平衡转缸式发动机的制作方法

本公开涉及内燃机，且更具体地涉及平衡转缸式发动机。

背景技术：

具有一个或更多个气缸的内燃机广为人知，且广泛用在许多行业，特别是汽车行业中。一般而言，各气缸包括具有火星或压缩的活塞，该火星或压缩使碳氢化合物燃烧，产生足以在该气缸中往复地驱动活塞的爆炸能量。由该被驱动的活塞产生的动力可驱动轴，且当用于牵引时，该轴使比如机动车辆这样的物体向前或向后移动。此外，产生的能量可静态地用来移动机械中的部件，或其可例如通过使用发电机产生更多能量。

在某些情形中，在例如使用安装在驱动轴上的一个或更多个特定形状转子的所谓汪克(wankel)发动机中，已经修改了这种简单的操作模式。燃料燃烧以提供原动力来转动转子从而驱动驱动轴。在第一次世界大战时，在一些航空器中导入及使用了所谓的转缸式发动机。该转缸式发动机包括驱动螺旋桨而非曲柄轴的活塞壳体。在该首例转缸式发动机后，在机车及早期公路车辆中测试了其他转缸式发动机。但是，主要存留的转缸式发动机类型仍是汪克发动机，且汪克发动机的一个版本仍在某些mazda^tm汽车中得到商业应用。

与传统内燃机相比，转缸式发动机的主要优点在于发动机具有改进的功率重量比，以及改进的平衡。但是，因为它们的组装需要复杂机械，与传统内燃机相比，这些优点被高制造成本抵消。该高制造成本反映在售价上，使其经济上大部分没有可行性。为解决这些问题已有许多尝试，下面描述数种设计例子。

kull的美国专利no.us6,357,397公开了一种轴向锥齿轮产生的控制运动。该运动用来使用有限角度差速齿轮来控制在圆柱形中心轴主压力室中的加速-减速叶片运动，且该有限角度差速齿轮的逆齿轮从环绕锥齿轮、或在另一改进版本中从摆荡控制圆筒凸轮接收轴向曲柄控制的运动。该锥齿轮曲柄产生的轴向运动也可用于在具有一个或更多个活塞的气缸中提供轴向活塞运动，且该一个或更多个活塞可在固定或旋转气缸壳体中。在所有不同的发动机模型中，无阀口与用于加压的流体流的径向或轴向流分布控制连通。该设计适合于这样的外压力或内燃机，其中能量从流体或燃烧压力转换至动力输出轴旋转，或能量转换是反向能量转换模式。

lawes的已公开美国专利申请no.us2004/0107923描述了一种旋转气缸阀发动机，其包括具有两个壳体段的发动机壳体、一对活塞及旋转气缸总体。壳体段具有由圆形横截面的开口端朝向该壳体段的封闭端延伸的内腔室。圆形凸缘从壳体段的开口端径向地向外延伸。该凸缘具有各形成有螺栓孔的四个凸部，且形成有圆形径向内凹部。壳体段形成有燃料入口、用于火星塞的口及排气口。

mann的已公开美国专利申请no.us2006/0283407描述了具有两组往复移动活塞的转缸式汽油发动机。该活塞的往复输出与波状斜面耦合，该波状斜面将该往复运动转换成旋转运动。虽然该发动机壳体具有中空中心，但没有驱动轴。相反地，响应于该活塞的往复运动，提供了双旋转输出，一个输出是通过在壳体顶端的可旋转输出块输出，另一个是通过在壳体底端的可旋转块输出。

arseneau的已公开美国专利申请no.us2010/0108034描述了具有被驱动输出轴的转缸式发动机，该被驱动输出轴由在气缸中实施的内燃烧提供动力。该燃烧驱动活塞和两个曲柄轴，曲柄轴包括与固定齿轮圈啮合的反转驱动齿轮。随着齿轮旋转，旋转运动被传送至活塞和气缸、齿轮保持架底座、齿轮且最后到达输出轴。

不利的是，虽然这些设计中的某些设计解决了某些问题，但它们仍过于复杂且需要复杂机械来生产。许多设计仍看起来不平衡且需另外的部件来平衡它们。此外，考虑到在燃烧及发动机部件移动时产生的高温，除了使用流体冷却剂或藉由大空气冷却风扇以外，似乎没有令人满意的发动机冷却方式。另外不利的是，上述设计具有许多部件，这会增加其复杂性且从而增加重量。该重量问题及不良热控制造成较低效率的能量输出。此外，该设计可能会需要较多的维护，且可能会过于昂贵。

