TWI441980B

TWI441980B - 旋轉引擎

Info

Publication number: TWI441980B
Application number: TW101122677A
Authority: TW
Inventors: Yi Kung Chiu
Original assignee: Yi Kung Chiu
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2014-06-21
Also published as: TW201400691A

Description

旋轉引擎

本發明係關於一種旋轉引擎，特別是關於一種簡化結構及增加效能的旋轉引擎。

請參閱圖1，其中包含狀態1a至1d，係為習知往復式活塞引擎中往復式活塞的工作原理狀態示意圖。引擎運作的原理係藉由將燃燒燃料所產生的能量轉變為機械動能的循環過程。

如狀態1a，燃料101經由進氣孔11被送入汽缸1中，接著，如狀態1b，汽缸1中的燃料101被加以壓縮。之後，如狀態1c，被壓縮的燃料101被引燃裝置13引燃後，燃料101瞬間燃燒、***成為氣體102，因體積膨脹而產生輸出動力，用以推動活塞15。***產生的輸出動力將活塞15的直線運動轉變為曲柄軸14的旋轉運動。氣體102燃燒後轉變為廢氣103，經由排氣孔12排氣(如狀態1d)。之後，重複上述吸氣、壓縮、***以及排氣的行程，以將直線運動的活塞15所產生的動力輸出轉變為曲柄軸14旋轉運動的動力。

然而，由於習知的汽缸1僅能以一活塞15完成四行程的作動，亦即上下往復的衝程，因此，當活塞15位於衝程的上死點151或下死點152時，活塞15在汽缸1內可運用的空間將大大降低，亦即，使用此種往復式活塞的引擎並無法有效利用汽缸1內所有的空間。再者，因為活塞連桿及曲柄軸14之運動關係，活塞15在汽缸1運轉時，會產生極大之摩擦力，因而減少了習知引擎之效能。

此外，習知引擎之壓縮比通常是固定的。以奧圖循環(Otto cycle)引擎為例，該引擎是一種常用在汽車引擎中的熱機循環，這類的引擎需要配合火星塞，其燃料多半是汽油。依理論熱效率，其理論熱效率和引擎的壓縮比r及燃燒室中氣體的熱容比γ有關。當熱容比γ固定，壓縮比越高時，依上開公式可知，引擎之熱效率也越高。不過習知引擎在不同轉速運轉時，因為進氣之效率不同，有時候進氣效率較好；有時候進氣效率較差，當引擎之壓縮被設計為固定時，因進氣之效率不同，所以實際壓縮比並不會相同。當壓縮比太高時，會使油氣混合物在火星塞點火前，就因為高溫高壓提前自燃而產生爆震，因而造成引擎損壞。對於固定壓縮比之習知引擎而言，其為了避免爆震問題，只好將引擎之壓縮比設計在進氣效率最好，不會產生爆震之比值。問題是，一般習知引擎在運轉時，並不必然都會落在進氣效率最好之情況下，而衍生一般習知引擎未在進氣效率最好之情況時，其熱效率實際上是較差的，換言之，是較為耗能的。

因此，如何提供一種可有效利用汽缸的使用空間、結構簡單、體積小、零件少，並且可以改變壓縮比，而達成降低耗能、功率大的引擎，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可有效利用引擎汽缸的使用空間、簡化引擎結構、可變更壓縮比而達成功率強大及降低耗能的旋轉引擎。

為達上述目的，依據本發明之一種旋轉引擎，包含一內傳動軸、一中傳動軸、一外傳動軸、三對活塞、一第一橢圓齒輪、一第二橢圓齒輪、一第三橢圓齒輪與一第四橢圓齒輪。其中，內傳動軸、中傳動軸與外傳動軸相互套疊，且內傳動軸、中傳動軸與外傳動軸分別與對應的一對活塞固接，每一對活塞係交錯且對稱設置。第一橢圓齒輪與外傳動軸固接，內傳動軸與中傳動軸係分別具有不同角度之一斜栓槽，並以等斜栓槽槽接於第二橢圓齒輪。第三橢圓齒輪與第四橢圓齒輪垂直相交且固接於一動力輸出軸，第一橢圓齒輪與第四橢圓齒輪嚙合，第二橢圓齒輪與第三橢圓齒輪嚙合。

在本發明一實施例中，旋轉引擎更包含：一齒輪箱體、一環形汽缸體，齒輪箱體具有一容置空間，環形汽缸體設置於齒輪箱體之容置空間外，其包括一第一軸孔、一第二軸孔以及一容置空間，內傳動軸具有二軸體，其中一軸體係軸設於環形汽缸體之第一軸孔，另一軸體係穿設於第二軸孔，中傳動軸具有一軸孔及一空心軸體，內傳動軸之穿設於第二軸孔的軸體係穿設於中傳動軸之軸孔，外傳動軸具有一軸孔及一空心軸體，中傳動軸之空心軸體係部分穿設於外傳動軸之軸孔，內傳動軸之軸體係部分穿設空心軸體，且穿設於環形汽缸體之第二軸孔而部分凸出於環形汽缸體外，三對活塞係包含一第一活塞、一第二活塞、一第三活塞、一第四活塞、一第五活塞與一第六活塞，第一活塞與第二活塞係設置於環形汽缸體之容置空間內且固接於外傳動軸，第三活塞與第四活塞係設置於環形汽缸體之容置空間內且固接於中傳動軸，第五活塞與第六活塞係設置於環形汽缸體之容置空間內且固接於內傳動軸，第一橢圓齒輪具有一齒輪部，第一橢圓齒輪係設置於齒輪箱體之容置空間內，並與外傳動軸部分凸出環形汽缸體之軸體相連接，第二橢圓齒輪具有一齒輪部，第二橢圓齒輪係設置於齒輪箱體之容置空間內，並與中傳動軸及內傳動軸部分凸出環形汽缸體之軸體相連接，第三橢圓齒輪係設置於齒輪箱體之容置空間內，其具有一齒輪部，第三橢圓齒輪之齒輪部係嚙合第二橢圓齒輪之齒輪部，第四橢圓齒輪係設置於齒輪箱體之容置空間內，其具有一齒輪部，第四橢圓齒輪之齒輪部係嚙合第一橢圓齒輪之齒輪部，動力輸出軸樞設於齒輪箱體。

