[发明专利]改进的对置活塞燃烧发动机

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机。具体而言，本发明涉及对本申请人子公司名下的国 际申请号为PCT/AU96/00449(国际公开号WO 97/04225)、发明名称为“对 置活塞燃烧发动机”的国际申请中所描述的发动机的布局和紧凑性的改进， 所述子公司为旋转发动机技术集团有限公司(Revolution Engine Technologies Pty Ltd.)。WO 97/04225的全部内容通过交叉引用合并于此。

背景技术

诸如用于汽车等的内燃机典型地为往复式内燃机，在该类型内燃机中， 在汽缸中往复摇摆的活塞通过连杆来驱动曲柄轴。在这种传统的往复型发动 机设计中存在许多缺点，这些缺点大部分源于机械效益的不足，即连杆必须 在整个冲程内将动力传递到曲柄轴。

连杆在上止点后(ATDC)约60度处实现其最大机械传递。WO 97/04225 中描述的发动机通过将最大机械传递扩展在较大的旋转角度范围中来解决 这种机械传递的不足。这导致在大的每分钟转速RPM范围内具有高转矩， 从而提供非常平的转矩曲线。

在致力于开发WO 97/04225所描述的发动机以用于航空器的项目中发 现，在反向旋转三叶片驱动凸轮设计(三舌)中，凸轮叶片每旋转60度则 变为同相(in phase)。该特征使得有可能在发动机的每个模块中具有两组 活塞组件，其每一组活塞组件均为反向旋转双三舌组件。

本发明的目的在于通过利用前述段落所提及的特征对WO 97/04225的 主题的发动机进行改进。

发明内容

广义而言，本发明提供一种包括至少一个汽缸模块的内燃机，所述汽缸 模块包括：

轴，其具有被轴向地固定到所述轴的第一多舌状凸轮，以及被差动式齿 轮连接到所述第一多舌状凸轮以绕所述轴进行轴向反向旋转的相邻的第二 多舌状凸轮；

与所述多舌状凸轮相关联的两对汽缸，每一对汽缸中的汽缸相对于所述 轴被沿直径对置(diametrically opposed)，并且所述多舌状凸轮位于所述汽 缸之间；以及

位于每个所述汽缸中的活塞，一对汽缸中的活塞被刚性地互相连接；

其中：每个所述多舌状凸轮包括3+n个叶片，其中n为零或偶整数；并 且，所述两对汽缸的轴线彼此之间的角度为由360°除以凸轮上的叶片数目得 到的数值的一半，

并且其中，所述活塞在所述汽缸中的往复运动通过所述活塞与所述多舌 状凸轮的凸轮表面之间的接触而向所述轴施加旋转运动。

如上可知，典型地在包括反向旋转三舌状凸轮的驱动系统的发动机中发 现，凸轮，或者更具体指其叶片，每旋转60度变为同相。这提供一种以如 图1所示的60度X形结构来设置汽缸径的方法。如WO 97/04225中描述的 那样，发动机的驱动凸轮可具有3、5、7或任意大于3的奇数个凸轮叶片。 典型地，随着凸轮叶片的数目增加，5叶片凸轮将提供36度X形结构，而 7叶片凸轮将提供25.13度X形结构，等等。

在WO 97/04225中公开，汽缸对被典型地设置为彼此成90度。在本发 明主题的改进发动机中，与WO 97/04225的发动机相同的是一对汽缸对中的 汽缸被设置为彼此成180度，但是两对汽缸被设置为彼此成60、36或者 35.713度等等的X形结构。

与WO 97/04225所述的发动机类似，该改进的发动机可包括多个模块， 每个模块由两对汽缸组成。这些模块可被定相位为彼此串列为0度，或者可 以具有相差任意角度的相位。在包括两个双三舌状凸轮组件的双模块发动机 中，这两个模块典型地被构造为彼此成30度。

通过结合X形结构，活塞典型地通过使用安装在三舌状凸轮(见图2 和4)之间的两个偏置连接板而被接合。应该注意到，安装在三舌状凸轮和 一个活塞连杆之间的一个板可被用于桥接三舌状凸轮。

在WO 97/04225所述的发动机中，差动齿轮机构被用于提供三舌状凸 轮的反向旋转，并且可以以本领域中已知的任意方式将任意方式的差动齿轮 机构并入到所述发动机中。在本发明的改进发动机中，使用单独的输出轴。

前述段落涉及的输出轴提供所需的换向齿轮机构，并且三舌状凸轮的比 率为1∶3。这提供与传统的往复式内燃机一致的输出轴转速，并且允许使用 平衡轴。对于采用包括5叶片驱动凸轮的发动机，希望输出轴的比率为1∶5。 然而，任意比率可被使用。