專利名稱：星旋式發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械行業(yè)發(fā)動機領(lǐng)域，尤其涉及一種星旋式發(fā)動機。
背景技術(shù)：
動力轉(zhuǎn)換裝置是一種將機械能與流體壓力能間進行相互轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換裝置。這種動力轉(zhuǎn)換裝置例如包括發(fā)動機、流體馬達、壓縮機以及泵等。發(fā)動機又稱為引擎 (Engine)，通常是指把化學(xué)能(燃油燃燒)轉(zhuǎn)化為機械的動力發(fā)生裝置。流體馬達通常是指把流體介質(zhì)(液體或氣體)的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的動力輸出裝置，根據(jù)流體介質(zhì)種類的不同，例如包括液壓馬達、氣動馬達等。上述各類型的動力轉(zhuǎn)換裝置的一個共同特點是都包含一種轉(zhuǎn)動裝置作為其核心部件，以利用該轉(zhuǎn)動裝置的旋轉(zhuǎn)運動來實現(xiàn)能量形式的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)有技術(shù)中的這種轉(zhuǎn)動裝置通常都采用滑動摩擦結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不可避免的存在摩擦阻力大，能量損耗高的缺陷，進而造成機體溫度高，能量轉(zhuǎn)換效率低的問題。此外，由于往復(fù)的活塞式滑動摩擦結(jié)構(gòu)本身就是振動源，高頻率的振動會對機體造成損害，同時產(chǎn)生大量機械噪音。在發(fā)動機的傳統(tǒng)領(lǐng)域里，主要有往復(fù)活塞式四沖程發(fā)動機、三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機、燃?xì)廨啓C等機械結(jié)構(gòu)；人們在應(yīng)用這些機械結(jié)構(gòu)的同時，不斷地進行改良和創(chuàng)新，主要的目標(biāo)可列出下面幾點1.作為流體機械，要盡量減少流體泄漏，提高密封性能；2.為了減輕機械磨損、降低能耗，除了在元器件的耐磨性減磨性上下工夫外，要盡量在承受負(fù)荷的磨擦運動付上采用滾動磨擦而不是滑動磨擦，特別是主要元器件的機械設(shè)計；3.采用對稱平衡的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用最基本而簡單的幾何形狀要素如同心圓平面等構(gòu)思主要元器件的機械設(shè)計，這樣的設(shè)計由于符合精密機械工學(xué)的原理，因此不但在抗外力變形保持精度上較好，而且有利于現(xiàn)場制造；4.作為馬達或發(fā)動機，希望它輸出的動力穩(wěn)定且可調(diào)節(jié)；作為壓縮或者泵送流體的壓縮機和泵，希望它排出的流體的壓力流量溫度都達標(biāo)并能調(diào)節(jié)；5.作為一個好的流體機械構(gòu)思，當(dāng)然應(yīng)該其結(jié)果是體積小、重量輕、出力大、效率高、易調(diào)節(jié)、低能耗、長壽耐用、低噪音、低振動、低成本、維護維修方便和符合環(huán)保要求。對于往復(fù)式活塞發(fā)動機，它是一種滑動磨擦結(jié)構(gòu)，發(fā)動機本身包括有正時齒帶、凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等機械部件，機體龐大、復(fù)雜，并且活塞運動本身就是一個振動源，同時氣門機構(gòu)會產(chǎn)生令人討厭的機械噪音；特別是四沖程發(fā)動機的輸出扭矩特性曲線都是脈沖波浪形，都有所謂“死點”；起動時需對主軸用起動機加力；此外，部件的外形多有較復(fù)雜曲線，不容易加工，加工成本高。對于三角轉(zhuǎn)子引擎，由于三角轉(zhuǎn)子引擎的相鄰容腔間只有一個徑向密封片，徑向密封片與缸體始終是線接觸，并且徑向密封片上與缸體接觸的位置始終在變化，因此三個燃燒室非完全隔離(密封)，徑向密封片磨損快；引擎使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題，大幅增加油耗與污染；其獨特的機械結(jié)構(gòu)也造成這類引擎較難維修。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提出一種星旋式發(fā)動機，以解決現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動機效率低，磨損大的問題。(二)技術(shù)方案一種星旋式轉(zhuǎn)動裝置，包括一個定子、一個轉(zhuǎn)子和中心太陽輪滾筒；所述定子有一個含圓筒空腔的缸體，所述轉(zhuǎn)子包括主軸、行星活塞輪固定法蘭和行星活塞輪，所述中心太陽輪滾筒設(shè)置在兩個行星活塞輪固定法蘭之間并套住主軸安裝，所述的中心太陽輪滾筒外圓面與缸體所述圓筒筒壁之間形成環(huán)形活塞空間，兩個行星活塞輪固定法蘭對稱固定在主軸上，把環(huán)形活塞空間的兩側(cè)密封，所述行星活塞輪是圓柱滾輪，圓柱滾輪置于環(huán)形活塞空間內(nèi)以滾動密配方式密封行星活塞輪相鄰活塞空間，柱形滾輪的兩端固定在行星活塞輪固定法蘭上。一種星旋式發(fā)動機，包括一個含圓筒空腔的缸體和由缸體兩側(cè)端蓋支撐的主軸， 缸體與兩側(cè)端蓋之間密封，圍繞主軸設(shè)有帶動主軸轉(zhuǎn)動的行星輪轉(zhuǎn)動裝置，所述缸體圓筒內(nèi)表面設(shè)有凹槽，所述凹槽沿圓筒軸向設(shè)置，凹槽中安裝有旋閥片，所述旋閥片尾部端通過旋閥片支撐芯軸固定在凹槽內(nèi)，旋閥片支撐芯軸與缸體所述圓筒軸向中心線平行設(shè)置，旋閥片頭部端面是圓弧面，所述凹槽底面到缸體外表面設(shè)有通孔作為動力源輸入口，在缸體上設(shè)置有從缸體圓筒內(nèi)表面到缸體外表面的通孔作為動力源排出口 ；所述行星輪轉(zhuǎn)動裝置包括行星活塞輪、行星活塞輪固定法蘭和中心太陽輪滾筒；所述行星活塞輪是圓柱滾輪， 圓柱形滾輪兩端轉(zhuǎn)動固定在所述行星活塞輪固定法蘭上，所述行星活塞輪固定法蘭與缸體之間密封，行星活塞輪固定法蘭通過鍵與主軸連接固定，中心太陽輪滾筒套住主軸設(shè)置在行星活塞輪和主軸之間，所述的中心太陽輪滾筒外圓面與缸體所述圓筒筒壁之間形成行星活塞輪轉(zhuǎn)動的環(huán)形活塞空間，缸體所述凹槽至少有兩個，所述行星活塞輪至少有三個。所述行星活塞輪是由滾輪筒通過軸承滾動套在一個支承軸上組成，支承軸兩端與行星活塞輪固定法蘭連接固定，行星活塞輪以支承軸兩端為支點緊貼缸體圓筒壁在中心太陽輪滾筒表面滾動。所述中心太陽輪滾筒通過軸承套在主軸上。所述旋閥片支撐芯軸兩端固定在所述兩側(cè)端蓋上。所述兩個凹槽相隔180度角設(shè)置，所述三個行星活塞輪相隔120度角設(shè)置。所述行星活塞輪運動方向的反面緊貼行星活塞輪設(shè)置有旋閥片緩沖臺，所述旋閥片緩沖臺是具有一個斜面的棒狀墊塊。所述行星活塞輪前后緊貼行星活塞輪設(shè)置有旋閥片緩沖臺，旋閥片緩沖臺固定在行星活塞輪固定法蘭上，所述旋閥片緩沖臺是圓棒或者是具有斜面的棒。一種星旋式發(fā)動機工作方法，包括所述星旋式流體馬達或發(fā)動機；一個有壓力的氣體或液體從所述缸體的動力源輸入口注入缸體所述凹槽，氣體或液體推動旋閥片以旋閥片支撐芯軸為中心沿凹槽的一個側(cè)面向下做扇面形擺動，旋閥片的頭部推動行星活塞輪向前轉(zhuǎn)動，隨之有壓力的氣體或液體沖入環(huán)形活塞空間繼續(xù)推動行星活塞輪向前沿環(huán)形活塞空間轉(zhuǎn)動，向前轉(zhuǎn)動的行星活塞輪擠壓氣體或液體從動力源排出口排出，并且在由旋閥片向下擺動到中心太陽輪滾筒后隔開的相鄰活塞空間形成氣體或液體壓差，行星活塞輪在向前轉(zhuǎn)動的過程中壓迫旋閥片向上擺動復(fù)位進入下一個往復(fù)周期。所述的旋閥片復(fù)位裝置是拉伸彈簧，拉伸彈簧一端通過曲柄鎖緊在旋閥片的支撐芯軸上，拉伸彈簧另一端固定在缸體上。(三)有益 效果本發(fā)明具有以下有益效果1、星旋式轉(zhuǎn)動裝置中，由于采用了圓環(huán)型液壓(氣壓)缸，最大限度有效利用了機器外圓周空間，不僅半徑大出力轉(zhuǎn)矩大，流量大，出力恒定；而且，由于主要元器件活塞采用了滾動方式，從本質(zhì)上大大減少了活塞與缸體的磨擦磨損，提高了密封可靠性，大大降低了能耗，機器從水到油到氣、從低壓到高壓、從低速到高速、從微型到超大型都能一一對應(yīng)，有極其廣泛的市場；整機采用了對稱平衡的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，以同心圓的裝配為基調(diào)，零部件少形狀簡練，有利于現(xiàn)場制造；體積小重量輕，采用市場化大量生產(chǎn)的滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)件，噪音很小無振動，低成本高精度長壽命，維修保養(yǎng)容易；2、本發(fā)明星旋式發(fā)動機具有以下優(yōu)點A.體積小重量輕轉(zhuǎn)子發(fā)動機有幾個優(yōu)點，其中最重要的一點是減小了體積和減輕了重量。運行安靜平穩(wěn)，在保證相同的輸出功率水平前提下，轉(zhuǎn)子式發(fā)動機的設(shè)計重量大約僅為往復(fù)式的三分之二，能耗低，排放少，在地球溫暖化對策和化石燃料越來越少的今天，高效高出力排放小成本低的星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的出現(xiàn)有重要意義；B.精簡結(jié)構(gòu)由于星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機將空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力直接轉(zhuǎn)化為星旋式轉(zhuǎn)子主軸的轉(zhuǎn)動力，所以不需要設(shè)置曲軸連桿，進氣口和排氣口依靠轉(zhuǎn)子本身的運動來打開和關(guān)閉；不再需要配氣機構(gòu)，包括正時齒帶、凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等， 而這在往復(fù)式發(fā)動機中是必不可少的一部分。星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機組成所需要的部件大幅度減少；C.