在本發明一實施例中，環形汽缸體為二個半圓環型汽缸體組成之環形中空汽缸，環形汽缸體設有一進氣口、一排氣口及一個以上之引燃口。

在本發明一實施例中，環形汽缸體設置有一個以上之燃料噴入口。

在本發明一實施例中，各活塞依序設置於環形汽缸體內，兩兩之間分別具有一空間，空間係分別形成一吸氣部、一壓縮部、一***部、一排氣部及二調節部。

在本發明一實施例中，第一活塞、第二活塞、第三活塞、第四活塞與第五活塞及第六活塞分別具有兩個活塞面，第一活塞及第二活塞的各活塞面皆設有一半型燃燒室，第三活塞、第四活塞、第五活塞與第六活塞只有面向第一活塞及第二活塞的活塞面設置有一半型燃燒室。

在本發明一實施例中，進氣口與相鄰之設有半型燃燒室的兩活塞面形成吸氣部，排氣口與相鄰之設有半型燃燒室的兩活塞面形成排氣部，引燃口與相鄰之設有半型燃燒室的兩活塞面形成***部，進氣口與引燃口之間的兩活塞間形成壓縮部，且兩活塞面對進氣口之活塞面具有半型燃燒室，調節部係由兩活塞間所形成的空間，面對調節部之活塞面無設置半型燃燒室。

在本發明一實施例中，面對調節部之一活塞面係設有一空心栓塞，空心栓塞成弧狀，且弧形之圓心同弧形所在平面之各傳動軸軸心，空心栓塞具有一栓塞面，栓塞面具有一孔洞，用以流通液體，另一活塞面設有一栓塞缸，栓塞缸成弧狀，弧形之圓心同弧形所在平面之各傳動軸軸心，用以容納空心栓塞，栓塞缸內部能容納流通液體。

在本發明一實施例中，面對調節部之一活塞面設有至少一第一冷卻液體流通管，第一冷卻液體流通管成弧狀，弧狀之圓心同弧狀所在平面之各傳動軸軸心，第一冷卻液體流通管連通所在活塞內之一密閉空間，另一活塞面設有至少一第二冷卻液體流通管，第二冷卻液體流通管成弧狀，弧狀之圓心同弧狀所在平面之各傳動軸軸心，且第二冷卻液體流通管的內管徑與第一冷卻液體流通管之外管徑相契合，活塞連接內傳動軸、中傳動軸與外傳動軸之底部各設有至少一冷卻液體流通口，並分別與第一冷卻液體流通管與第二冷卻液體流通管連通，內傳動軸與對應活塞連接部位分別設有至少一冷卻液體流通口，其分別與貫穿內傳動軸軸心的另一冷卻液體流通口連接，其中當第五活塞與內傳動軸相接合時，前述冷卻液體流通口相互連通。

在本發明一實施例中，推動內傳動軸與中傳動軸之斜栓槽所槽接的第二橢圓齒輪在旋轉軸心移動，俾使第二橢圓齒輪連接之內傳動軸及中傳動軸做不同角度之轉動，使固接於內傳動軸與中傳動軸上之對應活塞產生擴張變大或閉合變小之情形。

本發明旋轉引擎利用橢圓齒輪傳動比週期性變化之特性，控制三組活塞作變速旋轉，並且透過環形汽缸體所設置之進氣管道、混合氣點燃裝置及排氣管道，而產生吸、壓、爆、排之作動，同時轉動了動力輸出軸，而將轉動能量輸出。

由於沒有習知引擎之複雜的氣門機構、曲軸箱體之設置，所以大幅減少了本發明旋轉引擎之體積。同時，旋轉引擎全程以旋轉方式在運轉，可以運轉的非常順暢，大幅減少習知引擎活塞直線往、復運轉產生振動之情形。且旋轉引擎之活塞係直接固接在傳動軸上，不會有習知引擎之活塞運轉至***行程，產生巨大側向力推動汽缸壁之重大摩擦損耗問題，因此可以提昇運轉之效能。

另外，本發明利用一壓縮比增減量推動器，將槽接之一橢圓齒輪於上開二支傳動軸之傾斜正負一定角度之斜栓槽，作軸向間之滑動，使槽接於該二支傳動軸上的二對活塞間之夾角產生角度增、減之變化，進而使本旋轉引擎進行壓縮行程時，可改變本旋轉引擎之壓縮比。如此，可始本旋轉引擎在不同之進氣效率、不同之工作溫度、不同之內、外在條件下，給予不同之壓縮比，使每一滴燃料都可以得到最大之利用，因而提昇本旋轉引擎之熱效率，進而達成功率強大、降低耗能的旋轉引擎。

以下將參照相關圖式，說明本發明較佳實施例之一種旋轉引擎，其中相同的元件將以相同的符號加以說明。

請參閱圖2A與圖2B，係為本發明實施例之一旋轉引擎2之分解***圖。旋轉引擎2包含一齒輪箱體21、一內環形汽缸體22、一外環形汽缸體23、一外傳動軸24、一第一活塞251、一第二活塞252、一第三活塞253、一第四活塞254、一第五活塞255、一第六活塞256、六個第一型活塞環2516、四個第二型活塞環2534、一中傳動軸26、一內傳動軸28、一外環形汽缸蓋版29、二半型軸承30、一壓縮比增減量齒輪固定座蓋版31、一第一橢圓齒輪32、一第二橢圓齒輪33、一動力輸出軸34、一第三橢圓齒輪 35、一第四橢圓齒輪36、二壓縮比增減量推動器38、一壓縮比增減量齒輪固定座39、二個引燃裝置40。

