专利名称：平衡旋转发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由旋转发动机组成的平衡旋转发动机，所述旋转发动机包括有改善发动机性能、便于润滑发动机部件、并使之能够在高速旋转时使用的切向活塞。部件的构成使得发动机能够自己供能，且空气或者混和气体被直接从气缸后部吸入，然后注入到所述气缸的燃烧室或者邻近气缸的燃烧室内，该空气或混合气体均适用于完全使用燃烧室的双冲程操作，甚至是一旦达到适量的高压即自发爆炸的混和气(狄赛尔循环)。
背景技术：
发展至今的双冲程发动机包括使用喷嘴作为燃烧剂的入口，所述喷嘴设置在气缸内，显著地减少了有效腔室、混和气进入时间、发动机的换气和压缩，因此它损失了效力、不适用于自发爆炸的混和气的使用。
同样，目前正在研发中的包括有切向活塞的旋转发动机，具有连接到相同的枢轴上或者曲轴的轴颈上的相对立的活塞，通过这种方式，在整个装置旋转的过程中，内部部件(活塞、连杆或回转杆)的运动不是对称的，从而产生振动载荷。同样，这些部件容置在单个腔室中，当用于润滑的介质受离心力驱动运动到其外侧时，很难对它们进行润滑。
申请人是熟知本技术领域的人员，并不知道曾有与以下描述类似的任何自供能平衡旋转发动机。
发明内容
本申请中介绍的本发明的自供能平衡旋转发动机的目的是减轻或者在适用的情况下消除上述的缺陷。
在本发明中，每个气缸的活塞都连接到曲柄轴的轴颈上，且所述轴颈偏移与所述活塞相同的度数，包含有内部部件的腔室被分割成几个密封舱、容纳所述曲柄轴和所述回转杆的有槽部分的中心舱以及用于每个气缸的另一个外部腔室，且所述活塞、连接杆和所述回转杆的外侧部分由其旋转轴分隔开。这种设置允许各气缸单独供能，从而便于使用可自供能的双冲程操作。
通过将各气缸的活塞连接到曲柄轴的轴颈来获得发动机的平衡，且所述轴颈偏移与所述活塞相同的度数，因此在旋转过程中，其内发生偏移的所有部件都保持质量的均匀分布。
由于腔室被分隔开，发动机的自供能包括，空气或者混和气被直接从气缸后部吸入，在活塞的返回过程中被压缩，然后注入到所述气缸的燃烧室或者邻近气缸的燃烧室内。
缸体的旋转进一步利于在燃烧过程中生成的热量的散发。
为了使描述完整，且为了帮助更好地理解本发明的特征，本发明的说明书附加了一组附图作为其组成部分，其中的符号以及建议的旋转方和不同部件的尺寸，都是示例而非限制，附图中示出了以下内容图1示出了根据本发明实施的平衡发动机的平面图，所述发动机包括切向活塞，两个气缸以180°设置。
图2示出了一种平衡发动机的平面图，所述发动机包括切向活塞和四个气缸，所述气缸的设置与前一个相同。相对设置的气缸的活塞同样地作用于曲柄轴的相对轴颈上，在这种情况下，每个轴颈由两个回转杆驱动但仍保持质量平衡。
图3示出了三气缸发动机的平面图，其数量为奇数，所述气缸必须作为一个组被平衡，由于它们相对于彼此以120°设置，其活塞相应地作用于也彼此分开120°的三个轴颈上以在其旋转过程中保持质量平衡和稳定。
图4示出了一种自供能平衡发动机的平面图，所述发动机包括切向活塞，具有两个以180°设置的气缸，并将燃烧剂或者混和气注入自己的气缸内，在膨胀阶段(4A)使缸体旋转到左侧，使曲柄轴旋转到右侧。图4B示出了当膨胀结束、进气开始时的发动机。
图5示出了包括四个气缸且每个轴颈上有两个回转杆的自供能平衡旋转发动机，气缸的特征与前一个相同。
图6示出了包括四个气缸的自供能平衡旋转发动机的平面图，其中燃烧剂或混和气被注入到邻近的气缸内。
图7示出了具有前述特征的自供能平衡旋转发动机的操作顺序。
图8示出了带有两个气缸的自供能平衡旋转发动机的横截面图。
图9示出了作用于进气阀、从而使自供能发动机将空气注入邻近气缸的机构的设计和驱动。
图10示出了气缸盖和摇杆的平面图，所述摇杆带有开孔，连杆通过所述开孔移位。
