wú)跳動(dòng)密封方法的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)。本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種具有有效密封方法的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)材料匹配不敏感及不受轉(zhuǎn)速影響。本發(fā)明的另一目的在于提供一種密封系統(tǒng)，其不會(huì)損壞轉(zhuǎn)子殼體的內(nèi)部輪廓及能夠承受較高的操作壓力。本發(fā)明的另一目的在于提供一種緊湊和有效、可控的燃燒室的成型 方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于緊湊和有效、可控的燃燒室的 方法，所述燃燒室還是在工作期間能夠根據(jù)工作條件，例如空氣密度(海 拔)、外界溫度和負(fù)載，自動(dòng)改變壓縮比率的變壓縮比裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種徹底清除廢氣并消除廢氣與進(jìn)氣 的混合的操作方法。本發(fā)明的另 一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦 輪增壓器，不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣和廢氣與進(jìn)氣的混合有任何消極影響， 因此具有增加的輸出功率和改善的功率重量比以及改善的密度補(bǔ)償。本發(fā)明的另 一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)消 除了在空間內(nèi)壁上的燃料凝結(jié)。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī) 中，幾何地，從工作循環(huán)的開(kāi)始到結(jié)束基本上所有燃燒壓力在旋轉(zhuǎn)方向 上起作用。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的 汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在更廣的工作區(qū)域工作，結(jié)果獲得更高的 輸出和更高的效率。本發(fā)明的另 一個(gè)目的在于提供一種能夠有效地燃燒大范圍燃料的轉(zhuǎn) 子內(nèi)燃才幾。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種對(duì)海拔(密度補(bǔ)償)具有低敏感 度的燒轉(zhuǎn)子內(nèi)燃機(jī)以有利于4元空應(yīng)用。本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于相對(duì)于汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的偏心系統(tǒng)，提供 一種改進(jìn)的、完全旋轉(zhuǎn)的、同心的系統(tǒng)，并且將這種同心的系統(tǒng)與本發(fā) 明提供的其他附加改進(jìn)結(jié)合。本發(fā)明的另 一個(gè)目的在于提供一種成本有效的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)在保持現(xiàn)有技術(shù)的固有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)克服其不足。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將隨著說(shuō)明的進(jìn)行變得更清楚。 本發(fā)明提供了對(duì)汪克爾和類似配置的旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)。本發(fā)明 的發(fā)動(dòng)機(jī)包括通過(guò)其進(jìn)行工作的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置(此后用"轉(zhuǎn)子"表示)和相應(yīng)的轉(zhuǎn)子殼體；位于所述轉(zhuǎn)子殼體的短軸兩端的兩個(gè)固定的緩 沖密封件將所述轉(zhuǎn)子殼體分為兩個(gè)獨(dú)立的空間，其中第一空間是進(jìn)氣和 壓縮空間，而所述第一空間下游的第二空間是膨脹和排氣空間；與所述 至少一個(gè)轉(zhuǎn)子同步的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置(CCFC),用于 接受來(lái)自第一空間的壓縮流體，所述流體優(yōu)選為空氣，用于將所述壓縮 氣體輸送到所述第二空間，點(diǎn)火并燃燒空氣燃料混合物，以使燃燒產(chǎn)物 膨脹到所述第二空間；以及位于所述流體控制旋轉(zhuǎn)燃燒室內(nèi)的燃料噴射 器，用以將燃料注入所述燃燒腔內(nèi)。兩個(gè)密封件與轉(zhuǎn)子的周邊輪廓持久 接觸。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，發(fā)動(dòng)機(jī)包括由在排氣循環(huán)中從出口排出的流體 驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，特別地是渦輪壓縮機(jī)，以及還作為發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮區(qū)和其 工作區(qū)之間的緩沖器的CCFC裝置。在另一種實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)^^包括流動(dòng)控制系統(tǒng)和CCFC裝置，以 便能夠進(jìn)行測(cè)定體積的、持續(xù)燃燒的、流動(dòng)循環(huán)的工作。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了 一種流體循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括a) 第一旋轉(zhuǎn)裝置；b) 連接到第一旋轉(zhuǎn)裝置以便一起工作并且獲得更高功率輸出并進(jìn)一 步順暢梯:作的第二旋轉(zhuǎn)裝置；c) 流體控制裝置；d) 由受控燃料泵送料的兩個(gè)燃料噴射器；e) 初始點(diǎn)火器；f) 包含d)和e)的燃燒室；g) 作為工作單元之間的系統(tǒng)流體連接的導(dǎo)管；h) 高壓比渦4侖壓縮才幾；i) 電子和/或機(jī)械控制器，以根據(jù)空氣消耗控制燃料噴射。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)具有特定的成形密封件，所述密封件能夠應(yīng)對(duì)(cope w池)固定密封件，主要為本發(fā)明的非 渦輪增壓實(shí)施方式而設(shè)計(jì)。在本發(fā)明的另 一種優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)轉(zhuǎn)子設(shè)有通常形狀的徑向密封 件(apex seal)時(shí)，特定成形的密封件位于固定發(fā)動(dòng)枳4莫塊短軸凸角(lob ) 中。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子和流動(dòng)控制器裝置的殼體以這種方式 成形以作為簡(jiǎn)潔的燃燒室，從而點(diǎn)火和燃燒將在最佳的可能條件下發(fā)生。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，流動(dòng)控制器燃燒裝置是變壓縮比 的，以便壓縮比能夠在工作期間自動(dòng)或手動(dòng)改變，另外，燃燒室在每個(gè) 循環(huán)結(jié)束時(shí)被徹底清潔。在本發(fā)明的另 一種優(yōu)選實(shí)施方式中，流動(dòng)控制器燃燒裝置與主發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子結(jié)合，作為每個(gè)轉(zhuǎn)子架(bank)的單一恒定體積燃燒室在轉(zhuǎn)子殼體 內(nèi)部工作。在本發(fā)明的另 一種優(yōu)選實(shí)施方式中，流動(dòng)控制器燃燒裝置與主發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子結(jié)合，作為每個(gè)轉(zhuǎn)子架的單變壓縮比燃燒室在轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)部工作。在本發(fā)明的另 一種優(yōu)選實(shí)施方式中，流動(dòng)控制器燃燒裝置與主發(fā)動(dòng)才幾 轉(zhuǎn)子結(jié)合，作為每個(gè)轉(zhuǎn)子架的雙變壓縮比燃燒室在轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)部工作。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，區(qū)域(sector)緩沖密封件設(shè)有撞 擊消除系統(tǒng)，以便改善密封，因此在內(nèi)部殼體空間的兩個(gè)區(qū)域之間適當(dāng) 隔離。在本發(fā)明的另 一種優(yōu)選實(shí)施方式中，流體壓縮器機(jī)械連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的 主軸，以便作為單獨(dú)的，或多級(jí)壓縮機(jī)的一級(jí)，以便對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣加 壓。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)是完全旋轉(zhuǎn)的、同心的、 測(cè)定體積的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)功能性地與本發(fā)明的其他元件結(jié)合，以便避 免汪克爾體積系統(tǒng)的偏心、復(fù)雜動(dòng)作的缺陷。一種改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有用于測(cè)定流量的完全旋轉(zhuǎn)的、同心機(jī)構(gòu)， 包括用于并排的第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子的第一殼體，所述第一殼體限定了進(jìn)氣和壓縮空間；用于并排的第三轉(zhuǎn)子與第四轉(zhuǎn)子的第二殼體，所述 第二殼體限定了膨脹和排氣空間并且構(gòu)造為與第一殼體前后串聯(lián)；兩根 縱向軸，均軸向安裝，其軸承分別位于所述第一和第二殼體的中心；與 所述兩根軸嚙合以便同時(shí)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)齒輪；與所述軸和所述轉(zhuǎn)子同 步的旋轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置，用于從所述進(jìn)氣和壓縮空間接受壓縮流 體并將其傳送到所述第二膨脹和排氣空間；以及位于所述旋轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置中的燃料噴射器。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖；圖2是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視示意圖，表示當(dāng)燃燒壓力使轉(zhuǎn)子在相反的旋轉(zhuǎn)方向上受力時(shí)現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的幾何限制；圖3是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視示意圖，表示在現(xiàn)有技術(shù)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)中廢氣與進(jìn)氣的混合；圖4是根據(jù)本發(fā)明的 一種實(shí)施方式的壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的另 一種實(shí)施方式的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的另 一種實(shí)施方式的持續(xù)燃燒流發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖； 圖7是具有兩個(gè)轉(zhuǎn)子、兩個(gè)CCFC，和渦輪壓縮機(jī)的持續(xù)燃燒流發(fā)動(dòng)才幾的剖一見(jiàn)圖；圖8是圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視示意圖，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)流壓縮機(jī)； 圖9A是根據(jù)本發(fā)明的另 一種實(shí)施方式的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖，表 示兩個(gè)其固有優(yōu)點(diǎn)其適應(yīng)于與4一樣低的K因子而不會(huì)對(duì)燃燒率有任何 影響，并且通過(guò)被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的固定殼體中適應(yīng)于緩沖密封件的撞擊 消除系統(tǒng)。