本實施例中，齒輪箱體21具有一容置空間213及兩軸孔211、212，而靠近軸孔211外側設有內環形汽缸體22，其中間設有一第二軸孔223，其同時設有一半邊之進氣口221及排氣口(未示於圖中)。而外環形汽缸體23係對稱且密接設於內環形汽缸體22之另一側，內、外環形汽缸體22、23形成一環形汽缸體234，亦形成一進氣口231及一排氣口232。外環形汽缸體23之中心設有一第一軸孔233，於環形汽缸體234在進氣口231之另一側設有一或二以上之引燃口235。外環形汽缸蓋版29設置並密接於外環形汽缸體23之外側，中心設有一軸孔291。

另外，內傳動軸28具有兩軸體283、286、相臨180度之兩凹槽部284以及一斜栓槽部282。內傳動軸28軸心設有一冷卻液體流通口281，凹槽部284各設有兩冷卻液體流通口285。軸體286係軸設於外環形汽缸體23之第一軸孔233，並穿設於外環形汽缸蓋版29之軸孔291。軸體283係穿設於內環形汽缸體22之第二軸孔223，並軸設於齒輪箱體21之軸孔212。兩凹槽部284係設置於環形汽缸體234內的軸體283上。斜栓槽部282係設置於齒輪箱體21中的軸體283上。

再者，中傳動軸26具有一軸孔261、一斜栓槽部262、一空心軸體263、相臨180度之兩凹槽部264。斜栓槽部262係設置於齒輪箱體21中的空心軸體263上。兩凹槽部 264係設置於環形汽缸體234內的空心軸體263上。

內傳動軸28之軸體283係穿設於軸孔261，且斜栓槽部282係凸出於斜栓槽部262。斜栓槽部282與斜栓槽部262兩者栓槽於軸心而言，分別傾斜正負相同之一定角度。

接續，外傳動軸24具有一軸孔241、一鋸齒槽部242、一空心軸體243、相臨180度之兩凹槽部244。鋸齒槽部242係設置於凸出於環形汽缸體234外的空心軸體243上。兩凹槽部244係設置於環形汽缸體234內的空心軸體243上。中傳動軸26之空心軸體263係部分穿設於軸孔241，且斜栓槽部262係凸出於鋸齒槽部242。換言之，於齒輪箱體21之容置空間213中，從軸孔211至軸孔212，分別設有鋸齒槽部242、斜栓槽部262及斜栓槽部282。

此外，斜栓槽部282、斜栓槽部262、鋸齒槽部242係為舉例說明之用，本發明並不以此為限。

另外，第一活塞251、第二活塞252、第三活塞253、第四活塞254、第五活塞255及第六活塞256係交錯設置於環形汽缸體234內且分別具有一凸榫部2511、2521、2531、2541、2551、2561。其中，凸榫部2551、2561係分別榫接於內傳動軸28的兩凹槽部284；凸榫部2531、2541係分別榫接於中傳動軸26的兩凹槽部264，而凸榫部2511、2521係分別榫接於外傳動軸24的兩凹槽部244。再者，第一活塞251及第二活塞252各活塞面各設有一半型燃燒室2512，而其餘活塞僅有面向第一活塞251及第二活塞252之活塞面，始有設置半型燃燒室2512。換言之，本發明藉由上述之組合，會使二個具有半型燃燒室2512之活塞面形成一工作空間，以進行吸、壓、爆、排之作動，並同時形成四個工作空間。然而，對於未具半型燃燒室2512之活塞面，會形成一調節部，以便於壓縮比增減量控制機構3(詳後敘明)運作時，調節本發明旋轉引擎2壓縮比之用，該空間並不具備進行吸、壓、爆、排作動之功能。

本實施例之環形汽缸體234前已敍明包括進氣口231、排氣口232以及引燃口235，其係分別連接旋轉引擎2於運作時所形成之吸氣部、排氣部、***部以及壓縮部。

於此，吸氣部係為進氣口231與相鄰兩具有半型燃燒室2512活塞面之活塞間所形成的空間；排氣部係為排氣口232與相鄰兩具有半型燃燒室2512活塞面之活塞間所形成的空間；***部係為引燃口235與相鄰兩具有半型燃燒室2512活塞面之活塞間所形成的空間；而壓縮部係介於進氣口231與引燃口235之間的兩具有半型燃燒室2512活塞面之活塞間所形成空間。其中，吸氣部係用以吸入燃料或純空氣，壓縮部用以壓縮燃料混合氣或純空氣，當被壓縮的燃料混合氣進入***部之後，連接***部之引燃口235的引燃裝置40引燃被壓縮的燃料混合氣，或者於其他實施例中，亦可在引燃口235另設置一燃料噴入裝置(未示於圖2A中)，將燃料噴射入壓縮部之氣體內，使得燃料混合氣燃燒、或經引燃裝置40***以產生推動活塞的***推力。***部燃燒燃料混合氣後所產生之氣體係經由排氣口232排除。吸氣部、壓縮部、***部、排氣部係為環形汽缸體234內依序形成的四個空間。

舉例來說，當第一活塞251、第六活塞256與進氣口231之間進行吸氣的作動時，此三者所形成的空間係為吸氣部；或當第二活塞252、第四活塞254與進氣口231之間進行吸氣的作動時，此三者之間所形成的空間係為吸氣部；當第一活塞251、第六活塞256與引燃口235之間進行引燃燃料的作動時，此三者所形成的空間係為***部；或者，當第二活塞252、第四活塞254與引燃口235之間進行引燃燃料的作動時，此三者之間所形成的空間則為***部，其它可以此類推。

旋轉引擎2於實際運作時，係經由開關啟動，並由引燃裝置40(例如火星塞)引燃預先設置於***部的燃料(例如是汽油、柴油)，燃燒燃料所產生的***推力推動活塞，而在旋轉引擎2運轉後，燃料則由進氣口231輸入，或由引燃裝置40附近另設置燃料噴入裝置(未示於圖2A中)，噴入環形汽缸體234內，並重複上述吸氣、壓縮、***以及排氣的行程。

