TWI504805B - 轉輪內燃機 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種原動力裝置,特指一種圓周旋轉的轉輪內燃機。
目前一般的內燃機原動力機械以往復式四衝程發動機為主,應用普遍,兼用汪克爾型轉子發動機,但很少用,儘管轉子發動機有很多優點,如體積小、重量輕、運轉平穩、結構簡單及均勻扭矩特性,使其運行更安靜、噪音小、可靠性高和耐久性長,但燃燒室容積比大、耗油量大、碳氫化合物(HC)排放高、低速性能差,只能用點燃式,不能用壓燃式、不能採用柴油、加工製造技術高、成本比較貴及維修困難為其缺點。
往復式四衝程發動機複雜的配氣機構及精度要求高的曲軸連桿機構,使得往復式四衝程發動機之體積大、品質重、活塞連桿的直線運動消耗相當一部分功力,並且會造成震動和噪音;連桿曲軸在功率輸出中的角度不斷變化,造成扭力不均勻,而且最大扭力角度不到80度,當汽缸內開始燃燒時輸出功率最大,而連桿曲軸在功率輸出中的角度比較小,除損耗功力外並且造成強力震動,據以產生很大噪音,在高強度運動中可靠性和耐久性大大降低。
為改善習知內燃機之前述問題,發明人曾開發設計出一種轉輪內燃機,並獲准公告第I391558之發明專利申請。發明人所開發設計出之前述轉輪內燃機能改善習知內燃機之諸多問題,且與習知內燃機相比,不僅兼具有轉子發動機和往復式四衝程發動機的優點,且克服習知內燃機諸多缺點,還具有很多優勢。
雖然,發明人所開發設計出之前述轉輪內燃機,確實改善了習知內燃機之諸多缺點,且從許多方面大大地改善了內燃機之效能與生產
成本,惟,發明人並不以此自滿,仍致力於投入轉輪內燃機之研發工作,且細心地觀察前述轉輪內燃機,以其能夠在此等優異地基礎上,進一步設計出更加優良的轉輪內燃機。終於,在發明人的努力不懈之下,發明人發現前述轉輪內燃機所設置的快閘會限制轉輪內燃機之轉速,且較易於損壞;此外,前述轉輪內燃機所設置的電磁閥,在轉輪內燃機的電路故障時,將會由於電磁閥不起作用,而使轉輪內燃機之活塞撞擊該快閘,並導致轉輪內燃機之機械損壞。故,發明人本著精益求精的精神,針對此點繼續投入研發,以期能更全面地改善轉輪內燃機之設計。
有鑑於習知內燃機具有前述之諸多缺陷,雖然發明人為瞭解決前述問題,曾研發出一種功能優異的轉輪內燃機,能改善習知內燃機之諸多缺陷,惟,發明人認為前述之轉輪內燃機仍有更進一步改善之空間,據此,發明人乃根據其長年投入相關技術研發之經驗,針對其所發現之問題,努力不懈地進行研究,終於開發設計出本發明之轉輪內燃機。
本發明之一目的,係提供一種轉輪內燃機,該轉輪內燃機之一油缸上固定有一外殼,該外殼一汽缸之一靜缸相連,該靜缸上設置有彈簧座、動缸凸瓦座、進氣管、排氣管、燃燒室、火花塞、噴霧室、噴霧塞、隔離區,且活動地設置有複數個活塞爪夾;該外殼中之一軸承上設置有可轉動之一功率輸出軸,該功率輸出軸上固定有一動缸及一華輪;該動缸上活動地設置有複數個活塞爪夾,該靜缸外側呈內凹狀之一半圓與該動缸內側呈內凹狀之另一半圓組成一汽缸,該汽缸上之該動缸及該華輪係設置在該外殼內,該轉輪內燃機包括:三個活塞,係為在該汽缸內並活動地延圓周旋轉,且在運轉的過程中分別被該汽缸內之該等活塞爪夾輪流循環抓放控制,進而在抓放控制的過程中不斷變換工作方式;複數個彈簧座,係設置於該動缸之外側,且各該彈簧座內分別設有一彈簧,各該彈簧內分別設有一推桿,以使該等活塞爪夾能透過該等彈簧座及該等推桿,被該華輪及動缸凸瓦座上之凸瓦所控制。
進一步言,本發明係一種在一環形橢圓腔內設置多個活塞,活塞間互相協作輪流迴圈變換工作方式的轉輪內燃機。該轉輪內燃機由汽
缸、外殼、油缸、活塞、華輪、功率輸出軸、活塞爪夾、噴霧塞、火花塞、快閘、彈簧座組成,所述的汽缸是一個中空的環狀橢圓腔,由兩個內外側半凹橢圓的圓環組成,內凹半橢圓的圓環為外缸,外凹半橢圓的圓環為內缸,外凹半橢圓的圓環套在內凹半橢圓的圓環內,外凹半橢圓和內凹半橢圓合成一個環狀橢圓腔成為汽缸;若以內缸為動力輸出的,則內缸稱動缸,外缸稱靜缸,若以外缸為動力輸出的,則外缸稱動缸,內缸稱靜缸。
本發明之該轉輪內燃機具創新的環狀橢圓腔汽缸構體之轉輪式內燃原動力機械,它具有結構簡單、體積小、重量輕,對材料要求不高、加工製造技術要求低、無繁雜的進氣排氣系統、設計裝配容易、調試方便,功率輸出效率高、耗油省、運行安靜平穩,無往復式四衝程發動機常見的回火和放炮現象、排出的氣體對大氣的污染大大減少。轉輪內燃機的功率扭力角度大不變化及扭力均勻而效率高之優點。
發明之該內燃機熱能轉換成機械能的轉換率高、減少熱能的損失,其可減少對大氣的熱量排放,本內燃機旋轉一周完成充氣、壓縮、燃燒、排氣過程,相當於往復式四衝程發動機運轉兩周,可燃混合氣體在汽缸中滯留時間比往復式內燃機長一倍以上,可燃混合氣體利用汽缸的餘熱得到預熱,燃燒、排氣過程的缸程相對於充氣、壓縮過程的缸程要長,因此燃燒充分,工作排氣的缸程相對於充氣壓縮的缸程根據實際需要可設計調整,可適應不同燃料的需要。
發明之該內燃機排氣通暢平穩充分,具有連續性、噪音很小,排出的廢氣溫度低、無火星,對環境的安全度高;由於沒有曲軸連桿、飛輪和配氣機構,該轉輪內燃機的配件大大減少,重量減輕,自身機械耗能減少。
發明之該內燃機的活塞機械能直接作用於功率輸出軸上,增加內燃機的動力,避免不必要的動力損耗;同時,對內燃機啟動作用力大,使啟動方便。轉輪內燃機的制式變化多,可以根據使用情況需要進行設計:從功率輸出方式來說,有內缸輸出和外缸輸出;從汽缸多少來說,有單缸和多缸組合之分;從爆燃的多少來說,有單缸單爆和一缸多爆;再一個綜合式,多缸單爆和多缸多爆,而以多缸多爆為最佳方法。