圖9B是圖9A的緩沖密封件撞擊消除系統(tǒng)的放大圖；圖9C類似于圖9B，表示發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火之前在初始位置的緩沖密封件，由此它與轉(zhuǎn)子輪廓接觸僅僅是由于膜預(yù)加載彈簧力；圖9D類似于圖9C,表示緩沖密封件的密封作用，由此在密封件上的壓力通過(guò)施加在兩膜之間的兩個(gè)室的油壓實(shí)現(xiàn)；圖9E類似于圖9D，表示通過(guò)在兩個(gè)膜的外表面都施加發(fā)動(dòng)機(jī)工作壓力實(shí)現(xiàn)緩沖密封件與轉(zhuǎn)子輪廓表面的平衡接觸力；圖10A示意性地表示徑向密封件的結(jié)構(gòu)，所述徑向密封件能夠補(bǔ)充具有固定轉(zhuǎn)子殼體緩沖密封件的發(fā)動(dòng)機(jī)，和非渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，還表示用于平衡施加在徑向密封件上的離心力的平衡力方法以及用于減小施加在轉(zhuǎn)子徑向密封件上的離心力的矢量分解力方法；圖10B是圖10A的徑向密封件的主要元件的立體圖；圖10C是組裝后的密封件和圖10A的轉(zhuǎn)子徑向的主視圖；圖11A表示具有矩形徑向密封件的徑向密封件的結(jié)構(gòu)；圖11B是圖11A的徑向密封件的主要元件的立體圖；圖11C是組裝后的密封件和圖11A的轉(zhuǎn)子徑向的主視圖；圖11D是圖11A的徑向密封件的立體圖，所述密封件設(shè)置在固定短軸中并作為緩沖密封件；圖12A表示才艮據(jù)本發(fā)明的另 一種實(shí)施方式的同心及i走轉(zhuǎn)測(cè)定體積的容積式發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)轉(zhuǎn)子的示意圖； 圖12B是圖12A的活塞的i文大圖； 圖12C是圖12A的轉(zhuǎn)子偏心帶密封件的放大圖； 圖12D和圖12E分別是圖12A發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性主視和側(cè)視圖； 圖12F是本發(fā)明另一種實(shí)施方式的示意圖，基本類似于圖12A,表示具有至少一個(gè)凹面接合部和至少一個(gè)凸面接合部的轉(zhuǎn)子，用于改善接合和密封；圖13A-I分別表示一個(gè)利用圖12A發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行的九步循環(huán)，其中每步 表示一個(gè)附加角度變化；圖14A和14B分別是半J求狀CCFC的主—見(jiàn)剖^L圖和側(cè)一見(jiàn)示意圖，其 中圖14A表示冷卻方法并且圖14B表示用于在每個(gè)循環(huán)結(jié)束從壓縮室抽 空殘余燃燒氣體的方法；圖15A和15B分別是變壓縮比CCFC的局部示意圖、主視剖視圖和 側(cè)視剖視圖，其中用于控制壓縮比的裝置是利用雙向凸輪和凸輪隨動(dòng)件；圖16A和16B分別是變壓縮比CCFC的局部示意圖、主^L剖^L圖和側(cè)視剖視圖，其中壓縮比通過(guò)單向凸輪和彈簧加載的反向運(yùn)動(dòng)控制；圖17是變壓縮比CCFC的局部示意剖^L圖，其中壓縮比通過(guò)偏心軸 和連接桿控制；圖18A和18B分別是變壓縮比CCFC的主視和側(cè)視剖視圖，所述變 壓縮比CCFC設(shè)在轉(zhuǎn)子殼體側(cè)面；圖19A-C分別是適于驅(qū)動(dòng)CCFC的三種傳輸裝置的剖視圖；圖20A-C是與轉(zhuǎn)子結(jié)合的CCFC的剖視圖，其中圖20A是CCFC的 主視圖，圖20B是沿圖20A的平面A-A切開(kāi)并包括用于每個(gè)轉(zhuǎn)子面的單 個(gè)燃燒室的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖，以及圖20C是沿圖20A的平面A-A切開(kāi)并包 括用于每個(gè)轉(zhuǎn)子面的兩個(gè)燃燒室的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖；圖20D和20E是與轉(zhuǎn)子結(jié)合的側(cè)壓抑制CCFC的剖視圖，其中圖20D 是壓力消除CCFC,圖20E是壓力減小CCFC;圖21A和21B是與轉(zhuǎn)子結(jié)合的CCFC的剖視圖，其中圖21A是CCFC 的主^L圖，圖21B是沿圖21A的平面B-B切開(kāi)的轉(zhuǎn)子的側(cè)-f見(jiàn)圖；以及圖22A和22B分別是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的主視和側(cè)視剖視圖，在所述發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)中燃燒室與轉(zhuǎn)子結(jié)合并且具有雙變壓縮比室機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是一新型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子和至少一個(gè)旋 轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置(CCFC),其轉(zhuǎn)動(dòng)與每個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)是同步的。 兩個(gè)固定緩沖密封件位于轉(zhuǎn)子殼體的短軸兩端并將后者分成兩個(gè)獨(dú)立空 間，第一進(jìn)氣和壓縮室及位于第一空間的下游的第二膨脹和排氣室。每 一個(gè)CCFC從進(jìn)氣室接收壓縮的含氧流體，將燃料注入到壓縮流體內(nèi)， 點(diǎn)燃空氣_燃料混合物，并將燃燒產(chǎn)物運(yùn)送到膨脹室。為了理解本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的效用，首先參見(jiàn)圖1-3,其示出了 現(xiàn)有技術(shù)的汪克爾發(fā)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的若干缺陷。圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)的總體上用附圖標(biāo)記IO表示的汪克爾轉(zhuǎn) 子發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子殼體IOI、具有面A-C的轉(zhuǎn)子102、定子齒輪 106、轉(zhuǎn)子齒輪107、偏心軸105、火花塞103、進(jìn)氣口 109和排氣口 108。外擺線形的轉(zhuǎn)子殼體101具有一長(zhǎng)軸111和一短軸110。發(fā)動(dòng)機(jī)10相對(duì) 窄的工作區(qū)域被示出，在露出排氣口 108之前具有相對(duì)低的60-70度的 范圍。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)20的非常公知的幾何沖突圖，當(dāng) 轉(zhuǎn)子202的傾斜角220垂直于相應(yīng)轉(zhuǎn)子面202A - C時(shí)，這樣產(chǎn)生于燃燒 產(chǎn)物的力等同地作用于相應(yīng)轉(zhuǎn)子面202A - C的兩側(cè)。還示出了用于對(duì)相 應(yīng)轉(zhuǎn)子面202A-C與轉(zhuǎn)子殼體201的內(nèi)壁所界定出的空間進(jìn)行密封的徑 向密封件204A-C。圖3還示出現(xiàn)有技術(shù)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)30的另一公知缺陷，進(jìn)氣與燃燒 產(chǎn)物相混合。大部分的燃燒過(guò)的氣體通過(guò)排氣口 308從發(fā)動(dòng)機(jī)排出，部 分燃燒過(guò)的氣體仍留在轉(zhuǎn)子殼體301內(nèi)，且由例如轉(zhuǎn)子面302C沿圖示的 轉(zhuǎn)子方向引導(dǎo)通過(guò)轉(zhuǎn)子殼體301的短軸310，以與通過(guò)進(jìn)氣口 309引入到 轉(zhuǎn)子殼體301內(nèi)的新鮮進(jìn)氣混合。圖4示出了本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，其中總體上由附圖標(biāo)記40表示 的壓縮點(diǎn)火(C丄)發(fā)動(dòng)機(jī)包含被兩個(gè)緩沖密封件404和404'分成兩個(gè) 空間的轉(zhuǎn)子殼體401。轉(zhuǎn)子402的輪廓的兩個(gè)獨(dú)立接觸點(diǎn)分別持續(xù)地與緩 沖密封件404和404'接觸，以實(shí)現(xiàn)密封作用。進(jìn)氣-壓縮空間400的出 口 419與旋轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置(CCFC) 421的入口相通。在一壓縮 循環(huán)結(jié)束時(shí)，由于其轉(zhuǎn)子422的協(xié)同運(yùn)動(dòng)堵塞了排氣口 419,壓縮流體被 截留和密封在CCFC裝置421的空間內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)子422繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其將 壓縮流體釋》文在CCFC的相反端，在此燃料注入器423注入可控?cái)?shù)量的 燃料，所述燃料被壓縮流體的溫度點(diǎn)燃。裝設(shè)一加熱塊403以支持寒冷環(huán)境下的啟動(dòng)。燃料注入是定時(shí) (timed)的以使燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子402 (在此特定的圖中對(duì)應(yīng)于面B )的 前方運(yùn)轉(zhuǎn)的頂點(diǎn)已經(jīng)完全越過(guò)^^功-排氣空間480的進(jìn)氣口 418的點(diǎn)位 時(shí)開(kāi)始進(jìn)行。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子402因燃料壓力沖擊其面B而繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 面A執(zhí)行進(jìn)氣循環(huán)且面C執(zhí)行排氣循環(huán)。CCFC轉(zhuǎn)子422與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 402同步轉(zhuǎn)動(dòng)，依此方式使每一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的面在一循環(huán)運(yùn)動(dòng)模式中緊靠 CCFC轉(zhuǎn)子的面而工作。 一渦輪壓縮機(jī)的入口與所述排氣口 408相通且#皮注入廢氣，所述廢氣驅(qū)動(dòng)一流體壓縮纟幾415,該流體壓縮纟幾通過(guò)進(jìn)氣口 409向進(jìn)氣循環(huán)提供加壓的流體。因此明顯可見(jiàn)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子402 的頂點(diǎn)執(zhí)行對(duì)所述空間的清除操作并因緩沖密封件404'使廢氣不能與進(jìn) 氣混合。所述充氣(進(jìn)氣)循環(huán)是連續(xù)的、無(wú)任何流動(dòng)中斷。沒(méi)有必要對(duì)排 氣口 408和進(jìn)氣口 409的交迭進(jìn)行補(bǔ)償，因?yàn)閮蓚€(gè)口間的流體流通祐:緩 沖密封件404'完全阻斷。一個(gè)完全的循環(huán)始于流體壓縮機(jī)415的進(jìn)氣口 420且止于渦輪機(jī)排 氣口 430。該做功區(qū)域開(kāi)始于該做功空間480的進(jìn)氣口 418被發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 402相關(guān)的頂點(diǎn)完全通過(guò)的位置，其大約為短軸410與頂部緩沖密封件 404相交后的15°到18°,對(duì)比于約為60°_70°的如圖1所示的有關(guān)現(xiàn)有技 術(shù)的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的構(gòu)造不僅對(duì)于做功區(qū)域這一點(diǎn)而言有利地 增加了大約42。，對(duì)于做功區(qū)域的末端也實(shí)際上相同地增加，由此，在短 軸410與底部緩沖密封件404'相交前大約15°到18°,所述排氣口 408被 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子相關(guān)的頂點(diǎn)露出。整體上，與如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的汪克 爾系統(tǒng)所得到的約60°相比，本發(fā)明有效的做功區(qū)域總共約144°。應(yīng)該認(rèn) 識(shí)到，本發(fā)明計(jì)算的做功區(qū)域比現(xiàn)有技術(shù)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的最大做功區(qū)域 (其僅有60°_70°,因按此計(jì)算相應(yīng)的容積沒(méi)有增加)大很多。相比于現(xiàn) 有技術(shù)的汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的做功區(qū)域?qū)嶋H上是其兩倍， 因?yàn)樵?20。的區(qū)域中其容積增加。另外，從本發(fā)明可明顯看出，從開(kāi)始至結(jié)束，所述做功循環(huán)燃燒壓 力施加一力于轉(zhuǎn)子使后者沿唯一一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)。由于燃燒壓力對(duì)由 越過(guò)短軸中心線的緩沖密封件所限定的做功區(qū)域是有限的， 一單向的力 被施加。 