專利名稱：內(nèi)燃機的制作方法
本申請是申請?zhí)枮?1112100.9的發(fā)明專利申請的分案申請。
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機，所述內(nèi)燃機具有一個外殼件，外殼件在相對端部由端蓋閉合，一個驅動軸垂直于端蓋通過所述外殼件延伸；而且一個活塞件位于所述外殼件中并偏心支撐在驅動軸的一偏心部中，并且當內(nèi)燃機操作時活塞件被引導成可以進行環(huán)行而不轉動；多個徑向并等距離設置的葉片在所述活塞件和所述外殼件之間延伸，葉片密封靠在所述端蓋上并限定多個位于所述端蓋、所述外殼件和所述活塞件之間的燃燒室。
不包括進行直線行程運動的活塞而是包含進行轉動或環(huán)行運動的內(nèi)燃機比帶有直線運動活塞的發(fā)動機具有很大的優(yōu)點。
這些優(yōu)點是整體尺寸小，重量輕，動力變化響應快。其原因在于，這種內(nèi)燃機的活塞被設計成轉子，它們可以直接安裝在驅動軸上并進行分別的沒有加速或減速的均勻轉動或環(huán)行運動，并且不帶有慣性，這同常規(guī)內(nèi)燃機的活塞不一樣。而且，由于這種內(nèi)燃機的燃燒室通常位于發(fā)動機的一個中區(qū)上而且在發(fā)動機的活塞進行環(huán)行運動、尤其是在相對于驅動軸點對稱的布局中的情況下，整個發(fā)動機的動態(tài)特性不受移動活塞的影響。
其轉子圍繞驅動軸進行連續(xù)、均勻環(huán)行運動的內(nèi)燃機的一個重要特征在于，發(fā)動機包括多個單獨的燃燒室，每個燃燒室均提供良好的燃燒工況。
帶有一環(huán)行活塞的內(nèi)燃機的主要結構件是基本為平面盒形、在其頂部和底部由蓋板關閉的發(fā)動機外殼(或殼體)，一個驅動軸垂直于蓋板延伸并具有一個相當于常規(guī)內(nèi)燃機曲柄軸的偏心部。用做活塞件操作的一個轉子在發(fā)動機外殼中安裝到驅動軸的偏心部上。多個葉片或葉板密封靠在頂蓋板和底蓋板上并在轉子和發(fā)動機外蓋之間延伸，而且連接在轉子和發(fā)動機外殼上，使得當發(fā)動機操作時葉片可以進行樞軸運動。這些葉片或葉板基本圍繞轉子設置為一種星形并限定各個燃燒室。
面向燃燒室的轉子的側表面部可以具有另外的凹部和/或突部、邊部，用于在吸入沖程階段提供改進的燃料和空氣的混合或合并，而且可以另外形成為在點火時可以進行燃料/空氣混合物的一層一層的燃燒，這樣可以取得發(fā)動機很高的經(jīng)濟性操作。
位于環(huán)行轉子和頂蓋板及底蓋板之間的密封件是常規(guī)的密封墊或密封圈，它們彈性偏置在相應的表面上。
一種公知的具有轉動轉子的內(nèi)燃機是由Wankel設計的內(nèi)燃機。此Wankel內(nèi)燃機的一個缺點在于燃燒室太長，使得空氣-燃料混合物的低級燃燒浪費大量燃料。此外，外殼的內(nèi)側壁具有一個次擺線形狀。轉子設有密封墊，密封墊擦拭在這些內(nèi)次擺線側壁上。這樣由于這些內(nèi)側壁的表面輪廓的連續(xù)改變，使密封墊振動很大并且磨損嚴重。而且，次擺動表面導致其加熱不均勻，這樣燃燒室相對于外殼移動，使得產(chǎn)生熱應力，這些熱應力使發(fā)動機外殼內(nèi)側壁的次擺動表面變形。
多種公開物披露了內(nèi)燃機，其中活塞不進行任何轉動而是圍繞驅動軸的中心軸進行環(huán)行運動。這種發(fā)動機例如在授予Ritter的美國專利No.3,703,344的說明書以及法國專利說明書FR，2,180,346和FR1,366,410中公開。
在這些和其他公知的發(fā)動機中，活塞件的環(huán)行運動的取得在于，三個另外的偏心單元安裝在活塞件兩側，偏心單元表現(xiàn)驅動軸的主偏心部的一個偏心度。此外，另外的偏心單元位于蓋板的凹區(qū)和環(huán)行活塞的側表面中。但是這些設計不能允許在活塞件的環(huán)行運動過程中產(chǎn)生的活塞件相對于驅動軸的少量的轉動。此外，這些公知的設計使發(fā)動機的整體尺寸相對很大，活塞件的重量很重，而且潤滑系統(tǒng)很復雜。