本發明所敍述的是典型的以內缸為動力輸出的單缸單爆轉輪內燃機;所述的靜缸固定在外殼和油缸上,外殼固定在油缸上。
靜缸上設置進氣口和排氣口,設置起爆室、火花塞、噴霧室、噴霧塞,設置三對活動的活塞爪夾:壓縮定夾、工作定夾和隔離定夾。活塞爪夾後部安裝有彈簧座和活動的推桿,在靜缸兩側外緣內側壓縮定夾和工作定夾之間設置有固定的凸出的動缸凸瓦座,動缸凸瓦座設置在外殼內。
本發明之又一目的,係該動缸凸瓦座係設置於該靜缸外側與該動缸相交接之位置,且該動缸凸瓦座內側對應於該等彈簧座之該推桿的上方,設置有三個動夾凸瓦。
本發明之又再一目的,係該華輪及該動缸凸瓦座上之凸瓦皆設置有一預落凸瓦。
本發明之另一目的,係該靜缸上的進氣口設計在充氣壓縮缸段與隔離區之間。進氣口內設置一止回閥門,防止汽缸內的可燃混合氣體受汽缸熱量而膨脹溢出汽缸外,因而進氣口的進氣永久開啟,出氣永久關閉,當活塞經過時暫時封閉進氣口,為防止活塞經過進氣口時,活塞上的活塞環和油環在進氣口上嵌頓,進氣口靜缸汽缸面上有縱向的同汽缸一樣弧度的弧條,使活塞順利通過進氣口。
在所述的外殼內設置活動的動缸,安裝在靜缸內側,通過動缸聯體固定在功率輸出軸上,動缸上設置三對活動的活塞爪夾:工作動夾、壓縮動夾和移塞動夾,活塞爪夾後部汽缸外部安裝有彈簧座;在所述的外殼內設置活動的功率輸出軸,其兩端安裝在外殼兩側的軸座上,軸座內固定有軸承,功率輸出軸的一端連接功率輸出機械;所述的功率輸出軸上汽缸兩側各固定有華輪,華輪設置在外殼內,華輪面向汽缸一側上有凸出的弧狀的工作定夾凸瓦、壓縮定夾凸瓦、隔離定夾凸瓦;所述的汽缸外活塞爪夾的背部有控制活塞爪夾的彈簧座,彈簧座內有彈簧,彈簧推動或拉動推桿控制活塞爪夾。
本發明之再一目的,係該轉輪內燃機的基準線在動缸圓周中心點至工作動夾中心點的直線和華輪圓周中心點至工作定夾凸瓦放夾止點與隔離定夾凸瓦放夾止點的直線上。
轉輪內燃機的工作過程大致分五個過程:工作排氣進程、隔離區換塞進程、移塞進程、充氣壓縮進程、動缸無載進程。為明白方便敘述,把三個活塞分別定名為甲活塞、丙活塞和乙活塞。
以下就本發明的轉輪內燃機運轉狀況進行說明:設轉輪內燃機在運轉慣性下,動缸、功率輸出軸和華輪一起同步運轉,完成動缸無載進程,將進入工作排氣進程。工作動夾已夾住甲活塞,壓縮定夾夾住丙活塞固定不動,甲活塞與丙活塞密封汽缸段內的可燃混合氣體已完成壓縮。乙活塞被隔離區定夾夾住,固定在隔離區,丙活塞與乙活塞之間的密封汽缸段內已充滿可燃混合氣體。
在完成動缸無載進程,動缸中的工作動夾夾住工作定塞甲活塞時,火花塞點火引爆壓縮的可燃混合氣體,推動甲活塞運轉,甲活塞從工作定塞轉換為工作動塞,甲活塞通過工作動夾帶動動缸、功率輸出軸和華輪一起同步運轉,同時把廢氣從排氣口經排氣管排出,轉輪內燃機進入工作排氣進程。甲活塞經過噴霧室後,噴霧塞噴霧,霧遇氣缸內高溫化為蒸汽,蒸汽膨脹加強推動甲活塞運轉,並降低氣缸內溫度。甲活塞運轉到排氣口時,動缸中的工作動夾前面的壓縮動夾已接近隔離塞乙活塞的活塞爪夾槽,移塞動夾接近壓縮定塞丙活塞,壓縮動夾的推桿已進入壓縮動夾預落凸瓦,壓縮動夾已經貼近乙活塞運轉,準備落下夾住乙活塞。當壓縮動夾運轉到乙活塞的活塞爪夾槽時,靜缸隔離區上的隔離定夾在華輪上的隔離定夾凸瓦的控制下,放開隔離塞乙活塞縮回靜缸壁內。同時,壓縮動夾在壓縮動夾凸瓦的控制下落下夾住隔離塞乙活塞,排氣結束,乙活塞轉換為壓縮動塞,隔離區換塞進程開始。
轉輪內燃機在膨脹力的作用下繼續運轉,並帶動乙活塞運轉,隨之乙活塞封閉進氣口,對丙活塞與乙活塞之間氣缸段的可燃混合氣體進行初步壓縮。當甲活塞運轉至排氣口把排氣口完全關閉,動缸中的移塞動夾的推桿進入移塞動夾預落凸瓦,使移塞動夾貼著丙活塞。甲活塞越過排氣口,在後部露出排氣口,工作排氣進程完全結束,轉輪內燃機開始靠動缸和華輪的慣性力運轉,尚有漲力的廢氣從排氣口排出。隔離區換塞進程仍在進行中。
此時,移塞動夾運轉到丙活塞的爪夾槽上,靜缸上的壓縮定夾推桿在壓縮定夾凸瓦控制下,把壓縮定夾從丙活塞的爪夾槽中收起,復位至靜缸壁內。同時在移塞動夾凸瓦控制下,移塞動夾推桿將移塞動夾壓入丙活塞的爪夾槽中,丙活塞由壓縮定塞轉換為移塞動塞,移塞進程開始。丙活塞在移塞動夾帶動下,同動缸、華輪、功率輸出軸一起同步運轉。隔離定夾推桿落入隔離定夾預落凸瓦,隔離定夾貼著運轉中的甲活塞,向甲活塞的活塞爪夾槽靠近。這時候轉輪內燃機出現三個活塞在動缸爪夾帶動下同動缸、華輪、功率輸出軸一起同步運轉,丙活塞與排氣口缸段內的廢氣在丙活塞的推動下初步排出,丙活塞與乙活塞之間氣缸段的可燃混合氣體初步壓縮停止,被運轉移動到燃燒室缸段。
隨著轉輪內燃機的運轉,甲活塞後部的排氣口露出口越來越大,甲活塞與乙活塞間露出進氣口,轉輪內燃機開始從進氣口向甲活塞與乙活塞間氣缸段內充入可燃混合氣體。甲活塞運轉到隔離區中間時,動缸上的工作動夾推桿在工作動夾凸瓦的控制下把工作動夾收回縮進動缸壁內,放開甲活塞。同時,隔離定夾推桿在隔離定夾凸瓦的控制下把隔離定夾落下夾住甲活塞,將甲活塞固定在隔離區,甲活塞由工作動塞轉為隔離定塞。隔離區換塞進程結束,移塞進程還在進行中。
轉輪內燃機繼續靠著慣性運轉,甲活塞仍被隔離定夾夾住固定在隔離區,丙活塞、乙活塞在動缸的帶動下繼續運轉,丙活塞與乙活塞間缸段內的可燃混合氣體繼續運轉移動,甲活塞與乙活塞之間缸段內繼續充入可燃混合氣體。移塞進程仍在進行中。當丙活塞運轉至工作定夾時,工作定夾的推桿落入工作定夾預落凸瓦,使工作定夾貼著運轉著的丙活塞。丙活塞的爪夾槽運轉至工作定夾時,移塞動夾的推桿在移塞動夾凸瓦的控制下拉動移塞動夾,使移塞動夾放開丙活塞縮回動缸壁內,繼後工作定夾推桿在工作定夾凸瓦的控制下,推動工作定夾落下夾住丙活塞,丙活塞由移塞動塞轉換為工作定塞。移塞進程結束,充氣壓縮進程開始。