一與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的比較在圖2中給出，從中可見(jiàn)在循環(huán)開(kāi)始 時(shí)由燃燒壓力所施加的力促使轉(zhuǎn)動(dòng)處于等量相反的和無(wú)效轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 這種情形才隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的繼續(xù)而改善，直到約60。后，所有的力都指向期望 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，然而，此時(shí)所述做功循環(huán)接近結(jié)束且剩余的壓力是可忽略 的。圖5示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，形式為火花點(diǎn)燃(S.I.)發(fā)動(dòng)機(jī)，其總體上由附圖標(biāo)記50表示，且包括上述的所有特征，只是如下區(qū)別與 其稍有不同燃料注入器523設(shè)于CCFC521的第一個(gè)室、位于其設(shè)有火 花塞503的燃燒室一側(cè)的上游的壓縮室一側(cè)。為在燃燒前留下時(shí)間充分 混合燃料和空氣，該燃料注入器位于壓縮室一側(cè)。另外，S.I發(fā)動(dòng)機(jī)的壓 縮比低于C.I.發(fā)動(dòng)才幾。參閱圖6所示，示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，形式為連續(xù)燃燒發(fā)動(dòng) 機(jī)，其總體上由附圖標(biāo)記60表示且包括上述所有的特征，只是如下區(qū)別 與其稍有不同圖6的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子殼體601,可選擇地是包括一 個(gè)以上轉(zhuǎn)子的多轉(zhuǎn)子殼體，緩沖密封件604和604',潛在地，在多轉(zhuǎn)子 殼體的情況下其相應(yīng)為多個(gè)，以將每一殼體沿其短軸分成兩個(gè)獨(dú)立的空 間。 一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子602執(zhí)行用于正位移循環(huán)的容積變化，也利用其外 部輪廓與緩沖密封件持續(xù)接觸以實(shí)現(xiàn)密封作用。 一 自由軸氣體渦輪壓縮 機(jī)615的渦輪進(jìn)氣口通過(guò)其渦輪氣動(dòng)地連接到做功-排氣空間680的排 氣口 608，且壓縮機(jī)的排氣口直接連接到進(jìn)氣-壓縮空間600的進(jìn)氣口 609。氣體渦輪壓縮機(jī)的作用是增強(qiáng)進(jìn)入燃燒室642的流體壓力以提升取 得的效率和功率輸出。 一流體控制裝置621的進(jìn)氣口裝:^殳于進(jìn)氣-壓縮 空間600的排氣口 619的頂部。來(lái)自渦輪壓縮機(jī)615的壓縮流體(通常為空氣)進(jìn)一步在發(fā)動(dòng)機(jī)的 容積裝置內(nèi)被壓縮并進(jìn)入流量控制器621的室，且通過(guò)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子602 同步的轉(zhuǎn)子622移送到燃燒室642。由于同步，轉(zhuǎn)子622也起緩沖作用， 阻止燃燒壓力回流、返回到壓縮區(qū)域。釋》文的壓縮流體通過(guò)一流量調(diào)節(jié) 單元640向下游朝著燃燒器流動(dòng)，所述流量調(diào)節(jié)單元640響應(yīng)于一自動(dòng) 氣流傳感系統(tǒng)641以穩(wěn)定進(jìn)入燃燒器642的氣流。燃料注入器623和初 始點(diǎn)火器603設(shè)于燃燒器642內(nèi)。用于燃料測(cè)定的氣流數(shù)據(jù)提供給燃料 注入系統(tǒng)(未示出)。所述初始點(diǎn)火器603僅用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)后 來(lái)在持續(xù)的燃燒循環(huán)中運(yùn)轉(zhuǎn)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)部件有效地冷卻，能夠支持高 操作溫度，使得真實(shí)的化學(xué)當(dāng)量的燃燒能夠得到，因此相比于氣體渦輪 機(jī)，簡(jiǎn)化了燃燒室642的設(shè)計(jì)和提升了其效率和輸出。由于容積循環(huán)和 穩(wěn)定的壓力，本發(fā)明相比于的氣體渦輪機(jī)的另一處改進(jìn)是高機(jī)動(dòng)性，導(dǎo)致與內(nèi)燃容積發(fā)動(dòng)機(jī)相似的操作特性，且同時(shí)具有與氣體渦輪機(jī)相當(dāng)?shù)?功率密度、功率重量比和密度補(bǔ)償特性。另外，多個(gè)容積的，也就是多 個(gè)轉(zhuǎn)子、多個(gè)殼體等，能貢獻(xiàn)平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和流體流動(dòng)的穩(wěn)定。圖7示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其總體上由附圖標(biāo)記70表示，且 為多轉(zhuǎn)子、連續(xù)燃燒流動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其與顯示典型布置方式的圖6的發(fā)動(dòng) 機(jī)60相似。圖6中提供的操作和設(shè)計(jì)原則在圖7中可見(jiàn)到，但稍有不同， 其中多個(gè)轉(zhuǎn)子702 —起示出，通過(guò)相應(yīng)的燃料注入器723和初始點(diǎn)火器 703直接注入燃料到膨脹空間780內(nèi)，由于合適的燃料和空氣的混合比， CCFC 722的相應(yīng)的排出導(dǎo)管718被引入到膨脹空間780內(nèi)而不帶有任何 燃燒室。圖8是圖7實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中一發(fā)動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)的、流體壓 縮機(jī)890增加到本實(shí)施例中，因此提供本發(fā)明另一實(shí)施例以產(chǎn)生用于增 加充入流體壓力的多個(gè)階段的流體壓縮機(jī)。壓縮機(jī)890由虛線標(biāo)記，表明為一選擇性特征，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的 容積單元能有非常高的壓縮比(在任何K因子下都比實(shí)施例70高)。然 而，流體壓縮機(jī)能傳遞較大量的流體，并且因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，容積 壓縮機(jī)和流體壓縮機(jī)的結(jié)合是可行的。圖8所示的系統(tǒng)循環(huán)開(kāi)始于發(fā)動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)的、流體壓縮機(jī)890的進(jìn) 氣口 891，壓縮機(jī)890直接通過(guò)導(dǎo)管892或利用中間冷卻器(未示出)通 過(guò)端口 820給自由軸渦輪壓縮機(jī)815進(jìn)料。所述自由軸渦輪壓縮機(jī)815 進(jìn)一步壓縮流體且通過(guò)導(dǎo)管840或利用一中間冷卻器(未示出)將流體 直接傳遞給容積裝置801。在容積單元801進(jìn)一步壓縮后，壓縮流體通過(guò) 流量控制器822經(jīng)由流量調(diào)節(jié)器被傳送到燃燒室內(nèi)(與圖6的燃燒室642 和流量調(diào)節(jié)器640相似)。流量控制器822通過(guò)其軸850利用傳動(dòng)裝置855與發(fā)動(dòng)機(jī)主軸860 同步。在空間880的容積裝置內(nèi)膨脹后，流體的余壓經(jīng)由導(dǎo)管841進(jìn)入 到自由軸渦輪壓縮機(jī)單元815的渦輪，且進(jìn)入流體的壓縮被壓縮機(jī)返回。 燃燒過(guò)的流體通過(guò)渦輪機(jī)出口 830排出到大氣。通過(guò)使用此流動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例，其本質(zhì)為一 內(nèi)置的多級(jí)燃料系統(tǒng)，由于弱功率重量比、燃料類型限制和海拔敏感性(密度補(bǔ)償)，迄今被認(rèn) 為不適合容積燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)在是可行的。另外，由于產(chǎn)生于穩(wěn)定 壓力下的容積循環(huán)，通過(guò)寬范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也能得到高效率和輸出。 有效冷卻的系統(tǒng)部件也能在遠(yuǎn)低于最大循環(huán)溫度下的溫度運(yùn)轉(zhuǎn)。結(jié)果是， 循環(huán)溫度可以比較高，因此與氣體渦輪機(jī)相比能夠有更高循環(huán)效率。參照?qǐng)D9，本發(fā)明另 一實(shí)施例描述了本發(fā)明能被適用于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng) 的證明過(guò)程，以獲得高性能、效率和對(duì)普通和新的、潛在的應(yīng)用的較高 適用性。發(fā)動(dòng)機(jī)總體上由附圖標(biāo)記90表示，顯示低K因子(轉(zhuǎn)子半徑與 離心率(eccentricity)的比)的適應(yīng)性。低K因子在影響發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造方 面是顯著的，因?yàn)榈蚄因子允許對(duì)于給定的排量(swept volume)減小尺 寸和重量。伴隨低K因子的優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的缺點(diǎn)， 如低壓縮比和超出轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)部輪廓的徑向密封的過(guò)尖銳的套筒(lining) 角度，均可以克服。大部分現(xiàn)有技術(shù)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)具有高于6 (通常S丄 發(fā)動(dòng)機(jī)大約為7而C丄發(fā)動(dòng)機(jī)大約為10)的K因子。在圖9A-E中，轉(zhuǎn)子902和轉(zhuǎn)子殼體901成型為K因子為4,說(shuō)明發(fā) 動(dòng)機(jī)能夠得到的緊密性?；顒?dòng)空間相對(duì)大，轉(zhuǎn)子形狀簡(jiǎn)單，且轉(zhuǎn)子重量 比具有相同容積的高K因子的轉(zhuǎn)子低。并且，大部分轉(zhuǎn)子能通過(guò)形成在 偏心軸953上的大通道959冷卻，而遠(yuǎn)處頂點(diǎn)區(qū)域通過(guò)形成在靠近轉(zhuǎn)子 相應(yīng)頂點(diǎn)的窄通道952冷卻，因而削除了與現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)子 大通道內(nèi)的冷卻油流動(dòng)，已知的動(dòng)力學(xué)平衡和中心轉(zhuǎn)子密封問(wèn)題。低K 因子的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，另人驚訝的，由于較大偏心，其通常能夠減小轉(zhuǎn) 速和增大扭矩，轉(zhuǎn)速可保持或甚至高于具有高K因子的現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng) 機(jī)同時(shí)維持增大的扭矩，由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量明顯地減少。如圖9A-E所示的緩沖密封件904和904位于最短軸的兩端，該軸 通過(guò)其對(duì)應(yīng)于中心凸角(lobes)的最窄的部位將內(nèi)部外旋輪廓分成兩個(gè) 相同的半部體。在本發(fā)明的所有實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子成型成這樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在每個(gè)給 出點(diǎn)，其圓周輪廓和其頂點(diǎn)與轉(zhuǎn)子殼體的內(nèi)部凸角頂端永久有一個(gè)固定 距離(縫隙)。結(jié)果，緩沖密封件904和904'正好位于面向轉(zhuǎn)子輪廓的那兩個(gè)點(diǎn)，始終接觸和理論上靜止不動(dòng)。在下面的描述中其將變得清楚， 作用于緩沖密封件的壓力是固定和可調(diào)的。在本發(fā)明大部分實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子因兩個(gè)重要因素而沒(méi)有安裝徑向密封件。首先，當(dāng)轉(zhuǎn)子902的相關(guān) 頂點(diǎn)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口 918時(shí)，其連接燃燒室到做功-排氣空間，CCFC裝置的 轉(zhuǎn)子922阻止任何逆流的反壓力通過(guò)燃燒室和CCFC裝置。同時(shí)，緩沖 密封件904阻止轉(zhuǎn)子殼體空間900、 980之間的任何反壓力。其次，轉(zhuǎn)子 頂點(diǎn)和轉(zhuǎn)子殼體之間的縫隙能夠非常小以使頂點(diǎn)近乎與殼體接觸。轉(zhuǎn)子 902裝配有側(cè)部密封件且唯一可能的漏氣是在轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)和轉(zhuǎn)子殼體輪廓 間的小縫隙。