[发明专利]摆动活塞式发动机

说明书

本发明涉及一种摆动活塞式发动机，它有一具有圆形内壁的外壳，在其中设置几个作为双臂杠杆形成的活塞，活塞中的每两个相邻的活塞彼此滚动接合，各个活塞各自可绕一与居中的外壳轴线平行的活塞轴线摆动。并可一起沿一个回转方向移动，此时，活塞轴线在与外壳的内壁同心的圆形轨道上绕外壳轴线旋转。

从WO93/01395已经知道有一种这样的摆动活塞式发动机。

摆动活塞式发动机属于这样一类内燃机，其中，燃烧混合物的各个工作循环即进入，压缩、点火、膨胀和排放通过各个活塞在两个端部位置的跷跷板式的摆动运动产生。活塞的摆动运动将通过相应的中间构件转变为输出轴的旋转运动。

在开始时提到的文件中所描述的第一实施例中，活塞固定地设置在外壳中并且在两个端部位置之间只进行往复摆动运动。为了将摆动运动转变成居中设置在外壳中的输出轴的旋转运动，需要将输出轴与相对于其偏心并彼此径向相对地放置的凸轮从动件以固定的轴的方式连接，活塞的朝向输出轴的表面在从动件上滚动。对此，此朝向输出轴的活塞表面按规定的方式做成抛物线形，而凸轮从动件则做成圆柱形。

在这种已知的摆动活塞式发动机结构形式中，可认为有下列缺点，即在活塞的死点位置，亦即在活塞的产生其反向摆动的位置，在低速时的转矩小；由此可以说明，即活塞在外壳中是固定地设置的。

在开始时提到的文件中所描述的第二实施例中，活塞不仅可摆动地放置在外壳中，而且还可沿旋转方向绕居中的外壳轴线移动。

在此摆动活塞式发动机运行时，活塞于是作这样的运动，即它是由活塞的跷跷板式的摆动运动与圆形的旋转运动叠加而成的。与前面所描述的实施例相比，由于摆动运动与旋转运动的组合，因此将凸轮从动件的横截面做成水滴形，而不是圆柱形，而活塞的朝向居中设置的输出轴的表面则具有四分之一圆的形状。当活塞运行时，水滴形的凸轮从动件在活塞的这一表面上滚动。此时，存在的两个凸轮从动件的每一个都旋转。水滴形凸轮从动件并不以固定的轴的方式通过一设置在外壳中的齿轮机构与输出轴连接，以便将其本身的旋转传至输出轴上。

为此，每个凸轮从动件都有一与其固定地连接的小齿轮，该小齿轮与一中间轮啮合，该中间轮又与一居中的齿轮啮合，该齿轮固定在输出轴上。

虽然在此实施例中，转矩曲线的走向要比前面所描述的实施例的好，但是这种结构形式在技术上要昂贵得多。此摆动活塞式发动机的移动件的数目由这样的情况而增多，即凸轮从动件本身现在也要可旋转地支承，并设有几个小齿轮，以便将凸轮从动件的旋转运动传至输出轴上。

凸轮从动件不仅有控制各个活塞的摆动运动的功能，而且还有将活塞的全部驱动力传至输出轴上的功能。因此，必须将凸轮从动件的轴承的形状做成非常稳定的。

此外，凸轮从动件的受功能制约的水滴形轮廓有这样的缺点，即它倾斜成一个尖，以致在活塞旋转，当活塞经过凸轮从动件的顶尖时，在缓慢地弯曲和激烈地弯曲的滚动区之间在滚动时有一“硬”过渡。这就导致降低此摆动活塞式发动机的运行平稳性。

从DE-OS1551101已知有一种离心活塞式内燃机，它有六个彼此隔开一段距离的大致为三角形的活塞，它们如此可摆动地放置在一圆形的驱动轮上，使它们在发动机的外壳中旋转时，通过所产生的离心力压靠在外壳的内壁上。此时，各活塞被相互独立地沿内壁被导向。为了得到活塞的呼吸运动，要将外壳的内壁近似地做成卵圆形或次摆线形。在外壳中居中设置两个固定的导向凸轮，它们即使在发动机的离心力小的低转速时也能保证活塞压靠在外壳的内壁上，以便保持发动机在低转速时的功能性。在高转速时，导向凸轮不起作用。

另外还从GB-PS1470648已知有一种旋转活塞式发动机，其中总共在发动机外壳中设置四个活塞，它们的每两个径向相对的活塞形成一活塞对，外壳内壁大致做成椭圆形，此时，如同在前面所提到的离心力活塞式内燃机那样，活塞在外壳中旋转时同样沿内壁被导向，以便得到发动机的工作循环。相邻的活塞各自彼此如此连接，以致连接位置各自形成一密封，它总是靠在内壁上。在外壳内部还进一步居中设置两个对应于内壁按椭圆形形成的固定的凸轮从动件，固定在活塞上的滚子在其上行走，以便将活塞压靠在外壳的内壁上。此时，为每一个活塞对设置一个凸轮从动件，这两个凸轮从动件做成不同的构形。

因此，本发明的目的在于开发一种开始时提到的那种摆动活塞式发动机，它能消除现有技术中的各种缺点，特别是能降低摆动活塞式发动机的技术费用，同时提高运行平稳性，以及即使在低转速时也有大的转矩。