專利名稱：葉片式變腔積裝置及葉片式內(nèi)燃機和葉片式壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞在缸體內(nèi)做回轉(zhuǎn)運動的裝置以及采用該裝置 的內(nèi)燃機和空氣壓縮機。特別是涉及一種兩組活塞將缸體內(nèi)的環(huán)形回
轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；兩組活塞因所連接的橢圓齒輪傳動 機構(gòu)的傳動比作周期性變化，而在回轉(zhuǎn)運動中周期性改變各工作腔容 積的裝置，以及采用該變腔積裝置的內(nèi)燃機和空氣壓縮機。
背景技術(shù)：
變腔積裝置在生產(chǎn)、生活、軍事等領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛?；钊絻?nèi) 燃機、空壓機、油泵等設(shè)備都大量應(yīng)用變腔積裝置。曲軸連桿活塞式 變腔積裝置是應(yīng)用廣泛，非常成熟的變腔積裝置。目前我們所見到的 汽油、柴油等為燃料的汽車、火車、輪船、發(fā)電機等的動力系統(tǒng)多數(shù) 采用這種變腔積裝置的發(fā)動機，活塞式空氣壓縮機也是采用這種變腔 積裝置。曲軸連桿活塞式變腔積裝置因原理簡單明了，機械噪音不大， 制造難度不高，得于普及推廣。但仍存在某些不足。首先，由于轉(zhuǎn)動 的曲軸、擺動的連桿、做直線往復(fù)運動的活塞構(gòu)成的組合運動結(jié)構(gòu)使 得這種變腔積裝置運轉(zhuǎn)時的機械平衡性較差,多數(shù)摩擦表面磨損不均， 影響壽命。其次，為保證足夠機械強度，該變腔積裝置單位排量的重 量和體積較大。應(yīng)用這種變腔積裝置作內(nèi)燃機時傳統(tǒng)四行程結(jié)構(gòu)曲 軸每旋轉(zhuǎn)二周才做功一次，比功率最小，而且需要一套復(fù)雜的汽門控 制裝置。二行程發(fā)動機曲軸每旋轉(zhuǎn)一周做功一次，理論上比功率應(yīng)比 四行程結(jié)構(gòu)高一倍，但由于結(jié)構(gòu)上的原因，進氣與排氣同時進行，影響進排氣效率，并有部份混合氣未經(jīng)燃燒就直接排出造成浪費。實際
比功率只比四沖程結(jié)構(gòu)高50%左右，效率低、尾汽排放高，限制了它 的普及。
為了解決曲軸連桿活塞式變腔積裝置存在的上述問題，中國發(fā)明 專利申請公開說明書CN 1458392A公開了專利申請?zhí)枮?3128413 . 2， 名稱為"環(huán)形氣缸旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機"的技術(shù)方案，提出在缸體內(nèi)的環(huán)形 回轉(zhuǎn)空間中同軸地套裝兩組相互交錯的活塞，每組活塞有兩個沿徑向 相對設(shè)置且能在環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中轉(zhuǎn)動的活塞；兩組活塞將缸體內(nèi)的環(huán) 形回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；其中一組活塞的轉(zhuǎn)軸固定一個 卵形齒輪與輸出軸上固定安裝的一個偏心圓齒輪相嚙合，而另一組活 塞的轉(zhuǎn)軸固定另一個卵形齒輪與輸出軸上固定安裝的另一個偏心圓齒 輪相嚙合；利用卵形-偏心圓齒輪機構(gòu)傳動比周期性變化的特性，控制 兩組活塞旋轉(zhuǎn)速度，使工作腔容積周期性擴大、縮小，四個工作腔依 次完成進氣、壓縮、作功、排氣四個工作循環(huán)過程；同時將燃氣燃燒 所產(chǎn)生的功通過卵形-偏心圓齒輪機構(gòu)傳遞給輸出軸。該技術(shù)方案具有 結(jié)構(gòu)簡單、比質(zhì)量輕、效率高、加工方便、運動密封性好和運動平順 的優(yōu)點。但是該技術(shù)方案的活塞仍然沿用傳統(tǒng)的圓形截面的結(jié)構(gòu)，兩 個這種活塞沿徑向相對地聯(lián)結(jié)在圓盤形的聯(lián)接件外圓環(huán)表面上，構(gòu)成 的一組活塞強度受到限制。另外，中國發(fā)明專利申請公開說明書CN 1560442A公開了專利申請?zhí)枮?00410007555 52，名稱為"葉片式發(fā)
動機"的技術(shù)方案，提出發(fā)動機軸通過軸承固定在機殼內(nèi)，機殼內(nèi)的 發(fā)動機軸上空套左、右葉片，左、右葉片與機殼內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間小間 隙配合，左、右葉片的近端側(cè)都有凹槽，左、右葉片通過凹槽扣合在
一起，與機殼內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間配合形成四個腔室，使左、右葉片在四
個腔室范圍內(nèi)可以變速運動；左葉片上固定左大圓柱齒輪，與左大圓 柱齒輪嚙合的左小圓柱齒輪通過軸承固定在機殼上；與左小圓柱齒輪 同軸固定左橢圓齒輪，與左橢圓齒輪嚙合的另一傳動參數(shù)相同的左橢 圓齒輪與所述的發(fā)動機軸固定。左大圓柱齒輪與左小圓柱齒輪的傳動 比為2 : 1。右葉片上固定右大圓柱齒輪，與右大圓柱齒輪嚙合的右 小圓柱齒輪通過軸承固定在機殼上；與右小圓柱齒輪同軸固定右橢圓 齒輪，與右橢圓齒輪嚙合的另一傳動參數(shù)相同的右橢圓齒輪與所述的 發(fā)動機軸固定。右大圓柱齒輪與右小圓柱齒輪的傳動比為2 : 1。發(fā) 動機軸上左、右兩個橢圓齒輪軸向相對錯位180度。該技術(shù)方案利用 左、右葉片近端側(cè)的凹槽，使左、右葉片通過凹槽扣合在一起并穿套 在發(fā)動機軸上與機殼內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間配合形成四個腔室，與前一技術(shù) 方案相比左、右葉片的強度得到提高，但是與前一技術(shù)方案相比這種 結(jié)構(gòu)的左、右葉片的重量大，另外圓柱齒輪-橢圓齒輪傳動機構(gòu)元件數(shù) 量多，使比質(zhì)量增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種葉片強度高且比質(zhì)量輕的葉片式變腔積裝置 及采用該裝置的葉片式內(nèi)燃機和葉片式壓縮機。
本發(fā)明的技術(shù)方案是葉片式變腔積裝置，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中同軸且相互交錯地安裝兩組活塞，每組活塞有兩個沿徑向相對設(shè)置 的活塞；兩組活塞將上述回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；其中第 一組活塞的轉(zhuǎn)軸固定一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的一個卵形齒
輪相嚙合，第二組活塞的轉(zhuǎn)軸固定另一個卵形齒輪與傳動軸上固定安
裝的另一個卵形齒輪相嚙合。所述的兩組活塞具有相同的矩形葉片； 第一組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形的凸緣，第一組活塞的兩個葉片內(nèi)端面 的下半部相向地固定在該凸緣的外圓周面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸為套 裝于第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套管，第二組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的上 半部相向地固定在該套管的外圓周面底部；套管的底端面貼靠第一組 活塞的環(huán)形凸緣上表面。
在一種優(yōu)選的實施例中所述的各卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的長 圓齒輪，每個長圓齒輪的嚙合面都按漸開線設(shè)計；固定安裝在傳動軸 上的兩個長圓齒輪按90°相位差設(shè)置，這兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn) 一周，則與上述兩個長圓齒輪相嚙合的另兩個長圓齒輪的角速度按正 弦規(guī)律連續(xù)波動兩次且最快角速度與最慢角速度之比為6. 0 - 9 : 1。