另外，第一橢圓齒輪32、第二橢圓齒輪33、第三橢圓齒輪35及第四橢圓齒輪36係設置於齒輪箱體21的容置空間213內，其中第三橢圓齒輪35及第四橢圓齒輪36相位差為90度，該等橢圓齒輪32、33、35、36係分別具有一齒輪部322、332、352、362，第一橢圓齒輪32及第三橢圓齒輪35亦分別具有一輪轂槽部321、351，第四橢圓齒輪36亦具有一輪轂槽部，但未示於圖中。第一橢圓齒輪32的輪轂槽部321係槽接於外傳動軸24之鋸齒槽部242。第二橢圓齒輪33具有一與斜栓槽部282契合之斜向輪轂槽部331及具有一與斜栓槽部262契合之斜向輪轂槽部(未示於圖中)，同時，斜向輪轂槽部331係槽接於斜栓槽部282，而斜向輪轂槽部(未示於圖中)係槽接於斜栓槽部262。動力輸出軸34樞設於齒輪箱體21之兩個軸孔214、215，而第三橢圓齒輪35的輪轂槽部351及第四橢圓齒輪36的輪轂槽部(未示於圖中)係分別交錯90度槽接於動力輸出軸34。第三橢圓齒輪35及第四橢圓齒輪36的齒輪部352、362係分別嚙合第二橢圓齒輪33及第一橢圓齒輪32的齒輪部332、322。

由於第一活塞251設置於外傳動軸24上，當第一活塞251轉動時，外傳動軸24將隨之轉動，並同時帶動固接於外傳動軸24的第一橢圓齒輪32轉動。此外，第二活塞252係相對第一活塞251設置於外傳動軸24上，因此，當第一活塞251轉動時，第二活塞252亦相對第一活塞251轉動。當第二活塞252與第一活塞251作動角色互換時，亦有相同之效果。

另外，由於第三活塞253係設置於中傳動軸26上，因此，當第三活塞253轉動時，中傳動軸26將隨之轉動，並同時帶動槽接於中傳動軸26的第二橢圓齒輪33轉動。此外，第四活塞254係相對第三活塞253設置於中傳動軸26上，因此，當第三活塞253轉動時，第四活塞254亦相對於第三活塞253轉動。更進一步的，因內傳動軸28係槽接於第二橢圓齒輪33，故當第三活塞253帶動第二橢圓齒輪33轉動時，亦會同時帶動內傳動軸28轉動。又，第五活塞255及第六活塞256係固接於內傳動軸28上，所以，當第三活塞253轉動時，亦會帶動第五活塞255及第六活塞256轉動。而第三活塞253、第四活塞254、第五活塞255及第六活塞256作動角色互換時，亦有相同之效果。

另外，當第三活塞253帶動中傳動軸26轉動而帶動第二橢圓齒輪33轉動時，同時帶動內傳動軸28轉動，因而轉動固接於內傳動軸28之第五活塞255及第六活塞256時，其力量傳遞過程較長，因傳動軸本身具有彈性及活塞具有慣性及其本身受力關係，會使第五活塞255及第六活塞256運轉時，產生圍繞於旋轉軸之前後振動現象。為避免此問題，於本發明旋轉引擎2之第四活塞254及第六活塞256未設置半型燃燒室2512活塞面，另各設有一緩衝機構之空心栓塞2543，其栓塞體成弧狀，弧形之圓心同該弧形所在平面之各傳動軸軸心，栓塞面具有一孔洞2544，用以流通液體，栓塞塞體設有O型環，用以密封栓塞，避免栓塞滑動時，造成內部液體外漏。第三活塞253及第五活塞255未設置半型燃燒室2512活塞面，另各設有一緩衝機構之栓塞缸2553，用以容納緩衝機構之空心栓塞2543，栓塞缸體亦成弧狀，弧形之圓心同該弧形所在平面之各傳動軸軸心，內部亦有容納流通液體。透過緩衝機構之運作，當第四活塞254瞬間所受之力，因為流通液體本身具有黏滯性無法即時通過孔洞2544，使得第四活塞254瞬間所受之力，大部分直接傳遞予第六活塞256，並大幅降低傳遞過程之振動現象。而第三活塞253、第四活塞254、第五活塞255及第六活塞256作動角色互換時，亦有相同之效果。

另需注意的是，本發明於說明書中所述之帶動並非用以限定其動作之主從關係，而係闡釋其動作的連接關係。

承上所述，由於本發明的旋轉引擎2係藉由四個橢圓齒輪32、33、35、36將連接外轉動軸24、中傳動軸26及內傳動軸28的六個活塞251、252、253、254、255、256，於環形汽缸體234內經由吸氣、壓縮、***以及排氣的行程所產生的動力輸出至動力輸出軸34並以轉動方式輸出。因此，以下將以示意圖描述本發明各橢圓齒輪之間的嚙合連接關係。然而，為清楚描述吸氣部、壓縮部、***部以及排氣部於環形汽缸體234空間內的大小變化，以下實施例係以角度舉例描述空間大小。其中，吸氣部於環形汽缸體234中的位置係相對於***部，壓縮部於環形汽缸體234中的位置係相對於排氣部，且吸氣、壓縮、***以及排氣的行程係為同時於各部進行。

圖3A及圖3B係為本發明第一橢圓齒輪32、第二橢圓齒輪33、第三橢圓齒輪35以及第四橢圓齒輪36的嚙合示意圖。需注意的是，為清楚說明起見，係將第一橢圓齒輪32與第四橢圓齒輪36的嚙合關係繪示於圖3A，將第二橢圓齒輪33與第三橢圓齒輪35的嚙合關係繪示於圖3B中，但實際上，由圖2A以及以上所述的連接關係可知，由於第一橢圓齒輪32係設置於外傳動軸24，第二橢圓齒輪33係分別設置於中傳動軸26以及內傳動軸28上，而第三橢圓齒輪35及第四橢圓齒輪36係設置於動力輸出軸34上。因此，當第一橢圓齒輪32帶動第四橢圓齒輪36後，第四橢圓齒輪36的轉動同時帶動動力輸出軸34以及第三橢圓齒輪35轉動，第三橢圓齒輪35的轉動方帶動第二橢圓齒輪33轉動。或者是，當第二橢圓齒輪33帶動第三橢圓齒輪35時，第三橢圓齒輪35的轉動同時地帶動動力輸出軸34以及第四橢圓齒輪36轉動，第四橢圓齒輪36的轉動亦帶動第一橢圓齒輪32轉動。