均勻的扭矩特性星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的主軸輸出扭矩特性曲線，在用連續(xù)燃燒連續(xù)供給發(fā)動機壓力流體的方式時，總體是一條理想的直線；在用點火爆燃式供給工作壓力流體時，行星活塞輪依靠燃?xì)獾呐蛎涀龉ΓS著行星活塞輪的移動，高壓環(huán)形氣缸的體積擴大，高壓燃?xì)鈮毫Σ粩嘟档?，發(fā)動機的輸出扭矩也在隨之降低，此時星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的主軸輸出扭矩特性曲線變成一條在360度范圍有六個波峰的均勻脈沖曲線，相當(dāng)于六缸往復(fù)式活塞四沖程發(fā)動機的輸出扭矩特性曲線，而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的四沖程發(fā)動機的輸出扭矩特性曲線都是脈沖形；D.運行安靜，噪音更小對于往復(fù)式發(fā)動機，活塞運動本身就是一個振動源，同時氣門機構(gòu)也會產(chǎn)生令人討厭的機械噪音。轉(zhuǎn)子發(fā)動機平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動運動產(chǎn)生的振動相當(dāng)小， 而且沒有氣門機構(gòu)，因此能夠更平穩(wěn)和更安靜的運行；E.可靠性和耐久性星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的轉(zhuǎn)子構(gòu)造，最大的特點為全滾動式構(gòu)造，活塞與氣缸的磨擦是全密封滾動磨擦，對比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的四沖程發(fā)動機的活塞與氣缸的磨擦是容易磨損泄漏的滑動磨擦，可靠性和耐久性要明顯高的多；另外，由于星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有那些高轉(zhuǎn)速運動部件，如曲軸和連桿，所以在高負(fù)荷運動中，更可靠和更耐久。汪克爾三角轉(zhuǎn)子引擎，由于三角轉(zhuǎn)子引擎的相鄰容腔間只有一個徑向密封片，徑向密封片磨損快。引擎使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題，大幅增加油耗與污染。其獨特的機械結(jié)構(gòu)也造成這類引擎較難維修。而星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機由于采用了本發(fā)明行星活塞輪滾動密封方式，直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，密封結(jié)構(gòu)簡練耐磨，顯而易見，可以解決上述問題。星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的出力大而安定，噪音很小無振動，能耗低長壽命，體積小重量輕，可以廣泛用在直升飛機、汽車、船舶等交通工具上，可望成為新一代高效節(jié)能低排放的內(nèi)燃機。


圖1本發(fā)明星旋式轉(zhuǎn)動裝置結(jié)構(gòu)側(cè)面斷面示意圖；圖2是本發(fā)明發(fā)動機結(jié)構(gòu)側(cè)面斷面示意圖；圖3是本發(fā)明發(fā)動機各主要轉(zhuǎn)動元件的轉(zhuǎn)動原理示意圖；圖4是行星活塞輪通過動力源輸入口臨界點時旋閥片的力學(xué)作用平形四邊形矢量分析圖；圖5是行星活塞輪通過動力源輸入口臨界點時旋閥片動作示意圖；圖6是行星活塞輪已經(jīng)通過動力源輸入口臨界點的動作示意圖；圖7為行星活塞輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是旋閥片結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明發(fā)動機的輸出扭矩安定特性曲線示意圖；圖10是本發(fā)明燃?xì)馐斤L(fēng)冷轉(zhuǎn)子發(fā)動機的原理示意圖；圖11是在本發(fā)明加裝旋閥片緩沖臺后的旋閥片緩沖動作示意圖；圖12為單星式行星活塞輪旋閥片壓縮機的一種基本動作原理和結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是用彈簧的力量把旋閥片頭部旋向貼緊中心太陽輪滾筒表面的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是雙星星旋式流體壓縮機的一種基本動作原理和帶有吸排氣集約塊和散熱片定子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是一種用多個滾動軸承呈對稱圓形分布固定在行星活塞輪固定法蘭上以支撐中心太陽輪滾筒的大型星旋式液壓馬達的結(jié)構(gòu)側(cè)面斷面示意圖；圖16是缸體立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖17是旋閥片緩沖臺為緩沖棒的動作示意圖；圖18是本發(fā)明點火式水冷轉(zhuǎn)子發(fā)動機的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的液壓氣動流體馬達的運行原理結(jié)構(gòu)說明圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。為方便理解，首先將本申請文件中所涉及主要元件進行編號說明，如下所示1-氣缸；1-1第一組通孔；1-2第二組通孔； 2-氣缸密封端蓋；3-主軸；4-密封圈；
5-凹槽；5-1-縱向側(cè)面；6-旋閥片；6-1-圓弧面；6-2-旋閥片母體；6-3-滾輪；6-4-滾輪支點軸；6-5-通孔；
6-7-滾柱；6-9-通孔；7-旋閥片芯軸；8-行星活塞輪；8-1-圓柱滾輪壁；9-行星活塞輪固定法蘭；10-中心太陽輪滾筒；10-1-中心太陽輪滾筒表面；11-軸承；12-支承軸；13-密封圈；13-1-拉伸彈簧；13-2-曲柄；14-主軸軸承；15-軸承前蓋內(nèi)孔；16-軸承后蓋；17-密封膠圈；17-1-滾柱行星活塞輪緩沖棒；17-2-旋閥片頭部滾輪和中心太陽輪滾筒的切點；17-3-滾柱行星活塞輪出力棒；18-鍵；19-環(huán)形活塞空間；20-密封圈；21-滾動軸承；22-接觸面；23-接觸面；24-緩沖臺；24-1-斜面；25-旋閥片導(dǎo)向塊；25-1-斜面；26- —級壓縮室；27- 二級壓縮室；28-導(dǎo)向塊支點棒；29-導(dǎo)向塊限位棒。實施例1 星旋式轉(zhuǎn)動裝置實施例，參見圖1，裝置包括一個定子、一個轉(zhuǎn)子和中心太陽輪滾筒10 ；所述定子有一個含圓筒空腔的缸體1，所述轉(zhuǎn)子包括主軸3、行星活塞輪固定法蘭9 和行星活塞輪8，缸體兩側(cè)端蓋2支撐著主軸3，兩個行星活塞輪固定法蘭9通過鍵18對稱固定在主軸3上，所述中心太陽輪滾筒設(shè)置在兩個行星活塞輪固定法蘭之間并通過滾動軸承21套住主軸旋轉(zhuǎn)安裝，所述的中心太陽輪滾筒外圓面與缸體所述圓筒筒壁之間形成環(huán)形活塞空間19，兩個行星活塞輪固定法蘭對稱固定在主軸上把環(huán)形活塞空間的兩側(cè)密封， 所述行星活塞輪是圓柱滾輪，圓柱滾輪置于環(huán)形活塞空間內(nèi)以滾動密配方式密封行星活塞輪相鄰活塞空間(例如將行星活塞輪與兩側(cè)壁的間隙控制在0. 15mm之內(nèi))，柱形滾輪的兩端固定在行星活塞輪固定法蘭上。實施例2:星旋式流體馬達或發(fā)動機的一種實施例，參見圖2和3，所述星旋式流體馬達或發(fā)動機包括一個含圓筒空腔的缸體1和由缸體兩側(cè)端蓋2支撐的主軸3，缸體和兩側(cè)端蓋之間通過密封圈4密封防流體泄漏，圍繞主軸設(shè)有帶動主軸轉(zhuǎn)動的行星輪轉(zhuǎn)動裝置，所述缸體圓筒表面是圍繞主軸的圓形表面，在所述缸體圓筒表面沿圓筒軸向設(shè)有凹槽5，凹槽中安裝有旋閥片6，所述旋閥片尾部端通過旋閥片支撐芯軸7固定在兩側(cè)端蓋2上，當(dāng)然也可以固定在缸體1上，旋閥片支撐芯軸與缸體所述圓筒軸向中心線平行設(shè)置，旋閥片頭部端面是圓弧面6-1，旋閥片以旋閥片支撐芯軸7為中心沿凹槽的一個縱向側(cè)面5-1做扇面形擺動，在擺動的過程中旋閥片所述圓弧面與凹槽的側(cè)面接觸，所述凹槽底面到缸體外表面設(shè)有通孔作為動力源輸入口 1-1，在旋閥片支撐芯軸一側(cè)的缸體上設(shè)置有從缸體圓筒表面到缸體外表面的通孔作為動力源排出口 1-2 ；所述行星輪轉(zhuǎn)動裝置包括行星活塞輪8、行星活塞輪固定法蘭9和中心太陽輪滾筒10 ；所述行星活塞輪是圓柱滾輪，圓柱滾輪轉(zhuǎn)動固定在所述行星活塞輪固定法蘭上，實施例中圓柱滾輪通過軸承11滾動套在一個支承軸12上， 支承軸12兩端與行星活塞輪固定法蘭連接固定，所述行星活塞輪固定法蘭與缸體之間通過密封圈13密封，行星活塞輪固定法蘭通過鍵18與主軸連接固定，由于行星活塞輪轉(zhuǎn)動帶動行星活塞輪固定法蘭轉(zhuǎn)動，行星活塞輪固定法蘭轉(zhuǎn)動帶動主軸轉(zhuǎn)動；中心太陽輪滾筒套住主軸設(shè)置在行星活塞輪和主軸之間，這樣在中心太陽輪滾筒表面到缸體內(nèi)表面之間形成行星活塞輪轉(zhuǎn)動的環(huán)形活塞空間19。如圖2所示，主軸軸承14安裝在缸體兩側(cè)的端蓋2上，軸承前蓋15和軸承后蓋16 封住兩側(cè)的端蓋，主軸3貫穿的軸承前蓋15內(nèi)孔上鑲嵌有一個防流體泄漏的運動用密封膠圈17，缸體兩側(cè)的端蓋2被用螺釘緊固在缸體1上。圖2中，行星活塞輪固定法蘭9用鍵18緊固在主軸3上，主軸3與缸體兩側(cè)的端蓋2的行星活塞輪固定法蘭9之間用階梯孔內(nèi)圓面滑配，行星活塞輪固定法蘭9外圓端面裝有的運動用密封膠圈13防止了行星活塞輪轉(zhuǎn)動的環(huán)形活塞空間19和端蓋2之間的流體泄漏。本實施例在行星活塞輪固定法蘭9上裝有的三根支撐軸12上套有軸承定位墊片20 用于軸承定位，保持在滾動軸承上的三根行星活塞輪8以該支撐軸為支點，緊貼缸體1的行星活塞輪是圓柱滾輪壁8-1在中心太陽輪滾筒表面10-1滾動，和三根行星活塞輪緊貼相配的中心太陽輪滾筒10以兩個套在主軸上的滾動軸承21和主軸3滾動連接；中心太陽輪滾筒10和行星活塞輪固定法蘭9的接觸面22以及行星活塞輪固定法蘭9和端蓋2之間的接觸面23的配合為滑動配合，間隙控制在0. 05mm以內(nèi)，也可安裝密封膠圈，以保證密封性。