專利名稱：行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的制作方法
行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機相關(guān)申請的交叉引用本申請要求享有2008年6月16日提交的美國專利申請No. 61/132，141、2008年 6月16日提交的美國專利申請No. 61/132，142、2008年6月16日提交的美國專利申請 No. 61/132, 143、以及2008年6月16日提交的美國專利申請No. 61/132，144的權(quán)益，這幾 份申請被全部援引加入于此。
背景技術(shù)：
和發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及行星旋轉(zhuǎn)裝置，下面公開的是可以用作內(nèi)燃機的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機包括多個轉(zhuǎn)子，它們在相對的行星運動中沿相同的方向并以 相同的速度繞平行的轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)。二沖程的和四沖程的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機都可以具有吸 入、壓縮、做功和排氣階段，這些階段由旋轉(zhuǎn)過程中的相對轉(zhuǎn)子位置限定。已經(jīng)公開了 各種行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機結(jié)構(gòu)，例如，在美國專禾U No. 2，097，881、美國專利No. 2，410，341、 美國專禾Ij No. 3，809，026、美國專利No. 3，439，654、美國專利No. 6，139，290、和美國專利 No. 6，224，358 中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種行星旋轉(zhuǎn)裝置，下面公開在行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的實施方式中。該 行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機包括進料壓縮系統(tǒng)，用于壓縮空氣和/或空氣燃料混合物的進料，空氣和/ 或空氣燃料混合物的進料通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)被預(yù)壓縮，并且通過旋轉(zhuǎn)閥被供應(yīng)到燃燒室里， 以提高功率密度，該閥可以是主動調(diào)節(jié)閥，用于有選擇地改變吸氣閥的開口，以調(diào)節(jié)吸入沖 程的時機和/或持續(xù)時間，例如根據(jù)發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和/或負載。排氣閥同樣可以是 可以主動調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)閥，用于進一步的發(fā)動機控制。壓縮插入物可以安裝在行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動 機的端壁組件之間，以吸收燃燒力，并且為發(fā)動機提供剛度，并且在燃燒室的最小容積處， 占據(jù)轉(zhuǎn)子之間所有的或者幾乎所有的容積，從而有效地提高發(fā)動機的壓縮比。壓縮空氣進 料可以被可替代地或者被另外供應(yīng)到排氣系統(tǒng)或者總管里，以減少排放。行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機 可以整體上包括用在混合動力裝置應(yīng)用中的發(fā)電機，并且/或者多個行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機可以 結(jié)合在一起。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，行星旋轉(zhuǎn)裝置包括一對端壁和一個殼體，，它們限定了一 個殼體腔。其中一個端壁包括吸氣口和安裝到殼體腔室的端壁外側(cè)上的旋轉(zhuǎn)吸氣閥，旋轉(zhuǎn) 吸氣閥的閥門開口有選擇地旋轉(zhuǎn)到與吸氣口對齊。多個轉(zhuǎn)子在殼體腔室內(nèi)一齊旋轉(zhuǎn)，并且 內(nèi)腔被限定在轉(zhuǎn)子的至少一部分之間。相鄰并且重疊的第一和第二轉(zhuǎn)子腔室形成在殼體腔 室內(nèi)，并且包括相鄰的近似為半圓形的第一和第二腔室壁部。第一轉(zhuǎn)子在第一轉(zhuǎn)子腔室內(nèi) 旋轉(zhuǎn)，而第二轉(zhuǎn)子在第二轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。第一轉(zhuǎn)子腔室包括壓縮吸氣口，用于有選擇地將 空氣或者空氣燃料混合物的進料供應(yīng)到殼體腔室的外容積內(nèi)，其中在第一和第二轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)過程中，外容積在第一和第二轉(zhuǎn)子腔室之間膨脹，而在外容積的膨脹過程中，進料通過壓 縮吸氣口被抽吸。第二轉(zhuǎn)子腔室包括輸送孔，當外容積因第一和第二轉(zhuǎn)子的持續(xù)旋轉(zhuǎn)而減 小時，進料變成預(yù)壓縮的進料，而預(yù)壓縮的進料通過輸送孔被排出殼體腔室。預(yù)壓縮的進料被輸送通過在輸送孔和旋轉(zhuǎn)閥之間延伸的進料總管，并且當閥門開口與吸氣口對齊時，通 過旋轉(zhuǎn)閥進入內(nèi)腔。在進料包括空氣的情況下，預(yù)壓縮的進料可以備選地和/或另外地從 輸送孔通過進料總管被釋放到排氣總管，以減少排放，其中備選的或者另外的進料總管與 排氣總管相連。在行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的實施方式中，旋轉(zhuǎn)閥可以安裝到其中一個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸上， 并且可以連接到該軸上，以相對于該轉(zhuǎn)子軸做選擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動，以便閥門開口相對 于該轉(zhuǎn)子軸可以調(diào)節(jié)。發(fā)動機可以是旋轉(zhuǎn)閥上僅有一個閥門開口的四沖程發(fā)動機，也可以 是旋轉(zhuǎn)閥上有兩個閥門開口的二沖程發(fā)動機。壓縮吸氣口可以限定為其中一個端壁上的開 口，它由第一轉(zhuǎn)子有選擇性地開閉。輸送孔可以限定為第二腔室壁部上的開口，它由第二轉(zhuǎn) 子有選擇性地開閉。在特殊的實施方式中，發(fā)動機可以包括4個轉(zhuǎn)子，這些轉(zhuǎn)子可以具有橢 圓形的橫截面輪廓和一對相對的葉片。在該發(fā)動機的實施方式中，壓縮插入物可以安裝在 內(nèi)腔內(nèi)的端壁之間。其他的壓縮吸氣口和其他的輸送孔可以包括在相鄰的第三和第四轉(zhuǎn)子 腔室上，用于向內(nèi)腔提供其他的預(yù)壓縮進料。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，行星旋轉(zhuǎn)裝置包括一對端壁和一個具有內(nèi)側(cè)壁的殼 體，它們限定了一個殼體腔。安裝到轉(zhuǎn)子軸上的多個轉(zhuǎn)子在殼體腔內(nèi)繞在端壁之間延伸的 旋轉(zhuǎn)軸線一起旋轉(zhuǎn)。殼體腔包括一個被限定在端壁和轉(zhuǎn)子的至少一部分之間的內(nèi)燃燒室， 隨著限定燃燒室的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，內(nèi)燃燒室的容積在最大容積和最小容積之間變化。壓縮插 入物位于內(nèi)燃燒室內(nèi)，并且在端壁之間延伸，并且被固定到端壁上，從而占據(jù)燃燒室的一部 分容積，因此相對于無壓縮插入物的燃燒室的最小容積，顯著地減小燃燒室的最小容積。旋 轉(zhuǎn)閥可充當吸氣或排氣閥，行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機可包括多個這樣的旋轉(zhuǎn)閥。旋轉(zhuǎn)閥可以嵌在行 星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的端壁組件上的空腔內(nèi)，以便旋轉(zhuǎn)，空腔包括閥口，在旋轉(zhuǎn)閥的旋轉(zhuǎn)過程中， 旋轉(zhuǎn)閥開口與閥口對正，以打開閥口。在特定的實施方式中，壓縮插入物包括延長部分和安裝頭，其中一個端壁包括用 于安放安裝頭的插入物空腔。端壁可包括貼近插入物空腔和安裝頭的閥口，安裝頭具有符 合閥口的輪廓，因此通過閥口的流動不受壓縮插入物的阻礙。在特定的實施方式中，發(fā)動機 可包括四個大體上為橢圓形的轉(zhuǎn)子，燃燒室由轉(zhuǎn)子限定，壓縮插入物位于燃燒室的中心。每 個轉(zhuǎn)子包括一對沿橫向相對的葉片，當燃燒室處在最小容積時，每個轉(zhuǎn)子的其中一個葉片 同時貼近壓縮插入物。在另一個實施方式中，其中一個端壁包括閥口和操作安裝到端壁上 的旋轉(zhuǎn)閥，旋轉(zhuǎn)閥的閥門開口被有選擇地旋轉(zhuǎn)到與閥口對齊。旋轉(zhuǎn)閥被安裝到其中一個轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)子軸上，并且被可旋轉(zhuǎn)地連接到該轉(zhuǎn)子軸上，以相對于該轉(zhuǎn)子軸做選擇性的相對旋 轉(zhuǎn)運動，因此通過旋轉(zhuǎn)閥在該轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，閥門開口相對于該轉(zhuǎn)子軸是可以調(diào)節(jié) 的。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，行星旋轉(zhuǎn)裝置包括具有至少一個閥門開口的旋轉(zhuǎn)閥， 并且與轉(zhuǎn)子軸相連，以便繞轉(zhuǎn)子軸二者一起旋轉(zhuǎn)，并且用于使旋轉(zhuǎn)閥相對于轉(zhuǎn)子軸做選擇 性的相對旋轉(zhuǎn)運動。由此，通過旋轉(zhuǎn)閥在該轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，旋轉(zhuǎn)閥的閥門開口是可調(diào) 節(jié)的。在特定的實施方式中，旋轉(zhuǎn)閥包括相鄰安裝的第一和第二閥片，它們共同限定閥 門開口。第一和第二閥片中的至少一個被可旋轉(zhuǎn)地連接到該轉(zhuǎn)子軸上，以相對于該轉(zhuǎn)子軸 做選擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動，從而通過第一和/或第二閥片在該轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，閥門開口的大小和/或閥門開口的朝向相對于該轉(zhuǎn)子軸是可以調(diào)節(jié)的。