因此，需要具有提高的平衡、低摩擦、低噪音输出及高转矩且具有低制造成本和可负担售价的改良转缸式发动机。此外，具有高效冷却系统的转缸式发动机也是合乎期望的。

技术实现要素：

本申请人已设计出一种新颖且非显而易见的平衡式转缸式发动机，其显著地减少或实质地消除了上述问题。因为部件数目减少，本申请人的新转缸式发动机重量是相同立方尺寸(体积)的其他发动机重量的大约一半。有利的是，由于立方尺寸减小，该转缸式发动机能够产生明显转矩，且通过该明显转矩能产生改进的燃料消耗效率。因为该发动机几乎“无摩擦”地操作，所以可获得这两个显著优点。此外，该转缸式发动机还因为部件数目减少而具有低振动值。存在的唯一振动是燃料燃烧的脉冲。在已知的内燃机中，特别是转缸式发动机类型中，在旋转时产生的能量通常施加至气缸侧。在本申请人的新转缸式发动机中，该能量传送至双曲柄轴。双连接杆或臂减少了活塞侧负载。此外，在活塞头，若干个薄压缩环提供了低摩擦力且不需要用重弹簧来驱动凸轮。总之，减小的摩擦力及振动转化为改善的能量输出且燃料消耗更低。到目前为止，在本申请人实施的测试中，本申请人的新转缸式发动机提供38.6％的燃料效率，这对于这种尺寸的发动机而言是史无前例的。如上所述，本申请人所知的所有四行程发动机中，该新转缸式发动机具有最少部件数。从制造的角度来看，不仅对于降低成本，对于容易、快速及准确地组装而言，部件数目减少都是有重大意义的。此外，在新转缸式发动机中使用的部件大部分可供现有转缸式发动机使用。事实上，所使用的部件中只有少数需要订制。最后，减少部件具有另一操作上的优势。旋转能量(转矩)转移至直接驱动轴不需要减速齿轮箱，而减速齿轮箱通常需要更多部件且因此增加了发动机的重量。

本申请人的转缸式发动机的另一有利特征是在中间行程时几乎完美的平衡。在已知的转缸式发动机中，必须对壳体添加部件以提供平衡。双曲柄轴独立地旋转，但附接在单个活塞销上，其产生反转或相对旋转。这是因为双曲柄轴相对于主固定齿轮旋转，主固定齿轮以螺栓固定在发动机的主体上。但是，在本申请人的发动机中，固定齿圈面向活塞，因此可产生更紧密的发动机。因此，通过在转缸式发动机单次循环移动时跟随该转缸式发动机，在顶与底位置该发动机配重平衡活塞的往复运动以及连接杆移动的部分。在中间行程时该配重被完美地相抵，从而以几乎完美的方式平衡该转缸式发动机。就本申请人所知，这是在不必增加部件来平衡该发动机的情形下，在中间行程时几乎完美地平衡的唯一转缸式发动机。

因此，在一个实施例中提供了一种平衡式转缸式发动机，用于对驱动轴施加转矩，该转缸式发动机包含：

外壳，具有主驱动箱；

气缸，其旋转地安装在外壳中；

活塞，其安装成在气缸内纵向地移动；

第一和第二连接臂，各连接臂具有第一连接端和第二连接端，第一连接端与活塞连接；

第一和第二曲柄轴，各曲柄轴与连接臂的第二连接端旋转地连接；

第一和第二驱动轮，其与各个第一和第二曲柄轴反转地连接；及

固定驱动环，其具有在圆周方向上布置的驱动构件表面，该固定驱动环安装在主驱动箱中，使得该驱动构件表面朝向活塞而布置，该第一和第二驱动轮与该驱动环啮合。

在一例子中，驱动组件包括连接臂、曲柄轴、驱动轮及固定驱动环，驱动轴与该驱动总体连接且从该驱动组件延伸。气缸具有带有第一纵向旋转轴线的气缸开口和气缸基底，气缸基底具有彼此相对布置的第一和第二半圆形凹槽，气缸基底的尺寸和形状被设计成可与驱动组件相互协作。

在另一例子中，第一和第二驱动轮被安装成环绕第二旋转轴线反转，该第二旋转轴线被设置成与第一纵向旋转轴线正交。气缸具有气缸圆周，且气缸基底具有气缸基底圆周，该气缸基底圆周比气缸圆周大。