在Sarich的美國專利說明書No.3,787,150中也有提及。Sarich發(fā)動機的葉片或葉板在一端導入發(fā)動機外殼中，使得當活塞件進行其環(huán)行運動時葉片可以進行類似滑動件的直線運動。葉片的相對端承裝在環(huán)行活塞中切向延伸的槽中。但是，這種設計使安裝以及密封設計尤其在活塞處的結構很復雜，而且活塞中的安裝結構經(jīng)受很大的磨損。
本發(fā)明的一個目的是提供一種內(nèi)燃機，內(nèi)燃機帶有一個支撐成可以進行環(huán)行運動的活塞件，其中葉片支撐和引導成只有很小的摩擦和磨損，使其整體尺寸較小以及潤滑系統(tǒng)簡單。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種內(nèi)燃機，帶有支撐成可以進行一種環(huán)行運動的活塞件，內(nèi)燃機包括多個第一等距圓柱形樞軸體，每個樞軸體承裝在形成在其外殼件中的相應的第一凹口中轉動并具有一個在其基體方向中延伸的槽，在槽中一個相應的葉片中的一第一端部承接在其中進行自由的往復滑動；還包括多個第二等距圓柱形樞軸體，每個樞軸體承裝在形成在所述活塞件中的一相應的第二凹口中的進行轉動并具有一個在其基體方向中延伸的槽，在槽中一相應的葉片的一第二端部承接在其中進行自由往復滑動；從而在內(nèi)燃機的操作中每個葉片自由進行往復和樞軸運動，以產(chǎn)生相對于外殼件的活塞件的環(huán)行運動。
由于這種發(fā)動機的寬度由支撐在驅動軸偏心部上的活塞件的偏心度決定，尤其由偏心部的半徑?jīng)Q定，以及由活塞件和偏心部之間的尺寸、安裝在活塞件中所需的拭油結構以及整個機構即在操作中產(chǎn)生活塞件的環(huán)行運動的結構的尺寸決定，因此本發(fā)明的發(fā)動機具有以下優(yōu)點，即將活塞件和外殼件之間的空間分隔成各個燃燒室的葉片由樞軸體樞軸安裝到活塞件上且由另外的樞軸體樞軸安裝到外殼件上，從而內(nèi)燃機的尺寸由上述樞軸體的樞軸之間的最小可能的距離決定，從而發(fā)動機的整體尺寸可以很小。此外，由于葉片承接成在樞軸體的槽中自由往復運動，磨損可以最小。在槽中葉片在其各個往復運動的端部位置處的沖擊可以由機械作用的彈簧和/或流體阻尼裝置避免。
根據(jù)另一個實施例，安裝在外殼件中的第一樞軸體的軸向長度可以超過外殼件的整體厚度，并可以支撐成在發(fā)動機蓋板中轉動。
同樣，安裝在活塞件中的第二樞軸體的軸向長度也可以超過活塞件的整體厚度并可以支撐成在蓋板中的轉盤中轉動，在此情況下活塞件偏心支撐在這些盤中，其偏心度相當于于活塞件的偏心度。
葉片安裝在樞軸體中的另一個優(yōu)點在于，葉片的重心的加速度可以相等，而且此外葉片的慣性在壓縮沖程過程中向外殼件以及在燃燒沖程中向轉子的傳遞可以將葉板的慣性用做驅動力。這樣可以減小內(nèi)燃機的整體尺寸，以簡化其結構，減小摩擦，并簡化潤滑系統(tǒng)。
結合下面的詳細描述可以更好地理解本發(fā)明以及上述以外的其他目的。這種描述參照附圖進行，其中

圖1是示出其基本設計的內(nèi)燃機的一剖視圖；圖2示出用于將葉片固定到樞軸體的槽中的裝置的第一設計；圖3示出用于將葉處固定到樞軸體的槽中的裝置的第二設計；圖4示出用于將葉處固定到樞軸體的槽中的裝置的另一種可能的設計；圖5是由兩部分構成的一個樞軸體的視圖；圖6示出插入其兩個樞軸體的槽中的一個葉片以及阻尼彈簧件；圖7示出一個承接在外殼件中帶有其密封結構的樞軸體的剖視圖；圖8示出圖7樞軸體的一俯視圖；圖9是通過一個承接在活塞件中并支撐在蓋板中的樞軸體的一個剖視圖；圖10是圖9所示的補償體的一個視圖；圖11是一個長度可調(diào)節(jié)的葉片的剖視圖；圖12是支撐成用于在蓋板中轉動的一個葉片及其兩個樞軸體的剖視圖；圖13示出葉片的支撐，這種支撐產(chǎn)生活塞件的環(huán)行運動；圖14示出一個氣體通道設置，用于由氣體壓力將葉片支撐在槽中；圖15a-c示出在第一實