第一和第二閥片都可 以被可旋轉(zhuǎn)地連接到該轉(zhuǎn)子軸上，以讓第一和第二閥片相對于該轉(zhuǎn)子軸做選擇性的旋轉(zhuǎn)運 動。在特定的實施方式中，第一和第二閥片中的每一個都包括一個用于安放轉(zhuǎn)子軸的安裝 開口，至少一個安裝開口包括一個螺旋槽，并且轉(zhuǎn)子軸相對于旋轉(zhuǎn)閥的軸向平移運動使得 第一和第二閥片中的一個或者兩個都借助于作用于螺旋槽上的轉(zhuǎn)子軸做選擇性的旋轉(zhuǎn)運 動。轉(zhuǎn)子軸可包括一個或多個位于第一和/或第二閥片的螺旋槽內(nèi)的鍵，例如螺旋形鍵，轉(zhuǎn) 子軸的軸向平移運動使得第一和/或第二閥片借助于作用于螺旋槽上的鍵做選擇性的旋 轉(zhuǎn)運動。另外，轉(zhuǎn)子軸可包括與第一和/或第二閥片上的螺旋槽對正的螺旋形軸槽，許多滾 珠軸承被安排在這些槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子軸相對于旋轉(zhuǎn)閥的軸向平移運動使得第一和/或第二閥片 中的一個或者兩個都借助于滾珠軸承做選擇性的旋轉(zhuǎn)運動。壓縮插入物可以選擇性地位于 行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的內(nèi)腔內(nèi)，并且在相對的端壁之間延伸，并且被固定到相對的端壁上，從而 占據(jù)內(nèi)腔的一部分容積。在另一個實施方式中，第一閥片包括圓形的基座部分和從圓形基座的周緣延伸出 來的弓形部分，第二閥片大體上為圓形，并且包括深坑和沿著第二閥片周緣的弓形間隙。第 一閥片的基座部分被嵌在第二閥片的深坑內(nèi)，第一閥片的弓形部分位于第二閥片的弓形間 隙處，閥門開口由第二閥片的未被第一閥片的弓形部分充滿的那部分弓形間隙限定。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，行星旋轉(zhuǎn)裝置包括一對端壁和一個具有內(nèi)側(cè)壁的殼 體，它們限定了一個殼體腔，多個轉(zhuǎn)子可以在殼體腔內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)，并且具有在端壁之間延伸 的旋轉(zhuǎn)軸線。多個轉(zhuǎn)子軸每個都與一個轉(zhuǎn)子操作相連，其中至少一部分轉(zhuǎn)子軸具有齒輪傳 動端。一個環(huán)形齒輪被安排在齒輪傳動端的周圍，并且隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，環(huán)形齒輪包括 多個固定到環(huán)形齒輪外表面的磁鐵。一個固定的外層線圈被安排在環(huán)形齒輪的周圍，并且 圍繞著環(huán)形齒輪，因此環(huán)形齒輪在外層線圈內(nèi)隨環(huán)形齒輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電流。在 特定的實施方式中，行星旋轉(zhuǎn)裝置包括四個所述的轉(zhuǎn)子和四根所述的轉(zhuǎn)子軸，與每根轉(zhuǎn)子 軸包括一個齒輪傳動端。發(fā)電的行星旋轉(zhuǎn)裝置可以選擇性地包括預(yù)壓縮進料系統(tǒng)、壓縮插 入物、和/或主動調(diào)節(jié)閥，這些已在這里公開。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，行星旋轉(zhuǎn)裝置系統(tǒng)包括多個行星旋轉(zhuǎn)裝置，每個包括 一個由轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動的驅(qū)動系統(tǒng)，每個驅(qū)動系統(tǒng)包括一根輸出軸，該系統(tǒng)還包括具有主輸出 軸的齒輪箱。行星旋轉(zhuǎn)裝置的輸出軸與齒輪箱相連，借此行星旋轉(zhuǎn)裝置合起來驅(qū)動齒輪箱 的主輸出軸，或者被主輸出軸驅(qū)動。拉桿可用于把單獨的行星旋轉(zhuǎn)裝置連接到一起。該系 統(tǒng)的行星旋轉(zhuǎn)裝置可以選擇性地包括預(yù)壓縮進料系統(tǒng)、壓縮插入物、和/或主動調(diào)節(jié)閥，這 些已在這里公開。還包括根據(jù)本發(fā)明的操作行星旋轉(zhuǎn)裝置的方法。例如，這樣的方法包括通過預(yù)壓 縮吸氣口將進料抽到第一轉(zhuǎn)子腔室處的殼體腔里，壓縮第一轉(zhuǎn)子腔室和相鄰的第二轉(zhuǎn)子腔 室之間的進料，以產(chǎn)生預(yù)壓縮進料，通過第二轉(zhuǎn)子腔室處的輸送孔從殼體腔中排出預(yù)壓縮 進料，并且通過旋轉(zhuǎn)閥將預(yù)壓縮進料輸送到行星旋轉(zhuǎn)裝置的內(nèi)腔里。這樣的方法可以與具 有主動調(diào)節(jié)閥和/或壓縮插入物的行星旋轉(zhuǎn)裝置一起使用。另一個方法包括提供具有安裝到轉(zhuǎn)子軸上的主動可變旋轉(zhuǎn)閥的行星旋轉(zhuǎn)裝置， 并且在操作過程中，相對于轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)閥，以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)閥的閥門開口。旋轉(zhuǎn)閥可以包 括第一和第二閥片，它們被螺旋管機械連接到轉(zhuǎn)子軸上，該方法包括沿軸向移動轉(zhuǎn)子軸，以使第一和第二閥片中的一個或者兩個相對于轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)閥門開口的大小和/或 閥門開口暴露于閥口的時機。根據(jù)下面的說明書并結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些以及其他的目標、優(yōu)點、目的和部件 會變得顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的排氣側(cè)透視圖，驅(qū)動系統(tǒng)固定于此側(cè)；圖2顯示的是圖1的除去驅(qū)動系統(tǒng)的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的吸氣側(cè)透視圖；圖2A顯示的是圖2的除去排氣總管的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的側(cè)面的平面圖，進料總管 在殼體塊和吸氣側(cè)之間延伸；圖2B是圖2的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的側(cè)面的平面圖，顯示出備選的進料總管在殼體塊 和排氣總管之間延伸；圖3是圖2的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的吸氣側(cè)透視圖，顯示出一部分進料總管被除去，并 且公開了蓋板上的吸氣口；圖4是圖3的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的吸氣側(cè)透視圖，顯示出進料總管完全被除去，并且 蓋板被除去；圖5是圖4的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的吸氣側(cè)透視圖，顯示出軸承板被除去，并且公開了 一對根據(jù)本發(fā)明的一個方面可主動變化的轉(zhuǎn)子閥；圖6是圖5的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的吸氣側(cè)透視圖，顯示出閥板被除去，并且唯一的轉(zhuǎn) 子和轉(zhuǎn)子閥被除去，從而公開了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的壓縮插入物；圖7和8是圖2的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機從吸氣側(cè)來看的平面圖，顯示出吸入壁被除去， 并且公開了 4個轉(zhuǎn)子的朝向，其中內(nèi)燃燒室達到最大，并且與外腔對應(yīng)的4個外容積減到最 小(圖7)，還公開了一個轉(zhuǎn)子的朝向，其中內(nèi)燃燒室容積減到最小，而4個腔室容積達到最 大(圖8)；圖9-15是圖2的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機從排氣側(cè)來看的平面圖，顯示出排氣端壁被除 去，并且展示了處于殼體腔室內(nèi)各種旋轉(zhuǎn)位置的轉(zhuǎn)子；圖15A是備選的吸氣端壁元件的平面圖，公開了備選的輸送孔結(jié)構(gòu)；圖15B是備選的吸氣端壁蓋板的平面圖，公開了備選的進料總管；圖16是閥板的頂部透視圖，公開了兩個根據(jù)本發(fā)明的一個方面的可主動變化的 旋轉(zhuǎn)閥；圖17是圖16的閥板的透視圖，顯示出旋轉(zhuǎn)閥被除去；圖18是圖17的閥板的內(nèi)側(cè)面透視圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的可主動變化的轉(zhuǎn)子閥門組件的分解透視圖；圖20和21是圖19的顯示安裝到轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)閥組件的局部被切除的剖視圖；圖22顯示的是圖19的從轉(zhuǎn)子軸上取下的旋轉(zhuǎn)閥片的頂部平面圖；圖23是圖22的旋轉(zhuǎn)閥片的底部平面圖；圖24和25公開了圖19的安裝到具有閥口的閥板上的旋轉(zhuǎn)閥，顯示出其他尺寸的 閥門開口 ；圖26是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的可替換的可主動變化的轉(zhuǎn)子閥門的局部被切除的剖面透視圖，它公開了可替換的驅(qū)動聯(lián)動系統(tǒng)；圖27是圖26的轉(zhuǎn)子軸的側(cè)面平面圖；圖28和29是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的可替換的可主動變化的旋轉(zhuǎn)閥的透視圖， 該旋轉(zhuǎn)閥顯示安裝到轉(zhuǎn)子上，并且公開其他尺寸和朝向的閥門開口；圖29A是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的可替換的可主動變化的旋轉(zhuǎn)閥的透視圖，它具 有兩個旋轉(zhuǎn)閥開口；圖29B是圖29A的旋轉(zhuǎn)閥的頂部平面圖；圖30是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的壓縮插入物的透視圖；圖31是圖30的壓縮插入物的端部的底部平面圖；圖32是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的附有發(fā)電機系統(tǒng)的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的透視圖；圖33是圖32的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機和發(fā)電機系統(tǒng)的局部的前平面圖；圖34是兩個六轉(zhuǎn)子行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的說明性的頂部透視圖，它們借助于齒輪箱 耦合到共用的輸出軸上；圖35和36是兩個結(jié)合在一起的六轉(zhuǎn)子行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的前后透視圖；圖37是可替換的轉(zhuǎn)子布局的前平面示意圖，它們可以與本發(fā)明的某些方面一起 使用，其中轉(zhuǎn)子包含在具有多個半圓形壁部的殼體腔內(nèi)；和圖38是作為備選配置的轉(zhuǎn)子的頂部平面圖，它們可以與本發(fā)明的某些方面一起 使用。