再請一併參閱圖3A及圖3B，第一橢圓齒輪32、第二橢圓齒輪33、第三橢圓齒輪35以及第四橢圓齒輪36分別具有長邊a1、a2、a3、a4及短邊b1、b2、b3、b4。而由基礎的物理公式可知，速度等於半徑與角速度的乘積，亦即v=r ＊ ω。當速度一定時，角速度與半徑係呈現反比關係，亦即，半徑越大，角速度越小；半徑越小，則角速度越大。

換句話說，當第一橢圓齒輪32的短邊b1係與第四橢圓齒輪36的長邊a4嚙合時，雖第一橢圓齒輪32與第四橢圓齒輪36具有相同的速度，但由於半徑的不同，因此，第一橢圓齒輪32的短邊b1獲得較大的角速度ω1，而第四橢圓齒輪36的長邊a4則獲得較小的角速度ω4。因此，當轉動時間相同時，第一橢圓齒輪32的轉動角度係大於第四橢圓齒輪36的轉動角度。

同時，第四橢圓齒輪36的轉動將帶動第三橢圓齒輪35的轉動，因此，第三橢圓齒輪35係獲得相等於第四橢圓齒輪36的角速度ω3。而當第三橢圓齒輪35的短邊b3與第二橢圓齒輪33的長邊a2嚙合時，雖第三橢圓齒輪35與第二橢圓齒輪33具有相同的速度，但由於半徑的不同，因此，第三橢圓齒輪35的短邊b3獲得較大的角速度ω3，而第二橢圓齒輪33的長邊a2則獲得較小的角速度ω2。因此，當轉動時間相同時，第三橢圓齒輪35的轉動角度係大於第二橢圓齒輪33的轉動角度。於上述內容可知，此時第一橢圓齒輪32的轉動角度係大於第二橢圓齒輪33的轉動角度。

因此，第一橢圓齒輪32、第二橢圓齒輪33、第三橢圓齒輪35以及第四橢圓齒輪36的嚙合關係以及轉動角度可經由上述公式推得，以下不再贅述。

另有關各活塞於環形汽缸體234內運作的情況，以下列圖式說明角速度的變化與其間形成吸氣部、壓縮部、***部以及排氣部的空間變化關係，同時根據圖式參照第一橢圓齒輪32、第二橢圓齒輪33、第三橢圓齒輪35及第四橢圓齒輪36於不同角速度之下的角度變化關係。

請參閱圖4A，係為本發明旋轉引擎2之前視圖；圖4B為本發明旋轉引擎2之立體圖。如圖4A、圖4B所示，當第二活塞252開始受到***部產生的推力而朝第五活塞 255轉動時，由於第二活塞252與第一活塞251相固接於外傳動軸24上，故第一活塞251會朝向第六活塞256轉動，而使第一活塞251與第三活塞253之間形成吸氣部。由圖4可知，第二橢圓齒輪33係以較長邊嚙合第三橢圓齒輪35的較短邊，根據上述物理公式可知，第二橢圓齒輪33的角速度(或轉動的角度)係小於第三橢圓齒輪35的角速度(或轉動的角度)。第四橢圓齒輪36與第三橢圓齒輪35轉動的角速度相同，並以較長邊嚙合於第一橢圓齒輪32的較短邊，承上，第四橢圓齒輪36的角速度(或轉動的角度)係小於第一橢圓齒輪32的角速度(或轉動的角度)。換句話說，第二橢圓齒輪33的角速度(或轉動的角度)係小於第一橢圓齒輪32的角速度(或轉動的角度)；第一橢圓齒輪32的角速度(或轉動的角度)係大於第二橢圓齒輪33的角速度(或轉動的角度)，因此當第一活塞251朝第六活塞256轉動，同時，第二活塞252朝第五活塞255轉動時，第一活塞251與第二活塞252的角速度(或轉動的角度)相對於第五活塞255與第六活塞256的角速度(或轉動的角度)要來得大(第三活塞253及第四活塞254目前仍與第五活塞255及第六活塞256同時作動)。於圖4A、圖4B中，第四橢圓齒輪36轉動至45度，此時，吸氣部初始的空間大小係約為5度(此角度為示例，並不限於該角度，以下皆同)，且第一活塞251係以較快的角速度轉動而逐漸增大與第三活塞253形成的吸氣部空間，形成圖5之情形，其中，第四橢圓齒輪36轉動至90 度，此時，吸氣部的空間大小約為55度之情形，並持續運轉至圖6。於圖6時，第四橢圓齒輪36轉動至135度，此時，吸氣部的空間大小約為105度之情形，此角度為此實施例吸氣部空間最大之情形。

再請參閱圖6，當第六活塞256、第四活塞254開始受到***部產生的推力而朝第二活塞252轉動時，第三活塞253亦開始朝第一活塞251轉動，而使第三活塞253第一活塞251之間形成壓縮部。由圖6可知，第一橢圓齒輪32係以較長邊嚙合第四橢圓齒輪36的較短邊，根據上述物理公式可知，第一橢圓齒輪32的角速度係小於第四橢圓齒輪36的角速度。第三橢圓齒輪35與第四橢圓齒輪36轉動的角速度相同，並以較長邊嚙合於第二橢圓齒輪33的較短邊，承上，第三橢圓齒輪35的角速度係小於第二橢圓齒輪33的角速度。換句話說，第一橢圓齒輪32的角速度係小於第二橢圓齒輪33的角速度，因此當第三活塞253及第五活塞255朝第一活塞251轉動，同時第四活塞254及第六活塞256朝第二活塞252轉動時，第一活塞251與第二活塞252的角速度(或轉動的角度)相對於第三活塞253、第五活塞255與第四活塞254與第六活塞256的角速度要來得小。於圖6中，第四橢圓齒輪36轉動135度，此時，壓縮部的初始空間大小約為105度，當第三活塞253、第五活塞255係以較快的角速度轉動而逐漸縮小與第一活塞251形成的壓縮部空間，直至圖7的位置，其最終空間大小約為5度。