轉輪內燃機靠動缸和華輪的慣性繼續運行,甲活塞仍被隔離定夾夾住固定在隔離區,丙活塞被工作定夾夾住固定不動。動缸帶動乙活塞旋轉運行,第二次壓縮丙活塞與乙活塞之間缸段的已運轉移到位的可燃
混合氣體;在甲活塞與乙活塞之間缸段由於乙活塞的運轉體積不斷擴大,可燃混合氣體繼續充入此缸段內。乙活塞運轉到壓縮定夾時,壓縮定夾的推桿落到壓縮定夾預落凸瓦,使壓縮定夾貼著運轉著的乙活塞。當乙活塞的爪夾槽運轉到壓縮定夾時,壓縮動夾的推桿在壓縮動夾凸瓦的控制下,拉動壓縮動夾放開乙活塞縮回動缸壁內;同時,壓縮定夾的推桿在壓縮定夾凸瓦的控制下,向氣缸壁內伸出夾住乙活塞,乙活塞由壓縮動塞轉換為壓縮定塞,動缸無載進程開始。此時,轉輪內燃機中的三個活塞都被靜缸上的定夾夾住,動缸無負擔地靠慣性運轉。
轉輪內燃機繼續籍動缸和華輪的慣性運轉,動缸上的工作動夾運轉到丙活塞時,工作動夾的推桿落到工作動夾預落凸瓦。轉輪內燃機繼續運轉,轉輪內燃機仍在動缸無載進程中,當工作動夾運轉到丙活塞的活塞爪夾槽時,靜缸上的工作定夾的推桿在華輪上的工作定夾凸瓦的控制下拉動工作定夾,使工作定夾放開丙活塞縮進靜缸壁內;動缸上的工作動夾的推桿在動缸凸瓦座上的工作動夾凸瓦的控制下,推動工作動夾向汽缸內落下夾住丙活塞,工作定塞轉換為工作動塞,工作排氣進程開始。如此循環往復。
如上所述:轉輪內燃機的氣缸內的三個活塞通過推桿在凸瓦的控制下,不斷地循環輪流轉換工作方式帶動動缸運轉,通過功率輸出軸輸出動力。
所述的汽缸是個中空的圓環狀橢圓腔,由內外兩個截面弧度相同的橢半圓腔組成,即所述的靜缸和動缸組成,靜缸呈中空的圓環狀,圓環內側是個內凹的半橢圓腔;動缸呈圓環狀,內側通過聯體固定在功率輸出軸上,圓環外側是個內凹的半橢圓腔,動缸設置在靜缸中空的圓環內,靜缸的內側內凹的半橢圓腔與動缸外側內凹的半橢圓腔合成圓環狀橢圓腔,成為內燃機的汽缸,靜缸和動缸合成的汽缸兩側結合處呈凹凸結合,靜缸凹凸結合處設置有供機油進出的油道油孔,動缸凹凸結合處設置有油道,凹凸結合和油道的機油潤滑,密封了靜缸和動缸的結合處,給動缸以潤滑的運轉條件,防止靜缸和動缸的磨損。
汽缸圓腔截面呈橢圓形,以防止活塞在汽缸中運行時產生搖
擺,除去不必要的運動和減少機械摩擦,便於被活塞爪夾夾住;靜缸內端外側兩側工作定夾和隔離區之間有動缸凸瓦座,設置在外殼內,靜缸上設置有進氣口和排氣口,設置燃燒室、火花塞、噴霧室、噴霧塞,設置三對活動的活塞爪夾,三對彈簧座;動缸上設置三對活動的活塞爪夾,三對彈簧座。
所述的活塞是個和汽缸一樣弧度的短小的實體,其截面和汽缸截面一樣的橢圓形,略小於汽缸截面,前後兩面略凹進,兩面跟汽缸的圓心垂直,兩端設置有活動的活塞環、油環,活塞的中腰設置有上下各一對爪夾槽,爪夾槽內有供機油進出的油道油孔,夾槽的兩個槽岸安裝有活動的導塊,當爪夾落下抓活塞時,首先碰到的是導塊,導塊受爪夾的壓力,槽邊端下陷,將爪夾導入活塞爪夾槽的底槽中,導塊在復位中抵住爪夾。
本發明之又另一目的,係該等活塞的每對活塞環、油環的前後有半圓的蓋片,合併起來成一個圓形的氣霧室封閉片,其大小能蓋住燃燒室或噴霧室,起到封閉燃燒室或噴霧室的作用。
本發明之再另一目的,係該靜缸上的排氣口設計在工作缸段與隔離區之間,排氣口長久開啟,當活塞經過時暫時封閉,排氣口排氣通暢延續平穩,氣壓底,為防止活塞經過排氣口時活塞上的活塞環和油環在排氣口上嵌頓,排氣口靜缸汽缸面上有縱向的同汽缸一樣弧度的弧條,使活塞順利通過排氣口。排氣口外設置冷凝器,將汽缸排出來的水蒸汽回收利用。
本發明之又再另一目的,係該靜缸上的進氣口設計在充氣壓縮缸段與隔離區之間。進氣口內設置一止回閥門,防止汽缸內的可燃混合氣體受汽缸熱量而膨脹溢出汽缸外,因而進氣口的進氣永久開啟,出氣永久關閉,當活塞經過時暫時封閉進氣口,為防止活塞經過進氣口時,活塞上的活塞環和油環在進氣口上嵌頓,進氣口靜缸汽缸面上有縱向的同汽缸一樣弧度的弧條,使活塞順利通過進氣口。
導塊靠爪夾槽的上沿有個向爪夾槽傾斜的斜度,提高爪夾進入爪夾槽的寬度,使爪夾壓嚮導塊時更容易進入爪夾槽內。各個活塞在汽缸中各缸段內輪流迴圈不斷變換工作方式,互相配合同快閘合作工作,使
內燃機平穩運轉。活塞被動夾夾住旋轉時稱動塞,被定夾夾住固定不動時稱定塞。
所述的活塞爪夾成對設置在所述的靜缸和動缸上,每對活塞爪夾安裝在汽缸內靜缸和動缸的兩側,鑲在汽缸壁內,活塞爪夾的爪尖靠近靜缸和動缸的結合處,另一端設置在汽缸壁內部的銷子處,可以轉動,活塞爪夾鑲在汽缸壁內的背部與彈簧座內的推桿連接;當活塞經過時,活塞爪夾受凸瓦和彈簧座內的彈簧的控制向汽缸內伸出,攔腰夾住鎖定活塞的兩側,或者收起放開活塞使活塞通過。
動缸上的活塞爪夾統稱動夾,動夾隨動缸一起轉動,轉到需要夾住的活塞時,在彈簧座內的彈簧的控制下落下夾住鎖定活塞或收起放開活塞。根據工作狀況不同,分別稱工作動夾、壓縮動夾、移塞動夾。靜缸上的活塞爪夾統稱定夾,定夾固定在靜缸設定的位置上,根據工作狀況不同,分別稱壓縮定夾、隔離定夾和工作定夾。
爪夾不抓夾活塞時鑲在汽缸壁內,爪夾汽缸面的弧度與汽缸內面的弧度完全相同,起到密封汽缸,並使活塞順利通過的作用;爪夾夾住活塞時,爪夾一部分在汽缸的內壁上,一部分在活塞的夾槽中,從而帶動活塞運轉或固定活塞不動;爪夾夾住活塞時,爪夾的爪向汽缸內斜向伸出,同活塞槽底扣緊,使活塞向爪夾方向拉,使運轉著的活塞同靜缸和靜止的活塞同運轉著的動缸減少磨擦力。其爪尖超過活塞橢圓的半徑,使爪夾抓夾活塞的力度面超過活塞橢圓的半個圓弧,使爪夾紮實而平穩地抓夾住鎖定活塞,爪夾上設置有油道和油孔,當爪夾落下夾住活塞時,爪夾上的油道與活塞上的油道接通,供機油流通,爪夾收起油道關閉。