進而所述的傳動軸上的兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn)一周期間，、 另兩個長圓齒輪最快角速度與最慢角速度之比為6.5 : 1
在另一種優(yōu)選的實施例中所述的卵形齒輪中固定安裝在傳動軸
上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的偏心卵圓齒輪，且按180°相位 差設(shè)置；安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的 中心對稱卵圓齒輪。
進而所述中心對稱卵圓齒輪的齒數(shù)是偏心卵圓齒輪之齒數(shù)的2倍。
值得推薦的是所述第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸延伸 出缸體的部分、各卵形齒輪及傳動軸上安裝卵形齒輪的部分被容納在 一個殼體內(nèi)。
特別是所述的殼體上分別設(shè)有支撐第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組 活塞的轉(zhuǎn)軸的軸承。
采用上述變腔積裝置的葉片式內(nèi)燃機，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中同 軸地安裝兩組相互交錯的轉(zhuǎn)動活塞，每組活塞有兩個沿徑向相對設(shè)置 的活塞；兩組活塞將上述回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；其中第 一組活塞的轉(zhuǎn)軸固定一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的一個卵形齒 輪相嚙合，第二組活塞的轉(zhuǎn)軸固定另一個卵形齒輪與傳動軸上固定安 裝的另一個卵形齒輪相嚙合；缸體上分別設(shè)置有點火器、進氣口和排 氣口。兩組活塞具有相同的矩形葉片；第一組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形 的凸緣，第一組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的下半部相向地固定在該凸緣 的外圓周面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸為套裝于第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套 管，第二組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的上半部相向地固定在該套管的外 圓周面底部；套管的底端面貼靠第一組活塞的環(huán)形凸緣上表面。
在一種優(yōu)選的實施例中所述的各卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的長 圓齒輪，每個長圓齒輪的嚙合面都按漸開線設(shè)計；固定安裝在傳動軸 上的兩個長圓齒輪按90°相位差設(shè)置，這兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn) 一周，則安裝在第一組或第二組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩個長圓齒輪的角速 度按正弦規(guī)律連續(xù)波動兩次且最快角速度與最慢角速度之比為6.0 -9 : 1。
在另一種優(yōu)選的實施例中所述的卵形齒輪中固定安裝在傳動軸 上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的偏心卵圓齒輪，且按180°相位 差設(shè)置；安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的 中心對稱卵圓齒輪。中心對稱卵圓齒輪的齒數(shù)是偏心卵圓齒輪之齒數(shù)
的2倍。
值得推薦的是所述第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸延伸 出缸體的部分、各卵形齒輪及傳動軸上安裝卵形齒輪的部分被容納在 一個殼體內(nèi)；該殼體上分別設(shè)有支撐第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞 的轉(zhuǎn)軸的軸承。
采用上述變腔積裝置的葉片式壓縮機，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中同 軸地安裝兩組相互交錯的轉(zhuǎn)動活塞，每組活塞有兩個沿徑向相對設(shè)置 的活塞；兩組活塞將上述回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；其中第 一組活塞的轉(zhuǎn)軸固定一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的一個卵形齒 輪相嚙合，第二組活塞的轉(zhuǎn)軸固定另一個卵形齒輪與傳動軸上固定安 裝的另一個卵形齒輪相嚙合；缸體上分別對應(yīng)兩個壓縮工作腔設(shè)置排 氣口而對應(yīng)兩個擴張工作腔設(shè)置進氣口；兩組活塞具有相同的矩形葉 片；第一組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形的凸緣，第一組活塞的兩個葉片內(nèi) 端面的下半部相向地固定在該凸緣的外圓周面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸 為套裝于第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套管，第二組活塞的兩個葉片內(nèi)端面 的上半部相向地固定在該套管的外圓周面底部；套管的底端面貼靠第 一組活塞的環(huán)形凸緣上表面。
在一種優(yōu)選的實施例中所述的各卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的長 圓齒輪，每個長圓齒輪的嚙合面都按漸開線設(shè)計；固定安裝在傳動軸 上的兩個長圓齒輪按90°相位差設(shè)置，這兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn) 一周，則安裝在第一組或第二組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩個長圓齒輪的角速 度按正弦規(guī)律連續(xù)波動兩次且最快角速度與最慢角速度之比為6.0 _ 9 : 1。
在另一種優(yōu)選的實施例中所述的卵形齒輪中固定安裝在傳動軸 上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的偏心卵圓齒輪，且按180°相位 差設(shè)置；安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的 中心對稱卵圓齒輪。中心對稱卵圓齒輪的齒數(shù)是偏心卵圓齒輪之齒數(shù) 的2倍。
值得推薦的是所述第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸延伸 出缸體的部分、各卵形齒輪及傳動軸上安裝卵形齒輪的部分被容納在 一個殼體內(nèi)；該殼體上分別設(shè)有支撐第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞 的轉(zhuǎn)軸的軸承。
