旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機、氣體壓縮機及液體泵的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本文所描述的實施例大體上涉及內(nèi)燃發(fā)動機，且更具體來說，涉及旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機。在發(fā)動機使其軸由電動機或發(fā)動機驅(qū)動的情況下，本文所描述的實施例還大體上涉及氣體壓縮機及液體栗。
[0002]通常，活塞式發(fā)動機為低效內(nèi)燃發(fā)動機。舉例來說，汽油活塞式發(fā)動機具有約25%到35%的效率且直接注入式柴油發(fā)動機的效率可為約40%。為了增加效率及/或降低內(nèi)燃發(fā)動機的質(zhì)量，已提出多種旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機。然而，已知的旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機缺乏在延長的使用周期內(nèi)維持恒定燃燒室壓力的密封能力、未能具有最佳燃燒而引起高溫及不良燃料經(jīng)濟(jì)性、產(chǎn)生低于所要轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩，及/或歸因于浮動的凸輪隨動件機械配置而在RPM方面受到限制。
[0003]通常，活塞式及渦旋式壓縮機及栗為低效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個方面中，提供一種旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機。所述發(fā)動機包含:電源模塊，其中所述發(fā)動機的所有移動部件定位在所述電源模塊內(nèi)；外殼，其包含進(jìn)入口及排出口，其中所述外殼經(jīng)配置以固持所述電源模塊；及套筒，其經(jīng)配置以耦合在所述外殼中，所述套筒包含套筒進(jìn)入口及套筒排出口。
[0005]在另一方面中，提供一種用于旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機中的外殼組合件。所述外殼組合件包含:外殼，其包含進(jìn)入口及排出口，其中所述外殼經(jīng)配置以固持用于所述內(nèi)燃發(fā)動機的電源模塊；及套筒，其經(jīng)配置以耦合在所述外殼中，所述套筒包含套筒進(jìn)入口及套筒排出
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[0006]在又一方面中，提供一種制造旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機的方法。所述方法包含:提供包含進(jìn)入口及排出口的外殼；將套筒耦合在所述外殼中，所述套筒包含套筒進(jìn)入口及套筒排出口 ；及將電源模塊耦合在所述套筒內(nèi)，其中所述發(fā)動機的所有移動部件定位在所述電源模塊內(nèi)。
【附圖說明】
[0007]圖1到25展示本文所描述的旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機、氣體壓縮機及/或液體栗的示范性實施例。
[0008]圖1為經(jīng)組裝的示范性旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機的透視圖。
[0009]圖2為圖1所展示的旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機的分解部分透視圖。
[0010]圖3為與圖1所展示的發(fā)動機一起使用的轉(zhuǎn)子的透視圖。
[0011]圖4為定位在圖1所展示的發(fā)動機外殼內(nèi)部的轉(zhuǎn)子的端視圖。
[0012]圖5為圖2所展示的環(huán)形板的內(nèi)部透視圖。
[0013]圖6A為圖2所展示的環(huán)形板的外部透視圖。
[0014]圖6B為與圖6A所展示的環(huán)形板一起使用的環(huán)形密封件組合件的透視圖。
[0015]圖7A為與圖2所展示的電源模塊一起使用的交越密封件的頂部透視圖。
[0016]圖7B為圖7A所展示的交越密封件的底部透視圖。
[0017]圖7C為圖7A所展示的交越密封件的分解圖。
[0018]圖8A為與圖2所展示的電源模塊一起使用的替代交越密封件的透視圖。
[0019]圖SB為與圖2所展示的第一臂延伸部及第二臂延伸部一起使用的插入件的透視圖。
[0020]圖9為活塞組合件(例如，圖2所展示的活塞組合件)的透視圖。
[0021]圖10為圖9所展示的示范性活塞頭的透視圖。
[0022]圖1lA到IlD為與圖10所展示的活塞頭一起使用的替代外表面的透視圖。
[0023]圖12A到12D為可與圖10所展示的活塞頭一起使用的活塞密封通道的側(cè)視圖。
[0024]圖13A到13E為可與圖10所展示的活塞頭一起使用的活塞密封通道的側(cè)視圖。
[0025]圖14A到14F為可與圖10所展示的活塞頭一起使用的示范性密封件的透視圖。
[0026]圖15A為與圖10所展示的活塞頭一起使用的密封組合件的俯視圖。
[0027]圖15B為圖15A所展示的密封組合件的透視圖。
[0028]圖15C為與圖10所展示的活塞頭一起使用的替代密封組合件的透視圖。
[0029]圖15D為與圖10所展示的活塞頭一起使用的替代密封組合件的透視圖。
[0030]圖16為經(jīng)部分組裝的活塞頭(例如，圖12D所展示的活塞頭)的透視圖。
[0031]圖17為與圖16所展示的活塞頭一起使用的示范性活塞套筒的透視圖。
[0032]圖18為用于圖16所展示的活塞頭中的套筒及密封組合件的透視圖。
[0033]圖19A到19E為與圖9所展示的活塞組合件一起使用的替代樞轉(zhuǎn)耦合組合件的底部透視圖。
[0034]圖20A為示范性活塞曲柄軸組合件(例如，圖9所展示的曲柄軸組合件)的分解圖。