做功-排氣空間980的出口與渦輪側(cè)部、高壓渦輪壓縮機(jī) (未示出)的進(jìn)氣口連接，且結(jié)果是每個(gè)向下游泄漏的氣體量被渦輪壓縮 機(jī)利用。這樣，作為回報(bào)，增加了進(jìn)氣量和壓力。在某此設(shè)計(jì)中，應(yīng)制 作相對(duì)寬的縫隙以在充氣過(guò)程中得到渦輪壓縮機(jī)的較高部分。對(duì)于進(jìn)氣 -壓縮空間900,最窄的可能的縫隙應(yīng)在轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)頂端和轉(zhuǎn)子殼體輪廓間 被允許，以將逆流泄漏減到最小。在任何情況下，泄漏具有非常小的意 義，因?yàn)榱黧w由未混有燃料的干凈空氣構(gòu)成，且通過(guò)渦輪壓縮機(jī)的相關(guān) 高壓而部分平穩(wěn)。對(duì)于本發(fā)明連續(xù)流動(dòng)、連續(xù)燃燒的實(shí)施例，逆流的和 順流的泄漏是微小的意義或根本無(wú)意義，因?yàn)榱骶€從進(jìn)氣口到排氣口接 近于常壓。不過(guò)，對(duì)于非渦輪充氣系統(tǒng)(圖IOA-C和圖IID)徑向密封 件被示出，其能在轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)應(yīng)付(cope with)緩沖密封件904和904' 上的泄露，且反之亦然，緩沖密封件其能應(yīng)付徑向密封件上的泄漏。在圖9B中示出了緩沖密封件904的放大剖示圖，所有的主要部件均 示出，包括與密封件904接觸的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子卯2的頂點(diǎn)頂端。該密封件 904位于其殼體961內(nèi)且通過(guò)線性滑動(dòng)軌道引導(dǎo)。密封件的基座與緊固附 于殼體961上的彈性膜962機(jī)械連接。與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間相聯(lián)系的通孔 形成于彈性膜962之上，且一室967形成于膜962之下。 一隔斷壁964 將室967與直接在其下方的類似的室967A分隔開(kāi)。室967A也由緊固附 于殼體961上的彈性膜963隔斷。在第二膜963下方形成一通過(guò)鉆道965 與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間連通的空間966。 一標(biāo)準(zhǔn)鉆孔960形成于兩個(gè)膜962、 963之間的隔斷壁994上。該鉆孔960的作用是阻止由發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件-如大幅度的振動(dòng)、速度和壓力的突然改變和外部固體顆粒等-造成的緩沖密封件的跳動(dòng)趨勢(shì)。油通過(guò)這個(gè)小直徑孔^皮迫經(jīng)過(guò)兩個(gè)室以抑制密封 件和彈性膜跳動(dòng)的趨勢(shì)，促成更緊密和更穩(wěn)定的密封。在帶有相應(yīng)大的密封件的大型發(fā)動(dòng)機(jī)里，孔太小會(huì)導(dǎo)致密封件響應(yīng)過(guò)慢，其會(huì)導(dǎo)致機(jī)械 損傷、過(guò)度磨損及甚至斷裂?？滋蟛荒芪湛赡艿恼駝?dòng)的全部振幅。對(duì)于帶有較大密封件的較大發(fā)動(dòng)機(jī)，具有彈簧裝載的限流閥995的較大 直徑的孔則提供了適合的解決方案。 一油壓進(jìn)口 969設(shè)于上部室967內(nèi)、 且一油壓出口 968 i殳于下部室967A內(nèi)。相似:t也，該進(jìn)口可i殳于下部室 967A內(nèi)及該出口可設(shè)于上部室967內(nèi)。該油壓出口連接一減壓閥990, 所述減壓閥是可調(diào)的或預(yù)先調(diào)節(jié)的且設(shè)定到與轉(zhuǎn)子外部表面和密封件之 間的設(shè)計(jì)接觸力相對(duì)應(yīng)的壓力水平。油通過(guò)進(jìn)口 969進(jìn)入室967,通過(guò)孔960流進(jìn)室967A然后通過(guò)可調(diào) 節(jié)的減壓閥990的出口 968流出室967A。油在少見(jiàn)定壓力下循環(huán)冷卻緩沖 密封件并在固定壓力下提供與轉(zhuǎn)子輪廓持久的接觸。在室967、 967A內(nèi) 的加壓油還潤(rùn)滑密封件頂端。該密封件可用使油滲透到密封件頂端的多 孔合金制成，這樣足夠量的油將持久潤(rùn)滑緩沖密封件與轉(zhuǎn)子輪廓間的接 觸區(qū)域。膜962在與緩沖密封件904的底座接觸的區(qū)域鉆有小直徑孔964, 以讓加壓油滲透到密封件。選擇地，如果密封件不是用多孔材料制成， 可在其上制作小鉆孔970作為將油輸送到密封件頂端的管道。油的用量 可通過(guò)鉆孔內(nèi)固定的限流噴嘴進(jìn)行限制。圖9C示出了圖9B中緩沖密封件裝配圖的一種狀態(tài)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi) 有運(yùn)轉(zhuǎn)且密封件904僅承載彈性膜962的預(yù)載張力。這種狀態(tài)足以啟動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)。圖9D示出了圖9B中緩沖密封件裝配圖的一種狀態(tài)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)在 運(yùn)轉(zhuǎn)且油壓被提供給室967、 967A。該油壓水平由減壓閥990控制，其 通過(guò)控制油壓水平?jīng)Q定密封件與轉(zhuǎn)子外部輪廓的接觸力。實(shí)踐中，為了 研發(fā)和測(cè)試的目的或?yàn)榱说玫狡胀ㄊ褂弥凶詈玫谋憩F(xiàn)，壓力調(diào)節(jié)器可裝 在發(fā)動(dòng)機(jī)的外部以使緩沖密封件的接觸壓力在任何時(shí)候可控。圖9E 23與轉(zhuǎn)子902的外部輪廓間的接觸壓力保持在固定水平。無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)處于 怎樣的壓力水平，均衡的壓力消除了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部壓力對(duì)緩沖密封件與轉(zhuǎn) 子接觸壓力的任何影響。如圖IOA所示，示出了轉(zhuǎn)子徑向密封件的一實(shí)施例，其與普通抽吸 式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(也就是無(wú)渦輪壓縮機(jī))按期望進(jìn)行結(jié)合，但也能運(yùn)行于 前述的實(shí)施例上。密封件1006的外部成型為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子1002頂點(diǎn)的主 要部件并且能夠根據(jù)需要滑進(jìn)和滑出以得到與轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)部輪廓的持久 接觸。由轉(zhuǎn)子1002和徑向密封件1006的正視IOC可見(jiàn)，密封件邊 緣到轉(zhuǎn)子間的外部疊合是斜面的。該斜面疊合的如此利用是確保徑向密 封件以"滑動(dòng)的"點(diǎn)接觸的形式經(jīng)過(guò)(passes over)固定緩沖件，而不是完 全橫向接觸。利用兩種手段，其可以是合并使用，也可是單獨(dú)使用，將 圖10A的徑向密封件也設(shè)計(jì)成用來(lái)消除離心力影響。一種防止離心力影響的手段是導(dǎo)向件1064。與圖示的轉(zhuǎn)子1002的徑 向軸1070相比，導(dǎo)向件1064的平面面向發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜。在這 種情況下，作用于徑向密封件的離心力分成兩個(gè)矢量。如圖IOA所示， 一個(gè)矢量促使密封件朝向排出方向且另一個(gè)矢量促使徑向密封件滑塊 1066在導(dǎo)向件1064的壁的方向。如果導(dǎo)向件1064的斜角例如是45'，這 樣離心力分解成兩個(gè)相同的矢量，其意味著只有總共50%的力轉(zhuǎn)變成作 用于密封件的有效接觸力。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，徑向密封件1006在轉(zhuǎn)動(dòng)方向的斜角 需要時(shí)可減少?gòu)较蛎芊饧耐嘶?，并消除隨垂直的徑向密封件而產(chǎn)生的 分級(jí)效應(yīng)。 一波紋狀板簧1062設(shè)于徑向密封件下方以提供基本的接觸壓 力。作用于徑向密封件的離心力與速度的平方成正比增加，且既使使用 前述的傾斜導(dǎo)向件1064,在高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下離心力能達(dá)到破壞的水平。 對(duì)離心力的總體平衡的解決是采用平衡件。平衡件1007插入在帶有一軸 線(支點(diǎn))1065的空穴1008內(nèi)。該平衡件1007通過(guò)向軸線(支點(diǎn))1065 的另一側(cè)延展的桿臂1068與徑向密封件滑塊1066接合。該桿臂1068插 在徑向密封件滑塊1066的相應(yīng)孔1060內(nèi)，更詳細(xì)的如圖10B所示，且 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停頓時(shí)從軸線1065突出。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該桿臂1068 —皮迫24朝向軸線1065且該平4軒件1007位于空穴1008的縱向壁內(nèi)的適當(dāng)位置。 該平4軒件1007能在空穴1008內(nèi)以兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，即，面向和離開(kāi)轉(zhuǎn)子 的中心點(diǎn)、沿徑向軸1070的徑向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子1002以任意給定的速度 轉(zhuǎn)動(dòng)，該徑向密封件1006和該平4軒件1007 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到相似的值和 相同的方向的離心力。當(dāng)平衡件1007與支點(diǎn)1065 —致，全部超出支點(diǎn) 1065的離心力被迫面向相反的方向且通過(guò)桿臂1068和其相應(yīng)的孔1060 轉(zhuǎn)移到徑向密封件1006。可通過(guò)如下一個(gè)或多個(gè)因素使期望的工作壓力 施加到徑向密封件彈簧壓力、油壓或發(fā)動(dòng)枳4故功壓力。參照?qǐng)D11A - C所示，徑向密封件的另 一個(gè)實(shí)施例被示出且包含前面 實(shí)施例(圖IOA-C)的所有特征，只是如下區(qū)別與其稍有不同在圖11A -C中，該徑向密封件1066是平的且是矩形的，與現(xiàn)有技術(shù)的密封件形 狀相似。平衡件1107通過(guò)向軸線(支點(diǎn))1165的另一側(cè)延伸的桿臂1168 與平的徑向密封件滑塊1106接合。該桿臂1168插在徑向密封件滑塊1106 的相應(yīng)孔1160內(nèi)。 一波紋狀的板簧1162設(shè)在徑向密封件的下方以提供 基本的接觸壓力。圖11D示出了所起的作用與圖10A-C的轉(zhuǎn)子徑向密封件相似的緩 沖密封件的實(shí)施例。密封件1114的外部成型為轉(zhuǎn)子殼體1112的發(fā)動(dòng)機(jī)短 軸凸角(lob)的主要部件且能夠根據(jù)需要滑進(jìn)和滑出以獲得與轉(zhuǎn)子輪廓 的持久接觸。密封件邊界與短軸凸角的外部重疊是斜面的，可從獨(dú)立的 圖中可以看出其位于密封件1114上。密封件的斜面1115與殼體的斜面重 疊，且如此利用的目的是確保轉(zhuǎn)子徑向密封件以"滑動(dòng)的"點(diǎn)接觸的形式 經(jīng)過(guò)(passes over)固定緩沖件，而不是完全橫向接觸。圖12A - F示出了由附圖標(biāo)記120表示的旋轉(zhuǎn)的體積排量裝置，其克 服了與現(xiàn)有技術(shù)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的缺點(diǎn)。由圖12A - F描述的實(shí)施例示意性地說(shuō)明了完全轉(zhuǎn)動(dòng)的同心體積排量裝置的每個(gè) 轉(zhuǎn)子，以修正的方式補(bǔ)充了前面所述的改進(jìn)。圖12A所示的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括 一容納進(jìn)氣-壓縮空間1200的殼體 1201A， 一容納做功(膨脹)-排氣空間1280的殼體1201B,在一端載 有轉(zhuǎn)子1202A且在另一端載有轉(zhuǎn)子1202C的軸1260A,其中轉(zhuǎn)子1202A和轉(zhuǎn)子1202C具有相反的取向且繞著軸1260A旋轉(zhuǎn)。第二軸1260B載有 另外一對(duì)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子1202B在一端且轉(zhuǎn)子1202D在另一端，其中轉(zhuǎn)子 1202B和轉(zhuǎn)子1202D具有相反的取向且繞著軸1260B旋轉(zhuǎn)。CCFC 1228 設(shè)于殼體1201A與殼體1201B之間，在平行軸上橫靠著轉(zhuǎn)子殼體，或在 殼體共享相同的中心發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸時(shí)位于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)。該CCFC單元設(shè)于兩個(gè)殼體之上以使殼體1201A的排氣口 1219與CCFC單元1228 的進(jìn)氣口連通、及殼體1201B的進(jìn)氣口與CCFC單元1228的排氣口相通。 