在另一例子中，第一和第二驱动轮是各具有多个在圆周方向上设置的齿的第一和第二小齿轮，各小齿轮朝向彼此倾斜。

在另一例子中，该固定驱动环具有多个在圆周方向上设置的向内倾斜齿，小齿轮和固定驱动环的倾斜齿可配合以便在小齿轮反转时啮合。

在一例子中，第一和第二曲柄轴各具有用于将曲柄轴连接至连接臂的曲拐，和远离该曲拐而布置的曲部。

在另一例子中，活塞销将连接臂的第一连接端连接至活塞，该活塞销被设置成与气缸开口第一纵轴正交。

在又一例子中，当活塞在中间行程被布置在该气缸中时，活塞、连接臂及曲柄轴形成三角形以便平衡发动机。

在再一例子中，臂分隔件设置在第一与第二连接臂之间，该分隔件从连接臂之间延伸至第一与第二曲柄轴之间。

在一例子中，第一曲柄轴轴承连接至第一曲柄轴和第一驱动轮二者，第一曲柄轴轴承设置于其间；且第二曲柄轴轴承连接在第二曲柄轴与第二驱动轮之间并且设置于其间。第一与第二端轴承分别连接至第一与第二驱动轮。

在另一例子中，气缸轴承连接在气缸与外壳之间，气缸与外壳密封地连接。

在另一例子中，外壳包括基体和中间段体，基体具有基体开口，驱动轴与基体开口密封地连接。驱动轴轴承设置在驱动轴与基体之间。

在一例子中，该转缸式发动机还包含：

气缸头，其中设置有至少一个进气口、至少一个出气口和点火源口，该气缸头连接至气缸上部以便与其一起旋转运动；及

气缸转盘，其密封地连接至气缸头和该气缸的上部，该气缸转盘设置于其间。

在另一例子中，气缸转盘包括气缸转盘开口和气缸转盘点火源口，且随着气缸在外壳内旋转，在气缸头中的口依序对准气缸转盘开口。气缸头的底侧包括在圆周方向上分开且与点火源口同心的第一与第二密封环，以便与气缸密封地安装；且至少两个密封环安装在对应密封槽中，对应密封槽围绕气缸头中的进气口和出气口布置，密封环相对于气缸头偏心地设置。多个第一弹性构件连接到气缸转盘和气缸头。一个或更多个热传送构件设置在气缸头与气缸转盘之间。密封槽包括多个第二弹性构件。

在一例子中，转缸式发动机还包括设置在气缸的上端且与气缸头邻近的冷却组件，该冷却组件包括多个风冷式翅片，翅片在圆周方向上围绕气缸布置且从气缸向外突出。

在另一例子中，外壳体包括多个在圆周方向上设置的开口。开口成一定角度。开口与空气入口流体地连通。冷却组件包括延伸穿过气缸头至风冷式翅片的空气入口通道。冷却组件还包括在气缸头与环之间连通的多个热传送垫。多个冷却开口设置在气缸头的上部上。

因此，在另一实施例中提供了一种驱动组件，用于驱动设置在可旋转气缸中的活塞以便在其中往复运动，该驱动组件包含：

活塞销；

第一与第二连接臂，其与该活塞销连接且与活塞销可相对移动；

齿轮组件，其设置成远离活塞且与活塞连通，该齿轮组件具有与两个驱动轮连接的第一与第二可反转曲柄轴；及

固定齿圈，其具有多个齿，齿设置成朝向活塞，且当曲柄轴以可反转方式移动时，两个驱动轮啮合地接合固定齿圈齿。

因此，在另一实施例中，提供了一种与气缸头和气缸一起使用的密封组件，该密封组件包含：

多个环形密封件，其可与出口开口槽、入口开口槽密封地配合；点火源槽，各槽围绕布置在气缸头下侧中的入口开口、出口开口和点火源开口在圆周方向上布置，开口设置成互相等距；及

气缸盘，该气缸盘具有气缸盘点火开口和在其中的孔，当气缸绕纵轴旋转时该孔可对准在气缸头中的入口开口或出口开口，气缸盘密封地安装在气缸头与气缸之间。

因此，在另一实施例中，提供了一种与转缸式发动机一起使用的冷却系统，该冷却系统包含：

气缸头，用于与气缸密封地接合；及

气缸盘，其上安装有至少一个热传送垫以便与气缸头配合，该热传送垫被布置成从气缸传送热能至气缸头。

因此，在又一实施例中，提供了一种与转缸式发动机一起使用的冷却系统，该冷却系统包含：

风扇，其安装在气缸头上；

冷空气入口通道，其使第一与第二空气入口开口互连；及

空气出口开口，其设置在第一与第二入口开口之间，风扇安装成用于旋转使得冷空气被抽入第一与第二入口开口且被强制吹在风扇上，风扇与在发动机中的热表面连通，使得冷空气穿过风扇移动而产生至其的热传送，暖空气经由出口开口离开发动机。