本發(fā)明葉片式變腔積裝置的兩組活塞具有相同的矩形葉片；第一 組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形的凸緣，第一組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的下 半部相向地固定在該凸緣的外圓周面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸為套裝于 第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套管，第二組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的上半部 相向地固定在該套管的外圓周面底部；套管的底端面貼靠第一組活塞 的環(huán)形凸緣上表面。 一方面，安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的葉片與對應(yīng) 轉(zhuǎn)軸的連接面增大；另一方面，適當(dāng)選擇固定安裝在傳動軸上的兩個 卵形齒輪和安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩個卵形齒輪的齒輪參數(shù)，就 可以保證安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的葉片在環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中占有足夠 大的弧度段，即有足夠的強度。再者本發(fā)明葉片式變腔積裝置的零件 數(shù)量少，結(jié)構(gòu)緊湊。所以本發(fā)明葉片式變腔積裝置葉片強度高且整體 比質(zhì)量輕。本發(fā)明葉片式內(nèi)燃機和葉片式壓縮機采用上述的葉片式變 腔積裝置的基本結(jié)構(gòu)，不僅具有該葉片式變腔積裝置葉片強度高且比質(zhì)量輕的優(yōu)點，工作效率也高。


圖1為本發(fā)明葉片式變腔積裝置一個實施例作了多處局部剖切 的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1實施例中第一組活塞的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1實施例中第二組活塞的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖1實施例中第一組活塞與第二組活塞裝配在一起的立體 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于零點位
置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸
連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖6為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于十點半
位置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)
軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖7為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于九點位
置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸
連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖8為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于七點半
位置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)
軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖9為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于六點位 置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸
連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖10為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于四點
半位置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的 轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖11為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于三點 位置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn) 軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖12為圖1實施例在傳動軸上指定長圓齒輪的標(biāo)記點位于一點 半位置時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的
轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖13為本發(fā)明葉片式內(nèi)燃機一個實施例在四個工作腔分別處于
進氣、排氣、作功、壓縮狀態(tài)時的缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活 塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài) 示意圖。
圖14為圖13實施例在四個工作腔分別處于進氣末、點火、作功 末且開始排氣、排氣后狀態(tài)時的缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞 及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài) 示意圖。
圖15為圖13實施例在指定工作腔進氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖16為圖13實施例在指定工作腔進氣終止時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn) 空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長
圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖17為圖13實施例在指定工作腔壓縮時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖18為圖13實施例在指定工作腔點火時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間
中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖19為圖13實施例在指定工作腔作功時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間
中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖20為圖13實施例在指定工作腔作功末且開始排氣時，缸體內(nèi)
環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相 嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖21為圖13實施例在指定工作腔排氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖22為圖13實施例在指定工作腔排氣后，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間
中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖23為本發(fā)明葉片式壓縮機一個實施例的在四個工作腔分別處