具体实施例方式
如附图所示，平衡旋转发动机有两个优选实施例。第一实施例示出了平衡旋转发动机(图1、图2和图3)，而第二实施例示出了自供能平衡旋转发动机(图4、5、6、7、8、9和10)。
在平衡旋转发动机中，活塞(11)(图1、图2和图3)通过它们的连杆(12)和回转杆(13)连接到曲柄轴(15)的轴颈(14)上，所述轴颈(14)偏移与气缸(16)相同的度数，从而在整个装置的旋转过程中(带有这些部件的缸体朝一个方向旋转，曲柄轴朝另一个方向旋转)获得其线性交替移位，从而无论是相对立的一个或者作为一个整体，在发动机带有奇数个气缸的情况下(图3)，它们都保持永久的平衡。假若能够保持前述的状态，这种设置允许将两个活塞(11)连接到(图2)曲柄轴(15)的同一轴颈(14)上。曲柄轴(15)和回转杆(13)的有槽部分位于中心部分的腔室内，由回转杆(13)的旋转轴(17)将其与外部的腔室分隔开，使它们分别由其中内部容纳的油润滑，而活塞(11)、连杆(12)和回转杆(13)的外侧部分可以用不同的方法实现；在双冲程操作情况下，油添加入燃料中，并在其他循环中直接注入这一区域，或者通过开放中央腔室的受控通道(通过离心力)，然后通过为该目的设置的泵使其回到其中。
在自供能平衡旋转发动机的实施例中(图4、5、6、7、8、9和10)，空气或混合气直接从气缸(26)的后端被吸入，在活塞(21)返回的过程中被压缩，然后被注入所述气缸或邻近气缸(26)的燃烧室内。在向前移位的过程中，空气或混和气(图4和图5)在向前偏移的过程中由活塞(21)通过止回阀(28)从气缸的后腔室中被吸入，在气缸返回的过程中被压缩，并通过输送管(29)和阀(210)注入到燃烧室内，所述输送管(29)和阀(210)受由轴(211)驱动的机构控制，轴(211)将连杆(22)连接到回转杆(23)这个轴带有内表面连接到其上的轴承(212)，在它的向后偏移过程中接触翼形件(profile)(213)，使其旋转，并且该翼形件通过其在旋转轴的外端处连接的凸轮(214)，作用于杆(215)，使摇杆(216)运动，并打开进气阀，通过喷嘴(217)排出已有的所有气体，并将新的燃料充入该腔室。图6和图7示出了同样的过程，但是在这种情况下燃烧机或混和气被注入到邻近气缸(26)的腔室内，轴承(212)已经被叶片(blade)(221)替代，叶片(221)通过翼形件直接作用于阀上，摇杆连接到其轴上。用于控制进气阀打开的机构可被另一系统代替，例如目前使用的、包括由曲柄轴直接驱动的齿轮或者滑轮的那些系统。
图7示出了带有两个气缸的自供能平衡旋转发动机的运动顺序。在第一种情况下(图7A)，气缸6’处于压缩和进入阶段，从其后端进气，属于另一个主体的气缸6”处于膨胀阶段。在顺序7B中，气缸6’完成压缩，6”仍然处于膨胀阶段。在顺序7C中，气缸6’到达其行程的末端，叶片促使翼形件打开气缸6”的进气阀，被气缸6’压缩的燃烧剂或混和气进入进气腔，排气喷嘴部分打开以便排气，气缸6”开始压缩阶段。在顺序7D中，气缸6’完成膨胀阶段，叶片松开翼形件，当排气喷嘴已经关闭时，气缸6”的进气阀关闭，继续其压缩阶段。
图8示出了活塞(21)，活塞(21)设有裙边(218)，以防止气缸的后腔室在向前运动的过程中与排气喷嘴(217)接触。燃料入口通过前轴(219)提供，所述燃料可被直接注入到燃烧室中进行狄塞尔循环，或注入进气管(29)或通过止回阀(28)注入燃烧剂的入口。止回阀(28)可以是回转阀、簧片阀、弹性阀或者由与前述类似的机构控制的阀。