圖12D示出了排量裝置120的示意性主視圖，及圖12E示出了與其側(cè)視 圖。在CCFC單元1228內(nèi)， 一橢圓形轉(zhuǎn)子1222共中心地繞與軸1260A 和軸1260B同步的軸1250旋轉(zhuǎn)，軸1260A和軸1260B也通過(guò)齒輪1265、 1265A相互接合。燃料通過(guò)注入器1223噴入到作為燃燒室的空間1226, 且當(dāng)采用C丄發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)被氣體的溫度點(diǎn)燃、或當(dāng)采用S丄發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)被火花 塞1203點(diǎn)燃。隨著燃燒發(fā)生在CCFC單元1228的空間1226及膨脹發(fā)生 在j故功-排氣空間1280中，在循環(huán)過(guò)程中空間1229連續(xù)地充入新鮮充 進(jìn)的壓縮流體。密封件1204i殳在空間1226 (圖12A)的下游端部，以防止空間1226 和空間1280內(nèi)燃燒后的氣體回到裝置的壓縮腔(compression bank)。如 圖12B所示，用于密封件1204的操作壓力來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)，由此 將通過(guò)鉆孔1262供應(yīng)的油壓分配給活塞1263，該活塞通過(guò)連桿1264連 接到密封件1204。選擇地，可以使用通過(guò)彈簧1266或?qū)椈?266與油 壓結(jié)合的裝有彈簧的密封件。渦輪壓縮機(jī)1215增加到裝置上以提升輸出 和效率。渦輪1227的進(jìn)氣口 1241與做功-排氣室1280的排氣(出)口 1208連通，借由排氣室1280將廢氣排進(jìn)渦輪1227,該渦輪接著驅(qū)動(dòng)通 過(guò)導(dǎo)管1240給空間1200充氣的壓縮機(jī)1226。整個(gè)循環(huán)開(kāi)始于壓縮機(jī)1226 的進(jìn)氣口 1220和終止于渦輪1227的排氣口 1230。圖12C示出了本實(shí)施例的一離心帶密封系統(tǒng)，用于密封兩個(gè)轉(zhuǎn)子。 一弧形金屬密封件1298插入形成在轉(zhuǎn)子1202中的空穴1299、 1299A中， 通過(guò)此方式使其大部分重量懸掛在軸1260的旋轉(zhuǎn)中心上方。當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)， 密封件1298因離心力^L迫離開(kāi)該中心。密封件的這種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致與轉(zhuǎn)子圓周的接觸并使密封產(chǎn)生。相似地，密封件1298裝設(shè)在轉(zhuǎn)子軸1260A、 1260B 上，位于形成在每個(gè)轉(zhuǎn)子內(nèi)的空穴內(nèi)，以得到有效的密封操作。 圖12A - E示出的實(shí)施例的更多的優(yōu)點(diǎn)包括a) 與現(xiàn)有技術(shù)汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)60°做功區(qū)域相比的180'做 功區(qū)域；b) 與現(xiàn)有技術(shù)汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)(360°) —個(gè)做功 循環(huán)相反，從發(fā)動(dòng)機(jī)的全部旋轉(zhuǎn)(360')得到本實(shí)施例的兩個(gè)做 功循環(huán)；c) 與具有偏心軸而導(dǎo)致齒輪轉(zhuǎn)子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)有技術(shù)汪克爾 發(fā)動(dòng)機(jī)相比，產(chǎn)生完全同心旋轉(zhuǎn)，其簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和構(gòu) 造，并且消除了嚴(yán)重的平衡問(wèn)題和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制；及d) 本實(shí)施例發(fā)動(dòng)機(jī)軸和轉(zhuǎn)子以相同速度旋轉(zhuǎn)，而現(xiàn)有技術(shù)汪克 爾發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子的三倍。圖12F示出了類似于圖12A-E中所述的裝置的裝置，盡管圖12F 的轉(zhuǎn)子1272A-D的構(gòu)造與圖12A的轉(zhuǎn)子1202A-D的不同。每一轉(zhuǎn)子 1272A-D是曲線的且具有至少一個(gè)凸結(jié)合部1273和一個(gè)凹結(jié)合部 1274,其如此成型以使兩個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)一個(gè)轉(zhuǎn)子的凸接合部1273適于坐 落在相應(yīng)轉(zhuǎn)子的凹接合部?jī)?nèi)。相應(yīng)地，通過(guò)兩個(gè)相應(yīng)接合部1273、 1274 的這種接合構(gòu)成隔離手段，使保留在兩個(gè)相應(yīng)接合部1273、 1274間的液 體從兩者間的縫被擠壓，以阻止新鮮充入氣體與殘留的先前充入氣體的 混合。由于在轉(zhuǎn)子缸體內(nèi)占據(jù)相應(yīng)較小的腔室的轉(zhuǎn)子1272A-D的不同 形狀，當(dāng)圖12A和圖12F中的轉(zhuǎn)子具有基本相同的長(zhǎng)度和寬度時(shí)，圖12F 的轉(zhuǎn)子提供一加強(qiáng)的密封動(dòng)作，因?yàn)樗鼈兙哂邢啾扔趫D12A的更大的交 迭區(qū)域，且它們相比于圖12A也能夠引入更大體積的進(jìn)氣。而且，圖12F 的轉(zhuǎn)子1272A-D的凸接合部1273具有比圖12A的轉(zhuǎn)子1260A-D短的 周長(zhǎng)，形成一增加的進(jìn)氣口的開(kāi)口區(qū)域，從而將增加的進(jìn)氣引入到轉(zhuǎn)子 缸體內(nèi)以便可以利用附加的可用容積。另一方面，圖12A的轉(zhuǎn)子能比圖 12F的轉(zhuǎn)子有更大的壓縮比，因?yàn)榕c圖12F的轉(zhuǎn)子相比，較少的占用容積 保留在進(jìn)氣口的周?chē)ＴO(shè)定的壓縮比不過(guò)是轉(zhuǎn)子的較大直徑比較小直徑之間的關(guān)系函數(shù)。現(xiàn)有的S丄和C丄發(fā)動(dòng)機(jī)的任意壓縮比容易用圖12A和 圖12F的發(fā)動(dòng)才幾得到。盡管CCFC 1281顯示出具有四個(gè)凹壁1282,應(yīng)該 明白圖12A和12F的CCFC能被本發(fā)明的、包括可變化壓縮比設(shè)備的 CCFC具體實(shí)施。圖13A-I顯示了圖12A-F的實(shí)施例的九步循環(huán)，其中A-I的每 一步表明與相繼的約45°的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的角位移。為了表示的更清 楚，箭頭和每個(gè)轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的黑點(diǎn)顯示了發(fā)動(dòng)才幾每個(gè)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖14A示出了通常由附圖標(biāo)記1400表示的控流器裝置的實(shí)施例，， 其具有3個(gè)半球狀的燃燒室1418，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子區(qū)(bank) —個(gè)。該 室裝配有冷卻鰭狀突片并通過(guò)密封環(huán)1420密封以密封位于燃燒室開(kāi)口周 圍的轉(zhuǎn)子1417與和轉(zhuǎn)子缸體1416間的縫隙。圖14B是圖14A的示意性的側(cè)4見(jiàn)圖，其示出了控流器裝置的進(jìn)口 1424和出口 1412的排列，以解釋剩余的壓縮壓力如何在一個(gè)壓縮沖程結(jié) 尾和接近膨脹沖程的結(jié)尾(對(duì)應(yīng)于壓縮壓力高于膨脹(做功)壓力的時(shí) 間)吹滅在重疊的窄區(qū)域內(nèi)的來(lái)自燃燒室1418的殘余燃燒氣體。短延伸 部1430乂人出口 1412向進(jìn)口 1424突出一個(gè)距離，所述距離能夠4吏燃燒室 1418重疊在延伸部1430和進(jìn)口 1424的小暴露區(qū)域1431上方。由于壓縮 壓力基本在其最高水平并且膨脹壓力基本在其最低水平，少量(a short blast)壓縮空氣能夠清潔來(lái)自燃燒室的殘余燃燒氣體。這個(gè)過(guò)程在燃燒 室的壓縮側(cè)已經(jīng)進(jìn)氣之后發(fā)生并且端口 1412不再暴露，以便用于清潔動(dòng) 作的空氣可以方便地為相對(duì)小量，并被擋在出口 1412內(nèi)。參照?qǐng)D15A和15B,描述了 CCFC的另一種實(shí)施方式。由1500表示 的所描述的CCFC能夠響應(yīng)于空氣密度或其他考慮的因素，例如燃料類 型、寒冷是否開(kāi)始、在非常寒冷的條件下工作等等，在工作期間改變壓 縮比。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子1527在轉(zhuǎn)子殼體1513內(nèi)旋轉(zhuǎn)，例如，按所示的順時(shí)針 方向，并壓縮在壓縮空間1511內(nèi)的空氣。所述壓縮空氣通過(guò)CCFC1500 的入口 1512^皮送入相應(yīng)的燃燒室，例如，CCFC1500的燃燒室1518A。 由于活塞1514處于其沖程的底部，室1518A的體積處于其最大值。通過(guò)設(shè)置在CCFC1500的基本中心的雙向(雙壁)凸輪1522以及與每個(gè)活塞 底部的活塞體一體形成的凸輪隨動(dòng)件1521,控制該沖程。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 1527和CCFC轉(zhuǎn)子1517繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子1527完成壓縮沖程并 且入口 1512被控流器轉(zhuǎn)子1517關(guān)閉。隨著所述控流器轉(zhuǎn)子1517繼續(xù)旋 轉(zhuǎn)，通過(guò)凸輪隨動(dòng)件1521和凸輪向缸體的頂部推動(dòng)相應(yīng)的活塞1514，由 此進(jìn)一步增加了壓縮壓力。當(dāng)指向發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹空間1526的出口 1524 隨著控流器轉(zhuǎn)子1517的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而被暴露燃燒室1518A的壓力增加一皮終 止，并且燃燒室1518A的流體物沖入膨脹空間1526。引起活塞1514運(yùn)動(dòng)的凸輪1522被安裝在中心軸1523上。所述中心 軸1523能夠執(zhí)行順時(shí)針和逆時(shí)針角轉(zhuǎn)動(dòng)并且通過(guò)桿1519或其他任何類 似的由自動(dòng)或手動(dòng)設(shè)備控制的裝置控制，所述自動(dòng)或手動(dòng)設(shè)備對(duì)于控制 中心軸1523運(yùn)動(dòng)具有適當(dāng)?shù)撵`敏度。當(dāng)桿1519在逆時(shí)針前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng) 中心軸1523和凸輪1522時(shí)，在出口 1524被控流器轉(zhuǎn)子暴露之前，相應(yīng) 的活塞1514會(huì)進(jìn)一步向缸體頂部移動(dòng)，導(dǎo)致在相應(yīng)燃燒室內(nèi)部的壓力增 加。當(dāng)桿1519在順時(shí)針前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸1523和凸輪1522時(shí)，出口 1524將^皮暴露給燃燒室1518,同時(shí)相應(yīng)的活塞1514在缸體內(nèi)部的下部 位置中，因此在相應(yīng)燃燒室1518的內(nèi)部產(chǎn)生更低的壓力。當(dāng)采用C丄發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，燃料在優(yōu)化的預(yù)定時(shí)間被噴射進(jìn)燃燒室1518 以〃使其在纟皮暴露到出口 1524之前充分燃燒。在燃料噴射時(shí)的氣壓水平對(duì) 于冷起動(dòng)和正常運(yùn)行是非常重要的，特別是當(dāng)外界空氣是低密度的時(shí)候， 例如通常在高綿度或在非常寒冷的季節(jié)條件下發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)采用S.I.發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在優(yōu)選的預(yù)定時(shí)間火花點(diǎn)燃空氣和燃料的混合 物，從而全部的或大部分混合物在暴露到出口 1524之前可以接收充分的 燃燒。關(guān)于S.I.發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比可以通過(guò)爆震傳感器(knock sensor)響 應(yīng)于例如燃料辛烷比率、空氣密度和外界溫度被自動(dòng)調(diào)節(jié)，所述爆震傳 感器能夠控制燃燒比率變化設(shè)備(未示出)適于響應(yīng)于前述參數(shù)而操縱 桿1519,以便保持發(fā)動(dòng)機(jī)處于最高效率而沒(méi)有任何損壞的危險(xiǎn)。 