施例的操作中氣體通道的各個位置；圖16示出有關氣體通道位置的第二實施例；圖17示出有關氣體通道位置的第三實施例；圖18示出一個插入其兩個樞軸體中的其槽中的葉片，從而可以由彈簧件和流體阻尼裝置取得對往復運動的阻尼；圖19是一個通過內(nèi)燃機的一個區(qū)段的局部視圖，用于示出潤滑方式；圖20a，b以示意性方式示出葉片做為潤滑油泵作用的一種設計；圖21示出圖24中所示的一個單向閥的側視圖和俯視圖；圖22示出垂直于樞軸體的一優(yōu)選實施例的葉片的一個詳細的剖視圖；圖23示出平行于樞軸體的轉軸的一個優(yōu)選實施例葉片的詳細的剖視圖；而圖24示出用于氣體通道的一個閥結構的放大圖。
圖1所示的內(nèi)燃機具有一個帶有偏心部2的驅動軸1。此偏心部2可以是驅動軸1的一體部分，或是由任何公知的技術牢固安裝在驅動軸1上的單獨體。驅動軸1的中心軸線50和偏心部2的中心軸線51之間的距離決定偏心度并反映與常規(guī)活塞發(fā)動機的曲柄半徑類似的操作。
一個環(huán)行活塞件4經(jīng)由一軸承3安裝到偏心部2上。此活塞件4安裝在一個外殼件5的內(nèi)部并與其隔開一段距離。外殼件5在一側由一第一端蓋6蓋住而在相對側由一第二端蓋7蓋住，如圖12和13中所示。附圖標記8表示在外殼件5中的孔，用于承接由其將端蓋6和7安裝到外殼件5上的螺栓。這樣，外殼件5和兩個端蓋6，7圍成偏心支撐的活塞件4位于其中并進行其環(huán)行運動的空間。環(huán)行密封墊9(圖中只示出一個)位于活塞件4中相應的槽中，通過設置在活塞件4的槽中的偏置彈簧將密封墊9以一種公知的方式偏置到端蓋6和7上。在活塞件4的每側上可以有多個密封墊9，其中一些可以用做拭油墊而另一些用做密封墊。
活塞件4和外殼件5之間的空間由多個葉片10分隔成多個燃燒室。附圖標記11表示每個燃燒室12需要的火花塞。包括各自閥的空氣/燃燒混合物吸入和排氣通道沒有具體示出，因為這是本領域公知的。
葉片10的第一端伸入第一等距圓柱形樞軸體13中，每個樞軸體13承接在外殼件5中進行旋轉，而葉片10相對的第二端伸入第二等距圓柱形樞軸體14中，樞軸體14承接在活塞件4中進行旋轉，這將在下面進一步說明。
活塞件4還包括沿其周邊延伸的密封墊15，密封墊15的縱邊與端蓋6和7接觸，而其兩端與位于活塞件4中的第二樞軸體接觸。這些密封墊由偏置彈簧以及由氣體壓力以一種本領域普通技術人員公知的方式壓靠在要密封的表面上。
第一樞軸體13用于轉動地承接在形成在外殼件5中形狀對應的第一凹口16中。這些凹口的扇形角大于180°。樞軸體14，15的中心軸線平行于驅動軸1的中心軸線50延伸。
第二樞軸體14用于轉動地承接在形成在活塞件4中形狀對應的第二凹口17中。這些凹口17的扇形角也大于180°，這樣樞軸體14可以牢固地保持在活塞件4中。
所有的樞軸體13、14都分別包括一個在基體方向中延伸的槽18和19。槽18和19的寬度略大于葉片10的厚度。葉片10的兩端承裝在槽18和19中，因此，葉片保持成可以在相應的樞軸體13，14中自由往復運動。
槽18和19可以由通過葉片10延伸的通道20相互連接。
由于樞軸體13，14可以在其各自的凹口16，17中轉動，因此葉片10可以跟隨活塞件4的環(huán)行運動進行自由往復運動和樞軸轉動。
圖1示出設置成星形方式的5個葉片10。顯然，葉片10的數(shù)量可以改變。圓柱形樞軸體13，14的軸向長度可以分別等于燃燒室12或活塞件4的高度，這樣樞軸體13，14在凹口16，17中被引導并被保持，或者，此軸向長度可以大于燃燒室12的高度，并且在此情況下樞軸體13，14可以支撐在端蓋6，7中轉動，這將在下面進行詳細的解釋。
下面參見圖2-4。
采取一些措施以防止例如在組裝發(fā)動機的過程中葉片10從槽18，19滑出。根據(jù)圖2，葉片10在其端部設有一個雙向突塊34。槽18的端部設有一個擋伸件35(不需要是一個完整的內(nèi)環(huán)，而是可以包括多個單獨的突塊)。這樣，葉片10就不能滑出槽18。