所述的火花塞設置在靜缸的燃燒室上,在工作動夾夾住工作定塞瞬間,即工作定塞轉換成工作動塞瞬間,火花塞點火點燃可燃混合氣體。
所述的噴霧塞設置在靜缸的噴霧室上,在汽缸內可燃混合氣體將燃燒完畢時,向汽缸內噴入高細水霧,水霧遇汽缸內高溫氣體,瞬間蒸發為水蒸氣而迅速膨脹推動工作活塞工作,將餘熱能轉換成機械能,進行餘熱利用並降低汽缸內溫度,使排出的廢氣溫度低不帶火星。
對於降低耗能,減少對大氣的熱量排放,保護汽缸,減小對環境危險度有積極的意義,並且使排氣管結構簡單重量減輕。內燃機的靜缸上可以根據情況,在適當的位置設置一個或多個噴霧塞噴霧,提高熱能利用效果。
所述的華輪配對成鏡面向相固定在功率輸出軸上,對稱地設置在汽缸兩旁,隨著動缸和功率輸出軸一起同步轉動。華輪上有相對突出的凸瓦,分別是控制工作定夾的工作定夾凸瓦、控制隔離定夾的隔離定夾凸瓦和控制壓縮定夾的壓縮定夾凸瓦。工作定夾凸瓦的工作面朝氣缸,凸瓦以突出的弧直接壓制推桿一端控制工作定夾,使工作定夾向氣缸內伸出夾住活塞。壓縮定夾凸瓦和隔離定夾凸瓦的工作凸面朝華輪,壓縮定夾的推桿和隔離定夾的推桿的一端有掛鈎,當有凸瓦經過時,掛鈎被凸瓦拉起,使壓縮定夾或隔離定夾放開活塞縮回靜缸壁內。
所述的導塊設計在活塞兩側活塞爪夾槽重疊處,槽的岸邊。導塊兩側卡在活塞中,底部有彈簧。平時,導塊在彈簧作用下高出活塞爪夾槽,靠槽岸高的地方非常靠近氣缸壁,低的地方與活塞體相平,從高到低成斜度。當爪夾貼著活塞過來,壓到斜度直將導塊壓進活塞內,使之與爪夾槽的槽岸相平,便於爪夾從導塊上經過進入爪夾槽。但爪夾不會越過爪夾槽,因爪夾槽另一邊的槽岸也有導塊,而卻沒有壓下,高出爪夾槽槽岸而擋住了爪夾,爪夾必須進入爪夾槽。爪夾入爪夾槽是活塞轉換功能,標誌著相對另一對爪夾放開活塞終止原來的功能。兩對爪夾各先放後抓,因導塊在爪夾槽重疊處,放和抓的爪夾都共用同一導塊,因此當抓的爪夾把導塊壓入活塞,對面放的爪夾正在放開活塞,已離開爪夾槽底一部份,恰到導塊壓下,提前放開活塞放行,抓的爪夾已落入槽中。這樣,放和抓的爪夾在導塊的作用下把放和抓動作連接無縫,活塞始終控制在爪夾中,永不脫夾。
所述的彈簧座成對固定在動缸和靜缸外側活塞爪夾的背面,彈簧座內設置有活動的彈簧,彈簧內有活動的推桿,推桿的一端連著活塞爪夾。定夾的彈簧座固定在靜缸上靜止不轉動,動夾的彈簧座固定在動缸上,隨動缸一起轉動。
所述的外殼上設置可轉動的功率輸出軸,外殼呈半圓形,兩側的中間設置有軸座,軸座內安裝有活動的軸承,功率輸出軸的兩端安裝在軸承上,其中一端進行功率輸出,功率輸出軸上外殼內固定有與靜缸相連的動缸,功率輸出軸上汽缸兩側固定有成對的兩隻成鏡面相同華輪。
所述的動缸、動缸夾、活塞爪夾、功率輸出軸兩端軸座間部分、華輪和彈簧座均設置在外殼內,外殼固定在油缸上。靜缸的上部固定在外殼上,下部固定在油缸內,油缸內裝有機油,華輪、靜缸和動缸的一部分浸潤在油缸內的機油中,當內燃機工作時,功率輸出軸、瓦輪、動缸快速運轉,帶動機油飛濺到需要潤滑的部件上。同時,油泵將機油泵入其他部件的油道,供濺不到機油的部件潤滑。
所述轉輪內燃機的工作排氣缸程和壓縮充氣缸程可以相對地設計調整,以適應不同的環境,不同的燃料燃燒工作,使燃燒更充分,對熱能的利用價值更高,對擴大燃料來源和節約能源有很大的意義。
所述的轉輪內燃機工作時,完成其他內燃機工作時的四衝程循環,即排氣、充氣、壓縮、燃燒四個衝程,本轉輪內燃機工作時充氣和壓縮、燃燒和排氣各同時完成,即在壓縮時同時在充氣,在燃燒膨脹時同時在排廢氣,當前內燃機需兩周完成的四衝程,本轉輪內燃機一周完成。
所述的活塞通過活塞抓夾直接作用於動缸和靜缸上,可燃混合氣體燃燒膨脹力以最接近90度方向的正面垂直作用力於活塞,活塞作用力於活塞抓夾,活塞抓夾作用力於動缸和靜缸,動缸以最接近180度方向的扭力作用力於功力輸出軸,使功力輸出軸扭動,持續不斷的扭動使功力輸出軸轉動,將功力由傳動機械傳送到工作機械上,在內燃機整個工作過程中,可燃混合氣體燃燒膨脹力以最接近90度方向的正面垂直作用力於活塞和最接近180度方向的活塞扭力作用力於功力輸出軸貫穿于全過程,循環始終永久不變。
所述的活塞圓弧中點的弧度圓心、動缸圓周中點的圓心和靜缸圓周中點的圓心,都在同一個圓心點上,每對活塞抓夾中心垂直線也經過這個圓心點,功力輸出軸的圓周圓心也在這個圓心點上,活塞受力以最佳的力度方向扭力作用於活塞抓夾、動缸、靜缸和功力輸出軸,永久不變。
所述的動缸和華輪有蓄勢儲能作用,替代飛輪,減輕整機重量。
本發明工作狀況以活塞的工作狀況和氣缸的工作狀況聯繫起來敍說,即隔離區換塞進程、移塞進程、壓縮充氣進程、動缸無載進程、工作排氣進程,有的進程前後交叉進行。
所述的靜缸因為是靜止的,所以其各部分工作段是固定不變,做功和壓縮在點火段互相交叉。
所述的動缸因為是旋轉中,做功和排氣、進氣和壓縮各同時進行,因此,被動缸夾夾住的動塞前進方向的面的汽缸段,在內燃機做功時排氣,過了隔離區轉換成壓縮;動塞另一個面在內燃機爆燃時做功,過了隔離區轉換成充氣,此動缸汽缸段剛做過功熱量猶存,充入的可燃混合氣體得到此汽缸段的預熱,完全充氣後,可燃混合氣體滯留該汽缸段,滯留時間比往復式內燃機長一倍以上,這裏靠近靜缸點火段,仍有熱量預熱可燃混合氣體,當移塞進程結束,可燃混合氣體被推進壓縮到靜缸點火段,可燃混合氣體進一步得到預熱,內燃機壓縮結束,可燃混合氣體的溫度是相當高了,並且還要再滯留一段時間進行無載進程,預熱可燃混合氣體,使可燃混合氣體燃燒充分,同時也利用了汽缸的餘熱,使汽缸降溫。