具體實施例方式下面將參照附圖描述本發(fā)明，其中，在下面的書面描述中標記的元件對應(yīng)于各圖 中相同標記的元件。本發(fā)明體現(xiàn)為圖1中所示的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機40，圖中顯示出它連接到驅(qū)動系統(tǒng)42 上。如在下面詳細所述，發(fā)動機40包括多個轉(zhuǎn)子44和用于壓縮空氣和/或空氣燃料混合 物的進料的進料壓縮系統(tǒng)，進料通過轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)被預(yù)壓縮，并且被供應(yīng)到發(fā)動機40的燃 燒室46中，以提高功率密度。壓縮空氣進料可以被可替代地或者被另外供應(yīng)到發(fā)動機40 的排氣系統(tǒng)或者總管里，以減少排放。發(fā)動機40還包括位于燃燒室46內(nèi)的壓縮插入物元 件48，它既占據(jù)一部分燃燒室46的容積，又為發(fā)動機40提供剛度。壓縮插入物48的大小 與形狀被做成在轉(zhuǎn)子44位于與燃燒室46的最小容積對應(yīng)的位置處，占據(jù)各轉(zhuǎn)子44之間所 有或者幾乎所有的容積，從而有效地增加發(fā)動機40的壓縮比。壓縮插入物48安裝到發(fā)動 機40的兩個端壁上，以補償發(fā)動機40內(nèi)的燃燒力。另外，發(fā)動機40可以另外包括可主動 調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)閥組件50、150，用于發(fā)動機40的吸氣和/或排氣閥閥口?？烧{(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)閥組件 50、150允許吸氣和排氣沖程的時機和/或持續(xù)時間有選擇地變化，例如根據(jù)發(fā)動機的每分 鐘轉(zhuǎn)數(shù)和/或負載，從而進一步提高發(fā)動機40的性能?，F(xiàn)在來看圖1，發(fā)動機40包括安裝驅(qū)動系統(tǒng)42的排氣側(cè)52。展示的發(fā)動機40包 括4個獨立的轉(zhuǎn)子44，它們安裝在獨立的軸54上。驅(qū)動齒輪56安裝到軸54上，傳動帶或 者鏈58布置在齒輪56的周圍，以驅(qū)動傳動輸出軸60。與發(fā)動機40的燃燒室46相連的排 氣總管62背離驅(qū)動系統(tǒng)延伸。發(fā)動機40的吸氣側(cè)64如圖2所示，包括進料的吸氣總管66，并且公開了轉(zhuǎn)子軸54的相對端。發(fā)動機40的吸氣側(cè)64包括吸氣端壁，在展示的實施方式中，該吸氣端壁包括 在圖2-6中詳細展示的吸氣端壁組件68。吸氣端壁組件68包括吸氣蓋板70、吸氣軸承板 72、和安裝到發(fā)動機40的殼體塊76上的吸氣閥板74。安裝在轉(zhuǎn)子軸54上的軸承78被保 持在用于每根軸54的軸承板72中。吸氣蓋板70包括進料預(yù)壓縮或者壓縮吸氣口 80，允 許空氣或者空氣燃料混合物的進料被輸送到發(fā)動機40里，用于如下所述的進料壓縮系統(tǒng)， 以及吸氣閥口 82a、82b，空氣和/或空氣和燃料通過該吸氣閥口被送到發(fā)動機40的燃燒室 46里。軸承板72還包括與吸氣蓋板70的壓縮吸氣口 80對齊的進料預(yù)壓縮或者壓縮吸氣 口 84，并且包括與吸氣蓋板70的吸氣口 82對齊的吸氣口 86 (如圖4所示的一個吸氣口)。 軸承板72還包括用于點火系統(tǒng)(未顯示)的陽極的絕緣火花塞線的溝槽88。如圖5所示，吸氣閥板74支撐一對旋轉(zhuǎn)吸氣閥50a、50b，每個旋轉(zhuǎn)吸氣閥被安裝 到獨立的轉(zhuǎn)子軸54上，并且包括閥門開口 90a、90b。如在下面詳細所述，旋轉(zhuǎn)吸氣閥50有 選擇地打開閥板74上的吸氣口 92a、92b (圖9)，從而允許進料被輸送到發(fā)動機40的燃燒 室46，閥板74的吸氣口 92與軸承板72的吸氣口 86對正。閥板74還包括進料預(yù)壓縮或 者壓縮吸氣口 94，它允許空氣或者空氣燃料混合物的進料被輸送到進料壓縮系統(tǒng)的發(fā)動機 40，閥板74的吸氣口 94與軸承板72的吸氣口 84對正。如圖6和8所示，發(fā)動機40包括 4個位于殼體塊76的殼體腔96內(nèi)的轉(zhuǎn)子44，壓縮插入物48安裝轉(zhuǎn)子44的中心。雖然未 顯示，但是發(fā)動機40還包括空氣過濾系統(tǒng)和燃料輸送系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)可以與獨立的吸氣 總管或者與進料的吸氣總管66工作相連，并且/或者可以在吸氣口 80處與蓋板70相連， 以通過吸氣口 80供應(yīng)空氣和/或燃料。在供給到燃燒室里之前，燃料可以與空氣混合，或 者可以直接引入到燃燒室里。發(fā)動機40的排氣側(cè)52包括排氣端壁，在展示的實施方式中，該排氣端壁包括含排 氣閥板100和排氣軸承板102在內(nèi)的排氣端壁組件98。排氣閥板100安裝到殼體塊76上， 以便殼體塊76被夾在吸氣閥板74和排氣閥板100之間。如在下面詳細所述，排氣閥板100 可以大體上類似于吸氣閥板74，包括一對旋轉(zhuǎn)排氣閥(未顯示)，每個旋轉(zhuǎn)排氣閥都安裝到 獨立的安裝有吸氣閥50的轉(zhuǎn)子軸54上，因此每根轉(zhuǎn)子軸54都支撐一個獨立的閥，如下所 述，排氣閥和吸氣閥50基本上相似。排氣閥板100包括排氣口 108，各排氣口通過排氣閥有 選擇地啟閉，以從發(fā)動機40的燃燒室46中排出燃燒氣體。現(xiàn)在來看圖7和8，發(fā)動機40的轉(zhuǎn)子具有橢圓形的橫截面輪廓和相對的側(cè)壁104。 每個轉(zhuǎn)子44包括兩個沿轉(zhuǎn)子輪廓的長軸在遠側(cè)相對的葉片106。還顯示了安裝到殼體塊 76背面的排氣閥板100和排氣閥板100的排氣閥口 108a、108b，壓縮插入物48定位在各排 氣閥口 108的中間位置。殼體塊76包括內(nèi)側(cè)壁110，因此殼體腔96由殼體塊76的吸氣閥 板74、排氣閥板100、和內(nèi)側(cè)壁110限定而成。操作中，各轉(zhuǎn)子44全部沿相同的方向旋轉(zhuǎn)，從圖7和8的朝向來看，是順時針方 向。在展示的實施方式中，殼體塊76的內(nèi)側(cè)壁110包括4個外腔壁部112a、112b、112c、 112d(圖7和9)，每個外腔壁部都近似為半圓形，并且轉(zhuǎn)子44的尺寸和位置被設(shè)置成位于 殼體腔96內(nèi)，因此葉片106相當接近各自的腔室壁部112和相鄰轉(zhuǎn)子44的側(cè)壁104旋轉(zhuǎn)， 要么靠近，要么有輕微的實質(zhì)接觸。如圖7所示，為了讓給定的轉(zhuǎn)子44至少部分旋轉(zhuǎn)，給定 的轉(zhuǎn)子44的兩個轉(zhuǎn)子葉片106同時與相應(yīng)的腔室壁部112接近。殼體腔96被再分成4個重疊的轉(zhuǎn)子腔室或者腔室部114a、114b、114c、114d (圖8和9)，它們由各自的腔室壁部112部分地限定，每個轉(zhuǎn)子44在獨立的轉(zhuǎn)子腔室114內(nèi)旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子44與吸氣閥板74和排氣閥板100 —起，限定出一個具有內(nèi)腔容積的內(nèi)腔，該內(nèi)腔在展 示的實施方式中是燃燒室46。吸氣閥板74、排氣閥板100、外腔壁部114和未暴露于燃燒室 46的部分轉(zhuǎn)子44限定出4個外腔容積116、118、120、122。在轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)腔 46的容積和外腔容積116、118、120、122交替地增加和減小。當各轉(zhuǎn)子44定向成它們的長 軸相互垂直時，例如大體上如圖7所示時，內(nèi)腔46的容積達到最大，在這個朝向上，4個外腔 容積116、118、120、122減到最小。在這個朝向上，每個轉(zhuǎn)子44的兩個葉片106同時相當接 近相應(yīng)的外腔壁部，而4個外腔124a、124b、124c、124d (圖7和9)被限定在吸氣閥板74、排 氣閥板100、外腔壁部112和相應(yīng)的轉(zhuǎn)子44之間。反之，當對角相對的轉(zhuǎn)子44的長軸對正 時，內(nèi)腔46的容積變成最小，而4個外腔容積116、118、120、122達到最大(圖8)。I.現(xiàn)在來看圖9-15，它從與圖7和8相反的方向展示了發(fā)動機40，吸氣閥板74的壓 縮吸氣口 94顯示出與轉(zhuǎn)子腔室114a有關(guān)，而外腔124a和吸氣口 92顯示出與內(nèi)腔46有 關(guān)。還顯示了轉(zhuǎn)子腔室114b處的輸送孔126，它從腔室壁部112b通過殼體塊76延伸到進 料總管66。壓縮插入物48包括如下所述的隱藏在吸氣閥板74內(nèi)的安裝頭128。在展示的 內(nèi)燃機實施方式中，燃燒室46內(nèi)的空氣和燃料進料在轉(zhuǎn)子44從圖9的朝向90度旋轉(zhuǎn)到圖 12的朝向的過程中發(fā)生壓縮，接著發(fā)生的空氣和燃料進料的燃燒對轉(zhuǎn)子驅(qū)動。參考圖9，在展示的實施方式中，吸氣閥板74的預(yù)壓縮吸氣口 94包括三個弧形的 孔口邊緣130、132、134，預(yù)壓縮吸氣口 94限定了一個開口，該開口在由圖9中外腔124a環(huán) 繞的區(qū)域內(nèi)覆蓋了吸氣閥板74的相當大的一部分表面。當轉(zhuǎn)子44大致處在圖9的朝向上 時，第一孔口邊緣130與轉(zhuǎn)子側(cè)壁104的輪廓相契合。第二孔口邊緣132從第一孔口邊緣 130延伸到腔室壁部112a。如圖11和12所示，當轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)到朝向圖12的朝向時，第二 孔口邊緣132與轉(zhuǎn)子側(cè)壁104的輪廓相契合。