如圖3所示，缸體所述凹槽至少有兩個，兩個凹槽在缸體圓筒360度圓周表面相隔 180度角設(shè)置。所述行星活塞輪至少有三個，三個行星活塞輪在360度環(huán)形活塞空間內(nèi)相隔120 度角設(shè)置。當(dāng)然，根據(jù)設(shè)計要求所述的凹槽可以是三個，三個凹槽相隔120度角設(shè)置；或者是四個，四個凹槽相隔90度角設(shè)置；所述行星活塞輪可以是四個，四個行星活塞輪相隔90度角設(shè)置；或者是六個，六個行星活塞輪相隔60度角設(shè)置。當(dāng)凹槽以等分180°相隔、固定在圓形定子殼體兼缸體內(nèi)壁旋閥片凹槽內(nèi)的軸為支點做周期性擺動的兩片旋閥片旋入兩個行星活塞輪之間的環(huán)狀空間時，就把這空間分成兩個容積可變的工作室，利用這兩個工作室內(nèi)的流體壓力差得以驅(qū)動密封在環(huán)狀空間里的行星活塞輪運動，這是旋閥片的第一個重要功能；主軸每轉(zhuǎn)動360°，三個行星活塞輪就循環(huán)交替通過兩片旋閥片的擺動臨界區(qū)間一次，其時三個行星活塞輪中的一個被流體壓力推動，向主軸正常輸送力矩，一個靠近正常貼緊中心太陽輪外圓柱表面上的旋閥片，另一個行星活塞輪正通過已被它推開退回圓形定子殼體兼缸體內(nèi)壁旋閥片凹槽的旋閥片，行星活塞輪已經(jīng)超越這旋閥片的頭部，因此旋閥片在流體的壓力下擺向工作室，頂在行星活塞輪上，產(chǎn)生由接觸點力學(xué)矢量平行四邊形所決定了的放大了的另一個推力，正是由于這力學(xué)放大機構(gòu)的存在，那個靠近正常貼緊中心太陽輪外圓柱表面上的旋閥片的行星活塞輪或者旋閥片出力棒才有足夠的推力把旋閥片推開，馬達的工作室切換得以周而復(fù)始，馬達才能連續(xù)旋轉(zhuǎn)，這是旋閥片的第二個重要功能。一種星旋式流體馬達或發(fā)動機工作方法，包括所述星旋式流體馬達或發(fā)動機；一個有壓力的氣體或液體從所述缸體的動力源輸入口注入缸體所述凹槽，氣體或液體推動旋閥片以旋閥片支撐芯軸為中心沿凹槽的一個側(cè)面向下做扇面形擺動，旋閥片的頭部推動行星活塞輪向前轉(zhuǎn)動，隨之有壓力的氣體或液體沖入環(huán)形活塞空間繼續(xù)推動行星活塞輪向前沿環(huán)形活塞空間轉(zhuǎn)動，向前轉(zhuǎn)動行星活塞輪擠壓氣體或液體從動力源排出口排出，并且在由旋閥片向下擺動到中心太陽輪滾筒后隔開的相鄰活塞空間形成氣體或液體壓差，行星活塞輪在向前轉(zhuǎn)動的過程中壓迫旋閥片向上擺動復(fù)位進入下一個往復(fù)周期。圖3至圖6示意了星旋式流體馬達的工作原理圖4示意了行星活塞輪旋閥片(簡稱星旋式)液壓馬達或者原動機的行星活塞輪(簡稱星輪)通過進液口臨界點時它和旋閥片的接觸點的力學(xué)作用平形四邊形矢量分析圖，這樣一個力學(xué)機構(gòu)的各處的力作用是嚴(yán)格按照力學(xué)理論分布的。所謂進液口臨界點，指的是旋閥片6的擺動區(qū)域。行星活塞輪A通過進液口臨界點時要克服阻力F1，光靠這時正常有效工作的行星活塞輪B的力量顯然不夠，因為Fl > F2，在圖示的力學(xué)機構(gòu)中實測約為 1. 7倍。行星活塞輪B在通過進液口臨界點的尾聲時，旋閥片頭部和行星活塞輪C 一直保持密封，進液口旋閥片藏身凹槽此時此刻已成為本實施例的另外一個高壓液壓缸，但對行星活塞輪C產(chǎn)生的液壓推力并不大，這時進液口的旋閥片6對行星活塞輪C產(chǎn)生的機械推力 F3卻很大，它們微妙的劈原理力學(xué)組合有力學(xué)放大作用，圖例的F3可超過活塞輪A受到的阻力Fl高達1. 1倍，足以把阻擋行星活塞輪A的旋閥片6推開前進，液壓馬達得以進入下面的循環(huán)動作。請參閱圖5，阻擋行星活塞輪A的旋閥片6已被推開，其頭部離開中心太陽輪滾筒外圓表面的打開距離△將不斷擴大，行星活塞輪A和行星活塞輪B之間的環(huán)形液壓缸已被連通，行星活塞輪B停止工作。此時旋閥片頭部和行星活塞輪C已進入推力最大的相切位置，行星活塞輪C開始正常有效工作。請參閱圖6，行星活塞輪C已遠離旋閥片6的擺動區(qū)域，正常工作。行星活塞輪C 和行星活塞輪B之間的環(huán)型氣缸被旋閥片分割成高低壓兩部分，之間的壓力差驅(qū)動活塞輪 C前進。如圖2和圖3所示，在圖3上用箭頭標(biāo)出了本實施例流體馬達各主要轉(zhuǎn)動元件的轉(zhuǎn)動方向，首先是行星活塞輪8和定子缸體1因密封磨擦力而被轉(zhuǎn)動，繼之，中心太陽輪滾筒10又因和行星活塞輪8的密封磨擦力而被驅(qū)動，三個固定在行星活塞輪固定法蘭9上的行星活塞輪交替地受到缸內(nèi)壓力流體驅(qū)動，通過用鍵固定在主軸上的行星活塞輪固定法蘭 9帶動主軸轉(zhuǎn)動。圖7是本發(fā)明的行星活塞輪的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，行星活塞輪8通過軸承11套在一個支承軸12上，支承軸12兩端與行星活塞輪固定法蘭9固定連接。本發(fā)明中，行星活塞輪可以采用多種結(jié)構(gòu)形式。圖7中， 行星活塞輪示例性的采用滾動軸承結(jié)構(gòu)形式，行星活塞輪是由滾輪筒通過軸承滾動套在一個支承軸上，滾動軸承可以是滾珠、滾柱或者滾針。但是，在某些情況下也可以不用滾動軸承，而使用占用空間較小的滑動軸承及軸套(例如行星活塞輪直徑過小時)。行星活塞輪8 的滾輪筒可以采用硬材(例如硬鋼材)精密加工，這與滾動軸承的滾柱加工工藝類似?？蛇x的，滾輪筒也可以采用彈性工程塑料加工而成，并過盈壓配在缸體內(nèi)。在行星活塞輪工作時，滾輪筒在滾動時會發(fā)生變形，這使得行星活塞輪與缸體內(nèi)表面和中心太陽輪滾筒的接觸呈面狀，即從線接觸轉(zhuǎn)換為面接觸?？蛇x的，也可以在滾輪筒表面復(fù)合一層機能材料， 例如耐磨的金屬電鍍、彈性橡膠、工程塑料等。此外，也可以在硬材加工的滾輪筒上先復(fù)合一層彈性機能材料，然后再套上彈性金屬活塞套過盈壓配在行星活塞輪的環(huán)形活塞空間19 內(nèi)，該彈性金屬活塞套在滾動時發(fā)生變形，使得彈性金屬活塞套與缸體內(nèi)表面和中心太陽輪滾筒的接觸呈面狀，即從線接觸轉(zhuǎn)換為面接觸。在高溫高壓的星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機上，優(yōu)選的可以直接在行星活塞輪鋁合金母體上以適當(dāng)間隙套上耐熱鋼彈性金屬活塞薄壁套，夾在缸體和中心太陽輪滾筒之間，在滾動前進時產(chǎn)生微小的橢圓彈性變形，從而使線接觸轉(zhuǎn)換為面接觸。如上所述，使行星活塞輪的滾輪筒與缸體內(nèi)表面和中心太陽輪滾筒的接觸形成為面接觸，這種面接觸比線接觸的接觸面積更大，能更好的起到密封效果，同時也有利于增大滾動摩擦力，從而更容易的驅(qū)動滾輪筒滾動前進。圖8示意了兩種旋閥片，圖8a的旋閥片包括旋閥片母體6_2、滾輪6_3、滾輪支點軸6-4，滾輪密封材6-1和安裝旋閥片支撐芯軸用的通孔6-5 ；圖8b的旋閥片包括開有安裝旋閥片支撐芯軸用的通孔6-9的旋閥片母體6-2，在旋閥片母體6-2的頭部安裝有滾柱 6-7。滾輪的材料根據(jù)工作環(huán)境條件選定，一般可選用潤滑耐磨復(fù)合工程塑料，也可用潤滑耐磨合金。實施例2中所述動力源是壓力液體或壓力氣體。作為壓力液體它可以是由壓力泵產(chǎn)生的液體例如液壓油，壓力水，使用壓力液體時，壓力液體可以直接從動力源輸入口注入，推動行星活塞輪轉(zhuǎn)動；如圖9所示，流體馬達的輸出扭矩安定特性曲線為一條理想的直線，在360°里間隔為120°的三個環(huán)形液壓缸交替工作，切換6次，每隔60度輸出扭矩有一個小的加力脈沖。作為壓力氣體，可以是由氣泵產(chǎn)生的壓力氣體，也可以是由汽油或者天然氣等燃料燃燒產(chǎn)生的氣體，如圖10所示的是行星活塞輪旋閥片(簡稱星旋式)轉(zhuǎn)子發(fā)動機的原理結(jié)構(gòu)示意，在星旋式氣動馬達的外部，設(shè)有燃燒室901，汽油或者天然氣等燃料從進口 902 噴入燃燒室901，和從空氣進口 903噴入燃燒室的空氣混合燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓流體從進口 904進入星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的氣缸，膨脹后在廢氣排出口 1-2排氣。帶有散熱片的缸體 (定子)1上裝有進氣集約塊905和排氣集約塊906。燃料和空氣在燃燒室901混合，連續(xù)燃燒，以連續(xù)流動的氣體帶動星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動力機械，是一種新型星旋式轉(zhuǎn)子熱力發(fā)動機。和燃?xì)廨啓C的工作過程有些類似，運用現(xiàn)有技術(shù)，空氣壓縮機連續(xù)地從大氣中吸入經(jīng)過過濾器的空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣泵入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃?xì)?，隨即流入星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機中，星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機此時相當(dāng)于氣動馬達，輸出動力。由于燃?xì)獬鯗刈罡哌_1200°C左右，不僅燃燒室須用鎳基和鈷基合金等高溫材料制造， 星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機本身的有關(guān)材料也要使用耐熱材料。為了使旋閥片在推動行星活塞輪后平穩(wěn)的落在中心太陽輪滾筒上，參見圖11，在所述行星活塞輪運動方向的反面緊貼行星活塞輪設(shè)置有旋閥片緩沖臺24，旋閥片在擺向中心太陽輪滾筒時，脫離與行星活塞輪的接觸，移向旋閥片緩沖臺，釋放推力，平穩(wěn)降落到中心太陽輪滾筒表面；因此旋閥片緩沖臺是具有一個斜面24-1的棒狀墊塊，旋閥片緩沖臺固定在行星活塞輪固定法蘭上?；蛘呤撬鲂行腔钊喦昂缶o貼行星活塞輪設(shè)置有旋閥片緩沖臺，旋閥片緩沖臺固定在行星活塞輪固定法蘭上，所述旋閥片緩沖臺是圓棒或者是具有斜面的棒。