所述的轉輪內燃機可用壓燃式,最佳角度的扭力和氣體的預熱,保證了壓燃式的正常運轉,這是當前其他內燃機無可比擬的。
所述的轉輪內燃機可以設計成外缸功率輸出,即將外缸設計成動缸,內缸設計成靜缸,把內缸的部件設計到外缸上,外缸的部件設計到內缸上,就成為外缸功率輸出,也能在一個汽缸中設計多個爆燃點,多個配套的部件,就能實現一個汽缸多個缸段的工作段,增加內燃機動力,也能在一個功率輸出軸上固定多個汽缸,每增加一個汽缸就在功率輸出軸上多一個華輪,實行多缸運轉增加動力,最好的方法是多缸多爆,即數個多爆燃工作段的汽缸在同一根功率輸出軸上運轉,獲得更大的動力輸出。
由於本發明採取了上述的技術措施,因此,如同發明人先前所設計之轉輪內燃機,本發明兼具有轉輪內燃機、轉子發動機和往復式四衝程發動機的優點,且具下列優點:
1、體積小重量輕,功率輸出比相同質量體積的動力機大一倍以上。
2、功率輸出均勻,扭矩大不變化而平穩。
3、震動微小,噪音小。
4、廢氣排除率高而平穩,具有延續性,溫度低無火星,排氣噪音小,怠速性能好。
5、熱利用率高,節省燃料四分之一,對環境污染小。
6、結構簡單設計容易,調試方便。
7、加工製造要求低,便於規模生產。
8、無現有內燃機常見的回火和放炮現象。
9、制式多樣化,可以根據使用需要選擇外缸功率輸出或內缸功率輸出,單缸單爆或單缸多爆,多缸單爆或多缸多爆。
10、由於汽缸內溫度不高,衝擊力平緩,延長部件使用壽命,內燃機可以用其他材料,如工程塑料、陶瓷等替代。
11、部件少結構簡單,可靠性和安全性程度高。
12、自身機械損耗小。
13、工作排氣缸程與壓縮進氣缸程可以相對調整,以適應不同燃料的需要。
除此之外,由於本發明並未使用快閘及電磁閥等元件,故,尚能避免在轉輪內燃機的電路故障時,由於電磁閥不起作用而使轉輪內燃機之活塞撞擊快閘,導致轉輪內燃機之機械損壞之問題。而卻未使用撬臂部件,直接用凸瓦控制推杆,減少結構部件,提高了可靠性。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效,做更進一步之認識與瞭解,茲舉實施例配合圖式,詳細說明如下:
無
1‧‧‧功率輸出軸
2‧‧‧噴霧塞
3‧‧‧噴霧室
4‧‧‧動缸
5‧‧‧靜缸
6‧‧‧甲活塞
7‧‧‧動缸凸瓦座
8‧‧‧工作定夾彈簧座
9‧‧‧華輪
10‧‧‧火花塞
11‧‧‧燃燒室
12‧‧‧工作動夾凸瓦
13‧‧‧外殼
14‧‧‧動缸聯體
15‧‧‧隔離定夾
16‧‧‧隔離定夾彈簧座
17‧‧‧排氣管
18‧‧‧進氣管
19‧‧‧乙活塞
20‧‧‧油缸
21‧‧‧軸承
22‧‧‧工作動夾預落凸瓦
23‧‧‧工作動夾掛鈎
24‧‧‧移塞動夾凸瓦
25‧‧‧壓縮動夾凸瓦
26‧‧‧工作動夾
27‧‧‧導塊
28‧‧‧壓縮定夾預落凸瓦
29‧‧‧壓縮定夾掛鈎
30‧‧‧隔離定夾凸瓦
31‧‧‧壓縮定夾彈簧座
32‧‧‧壓縮定夾凸瓦
33‧‧‧壓縮定夾
34‧‧‧丙活塞
35‧‧‧工作動夾彈簧座
36‧‧‧推桿
37‧‧‧壓縮動夾彈簧座
38‧‧‧工作定夾凸瓦
39‧‧‧移塞動夾彈簧座
40‧‧‧工作定夾預落凸瓦
41‧‧‧移塞動夾
42‧‧‧隔離定夾預落凸瓦
43‧‧‧壓縮動夾
44‧‧‧移塞動夾預落凸瓦
45‧‧‧進氣口
46‧‧‧氣霧室封閉片
47‧‧‧爪夾槽
48‧‧‧壓縮動夾預落凸瓦
49‧‧‧排氣口
50‧‧‧工作定夾
51‧‧‧基準線
52‧‧‧隔離區
第一圖係本發明的外型結構圖;第二圖係本發明的縱向剖面構造圖;第三圖係本發明的工作排氣進程剖面示意圖;第四圖係本發明的初步壓縮剖面示意圖;第五圖係本發明的隔離區換塞進程剖面示意圖;
第六圖係本發明的移塞進程剖面示意圖;第七圖係本發明的壓縮充氣進程剖面示意圖;第八圖係本發明的壓縮充氣完成剖面示意圖;及第九圖係本發明的動缸無載進程剖面示意圖。
為詳細說明本發明創造的技術內容、構造特徵、所達成目的及功效,下面將結合實施例並配合附圖予以詳細說明。
請參閱第1圖及第2圖所示,本發明之轉輪內燃機具有一油缸20及固定於該油缸20上且呈半圓形之一外殼13,該外殼13與汽缸之一靜缸5相連接。該靜缸5上有一燃燒室11、一噴霧室3、一進氣管18、一排氣管17、一壓縮定夾彈簧座31、一隔離定夾彈簧座16、一工作定夾彈簧座8及一動缸凸瓦座7。該燃燒室11上固定有一火花塞10,該噴霧室3上則固定有一噴霧塞2。該靜缸5內壁安裝有一壓縮定夾33、一隔離定夾15及一工作定夾50(請參閱第3至第9圖所示),該等壓縮定夾33、隔離定夾15及工作定夾50係鑲嵌在該靜缸5之汽缸壁內。該動缸凸瓦座7上設置有一工作動夾凸瓦12、一移塞動夾凸瓦24及一壓縮動夾凸瓦25。該工作動夾凸瓦12上設有一工作動夾預落凸瓦22,該移塞動夾凸瓦24上設有一移塞動夾預落凸瓦44,該壓縮動夾凸瓦25上則設有一壓縮動夾預落凸瓦48(請參閱第3至第9圖所示)。該等壓縮定夾彈簧座31、隔離定夾彈簧座16及工作定夾彈簧座8係分別設置在該靜缸5之外側背對該等壓縮定夾33、隔離定夾15及工作定夾50之位置,該等壓縮定夾彈簧座31、隔離定夾彈簧座16及工作定夾彈簧座8內分別設置有一彈簧,該等彈簧內分別設置有一推桿36,該等推桿36之一端係分別連接在該等壓縮定夾33、隔離定夾15及工作定夾50之背部。該工作定夾50(請參閱第3至第9圖所示)之該推桿36的另一端係與一華輪9上之一工作定夾凸瓦38相接觸,該壓縮定夾33及該隔離定夾15之該推桿36,則係分別通過一壓縮定夾掛鈎29及一隔離定夾掛鈎(圖式未標號)與一壓縮定夾凸瓦32及一隔離定夾凸瓦30相接觸。