接著，如圖7所示，由於第一活塞251開始受到***部產生的推力而朝第六活塞256轉動時，第一活塞251與第三活塞253之間形成***部。由圖7可知，第二橢圓齒輪33係以較長邊嚙合第三橢圓齒輪35的較短邊，根據上述物理公式可知，第二橢圓齒輪33的角速度係小於第三橢圓齒輪35的角速度。第四橢圓齒輪36與第三橢圓齒輪35轉動的角速度相同，並以較長邊嚙合於第一橢圓齒輪32的較短邊，承上，第四橢圓齒輪36的角速度係小於第一橢圓齒輪32的角速度。換句話說，第二橢圓齒輪33的角速度係小於第一橢圓齒輪32的角速度，因此當第一活塞251朝第六活塞256轉動以及第二活塞252朝第五活塞255轉動時，第一活塞251與第二活塞252的角速度相對於第三活塞253、第五活塞255與第四活塞254、第六活塞256的角速度要來得大。於圖7中，第四橢圓齒輪36轉動至225度，此時，***部初始的空間大小係約為5度，且第一活塞251係以較快的角速度轉動而逐漸增大與第三活塞253形成的***部空間，直至圖8的位置。

再請參閱圖8，接著，當第五活塞255、第三活塞253開始受到***部產生的推力而朝第一活塞251轉動時，第五活塞255、第三活塞253與第一活塞251之間形成排氣部。由圖8可知，第一橢圓齒輪32係以較長邊嚙合第四橢圓齒輪36的較短邊，根據上述物理公式可知，第一橢圓齒輪32的角速度係小於第四橢圓齒輪36的角速度。第三橢圓齒輪35與第四橢圓齒輪36轉動的角速度相同，並以較長邊嚙合於第二橢圓齒輪33的較短邊，承上，第三橢圓齒輪35的角速度係小於第二橢圓齒輪33的角速度。換句話說，第一橢圓齒輪32的角速度係小於第二橢圓齒輪33的角速度，因此當第五活塞255、第三活塞253朝第一活塞251轉動以及第四活塞254、第六活塞256朝第二活塞252轉動時，第一活塞251與第二活塞252的角速度相對於第五活塞255、第三活塞253與第四活塞254、第六活塞256的角速度要來得小。於圖8中，第四橢圓齒輪36轉動至315度，此時，排氣部的初始空間大小係約為105度，且第三活塞253、第五活塞255係以較快的角速度轉動而逐漸縮小與第一活塞251形成的排氣部空間，直至回到圖4A、圖4B的位置。

在上開圖示中內傳動軸28或是中傳動軸26皆以逆時針方向轉動，但若進氣口與排氣口的設置位置交換時，則以順時針方向轉動。而且有關位置的描述，亦為方便表示活塞處於吸氣部、進氣部、***部或排氣部的行程中所在的位置，以及活塞與橢圓齒輪之間相對的位置關係，本發明之範圍亦不以此為限。

另外，有關於本旋轉引擎冷卻系統部分說明如下：關於內環形汽缸體22之冷卻部分，依圖2A所示，當內環形汽缸體22與齒輪箱體21接合後，形成密閉空間。而內環形汽缸體22設有二冷卻液體流通口224，經由冷卻液體流通於該二冷卻液體流通口224時，即可冷卻內環形汽缸體22。

關於外環形汽缸體23之冷卻部分，依圖2A所示，當外環形汽缸體23與外環形汽缸蓋版29接合後，形成密閉空間。而外環形汽缸體23設有二冷卻液體流通口236，經由冷卻液體流通於該二冷卻液體流通口236時，即可冷卻外環形汽缸體23。

關於第一活塞251之冷卻部分，依圖2A及圖2B所示，第一活塞251設有一冷卻液體流通口2514、一冷卻液體流通口2515，此二冷卻液體流通口2514、2515連通第一活塞251內之一密閉空間。外傳動軸24設有至少一冷卻液體流通口245、至少一冷卻液體流通口246。內環形汽缸體22於環形汽缸體234面，於契合冷卻液體流通口245及冷卻液體流通口246之處，設有一冷卻液體流通道227及一冷卻液體流通道228。另垂直於通道之內環形汽缸體22，設有二冷卻液體流通口225。在第一活塞251接合外傳動軸24，及外傳動軸24接合內環形汽缸體22後，將可使冷卻液體流通於該等冷卻液體流通口及冷卻液體流通道，而達到冷卻第一活塞251之目的。第二活塞252亦同。

關於第三活塞253、第五活塞255之冷卻部分，依圖2A所示，第三活塞253設有二冷卻液體流通管(圖而未能顯示，形態同冷卻第四活塞254之一液體流通管2545)，其管體成弧狀，弧形之圓心同該弧形所在平面之各傳動軸軸心，該二冷卻液體流通管連通第三活塞253內之一密閉空間。另第五活塞255設有二冷卻液體流通管2555，其管體成弧狀，弧形之圓心同該弧形所在平面之各傳動軸軸心，且內管徑洽可與冷卻液體流通管2536之外管徑相契合。於(圖而未能顯示，形態同冷卻液體流通管2545之)此二冷卻液體流通管接近開口之上部垂直弧形中心切線平面之管體外緣設有一個以上O型橡膠圈(圖未顯示)，用以密封該等管體內之冷卻液體，避免流至活塞外。第五活塞255之凸榫部2551之底部設有二冷卻液體流通口2554，並分別與冷卻液體流通管2536連通。而內傳動軸28的兩凹槽部284亦分別設有二冷卻液體流通口285，其並分別與冷卻液體流通口281及一冷卻液體流通口287連接。當第五活塞255之凸榫部2551與內傳動軸28的凹槽部284接合時，冷卻液體流通口2554與內傳動軸28的兩凹槽部284之冷卻液體流通口285可相互連通。因此，當以上構件相接合時，將可使冷卻液體流通於該等冷卻液體流通口，而達到冷卻第三活塞253及第五活塞255之目的。第四活塞254及第六活塞256亦同。

