一种低损耗高扭力的旋转气缸发动机修改稿.doc

说 明 书 摘 要
本实用新型公开了一种低损耗高扭力的旋转气缸发动机，包括旋转轴和旋转单元，旋转单元连接旋转轴，旋转单元设置有若干组两两相对排列的旋转气缸内燃机，旋转气缸内燃机的中心轴线偏离旋转轴的中心轴线。两两相对排列的旋转气缸中心轴线的平行距离小于或等于行程的2倍,并且在压缩到极限状态时,滚轮端点到气缸底部的距离为行程的3倍以上。旋转气缸内燃机具有伸缩部件，伸缩部件的外缘沿一近似椭圆形的或偏斜椭圆形轨道运行，伸张过程的轨道曲线，是由两段以上的曲线组成并加以修饰使之顺滑，以使得在爆炸伸张的过程中的每一个角度，伸缩部件中心轴线与轨道曲线的切线保持几乎垂直的状态，因此几乎所有的力量都是用来作功，它扭力大，体积小，成本低。

摘 要 附 图

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权 利 要 求 书
1. 一种低损耗高扭力的旋转气缸发动机，包括旋转单元，旋转单元设置有旋转轴（12）和若干组两两相对排列的旋转气缸内燃机（20），各个旋转气缸内燃机（20）分别连接旋转轴（12），旋转气缸内燃机（20）设置有伸缩部件（21），其特征在于：旋转气缸内燃机（20）的中心轴线偏离旋转轴（12）的中心轴线，两两相对排列的旋转气缸内燃机（20）的中心轴线相互平行不重合。两两相对排列的旋转气缸中心轴线的平行距离小于或等于行程的2倍,并且在压缩到极限状态时,滚轮端点到气缸底部的距离为行程的3倍以上。
2. 根据权利要求1所述的低损耗高扭力的旋转气缸发动机，其特征在于：所述伸缩部件的外缘沿一近似椭圆形或偏斜椭圆形（11）运行，伸张过程的轨道曲线由两段以上不同曲度的曲线连接而成，由以上三种条件的配合，使得在爆炸过程中，伸缩部件的中心轴线与轨道曲线的切线保持几乎垂直的状态。
3. 根据权利要求1所述的低损耗高扭力的旋转气缸发动机，其特征在于：所述两两相对排列的每一组旋转气缸内燃机（20）平行排列在旋转轴（12）的两侧，每一组旋转气缸内燃机（20）的中心轴线相互平行，每一组旋转气缸内燃机（20）的中心轴线错开设置。
4. 根据权利要求1所述的低损耗高扭力的旋转气缸发动机，其特征在于：所述旋转轴（12）具有若干个绕旋转轴（12）的中心轴线等角度均匀分布的安装面，各个旋转气缸内燃机（20）的底面分别固定在安装面的一侧位置。
5. 根据权利要求1所述的低损耗高扭力的旋转气缸发动机，其特征在于：所述各个旋转气缸内燃机（20）分别固定在旋转轴（12）的外侧，各个旋转气缸内燃机（20）围绕成一多边形，旋转轴（12）位于各个旋转气缸内燃机（20）所构成的多边形内。
6. 根据权利要求1所述的低损耗高扭力的旋转气缸发动机，其特征在于：所述每一个伸缩部件（21）外缘设置有一小轮（22），所述轨道（11）的形状近似椭圆形或偏斜椭圆形，伸缩部件（21）外缘的小轮（22）抵顶于设置在小轮（22）外围的轨道（11），各小轮（22）沿轨道（11）绕圈运动。
7. 根据权利要求1所述的低损耗高扭力的旋转气缸发动机，其特征在于：每一组旋转气缸内燃机（20）的两个中心轴线之间的距离大于旋转气缸内燃机（20）的活塞缸的直径的1/4以上。
8. 根据权利要求1所述的低损耗高扭力的旋转气缸发动机，其特征在于：所述轨道（11）包括伸张轨道和收缩轨道。