第三孔口邊緣134與腔室壁部112a的輪廓 相契合，并且在第一孔口邊緣130和第二孔口邊緣132之間延伸。因此，當轉(zhuǎn)子44處于圖 9的朝向上時，預(yù)壓縮吸氣口 94基本上完全對外腔124a開放，而當轉(zhuǎn)子處于圖12的朝向 上時，預(yù)壓縮吸氣口 94與外腔容積116又基本上被轉(zhuǎn)子44封閉。在展示的實施方式中，在 圖9的朝向上的外腔124a環(huán)繞的區(qū)域內(nèi)，預(yù)壓縮吸氣口 94限定了一個開口，該開口覆蓋了 50%以上的吸氣閥板74的表面，。當各轉(zhuǎn)子44的長軸基本上相互垂直時，例如基本上如圖9所示，外腔容積116、 118、120、122減到最小，而內(nèi)腔46的容積達到最大。當轉(zhuǎn)子44從圖9的朝向(在圖9_15 的朝向上，為逆時針方向)旋轉(zhuǎn)時，外腔容積116、118、120、122膨脹，同時內(nèi)腔46的容積被 壓縮。當外腔容積116因轉(zhuǎn)子腔室114a、114b的轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)和相互作用而膨脹時，進料 通過預(yù)壓縮吸氣口 94、以及預(yù)壓縮吸氣口 80和84被抽出，并且被抽到外腔容積116里?；?本上與外腔容積116達到其最大容積同時，預(yù)壓縮吸氣口 94相對于外腔容積116被轉(zhuǎn)子44 封閉，在從圖9到圖12所展示的實施方式中，經(jīng)過大約90度的旋轉(zhuǎn)，外腔容積116達到最 大。外腔容積116的膨脹促使進料通過壓縮吸氣口 94被抽到外腔容積116里。轉(zhuǎn)子44隨 后再旋轉(zhuǎn)90度，預(yù)壓縮吸氣口 94對外腔容積116封閉，例如如圖12-15所示，這導(dǎo)致進料 被逐漸壓縮，直到轉(zhuǎn)子44的長軸再次相互垂直(例如大致如圖15的朝向所示)，此時，外腔 容積116內(nèi)的被壓縮的進料被裝在外腔124b內(nèi)。這一被壓縮的進料也可以稱為被預(yù)壓縮的進料，因為它是在被引進燃燒室46以前、當燃燒室46的容積近似達到最大時被壓縮的， 在這里，進料在燃燒之前會受到進一步的壓縮?，F(xiàn)在來看圖14和15，不難理解只要轉(zhuǎn)子腔室114b的轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)超過輸送孔126， 被壓縮的進料就會從殼體腔96通過輸送孔1 被排出，并且被排到進料總管66里。如圖 2-3和9-15所示，進料總管66在輸送孔126和發(fā)動機40的吸氣側(cè)64之間延伸，它包括增 壓室136，用于將發(fā)動機40產(chǎn)生的壓縮進料輸送到發(fā)動機40的吸氣口 82、86、92。如在下面 詳細所述，壓縮進料隨后通過旋轉(zhuǎn)吸氣閥50被有選擇地供應(yīng)到發(fā)動機40的燃燒室46里。 因此，與供應(yīng)常壓空氣相比，密度較大的進料會被供應(yīng)到燃燒室46里。單向閥，如圖15所 示的簧片閥138，允許預(yù)壓縮的進料排出殼體腔96，并防止反向流倒入殼體腔96，因此總管 66內(nèi)的壓力可以保持高壓力。類似于這里所述的旋轉(zhuǎn)閥，基于壓力的單向閥或者旋轉(zhuǎn)閥也 可用于阻斷輸送孔126，并防止逆流。雖然未顯示，但是這些閥同樣可以放在任何或者所有 的壓縮吸氣口，閥門定向成防止反向流流出壓縮吸氣口。在通過預(yù)壓縮吸氣口 94之前，燃料可以添加到空氣中以形成空氣燃料混合物或 者進料，或者隨著預(yù)壓縮的空氣經(jīng)過燃料噴射口被引入中央腔46，燃料可以被直接噴射到 中央腔46里。此外，燃料還可以被噴射到正在受到壓縮的外腔容積116里。發(fā)動機40是四沖程系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)子44每旋轉(zhuǎn)360度，就發(fā)生一次燃燒沖程，并且 燃燒是當轉(zhuǎn)子44定向成如圖12所示時、即當轉(zhuǎn)子44定向在內(nèi)腔46的最小容積處或其附近 時發(fā)生的。但是，如同上面結(jié)合圖9-15所述，轉(zhuǎn)子44每旋轉(zhuǎn)180度，就發(fā)生如上所示和所 述的進料預(yù)壓縮循環(huán)。因此，在轉(zhuǎn)子44每旋轉(zhuǎn)360度的過程中，發(fā)生兩個預(yù)壓縮循環(huán)。因 此，在供給到燃燒室46里之前，形成的預(yù)壓縮進料可以儲存在進料總管66內(nèi)，進料是當閥 門開口 90敞開給閥口 92時輸送，這將在下面更詳細地描述，預(yù)壓縮的進料通常是當燃燒室 46的容積大致最大時輸送。但是，該預(yù)壓縮系統(tǒng)也可以用在二沖程系統(tǒng)中，其中轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn) 180度就發(fā)生一次燃燒沖程，在這個例子下，旋轉(zhuǎn)閥將包括兩個閥門開口，每旋轉(zhuǎn)一圈，吸氣 口暴露兩次，從而允許被單次預(yù)壓縮的進料被輸送到燃燒室里。圖9-15描繪了在相鄰的轉(zhuǎn)子腔室lMa、124b處的一個預(yù)壓縮吸氣口 94和一個輸 送孔126。不難理解，轉(zhuǎn)子腔室12 和124d也可以被配置成預(yù)壓縮系統(tǒng)，像轉(zhuǎn)子腔室12 和124b—樣工作。例如，轉(zhuǎn)子腔室12 可以包括吸氣口，轉(zhuǎn)子腔室124d可以包括輸送孔， 并且提供另外的進料總管系統(tǒng)，以將預(yù)壓縮的進料從這一另外的系統(tǒng)供應(yīng)到燃燒室46。在 這一配置中，從圖9到15轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)180度，會產(chǎn)生兩次預(yù)壓縮的進料。也可以采用其他替代形狀、配置和位置的壓縮吸氣口和輸送孔。例如，其他可替代 的吸氣口可以安裝在要么端壁上，并且/或者可以安裝在殼體塊的內(nèi)側(cè)壁上。參考圖15A 和15B，例如，其他替代形狀的輸送孔126a也可以安裝在吸氣端壁元件127a上，其中輸送 孔126a被配置成具有弧形輪廓，該弧形輪廓以通常與所示的壓縮吸氣口 129a和上述壓縮 吸氣口 94相似的方式與轉(zhuǎn)子的側(cè)壁相契合，并且輸送孔126a具有較小的橫截面積，但被有 選擇地被轉(zhuǎn)子暴露和蓋住。在該實施方式中，蓋板元件127b包括吸氣口 129b和形成在輸 送孔126a上方的可替換的進料總管66b，其中進料總管66b通過輸送孔126a將供應(yīng)的預(yù)壓 縮的進料輸送到燃燒室。另外，參考圖2B，發(fā)動機40可以利用可替換的進料總管66c，進料總管66c連接到 排氣總管62上，例如如圖所示的通過將增壓室136連接到排氣總管62上，其中預(yù)壓縮的進料包括不含燃料混合物的壓縮空氣，以增加廢氣的純度。如上所述產(chǎn)生的壓縮空氣進料至 少可以被部分噴射到廢氣流里，這導(dǎo)致排放的未燃烴和一氧化碳減少。如果采用氧化催化 劑的催化轉(zhuǎn)化器，噴射的新鮮空氣可以提高催化劑的效率?？商鎿Q的發(fā)動機可以包括兩個 進料預(yù)壓縮系統(tǒng)，一個用于輸送預(yù)壓縮的進料到燃燒室，而另一個輸送預(yù)壓縮的進料到排 氣總菅οII.現(xiàn)在來看圖16-18，展示了與發(fā)動機40—起使用的吸氣閥板140，它包括兩個可替 換的旋轉(zhuǎn)吸氣閥或者閥組件150。如同所述，發(fā)動機40包括吸氣閥板和排氣閥板100。吸 氣及排氣閥板基本上相似，并且安裝到殼體塊70的任一側(cè)。因此，當組裝旋轉(zhuǎn)閥時，吸氣閥 板包括兩個對角相對的作為吸氣旋轉(zhuǎn)閥的旋轉(zhuǎn)閥，而排氣閥板包括兩個對角相對的作為排 氣旋轉(zhuǎn)閥的旋轉(zhuǎn)閥，其中每個轉(zhuǎn)子軸支撐一個獨立的旋轉(zhuǎn)閥組件。由于吸氣及排氣閥板以 及吸氣及排氣閥的相似性，注意有一定的例外，因此不難理解，有關(guān)吸氣閥板140和旋轉(zhuǎn)吸 氣閥150的下列評述是示范性的。旋轉(zhuǎn)吸氣閥150被安裝在或者限制在吸氣閥板140上的空腔或者深坑或者插孔 15 和152b內(nèi)，以便旋轉(zhuǎn)?？涨?5 包括吸氣口或者閥口 IMa，空腔152b包括吸氣口或 者閥口 154b，其中閥口 IMa、154b允許流體通過旋轉(zhuǎn)閥150進入燃燒室46?？涨?5加、152b 還包括用于安放閥150的卡圈(在下面詳述)和轉(zhuǎn)子軸M的孔153a、153b。閥口 15 和 154b被定位在中心，以便在安裝到發(fā)動機40上時，它們與燃燒室46對正。閥板140還包括 用于轉(zhuǎn)子軸討的孔156、158。閥板140的內(nèi)側(cè)(圖18)包括位于閥口 M4a、154b之間、用 于安放壓縮插入物48的安裝頭1 的插入物空腔或者凹口 160，以便壓縮插入物48的安裝 頭1 與閥板140的內(nèi)側(cè)齊平，借此轉(zhuǎn)子44能在安裝頭1 下方旋轉(zhuǎn)。閥板140還包括一 對安裝孔162、164，用于安放螺紋緊固件，以將壓縮插入物46的安裝頭1 緊固到插入物空 腔160內(nèi)的橋166上。所展示的如下所述的壓縮插入物46包括單個的安裝頭128，因此相 應(yīng)的吸氣閥板140不需要插入物空腔160。閥口 154的大小與形狀可以根據(jù)發(fā)動機布局以及閥口是吸氣口還是排氣口來確 定。例如，如圖9所示，閥口 9h、92b包括與由未固定旋轉(zhuǎn)閥組件50的轉(zhuǎn)子44的葉片106 所環(huán)繞的外圓形輪廓對應(yīng)的弧形邊緣。進一步參考圖19-25，每個旋轉(zhuǎn)閥150包括兩個配套的閥片168和170，它們安裝 到給定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸172上，因此閥片168、170隨轉(zhuǎn)子軸172的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。閥片168和 170共同限定了旋轉(zhuǎn)閥開口 174，在旋轉(zhuǎn)閥150的旋轉(zhuǎn)過程中，該開口 174在與里頭安裝有 旋轉(zhuǎn)閥150的空腔152相關(guān)聯(lián)的閥口巧4上方旋轉(zhuǎn)，以允許流過閥口 154。通常，在四沖程 實施方式中，旋轉(zhuǎn)吸氣閥150定時打開(吸氣閥開口 174與吸氣閥口 IM對正)，以允許在 燃燒室46的容積膨脹過程中，進料被輸送到燃燒室46里；旋轉(zhuǎn)排氣閥(未顯示)也定時打 開(排氣閥開口與排氣閥口對正)，以允許在燃燒室46的容積收縮過程中，燃燒廢氣從燃燒 室中排出。二沖程方案中，每個旋轉(zhuǎn)閥會使用兩個閥門開口，該旋轉(zhuǎn)閥同樣可以配置成主動 調(diào)節(jié)閥。旋轉(zhuǎn)閥150裝備有與轉(zhuǎn)子軸172聯(lián)動的機械聯(lián)動裝置，從而使轉(zhuǎn)子軸172上的閥 片168和/或閥片170有選擇地相對旋轉(zhuǎn)運動。