CCFC1500這樣設(shè)計(jì)以便凸輪1522的頂部將活塞引導(dǎo)向缸體的頂部。在 燃燒室1518被暴露到出口 1524之后，活塞1514在其缸體中繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)直到到達(dá)其頂部，使得所有燃燒氣體從燃燒室排出。通過(guò)這種操作，達(dá)到了兩個(gè)重要目標(biāo)1 )所有燃燒的氣體-燃料混合物加入膨脹運(yùn)動(dòng) (work)產(chǎn)生過(guò)程，以及2)在新循環(huán)的開(kāi)始?xì)堄嗳紵龤怏w不保留在燃燒 室中。隨著旋轉(zhuǎn)繼續(xù)，通過(guò)凸輪1522的外壁，活塞1514在缸體中被降 低，以便在準(zhǔn)備一個(gè)新循環(huán)時(shí)將燃燒室體積增加到最大值。圖16A和16B表示受控壓縮比CCFC的另 一種實(shí)施方式，所述CCFC 表示為1600。 CCFC1600類似于圖15A和15B的CCFC1500工作并且具 有同樣的優(yōu)點(diǎn)。CCFC1500和CCFC1600在凸輪和凸輪隨動(dòng)件結(jié)構(gòu)方面不 同。圖16A和16B的偏心凸4侖1622是單向的、并且適于通過(guò)相應(yīng)的凸 輪隨動(dòng)件1621僅向缸體的頂部推動(dòng)活塞1614。通過(guò)相應(yīng)的預(yù)加載彈簧組 1630和燃燒室1618內(nèi)的壓縮壓力，活塞向下返回?；钊紫扔蓧嚎s力并 且隨后由燃燒壓力壓向凸輪1612。氣壓連同彈簧1630的載荷適于克服基 于轉(zhuǎn)子1617的旋轉(zhuǎn)作用于活塞1614上的離心力。而且圖16B示出了活 塞以傾角a被設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)部的方式，目的是使整個(gè)控流器裝置的整體 尺寸最小。通過(guò)使凸輪隨動(dòng)件1621相對(duì)于彈簧1630的組件傾斜，活塞 1614A-C可以彼此靠近放置，形成更緊湊的CCFC。類似于圖15A的CCFC1500，燃燒比通過(guò)凸輪1622的角轉(zhuǎn)動(dòng)控制， 所述凸輪利用軸1623連接至桿1619。由于在出口 1624暴露之前燃燒室 的活塞將達(dá)到缸體的較高點(diǎn)，桿1619和凸輪1622的逆時(shí)針角轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)增 大壓縮比，與之相反，由于當(dāng)活塞1614位于缸體的較低點(diǎn)時(shí)出口 1624 會(huì)發(fā)生暴露，桿1619的順時(shí)針角轉(zhuǎn)動(dòng)將減小壓縮比。該描述只在CCFC 轉(zhuǎn)子1617和發(fā)動(dòng)機(jī)主轉(zhuǎn)子以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)有效。在所述轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)以相反的次序進(jìn)行工作。圖17描述了受控壓縮比CCFC的另一種實(shí)施方式。在這種實(shí)施方式 中，在轉(zhuǎn)子1728的相應(yīng)缸體內(nèi)活塞1714的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)偏心軸1722和連 接桿1733控制的。偏心軸1722與設(shè)置在CCFC 1700基本中心的中心軸 1723 —體形成。當(dāng)在殼體1734內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)與轉(zhuǎn)子1728中形成的槽 1726接合的接合爪(engagement finger) 1725,轉(zhuǎn)子1728使得輪軸1736 旋轉(zhuǎn)。這種接合被這樣設(shè)置以便使得安裝在偏心軸1722上的輪軸1736相對(duì)于安裝在中心軸1731上的轉(zhuǎn)子1728相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)。中心軸1731由 齒輪1730驅(qū)動(dòng)。由于連接接合爪1725的輪軸1736繞偏心軸1722旋轉(zhuǎn) 并且轉(zhuǎn)子1728繞中心軸1731旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子1728和中心軸1731之間的相 對(duì)直線運(yùn)動(dòng)在偏心軸1722的每次旋轉(zhuǎn)期間發(fā)生，所述直線運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度基 本等于偏心軸1722的偏心度。槽1726接收接合爪1725的直線運(yùn)動(dòng)?；?塞1714通過(guò)連接桿1733連接至輪軸。當(dāng)轉(zhuǎn)子1728和活塞1714 —起旋 轉(zhuǎn)時(shí)，后者在相應(yīng)的缸體內(nèi)直線移動(dòng)軸1722偏心值的兩倍距離的位移。 該機(jī)構(gòu)被這樣設(shè)置以便活塞靠近在到達(dá)出口 1724的區(qū)域周?chē)母左w上 部。連接偏心軸1722的中心軸1723的桿1719的任何角轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)以類似于 圖15A和16A的CCFC的方式引起壓縮比改變。圖18A和18B描述了本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，其中CCFC以平行 方式連接到主發(fā)動(dòng)機(jī)殼體模塊的側(cè)面。在本實(shí)施方式中，CCFC由1800 表示，活塞1814A-1814C的方向相互平行于發(fā)動(dòng)機(jī)軸1823以及 CCFC1800的中心線。凸輪1822引起活塞1814A-1814C在平行于發(fā)動(dòng)機(jī) 軸1823方向上的運(yùn)動(dòng)。控流器轉(zhuǎn)子1817的旋轉(zhuǎn)方向優(yōu)選地與發(fā)動(dòng)機(jī)旋 轉(zhuǎn)方向相反，以便最大程度地利用發(fā)動(dòng)機(jī)軸1823的旋轉(zhuǎn)并且由此為每個(gè) 循環(huán)提供最大的周期。齒輪傳動(dòng)裝置可以用于同步發(fā)動(dòng)機(jī)軸1823和控流 器轉(zhuǎn)子1817的旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)主軸1823支撐齒輪(geared wheel) 1831, 所述齒輪1831作為控流器轉(zhuǎn)子1817的從動(dòng)齒輪1830的驅(qū)動(dòng)齒輪。通過(guò) 相應(yīng)的凸輪隨動(dòng)件1821移動(dòng)活塞的凸輪1822通過(guò)桿1819和軸1842被 推進(jìn)和縮回以侵i空制壓縮比，如上面關(guān)于圖15-17描述的。CCFC1800在 小型化和對(duì)整體發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸影響非常小方面有利。圖19A-C描述了驅(qū)動(dòng)控流器1917的三種不同方式。與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和 CCFC結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，用于驅(qū)動(dòng)控流器轉(zhuǎn)子1917的傳動(dòng)裝置主要基于發(fā)動(dòng)機(jī) 的類型選4奪。如可以看到的，在圖19A-C中所示的三種不同的傳動(dòng)裝置 分別適于降低發(fā)動(dòng)機(jī)軸1923的速度，以便CCFC軸1913將以等于發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)子1927的角速度的角速度旋轉(zhuǎn)，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)軸1923的速度的三 分之一。CCFC軸1913的降低的速度可以促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出裝置。 每一類傳動(dòng)裝置能夠?qū)⒐β蕚鬏斀o發(fā)動(dòng)機(jī)的附加元件，例如油泵、燃料泵、平衡軸等。圖19A的傳動(dòng)裝置1912 3皮設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)軸1923的后面，CCFC軸 1913在對(duì)側(cè)延伸以便通過(guò)連接器1925驅(qū)動(dòng)螺旋槳或其他適合的元件。圖 19B的傳動(dòng)裝置1912A i殳置于發(fā)動(dòng)機(jī)軸1923的前方。圖19A和圖19B 的傳動(dòng)裝置是齒輪形式，而圖19C的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1910是鏈條和鏈4侖或齒形 帶和齒4侖。圖20A-C表示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式之一，通常 表示為2000,其中CCFC與發(fā)動(dòng)機(jī)的主轉(zhuǎn)子2020結(jié)合。固定體積燃燒室 2018通過(guò)環(huán)形密封件2021靠著殼體壁被密封。如所示，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子2020 在入口壓縮空間2011內(nèi)部執(zhí)行壓縮沖程。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子2020的另外 的旋轉(zhuǎn)，到燃燒室2018的入口與轉(zhuǎn)換口 2012相符，于是通常是空氣的 壓縮流體被傳送進(jìn)燃燒室2018。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子2020的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，充 滿的燃燒室2018#皮推進(jìn)至膨脹-排氣空間2013。對(duì)應(yīng)于一個(gè)設(shè)置的壓縮室2018的角位移大約是65。至75°,在所述設(shè) 置進(jìn)氣-壓縮空間2011的轉(zhuǎn)換口 2012是關(guān)閉的，并且在所述設(shè)置從燃燒 室2018導(dǎo)入膨脹空間2013的端口 2024是暴露的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所 知，由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸的位移，在所述壓縮室2018的 角位移期間，轉(zhuǎn)子頂部2025的相對(duì)角速度和圓周速度降低大約33%。在 燃燒室內(nèi)部燃燒過(guò)程的增加的時(shí)間周期中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子2020的角位移大 約是68。，而發(fā)動(dòng)機(jī)軸2023的角位移大約是285。。結(jié)果，在4000rpm的 軸轉(zhuǎn)速下大約0.02sec的時(shí)間周期足夠在端口 2024暴露至燃燒室2018之 前發(fā)生燃燒，并且使得燃燒流體沖入空間2013以便估支有用功。在短軸的另一端，燃燒室2018的出口與壓力釋;^文口 2032相符，并 且所述燃燒室2018因此能夠從排氣口 2054釋放殘余燃燒氣體。旋轉(zhuǎn)若 干度后，燃燒室2018持續(xù)一個(gè)短周期暴露清潔口 2031,釋放口 2032和 清潔口 2031通過(guò)燃燒室2018連接。通常通過(guò)端口 2052發(fā)送空氣的纟皮供 壓力流體的渦輪壓縮機(jī)清潔燃燒室2018并且經(jīng)由清潔口 2032導(dǎo)向排氣 口 2054。在圖20C,發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)2000為每個(gè)轉(zhuǎn)子面設(shè)兩個(gè)壓縮室2018。通過(guò)采用每一轉(zhuǎn)子面有兩個(gè)壓縮室的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，避免了從轉(zhuǎn)子2020向?qū)γ?殼體壁2050的側(cè)壓力，并且進(jìn)一步地，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于大發(fā)動(dòng)機(jī)必需的更 緊湊的壓縮室。圖20D和20E描述了圖20B的發(fā)動(dòng)機(jī)2000的另一種實(shí)施方式，其 中CCFC采用了側(cè)壓力抑制裝置，從而在圖20E中側(cè)壓力顯著減小并且 在圖20D中完全消除。當(dāng)沒(méi)有采用這種抑制裝置時(shí)，由于在相對(duì)的側(cè)壁 的壓縮和燃燒壓力，側(cè)壓力通常施加到轉(zhuǎn)子殼體的側(cè)壁2015之一，因此 增加了轉(zhuǎn)子2020和殼體壁2015之間的摩擦力。在圖20D中，利用形成在轉(zhuǎn)子2020中的小直徑鉆孔2030，與發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)子2020結(jié)合并設(shè)置在其一側(cè)的半球狀或類似形狀的燃燒室2018連 通至轉(zhuǎn)子2020的對(duì)側(cè)上的非常淺的凹槽2032。淺凹槽2032利用密封環(huán) 2021以與燃燒室2018在轉(zhuǎn)子2020對(duì)側(cè)被密封的同樣的方式被密封。淺 凹槽2032的投影表面積與燃燒室2018的開(kāi)口的表面積基本相等，并且 燃燒室2018的密封環(huán)2021與淺凹槽2032的密封環(huán)2021的直徑基本相 等。