[0035]圖20B為與圖9所展示的曲柄軸組合件一起使用的替代軸頸的透視圖。
[0036]圖20C為替代活塞曲柄軸組合件(例如，圖9所展示的曲柄軸組合件)的分解圖。
[0037]圖21A為圖3所展示的轉(zhuǎn)子的透視圖，其中主曲柄軸、交越密封件及活塞組合件定位在其中。
[0038]圖2IB為圖3所展示的電源模塊的透視圖，其中主曲柄軸、交越密封件及活塞組合件定位在其中。
[0039]圖22為示范性外殼組合件及套筒(例如，圖2所展示的外殼組合件及套筒)的分解圖。
[0040]圖23為用于圖2所展示的外殼組合件中的替代外殼的透視圖。
[0041]圖24為可用于圖2所展示的外殼組合件或套筒中的通口形狀的透視圖。
[0042]圖25為可用于圖2所展示的外殼組合件中的替代外殼的透視圖。
[0043]圖26為可用于栗的外殼的透視圖。
【具體實施方式】
[0044]圖1為經(jīng)組裝的示范性旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機10的透視圖，且圖2為圖1所展示的旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃發(fā)動機10的分解圖。發(fā)動機10包含可移除電源模塊12、發(fā)動機外殼組合件14及套筒16。在示范性實施例中，電源模塊12可移除地插入到發(fā)動機外殼14中且經(jīng)配置以在外殼組合件14內(nèi)旋轉(zhuǎn)以提供旋轉(zhuǎn)能。由電源模塊12產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能被轉(zhuǎn)移到主曲柄軸18。在示范性實施例中，電源模塊12包含轉(zhuǎn)子20、主曲柄軸18、至少一個活塞組合件22及兩個電源模塊環(huán)形板26。
[0045]電源模塊
[0046]圖3為與圖1所展示的發(fā)動機10 —起使用的轉(zhuǎn)子100的透視圖，且圖4為定位在外殼14中的轉(zhuǎn)子100的端視圖。在示范性實施例中，轉(zhuǎn)子100(例如，轉(zhuǎn)子20)經(jīng)配置以用于發(fā)動機10及外殼14內(nèi)。在一個實施例中，轉(zhuǎn)子100包含第一臂102、第二臂104、第三臂106及第四臂108。定位在每一臂102、104、106及108上的是活塞曲柄軸孔隙110，其用于接納且固持具有加油孔的鍵控襯套，所述加油孔將接納且固持活塞組合件22 (圖20A到20B所展示)的活塞曲柄軸組合件。每一臂102、104、106及108還包含使活塞組合件22能夠在轉(zhuǎn)子100內(nèi)以往復(fù)運動而移動的往復(fù)通道112。轉(zhuǎn)子100還包含經(jīng)配置以接納且固持發(fā)動機10的主曲柄軸12的主曲柄軸孔隙114?？紫?10各自包含給油通道115，其經(jīng)配置以當(dāng)油經(jīng)由給油通道115從端板穿過主曲柄18的中心流動到轉(zhuǎn)子10時將潤滑油提供到孔隙110內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部件。在一個實施例中，轉(zhuǎn)子100包含給油通道115以在操作期間也潤滑活塞樞轉(zhuǎn)銷。
[0047]在示范性實施例中，壓縮室產(chǎn)生在鄰近臂、環(huán)形板26與外殼14的內(nèi)徑之間。替代地，壓縮室產(chǎn)生在鄰近臂、環(huán)形板26與套筒16的內(nèi)徑之間。舉例來說，第一壓縮室116延伸在第一臂102與第二臂104之間且延伸到外殼14的套筒16。第二壓縮室118延伸在第二臂104與第三臂106之間且延伸到外殼14的套筒16。第三壓縮室120延伸在第三臂106與第四臂108之間且延伸到外殼14的套筒16。此外，第四壓縮室122延伸在第四臂108與第一臂102之間且延伸到外殼14的套筒16。壓縮室116、118、120及122經(jīng)配置以壓縮將通過電火花、等離子體或造成燃燒的高壓縮而點火的空氣-燃料混合物。此類燃燒強迫活塞組合件22移動且實際上使轉(zhuǎn)子100在外殼14內(nèi)旋轉(zhuǎn)。壓縮室116、118、120及122經(jīng)配置以在壓縮機應(yīng)用中壓縮氣體或在栗應(yīng)用中移動流體。在壓縮機或栗應(yīng)用中，使用電動機或內(nèi)燃機來驅(qū)動主曲柄軸18，其使轉(zhuǎn)子100自旋且強迫活塞組合件22往復(fù)以壓縮氣體或移動流體。
[0048]在示范性實施例中，每一臂102、104、106及108包含經(jīng)配置以接納且固持交越密封件300 (圖7所展示)的交越密封件腔124。密封件腔124從每一臂構(gòu)件102、104、106及108的第一臂延伸部126延伸到第二臂延伸部128。在一個實施例中，第一臂延伸部126及第二臂延伸部128的表面可具有出于改進(jìn)磨損及可維修性而放置在延伸部126及128中的每一者上的插入件(圖8B所展示)。在示范性實施例中，每一臂構(gòu)件102、104、106及108包含經(jīng)配置以接納且固持與交越密封件300組合地被使用的彈簧的密封件彈簧腔130。轉(zhuǎn)子100還包含多個有螺紋及無螺紋鉆孔132。在一個實施例中，鉆孔132為有螺紋的。在一個實施例中，鉆孔132為無螺紋的。在另一實施例中，預(yù)定數(shù)目個鉆孔132為有螺紋的，且預(yù)定數(shù)目個鉆孔132為無螺紋的。預(yù)配置數(shù)目個有螺紋鉆孔132經(jīng)配置以將電源模塊環(huán)形板26耦合及/或緊固到轉(zhuǎn)子100。替代地，預(yù)配置數(shù)目個無螺紋鉆孔132用于在操作期間將潤滑油從轉(zhuǎn)子100排去。
[0049]圖5為環(huán)形板200 (例如，圖2所展示的電源模塊環(huán)形板26)的后部透視圖，且圖6A為環(huán)形板200的前部透視圖。圖6B為與環(huán)形板200 —起使用的環(huán)形密封件組合件230