承前所述,該外殼13之兩側中間各設置一軸承21,且在該軸承21上安裝能轉動之一功率輸出軸1。該外殼13內之該功率輸出軸1上固定有兩隻相對華輪9,該等華輪9間之該功率輸出軸1上固定有通過一動缸聯體14相連之一動缸4,該靜缸5係安裝於該動缸4之外周,該靜缸5係呈圓形環狀,其內側有半橢圓形之一凹腔,且該凹腔能與該動缸4外側呈半橢圓形之另一凹腔合在一起組成環狀橢圓腔之一汽缸,該靜缸5上部固定在該外殼13上,其下部則固定在該油缸20上,該油缸內裝有機油,該靜缸5、動缸4及華輪9之一部份係浸潤於該油缸20內的機油中。
續上,該動缸4內壁上安裝有一工作動夾26、一移塞動夾41(請參閱第3至第9圖所示)及一壓縮動夾43(請參閱第3至第9圖所示),該等工作動夾26、移塞動夾41及壓縮動夾43係鑲嵌在該動缸4之汽缸壁內。該動缸4之外側背對該等工作動夾26、移塞動夾41及壓縮動夾43之位置分別設有一工作動夾彈簧座35、一移塞動夾彈簧座39及一壓縮動夾彈簧座37。該動缸4及該靜缸5的所有彈簧座內都裝有彈簧,彈簧內分別安裝一推桿36,該等推桿36之一端係連接於一爪夾之背部。該壓縮動夾彈簧座37及移塞動夾彈簧座39之該等推桿36的另一端分別能接觸到該壓縮動夾凸瓦25及該移塞動夾凸瓦24,該工作動夾彈簧座35之該推桿36則能通過一工作動夾掛鈎23接觸到該工作動夾凸瓦12。
續上所述,該華輪9上設置有該工作定夾凸瓦38、壓縮定夾凸瓦32及隔離定夾凸瓦30。該工作定夾凸瓦38上設有一工作定夾預落凸瓦40(請參閱第3至第9圖所示),該壓縮定夾凸瓦32上設有一壓縮定夾預落凸瓦28,隔離定夾凸瓦30上則設有一隔離定夾預落凸瓦42(請參閱第3至第9圖所示)。
承上,在該靜缸5上之一隔離區52(請參閱第3至第9圖所示)的兩側分別設置有一進氣口45(請參閱第3至第9圖所示)及一排氣口49(請參閱第3至第9圖所示)。
為便於詳述本發明之技術細節,以下將本發明之轉輪內燃機的三個活塞分別定名為一甲活塞6、一乙活塞19及一丙活塞34。
該等甲、乙及丙活塞6、19及34之兩頭分別安裝有一油環
及一活塞環,該等甲、乙及丙活塞6、19及34之中部上下分別設有兩對活塞爪夾槽47(請參閱第3至第9圖所示),該等活塞爪夾槽47(請參閱第3至第9圖所示)之兩個槽岸分別活動地安裝有一導塊27。該靜缸5內中部的前後各有半圓之一圓片,該等油環及活塞環能藉該等圓片合併成圓形之一氣霧室封閉片46(請參閱第3至第9圖所示),該氣霧室封閉片46(請參閱第3至第9圖所示)的作用是在該等油環及活塞環經過該燃燒室11及/或噴霧室3時,封閉住該燃燒室11及/或噴霧室3,以使高壓的氣體不會流向低壓處。
該等導塊27係設計在該等甲、乙及丙活塞6、19及34兩側之該等活塞爪夾槽47(請參閱第3至第9圖所示)中間,且位在該等活塞爪夾槽47的槽岸。該等導塊27之兩側係卡在該等甲、乙及丙活塞6、19及34中,其底部分別設有一彈簧。平時,該等導塊27在該等彈簧的作用下突出於該活塞爪夾槽47外,在鄰近槽岸較高處之位置係非常靠近氣缸壁,較低處的位置則與活塞體相齊平,從高到低成傾斜狀。當一爪夾貼著該甲、乙及丙活塞6、19或34之一過來,並落下抓取該甲、乙及丙活塞6、19或34時,首先會碰到該導塊27,並沿該導塊27之一斜面將該導塊27壓進該甲、乙及丙活塞6、19或34內,使該導塊27與該活塞爪夾槽47之槽岸相齊平,而能便於該爪夾從該導塊27上經過並進入該活塞爪夾槽47,惟,該爪夾並不會因此而越過該活塞爪夾槽47,其原因在於,該活塞爪夾槽47另一邊之槽岸亦設有另一導塊27,而該另一導塊27並不會被該爪夾壓下,故,高出該活塞爪夾槽47槽岸之該另一導塊27會擋住該爪夾,迫使該爪夾必須進入該活塞爪夾槽47。前述之該爪夾進入該活塞爪夾槽47的過程,係關於該甲、乙及丙活塞6、19或34之轉換功能,換言之,在該爪夾進入該活塞爪夾槽47並抓取該甲、乙及丙活塞6、19或34時,意味著相對另一對爪夾將會放開該甲、乙及丙活塞6、19或34,並終止其原來的功能。前述之兩對爪夾各自先放後抓,且由於該導塊27係位在活塞爪夾槽47中間,無論係放或抓之該等爪夾,皆係共用同一之該導塊27,因此當執行抓取之該爪夾把該導塊27壓入該甲、乙及丙活塞6、19或34,另一側放開該甲、乙及丙活塞6、19或34之該爪夾則會離開該活塞爪夾槽47底一
部份,且藉由該導塊27之移動,恰使放開該甲、乙及丙活塞6、19或34之過程,能與抓取該甲、乙及丙活塞6、19或34之爪夾落入槽中之過程同步進行。如此,放和抓之該等爪夾便能在該導塊27之作用下,使放和抓的動作連接無縫,進而使該等甲、乙及丙活塞6、19及34始終維持在被該等爪夾控制的狀態中,而永不脫夾。
承上所述,本發明之轉輪內燃機之一基準線51(請參閱第3至第9圖所示)在該華輪9及該動缸4上。更進一步言,係位在該動缸4圓周中心點至該工作動夾26中心點的直線,及該華輪9圓周中心點至該工作定夾凸瓦38放夾止點與該隔離定夾凸瓦30放夾止點之直線上。該華輪9上之該基準線51與該動缸4上之該基準線51垂直重合時,該轉輪內燃機才能正常運轉。因為該華輪9及該動缸4的圓心在該功率輸出軸1的圓心上且在同一直線,因此只要該工作動夾26中心點的一點與該工作定夾凸瓦38放夾止點的一點或該隔離定夾凸瓦30放夾止點的一點相互垂直重合,就能達到兩條基準線51垂直重合的效果。