图9示出了作用于进气阀、从而使自供能发动机将空气注入邻近气缸的机构的设计和驱动。摇杆(212)已经被叶片(221)所替代，叶片与轴(211)为一整体，用于将连接杆与回转杆相连，并作用于翼形件(213)，翼形件(213)被轴连接到打开进气阀的摇杆(216)上。在图9A中，叶片(221)接触翼形件(213)并使其向上移位，使其轴和摇杆(216)旋转，这种旋转被传递到进气阀，将它打开。当到达行程的末端，叶片(221)松开翼形件(213)，摇杆(216)在阀(210)的弹簧驱动下恢复其位置。在图9B中，叶片(221)反向运动，在其上部接触翼形件(213)，使摇杆(216)反向旋转，当翼形件被松开时，由于弹簧(220)的作用，摇杆再次返回至阀(210)上的支撑位置。在图9C中可看到回转杆的头部、回转杆(23)的轴(211)和叶片(221)，也可在图9C中看到作用于阀(210)的翼形件(213)和摇杆(216)。
以上已经充分描述了本发明的特性以及将它应用于实践的方式，有必要阐明的是，可以对本发明做出形状和材料上的某些变化，所述变化不会完全改变在权利要求书中要求的特征。
权利要求
1.一种平衡旋转发动机，其特征在于，活塞(11)通过其连杆(12)和回转杆(13)连接到曲柄轴(15)的轴颈(14)上，所述轴颈偏移与气缸(16)相同的度数，从而使得在整个装置的旋转过程中，其内发生偏移的所有部件无论是相对立的一个或作为整体都保持永久的平衡。
2.根据权利要求1所述的平衡旋转发动机，其特征在于，所述发动机允许将两个活塞(11)连接到曲柄轴(15)的同一轴颈(14)上；所述曲柄轴(15)以及回转杆(13)的内侧位于中央腔室内，由所述回转杆(13)的旋转轴(17)将其从末端分开，使它们分别由其中容纳的油润滑润滑，而活塞(11)、连杆(12)和回转杆(13)的外侧部分可以用不同的装置实现；在双冲程操作情况下，油添加入燃料中，并在其他循环中直接注入这一区域，或者通过开放中央腔室的受控通道(通过离心力)，然后通过为该目的设置的泵使其回到其中。
3.一种自供能平衡旋转发动机，其特征在于，在向前移位的过程中，空气或混和气由活塞(21)通过止回阀(28)从气缸(26)的后腔室中吸入，在所述活塞返回的过程中被压缩，并通过输送管(29)和阀(210)注入到自己的气缸(26)的燃烧室内，所述输送管(29)和阀(210)受由轴(211)驱动的机构控制，所述轴(211)将连杆(22)连接到回转杆(23)。
4.根据权利要求3所述的自供能平衡旋转发动机，其特征在于，所述轴(211)带有连接到其上的叶片(211)，所述叶片作用于通过轴连接的翼形件(213)和连杆(216)，并当所述叶片接触所述翼形件时，使所述翼形件向上移位，从而使其轴和摇杆(216)旋转，这种旋转被传递到进气阀(210)，将所述进气阀打开；当到达行程的末端时，所述叶片(221)松开所述翼形件(213)和摇杆(216)，在阀(210)的弹簧驱动下恢复其位置，并反向运动，在其上部接触翼形件(213)，使摇杆(216)反向旋转，当摇杆(216)从翼形件(213)松开时，其在弹簧(220)的作用下再次返回至阀(210)上的支撑位置。
5.根据权利要求3和4所述的自供能平衡旋转发动机，其特征在于，进气阀(210)和(28)由连接到曲柄轴(25)上的齿轮、皮带或其他系统驱动。
全文摘要
本发明涉及一种由旋转发动机组成的平衡旋转发动机，所述旋转发动机包括有改善发动机性能、便于润滑发动机部件、并使之能够在高速旋转时使用的切向活塞，且适用于完全使用燃烧室的双冲程操作，甚至是一旦达到适量高压即自发爆炸的混和气(狄赛尔循环)。根据本发明，各部件的构造使得(i)发动机还能够自己供能，且(ii)空气或者混和气被直接从气缸后部吸入，然后注入到所述气缸的燃烧室或者邻近气缸的燃烧室内。
文档编号F01B5/00GK1950587SQ200580013643
公开日2007年4月18日 申请日期2005年4月21日 优先权日2004年4月29日
发明者弗朗西斯科·哈维尔·路易斯·马丁内兹 申请人:弗朗西斯科·哈维尔·路易斯·马丁内兹