因此，在再一实施例中，提供了一种平衡式转缸式发动机，用于施加转矩至驱动轴，转缸式发动机包含：

第一与第二连接臂，各连接臂具有第一连接端和第二连接端，第一连接端被布置成连接至活塞；

第一与第二曲柄轴，各曲柄轴与连接臂的第二连接端可旋转地连接；

第一与第二驱动轮，其分别与第一与第二曲柄轴可反转地连接；及

固定驱动环，其具有在圆周方向上设置的驱动构件表面，该固定驱动环安装在主驱动箱中，使得该驱动构件表面被布置成朝向活塞，第一与第二驱动轮与驱动环啮合。

附图说明

通过以下参考附图的说明，在此所述的特征以及其他特征将会更加明显，在附图中：

图1是平衡式转缸式发动机的实施例的透视图；

图2是图2所示的发动机的侧视图；

图3是图1的转缸式发动机的俯视图，其示出了空气入口、排气出口及多个在圆周方向上设置的本体螺栓；

图4是图2的发动机的纵向横截面细节图，其示出了在气缸的顶部的活塞；

图5是发动机的纵向横截面细节图，其示出了杆分隔件，其中活塞在气缸的顶部；

图6是发动机的纵向横截面细节图，其中活塞在气缸的底端；

图7是发动机的另一纵向横截面细节图，其中活塞在气缸的底端；

图8是发动机的简化纵向横截面细节图，其中活塞在气缸的底端；

图9是发动机的透视图，其示出了驱动组件的位置；

图10是发动机的简化纵向横截面图，其中活塞位于气缸的中间位置其示出了连接臂；

图11是发动机的简化纵向横截面图，活塞处于中间行程，其示出了曲柄轴；

图12是驱动组件的简化侧视图，其示出了与固定齿圈啮合的小齿轮；

图13是图12的驱动组件的俯视立体图；

图14是驱动组件的另一侧视图，其示出了两个倾斜的小齿轮和固定齿圈；

图15是示出曲柄轴和两个连接臂的简化侧视图；

图16是图15的简化透视图；

图17是图15的简化俯视图；

图18是齿轮组件的侧视图；

图19是齿轮组件的透视图；

图20是齿轮组件的俯视图，其示出了旋转轴线；

图21是齿轮组件的纵向横截面细节图；

图22是齿轮组件的侧视图，其示出了驱动轴的位置；

图23是齿轮组件的细节仰视图；

图24是单曲柄轴及小齿轮的立体分解局部图；

图25是图24的分解图的俯视图；

图26是图25的俯视图；

图27是图25的另一俯视图；

图28是示出绕驱动组件的气缸及驱动轴的分解图；

图29是图28的另一分解图；

图30是示出气缸及驱动组件的立体分解图；

图31是驱动组件的仰视图；

图32是气缸、驱动组件及驱动轴的分解侧视图；

图33是图32的分解透视图；

图34是气缸头及气缸的分解透视图；

图35是气缸头的仰视图；

图36是气缸头及气缸的分解侧视图；

图37是图36的分解透视图；

图38是图36的分解底部透视图；

图39是气缸头的纵向横截面图；

图40是图39的仰视图；

图41是气缸头的分解纵向侧视图，其示出了环形密封件的细节图；

图42是气缸头的分解细节侧视图；

图43是气缸头的部份分解底部透视图；

图44是气缸头及气缸的纵向横截面图，其示出了热垫；

图45是组合的气缸头及气缸的侧视图；

图46是图45的纵向横截面图；

图47是气缸头的放大侧视图，其示出了具有多个斜向空气流开口的轴环；

图48是图47的纵向横截面图；

图49是组合气缸头的透视图；

图50是气缸头的纵向横截面图，其示出了空气流通道(箭头)；

图51是气缸头及轴环的简化侧视图，其示出了斜向空气流开口的位置；

图52是气缸头的俯视图，其示出了旋转冷却翅片的位置；

图53是完全组合的转缸式发动机的透视图，其示出了偏转盖的位置；

图54是图53的侧视图；

图55是图53的俯视图；

图56是气缸的简化纵向横截面图，其示出了气缸盖的位置；

图57是图56的透视图；

图58是图57的俯视图；

图59是转缸式发动机的纵向横截面图，其示出了密封件及油润滑系统的位置；

图60是发动机的部份切除侧视图，其示出了油入口；

图61是驱动组件的侧视图，其示出了两个分隔杆支持件；

图62是驱动组件的简化透视图，其示出了分隔条；

图63是分隔条的简化俯视图，其示出了抵靠两个分隔件的两个弯曲端；

图64是驱动组件的仰视图，其示出了两个支持件的位置；

图65是驱动组件的细节俯视图，其示出了分隔杆、两个弯曲端及旋转方向；及