说 明 书
一种低损耗高扭力的旋转气缸发动机
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种低损耗高扭力的旋转气缸发动机。
背景技术
旋转气缸发动机的发明已有数十年的历史，1974年即有公开的文件，其优点为不须曲轴凸轮装置，可直接输出功率，避免曲轴凸轮装置的损耗，因此可降低成本提升扭力。图1是目前文献公开的旋转气缸发动机示意图，其旋转单元由数组相对排列的旋转气缸内燃机20所组成，每一个伸缩部件21外缘设置有一小轮22，并顶着外围的椭圆形的轨道11周而复始地绕圈运动，图1中，伸缩部件21分别在经过A点和C点后开始外伸，分别在经地B点和D点后开始内缩。
但一直旋转气缸发动机没有大量生产，因体积过大是其最大缺点。传统发动机可采取多缸并列的方式，凸轮装置位于下方连接传动装置，而旋转气缸发动机的燃烧室在一个圆形旋转单元相对排列，其外围的椭圆形的轨道11直径大于活塞外伸总长度，而燃烧室也只占旋转单元空间的一小部份，相对排列的活塞完全外伸时直径大于单个活塞加上凸轮装置的长度，造成空间需求过大。
再则，对于大功率的船舶应用，一般螺旋叶片与驱动轴都安置在传体偏下方位置，若旋转气缸发动机的活塞内燃机的体积太大，则无法安装到船体下方。
另外，目前旋转气缸发动机的每一组相对排列的旋转气缸20内燃机，其中心轴线为共中心轴线，呈现辐射状，每一组旋转气缸20内燃机的中心轴线分别穿过旋转的中心轴线12，则力量直接施加于旋转的中心轴线12上。
旋转气缸发动机的每一组相对排列的旋转气缸内燃机20，其安装方式是采用中心轴线为共中心轴线的安装关系，各旋转气缸内燃机20的力量直接施加于旋转的中心轴线12上，旋转的力量来自伸缩部件21外伸时，椭圆的轨道11对伸缩部件21顶端的一个侧切分力。再则，目前众多旋转气缸发动机的设计皆采取椭圆形轨道，或四角为圆弧的平行四边形的轨道，从力学的角度分析，见图2，虽旋转活塞发动机力臂长度是传统发动机的2-4倍，但真正作功的垂直分力F6却小很多，大部份的力浪费在滚轮和椭圆轨道相顶的力 F5 造成摩擦损失，因此扭力力矩不见的大多少，而且相顶的力 F5 造成摩擦将减损机器寿命。
实用新型内容
一种低损耗高扭力的旋转气缸发动机，包括旋转单元，旋转单元设置有旋转轴和若干组两两相对排列的旋转气缸内燃机，各个旋转气缸内燃机分别连接旋转轴，旋转气缸内燃机设置有伸缩部件，旋转气缸内燃机的中心轴线偏离旋转轴的中心轴线，两两相对排列的旋转气缸内燃机的中心轴线相互平行不重合。两两相对排列的旋转气缸中心轴线的平行距离小于或等于行程的2倍,并且在压缩到极限状态时,滚轮端点到气缸底部的距离为行程的3倍以上。
进一步地，所述伸缩部件的外缘沿一近似椭圆形或偏斜椭圆形运行，伸张过程的轨道曲线由两段以上不同曲度的曲线连接而成，由以上三种条件的配合，使得在爆炸过程中，伸缩部件的中心轴线与轨道曲线的切线保持几乎垂直的状态。
进一步地，所述两两相对排列的每一组旋转气缸内燃机平行排列在旋转轴的两侧，每一组旋转气缸内燃机的中心轴线相互平行，每一组旋转气缸内燃机的中心轴线错开设置。
进一步地，所述旋转轴具有若干个绕旋转轴的中心轴线等角度均匀分布的安装面，各个旋转气缸内燃机的底面分别固定在安装面的一侧位置。
进一步地，所述各个旋转气缸内燃机分别固定在旋转轴的外侧，各个旋转气缸内燃机围绕成一多边形，旋转轴位于各个旋转气缸内燃机所构成的多边形内。
进一步地，所述每一个伸缩部件外缘设置有一小轮，所述轨道的形状近似椭圆形或偏斜椭圆形，伸缩部件外缘的小轮抵顶于设置在小轮外围的轨道，各小轮沿轨道绕圈运动。
进一步地，所述每一组旋转气缸内燃机的两个中心轴线之间的距离大于旋转气缸内燃机的活塞缸的直径的/以上。
进一步地，所述轨道包括伸张轨道和收缩轨道。
采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：
第一，旋转气缸内燃机的中心轴线偏离旋转轴的中心轴，使每一组相对排列的旋转气缸内燃机，其中心轴线相互平行，伸张的力量与旋转的轴心外围的圆周相切，则依靠此力臂产生的扭力远大于以前每一组相对排列的旋转气缸内燃机，其中心轴线为共轴心的方式。
第二，对于一般两两相对排列呈现辐射状的旋转气缸而言，气缸中心轴线与轨道曲线垂直是忌讳，力量并未作功只是造成损耗，但本设计反而追求气缸中心轴线与轨道曲线垂直，采取将轨道曲线加以修饰以达成目标。使绝大部分的力量用来作功，而不是浪费在与轨道相顶的摩擦力，并避免缩短寿命。
第三两两相对排列的旋转气缸中心轴线的平行距离等于或小于行程的两倍,则能确保气缸中心轴线与轨道曲线垂直。如果超出两倍 则很难保持气缸中心轴线与轨道比较难垂直, 从实际绘图的力学分析中,只有爆炸过程中间部份为垂直状态其前后段有相当大比例的分力用来相顶磨擦而非作功。
第四 在压缩到极限之前后阶段, 轨道与气缸中心轴线接近垂直, 则压缩到极限之前可用最小的力量将气缸压进去,而不是浪费力量在滚轮与轨道之间,以及气缸与缸壁之间的磨擦