當(dāng)在燃燒室2018內(nèi)產(chǎn)生壓縮壓力、繼而產(chǎn)生燃燒壓力時(shí)，最終的壓 力經(jīng)由鉆孔2030被傳送到轉(zhuǎn)子2020對(duì)側(cè)的淺凹槽2032,以便平4軒在燃 燒室內(nèi)由壓縮和燃燒產(chǎn)生的側(cè)壓力。為了防止鉆孔2030被側(cè)壁2015堵 塞，淺凹槽2032是必要的。燃燒室2018和淺凹槽2032的燃燒室的開(kāi)口 的投影表面積由內(nèi)部密封環(huán)2021所圍成的投影表面積限定。在圖20E中，為了相當(dāng)大地和簡(jiǎn)單地減小側(cè)壓力，采用側(cè)壓力抑制 裝置。燃燒室2018是完整球形并且設(shè)置在轉(zhuǎn)子2020中位于與圖20A-D 的燃燒室?guī)缀跸嗤奈恢谩?一方面為了使其投影表面積最小化并且另一 方面可以足夠長(zhǎng)以便配合在轉(zhuǎn)子2020的給定旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的燃料噴射器， 燃燒室2018的開(kāi)口 2017是窄和細(xì)長(zhǎng)的。開(kāi)口 2017的投影表面積可以是 由燃燒室2018最大直徑限定的圓中所圍成的投影表面積的25%至40%。 通過(guò)使這種開(kāi)口 2017投影表面積減小，由于由燃燒室產(chǎn)生的壓力作用在 較小的投影面積上，可以實(shí)現(xiàn)燃燒室2018內(nèi)壓縮和燃燒產(chǎn)生的側(cè)壓力從 60%至75%范圍內(nèi)的減小。開(kāi)口 2017利用密封件2021緊靠轉(zhuǎn)子側(cè)壁^皮 密封。類似地，可以采用相對(duì)窄和深的燃燒室，其中，開(kāi)口和燃燒室的投 影表面積基本相同。圖21A和21B描述了通常表示為2100的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的另一種實(shí)施 方式，其中變壓縮比CCFC與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子2120結(jié)合。隨著轉(zhuǎn)子2120 的旋轉(zhuǎn)，可傾斜的槽型凸輪2148控制活塞211 4在形成在轉(zhuǎn)子2120中的 相應(yīng)缸體2115內(nèi)部的直線運(yùn)動(dòng)?；钊?114在其缸體中的相對(duì)位置決定 相應(yīng)燃燒室2118的體積并且最終控制壓縮比。槽型凸輪2148的輪廓與 外旋輪線轉(zhuǎn)子殼體2116的內(nèi)部輪廓的形狀相似，并且在尺寸上較小，以 便適應(yīng)相應(yīng)于活塞2114位移的路徑，所述活塞位于轉(zhuǎn)子2120的頂部2125 附近。槽型凸輪2148利用具有球窩接頭(未示出)的襯套2149連接到 轉(zhuǎn)子殼體2116,槽型凸輪2148安裝于該球窩接頭。槽型凸輪2148傾斜 的角度由機(jī)械操縱設(shè)備2140控制，所述機(jī)械操縱設(shè)備響應(yīng)于檢測(cè)外界條 件例如空氣密度、溫度或其他適當(dāng)參數(shù)的傳感器。槽型凸輪2148的遞增 的擺動(dòng)通過(guò)搖臂2144和活塞銷2146被傳遞到活塞2114，所述搖臂跟隨 槽型凸輪2148限定的路徑，通過(guò)所述活塞銷2146活塞2114連接到杠桿 臂2144。除活塞銷2146之外，杠桿臂2144和活塞2114之間的相對(duì)角轉(zhuǎn) 動(dòng)可能通過(guò)樞軸銷2143產(chǎn)生，所述樞軸銷適當(dāng)?shù)毓潭ㄖ涟l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 2120。通過(guò)槽型凸輪2148的成形端2110，搖臂2144改變相對(duì)于其導(dǎo)向 槽型凸輪2148的傾斜角的角度位置。槽型凸輪2148通過(guò)連接桿2142連 接至其控制設(shè)備?；钊?114可以通過(guò)任何其他本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用 于將搖擺運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的適合裝置移動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)2100以 這樣的方式設(shè)置當(dāng)從壓縮空間接收壓縮流體時(shí)，燃燒室2118的體積為 最大值，并且由設(shè)備2140控制，當(dāng)暴露至端口2124時(shí)，為最小值，以 便在發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)作功沖程開(kāi)始時(shí)將燃燒產(chǎn)物傳送進(jìn)膨脹空間，。圖22A和22B描述了表示為2200的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式， 其中變壓縮比CCFC與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子2220結(jié)合，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)為每個(gè) 轉(zhuǎn)子面設(shè)置有兩個(gè)室。隨著轉(zhuǎn)子2220的旋轉(zhuǎn)，雙槽型凸輪2248控制活 塞2214在形成在轉(zhuǎn)子2220中的相應(yīng)缸體2215內(nèi)部的直線運(yùn)動(dòng)?；钊?2214在其缸體中的相對(duì)位置決定相應(yīng)燃燒室2218的體積并且最終控制壓縮比。盤(pán)2248的輪廓與外旋輪線轉(zhuǎn)子殼體2216的內(nèi)部輪廓的形狀相 似，并且在尺寸上較小，以便適應(yīng)相應(yīng)于活塞2214位移的路徑，所述活 塞位于轉(zhuǎn)子2220的頂部2225附近。雙槽型凸輪2248與襯套2249結(jié)合。 相應(yīng)于雙槽型凸輪2248限定的路徑的運(yùn)動(dòng)通過(guò)搖臂2244和活塞銷2246 被傳遞到活塞2214,其中通過(guò)活塞銷2246將活塞2214連接到搖臂2244。 除活塞銷2246之外，杠桿臂2244和活塞2214之間的相對(duì)角轉(zhuǎn)動(dòng)可能通 過(guò)樞軸銷2243產(chǎn)生，所述樞軸銷適當(dāng)?shù)毓潭ㄖ涟l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子2220。通過(guò)雙 槽型凸輪2248的成形端2210，搖臂2244改變相對(duì)于雙槽型凸4侖2248 的槽型路徑的角度位置。雙槽型凸輪2248能夠通過(guò)順時(shí)針或逆時(shí)針角轉(zhuǎn) 動(dòng)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，類似于圖15-18。利用外部的桿2219、步進(jìn)電機(jī) 2259或其他適合的裝置，通過(guò)整體安裝的襯套2249,角轉(zhuǎn)動(dòng)被傳遞至雙 槽型凸輪2248?；钊?214的位移可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用于將 搖擺運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的任何其他適合的裝置實(shí)施。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng) 2200以這樣的方式設(shè)置當(dāng)從壓縮空間接收壓縮流體時(shí)，燃燒室2218 的體積為最大值，并且由設(shè)備2240控制，當(dāng)暴露至端口 2224時(shí)，為最 小值，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)作功沖程開(kāi)始時(shí)將燃燒產(chǎn)物傳送進(jìn)膨脹空間。 到作功沖程的末端，活塞2214位移至最大范圍，臨近相應(yīng)缸體2215頂 部，以便從相應(yīng)燃燒室2218中抽空剩余的燃燒氣體。隨著轉(zhuǎn)子2220繼 續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞2214縮回它們的最大體積處或下死點(diǎn)(BDC)。為了避免 后沖，活塞通過(guò)彈簧2245被加載。應(yīng)該理解，彈簧加載活塞還能夠通過(guò) 單壁凸輪移動(dòng)，同時(shí)彈簧產(chǎn)生由凸輪或其他類似裝置引起的反向運(yùn)動(dòng)。盡管本發(fā)明的一些實(shí)施方式通過(guò)圖示描述時(shí)，應(yīng)該清楚本發(fā)明可以 用許多修改、變化和適應(yīng)以及采用本領(lǐng)與技術(shù)人員理解范圍之內(nèi)的多種 等同或替換方案來(lái)實(shí)施，并不脫離本發(fā)明精神或不超出權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1. 一種改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，包括a)至少一個(gè)轉(zhuǎn)子和相應(yīng)的轉(zhuǎn)子殼體；并且其特征在于，b)位于所述轉(zhuǎn)子殼體的短軸兩端的兩個(gè)固定緩沖密封件，所述固定緩沖密封件將所述轉(zhuǎn)子殼體分為兩個(gè)獨(dú)立的空間，其中第一空間是進(jìn)氣和壓縮空間，位于所述第一空間下游的第二空間是膨脹和排氣空間；以及c)與所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子同步的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置(CCFC)，用于接受來(lái)自所述第一空間的壓縮流體，用于接受通過(guò)位于相應(yīng)CCFC中的噴射器注入其中的燃料，用于點(diǎn)火并燃燒空氣燃料混合物，以使燃燒產(chǎn)物膨脹到所述第二空間，并用于將所述燃燒產(chǎn)物輸送到第二空間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃料 噴射器位于CCFC的下游部中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃料 噴射器位于CCFC的上游部中，用于將燃料噴射進(jìn)CCFC的壓縮空氣中， 燃料與空氣被旋轉(zhuǎn)并發(fā)送到CCFC的下游部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括位 于CCFC下游部的點(diǎn)火火花塞。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的政進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征 在于，還包括一個(gè)或多個(gè)渦輪壓縮機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，CCFC 是持續(xù)燃燒型。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括 響應(yīng)于空氣流量傳感系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)單元。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括 自由軸渦4侖壓縮才幾。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括 發(fā)動(dòng)機(jī)軸操作的壓縮機(jī)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包 括發(fā)動(dòng)機(jī)軸操作的壓縮機(jī)和自由軸渦輪壓縮機(jī)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包 括位于燃燒室的初始點(diǎn)火器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包 括多轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子殼體和CCFC。
13、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，燃料 被直接噴射進(jìn)工作空間。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，緩沖 密封件使用包含油壓減振器的振動(dòng)吸收系統(tǒng)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，緩沖 密封件包括^接觸壓力調(diào)節(jié)器。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，每個(gè) 緩沖密封件釆用用于將發(fā)動(dòng)機(jī)壓力導(dǎo)向其兩個(gè)工作端的裝置。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1-16中的任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)， 其特征在于，轉(zhuǎn)子未設(shè)有徑向密封件。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1-16中的任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其 特征在于，轉(zhuǎn)子設(shè)有徑向密封件。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)子 設(shè)有徑向密封件，所述徑向密封件的導(dǎo)向路徑向旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，在徑 向密封件和轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)輪廓之間在增加的離心力作用下增加的接觸壓力 通過(guò)平衡件防止。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，徑向 密封件以這種方式成形在徑向密封件邊界和轉(zhuǎn)子之間的外部重疊是斜 面的。