图66是驱动组件的另一俯视图，其示出了在180度旋转后弯曲端的位置。

具体实施方式

定义

除非另外指明，否则适用以下定义：

除非上下文另外明确指出，单数形“a”，“an”以及“the”(所述)包括指代了复数的形式。

在此使用的术语“包括”意图表示单词“包括”后的一列组件是必要的或必备的，然而其他组件是可选的，可以存在，也可以不存在。

在此使用的术语“由……构成”意图表示包括且限于该短语“由……构成”后面跟随的物体。因此，该短语“由……构成”表示列举的元件是必要的或必备的，且不存在其他元件。

1、一般转缸式发动机构造

现参照图1至11，在10处示出了平衡转缸式发动机。一般而言，转缸式发动机10包括圆顶气缸头12、外壳14和远离外壳14延伸的驱动轴16。外壳14包括中间体段18、基体段20和基体开口22。当从纵向横截面看时，如图4与5最佳地所示，该转缸式发动机10的细节是明显的。因此，设置在外壳14中的是密封地安装于其中以便绕纵轴26旋转的气缸24；活塞28；两个连接臂(杆)30、32；和驱动组件34。驱动轴16与驱动组件34交互且远离外壳14的基体段20延伸。为便于说明发动机多个部件的方位，在本说明书中气缸头12被认为是发动机10的上部或顶部，而基体段20被认为设置在发动机10的下部或底部。该转缸式发动机10实质上是可容易更换部件且具有互换性的模块构造。此外，该模块构造提供了动力传动系设计及功能上的多样性。

如图4与5最佳地所示，主驱动箱(托架)36设置在外壳14的基体段20中。气缸24具有腔室38，且活塞28安装在腔室38中。燃烧室40位于气缸头12与活塞28之间。活塞28安装在腔室38内以便沿着与转缸式发动机10交叉的纵轴26纵向地移动。气缸轴承44位于气缸24的外表面46与外壳14的中间本体段18的内表面48之间。气缸密封件50与气缸轴承44邻近地布置以防止例如润滑剂泄漏。气缸轴承44及气缸密封件50与在中间本体段18及基体段20间的连结点52邻近地布置且布置在位于中间体段20中的空腔49中。在此情形中，气缸轴承44是滚珠轴承座圈，但本领域技术人员应理解还可使用其他种类的轴承。

现参照图2和图5，相较于基体段20的上部54，中间体段18在连结点52处较窄。基体段20向基体开口22且最后朝向驱动轴16逐渐变细。当从纵向横截面图看时，如图4最佳地所示，外壳14实质上是包围转缸式发动机10的移动部件的侧壁。如图1所示，这产生紧密、对称及美学上令人愉悦的转缸式发动机10的印象。

2、驱动组件

现在参照图4、5至33，两个连接臂30、32从活塞28朝向驱动组件34延伸。各连接臂30、32是各具有第一臂连接端56和第二臂连接端58的杆。各连接臂30、32的第一连接端30与活塞28连接。单个活塞销58位于活塞中且设置成与纵轴26正交。驱动组件34远离活塞28布置且设置在主驱动箱36内。驱动组件34包括第一与第二曲柄轴60、62，各曲柄轴与连接臂30、32的第二臂连接端58可旋转地连接。各曲柄轴60、62具有与小齿轮68、70连接的曲拐67、69(或曲柄轴销)，其位于曲柄轴连接构件75、77的端部。在离开第一和第二曲柄轴60、62移动的同时，第一和第二曲柄轴轴承64、66又分别与第一和第二曲柄轴60、62连接。第一与第二倾斜小齿轮(齿轮驱动轮)68、70使用曲柄齿轮螺栓72、74固定到第一与第二曲柄轴轴承64、66上且固定到连接臂30、32的第二臂连接端58上。倾斜小齿轮68、70朝向彼此且朝向连接臂30、32逐渐变细。如图10最佳地所示，第一与第二小齿轮68、70安装成绕第二旋转轴线76反转，且第二旋转轴线76与第一纵轴线26正交地布置。第一与第二小齿轮68、70各具有第一驱动构件，第一驱动构件是在各小齿轮上的多个在圆周方向上设置的小齿轮齿69、71，如图13最佳地所示。因此，第一和第二小齿轮68、70分别与第一和第二曲柄轴60、62可反转地连接。

驱动组件34使用第一与第二端轴承78、80保持在一起，且第一与第二端轴承78、80用螺栓79、81固定在一起以确保紧密配置。

再次参考图4与5，杆分隔件82位于第一与第二连接臂30、32之间且从臂之间延伸到第一与第二曲柄轴60、62之间。杆分隔件82有助于将两个连接臂30、32和曲柄轴轴承64、66保持在曲柄齿轮螺栓72、74上且防止它们松弛及脱离。