在圖3中示出另一個實施例。在此葉片10包括一個單獨的突塊36，而且在槽12中只有一個單獨的突塊37。
根據(jù)本發(fā)明的圖4的實施例，一個桿38保持在樞軸體13，14中，桿38的自由端上具有一個環(huán)形擋件39。葉片10沿內(nèi)周面有一個環(huán)形突塊40，這樣葉片仍可以保持在槽18中。
根據(jù)圖5的實施例，樞軸體由兩個相同的細長樞軸半體47和48組成。每個樞軸半體具有一臺階表面部52，其高度等于葉片10的厚度。這樣，當兩個半體47，48組合在一起時，臺階表面部一起分別限定槽18，19，來容裝一個葉片10。由于這兩個樞軸半體47，48可以在其軸向彼此相對移動，其中分別裝有葉片10的槽18和19的長度可以改變，以允許制造公差。
葉片10的長度小于槽18和19底部之間的距離，這樣在葉片10的任何位置都不會產(chǎn)生葉片10夾緊在樞軸體13，14的槽18，19之間。根據(jù)圖6所示的實施例，彈簧21，22放置在槽18，19中作用在葉片10的端部和槽的底部之間。這些彈簧起阻尼件的作用，以減弱葉片10的縱向往復運動。這些彈簧21，22可以由螺旋彈簧、板簧、彈性板或者可以具有任何適當?shù)男螤罨驑嫵伞?br> 這樣，葉片10設置成相對于樞軸體13和14的轉動中心線支撐在中間位置。
圖7和8示出第一樞軸體13的一個實施例，樞軸體位于外殼件5的一個凹口17中，其中此樞軸體13的軸向長度等于燃燒室12的高度。即外殼件5的厚度，這樣樞軸體13的端部密封靠在蓋板6和7上。
形如一個開口圓環(huán)(由于槽18，19而開口)的凹口53設置在樞軸體13的兩個端面中。與樞軸體外側相鄰并位于樞軸體13端部上的凹口53的內(nèi)圓周壁具有一個相對于樞軸體13的中心軸以一個傾斜角延伸的壁段54，這在圖7中清楚可見。在此凹口53中設有一個形狀對應的密封圈55。密封圈55由一個彈簧56向外偏置，這樣當分別安裝到各自的蓋板6，7上時，可以確保沿樞軸體13的上、下端有一個適合的密封。
在圖9和10中示出了此實施例的第二樞軸體14的一種密封和安裝設置，即其中第二樞軸體14的軸向長度也等于燃燒室12的高度。第二樞軸體14位于活塞件4中。這些樞軸體的至少一端設有補償件57和58。
樞軸體14的一端具有一個圓柱形凹口59。第一補償件57的外徑小于凹口59的內(nèi)徑，這樣承裝在凹口59中的補償件57可以在其中自由轉動。此補償件57在其承裝在上述凹口中的端部中有一個槽60，其寬度等于樞軸體14的槽18的寬度。這樣，此槽60使槽18完整。
第一補償件57在其面向第二補償件58的端部包括一個垂直于上述第一槽60的第二槽62。第二補償件58在其面向第一補償件57的端部包括一個承裝在槽62中的徑向延伸的凸輪狀突塊63。這些補償件57和58、尤其是第一補償件57使樞軸體14可以在互相垂直的方向進行較小的不顯著的移動，以補償可能的加工和部件安裝的誤差。
圖11示出一個葉片10，以及克服葉片10的縱邊和相對設置的端蓋6和7之間間隙的措施。通常，一個葉片10的兩個縱邊中只有一個必須包括對應的結構。
沿所述縱邊形成有一個半圓形槽64。一個半圓形槽截面的密封墊65承裝在槽64中。一個細長凹口66設置在槽64底部，而一個密封墊擠壓件67承裝在細長凹口66中，此擠壓件67由一個彈簧68偏置在擠壓件67上，而擠壓件67又將密封墊65偏置在端蓋6上。
當樞軸體13，14的軸向長度等于燃燒室12的高度即分別為活塞件4和外殼件5的高度時，樞軸體在凹口16和17中被引導和支撐。
但是，可以在端蓋6和7中引導和支撐樞軸體13，14，在此情況下樞軸體的長度超過了上述高度尺寸。這種設置增大了樞軸體13和14支撐和引導的可靠性，并且在這些中心軸線之間可以有較小的間距，這樣發(fā)動機的尺寸可以變小。
這樣一個實施例在圖12和13中示出。
在圖12中示出活塞件4的一部分，其中如上所述一第二樞軸體14承接在一凹口中。
與活塞件4相對的這部分外殼件5包含一個第一樞軸體13。
一個葉片10在第一和第二樞軸體13和14之間延伸并承裝在其相應的槽18，19中。