如在下面詳細所述，這一借助于機械聯(lián)動 裝置的選擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動，根據(jù)發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和/或負載，通過選擇性地主動調(diào)節(jié)閥門開口 174的角度大小或者面積和/或閥門開口 174在轉(zhuǎn)子軸172上的相對取向， 能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機40的可變閥調(diào)節(jié)，從而使發(fā)動機40的效率或者性能最大化。閥片168包括圓形的基座部分176，它具有位于中心的卡圈178，卡圈178具有用 于安放轉(zhuǎn)子軸172的安裝開口 180。沿著卡圈178的內(nèi)壁在安裝開口 180處形成一對螺旋 槽18h、182b。閥片168還包括從基座部分176的周緣延伸出來的弓形或者弧形部分184， 其中弧形部分184包括由弧形部分184的厚度差異形成的相對的端肩186、188和一個中心 肩 190。閥片170基本為圓形，但在閥片170的部分周緣上方包括弓形或者弧形的間隙 192，端肩194、196形成在弧形間隙192的任一端。閥片170還包括深坑或者空腔或者插孔 198，以及具有用于安放轉(zhuǎn)子軸172的安裝開口 202的卡圈200。沿著卡圈200的內(nèi)壁在安 裝開口處形成一對螺旋槽2(Ma、204b。閥片168被配置成準備安放在空腔198內(nèi)，空腔198 具有位于弧形間隙192內(nèi)的弧形部分184，閥片168和170能相對旋轉(zhuǎn)。當閥片168和170 被組裝在一起時，閥門開口 174被限定在閥片盤168的肩188和閥片盤170的肩194之間。如圖19所示，轉(zhuǎn)子軸172裝備有第一組的兩個螺旋形鍵或者突起206a、206b和第 二組的兩個螺旋形鍵或者突起208 (圖19顯示一個)。轉(zhuǎn)子軸172上還設(shè)置有轉(zhuǎn)子對齊花 鍵210。通過第一組的螺旋形鍵206與閥片168的螺旋槽的嚙合以及第二組的螺旋形鍵208 與閥片170的螺旋槽204的嚙合達到旋轉(zhuǎn)閥組件150與轉(zhuǎn)子軸172的機械聯(lián)動。因此，轉(zhuǎn) 子軸172相對于閥片168、170的軸向移動使得閥片168、170在轉(zhuǎn)子軸上相對旋轉(zhuǎn)運動。圖20和21展示了裝配到轉(zhuǎn)子212上的轉(zhuǎn)子軸172，其中轉(zhuǎn)子212包括用于安放花 鍵210的帶槽空腔214。因此，花鍵210卡緊轉(zhuǎn)子軸172，以與轉(zhuǎn)子212 —起旋轉(zhuǎn)，其中空腔 214長于花鍵210，因此花鍵210和轉(zhuǎn)子軸172能相對于轉(zhuǎn)子212以平移的方式移動。轉(zhuǎn)子 軸172貫穿吸氣及排氣閥板，并且在發(fā)動機的工作過程中，可以沿軸向少量平移，以實現(xiàn)可 變的閥調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)子212隨軸172轉(zhuǎn)動時，軸承可防止它平移。閥片168和170類似地被 軸承限制軸向移動，因此當轉(zhuǎn)子軸172軸向移動時，閥片168和170保持在閥板空腔之內(nèi)。在發(fā)動機40的工作過程中，可能根據(jù)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或者其他工作特性的參數(shù)，轉(zhuǎn)子 軸172的軸向位移會導(dǎo)致閥片168和/或閥片170相對于轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子軸172根據(jù)轉(zhuǎn)子軸172 上的螺旋形鍵206、208和閥片168和170上的螺旋槽182、204的幾何上的機械聯(lián)動配合， 旋轉(zhuǎn)一個小的增加的角度。因此，閥片168和170可以共同提供在橫截面積和/或時機方 面有變化的閥門開口 174，該調(diào)節(jié)可以根據(jù)發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和/或發(fā)動機負荷進行，并 且可以在操作過程中通過發(fā)動機的計算機和/或真空度等等來控制。圖M和25展示了閥 片168、170在閥門容積216內(nèi)相對于閥口 218的調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生較小的閥門開口 174(圖24) 或者較大的閥門開口 174(圖25)?？勺兊男D(zhuǎn)閥調(diào)節(jié)可以通過在彼此相等但相反的角方向上旋轉(zhuǎn)閥片168、170(也 稱為換擋(indexing))；或者通過以相等的角度和相同的方向相對于轉(zhuǎn)子軸172旋轉(zhuǎn)閥片 168、170(也稱為調(diào)相)；或者使用換擋和調(diào)相的任何組合來實現(xiàn)。換擋和調(diào)相特性會由螺 旋槽和鍵來確定。因此，有效的吸氣或者排氣閥的打開、封閉、和持續(xù)時間可以通過改變螺 旋槽和鍵的角度隨轉(zhuǎn)子軸的位置改變。由于有利的吸氣時機是發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置的函 數(shù)，因此可變的閥調(diào)節(jié)可以用于調(diào)節(jié)吸氣持續(xù)時間和時機，以使在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速下進入 行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的內(nèi)燃機實施方式的燃燒室里的空氣流最優(yōu)化。
轉(zhuǎn)子軸172相對于閥片168、170的軸向移動或者平移可以通過施加于轉(zhuǎn)子軸172 上的機械推拉力而產(chǎn)生，例如通過推桿。用于在閥板168、170和轉(zhuǎn)子軸172之間引入相對 軸向運動的另一個方法可以借助于微處理器控制下的電磁裝置。在后一個實施方式中，轉(zhuǎn) 子軸172的軸向運動以與線性電磁執(zhí)行機構(gòu)或者線性差動變換器(LVDT)的作用方式大致 相同的方式實現(xiàn)。例如，一部分平移軸可以纏繞成一個電磁體，并且可以控制固定在軸端附 近的第二電磁體，以在微處理器控制下通過改變第二電磁體的激勵電流來吸引或者排斥軸 電磁體。軸向彈簧可用于平衡沿轉(zhuǎn)子軸軸線的電磁引力或者斥力，防止它在給定的測量轉(zhuǎn) 速下進一步軸向移動。還存在許多其他用于在計算機控制下沿軸向移動軸的方法，并且上 述方法僅僅是示意性的。閥門開口 174根據(jù)轉(zhuǎn)子軸172的平移運動的變化取決于閥片168、170和轉(zhuǎn)子軸 172之間的機械聯(lián)動裝置的結(jié)構(gòu)。如果兩對螺旋形鍵和槽具有相同的坡度，但相反的方向， 那么兩個閥片會相對于轉(zhuǎn)子軸逐漸沿反向旋轉(zhuǎn)，并且閥門開口的大小會增大或減小。如果 轉(zhuǎn)子軸上的兩個閥片之一位于陡(ste印)螺旋管上，而另一個位于淺(shallow)螺旋管上， 那么當轉(zhuǎn)子軸沿軸向平移時，相對時機和閥門開口的大小都可以根據(jù)發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 而變化。如果只需要時機隨每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)變化，那么使螺旋管具有相同坡度和相同方向會使 閥片168和170相對于軸等量旋轉(zhuǎn)，從而當閥門開口和吸氣或者排氣口對齊時，相對于發(fā)動 機循環(huán)的時機會改變。另外，具有主動可調(diào)閥時機的旋轉(zhuǎn)閥可以用具有固定閥門開口的大小的單個閥片 來實現(xiàn)，例如圖5的旋轉(zhuǎn)吸氣閥50。在這個實施方式中，只有吸氣或者排氣口打開的時機可 以變化，有效的閥口尺寸和/或持續(xù)時間不變。另外，可替換的雙盤旋轉(zhuǎn)閥中的其中一個旋 轉(zhuǎn)閥片可以被固定到轉(zhuǎn)子軸上，而另一個可以以這里描述的方式調(diào)節(jié)。在一部分發(fā)動機循環(huán)過程中，每個閥門開口與固定的排氣和/或吸氣口對正，并 且排氣和/或吸氣口的有效尺寸和/或開口持續(xù)時間受閥門開口的大小的限制，后者可以 隨發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)而變。鍵和槽的形狀可以做成使吸氣口的開口位置/時機、尺寸、和 /或持續(xù)時間相對于發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)最優(yōu)。例如，鍵和槽可以如此設(shè)計，使得在較慢的 轉(zhuǎn)速下，吸氣延遲，持續(xù)時間減少，而隨著每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)增加，吸氣提前開始，持續(xù)時間變長。 螺旋形鍵槽的錐度確定是否僅吸氣口被打開的時機或者僅有效吸氣口的持續(xù)時間和/或 尺寸被改變，或者這些量的組合是否被改變。在空轉(zhuǎn)時，閥片可以位于第一相對位置，其中閥門開口的大小形成最小面積。由于 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)增加，因此可能導(dǎo)致第一和/或第二閥片相對于轉(zhuǎn)子軸以增加閥門開口的大小 的方向旋轉(zhuǎn)。閥門開口 174的尺寸可以通過第一盤168的獨自旋轉(zhuǎn)、第二盤170的獨自旋 轉(zhuǎn)、或者第一和第二盤168、170同時沿相互相反的方向旋轉(zhuǎn)而增加。根據(jù)閥門開口和相應(yīng)的吸氣或者排氣口的相對尺寸，有效的吸氣/排氣口的相應(yīng) 的尺寸和/或它在打開時的持續(xù)時間會隨每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)而變。如果閥門開口的大小改變，那 么有效的吸氣或者排氣口的啟閉時間也會改變。如果兩個閥片的角度變化大小相等，但方 向相反，以致使閥門開口的大小較小，那么有效的吸氣或者排氣口被打開的開始時間被推 遲，并且它關(guān)閉的時間被提前。但是，有效的吸氣/排氣口被打開的時間間隔的中點保持固 定，因此有效的吸氣或者排氣閥的時機不變，只有有效的閥口的尺寸和/或有效的閥口的 開啟持續(xù)時間是變化的。同樣，如果兩個閥片相對于轉(zhuǎn)子軸的角度變化大小不等，但方向相反，那么閥門開口的大小和有效的吸氣或者排氣閥的時機都改變。最后，如果兩個閥片相對 于轉(zhuǎn)子軸的角度變化大小和角方向都相同，那么閥門開口的大小不變，但有效的吸氣/排 氣口的時機改變。主要改變的是有效的閥門開口的大小，還是有效開口的持續(xù)時間，根據(jù)實 際的這兩個口如何重疊以產(chǎn)生有效的吸氣或者排氣口的幾何學(xué)考慮，均取決于大小可變的 閥門開口的相對尺寸和吸氣口和/或排氣口的固定尺寸。