有關本發明旋轉引擎之維持氣密之方式說明如下：第一活塞251設有三活塞環槽部2513，並由三第一型活塞環2516分別崁入三活塞環槽部2513，透過活塞環之作用下，即可確保第一活塞251運轉時之氣密性。第二活塞252亦同。

第三活塞253設有一活塞環槽部2532，並由一第二型活塞環2534崁入該活塞環槽部2532，透過活塞環之作用下，即可確保第三活塞253運轉時之氣密性。第四活塞254 亦同。

第五活塞255設有一活塞環槽部2552，並由一第一型活塞環2516崁入該活塞環槽部2552，透過活塞環之作用下，即可確保第五活塞255運轉時之氣密性。第六活塞256亦同。

由上可知，藉由本實施例之旋轉引擎，使得設置於環形汽缸體234內的各活塞利用旋轉方式完成傳統引擎往復式動力的循環行程，可使本旋轉引擎運作較為順暢，以減少動能之損耗。另本旋轉引擎更充分利用其環形汽缸體234內的空間而完成動力的循環行程，並且達到旋轉引擎冷卻、氣密之效果，因而可改善傳統的引擎目前無法有效利用汽缸內部空間的缺點，而使其體積大幅縮小。

另外有關改變本旋轉引擎壓縮比部分，經查本旋轉引擎壓縮比之之計算方式為在完成「進氣」；正要進行「壓縮」之該組活塞，在環形汽缸體234內之原始空間，除以該組活塞完成壓縮之空間之比值。若要改變「壓縮比」，改變「活塞最終壓縮之空間」即可達成。

於上述實施例中，由於第一橢圓齒輪32、第二橢圓齒輪33、第三橢圓齒輪35以及與第四橢圓齒輪36彼此之間係以固定角度嚙合，且壓縮比增減量控制機構3尚未運作下，各活塞於環形汽缸體234內彼此係以固定的空間(角度)大小進行吸氣、壓縮、***以及排氣的行程。然而，藉由本發明之壓縮比增減量控制機構3，可改變「活塞完成壓縮之空間」，而改變本旋轉引擎之壓縮比。

前述之壓縮比增減量推動器38、壓縮比增減量齒輪固定座39、半型軸承30、壓縮比增減量齒輪固定座蓋版31、第三活塞253、第四活塞254、第五活塞255、第六活塞256、中傳動軸26、內傳動軸28以及第二橢圓齒輪33可構成一壓縮比增減量控制機構3。

壓縮比增減量齒輪固定座39設有一旋轉容置空間391、二螺孔392及二滑動軸孔393。壓縮比增減量齒輪固定座蓋版31設有二螺孔312及二滑動軸孔313。壓縮比增減量齒輪固定座蓋版31可覆蓋於壓縮比增減量齒輪固定座39。上開二滑動軸孔393及二滑動軸孔393係分別軸設於齒輪箱體21之二滑動軸216上。

第二橢圓齒輪33具有一環形凸緣部333。而二半型軸承30係覆蓋於環形凸緣部333上，並且合併成一環形軸承。該環形軸承係設置於壓縮比增減量齒輪固定座39之旋轉容置空間391內，經由壓縮比增減量齒輪固定座蓋版31之覆蓋，並將壓縮比增減量齒輪固定座39及其蓋版軸設於滑動軸216上後，使壓縮比增減量齒輪固定座39、壓縮比增減量齒輪固定座蓋版31及第二橢圓齒輪33可在滑動軸216上，作前、後之滑動。另查，二壓縮比增減量推動器38係固定於齒輪箱體21上，一推動軸381係分別穿設一孔洞217，並分別與壓縮比增減量齒輪固定座39及壓縮比增減量齒輪固定座蓋版31之二螺孔312、二螺孔392相互固定。爰此，可利用壓縮比增減量推動器38推動互相接合之第二橢圓齒輪33在滑動軸216上，作前、後之滑動。

如之前所述，內傳動軸28具有一斜栓槽部282係設置於齒輪箱體21中的軸體283上。中傳動軸26具有一斜栓槽部262，亦設置於齒輪箱體21中的空心軸體263上。而內傳動軸28之軸體283係穿設於軸孔261，且斜栓槽部282係凸出於斜栓槽部262。斜栓槽部282與斜栓槽部262兩者栓槽於軸心而言，分別傾斜正負相同之一定角度。

另查，第二橢圓齒輪33具有一契合斜栓槽部282之斜向輪轂槽部331及具有一契合斜栓槽部262之斜向輪轂槽部(未示於圖中)。斜向輪轂槽部331係槽接於斜栓槽部282，而斜向輪轂槽部(未示於圖中)係槽接於斜栓槽部262。當第二橢圓齒輪33於滑動軸216上滑動時，基於斜向輪轂槽部契合於斜栓槽部之關係，會使中傳動軸26及內傳動軸28作一定角度之順時鐘旋轉及相同角度之逆時鐘旋轉，而且，旋轉之角度會因第二橢圓齒輪33於滑動軸216上滑動之距離會有所不同。

誠如之前所提及，第一活塞251、第二活塞252、第三活塞253、第四活塞254、第五活塞255及第六活塞256係交錯設置於環形汽缸體234內。第一活塞251及第二活塞252垂直於活塞滑動方向之前、後活塞面各設有一半型燃燒室2512，而其餘活塞僅有面向第一活塞251及第二活塞252半型燃燒室2512之活塞面，始有設置半型燃燒室2512。換言之，本發明藉由上述之組合，會使二個具有半型燃燒室2512之活塞面，形成一工作空間，以進行吸、壓、爆、排之作動，並時形成四個工作空間。然而，對於未具半型燃燒室2512之活塞面，會形成一調節部，以便於壓縮比增減量控制機構3運作時，調節本發明旋轉引擎壓縮比之用，該空間並不具備進行吸、壓、爆、排作動之功能。