實施例3:一種星旋式壓縮機及泵，參見圖2和圖12和圖13以及實施例1和實施例2，所述星旋式壓縮機及泵包括一個含圓筒空腔的缸體1和由缸體兩側(cè)端蓋2支撐的主軸3，缸體與兩側(cè)端蓋之間密封，圍繞主軸設(shè)有由主軸帶動旋轉(zhuǎn)的行星輪轉(zhuǎn)動裝置，所述缸體圓筒表面沿圓筒軸向設(shè)有凹槽5，凹槽中安裝有旋閥片6，所述旋閥片尾部端通過旋閥片軸支撐芯軸7固定在凹槽中，旋閥片支撐芯軸與缸體所述圓筒中心線平行設(shè)置，旋閥片頭部端面是圓弧面，旋閥片以旋閥片支撐芯軸為中心沿凹槽的一個側(cè)面做扇面形擺動，在擺動的過程中旋閥片所述圓弧面與凹槽的側(cè)面接觸，所述行星輪轉(zhuǎn)動裝置包括行星活塞輪8、行星活塞輪固定法蘭9和中心太陽輪滾筒10 ；所述行星活塞輪是圓柱滾輪，所述圓柱形滾輪兩端轉(zhuǎn)動固定在所述行星活塞輪固定法蘭上，行星活塞輪固定法蘭通過鍵與主軸連接固定，中心太陽輪滾筒套住主軸設(shè)置在行星活塞輪和主軸之間，所述的中心太陽輪滾筒外圓面與缸體所述圓筒筒壁之間形成行星活塞輪轉(zhuǎn)動的環(huán)形活塞空間。與實施例2不同點在于所述凹槽底面到缸體外表面設(shè)有通孔作為壓力源輸出口 1-1，在旋閥片支撐芯軸一側(cè)的缸體上設(shè)置有從缸體圓筒表面到缸體外表面的通孔作為動力源吸入口 1-2，在圓柱滾輪移動方向的前端緊貼圓柱滾輪設(shè)置有旋閥片導(dǎo)引塊25，在旋閥片和缸體之間設(shè)置有旋閥片復(fù)位裝置。缸體所述凹槽至少有一個，所述行星活塞輪至少有一個，參見圖12，單星式行星活塞輪旋閥片(簡稱星旋式)流體壓縮機的一種基本動作原理和結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的旋閥片導(dǎo)引塊25、行星活塞輪8隨行星活塞輪固定法蘭9 一起轉(zhuǎn)動成為轉(zhuǎn)子；作為定子的缸體1的內(nèi)圓面和中心太陽輪滾筒10的外圓面和兩側(cè)的行星活塞輪固定法蘭9圍成的環(huán)形流體空間，就是一級壓縮室26，當(dāng)旋閥片導(dǎo)引塊25把排氣旋閥片6強力鏟起，行星活塞輪8通過對排氣旋閥片6加壓，對擠在二級壓縮室(高壓室)27的流體進一步施加壓 力，突破排氣口開閉閥片排出。由于360°只發(fā)出一次排氣脈沖，氣缸的容積壓縮比大，排氣的壓力也較大。 12(a)是排氣口開閉閥片關(guān)閉、排氣旋閥片8完全擺到二級壓縮室(高壓室)27的底部、行星活塞輪8通過臨界點的位置示意圖；12(b)是行星活塞輪8已通過排氣旋閥片6切換區(qū)， 開始吸氣的位置示意圖；12(c)是經(jīng)過行星活塞輪8的初步壓縮，開始排氣的位置示意圖； 12(d)是行星活塞輪8進入排氣旋閥片6切換區(qū)，開始高壓排氣的位置示意圖。參見圖12，所述旋閥片導(dǎo)向塊25是具有一個斜面的墊塊，所述斜面是圓弧面或者曲面25-1。排氣旋閥片導(dǎo)向塊25以固定在行星活塞輪支架盤上的導(dǎo)向塊支點棒28作為定位支撐點，其起密封效果的微妙擺動受到導(dǎo)向塊限位棒29的限制，導(dǎo)向塊限位棒29和排氣旋閥片導(dǎo)向塊25的孔配合設(shè)有一定間隙，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時由于離心力的作用，排氣旋閥片導(dǎo)向塊25以導(dǎo)向塊支點棒28為中心向外擺動，但受到導(dǎo)向塊限位棒29的限制，僅僅偏離中心太陽輪表面無磨擦接觸而已；當(dāng)排氣旋閥片頭部已經(jīng)壓在排氣旋閥片導(dǎo)向塊25頭部時，排氣旋閥片導(dǎo)向塊被壓向接觸中心太陽輪表面，正好起到必需的防止漏氣密封作用， 由于排氣旋閥片導(dǎo)向塊和中心太陽輪表面的相對速度較小，滑動磨耗并不大，且能自動補
I ^X O
作為定子的缸體1的內(nèi)圓面和中心太陽輪的外圓面和兩側(cè)的行星活塞輪固定法蘭圍成的環(huán)形流體空間，就是一級壓縮室26，當(dāng)劈形排氣旋閥片導(dǎo)向塊25把排氣旋閥片強力鏟起，行星活塞輪通過對排氣旋閥片加壓，對擠在二級壓縮室(高壓室)27的流體進一步施加壓力，突破排氣口開閉閥片排出。由于360°只發(fā)出一次排氣脈沖，氣缸的容積壓縮比大，排氣的壓力也較大。12(a)是排氣口開閉閥片關(guān)閉、排氣旋閥片完全擺到二級壓縮室 (高壓室)27的底部、行星活塞輪通過臨界點的位置示意圖；12(b)是行星活塞輪已通過排氣旋閥片切換區(qū)，開始吸氣的位置示意圖；12(c)是經(jīng)過行星活塞輪的初步壓縮，開始排氣的位置示意圖；12(d)是行星活塞輪進入排氣旋閥片切換區(qū)，開始高壓排氣的位置示意圖； 如圖12所示，排氣旋閥片在劈形排氣旋閥片導(dǎo)向塊25的圓弧曲線25-1的凸輪作用下，旋回二級壓縮室(高壓室)的底部時的旋力越來越大。參見圖13，所述的旋閥片復(fù)位裝置是拉伸彈簧13-1，拉伸彈簧一端通過曲柄13-2 鎖緊在旋閥片支撐芯軸7上，拉伸彈簧另一端固定在缸體上。實施例4:一種星旋式壓縮機及泵的另一種實施例，參見實施例3，缸體所述凹槽至少有一個，所述行星活塞輪有兩個，參見圖14，雙行星旋式流體壓縮機有兩個行星活塞輪工作，兩個行星活塞輪相隔180°呈對稱配置，符合精密機械工學(xué)原理，運轉(zhuǎn)時無偏心振動。由于 360°發(fā)出二次排氣脈沖，氣缸的容積壓縮比只有單星式的一半，排氣的壓力也較低。14a 是排氣口逆止閥14-1關(guān)閉、排氣旋閥片完全擺到二級壓縮室(高壓室)的底部、行星活塞輪通過臨界點的位置示意圖；14b是行星活塞輪已通過排氣旋閥片切換區(qū)，開始吸氣，對面另一個行星活塞輪開始壓縮氣體的位置示意圖；14c是經(jīng)過行星活塞輪的初步壓縮，開始排氣的位置示意圖；14d是行星活塞輪進入排氣旋閥片切換區(qū)，開始高壓排氣的位置示意圖；雙行星旋式流體壓縮機的氣缸可以做成帶有散熱片的定子那樣，除了有排氣旋閥片導(dǎo)引塊，排氣逆止閥14-1，還有排氣集約塊14-2和吸氣集約塊14-3。排氣旋閥片導(dǎo)引塊的 25-1曲面，采用易于制造的圓弧導(dǎo)引曲面或者其它合適的曲面，可以保證隨著排氣旋閥片滾輪的上升而壓力角均勻變小。關(guān)于星旋式轉(zhuǎn)動裝置中心太陽輪滾筒的支撐方式，主要有以下三種1、所述中心太陽輪滾筒通過套設(shè)于主軸上的滾動軸承支撐；2、當(dāng)所述行星活塞輪的數(shù)目等于或者多于三個時，所述中心太陽輪滾筒通過所述等于或者多于三個的行星活塞輪支撐，此種支撐方式主要應(yīng)用于比如安裝空間特別大或者不夠的情況下；3、所述行星活塞輪固定法蘭在靠近所述主軸的位置具有朝向內(nèi)側(cè)的圓環(huán)狀凸起； 所述中心太陽輪滾筒通過沿所述圓環(huán)狀凸起四周排列的多個滾動軸承支撐。圖15是一種用多個滾動軸承呈對稱圓形分布固定在行星活塞輪固定法蘭上以支撐中心太陽輪滾筒的大型星旋式液壓馬達的結(jié)構(gòu)側(cè)面斷面示意圖。如圖15所示，軸承固定銷15-1固緊在行星活塞輪固定法蘭9上，沿圓周排列的小滾動軸承15-2把中心太陽輪滾筒10支撐起來。上面提出了最為典型的中心太陽輪滾動三種支撐方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以根據(jù)實際場景采用其他的支持方式。參見圖16，實施例2中定子缸體上進氣(液)口和排氣(液)口位置安排在角度相位上有嚴(yán)格要求，不能夠隨便加大口徑，要加大流體流動截面積，可以在缸體上開多個小孔，再通過配管把小孔連成一片就可以了，對于需要高速大流量的流體機械，這是很重要的。參見圖17，在實施例2中所述行星活塞輪前后緊貼行星活塞輪設(shè)置有旋閥片緩沖臺，所述旋閥片緩沖臺是圓棒17-1。其中前端圓棒17-3是旋閥片出力棒，圓棒固定在行星活塞輪固定法蘭上，后端的緩沖棒起到旋閥片緩沖臺功能，前端出力棒17-3在行星活塞輪 8進入頂開旋閥片的臨界位置時，由于行星活塞輪8離開旋閥片還有一個距離，此時前端圓棒17-3作為頂點出力棒頂在旋閥片的接近頭部的地方，對旋閥片的頂開力臂要比原來直接用行星活塞輪時大近一倍之多，從而使得行星活塞輪8能更快的頂開旋閥片前進，提高了星旋式轉(zhuǎn)動裝置的運轉(zhuǎn)效率，節(jié)省了能量損耗。圖中的17-2為旋閥片頭部滾輪和中心太陽輪滾筒的切點，此切點和中心太陽輪滾筒的中心點的連接線，作為本發(fā)明的幾何體設(shè)計基準(zhǔn)線。參見圖18，圖中示意了一種發(fā)動機，圖中把點火式行星活塞輪旋閥片(簡稱星旋式)水冷轉(zhuǎn)子發(fā)動機的上燃燒室18-1和下燃燒室18-2都和星旋式氣動馬達的水冷式缸體18-3連成一體，在行星活塞輪結(jié)構(gòu)、行星活塞輪18A處于臨界位置時，以帶有位置信號器(傳感器開關(guān))的上旋閥片18-4控制點火時機，用電火花塞18-5點火，產(chǎn)生的高壓燃?xì)饬?8-6沖進上旋閥片工作室18-7，推動行星活塞輪18A前進，從下廢氣排出口 18-81排出廢氣。在行星活塞輪18A處于臨界位置時，上一個沖程的燃?xì)庠谙職怏w膨脹空間18-9已完成壓力消耗做功任務(wù)，等此時結(jié)束一個沖程工作的行星活塞輪18C往前轉(zhuǎn)到上廢氣排出口 18-8后才能排出廢氣。當(dāng)行星活塞輪18A處于臨界位置時，行星活塞輪18B正處于帶有位置信號器(傳感器開關(guān))的下旋閥片18-10的前面，隨著電火花塞18-5點火，行星活塞輪18A前進，最后行星活塞輪18B把帶有位置信號器(傳感器開關(guān))的下旋閥片18-10完全壓回下旋閥片工作室18-11，處于下燃燒室18-2準(zhǔn)備點火的狀態(tài)。發(fā)動機主軸每轉(zhuǎn)360 度，每個行星活塞輪都要經(jīng)過旋閥片擺動區(qū)臨界位置兩次，發(fā)動機主軸每轉(zhuǎn)360度，上燃燒室18-1和下燃燒室18-2交替點火一共六次，每隔60度一次，直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)。主軸每轉(zhuǎn)360度，上下旋閥片各擺動3次，由于擺角很小，轉(zhuǎn)速約為主軸轉(zhuǎn)速的三分之二。這個星旋式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的帶有位置信號器(傳感器開關(guān))的上下旋閥片的頭部和旋閥片工作室分別密封，在火花塞點火前燃料不會泄漏。圖中，旋閥片完全閉鎖18-12的時機，以帶有位置信號器的上旋閥片控制此燃料噴射時機。圖18采用市場已知的高壓直接電噴式燃燒系統(tǒng)，高壓噴油閥18-13安裝在上燃燒室，把來自高壓油軌18-14的高壓混合油氣在帶有位置信號器的上旋閥片18-4進入完全閉鎖18-12的時機時，噴入上燃燒室。自高壓油軌18-14上接的部分為市場已知的油氣供給裝置，包括高壓泵18-15、低壓泵18-16、化油器18-17、節(jié)氣門18-18、進氣泵18-19、空氣濾清器18-20和油箱18-21。這是一種使用爆燃?xì)怏w做功的動力機。汽缸的水冷系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)電控系統(tǒng)乃至密封墊片、制造材料等等可靈活機動利用市場現(xiàn)有資源展開。參見圖19，示意了本發(fā)明行星活塞輪旋閥片(簡稱星旋式)液壓氣動流體馬達的運行原理結(jié)構(gòu)。在19A、19B、19C、19D、19E、19F、19G、19H、19I九個分圖里，把固定在用鍵和