现在参考图4、9至23，驱动轴16与驱动组件34连接且与第一纵轴26同轴。驱动轴16包括驱动轴突起84和在圆周方向上布置的凸缘86，且在圆周方向上布置的凸缘86在其中具有多个孔88。驱动组件34包括驱动组件连接构件90，驱动组件连接构件90在其中具有中央布置的开口92从而收纳驱动轴突起84，还具有多个在圆周方向上布置的孔94，如图23最佳地所示。驱动轴16使用通过孔88和孔94驱动的螺栓来机械地固定在驱动组件34上。可使用将驱动轴16机械地固定到驱动组件34上的其他方式，且其他方式对于本领域技术人员是已知的。例如，在凸缘86上可使用多个小突起(圆丘)来固定在圆周方向布置的孔94中，而不是使用螺栓。为允许驱动轴16在驱动组件34操作时旋转，驱动轴轴承96包围驱动轴16且抵靠圆周方向布置的凸缘86的底侧。驱动轴轴承96与基体开口22邻近地布置且被夹在驱动轴16与基体段20之间，如图5与10最佳地所示。驱动轴轴承96是滚珠座圈。本领域技术人员将认识到可使用其他种类的轴承来允许驱动轴16在基体开口中平稳地旋转。驱动轴密封件98位于驱动轴16与基体段20的下部之间，使得驱动轴16与基体段20可旋转地且密封地连接。如图9、12与13最佳地所示，驱动组件34还包括具有圆周方向布置的驱动构件表面的固定齿轮驱动环100，且圆周方向布置的驱动构件表面具有多个圆周方向布置的齿102。固定齿圈100可固定地安装在主驱动箱36中，使得齿102朝向活塞28布置。圆周方向布置的齿102向内倾斜以允许其在小齿轮68、70反转时与对应小齿轮齿69、71可协作地啮合。因为下壳体的全部可用内部空间都被用来收容驱动组件34，所以固定齿圈100朝向活塞28的新方位可大幅减少发动机尺寸。

如图24、25、26与27最佳地所示，两个端盖构件71、73用螺栓结合在一起。

如图11、15、16与17最佳地所示，因为两个可反转的曲柄轴60、62定向成使得各曲柄轴60、62的曲部63、65被设置成相对该第一纵轴26呈90度，所以可在中间行程时达成发动机10与活塞28的最完美平衡。当从侧边观看时，如图15最佳地所示，两个连接臂30、32及两个曲柄轴60、62与销58形成三角形，且销58位于三角形的顶点。在中间行程时，曲柄轴60、62的曲部63、65共平面。

现在参考图28至30，气缸24具有上气缸部份104，该上气缸部分104具有气缸圆周，气缸24还具有气缸基底105，该气缸基底105具有气缸基底圆周。气缸基底105圆周比上气缸部份104圆周大。气缸基底105包括位于气缸基底105的相对侧的两个半圆形凹槽106、108。半圆形凹槽106、108的尺寸和形状被设计成与驱动组件34相协作，这有助于在组装时简单且准确地对齐气缸24与驱动组件34。此外，相较于已知的组装，该准确组装产生了具有降低的振动的刚性组装。气缸基底105包括四个螺栓孔109以协助将气缸24固定在驱动轴16上。具有半圆形凹槽106、108的气缸基底105使得可以准确、快速且容易地组装气缸24与驱动组件34。

连接臂30、32各自动作，且将反转转移至各第一与第二曲柄轴60、62。因为达成了完美对称平衡，所以具有活塞28的转缸式发动机10在中间行程时，如图11、15、15与16所示，以连接臂30、32，可明显减少来自活塞28和气缸24壁的侧负载。活塞28在气缸24内往复地移动。活塞28借助于活塞销52被两个连接臂30、32带动，且连接臂30、32从其在两个分开且反转的曲柄轴上带着的曲拐或曲柄销延伸。各曲柄轴分别带有与固定斜齿圈啮合的斜小齿轮。

3、气缸头组件

现在参考图4与34至45，气缸头组件109安装在气缸24的上气缸部份104上，使得组件109与气缸24及外壳14连接。气缸头组件109包括气缸头12及气缸转盘110。气缸转盘110与上气缸部份104及气缸头12的底侧112密封地连接。气缸转盘110因此被夹在气缸头12与气缸24之间。当密封地安装在气缸24上时，气缸头12的(当然，以及圆周的)直径比气缸24的直径大。绕气缸头12的外围包括用于收纳螺栓的多个螺栓孔113，以便将气缸头12固定到外壳14。气缸头12具有流体(空气)入口孔114、流体出口(排出)孔116及点火源孔118。点火源孔118收容如火星塞这样的点火源(未图示)。在所示例子中，流体入口孔114与排出孔116邻近地布置。气缸转盘110包括气缸转盘开口120及气缸转盘点火源孔122。随着气缸24在外壳14内旋转，在气缸头12中的流体孔114、116各依序地对准气缸转盘开口120。