在操作中第一樞軸體13只在葉片10的樞軸運動過程中進行有限的轉動。這樣，第一樞軸體由蓋板6中的一個常規(guī)的滾子軸承69支撐和引導。附圖標記70表示滾子軸承的一個保護蓋或頂板。
但是在操作中根據(jù)活塞件4的環(huán)行運動第二樞軸體14進行一種環(huán)行運動。
這樣，一個圓板61由蓋板6中的滾子軸承71支撐進行轉動，而且對應地另一個圓形板72位于相對的端蓋7中。第二樞軸體14由轉動的圓板61和72中的滾子軸承74支撐成與轉軸73相距X的距離，此距離X等于驅動軸1的偏心部2的偏心度。
為了向進行環(huán)行運動的第二樞軸體14供給一種潤滑介質，使用圖13的一種設置。
圖13示出一第二樞軸體14，其中承裝有一個葉片10的一端。樞軸體14插入活塞件4中。樞軸體14以上述的偏心狀態(tài)插入圓板61中。圓板61由一個止推軸承75支撐在端蓋6的一個臺肩部76上。圓板61的相對側由一個彈簧件77和另一個止推軸承78支撐靠在一個軸承蓋79上，軸承蓋79由例如螺栓牢固安裝到端蓋6上。
因此，帶有偏心支撐的樞軸體14的圓板61可以在端蓋6中自由轉動。
可以連接到一潤滑供給管上的連接管接頭80與伸入圓板61中的一個通道81流體連通。此通道81之后有另一個通道82。一個環(huán)形槽83沿樞軸體14的圓周形成。另外多個徑向延伸的通道84將此槽83與一個在樞軸體14的軸向延伸的通道85連接。所述的通道布局使?jié)櫥涂梢粤鞯桨伎诤捅３值狡渲械臉休S體的各個表面以及圓板61和端蓋6的各自的接觸面上。此外應該注意，潤滑油通過軸向通道85向位于相對端蓋7上的樞軸體14的相對端流動。
下面參照圖14-17說明由氣體壓力阻尼往復運動的實施例。
如圖14中所示，此實施例的樞軸體14包括設置成V形結構并從槽19向燃燒室12延伸的氣體通道41，42。如圖可見，可以只在樞軸體14的特定轉動位置中進行槽19和各自的燃燒室12的連通。當通道41，42允許各個燃燒室12和各個槽19之間有連通時，可以進入槽19中的燃燒氣體將保持葉片居中，即處于相對于樞軸體13和14的一個中間位置。
圖15a-15c示出在發(fā)動機的操作過程中氣體通道41，42的各種位置。在圖15a的位置中，通道42在對應的燃燒室12和槽19之間形成連通，使流向通道42的氣體可以流向葉片10的端部。
在圖15b中，活塞件4繼續(xù)進行其環(huán)行運動并接近外殼件5。氣體通道41，42都被堵住，這樣在槽18，19中形成一個氣墊，來阻尼葉片10的運動。
在圖15c中，活塞件4離開外殼件5?，F(xiàn)在氣體通道41與各自的燃燒室連通，這樣槽18，19中的氣體壓力被釋放。
必須指出氣體通道41，42以及通道20的直徑做成可以調(diào)節(jié)氣體的壓力。
圖16示出一個變化的實施例。根據(jù)此實施例兩個樞軸體13，14都包括氣體通道。即，每個第二樞軸體14都包括上述氣體通道41，42，但樞軸體8包括另外的氣體通道43，44。
應該注意，上述設置通常設置成使葉片10支撐在相對于樞軸體13和14轉動中心線的中間位置上。換句話說，在操作中葉片10應該以很小的距離前后移動，這樣使葉片的動態(tài)運動特性最佳。這可以例如通過精確選擇彈簧21和22(圖2)的剛度、或在阻尼葉片10運動的情況下通過相應地選擇氣體通道的直徑而精確選擇氣體流量的調(diào)節(jié)以通過氣體壓力而取得。
如圖所示，有三個實施例分別涉及氣體通道41、42和43的位置。
根據(jù)圖15a-15c的實施例，氣體通道41，42排他地位于承裝在活塞件4中的第二樞軸體14中，在此實施例中，一個對應的氣體通道(圖15c中的通道41)打開，即在點火時即空氣-燃料混合物燃燒時使一個對應的燃燒室和樞軸體14中的槽19之間形成連通。這種情況要求例如通過使用一個在葉片穩(wěn)定系統(tǒng)中提供特定范圍的氣體壓力值的雙作用閥來強迫關閉所述對應的通道。
圖17示出一個實施例，根據(jù)此實施例氣體通道43，44排他地位于承裝在外殼件5中的第一樞軸體13中。在此實施例中，氣體通道43，44由外殼件5在點火時即在空氣-燃料混合物燃燒時蓋住，從而不需要進一步的壓力控制措施。