主軸連接的行星活塞輪法蘭上的A、B、C三個行星活塞輪，在A輪通過下旋閥片2擺動臨界區(qū)時的動作全過程，一一分解說明。在19A圖，活塞輪A處于打開下旋閥片的臨界位置。流體進口上旋閥片和活塞輪C 的組合，起到劈原理的力學(xué)放大作用，推動活塞輪C前進，此時活塞輪B處于這一 B輪工作沖程的最后位置，此時又是馬達主軸連續(xù)輸出安定轉(zhuǎn)矩的頂峰，活塞輪C和活塞輪B都在工作，產(chǎn)生推力，流體進口和流體排出口都有流體經(jīng)過。在19B圖，下旋閥片已被A輪旋閥片緩沖臺頂點出力棒打開。下旋閥片一旦被打開，原來靠被下旋閥片分開成兩個容積可變化的環(huán)形氣缸連成一片，活塞輪B的推進力頓時消失，活塞輪C已處于C輪工作沖程的開始位置。在19C圖，上旋閥片19-1已經(jīng)旋落在旋閥片緩沖棒上，活塞輪C在流體壓力下繼續(xù)前進，在活塞輪B把廢液廢氣從流體排出口排出的同時，活塞輪A繼續(xù)推開下旋閥片 19-2 ；在19D圖，上旋閥片19-1已經(jīng)旋落在中心太陽輪滾筒上。活塞輪C在流體壓力下繼續(xù)前進，馬達主軸連續(xù)輸出安定轉(zhuǎn)矩。在19E圖，下旋閥片19-2已完全回位，即下旋閥片19_2已完全回到缸體內(nèi)壁旋閥片凹槽里，活塞輪A此時處于下旋閥片19-2的正中央位置，活塞輪C在流體壓力下繼續(xù)前進，活塞輪B把廢液廢氣從流體排出口排出。在19F圖，下旋閥片19-2重新旋向中心太陽輪滾筒，活塞輪A此時已到達下旋閥片19-2的頭部，活塞輪C在流體壓力下還在前進，活塞輪B還在把廢液廢氣從流體排出口排出。在19G圖，活塞輪B已經(jīng)進入打開上旋閥片19-1的臨界區(qū)域。流體進口下旋閥片 2和活塞輪A的組合，起到劈原理的力學(xué)放大作用，推動活塞輪A前進，此時活塞輪C處于這一 C輪工作沖程的最后位置，此時又是馬達主軸連續(xù)輸出安定轉(zhuǎn)矩的頂峰，活塞輪C和活塞輪A都在工作，產(chǎn)生推力。此時活塞輪A、B之間和活塞輪B、C之間的120度環(huán)形氣缸的容積為定容不變，在流體為液體時由于液體的不可壓縮性，在流體排出口并無流體進出，但是，在流體為氣體時，活塞輪A、B之間的壓縮氣體在活塞輪B通過流體排出口時，會以殘壓膨脹排出廢氣。在19H圖，上旋閥片19-1已被B輪頂點出力棒頂開。上旋閥片一旦被打開，原來靠被上旋閥片分開成兩個容積可變化的環(huán)形氣缸連成一片，活塞輪C的推進力頓時消失， 下旋閥片19-2旋落在旋閥片緩沖棒上，活塞輪A已處于A輪工作沖程的開始位置，活塞輪 C把廢液廢氣從流體排出口排出。在191圖，下旋閥片19-2旋落在中心太陽輪滾筒上，活塞輪A已完全越過下旋閥片19-2臨界擺動區(qū)，高壓倉的空間在從流體進口進入的壓力流體的作用下不斷擴大，推動活塞輪A繼續(xù)前進，通過活塞輪C把廢液廢氣從流體排出口排出，此時上旋閥片1已完全回位，即上旋閥片19-1已完全回到缸體內(nèi)壁旋閥片凹槽里，活塞輪B處于上旋閥片的正中央
位置。 由圖19可知，在主軸360度一次旋轉(zhuǎn)里，行星活塞輪A、B、C各要經(jīng)過上旋閥片和下旋閥片一次，產(chǎn)生推力的行星活塞輪的順序是:BC — C — CA — A — AB — B — BC — C — CA — A —AB — B — BC，其中，BC、CA、AB、BC、CA、AB出現(xiàn)在旋閥片打開的瞬間，間隔60度，因而每隔60
度雖然有一短促脈沖高峰出現(xiàn)，主軸扭矩的輸出總體來說是一條理想的水平直線。由圖19 還可知道，本發(fā)明星旋式液壓氣動流體馬達沒有所謂“死點”，只需要在流體進口保持有壓力流，無需在流體進出口安裝控制流體進出時機的閥門，機構(gòu)本身能夠自動連續(xù)運行。實施例5:下面根據(jù)圖2和圖3說明根據(jù)本發(fā)明實施例2的星旋式轉(zhuǎn)動裝置的結(jié)構(gòu)及運行原理。如圖2所示，本發(fā)明的星旋式轉(zhuǎn)動裝置包括一個定子、一個轉(zhuǎn)子和中心太陽輪滾筒。其中，中心太陽輪滾筒用于通過滾動摩擦來輔助轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。所述定子形成為一個具有圓筒空腔的缸體1，該缸體1的兩側(cè)開口還密封設(shè)置有端蓋2，用于密封所述缸體的圓筒空腔。優(yōu)選的，用螺釘把兩側(cè)端蓋2緊固在缸體1上，并且在缸體1和兩側(cè)端蓋2之間通過密封圈4密封，以防止流體泄漏。進一步，所述兩個端蓋2還分別包括一軸承前蓋15和一軸承后蓋16，其用于密封住兩側(cè)端蓋2的開口。其中，軸承前蓋15具有容納主軸3貫穿的內(nèi)孔，該內(nèi)孔上優(yōu)選的設(shè)置有防止流體泄漏的運動用密封膠圈17。軸承后蓋16位于缸體的尾端，用于密封住缸體尾端的開口。所述軸承前蓋和軸承后蓋與對應(yīng)的端蓋之間可以是以螺釘?shù)确绞焦潭ㄟB接，也可以與端蓋一體的形成。如圖3所示，在所述缸體1圓筒的圓周側(cè)壁設(shè)置有從缸體內(nèi)表面到缸體外表面貫通的多個通孔作為流體介質(zhì)輸入口 1-1，在與所述流體介質(zhì)輸入口 1-1相對的缸體圓周側(cè)壁的另一側(cè)設(shè)置有從缸體內(nèi)表面到缸體外表面貫通的多個通孔作為流體介質(zhì)輸出口 1-2。所述轉(zhuǎn)子包括主軸3、行星活塞輪固定法蘭9和行星活塞輪8。主軸3可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在所述端蓋2上。優(yōu)選的，缸體1兩側(cè)的端蓋2中分別設(shè)置有一個主軸軸承14，主軸3通過主軸軸承14安裝在兩個端蓋2上，主軸3與缸體1的圓筒空腔的中心軸線重合。其中，主軸軸承14優(yōu)選的是滾動軸承，可以是一個或多個。主軸軸承14的外圈與端蓋2的階梯孔的軸承定位內(nèi)圓面之間采用輕度滑動配合方式。這樣，在主軸3的軸向位置找正作業(yè)時，在兩側(cè)支持主軸3的滾動軸承14的軸向位置能夠進行圓滑的微細(xì)調(diào)。此外，主軸軸承14的內(nèi)圈與主軸3以緊配合方式配合，從而使得主軸3可以相對于缸體1旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的，主軸3與軸承前蓋15之間采用輕度滑動配合方式裝配。行星活塞輪固定法蘭9固定連接到主軸3上，用于固定每個行星活塞輪8的兩端。 優(yōu)選的，位于行星活塞輪8兩端部的兩個行星活塞輪固定法蘭9分別通過一個或多個鍵18 固定到主軸3上。圖1顯示了相對于主軸3的軸心線對稱設(shè)置的兩個鍵18?？蛇x的，在主軸3的后視面還有與該兩個鍵18對稱設(shè)置的另外兩個鍵。所述鍵18可以采用平鍵，但是， 在較大扭矩條件下工作的主軸可采用花鍵構(gòu)造。在本發(fā)明的實施例中，缸體兩側(cè)的端蓋2與行星活塞輪固定法蘭9之間采用滑動配合方式。具體來說，行星活塞輪固定法蘭9可滑動的設(shè)置在缸體兩側(cè)端蓋2的階梯孔內(nèi)圓面內(nèi)。行星活塞輪8可滾動的設(shè)置在中心太陽輪滾筒10和所述缸體1之間。具體的，所述行星活塞輪8是圓柱滾輪，其以滾動方式設(shè)置在中心太陽輪滾筒10和缸體1之間的環(huán)形活塞空間19內(nèi)，相鄰的兩個行星活塞輪8之間形成活塞空間。所謂滾動方式設(shè)置，是指行星活塞輪8可轉(zhuǎn)動的固定在所述行星活塞輪固定法蘭9上，從而可以在環(huán)形活塞空間19內(nèi)滾動前進。本發(fā)明中，行星活塞輪可以設(shè)置為一個或更多個，各行星活塞輪在360度環(huán)形活塞空間19內(nèi)等間隔設(shè)置。圖2顯示了行星活塞輪設(shè)置為三個時的示例，但本發(fā)明顯然不限制于此，行星活塞輪也可以設(shè)置為其他數(shù)量，并且其結(jié)構(gòu)與此圖2的類似。中心太陽輪滾筒10可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在主軸3上，其外圓面與缸體1的圓筒空間內(nèi)表面之間形成環(huán)形活塞空間19，用于容納行星活塞輪8的轉(zhuǎn)動。優(yōu)選的，所述中心太陽輪滾筒 10通過滾動軸承21安裝在主軸3上，其中，主軸3套在滾動軸承21的內(nèi)圈上，中心太陽輪滾筒10套在滾動軸承21的外圈上，從而使得中心太陽輪滾筒10可以圍繞主軸3旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的，在中心太陽輪滾筒10的兩端部各設(shè)置有一個滾動軸承21，該兩個滾動軸承21的內(nèi)圈卡在主軸3的兩側(cè)軸承內(nèi)圈裝配軸頸上，但本發(fā)明不限制于此。優(yōu)選的，通過中心太陽輪滾筒10的兩端部的行星活塞輪固定法蘭9把滾動軸承21的內(nèi)圈夾緊，完成兩個滾動軸承21在主軸上的軸向定位。中心太陽輪滾筒10套在兩個滾動軸承21的外圈上。通過使?jié)L動軸承21的內(nèi)圓面的定位軸肩的厚度略大于主軸3的中間軸肩部的厚度(約為0. 05 0. Imm左右，以裝配前的實際測量數(shù)據(jù)為準(zhǔn))，并適當(dāng)?shù)念A(yù)緊裝配，由此來消除兩個滾動軸承21的軸向游隙。 進而，通過保持滾動軸承21的徑向定位精度和軸向定位精度來保證中心太陽輪滾筒10的轉(zhuǎn)動精度。因此，中心太陽輪滾筒10的旋轉(zhuǎn)與主軸3的旋轉(zhuǎn)是相互獨立的，不會相互干擾。 另一方面，中心太陽輪滾筒10與行星活塞輪8之間采用可滾動的方式接觸，在二者的表面之間存在著有助于密封的接觸面壓力。由于中心太陽輪滾筒10和行星活塞輪8都能旋轉(zhuǎn)， 在該接觸面壓力導(dǎo)致的較大滑動摩擦力的作用下，行星活塞輪8的轉(zhuǎn)動會驅(qū)動與之緊貼相配的中心太陽輪滾筒10圍繞主軸軸線旋轉(zhuǎn)，從而將該滑動磨擦轉(zhuǎn)換為滾動磨擦?？梢?，本發(fā)明中心太陽輪滾筒10的主要作用是在行星活塞輪8的轉(zhuǎn)動作用下從動轉(zhuǎn)動，從而吸收行星活塞輪8的轉(zhuǎn)動，變滑動磨擦為滾動磨擦。顯然，這種滾動摩擦比滑動摩擦具有更小的摩擦阻力和能量損耗。在本發(fā)明的實施例中，行星活塞輪8與環(huán)形活塞空間19的內(nèi)表面(包含缸體內(nèi)表面和中心太陽輪滾筒的外表面)之間的間隙優(yōu)選的控制在0. 15mm之內(nèi)，包括負(fù)值間隙(即過盈配合)，以確保存在一定的接觸壓力，產(chǎn)生足夠的滾動摩擦力。并且，行星活塞輪8與中心太陽輪滾筒10和所述缸體1之間的間隙可以相同或不同。下面參照圖3介紹本發(fā)明的星旋式轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)動原理。