附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有技术的旋转气缸发动机的结构示意图。
图2是现有技术的力学分析示意图。
图3是本实用新型实施例的旋转气缸发动机的结构示意图。
图4是本实用新型实施例的的力学分析示意图。
具体实施方式
以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
实施例，一种高扭力的旋转气缸发动机，见图3所示，包括旋转单元，旋转单元设置有旋转轴12和若干组两两相对排列的旋转气缸内燃机20，各个旋转气缸内燃机20分别连接旋转轴12，旋转气缸内燃机20设置有伸缩部件21，伸缩部件21的外缘沿一轨道11运行，轨道11包括伸张轨道和收缩轨道。伸张轨道和收缩轨道分别由若干条不同曲度的曲线连接而成。伸张轨道与收缩轨道的近似椭圆曲线不同，伸张轨道与收缩轨道可以是由许多小段与伸缩部件中心轴线垂直的弧线组成并加以修饰使之顺滑，以使得在爆炸伸张的过程中的每一个角度，伸缩部件中心轴线与轨道曲线的切线保持几乎垂直的状态。
各旋转气缸内燃机20安装位置设置在偏离旋转轴12的中心轴线的位置，各旋转气缸内燃机20与旋转轴12之间存在一旋转力臂，在减小体积的基础上，还能进一步增加扭力。
具体地，本实施例设置有四个旋转气缸内燃机20，两个隔着旋转轴12且相对设置的旋转气缸内燃机20构成一组，四个旋转气缸内燃机20则构成两组两两相对排列的旋转气缸内燃机20。
旋转气缸内燃机20的中心轴线偏离旋转轴12的中心轴线，旋转气缸内燃机20的中心轴线不穿过旋转轴12的中心轴线。每一组旋转气缸内燃机20的中心轴线相互平行，旋转气缸内燃机20的中心轴线与旋转轴12的中心轴线错开设置。每一组两两相对排列的旋转气缸内燃机20并非直对排列，而是错开相对排列，其中心轴线并不共中心轴线，而是相互平行。两两相对排列的每一组旋转气缸内燃机20平行排列在旋转轴12的两侧，每一组旋转气缸内燃机20的中心轴线错开设置。两两相对排列的旋转气缸中心轴线的平行距离小于或等于行程的2倍,并且在压缩到极限状态时,滚轮端点到气缸底部的距离为行程的3倍以上。

旋转轴12具有若干个绕旋转轴12的中心轴线等角度均匀分布的安装面，具体地，例如，在旋转轴12的四周设置有四个安装面，相邻的两个安装相互垂直，相对的两个安装面相互平行，各个旋转气缸内燃机20的底面分别固定在安装面的一侧位置。各个旋转气缸内燃机20偏离中心位置，各个旋转气缸内燃机20安装在偏离旋转轴的中心轴线的位置。
每一伸缩部件21外缘设置有一小轮22，所述轨道11的形状近似于椭圆形或偏斜椭圆形，伸缩部件21外缘的小轮22抵顶于设置在小轮22外围的轨道11，各小轮22沿轨道11绕圈运动。
每一组旋转气缸内燃机20的两个中心轴线之间的距离大于旋转气缸内燃机20的活塞缸的直径的1/4以上。因此ABCD4个定点往顺时钟方向移动，两个旋转气缸内燃机20的两个中心轴线的距离的一半，即为物理的力臂，伸缩部件21从A点开始外伸，产生比目前的旋转气缸发动机更大的扭力，并且能够缩小体积，并可降低成本。
见图4是本实用新型实施例的的力学分析示意图。爆发过程从A点到B点的轨道曲线，可以和伸缩部件21几乎垂直，力量仍完全用来作功，摩擦损失非常小，因此，扭力（力矩）比普通的内燃机还大，而且摩擦损失小，气缸寿命长成本低。
另外,在压缩到极限之前后阶段, 轨道与气缸中心轴线接近垂直, 则压缩到极限之前可用最小的力量将气缸压进去,而不是浪费力量在滚轮与轨道之间,以及气缸与缸壁之间的磨擦
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

说 明 书 附 图

图1

图2

图3

图4

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