下面參照圖18，19，20a，20b和21說明發(fā)動機的潤滑回路。
在對應于第一樞軸體13位置的每一個位置處，一個通孔23通過外殼件5形成。所有這些通孔可以在外殼件5的外側上連接到外殼件外的潤滑介質系統(tǒng)(潤滑油脂箱等)的對應的管路上。每個樞軸體13，14分別包括一個分別從槽18和19延伸到其周邊的過渡通道24或25?；钊?包括從其凹口17向軸承3延伸的通孔26。
外殼件5的多個通孔23連接到一個潤滑介質流入管上，在圖19中流入的潤滑油由箭頭27表示，而且至少一個通孔例如由附圖標記28表示的通孔連接到由箭頭29表示的整個發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的一個潤滑介質流出管上。
通過其潤滑介質的流入的葉片10設有單向閥30，單向閥30具有一閥體31和導向棱32，見圖20a、20b和21。
這些閥30設置成可以只在從外殼件5向活塞件4的方向中流動。因此，這些具有閥30的葉片10做為潤滑介質泵操作。
至少一個葉片10例如圖19中的最下部的葉片設有這種閥，這樣可以確保潤滑介質從軸承3的區(qū)域自由流出回到外面的潤滑介質系統(tǒng)中。
活塞件4中的通孔26的直徑等于樞軸體14中過渡通道25的直徑。
因此，只在樞軸體14相對于活塞件4的一個轉動位置中建立通孔26和過渡通道25之間的流通。
外殼件5的樞軸體13中的過渡通道24在圖3所示的實施例中具有一個與外殼件5中的通孔23相對的凹部33。
因此，只在樞軸體8相對于外殼件5的轉動范圍的預定區(qū)段中才形成通孔23和過渡通道24之間的流通。
如果樞軸體13、14的轉動位置使得沒有潤滑油流動，則一部分潤滑油存留在樞軸體13，14各自的槽18，19中。這樣，這些存留的潤滑油還起葉片運動阻尼介質的作用，抑制葉片10在其各個端部位置中的往復運動。
圖22示出葉片10的一個優(yōu)選實施例，其中示出通過葉片的一部分垂直于樞軸體13，14的細節(jié)，氣體壓力用于使葉片10居中并抑制其運動，以防止葉片10沖擊作用到樞軸體的槽底上。
如上所述葉片10的一端位于支撐在外殼件中的第一樞軸體13中。同樣如上所述葉片10的相對端位于支撐在活塞件中的第二樞軸體14中。
第二樞軸體14包括氣體通道41，42，它們允許在第二樞軸體14的特定位置中在各個燃燒室與樞軸體中的槽19之間有連通。附圖標記86表示設置在第二樞軸體14中的一個插塞，而附圖標記87表示設置在第一樞軸體13中的一個插塞。桿88安裝在插塞86中并自由伸入葉片10中的一個圓柱形腔89中。另一個桿90安裝在插塞87中并自由伸入葉片10中的另一個圓柱形腔91中。
插塞86包括一個橫向通道92。閥93和94設置在橫向通道92中。桿88的一個通道95提供插塞86的通道92(以及通道41，42)和葉片10中的圓柱形腔89之間的連通。桿88由一環(huán)形密封件96密封靠在葉片10的內(nèi)周上。桿90由另一個環(huán)形密封件97密封靠在葉片10的內(nèi)周上。
通道89和91由一連接通道98相互連接。附圖標記21，22表示前面提到過的彈簧，防止葉片沖擊作用到樞軸體中的槽底上。
下面參見圖23。通常，可以理解圖23中的葉片在此圖中垂直移動。
從圖中可見，在此實施例中葉片10包括兩個平行的腔43，其中承裝總共四個插桿99。這些插桿99由彈簧100彈性加載。
通道101將腔89和連接通道98相互連接。
這些通道和其相互連接物(參照圖22和23所述)以及所示的彈簧如上所述控制葉片10的運動。
如圖23中所示，葉片10還包括用于潤滑油的通道20，對此還可參見圖19、20a，20b。從圖中可見，這些通道20平行于通道89延伸。第一樞軸體13包括潤滑油通道25，而第二樞軸體14包括潤滑油通道24，對此還可參見圖19，20a，20b。每個通道25包括單向閥30。