如圖3所示，當(dāng)星旋式轉(zhuǎn)動裝置用作動力輸出裝置(例如發(fā)動機、流體馬達等) 時，高壓流體介質(zhì)從流體介質(zhì)輸入口 1-1進入環(huán)形活塞空間19以用作動力源，此時流體介質(zhì)輸入口 1-1實質(zhì)上起到動力源輸入口的作用。行星活塞輪8在該高壓流體介質(zhì)的壓力推動下轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致其圓柱滾輪壁8-1在缸體內(nèi)表面上滾動。具體來說，由于在行星活塞輪8的外圓柱面(即圓柱滾輪壁8-1)和缸體1的圓筒空腔內(nèi)圓柱面之間具有較大的接觸面壓力， 由高壓流體介質(zhì)推動所產(chǎn)生的磨擦力推動行星活塞輪8沿缸體1的內(nèi)圓柱面滾動前進。另一方面，由于行星活塞輪8與中心太陽輪滾筒10之間采用滾動接觸方式緊密相配，因而在二者的表面之間存在密封磨擦力。結(jié)果，行星活塞輪8會驅(qū)動與之緊貼相配的中心太陽輪滾筒10的旋轉(zhuǎn)。這樣，中心太陽輪滾筒10的旋轉(zhuǎn)會以滾動摩擦方式支持行星活塞輪8的滾動前進。在這里，中心太陽輪滾筒10通過兩個套在主軸3上的滾動軸承21和主軸3可轉(zhuǎn)動的連接，因而中心太陽輪滾筒10的旋轉(zhuǎn)不會影響主軸3的旋轉(zhuǎn)。進一步，由于行星活塞輪8固定在行星活塞輪固定法蘭9上，因而行星活塞輪8的滾動會帶動行星活塞輪固定法蘭9旋轉(zhuǎn)，進而，行星活塞輪固定法蘭9的旋轉(zhuǎn)帶動了主軸3 旋轉(zhuǎn)，該主軸3的旋轉(zhuǎn)輸出所需要的機械動力。結(jié)果，如圖2所示，中心太陽輪滾筒的旋轉(zhuǎn)方向和行星活塞輪固定法蘭9以及主軸3的旋轉(zhuǎn)方向相同。由于缸體1的圓筒空腔內(nèi)圓柱面直徑要比中心太陽輪滾筒10的外圓柱面直徑大，因此，通過行星活塞輪8的滾動線速度傳遞，使中心太陽輪滾筒10的轉(zhuǎn)動速度，要比主軸的旋轉(zhuǎn)速度要稍微快一些。這樣，固定在行星活塞輪固定法蘭9上的行星活塞輪8持續(xù)地受到缸體內(nèi)壓力流體的驅(qū)動，由此帶動固定于其上的行星活塞輪固定法蘭9的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，進而帶動與之固定連接的主軸3的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。高壓流體介質(zhì)在環(huán)形活塞空間19內(nèi)推動行星活塞輪8轉(zhuǎn)動后，流體介質(zhì)經(jīng)流體介質(zhì)輸出口 1-2排出缸體1。優(yōu)選地，本發(fā)明中，缸體上設(shè)置W個第一組通孔(流體介質(zhì)輸入口 1-1)和W個第二組通孔(流體介質(zhì)輸出口 1-2)，W彡1 ；同時，行星活塞輪的數(shù)目為M個，M彡1。另一方面，當(dāng)本發(fā)明的星旋式轉(zhuǎn)動裝置用作高壓流體輸出裝置(例如泵、壓縮機等)時，用于實現(xiàn)機械動能向流體壓力能之間的轉(zhuǎn)換。在這種情況下，由主軸旋轉(zhuǎn)帶動行星活塞輪在行星活塞空間滾動前進，進而壓縮行星活塞空間內(nèi)的流體介質(zhì)，以產(chǎn)生高壓流體介質(zhì)輸出到缸體外部。此時，流體介質(zhì)輸入口 1-2用作吸入口，流體介質(zhì)經(jīng)吸入口進入環(huán)形活塞空間19。裝置啟動后，主軸3在外力作用(例如電機驅(qū)動)下旋轉(zhuǎn)，通過行星活塞輪固定法蘭9帶動行星活塞輪8的轉(zhuǎn)動，與前面描述的過程類似，行星活塞輪8在中心太陽輪滾筒10的支持下沿缸體1的圓筒空腔內(nèi)圓柱面滾動前進，在環(huán)形活塞空腔19內(nèi)造成流體介質(zhì)的壓力增加，由此形成的高壓流體經(jīng)流體介質(zhì)輸出口 1-1排出缸體1。此時，流體介質(zhì)輸出口 1-1用于輸出高壓力的流體介質(zhì)。本發(fā)明中，流體介質(zhì)可以是液體(例如水、油等)或氣體。實施例6:下面介紹本發(fā)明的星旋式轉(zhuǎn)動裝置的一個改進實施例。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的星旋式轉(zhuǎn)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實施方式的星旋式轉(zhuǎn)動裝置是在第一實施方式的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在所述缸體1的內(nèi)表面沿圓筒軸向設(shè)置有一個或多個凹槽5，每個凹槽5內(nèi)設(shè)置有一個旋閥片 6，該旋閥片6包括固定的尾部端和活動的頭部端6-1。所述尾部端通過旋閥片支撐芯軸7 固定在缸體1的兩側(cè)端蓋2上，可選的也可以固定在缸體1上。所述頭部端以所述尾部端 (即旋閥片支撐芯軸7)為中心在凹槽的一個縱向側(cè)面5-1和環(huán)形活塞空腔19內(nèi)做扇面形擺動。該頭部端優(yōu)選的是圓弧面，所述旋閥片支撐芯軸7與缸體1的圓筒軸向中心線平行設(shè)置。此時，流體介質(zhì)輸入口 1-1的多個通孔可以部分或全部的設(shè)置在凹槽5的底面。流體介質(zhì)輸出口 1-2的多個通孔可以設(shè)置在緊靠凹槽中的旋閥片尾部端的旁邊，并且保持不與凹槽貫穿的必要距離。
凹槽5至少有一個，在圖3所示的優(yōu)選實施例中設(shè)置有兩個凹槽，該兩個凹槽在缸體圓筒內(nèi)圓表面相隔180度角等間隔設(shè)置。相應(yīng)的，在該兩個凹槽內(nèi)分別設(shè)置一個旋閥片 6和另一個旋閥片6’。這時，做周期性擺動的兩個旋閥片6、6’的頭部端旋入兩個行星活塞輪之間的環(huán)狀空間時，會把該空間分成兩個容積可變的工作室，利用這兩個工作室內(nèi)的流體壓力差能夠驅(qū)動密封在該環(huán)狀空間里的行星活塞輪滾動。在本發(fā)明中，如果設(shè)凹槽(旋閥片、第 一組通孔、第二組通孔)數(shù)量為N，行星活塞輪的數(shù)量為M，則1)對于發(fā)動機和流體馬達，各個凹槽和行星活塞輪的分布，均以缸體1的圓筒體軸芯線為對稱基準(zhǔn)，沿著缸體的內(nèi)圓柱面呈等間隔設(shè)置。通常設(shè)置為使行星活塞輪的數(shù)量設(shè)置為大于或等于旋閥片的數(shù)量，但不能等于旋閥片的整數(shù)倍數(shù)量，即M > N ；當(dāng)N> 1時，M乒kXN，k = 0，l，2，3，…即k為零或者正整數(shù)。優(yōu)選的其中一例為，M = N+1。當(dāng)N= 1時，M= 1+1 = 2(M乒kXN的一特殊情況)；當(dāng) N = 2 時，M = 2+1 = 3 ；當(dāng) N = 3 時，M = 3+1 = 4 ；當(dāng) N = 4 時，M = 4+1 = 5 等等。2)對于壓縮機及泵，數(shù)量設(shè)置要簡單的多，只要滿足N彡1，M彡1，N和M為正整數(shù)即可。優(yōu)選地，N= 1，所述M= 1或2。當(dāng)然，普通的技術(shù)人員都容易理解，凹槽和行星活塞輪的數(shù)量優(yōu)化組合設(shè)置并不是一個那么簡單的問題，起碼要受到環(huán)形氣缸直徑幾何空間大小的限制。圖3至圖6是本發(fā)明第二實施方式的星旋式轉(zhuǎn)動裝置工作原理的示意圖。在該實施方式中，星旋式轉(zhuǎn)動裝置示例性的用作動力輸出裝置(例如發(fā)動機、流體馬達等)，流體介質(zhì)輸入口 1-1的兩組通孔設(shè)置在相隔180度相對設(shè)置的凹槽5內(nèi)，流體介質(zhì)輸出口 1-2 的兩組通孔則靠近凹槽5中旋閥片固定的尾部端一側(cè)設(shè)置在凹槽5的旁邊。但是，本發(fā)明不限制于該結(jié)構(gòu)，還可以有若干變型。圖3顯示了行星活塞輪(簡稱星輪)通過進液口臨界點(即旋閥片6的擺動區(qū)域)時的情形。此時，行星活塞輪B在行星活塞空間19內(nèi)的高壓流體介質(zhì)的壓力推動下滾動前進，進而通過流體介質(zhì)的壓力推動行星活塞輪C通過旋閥片6，此時該旋閥片6與行星活塞輪C一直保持密封接觸。同樣的，行星活塞輪A也在流體介質(zhì)的壓力推動下滾動前進， 逐漸靠近位于其前進方向的另一個旋閥片6’。在此期間，行星活塞輪A與該另一個旋閥片 6’之間的流體介質(zhì)通過流體介質(zhì)輸出口 1-2排出。如圖4所示，此時與行星活塞輪C接觸的旋閥片6完全位于凹槽5內(nèi)，封堵住從流體介質(zhì)輸入口 1-1進入的高壓流體介質(zhì)，從而積蓄起很高的壓力勢能，此時的凹槽內(nèi)部已經(jīng)形成一個高壓液壓缸。然后，行星活塞輪C繼續(xù)滾動前進到液口臨界點尾端時(即旋閥片6的頭部端6-1 位置)。圖5顯示了行星活塞輪C通過進液口臨界點尾端時行星活塞輪和旋閥片的接觸點的力學(xué)作用平形四邊形矢量分析圖。如圖5所示，此時行星活塞輪A通過進液口臨界點時要克服阻力F1，這時行星活塞輪B在推力F2的作用下正常工作，但是通常情況下會出現(xiàn)Fl >F2的情形(例如在某具體實例中，測量得Fl約為F2的1.7倍)。因此，此時行星活塞輪 A難以克服阻力Fl推開旋閥片6’。進一步，當(dāng)行星活塞輪C繼續(xù)滾動前進至通過旋閥片6的頭部端6-1時，該頭部端在前述高壓流體介質(zhì)的壓力作用下向行星活塞空間19內(nèi)擺動，從而對行星活塞輪C產(chǎn)生很大的機械推力F3。如圖5中的力學(xué)平行四邊形所示，該機械推力F3通過劈原理力學(xué)組合而產(chǎn)生力學(xué)放大作用，由此形成經(jīng)放大的推力F3’，該推力F3’通常超過行星活塞輪A受到的阻力Fl (例如，在某具體實例中超過Fl達1. 1倍)。結(jié)果，推力F3’足以克服阻力Fl而使得行星活塞輪A推開阻擋其前進的另一個旋閥片6’，使得星旋式轉(zhuǎn)動裝置得以進入下面的循環(huán)動作。