由于發(fā)動機的每個旋轉(zhuǎn)閥組件分別指向它自己的配套轉(zhuǎn)子軸，因此當發(fā)動機工作 時，有效的孔口面積、持續(xù)時間和開口閉合時機都可以改變。由于閥門動作的所有參數(shù)都可 以改變，因此在部分動力操作中，可以使發(fā)動機更有效，在其大部分工作范圍內(nèi)，增加其高 轉(zhuǎn)速條件下的動力，并且減少內(nèi)燃實施方式中的排放。作為另外一種選擇，在可變的閥調(diào)節(jié) 下，由于多個旋轉(zhuǎn)閥組件主動參與，因此每根軸都可以平移不同的軸向距離，從而引起獨立 的閥板旋轉(zhuǎn)。獨立地調(diào)節(jié)每個旋轉(zhuǎn)閥組件允許每個吸氣和/或排氣口的不同部分被關(guān)閉或 者被打開，這取決于發(fā)動機40的需要。這會允許精細地分級控制被供應(yīng)到燃燒室里的進料 的量和時機，以及來自燃燒室的燃燒廢氣的排放。在具有作為動力控制方法而施加的常規(guī)節(jié)流手段的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的四沖程奧 托循環(huán)內(nèi)燃機實施方式中存在節(jié)流損失，它可以由可變的閥門調(diào)節(jié)補償。為了補償，使用主 動閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以使壓縮延遲啟動，以減少腔室中的物質(zhì)，從而允許節(jié)流損失減到最小，并 且在多葉片行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機中，局部能量效率被進一步提高。壓縮延遲啟動可以以吸氣延 遲結(jié)束工藝而實現(xiàn)。本發(fā)明的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機在全開節(jié)流條件下通過改變閥板的角度以達到最高的 容積效率時還有產(chǎn)生更大功率的潛力。由于容積效率高，因此對于每個循環(huán)，中心腔中的進 料的質(zhì)量都增加，導(dǎo)致更大的功率潛力。如果吸氣閥板相位合適，在閥門關(guān)閉時，間斷的吸 氣脈沖可以增加進料密度，從而增加潛在的功率輸出。在每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)較高時，轉(zhuǎn)子軸在發(fā)動 機內(nèi)的平移會導(dǎo)致閥板繞轉(zhuǎn)子軸軸線相對旋轉(zhuǎn)。這一旋轉(zhuǎn)會改變每個閥門相對于壓縮轉(zhuǎn)子 100的中心線的相位，導(dǎo)致閥門的啟閉角度改變。在整個操作速度范圍內(nèi)，改變螺旋形花鍵 的形狀和角度會提供最佳的吸氣啟閉時機。圖沈和27展示了轉(zhuǎn)子軸220和旋轉(zhuǎn)閥222之間的利用滾珠軸承224的可替換的 聯(lián)動裝置，以便既使閥片234、236相對于轉(zhuǎn)子軸220相對旋轉(zhuǎn)運動，又限制轉(zhuǎn)子221和轉(zhuǎn)子 軸220之間的相對旋轉(zhuǎn)運動，但允許轉(zhuǎn)子軸200的軸向移動。轉(zhuǎn)子軸220包括槽226，轉(zhuǎn)子 221包括用于安放滾珠軸承224的槽228，滾珠軸承2M用于在轉(zhuǎn)子221和轉(zhuǎn)子軸220之間 傳遞動作。同樣，轉(zhuǎn)子軸220包括用于將滾珠軸承2M安放在轉(zhuǎn)子軸220和第一和第二閥 片234、236之間的槽230，其中滾珠軸承2M在第一和第二閥片234、236上的螺旋槽23加、 232b內(nèi)運轉(zhuǎn)，使第一閥片234和/或第二閥片236根據(jù)轉(zhuǎn)子軸220的軸向平移運動相對于 轉(zhuǎn)子軸220做相對旋轉(zhuǎn)運動。雖然未顯示，但是在圖沈和27的實施方式中，第一和第二閥 片234、236的螺旋槽23h、232b會具有曲線輪廓，轉(zhuǎn)子軸220和轉(zhuǎn)子221上的其他各種槽 也可能如此。另外，相對于圖19-21以及沈-27的方案，可以采用分別位于轉(zhuǎn)子軸上的單個 螺旋管和槽或者位于第一和第二閥片上相應(yīng)的單個槽。圖觀和四公開了另一個可替換的用于主動閥調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)閥組件 238包括兩個大體上為片狀的閥片M0J42，每個閥片分別具有弓形或者弧形的切口 M4、 對6，重疊的切口 244、246形成閥門開口 M8。卡圈或者聯(lián)接器250安裝在轉(zhuǎn)子軸251上，它包括通過閥片240中的弧形狹槽256以及閥片242中的相應(yīng)的弧形狹槽(未顯示)連接到 轉(zhuǎn)子2M上的臂252。閥片240和242被設(shè)置成通過螺旋鍵或者滾珠軸承或者可替換的聯(lián) 動裝置做相對旋轉(zhuǎn)運動。但是，聯(lián)接器250與轉(zhuǎn)子254的連接允許軸251獨立于無內(nèi)花鍵 的轉(zhuǎn)子2M移動，其中軸251在聯(lián)接器250內(nèi)滑動?，F(xiàn)在來看圖29A和^B，展示了又一個可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)閥239，其中旋轉(zhuǎn)閥239被設(shè) 置成用在每隔大約180度閥口就暴露一次的實施方式中，例如二沖程發(fā)動機應(yīng)用中。旋轉(zhuǎn) 閥239包括通常以類似于旋轉(zhuǎn)閥150的閥片168、170的方式嵌在第二盤M3中的第一盤 24L·但是，旋轉(zhuǎn)閥239包括第一閥門開口 247和第二閥門開口 Μ9。每個閥片241、243可 以包含一個具有一個或多個螺旋管(如圖29Α和29Β所示)的卡圈251，用于以與旋轉(zhuǎn)閥 150類似的方式在轉(zhuǎn)子軸上借助于轉(zhuǎn)子軸的軸向平移運動做相對旋轉(zhuǎn)運動。這樣的平移運 動可以導(dǎo)致閥片241、243沿相互相反的方向旋轉(zhuǎn)，從而要么同時增加要么同時減小閥門開 口 247、249的相對大小。打開時機可以類似地改變。不難理解這里論述的有關(guān)機械聯(lián)動裝 置以及一個或者兩個閥片的旋轉(zhuǎn)的備選方案也適用于旋轉(zhuǎn)閥239。另外，可以使用可替換的轉(zhuǎn)子軸結(jié)構(gòu)，以便通過在安裝有閥片的轉(zhuǎn)子軸上安裝圓 筒形的套筒(未顯示)，從而消除平移整個轉(zhuǎn)子軸的需要。該套筒隨轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動，但是當調(diào) 節(jié)閥是主動的時，套筒也相對于主轉(zhuǎn)子軸沿軸向少量平移。在這個例子中，螺旋形鍵位于 套筒上，而非轉(zhuǎn)子軸上，并且螺旋形鍵在平移套筒上的動作以及閥板中心圓筒的內(nèi)表面上 的螺旋槽會導(dǎo)致閥板相對于旋轉(zhuǎn)軸和套筒有相同的相對角度變化，就像該軸是整體移動一 樣。就上面的論述而言，可以使用可替換的方案，其中兩個旋轉(zhuǎn)吸氣閥位于吸氣閥板 上，兩個旋轉(zhuǎn)排氣閥位于排氣閥板上。例如，所有閥門都可以位于一側(cè)。但不是所有的閥門 都必須是可主動調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)閥。每一側(cè)多于或者少于兩個閥門都可以用。另外，可以使用 可替換的端壁或者端壁組件。例如，可以配置具有實心端壁的發(fā)動機，例如通過整個形成殼 體塊。III.下面將參考圖30和31更詳細地描述壓縮插入物48。壓縮插入物48通常為T形， 它包括連接到安裝頭1 上的延長部分，即軸258。安裝頭1 包括一對基本上相對于軸 258垂直延伸的臂260和沈2，以及一個中心通孔沈4，用于將頭1 固定到軸258上。每個 臂沈0、262都分別包括一個安裝孔沈6、沈8，這些安裝孔沈6、268與閥板的安裝孔162、164 對正，以將頭1 緊固在插入物空腔160內(nèi)。如同指出的那樣，安裝頭128的下側(cè)270因此 與閥板140的內(nèi)表面齊平。安裝頭1 還包括一對位于臂沈0、262之間的挖斷區(qū)域272、 274，當組裝時，挖斷區(qū)域272、274與吸氣口 92(圖9)的形狀相契合。軸258包括用于安放 螺紋緊固件的安裝孔276(圖31)，用于將壓縮插入物48的相對端緊固到排氣閥板100上。 另外，軸258包括位于排氣閥板100的端部處的凹槽278，它可用于與排氣板100上的相應(yīng) 的脊(未顯示)配合，以保持壓縮插入物48的對齊。如圖12所示，轉(zhuǎn)子44在燃燒室46的最小容積下接近壓縮插入物48旋轉(zhuǎn)，因此當 通過占據(jù)各轉(zhuǎn)子44之間的容積而安裝時，壓縮插入物48提高了發(fā)動機40內(nèi)的有效壓縮 比。此外，因為壓縮插入物48在一端被固定地卡緊到吸氣閥板74，而在相對端被固定地卡緊到排氣閥板100，所以壓縮插入物48吸收一部分在燃燒活動中以抗張方式產(chǎn)生的撓 曲燃燒力，該力會使吸氣板74和排氣閥板100向外偏斜。這使得吸氣板74和排氣板100與 無壓縮插入物48的操作相比變薄，這一點很重要，因為它減小了吸氣口的容積92和排氣口 108的容積，從而進一步減小了燃燒室46內(nèi)的總?cè)莘e。例如，參照圖17和18，不難理解當 旋轉(zhuǎn)閥150密封閥口 M4a、154b時，(閥門開口 174未與閥口 M4a、154b對正)閥口 IMa、 154b具有的容積與它們的橫截面積和閥口 IMa、154b處閥板140的厚度有關(guān)。各種口巧4 的容積增加了總?cè)紵莘e，包括在燃燒室46的最小容積處(圖12)。因此，閥口 92、108和 /或巧4處的容積減小進一步提高了發(fā)動機40的壓縮比。
權(quán)利要求
1.一種行星旋轉(zhuǎn)裝置，包括一對端壁和具有內(nèi)側(cè)壁的殼體，所述端壁和所述內(nèi)側(cè)壁限定了殼體腔，所述端壁之一 包括吸氣口和操作安裝到所述殼體腔的所述端壁外側(cè)的旋轉(zhuǎn)吸氣閥，所述旋轉(zhuǎn)吸氣閥具有 閥門開口，所述閥門開口被有選擇地旋轉(zhuǎn)到與所述吸氣口對齊；多個轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子在所述殼體腔內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在所述端壁之間延伸；限定在所述轉(zhuǎn)子的至少一部分之間的內(nèi)腔；相鄰并且重疊的第一和第二轉(zhuǎn)子腔室，所述內(nèi)壁包括第一腔室壁部和相鄰的第二腔室 壁部，所述第一和第二腔室壁部近似為半圓形，所述第一轉(zhuǎn)子腔室由所述第一腔室壁部部 分限定，所述第二轉(zhuǎn)子腔室由所述第二腔室壁部部分限定，其中一個所述轉(zhuǎn)子包括在所述 第一轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)子，另一個所述轉(zhuǎn)子包括在所述第二轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第二 轉(zhuǎn)子；所述第一轉(zhuǎn)子腔室包括壓縮吸氣口，所述壓縮吸氣口能夠有選擇地將進料供應(yīng)到所述 殼體腔的外容積中，其中所述外容積在所述第一和第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)過程中在所述第一和第 二轉(zhuǎn)子腔室之間膨脹，所述進料在所述外容積的膨脹過程中通過所述壓縮吸氣口被抽吸， 所述進料包括空氣或者空氣和霧化燃料的混合物；所述第二轉(zhuǎn)子腔室包括輸送孔，當所述外容積通過所述第一和第二轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)而 減小時，所述進料變成壓縮進料，所述壓縮進料通過所述輸送孔從所述殼體腔中被排出；和進料總管，所述進料總管在所述輸送孔和所述旋轉(zhuǎn)閥之間延伸，當所述閥門開口與所 述吸氣口對正時，所述壓縮進料通過所述進料總管和所述旋轉(zhuǎn)閥被輸送到所述內(nèi)腔里。