在圖23中還示出槽21。這樣，可以看出在操作過程中會由于葉片10和閥30的運動產(chǎn)生一種泵給作用，因為在葉片10的向下運動過程中(基于圖27所示)潤滑油會由于在閥30處的頂離運動而流動，以及在葉片10向上運動的過程中閥30關閉。因此，如上所述，潤滑油會從外殼件5泵至偏心部2，并泵至軸承3和發(fā)動機要潤滑的所有其他部件上。
最后，圖24示出了如圖22中所示的閥93和94的設置的一放大圖。閥93和94由一彈簧46偏置到一中間位置并根據(jù)燃燒室11中主要的氣體壓力移入其打開和關閉位置。
上述具有一環(huán)形活塞件4的內(nèi)燃機的操作過程基于以下事實，即由隨后的燃燒室12中燃燒產(chǎn)生的氣體壓力作用在偏心支撐的活塞件4的表面上，而活塞件4又使驅動軸1轉動。
活塞件4圍繞驅動軸1的圓形平行運動的產(chǎn)生使一內(nèi)燃機的動態(tài)特性最佳，并在燃燒室12中對于將由燃料/空氣混合物的燃燒產(chǎn)生的能量轉換成驅動軸1的機械能的過程產(chǎn)生最佳工況。這通過活塞件4圍繞驅動軸1的圓周運動(即活塞件4的一種環(huán)行運動)而取得，活塞件件4的至少兩點如下取得，活塞件4偏心支撐在驅動軸1上，以及承載在活塞件4中的樞軸體以與活塞件4相同的偏心度支撐在圓板61，72中，而圓板61，72又支撐在兩個端蓋6和7中。這種設置使內(nèi)燃機的尺寸可以最小。
活塞件的力和運動的傳遞如下進行燃燒氣體的壓力作用在活塞件4上迫使其運動。活塞件4將其運動傳遞給驅動軸1，因為經(jīng)活塞件4作用在偏心部2上的力產(chǎn)生一個通過偏心部2的中心作用的力，相應地此力使偏心部2相對于驅動軸1的中心線產(chǎn)生旋轉運動，從而使驅動軸1轉動。
此外活塞件4產(chǎn)生一個力作用在其樞軸體14上，由此葉片10被迫運動并且外殼件5的第一樞軸體13被迫樞軸轉動。作用在活塞件4的(第二)樞軸體14上的力也由其中心軸線傳遞并最終產(chǎn)生一個相對于圓板61，72轉軸的運動，這樣圓板61，72被迫轉動。偏心部2和樞軸體14在圓板61，72中的偏心度為同樣大小，并決定了活塞件4的運動路徑，而且確保了所有討論的部件圍繞驅動軸1的圓形平行即環(huán)行運動。
權利要求
1.一種內(nèi)燃機，包括一個支撐成可以進行一種環(huán)行運動的活塞件，所述內(nèi)燃機具有一個外殼件(5)，外殼件(5)在相對端部由端蓋(6；7)閉合，一個驅動軸(1)垂直于端蓋(6；7)通過所述外殼件(5)延伸；一個活塞件(4)位于所述外殼件(5)中并偏心支撐在驅動軸(1)的一偏心部(2)中，并且當內(nèi)燃機操作時活塞件被引導成可以進行環(huán)行而不轉動；多個徑向并等距離設置的葉片(10)在所述活塞件(4)和所述外殼件(5)之間延伸，葉片(10)密封靠在所述端蓋(6；7)上并限定多個位于所述端蓋(6；7)、所述外殼件(5)和所述活塞件(4)之間的燃燒室(12)；包括多個第一等距圓柱形樞軸體(13)，每個樞軸體(13)承裝在形成在所述外殼件(5)中的相應的第一凹口(16)中進行轉動并具有一個在其基體方向中延伸的槽(18)，在槽(18)中一個相應的葉片(10)中的一第一端部承接在其中進行自由的往復滑動；還包括多個第二等距圓柱形樞軸體(14)，每個樞軸體(14)承裝在形成在所述活塞件(4)中的一相應的第二凹口(17)中進行轉動并具有一個在其基體方向中延伸的槽(19)，在槽(19)中一相應的葉片(10)的一第二端部承接在其中進行自由往復滑動；從而在內(nèi)燃機的操作中每個葉片(10)自由進行往復和樞軸運動，以產(chǎn)生相對于外殼件(5)的活塞件(4)的環(huán)行運動，其中，承接在其各自凹口(16；17)中的所有第一樞軸體(13)和/或所有第二樞軸體(14)包括兩個從各自的槽(18；19)向各自的燃燒室(11)延伸的氣體通道(41，42；43，44)，這樣在各個樞軸體(13；14)的預定的轉動位置范圍內(nèi)形成相應的燃燒室(11)和相應的槽(18；19)之間的連通，而在預定位置外的轉動位置中例如各個凹口(16；17)的內(nèi)壁段連通被堵住。