现在参考图36至43，在123处总地示出了密封组件。三个密封环124、126、128安装在对应深密封槽130、132、134中，且密封槽130、132、134与在气缸头12中的入口孔114及排出孔116邻近地布置。点火孔密封环136设置在密封槽138中，且密封槽138绕点火源孔122布置。密封环124、126、128互相等距且绕点火孔密封环136布置。气缸头12的底侧112还包括第一与第二同心槽138、140，且第二槽140比第一槽138小。设置在两个同心槽138、140之间的是多个间隔开的空气流开口142，且空气流开口142与第二槽140同心。

如图37与38最佳地所示，气缸转盘110具有在圆周方向上布置的密封件144，且在圆周方向上布置的密封件144被紧贴地收纳在深的第二槽140且容许与上气缸部份104密封地接合。密封件144还包括在至少一个位置147具有切口的支持性环形密封件146且布置在第二槽140外。弹性波形弹簧148安装在气缸转盘110的顶部。各密封环124、126、128、136没有切口，而是包括布置在密封槽130、132、134内部的支持环149。密封环124、126、128、136的外表面在上端与下端(未图示)被斜切。环形密封设计是高压旋转阀的部份，其中弹性波形弹簧148提供轻向下力；在至少位置147具有切口的支持性环形密封件149密封在密封槽的直径上；密封环124、126、128在各个槽的外侧向下推；中间尺寸的环在槽的内侧向下推；且主环124、126、128被斜切，使得它们在不需要切口的情形下更佳地适配支持环。环形密封件在不同方向密封以提供完美密封。因此，三个环组与头部旋转顶气缸固定在一起。

3、冷却系统

除了发动机结构以外，能够在操作时冷却发动机也是有利的。双独特风扇和热能交换系统与驱动组件34相对地布置，以便在新鲜冷空气通过热交换表面移动时，使用空气流和热接触来与空气交换热，从而提供非常高效的自冷却。能够从发动机高效地移除热可防止发动机过热，而发动机过热最后会使发动机故障。

现在参考图2、34与44至59，在200总地示出了双冷却系统。双冷却系统200的第一部分依赖于当冷空气被迫通过热表面时由热表面至冷空气的热能传送。双冷却系统200的第二部分依赖于从热表面经由热交换器的热传送。如图34最佳地所示，三个热传送垫202分开且互相等距并与气缸转盘110连接。热传送垫202从气缸转盘110直立。三个热传送垫202用作从发动机移除热的独立热交换器。热传送垫202从气缸转盘点火源孔122辐射状扩展，且以大约120度互相成角度离开。如图44最佳地所示，各热传送垫202包括从其向上延伸的两个轻弹性分开(弹簧)构件204、206。各热传送垫202及分开的弹簧构件204、206紧贴地插入气缸头空腔208中。在燃料燃烧及转缸式发动机10操作时产生的热能以热的形式产生大量热能。若热传送垫202与气缸24的热表面邻近或直接接触地布置，则表示它们可吸收热能且将其传送至气缸头12以便从气缸头12的外表面直接散热或经由流过外表面的冷空气散热。热传送垫202由具有高导热性且本领域技术人员已知的材料制成。

仍参考图1与2及图47与49，轴环214连接在气缸头12与基体段20的上部54之间。轴环214包括多个分开的、成角度的细长开口216，这些开口216被设置为双冷却系统的一部分，以下对此进行更详细描述。在轴环214下方的是有助于减少发动机的总重量的多个水平布置的凹槽217。在六个凹槽217下方的是多个空气入口开口221。

以下说明与双冷却系统的第一双冷却系统一致地操作的第二双冷却系统。如上所述，气缸头12包括多个分开的空气流开口142，空气流开口142作为空气流冷却系统的一部分，等距地布置在气缸头12中的密封件138、140之间。布置在气缸头12顶部上的是与多个空气入口开口212邻近且绕点火源孔118布置并从点火源孔向外辐射的多个径向布置的细长冷却空气进气开口210。各开口210是以三个为一组绕气缸头12设置的多个小细长开口。