22、 根據(jù)權(quán)利要求1-21中任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特 征在于，在轉(zhuǎn)子殼體中的緩沖密封件以這種方式成形緩沖密封件邊界 和轉(zhuǎn)子殼體的內(nèi)部輪廓之間的外部重疊是斜面的。
23、 一種改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有用于測(cè)定流量的 完全41轉(zhuǎn)的、同心才幾構(gòu)，包括a) 用于并排的第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的第一殼體，所述第一殼體限定 了進(jìn)氣和壓縮空間；b) 用于并排的第三轉(zhuǎn)子和第四轉(zhuǎn)子的第二殼體，所述第二殼體限定 了膨脹和排氣空間并且構(gòu)造為與所述第一殼體前后串聯(lián)；c) 兩根縱向軸，均軸向安裝，其軸承分別位于第一和第二殼體的中心；d) 與所述兩根軸嚙合以便同時(shí)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)齒輪；e) 與所述軸和所述轉(zhuǎn)子同步的旋轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置(CCFC )， 用于從所述進(jìn)氣和壓縮空間接受壓縮流體并將其傳送到所述第二膨脹和 排氣空間；以及f) 位于所述CCFC中的燃料噴射器。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，第一 和第二轉(zhuǎn)子或第三和第四轉(zhuǎn)子中的每一對(duì)被固定到相應(yīng)軸上，每個(gè)所述對(duì)中的一個(gè)轉(zhuǎn)子位于相應(yīng)轉(zhuǎn)子殼體的不同空間中，并相對(duì)于所述對(duì)中的 另一個(gè)轉(zhuǎn)子以大約180°傾斜，所述對(duì)中的每一對(duì)圍繞相應(yīng)軸同步旋轉(zhuǎn)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，燃料 噴射器位于CCFC的下游部中。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，燃料 噴射器位于CCFC的上游部中。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括 位于CCFC的下游部中的點(diǎn)火火花塞。
28、 根據(jù)權(quán)利要求23-27中任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特 征在于，進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)渦輪壓縮機(jī)。
29、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，CCFC 是持續(xù)燃燒型。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，進(jìn)一 步包括響應(yīng)于氣流傳感系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)單元。
31、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，進(jìn)一 步包括用于增加所述改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和工作壓力的自由軸渦輪壓縮 機(jī)。
32、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，進(jìn)一 步包括發(fā)動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
33、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，進(jìn)一 步包括發(fā)動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)和自由軸渦4侖壓縮機(jī)。
34、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，進(jìn)一 步包括位于CCFC的初始點(diǎn)火器，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)初始地點(diǎn)燃燃料。
35、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，進(jìn)一 步包括多轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子殼體和CCFC。
36、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，燃料 被直接噴射進(jìn)工作空間，由此作為減慢工作流體的流速的裝置。
37、 根據(jù)權(quán)利要求23-36中任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特 征在于，離心帶密封件用于密封每個(gè)轉(zhuǎn)子的大半徑外周輪廓與其相對(duì)的 小半徑輪廓之間的區(qū)域。
38、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，密封 件#1加到CCFC上。
39、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 進(jìn)一步包括至少 一個(gè)中間冷卻器和至少 一個(gè)熱交換器。
40、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在 于，CCFC設(shè)置在中心轉(zhuǎn)子殼體中并且其轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)， 一對(duì)轉(zhuǎn)子同樣圍 繞該軸i走4爭(zhēng)。
41、 根據(jù)權(quán)利要求1-40中任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)， 其特征在于，流體控制燃燒室裝置是余擺線旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
42、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC包括多個(gè)半球狀燃燒室，隨著多個(gè)半球狀燃燒室充分旋轉(zhuǎn)后，通過(guò) 每個(gè)半球狀燃燒室的相應(yīng)輸出端，利用殘余壓縮沖擊壓力，燃燒產(chǎn)物是 可清除的，從而半球狀燃燒室的相應(yīng)輸出口與第二空間的膨脹口連通。
43、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間可控的受控壓縮比CCFC。
44、 根據(jù)權(quán)利要求43所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，利用 雙向工作的雙壁凸輪和凸輪從動(dòng)件，壓縮比是可控的。
45、 根據(jù)權(quán)利要求43所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，壓縮 比通過(guò)活塞是可控的，通過(guò)凸輪和凸輪隨動(dòng)件輥?zhàn)铀龌钊谝粋€(gè)方向 上是可移動(dòng)的并且通過(guò)一套相應(yīng)的預(yù)加載彈簧在另一個(gè)方向上是可移動(dòng) 的。
46、 根據(jù)權(quán)利要求43所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過(guò) 偏心軸、4合軸和連接桿控制壓縮比。
47、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC沿發(fā)動(dòng)機(jī)的外周設(shè)置。
48、 根據(jù)權(quán)利要求47所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，CCFC 設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)頂部。
49、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)面并且垂直于安裝有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子的軸。
50、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC包括在平行于安裝有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子的軸的方向上可移動(dòng)的活塞。
51、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 通過(guò)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)CCFC。
52、 根據(jù)權(quán)利要求51中所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，通 過(guò)內(nèi)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)CCFC。
53、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 通過(guò)齒形帶和齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)CCFC。
54、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 通過(guò)鏈和鏈輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)CCFC。
55、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC驅(qū)動(dòng)軸也是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出軸。
56、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，CCFC為固定體積型，與至少一個(gè)轉(zhuǎn)子整合，并^:置于所述轉(zhuǎn)子中。
57、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC為變壓縮比型，與至少一個(gè)轉(zhuǎn)子整合，并i爻置于所述轉(zhuǎn)子中。
58、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC包括用于各轉(zhuǎn)子架的兩個(gè)恒定體積的燃燒室，轉(zhuǎn)子架的兩個(gè)燃燒室 設(shè)置在轉(zhuǎn)子相對(duì)的兩側(cè)。
59、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC包括用于各轉(zhuǎn)子架的兩個(gè)變壓縮比的燃燒室，轉(zhuǎn)子架的兩個(gè)燃燒室 設(shè)置在轉(zhuǎn)子相對(duì)的兩側(cè)。
60、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC包括用于各轉(zhuǎn)子架的兩個(gè)以上燃燒室。
61、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC為側(cè)壓消除型并JU殳置在至少一個(gè)轉(zhuǎn)子內(nèi)。
62、 根據(jù)權(quán)利要求1或23所述的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， CCFC為側(cè)壓消減型并JU殳置在至少一個(gè)轉(zhuǎn)子內(nèi)。
全文摘要
一種改進(jìn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有位于所述轉(zhuǎn)子殼體的短軸兩端的兩個(gè)固定緩沖密封件，將所述轉(zhuǎn)子殼體分為兩個(gè)獨(dú)立的空間。第一空間是進(jìn)氣和壓縮空間，所述第一空間下游的第二空間是膨脹和排氣空間。旋轉(zhuǎn)燃燒室流體控制裝置(CCFC)與轉(zhuǎn)子同步，用于接受來(lái)自第一空間的壓縮流體，用于接受通過(guò)位于相應(yīng)CCFC中的燃料噴射器注入的燃料，用于點(diǎn)火并燃燒空氣燃料混合物，以使燃燒產(chǎn)物膨脹到第二空間，并用于將所述燃燒產(chǎn)物輸送到第二空間。在一種實(shí)施方式中，CCFC與分別安裝在第一和第二殼體中心的兩根縱向軸同步，其中每根軸位于一對(duì)并列的轉(zhuǎn)子中。
文檔編號(hào)F01C1/02GK101283172SQ200680037388
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者哈伊姆·羅姆, 塔爾·羅姆 申請(qǐng)人:哈伊姆·羅姆;塔爾·羅姆