圖5顯示了阻擋行星活塞輪A的另一個旋閥片6’已被推開的情形。如圖5所示， 該另一個旋閥片的頭部端離開中心太陽輪滾筒外圓表面的打開距離Δ將不斷擴大，行星活塞輪A和行星活塞輪B之間的環(huán)形液壓缸已被連通，行星活塞輪B停止工作。此時旋閥片6的頭部端和行星活塞輪C已進入推力最大的相切位置，行星活塞輪C開始正常有效工作。圖6顯示了行星活塞輪C已遠離旋閥片6的擺動區(qū)域的情形。此時行星活塞輪C 處于正常工作狀態(tài)。行星活塞輪C和行星活塞輪B之間的環(huán)型氣缸被旋閥片分割成高低壓兩部分，兩部分之間的壓力差驅(qū)動行星活塞輪C前進。這時，行星活塞輪A正在通過旋閥片 6’的擺動區(qū)域，將與之接觸的旋閥片6’推入凹槽5內(nèi)，封堵住從流體介質(zhì)輸入口 1-1進入的高壓流體介質(zhì)，繼續(xù)積蓄壓力勢能，從而開始進入下一個循環(huán)。在本實施方式中，主軸每旋轉(zhuǎn)360°，三個行星活塞輪就循環(huán)交替通過兩片旋閥片的擺動臨界區(qū)間一次，這時，三個行星活塞輪中的一個被流體壓力推動，向主軸正常輸送力矩；一個靠近正常貼緊中心太陽輪外圓柱表面上的旋閥片；另一個行星活塞輪正通過已被它推開并退回缸體內(nèi)壁凹槽的旋閥片，行星活塞輪已經(jīng)經(jīng)過該旋閥片的頭部，因此該旋閥片在流體的壓力下擺向行星活塞空間，頂在行星活塞輪上，產(chǎn)生由接觸點力學(xué)矢量平行四邊形所決定了的放大了的另一個推力，正是由于這力學(xué)放大機構(gòu)的存在，該旋閥片才有足夠的推力把行星活塞輪推開。結(jié)果，行星活塞輪在向前滾動的過程中壓迫旋閥片向上擺動復(fù)位進入下一個往復(fù)周期，星旋式轉(zhuǎn)動裝置得以周而復(fù)始的運轉(zhuǎn)。如上所述，介紹了本發(fā)明第二實施方式的星旋式轉(zhuǎn)動裝置用作動力輸出裝置(例如發(fā)動機、流體馬達等)時的運行原理。這種情況下，行星活塞輪在流體壓力的作用下滾動前進，進而帶動主軸旋轉(zhuǎn)，輸出動力。當(dāng)本實施方式的星旋式轉(zhuǎn)動裝置用作高壓流體輸出裝置(例如泵、壓縮機等)時， 其運行原理與上述原理類似。不同的僅僅是由主軸旋轉(zhuǎn)帶動行星活塞輪在行星活塞空間滾動前進，進而壓縮行星活塞空間內(nèi)的流體介質(zhì)，以產(chǎn)生高壓流體介質(zhì)輸出到缸體外部。實施例總結(jié)綜上所述，在本發(fā)明的基礎(chǔ)實施例中，公開了一種星旋式轉(zhuǎn)動裝置。該星旋式轉(zhuǎn)動裝置包括含圓筒空腔的缸體和由所述缸體兩側(cè)的缸體密封端蓋支撐的主軸，中心太陽輪滾筒套設(shè)于所述主軸上；所述中心太陽輪滾筒的外圓筒面及所述缸體的內(nèi)圓筒面構(gòu)成環(huán)形活塞空間，環(huán)形活塞空間的兩側(cè)密封；圓柱形行星活塞輪以滾動方式置于所述環(huán)形活塞空間內(nèi)，其伸出所述環(huán)形活塞空間外的兩端通過一連接件連接到主軸上，與主軸聯(lián)動。上述技術(shù)方案中，有三點需要說明的是1)環(huán)形活塞空間兩側(cè)的密封可以由缸體密封端蓋完成，也可以由行星活塞輪固定法蘭完成，或者由本領(lǐng)域通用的其他密封元件完成；2)該連接件優(yōu)選為行星活塞輪固定法蘭(左右對稱的類型或只有其中一側(cè)的類型)，此夕卜，圓柱滾輪也可以通過其他方式或部件連接至主軸上-如通過曲軸等本領(lǐng)域常用的連接件；3) “圓柱滾輪與主軸聯(lián)動”表示由圓柱滾輪帶動主軸轉(zhuǎn)動(作為“流體馬達或發(fā)動機” 的一個部件)或由主軸帶動圓柱滾輪(作為“壓縮機或泵”的一個部件)在環(huán)形活塞內(nèi)轉(zhuǎn)動。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員結(jié)合其專業(yè)知識，能夠獲知上述裝置可以作為從滾動體保持架上輸出扭矩的特種軸承或小孩玩具。在本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中，環(huán)形活塞空間可通過第一組通孔與流體進/出口相連通，可通過第二組通孔與流體出/進口相連通。對于該技術(shù)方案，需要說明的是一、第一組通孔和第二組通孔均可以設(shè)置在缸體上；二、如在文中詳細(xì)論述的那樣，第一組通孔和第二組通孔連通的時機可以是不同的?！翱赏ㄟ^”是表達“可以通過的意思”，并不是指在“任何時間內(nèi)都通過”，而是“在預(yù)設(shè)的時間通過，在預(yù)設(shè)時間之外的時間不通過”的意思；三、上面的表述方式中，通孔的連接方式有兩種1)環(huán)形活塞空間可通過第一組通孔和流體進口相連通，可通過第二組通孔和流體出口相連通；或2)環(huán)形活塞空間可通過第一組通孔和流體出口相連通，可通過第二組通孔和流體進口相連通。采用上面的表述方法主要是因為對于不同的流體機械(如發(fā)動機和泵)，其流體進/出口設(shè)置是不同的。該星旋式轉(zhuǎn)動裝置也能夠簡單地實現(xiàn)利用流體動能或者勢能做功的功能，如作為法蘭西斯式水輪機、佩爾頓型沖擊式水輪機那樣的開放式水車之類的流體機械使用。上述內(nèi)容在本文中的發(fā)動機、流體馬達、壓縮機及泵等機械中都有所體現(xiàn)，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是公知的。進一步地、在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明星旋式轉(zhuǎn)動裝置還可以包括一隔離結(jié)構(gòu)。具體來講，星旋式轉(zhuǎn)動裝置中，缸體的內(nèi)圓筒面設(shè)有凹槽，凹槽通過第一組通孔與流體進/出口相連通；第二通孔直接設(shè)置在缸體的內(nèi)圓筒面上，與所述凹槽相鄰；隔離結(jié)構(gòu)包括旋閥片和旋閥片芯軸；旋閥片支撐芯軸設(shè)置于凹槽的一端，與主軸軸向中心線平行設(shè)置，旋閥片設(shè)置于凹槽內(nèi)；旋閥片通過與環(huán)形活塞空間軸向中心線平行的旋閥片芯軸在閉合位置和張開位置之間擺動，當(dāng)旋閥片處于閉合位置時，旋閥片頂端的中部壓在中心太陽輪滾筒的外圓筒面上，從而將環(huán)形活塞空間隔離為兩個容積可變的工作空間。需要說明的是，當(dāng)固定在圓形定子殼體兼缸體內(nèi)壁旋閥片凹槽內(nèi)的軸為支點做周期性擺動的旋閥片旋入兩個行星活塞輪之間的環(huán)狀空間時，就把這空間分成了兩個容積可變的工作室，利用這兩個工作室內(nèi)的流體壓力差，才能得以驅(qū)動密封在環(huán)狀空間里的行星活塞輪運動(或者利用驅(qū)動密封在環(huán)狀空間里的行星活塞輪運動，使這兩個工作室內(nèi)的流體產(chǎn)生壓力差)，這是本發(fā)明星旋式流體機械的構(gòu)造基本點所在。顯然，能夠把中心太陽輪滾筒外圓面與缸體圓筒筒壁之間形成的環(huán)形活塞空間隔離成兩個容積可變的工作室的方法絕不止一種，除了用上面的單片擺動式旋閥片隔離的實施例之外，還可能有其他形狀構(gòu)造的隔離體，就像大家每天進出的大門一樣多種多樣，例如單開門、雙開門、折疊門等等，這里的兩個行星活塞輪之間的環(huán)狀空間的隔離體結(jié)構(gòu)也可以引入多種多樣化。 對于本發(fā)明的星旋式轉(zhuǎn)動裝置(包括應(yīng)用該星旋式轉(zhuǎn)動裝置的發(fā)動機、流體馬達、壓縮機及泵)，由于采用了圓環(huán)型液壓(氣壓)缸，最大限度有效利用了機器外圓周空間，半徑大出力轉(zhuǎn)矩大，流量大，出力恒定。此外，由于星旋式轉(zhuǎn)動裝置特有的滾動磨擦構(gòu)造，機械運動的磨擦阻力較低，因此可以用在超低壓流體驅(qū)動的場合，比如用在使用自來水系統(tǒng)的節(jié)能利用低壓驅(qū)動。當(dāng)用在壓縮空氣驅(qū)動的環(huán)保發(fā)動機時，其優(yōu)越的低壓高效工作性能可發(fā)揮更大的作用。此外，需要說明的是，為了方便理解，本發(fā)明對于具體特征的描述均結(jié)合應(yīng)用場景進行，但這些特征并不一定局限于應(yīng)用在該場景，應(yīng)用在其他場景中也是可以實現(xiàn)的，均應(yīng)當(dāng)包含于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，例如實施例二以流體馬達或發(fā)動機的場景進行說明，但事實上，實施例二中絕大部分特征均還可以適用于壓縮機或泵。同時，需要強調(diào)的是為了保持優(yōu)先權(quán)文件的完整，避免技術(shù)特征的遺漏，在闡述本發(fā)明星旋式發(fā)動機的同時，在具體實施方式
部分對應(yīng)用星旋式轉(zhuǎn)動裝置的各類流體機械 (發(fā)動機、流體馬達、壓縮機或泵)均進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員結(jié)合自身的專業(yè)知識，應(yīng)當(dāng)能夠了解和區(qū)分可以應(yīng)用于全部流體機械的特征，和只能應(yīng)用于某一類流體機械的特征，此處不再重述。需要注意的是，出于簡單明了表示圖中元件的目的，圖中元件并不一定是按照嚴(yán)格比例進行繪制的。此外，以上對本發(fā)明的多處特征及有益效果給予了說明，但關(guān)于該發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能方面的細(xì)節(jié)描述僅是為了披露闡釋的需要，其各種細(xì)節(jié)上的變換也應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，特別是關(guān)于該發(fā)明的形狀、尺寸和零部件的排列布置等，均應(yīng)落在本說明書所附權(quán)利要求所表達的發(fā)明精神囊括范圍之內(nèi)。