如图49与50最佳地所示，轴环214连接在气缸头12与外壳的上部份之间。轴环214包括多个分开的成角度的细长开口216。开口216在空气流沿着冷媒流动通道218通过时(如图50中的箭号所示)提供空气流出口。风扇219安装成绕气缸24旋转以便通过入口210、212与225抽入新鲜空气。与入口225邻近地布置的偏转器将空气推至风扇219的小直径上，且接着被加热空气经由开口216离开。风扇219由轻量铝制成，且通过螺丝拧到气缸盘的顶部，以及气缸盘的顶部从而被拧到气缸上。第一与第二偏转盖220、222与气缸头12的顶部连接，并与进气翅片210邻近地布置。在操作时，当气缸旋转时，空气从气缸头12附近抽入且进入多个空气入口开口210和开口212，并被迫进入冷媒流动通道218。旋转翅片经由成角度的细长开口216将空气推出。当空气沿着通道218流动时，从在气缸头12中的热表面或与它邻近的热表面向吸收热的冷空气发生热能传送。与已知的冷却方法相比，迫使空气从气缸头12的中心然后通过气缸头可提供较佳冷却效率。

现在参考图56至58，锁定盘224使用多个锁定螺栓226安装在气缸的顶部且包围气缸转盘110(具有翅片环的锁定盘)。多个孔14从气缸头12连通至翅片219，从而对气缸头12提供冷却。

再参考图52，当从上方观看时，在旋转冷却风扇上的翅片朝向火星塞孔成角度。此外，当从上方观看时，多个在圆周方向上布置的螺栓孔113位于顶部，有助于将气缸头固定到外壳。

总之，新鲜冷空气在开口210、212与225被抽入气缸头12。偏转器将冷却流带到旋转翅片219的小直径。进气通过气缸头12到达翅片219的小直径。离开的空气流动从而冷却发动机的本体。在气缸头上的固定翅片也有助于冷却。

4、润滑系统

如同具有移动部件的任何机器那样，需要润滑系统以便允许部件通过彼此表面移动，从而防止停止移动。在本申请人的新转缸式发动机中，本申请人设计了允许部件高效移动的润滑系统，而不需复杂的密封配置，该润滑系统大幅减少了所需润滑剂的更换频率。所使用的润滑剂是本领域技术人员已知的用以润滑的典型油(合成或天然)。

现在参考图59至66，在300总地示出了润滑系统。油入口孔302被示为与齿轮组件邻近且与油泵(未图示)连接。在两个连接臂30、32之间的分隔杆82在各端具有朝向外壳体的两个曲线306、308，使得在发动机朝箭号304的方向旋转时进入齿轮组件的油被导入发动机的中间。分隔杆82的简单曲部使得在发动机操作时油被更均匀地分布到全部移动部件上。缺少杆分隔件曲部306、308，油的最后目的地将大部份取决于泵力量。油出口孔(未图示)确保油的连续循环。在气缸24与外壳14之间及在下基底部份与驱动轴16之间的密封件50、98防止油从发动机漏出。杆分隔件82的弯曲端306、308抵靠从发动机10向外突出的两个支持件310、312。如图59最佳地所示，气缸24和驱动组件34是封闭系统，其保持油使得油保持与旋转部件接触。油入口孔302使油移动至基体，其由杆分隔件82来导入。

操作

以下详细描述转缸式发动机10的操作。平衡式转缸式发动机10提供旋转力(转矩)至驱动轴16，当驱动轴16与某种描述的负载耦合时可高效地移动该负载。在汽车的情况下，旋转动力用于旋转轮轴，而使得车辆向前或向后移动。如汽油或柴油的燃料源可经由如化油器这样的适当燃料分配器与气缸头12(阀动块)耦合。设置如火星塞的点火源(未图示)来点燃燃料。当点火发生时，产生足够爆炸力以便在气缸24内沿第一纵轴26纵向地驱动活塞28。在这样做时，使第一和第二曲柄轴60、62经由在连接臂30、32上的活塞28的向下推力朝相反方向同步地旋转。曲柄轴60、62的旋转触发斜小齿轮68、70的旋转，斜小齿轮68、70绕第二旋转轴线76反转，且通过与静态固定斜齿圈100的啮合式接合，活塞28及气缸24与其他移动部件一起绕气缸第一纵轴26旋转。驱动组件34使驱动轴16旋转以将驱动力传送至工作负载(未示出)。连接臂30、32的反转提供了将振动以及噪声产生都最小化的平衡动力传送。图4与5所示的全部组件在发动机10操作期间绕第一气缸纵轴26旋转。因此，可有利地增加燃料经济性。

本领域技术人员会理解，可使用采用了一个以上气缸的其他设计。通过上述新型转缸式发动机，在多个气缸的情况下会保持用单个气缸达成的相同平衡负载。此外，由于新型转缸式发动机模块化，多个发动机可以适当串联或并联配置组装以便为特定应用提供动力。

其他实施例

根据前述说明，对于本领域技术人员明显的是，可对在此所述实施例进行多种变化及修改，以使其适用于各种用途及条件。