2.權(quán)利要求1的行星旋轉(zhuǎn)裝置，還包括多個轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，并且 所述旋轉(zhuǎn)閥被安裝到所述轉(zhuǎn)子軸中的一根上。
3.權(quán)利要求2的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)閥被可旋轉(zhuǎn)地連接到所述轉(zhuǎn)子軸中的所 述一根上，以相對于所述轉(zhuǎn)子軸做選擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動，從而通過所述旋轉(zhuǎn)閥在所述轉(zhuǎn) 子軸上的相對運動，所述閥門開口相對于所述轉(zhuǎn)子軸是可調(diào)節(jié)的。
4.權(quán)利要求1的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述壓縮吸氣口限定了位于所述端壁之一上的開 口，并且所述吸氣口由所述第一轉(zhuǎn)子有選擇地啟閉。
5.權(quán)利要求1的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述輸送孔限定了位于所述第二腔室壁部上的開 口，并且所述輸送孔由所述第二轉(zhuǎn)子有選擇地啟閉。
6.權(quán)利要求1的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中每個所述的轉(zhuǎn)子具有橢圓形的橫截面輪廓和一對 相對的葉片。
7.權(quán)利要求6的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述的多個轉(zhuǎn)子包括四個轉(zhuǎn)子，并且所述內(nèi)腔被 限定在所述的四個轉(zhuǎn)子和所述端壁之間。
8.權(quán)利要求7的行星旋轉(zhuǎn)裝置，還包括相鄰并且重疊的第三和第四轉(zhuǎn)子腔室，所述內(nèi)壁包括第三腔室壁部和相鄰的第四腔室 壁部，所述第三和第四腔室壁部近似為半圓形，所述第三轉(zhuǎn)子腔室由所述第三腔室壁部部 分限定，所述第四轉(zhuǎn)子腔室由所述第四腔室壁部部分限定，其中一個所述轉(zhuǎn)子包括在所述 第三轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第三轉(zhuǎn)子，剩下的所述轉(zhuǎn)子包括在所述第四轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第四 轉(zhuǎn)子；所述第三轉(zhuǎn)子腔室包括一個另外的壓縮吸氣口，所述另外的壓縮吸氣口能夠有選擇地 將另外的進料供應(yīng)到所述殼體腔的另外的外容積中，其中所述的另外的外容積在所述第三 和第四轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)過程中在所述第三和第四轉(zhuǎn)子腔室之間膨脹，所述另外的進料在所述另 外的外容積的膨脹過程中通過所述的另外的壓縮吸氣口被抽吸，所述另外的進料包括空氣 或者空氣和霧化燃料的混合物；所述第四轉(zhuǎn)子腔室包括另外的輸送孔，當所述的另外的外容積通過所述第三和第四轉(zhuǎn) 子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)而減小時，所述的另外的進料變成另外的壓縮進料，所述的另外的壓縮進料 通過所述的另外的輸送孔從所述殼體腔中被排出；和另外的進料總管，所述的另外的壓縮進料通過所述的另外的進料總管被輸送到所述內(nèi) 腔里。
9.權(quán)利要求1的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述行星旋轉(zhuǎn)裝置充當四沖程發(fā)動機，并且其中 所述旋轉(zhuǎn)閥包括唯一的閥門開口，借此多個所述的壓縮進料被輸送到所述內(nèi)腔，用于每一 個燃燒沖程。
10.權(quán)利要求1的行星旋轉(zhuǎn)裝置，還包括位于所述內(nèi)腔內(nèi)的壓縮插入物，所述壓縮插入 物在所述端壁之間延伸，并且固定到所述端壁上，從而占據(jù)所述內(nèi)腔的一部分容積。
11.一種行星旋轉(zhuǎn)裝置，包括一對端壁和具有內(nèi)側(cè)壁的殼體，所述端壁和所述內(nèi)側(cè)壁限定了殼體腔；多個轉(zhuǎn)子，每個所述的轉(zhuǎn)子被安裝到一根轉(zhuǎn)子軸上，所述轉(zhuǎn)子在所述殼體腔內(nèi)一起旋 轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在所述端壁之間延伸；所述殼體腔包括內(nèi)燃燒室，所述燃燒室被限定在所述端壁和所述轉(zhuǎn)子的至少一部分之 間，隨著限定所述燃燒室的所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)燃燒室的容積在最大容積和最小容積 之間變化；和壓縮插入物，所述壓縮插入物位于所述內(nèi)燃燒室內(nèi)，并且在所述端壁之間延伸，并且固 定到所述端壁上，從而占據(jù)所述燃燒室的一部分容積，因此相對于無所述壓縮插入物的所 述燃燒室的最小容積，所述燃燒室的最小容積實質(zhì)減小。
12.權(quán)利要求11的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述壓縮插入物包括延長部分和安裝頭，并且 所述端壁之一包括插入物空腔，用于安放所述安裝頭。
13.權(quán)利要求12的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述第一端壁包括貼近所述插入物空腔的閥 口，并且其中所述安裝頭的輪廓符合所述閥口，借此通過所述閥口的流動不受所述壓縮插 入物的阻礙。
14.權(quán)利要求11的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中所述轉(zhuǎn)子大體上為橢圓形，并且所述燃燒室 被四個所述轉(zhuǎn)子限定，所述壓縮插入物位于所述燃燒室的中心，并且每個所述的轉(zhuǎn)子包括 一對沿橫向相對的葉片，當所述燃燒室處于最小容積時，所述燃燒室的每個所述的轉(zhuǎn)子的 所述葉片之一同時貼近所述壓縮插入物。
15.權(quán)利要求11的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中所述端壁之一包括閥口和操作安裝到所述端 壁上的旋轉(zhuǎn)閥，所述旋轉(zhuǎn)閥具有閥門開口，所述閥門開口被有選擇地旋轉(zhuǎn)到與所述閥口對 齊；其中所述旋轉(zhuǎn)閥被安裝到所述轉(zhuǎn)子軸中的一根上，借此所述旋轉(zhuǎn)閥隨所述轉(zhuǎn)子軸中的 所述一根的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)閥被可旋轉(zhuǎn)地連接到所述轉(zhuǎn)子軸中的所述一根上，以相對于所述轉(zhuǎn)子軸做選 擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動，因此通過所述旋轉(zhuǎn)閥在所述轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，所述閥門開口相 對于所述轉(zhuǎn)子軸是可調(diào)節(jié)的。
16.一種行星旋轉(zhuǎn)裝置，包括一對端壁和具有內(nèi)側(cè)壁的殼體，所述端壁和所述內(nèi)側(cè)壁限定了殼體腔，所述端壁之一 包括閥口和操作安裝到所述殼體腔的所述端壁外側(cè)的旋轉(zhuǎn)閥，所述旋轉(zhuǎn)閥具有閥門開口， 所述閥門開口被有選擇地旋轉(zhuǎn)到與所述閥口對齊；多個轉(zhuǎn)子，每個所述的轉(zhuǎn)子被安裝到一根轉(zhuǎn)子軸上，所述轉(zhuǎn)子在所述殼體腔內(nèi)一起旋 轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在所述端壁之間延伸；限定在所述轉(zhuǎn)子的至少一部分之間的內(nèi)腔；所述旋轉(zhuǎn)閥與所述轉(zhuǎn)子軸中的一根相連，用于隨所述轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，并且用于相對于所 述轉(zhuǎn)子軸中所述一根使所述旋轉(zhuǎn)閥做選擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動，因此通過所述旋轉(zhuǎn)閥在所述 轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，所述閥門開口是可調(diào)節(jié)的。
17.權(quán)利要求16的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)閥包括第一閥片和第二閥片，所述第 一和第二閥片被相鄰地安裝到所述轉(zhuǎn)子軸中的所述一根上，借此所述第一和第二閥片隨所 述轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；所述第一和第二閥片共同限定所述閥門開口，所述第一和第二閥片至少之一被可旋轉(zhuǎn) 地連接到所述轉(zhuǎn)子軸中的所述一根上，用于相對于所述轉(zhuǎn)子軸做選擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動， 因此通過所述第一和第二閥片的所述至少之一在所述轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，所述閥門開口 的大小和所述閥門開口相對于所述轉(zhuǎn)子軸的朝向的至少之一是可調(diào)節(jié)的。