請參閱第3至第9圖所示,以下藉本發明之較佳實施例,對該轉輪內燃機的運轉方式做更進一步地詳述。圖中弧形箭頭表示該動缸4和該華輪9的運轉的方向,圖中該動缸聯體14(如第1圖所示)之部份由該華輪9替代。該轉輪內燃機之該動缸4及華輪9在該功率輸出軸1上同步運轉,該等甲、乙及丙活塞6、19及34在汽缸內受到該等爪夾控制之,而不斷地被變換功能循環,以進行靜止和運轉工作。
請參閱第3圖所示之狀態,係該轉輪內燃機在運轉慣性下,該動缸4、功率輸出軸1及華輪9一起同步運轉,完成動缸無載進程,將進入工作排氣進程之狀態。該工作動夾26已夾住該甲活塞6,該壓縮定夾33則夾住該丙活塞34固定不動,進而使該甲活塞6及丙活塞34密封汽缸段內的可燃混合氣體以完成壓縮。該乙活塞19被該隔離定夾15夾住,且固定在該隔離區52,該丙活塞34及該乙活塞19間之密封汽缸段內充滿可燃混合氣體。
在完成動缸無載進程,且該動缸4中之該工作動夾26夾住工作定塞之該甲活塞6時,該火花塞10點火引爆壓縮的可燃混合氣體,以
推動該甲活塞6運轉,且使該甲活塞6從工作定塞轉換為工作動塞。該甲活塞6通過該工作動夾26帶動該動缸4、功率輸出軸1及華輪9一起同步運轉,同時把廢氣經由該排氣管17(如第1圖所示)從該排氣口49排出,進而使該轉輪內燃機進入工作排氣進程,且使動缸無載進程結束。該甲活塞6經過該噴霧室3後,該噴霧塞2向氣缸內噴霧,霧氣進到氣缸內後會因高溫而化為蒸汽,蒸汽膨脹加強推動該甲活塞6運轉,並降低氣缸內溫度。該甲活塞6運轉到該排氣口49時,該動缸4中之該壓縮動夾43之該推桿36已進入該壓縮動夾預落凸瓦48,且該壓縮動夾43係貼著該乙活塞19運轉。該壓縮動夾43運轉到該乙活塞19之該活塞爪夾槽47時,在該華輪9上之該隔離定夾凸瓦30的控制下,該隔離區52上之該隔離定夾15會放開做為隔離塞之該乙活塞19,以縮回該靜缸5之壁內。同時,該壓縮動夾43在該壓縮動夾凸瓦25的控制下,向氣缸內伸出並夾住做為隔離定塞之該乙活塞19,排氣結束,嗣,該乙活塞19轉換為壓縮動塞。隔離區換塞進程自此開始。
請參閱第4圖所示,該轉輪內燃機在膨脹力的作用下繼續運轉,並帶動該乙活塞19運轉,隨之該乙活塞19會封閉該進氣口45,進而對該丙活塞34及乙活塞19間之氣缸段的可燃混合氣體進行初步壓縮。該甲活塞6運轉至該排氣口49時會把該排氣口49完全關閉,動缸中之該移塞動夾41之該推桿36則進入該移塞動夾預落凸瓦44,使該移塞動夾41貼著該丙活塞34運轉。該甲活塞6越過該排氣口49後,便能露出該排氣口49,此時工作排氣進程便完全結束,該轉輪內燃機便開始靠該動缸4及華輪9之慣性力繼續運轉,且尚有漲力的廢氣將會從該排氣口49被排出。該動缸4繼續帶著該甲活塞6及乙活塞19運轉,該隔離區52之換塞進程仍在進行中。
請參閱第5圖所示,此時,該移塞動夾41運轉到該丙活塞34之該活塞爪夾槽47(如第3圖所示),且該靜缸5上之該壓縮定夾33之該推桿36在該壓縮定夾凸瓦32的控制之下,會把該壓縮定夾33(如第3圖所示)從該丙活塞34之該活塞爪夾槽47中收起,且復位至該靜缸5壁內。同時,在該移塞動夾凸瓦24的控制下,該移塞動夾41之該推桿36會
將該移塞動夾41壓入該丙活塞34之該活塞爪夾槽47中,進而使該丙活塞34由一壓縮定塞轉換為一移塞動塞,以令移塞進程開始。
承上,該丙活塞34及乙活塞19間之氣缸段的可燃混合氣體初步壓縮停止,被運轉移動到燃燒室缸段。在該移塞動夾41的帶動之下,該丙活塞34與該動缸4、華輪9及功率輸出軸1會一起同步運轉,這時候該轉輪內燃機之該等甲、乙及丙活塞6、19及34,會在動缸爪夾的帶動下,與該動缸4、華輪9及功率輸出軸1一起同步運轉。
請參閱第6圖所示,此時該隔離定夾15之該推桿36會落入該隔離定夾預落凸瓦42,該隔離定夾15貼著運轉中之該甲活塞6,向該甲活塞6之該活塞爪夾槽47(如第3圖所示)靠近。該丙活塞34與該排氣口49缸段內的廢氣在該丙活塞34的推動下初步排出。
隨著該轉輪內燃機的運轉,該甲活塞6後部之該排氣口49露出口越來越大,該甲活塞6及乙活塞19間則會露出該進氣口45,當該甲活塞6運轉到該隔離區52中間時,該動缸4上之該工作動夾26(如第3圖所示)的推桿36在該工作動夾凸瓦12的控制下,會把該工作動夾26收回縮進動缸壁內,且放開該甲活塞6。同時,該隔離定夾15之該推桿36在該隔離定夾凸瓦30的控制下,會把該隔離定夾15伸向氣缸內並夾住該甲活塞6,以將該甲活塞6固定在該隔離區52,使得該甲活塞6由一工作動塞轉為一隔離定塞,且使該轉輪內燃機開始從該進氣口45向該甲活塞6及乙活塞19間氣缸段內充入可燃混合氣體。隔離區換塞進程結束,移塞進程還在進行中。
該轉輪內燃機繼續靠著慣性運轉,該甲活塞6仍被該隔離定夾15夾住並固定在該隔離區52,該丙活塞34及乙活塞19在該動缸4的帶動下繼續運轉,該丙活塞34及乙活塞19間缸段內的可燃混合氣體繼續運轉移動,該甲活塞6及乙活塞19間缸段內繼續充入可燃混合氣體。移塞進程仍在進行中。當該丙活塞34運轉至該工作定夾50時,該工作定夾50之該推桿36會落入該工作定夾預落凸瓦40。該丙活塞34之該活塞爪夾槽47運轉至該工作定夾50時,該移塞動夾41之該推桿36則會在該移塞動夾凸瓦24的控制下,拉動該移塞動夾41,以使該移塞動夾41放開該丙活塞34
縮回動缸壁內,嗣,該工作定夾50之該推桿36在該工作定夾凸瓦38的控制之下,便會推動該工作定夾50向氣缸內伸出並夾住該丙活塞34,進而使該丙活塞34由移塞動塞轉換為工作定塞。移塞進程結束,充氣壓縮進程開始。