茲因，第三活塞253及第四活塞254榫接於中傳動軸26，第五活塞255及第六活塞256榫接於內傳動軸28，而內傳動軸28係軸設於中傳動軸26，所以，當第二橢圓齒輪33於滑動軸216上滑動時，會使榫接於中傳動軸26之第三活塞253及第四活塞254與榫接於內傳動軸28之第五活塞255及第六活塞256分別作一定角度之順時鐘旋轉及相同角度之逆時鐘旋轉。當設計角度妥適時，即會使第三活塞253及第五活塞255組合而成之一活塞與第四活塞254及第六活塞256組成之另一活塞產生擴張變大或閉合變小之情形。於是乎，在該活塞產生擴張變大，並同時進行壓縮行程終了時，因為活塞產生擴張變大，壓縮後之空間變小，致使本旋轉引擎之壓縮比變大。相同的，在該活塞產生閉合變小，壓縮後之空間變大，致使本旋轉引擎之壓縮比變小。

如圖4B所示本旋轉引擎之立體圖，當第二橢圓齒輪33靠近外側之垂直於旋轉軸之平面與第三橢圓齒輪35靠近外側之垂直於旋轉軸之平面齊平時，第一活塞251與第三活塞253之夾角為約5度。另如圖9所示，當壓縮比增減量推動器38推動壓縮比增減量齒輪固定座39時，同時推動第二橢圓齒輪33在旋轉軸向平移。第三橢圓齒輪35之齒寬為第二橢圓齒輪33之2倍。當第二橢圓齒輪33靠近內側之垂直於旋轉軸之平面與第三橢圓齒輪35靠近內側之垂直於旋轉軸之平面齊平時，基於上述壓縮比增減量控制機構3運作下，使第三活塞253及第五活塞255產生「擴張變大」之效果，促使第一活塞251與第三活塞253之夾角僅餘約1.5度。特別強調的是，從約5度變更至約1.5度，係可連續變化，並非僅可變更為約5度及約1.5度，一併敘明。

綜上，本旋轉引擎2可透過壓縮比增減量控制機構3之運作，即可變更本旋轉引擎2之壓縮比。

另外，當本發明旋轉引擎2之第三活塞253與第五活塞255重新設計將其合併為一活塞，另亦將第四活塞254與第六活塞256合併為一活塞，同時亦將中傳動軸26及內傳動軸28重新設計合併為一傳動軸者，其中中傳動軸26及內傳動軸28可為一體成型以形成一傳動軸，除壓縮比增減量控制機構3外，其餘亦可達成本旋轉引擎上述所呈現以旋轉方式進行吸、壓、爆、排之作動，一併敘明。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧汽缸

1a~1d‧‧‧狀態

101‧‧‧燃料

102‧‧‧氣體

103‧‧‧廢氣

11‧‧‧進氣孔

12‧‧‧排氣孔

13‧‧‧引燃裝置

14‧‧‧曲柄軸

15‧‧‧活塞

151‧‧‧上死點

152‧‧‧下死點

2‧‧‧旋轉引擎

21‧‧‧齒輪箱體

211、212、214、215、241、261、291‧‧‧軸孔

213‧‧‧容置空間

216‧‧‧滑動軸

217、2544‧‧‧孔洞

22‧‧‧內環形汽缸體

221、231‧‧‧進氣口

223‧‧‧第二軸孔

224、225、236、245、246、2514、2515、2554、281、285、287‧‧‧冷卻液體流通口

227、228‧‧‧冷卻液體流通道

23‧‧‧外環形汽缸體

232‧‧‧排氣口

233‧‧‧第一軸孔

234‧‧‧環形汽缸體

235‧‧‧引燃口

24‧‧‧外傳動軸

242‧‧‧鋸齒槽部

243、263‧‧‧空心軸體

244、264、284‧‧‧凹槽部

251‧‧‧第一活塞

252‧‧‧第二活塞

2511、2521、2531、2541、2551、2561‧‧‧凸榫部

2512‧‧‧半型燃燒室

2513、2523、2532、2542、2552、2562‧‧‧活塞環槽部

2516‧‧‧第一型活塞環

253‧‧‧第三活塞

2534‧‧‧第二型活塞環

254‧‧‧第四活塞

255‧‧‧第五活塞

256‧‧‧第六活塞

2535、2545、2555、2565‧‧‧冷卻液體流通管

2543‧‧‧緩衝機構之空心栓塞

2553‧‧‧緩衝機構之栓塞缸

26‧‧‧中傳動軸

262、282‧‧‧斜栓槽部

28‧‧‧內傳動軸

29‧‧‧外環形汽缸蓋版

283、286‧‧‧軸體

3‧‧‧壓縮比增減量控制機構

30‧‧‧半型軸承

31‧‧‧壓縮比增減量齒輪固定座蓋版

312、392‧‧‧螺孔

313、393‧‧‧滑動軸孔

32‧‧‧第一橢圓齒輪

331‧‧‧斜向輪轂槽部

321、351‧‧‧輪轂槽部

322、332、352、362‧‧‧齒輪部

33‧‧‧第二橢圓齒輪

333‧‧‧環形凸緣部

34‧‧‧動力輸出軸

35‧‧‧第三橢圓齒輪

36‧‧‧第四橢圓齒輪

38‧‧‧壓縮比增減量推動器

381‧‧‧推動軸

39‧‧‧壓縮比增減量齒輪固定座

391‧‧‧旋轉容置空間

40‧‧‧引燃裝置

a1~a4‧‧‧長邊

b1~b4‧‧‧短邊

ω1~ω4‧‧‧角速度

圖1係為習知往復式活塞引擎的往復式活塞工作原理的狀態示意圖；圖2A係為本發明旋轉引擎之分解***圖；圖2B係為本發明旋轉引擎內環形汽缸體之立體圖；圖3A及圖3B係為本發明橢旋轉引擎之圓齒輪之嚙合示意圖；圖4A、圖5至圖8係為本發明旋轉引擎之部分構件之前視圖；圖4B、圖9係本發明旋轉引擎之部分構件之立體圖。