18.權(quán)利要求17的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述第一和第二閥片兩者都被可旋轉(zhuǎn)地連接到 所述轉(zhuǎn)子軸上，以便所述第一和第二閥片相對于所述轉(zhuǎn)子軸做選擇性的旋轉(zhuǎn)運動，因此通 過所述第一和第二閥片在所述轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，所述閥門開口的大小和所述閥門開口 相對于所述轉(zhuǎn)子軸的朝向的至少之一是變化的。
19.權(quán)利要求17的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中所述第一和第二閥片中的每個都包括安裝開 口，用于安放所述轉(zhuǎn)子軸中的所述一個，并且所述第一和第二閥片的所述安裝開口中的至 少一個包括螺旋槽，并且所述轉(zhuǎn)子軸相對于所述旋轉(zhuǎn)閥的軸向平移運動使得所述第一和第 二閥片中的至少一個借助于作用于所述螺旋槽上的所述轉(zhuǎn)子軸做選擇性的旋轉(zhuǎn)運動。
20.權(quán)利要求19的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中所述轉(zhuǎn)子軸中的所述一個包括至少一個凸出 于所述轉(zhuǎn)子軸的鍵，所述鍵被安排在所述螺旋槽內(nèi)，并且所述轉(zhuǎn)子軸相對于所述旋轉(zhuǎn)閥的 軸向平移運動使得所述第一和第二閥片中的至少一個借助于作用于所述螺旋槽上的所述 鍵做選擇性的旋轉(zhuǎn)運動。
21.權(quán)利要求19的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中所述轉(zhuǎn)子軸中的所述一個包括螺旋形軸槽， 并且所述螺旋形軸槽與所述第一和第二閥片中的所述至少一個的所述螺旋槽對正，多個滾 珠軸承被安置在所述螺旋形軸槽內(nèi)，并且所述轉(zhuǎn)子軸相對于所述旋轉(zhuǎn)閥的軸向平移運動使 得所述第一和第二閥片中的至少一個借助于作用于所述螺旋槽上的所述滾珠軸承做選擇 性的旋轉(zhuǎn)運動。
22.權(quán)利要求16的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中所述第一閥片包括圓形的基座部分和從所述 圓形基座的周緣延伸出來的弓形部分，并且所述第二閥片大體上為圓形，所述第二閥片包括深坑和沿著所述第二閥片的周緣的弓形間隙，并且所述第一閥片的所述基座部分被嵌在 所述第二閥片的所述深坑內(nèi)，所述第一閥片的所述弓形部分位于所述第二閥片的所述弓形 間隙處，并且所述閥門開口被所述第二閥片的所述弓形間隙的未被所述第一閥片的所述弓 形部分充滿的部分限定。
23.權(quán)利要求16的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，還包括多個所述的旋轉(zhuǎn)閥，并且至少一個的所述 旋轉(zhuǎn)閥是吸氣旋轉(zhuǎn)閥，而另一個所述旋轉(zhuǎn)閥是排氣旋轉(zhuǎn)閥。
24.權(quán)利要求16的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中所述閥門組件被嵌在所述端壁組件的閥門組 件空腔內(nèi)，以便旋轉(zhuǎn)，所述閥門組件空腔包括閥口，并且在所述閥門組件的旋轉(zhuǎn)過程中，所 述閥門開口與所述閥口對正，因此當所述閥門開口與所述閥口對正時，所述閥口被打開。
25.權(quán)利要求16的行星旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，還包括位于所述內(nèi)腔內(nèi)的壓縮插入物，所述壓縮 插入物在所述端壁之間延伸，并且被固定到所述端壁上，從而占據(jù)所述內(nèi)腔的一部分容積。
26.一種行星旋轉(zhuǎn)裝置，包括一對端壁和具有內(nèi)側(cè)壁的殼體，所述端壁和所述內(nèi)側(cè)壁限定了殼體腔，所述端壁之一 包括吸氣口和操作安裝到所述殼體腔的所述端壁外側(cè)的旋轉(zhuǎn)吸氣閥，所述旋轉(zhuǎn)吸氣閥具有 閥門開口，所述閥門開口被有選擇地旋轉(zhuǎn)到與所述吸氣口對齊；多個轉(zhuǎn)子，每個所述的轉(zhuǎn)子被安裝到一根轉(zhuǎn)子軸上，所述轉(zhuǎn)子在所述殼體腔內(nèi)一起旋 轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在所述端壁之間延伸；限定在所述轉(zhuǎn)子的至少一部分之間的內(nèi)腔；壓縮插入物，所述壓縮插入物位于所述內(nèi)燃燒室內(nèi)，并且在所述端壁之間延伸，并且固 定到所述端壁上，從而占據(jù)所述燃燒室的一部分容積，因此相對于無所述壓縮插入物的所 述燃燒室的最小容積，所述燃燒室的最小容積實質(zhì)減小；相鄰并且重疊的第一和第二轉(zhuǎn)子腔室，所述內(nèi)壁包括第一腔室壁部和相鄰的第二腔室 壁部，所述第一和第二腔室壁部近似為半圓形，所述第一轉(zhuǎn)子腔室由所述第一腔室壁部部 分限定，所述第二轉(zhuǎn)子腔室由所述第二腔室壁部部分限定，其中一個所述轉(zhuǎn)子包括在所述 第一轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)子，另一個所述轉(zhuǎn)子包括在所述第二轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第二 轉(zhuǎn)子；所述第一轉(zhuǎn)子腔室包括壓縮吸氣口，所述壓縮吸氣口能夠有選擇地將進料供應(yīng)到所述 殼體腔的外容積中，其中所述外容積在所述第一和第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)過程中在所述第一和第 二轉(zhuǎn)子腔室之間膨脹，所述進料在所述外容積的膨脹過程中通過所述壓縮吸氣口被抽吸， 所述進料包括空氣或者空氣和霧化燃料的混合物；所述第二轉(zhuǎn)子腔室包括輸送孔，當所述外容積通過所述第一和第二轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)而 減小時，所述進料變成壓縮進料，所述壓縮進料通過所述輸送孔從所述殼體腔中被排出；和進料總管，所述進料總管在所述輸送孔和所述旋轉(zhuǎn)閥之間延伸，當所述閥門開口與所 述吸氣口對正時，所述壓縮進料通過所述進料總管和所述旋轉(zhuǎn)閥被輸送到所述內(nèi)腔里；所述旋轉(zhuǎn)閥與所述轉(zhuǎn)子軸中的一根相連，用于隨所述轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，并且用于相對于所 述轉(zhuǎn)子軸中的所述一根使所述旋轉(zhuǎn)閥做選擇性的相對旋轉(zhuǎn)運動，因此通過所述旋轉(zhuǎn)閥在所 述轉(zhuǎn)子軸上的相對運動，所述閥門開口是可調(diào)節(jié)的。
27.一種行星旋轉(zhuǎn)裝置，所述行星旋轉(zhuǎn)裝置包括一對端壁和具有內(nèi)側(cè)壁的殼體，所述端壁和所述內(nèi)側(cè)壁限定了殼體腔；多個轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子在所述殼體腔內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在所述端壁之間延伸；多個轉(zhuǎn)子軸，每個所述的轉(zhuǎn)子軸都與所述轉(zhuǎn)子之一操作相連，所述轉(zhuǎn)子軸的至少一部 分具有齒輪傳動端；設(shè)置在所述齒輪傳動端周圍的環(huán)形齒輪，所述環(huán)形齒輪隨所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，所 述環(huán)形齒輪包括多個固定到所述環(huán)形齒輪的外表面上的磁鐵；固定的外層線圈，所述外層線圈被布置在所述環(huán)形齒輪的周圍，并圍繞所述環(huán)形齒輪， 從而所述環(huán)形齒輪在所述外層線圈內(nèi)旋轉(zhuǎn)； 所述環(huán)形齒輪的所述旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流。
28.權(quán)利要求27的行星旋轉(zhuǎn)裝置，其中所述的多個轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸包括四個所述的轉(zhuǎn)子 和四根所述的轉(zhuǎn)子軸，并且每根所述的轉(zhuǎn)子軸包括一個齒輪傳動端。
29.一種行星旋轉(zhuǎn)裝置系統(tǒng)，所述行星旋轉(zhuǎn)裝置包括 多個行星旋轉(zhuǎn)裝置，每個所述行星旋轉(zhuǎn)裝置包括一對端壁和具有內(nèi)側(cè)壁的殼體，所述端壁和所述內(nèi)側(cè)壁限定了殼體腔； 多個轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子在所述殼體腔內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在所述端壁之間延 伸；和驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)被所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動，并且包括輸出軸； 齒輪箱，所述齒輪箱具有主輸出軸；所述行星旋轉(zhuǎn)裝置的所述輸出軸與所述齒輪箱相連，借此所述行星旋轉(zhuǎn)裝置合起來驅(qū) 動所述主輸出軸，或者被所述主輸出軸驅(qū)動。
30.權(quán)利要求觀的行星旋轉(zhuǎn)裝置系統(tǒng)，還包括至少一個拉桿，所述拉桿與相鄰的所述 行星旋轉(zhuǎn)裝置相連。
全文摘要
行星發(fā)動機(40)包括進料壓縮系統(tǒng)，用于壓縮空氣和/或空氣燃料混合物的進料，空氣和/或空氣燃料混合物的進料通過轉(zhuǎn)子(44)的旋轉(zhuǎn)預(yù)壓縮，并且通過旋轉(zhuǎn)閥(50)被供應(yīng)到燃燒室(46)，在發(fā)動機操作期間，旋轉(zhuǎn)閥可以主動調(diào)節(jié)，以改變吸氣閥開口的大小和/或時機。排氣閥同樣可以是可主動調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)閥，用于進一步控制發(fā)動機。安裝在端壁組件(68，98)之間的壓縮插入物(48)吸收燃燒力，并且為發(fā)動機(40)提供剛度，并且在燃燒室(46)的最小容積處，還占據(jù)轉(zhuǎn)子(44)之間所有的或者幾乎所有的容積，從而提高發(fā)動機(40)的壓縮比。
文檔編號F02B53/00GK102124196SQ200980131825
公開日2011年7月13日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者A·R·哈撒韋希爾茲, D·A·斯科爾特霍普, R·B·哈撒韋 申請人:行星旋轉(zhuǎn)引擎公司