2.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，每個第一樞軸體(13)伸入設置在端蓋(6；7)中的軸承單元(69)中以支撐在端蓋(6；7)中，而且每個第二樞軸體(14)在兩端都伸入設置在用于轉動地支撐在端蓋(6；7)中的圓板(61)中的另外的軸承單元(74；75；78)中，從而各個第二樞軸體(14)的轉軸和圓板(61)之間的距離(X)等于驅動軸(1)的轉軸和偏心部(2)的轉軸之間的距離。
3.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，每個葉片(10)包括至少一個沿其面向一端蓋(6；7)的一個邊的縱向凹槽(64)，凹槽(64)具有一個半圓形橫截面并在底部有一個凹口(66)，在凹槽(64)中承接一個具有半圓形橫截面的密封墊(65)，而在凹口(66)中承接一個壓緊件(67)，壓緊件(67)由一個設置在所述凹口中的彈簧件(68)偏置在所述密封墊(65)上。
4.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，每個樞軸體(13；14)在其縱向被分隔而由兩個相同的細長樞軸半體(47；48)構成，每個樞軸半體(47；48)包括一個平面臺階表面部(49)，臺階表面部(52)的高度尺寸等于葉片(10)的厚度，臺階表面部(52)彼此隔開一段等于葉片(60)厚度的距離，其中葉片(10)的一個端部承接在由兩個臺階表面部(49)限定的空間中，而且樞軸體(13；14)支撐在所述端蓋(6；7)中轉動。
5.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機，其特征在于，在端蓋(6；7)之間延伸的每個第一樞軸體(13)在其兩端包括一個表現(xiàn)為一開口圓環(huán)的凹口(53)，凹口(53)的一個區(qū)段(54)以一個傾斜角相對于樞軸體(13)的中心軸延伸，其中凹口(53)的圓周壁(59)緊鄰于樞軸體(13)的外側，而且一個形狀對應的密封圈(55)設置在所述凹口(53)中，密封圈(55)由一個彈簧件(56)偏置到各個相鄰的端蓋(6；7)上。
6.根據(jù)權利要求2所述的內(nèi)燃機，其特征在于，每個第二樞軸體(14)在其至少一端包括一個圓柱形凹口(59)，在凹口(59)中承接一個直徑比凹口(59)的內(nèi)徑小的圓柱形補償件(57)，補償件(57)在其位于凹口(59)中的端部包括一個寬度等于位于樞軸體(14)中的槽(18)的寬度并徑向延伸的第一槽(60)，此外所述補償件(57)在其與所述第一槽(60)相對的端部包括一垂直于第一槽(60)設置的第二槽(62)，而且一圓柱形插塞(58)承接在圓板(61)中，插塞(58)具有一個承接在所述第二槽(62)中的徑向延伸的突塊(63)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機，其中，第一樞軸體(13)轉動承裝在外殼件(5)中的第一凹口(16)中。一活塞件(4)安裝在驅動軸(1)的一個偏心部(2)中，以在操作中進行環(huán)行。第二樞軸體(14)轉動承接在活塞件(4)中的第二凹口(17)中。分隔葉片(10)的端部以一種自由浮動方式插在形成于第一和第二樞軸體(13，14)中的槽(18，19)中，以在發(fā)動機的操作中往復運動。這些葉片(10)限定多個燃燒室(12)。承裝在外殼件(5)的第一樞軸體(13)中的葉片(10)的端部進行樞軸運動，而承裝在活塞件(4)的第二樞軸體(14)中的端部進行環(huán)行運動。這樣，在葉片(10)和在樞軸體(13；14)中只產(chǎn)生很少量的摩擦和磨損，而且可以將發(fā)動機設計成尺寸很小。
文檔編號F01C1/328GK1450252SQ03120610
公開日2003年10月22日 申請日期2003年3月14日 優(yōu)先權日2000年3月31日
發(fā)明者沃羅比約夫·尤里·瓦連京諾維奇 申請人:奧蒂斯集團