請參閱第7圖所示,該轉輪內燃機靠該動缸4及華輪9的慣性繼續運行,該甲活塞6仍被該隔離定夾15夾住並固定在該隔離區52,該丙活塞34則被該工作定夾50夾住固定不動。該動缸4帶動該乙活塞19旋轉運行,第二次壓縮該丙活塞34及乙活塞19之間缸段的已運轉移到位的可燃混合氣體。在該甲活塞6及乙活塞19之間缸段由於該乙活塞19的運轉體積不斷擴大,可燃混合氣體繼續充入此缸段內。該乙活塞19運轉到該壓縮定夾33時,該壓縮定夾33之該推桿36會落到該壓縮定夾預落凸瓦28,使得該壓縮定夾33貼著運轉著之該乙活塞19。當該乙活塞19之該活塞爪夾槽47運轉到該壓縮定夾33時,該壓縮動夾43之該推桿36會在該壓縮動夾凸瓦25的控制下,拉動該壓縮動夾43放開該乙活塞19,並縮回動缸壁內。同時,該壓縮定夾33之該推桿36在該壓縮定夾凸瓦32的控制下,向氣缸壁內伸出並夾住該乙活塞19,使得該乙活塞19由一壓縮動塞轉換為一壓縮定塞。此時,該丙活塞34及乙活塞19間的可燃混合氣體壓縮完成,該甲活塞6及乙活塞19之間缸段的可燃混合氣體充滿到位。壓縮充氣進程結束,動缸無載進程開始,轉輪內燃機中之該等甲、乙及丙活塞6、19及34都被該靜缸5上的定夾夾住,該動缸4無負擔地靠慣性運轉。
請參閱第8圖及第9圖所示,該轉輪內燃機繼續藉該動缸4及華輪9的慣性運轉,該動缸4上之該工作動夾26運轉到該丙活塞34時,該工作動夾26之該推桿36落到該工作動夾預落凸瓦22。該轉輪內燃機繼續運轉,仍在動缸無載進程中。當該工作動夾26運轉到該丙活塞34之該活塞爪夾槽47時,在該華輪9上之該工作定夾凸瓦38的控制下,該靜缸5上之該工作定夾50之該推桿36會拉動該工作定夾50,使該工作定夾50放開該丙活塞34並縮進靜缸壁內;在該動缸凸瓦座7(如第1圖所示)上之該工作動夾凸瓦12的控制下,該動缸4上之該工作動夾26之該推桿36,會推動該工作動夾26向汽缸內伸出夾住該丙活塞34,以使該丙活塞34由
一工作定塞轉換為一工作動塞,工作排氣進程開始。如此循環往復使轉輪內燃機不定地運轉。
在此特別一提者,本發明之該推桿36不能直接接觸凸瓦,宜通過結實的塊部件接觸凸瓦;另,前文所述之掛鈎係結實之一塊狀部件,以「掛鈎」之係為便於理解其作用原理。之所以在圖面上以該推桿36直接接觸凸瓦及掛鈎的方式來製圖與敘述,僅係為了敘述方便,令所屬技術領域之人士能便於瞭解如何實施。
本發明之該轉輪內燃機如果除去該燃燒室11及噴霧室3,並減少一個活塞及兩對爪夾,亦可被設計成圓周旋轉之一轉輪式壓縮機,且在該轉輪式壓縮機的基礎上,尚能進一步被設計成圓周旋轉之一轉輪式蒸汽機,或被設計成一抽氣機。
按,以上所述,僅係本發明之若干較佳實施例,惟,本發明所主張之權利範圍,並不侷限於此,按凡熟悉該項技藝之人士,依據本發明所揭露之技術內容,可輕易思及之等效變化,均應屬不脫離本發明之保護範疇。
1‧‧‧功率輸出軸
2‧‧‧噴霧塞
3‧‧‧噴霧室
4‧‧‧動缸
5‧‧‧靜缸
6‧‧‧甲活塞
7‧‧‧動缸凸瓦座
8‧‧‧工作定夾彈簧座
9‧‧‧華輪
10‧‧‧火花塞
11‧‧‧燃燒室
12‧‧‧工作動夾凸瓦
13‧‧‧外殼
14‧‧‧動缸聯體
15‧‧‧隔離定夾
16‧‧‧隔離定夾彈簧座
17‧‧‧排氣管
18‧‧‧進氣管
19‧‧‧乙活塞
20‧‧‧油缸
21‧‧‧軸承
Claims (6)
- 一種轉輪內燃機,該轉輪內燃機之一油缸上固定有一外殼,該外殼一汽缸之一靜缸相連,該靜缸上設置有彈簧座、動缸凸瓦座、進氣管、排氣管、燃燒室、火花塞、噴霧室、噴霧塞、隔離區,且活動地設置有複數個活塞爪夾,其中,該隔離區係設置在一進氣口及排氣口間;該外殼中之一軸承上設置有可轉動之一功率輸出軸,該功率輸出軸上固定有一動缸及一華輪;該動缸上活動地設置有複數個活塞爪夾,該靜缸外側呈內凹狀之一半圓與該動缸內側呈內凹狀之另一半圓組成一汽缸,該汽缸上之該動缸及該華輪係設置在該外殼內,該轉輪內燃機包括:三個活塞,係為在該汽缸內並活動地延圓周旋轉,且在運轉的過程中分別被該汽缸內之該等活塞爪夾輪流循環抓放控制,進而在抓放控制的過程中不斷變換工作方式,其中,該等活塞的弧長和該隔離區之弧長相等;該活塞在該隔離區被一隔離定夾夾住固定不動時,該活塞會把該進氣口及排氣口相互隔離,以使該轉輪內燃機能順利地進行充氣和排氣;及複數個彈簧座,係設置於該動缸之外側,且各該彈簧座內分別設有一彈簧,各該彈簧內分別設有一推桿,以使該等活塞爪夾能透過該等彈簧座及該等推桿,被該華輪及動缸凸瓦座上之凸瓦所控制。
- 如請求項1所述之轉輪內燃機,其中該動缸之一基準線係在該動缸圓周中心點至一工作動夾中心點的直線上,該華 輪之一基準線係在該華輪圓周中心點至一工作定夾凸瓦放夾止點及一隔離定夾凸瓦放夾止點的直線上。
- 如請求項1所述之轉輪內燃機,其中各該活塞分別設有一活塞環及一油環,該靜缸內中部的前後各有半圓之一圓片,該等油環及活塞環能藉該等圓片合併成圓形之一氣霧室封閉片,以在該活塞環及油環經過該燃燒室及/或該噴霧室時,能封閉住該燃燒室及/或噴霧室。
- 如請求項1所述之轉輪內燃機,其中該動缸凸瓦座係設置於該靜缸外側與該動缸相交接之位置,且該動缸凸瓦座內側對應於該等彈簧座之該推桿的上方,設置有三個動夾凸瓦。
- 如請求項1所述之轉輪內燃機,其中該靜缸上之該排氣口係設在工作缸段與該隔離區之間,除了該活塞經過時會使該排氣口暫時封閉外,該排氣口係持續處於開啟狀態;該靜缸上之該進氣口設計在充氣壓縮缸段與該隔離區之間,且能持續供氣體進入,而不提供氣體自其排出。
- 如請求項1或4所述之轉輪內燃機,其中該華輪及該動缸凸瓦座上之凸瓦皆設置有一預落凸瓦。
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