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種星旋式發(fā)動機，其特征在于，該星旋式發(fā)動機包括星旋式轉(zhuǎn)動裝置；該星旋式轉(zhuǎn)動裝置包括含圓筒空腔的缸體和由所述缸體兩側(cè)的缸體密封端蓋支撐的主軸，中心太陽輪滾筒套設(shè)于所述主軸上；所述中心太陽輪滾筒的外圓筒面及所述缸體的內(nèi)圓筒面構(gòu)成環(huán)形活塞空間，環(huán)形活塞空間的兩側(cè)密封；圓柱形行星活塞輪以滾動方式置于所述環(huán)形活塞空間內(nèi)，其伸出所述環(huán)形活塞空間外的兩端通過一連接件連接到主軸上；所述缸體上設(shè)置第一組通孔和第二組通孔；所述環(huán)形活塞空間可通過第一組通孔與燃燒室相連通，可通過第二組通孔與廢氣排出口相連通；該星旋式轉(zhuǎn)動裝置還包括隔離結(jié)構(gòu)；所述隔離結(jié)構(gòu)，位于所述環(huán)形活塞空間內(nèi)，所述第一組通孔和所述第二組通孔之間，用于將所述環(huán)形活塞空間隔離為容積可變工作空間； 所述行星活塞輪，在所述容積可變工作空間的流體壓力差的作用下沿所述環(huán)形活塞空間運動；行星活塞輪在所述環(huán)形活塞空間內(nèi)滾動，通過所述連接件帶動所述主軸旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于， 所述中心太陽輪滾筒通過套設(shè)于主軸上的滾動軸承支撐；或當(dāng)所述行星活塞輪的數(shù)目等于或者多于三個時，所述中心太陽輪滾筒通過所述等于或者多于三個的行星活塞輪支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述連接件為行星活塞輪固定法蘭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述行星活塞輪固定法蘭在靠近所述主軸的位置具有朝向內(nèi)側(cè)的圓環(huán)狀凸起； 所述中心太陽輪滾筒通過沿所述圓環(huán)狀凸起外圍排列的多個滾動軸承支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述第一組通孔和所述第二組通孔具有的通孔數(shù)均大于或等于1個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述行星活塞輪由滾輪筒套設(shè)于支承軸組成；滾輪筒和支承軸之間設(shè)置滾動軸承、滑動軸承或軸套；所述滾輪筒沿所述環(huán)形活塞空間滾動，所述支承軸的兩端伸出所述環(huán)形活塞空間，并通過連接件連接到主軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于， 所述滾輪筒采用硬質(zhì)金屬材料加工；或所述滾輪筒包括采用硬質(zhì)金屬材料加工的筒芯，及套設(shè)于其外圓柱面的耐磨機能材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述滾輪筒過盈匹配于所述環(huán)形活塞空間內(nèi)，所述滾輪筒采用彈性工程塑料材料加工；或所述滾輪筒包括采用硬質(zhì)金屬材料加工的筒芯；套設(shè)于所述筒芯外圓柱面的彈性材料；套設(shè)于所述彈性機能材料外表面的彈性金屬活塞套管；或所述滾輪筒包括采用硬質(zhì)金屬材料加工的筒芯，套設(shè)于所述金屬筒芯外圓柱面的薄活塞壁套管，該薄活塞壁套管采用耐熱鋼或彈性金屬材料制備。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述缸體的內(nèi)圓筒面設(shè)有凹槽，所述第一組通孔設(shè)置在所述凹槽內(nèi)；所述第二組通孔設(shè)置在所述缸體的內(nèi)圓筒面上，與所述凹槽相鄰；所述隔離結(jié)構(gòu)包括旋閥片和旋閥片芯軸；所述旋閥片芯軸設(shè)置于所述凹槽的一端， 與所述主軸軸向中心線平行設(shè)置，所述旋閥片設(shè)置于所述凹槽內(nèi)；所述旋閥片通過旋閥片芯軸在閉合位置和張開位置之間擺動，當(dāng)所述旋閥片處于所述閉合位置時，所述旋閥片頂端壓在所述中心太陽輪滾筒的外圓筒面上，從而將所述環(huán)形活塞空間隔離為容積可變的工作空間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述缸體上設(shè)置N個所述凹槽，所述N > 1，各凹槽內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的第一組通孔和隔離結(jié)構(gòu)；所述N個凹槽相隔360° /N均勻設(shè)置，N為正整數(shù)；所述行星活塞輪的數(shù)目為M個，所述M > N ；所述M個行星活塞輪相隔360° /M均勻設(shè)置，且1時，M乒kXN，k為正整數(shù)，M為正整數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述M= N+1。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于 所述N = 1，M = 2 ；或所述N = 2，M = 3 ；或所述N = 3，M = 4 ；或所述 N = 4，M = 5。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述隔離結(jié)構(gòu)還包括減磨密封滾柱，所述減磨密封滾柱，設(shè)置于所述旋閥片頂端，用于減小當(dāng)旋閥片處于閉合位置時，旋閥片頭部與中心太陽輪滾筒之間的摩擦。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，該星旋式轉(zhuǎn)動裝置還包括旋閥片緩沖臺；該旋閥片緩沖臺，為圓棒或具有斜面的墊塊，位于所述行星活塞輪的相對于其運動方向的相反側(cè)，緊貼所述行星活塞輪，用于釋放旋閥片從打開位置轉(zhuǎn)換為閉合位置時，旋閥片對所述中心太陽輪滾筒的沖擊力。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，該星旋式轉(zhuǎn)動裝置還包括旋閥片出力棒；該旋閥片出力棒，為圓棒或楔形棒，位于所述行星活塞輪的其運動方向的一側(cè)，用于在所述行星活塞輪即將接觸旋閥片時，先行將所述旋閥片頂開。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的星旋式發(fā)動機，其特征在于，該星旋式轉(zhuǎn)動裝置還包括旋閥片定位復(fù)位機構(gòu)，該旋閥片定位復(fù)位機構(gòu)包括曲柄和拉伸彈簧，其中所述曲柄，與所述旋閥片芯軸垂直，其傳遞端與所述旋閥片芯軸伸出所述環(huán)形活塞空間的缸體密封端蓋之外的軸端部分鎖緊；所述拉伸彈簧，其拉伸端與所述曲柄的復(fù)位端相連接，其固定端固定于所述缸體密封立而蓋ο
17.—種星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述星旋式發(fā)動機包括一個含圓筒空腔的缸體和由缸體兩側(cè)端蓋支撐的主軸，缸體與兩側(cè)端蓋之間密封，圍繞主軸設(shè)有帶動主軸轉(zhuǎn)動的行星輪轉(zhuǎn)動裝置，所述缸體圓筒內(nèi)表面設(shè)有凹槽，所述凹槽沿圓筒軸向設(shè)置，凹槽中安裝有旋閥片，所述旋閥片尾部端通過旋閥片支撐芯軸固定在凹槽內(nèi)，旋閥片支撐芯軸與缸體所述圓筒軸向中心線平行設(shè)置，旋閥片頭部端面是圓弧面，所述凹槽底面到缸體外表面設(shè)有通孔作為動力源輸入口，在缸體上設(shè)置有從缸體圓筒內(nèi)表面到缸體外表面的通孔作為動力源排出口 ；所述行星輪轉(zhuǎn)動裝置包括行星活塞輪、行星活塞輪固定法蘭和中心太陽輪滾筒；所述行星活塞輪是圓柱滾輪，圓柱形滾輪兩端轉(zhuǎn)動固定在所述行星活塞輪固定法蘭上， 所述行星活塞輪固定法蘭與缸體之間密封，行星活塞輪固定法蘭通過鍵與主軸連接固定， 中心太陽輪滾筒套住主軸設(shè)置在行星活塞輪和主軸之間，所述的中心太陽輪滾筒外圓面與缸體所述圓筒筒壁之間形成行星活塞輪轉(zhuǎn)動的環(huán)形活塞空間，所述兩個行星活塞輪固定法蘭對稱固定在所述主軸上，把所述環(huán)形活塞空間的兩側(cè)密封，缸體所述凹槽至少有兩個，所述行星活塞輪至少有三個。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述行星活塞輪是由滾輪筒通過軸承滾動套在一個支承軸上組成，支承軸兩端與行星活塞輪固定法蘭連接固定，行星活塞輪以支承軸兩端為支點緊貼缸體圓筒壁在中心太陽輪滾筒表面滾動。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述中心太陽輪滾筒通過軸承套在主軸上。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述旋閥片支撐芯軸兩端固定在所述兩側(cè)端蓋上。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述兩個凹槽相隔180度角設(shè)置，所述三個行星活塞輪相隔120度角設(shè)置。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述一種星旋式發(fā)動機，其特征在于，所述行星活塞輪前后緊貼行星活塞輪設(shè)置有旋閥片緩沖臺，旋閥片緩沖臺固定在行星活塞輪固定法蘭上，所述旋閥片緩沖臺是圓棒或者是具有斜面的棒。
23.—種如權(quán)利要求17所述星旋式發(fā)動機的工作方法，其特征在于，包括一個有壓力的氣體或液體從所述缸體的動力源輸入口注入缸體所述凹槽，氣體或液體推動旋閥片以旋閥片支撐芯軸為中心沿凹槽的一個側(cè)面向下做扇面形擺動，旋閥片的頭部推動行星活塞輪向前轉(zhuǎn)動，隨之有壓力的氣體或液體沖入環(huán)形活塞空間繼續(xù)推動行星活塞輪向前沿環(huán)形活塞空間轉(zhuǎn)動，向前轉(zhuǎn)動的行星活塞輪擠壓氣體或液體從動力源排出口排出，并且在由旋閥片向下擺動到中心太陽輪滾筒后隔開的相鄰活塞空間形成氣體或液體壓差，行星活塞輪在向前轉(zhuǎn)動的過程中壓迫旋閥片向上擺動復(fù)位進入下一個往復(fù)周期。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種星旋式發(fā)動機。該星旋式發(fā)動機包括星旋式轉(zhuǎn)動裝置，星旋式轉(zhuǎn)動裝置的第一組通孔與燃燒室相連通，第二組通孔與廢氣排出口相連通。本發(fā)明的星旋式發(fā)動機，由于采用了圓環(huán)型氣缸，最大限度有效利用了機器外圓周空間，半徑大出力轉(zhuǎn)矩大，流量大，出力恒定；此外，由于星旋式發(fā)動機特有的滾動磨擦構(gòu)造，大大降低了機械運動的磨擦阻力。
文檔編號F01C1/46GK102367744SQ201110154298
公開日2012年3月7日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者姚其槐, 姚鎮(zhèn) 申請人:姚鎮(zhèn)