于進氣、壓縮、進氣、壓縮狀態(tài)時的缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動 活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀 態(tài)示意圖。
圖24為圖23實施例在四個工作腔分別處于進氣末、排氣、進氣 末、排氣狀態(tài)時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動 活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖25為圖23實施例在指定工作腔進氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間
中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖26為圖23實施例在指定工作腔進氣終止時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn) 空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長 圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖27為圖23實施例在指定工作腔壓縮時的缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間
中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意意圖。
圖28為圖23實施例在指定工作腔排氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖29為圖23實施例在指定工作腔二次進氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn) 空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長 圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖30為圖23實施例在指定工作腔二次進氣終了時，缸體內(nèi)環(huán)形 回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合 的長圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖31為圖23實施例在指定工作腔二次壓縮時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn) 空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長
圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖32為圖23實施例在指定工作腔二次排氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn) 空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的長 圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖33為本發(fā)明葉片式內(nèi)燃機又一個實施例作了多處局部剖切的
結(jié)構(gòu)示意圖。
圖34為圖33實施例在指定工作腔進氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的卵圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖35為圖33實施例在指定工作腔進氣終止時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)
空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的卵 圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖36為圖33實施例在指定工作腔壓縮時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間
中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的卵圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖37為圖33實施例在指定工作腔點火時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的卵圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖38為圖33實施例在指定工作腔作功時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的卵圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖39為圖33實施例在指定工作腔作功末且開始排氣時，缸體內(nèi) 環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相
嚙合的卵圓齒輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖40為圖33實施例在指定工作腔排氣時，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的卵圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
圖41為圖33實施例在指定工作腔排氣后，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 中兩組轉(zhuǎn)動活塞及這兩組轉(zhuǎn)動活塞的轉(zhuǎn)軸連接的兩對相嚙合的卵圓齒 輪的位置狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式
一、實施例一
本發(fā)明葉片式變腔積裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該葉 片式變腔積裝置具有一個氣缸l、 一個傳動箱2和一個飛輪3。
氣缸1的圓盒狀缸體10內(nèi)的環(huán)形回轉(zhuǎn)空間11中同軸且相互交錯 地安裝第一組活塞12和第二組活塞13。
第一組活塞12的結(jié)構(gòu)，請參看圖2:第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121 下部設(shè)有一個環(huán)形的凸緣122，在該凸緣122的外圓周面上沿徑向相 向地分別固定連接兩個矩形葉片123、 124內(nèi)端面的下半部，這兩個葉 片123、 124內(nèi)端面的上半部與轉(zhuǎn)軸121的外圓周面及凸緣122的上端 面界定出一個向下凹的空間125。轉(zhuǎn)軸121的上端部直徑縮小為階梯 軸部126;轉(zhuǎn)軸121的上部臨接階梯軸部126處設(shè)有多條鍵槽127。
第二組活塞13的結(jié)構(gòu)，請參看圖3:第二組活塞13的轉(zhuǎn)軸為空 心的套管131，套管131的內(nèi)孔132的直徑與第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121 的直徑成動配合關(guān)系。在該套管131的外圓周面底部沿徑向相向地固定連接兩個矩形葉片133、 134內(nèi)端面的上半部，這兩個葉片133、 134 內(nèi)端面的下半部與該套管131的底端面界定出一個向上凹的空間135。 套管131的上端面136上向上延伸出兩個沿徑向相對的凸臺137。
第一組活塞12與第二組活塞13裝配在一起的結(jié)構(gòu)，請參看圖4: 第二組活塞13的套管131套裝于第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121上，第二 組活塞13的套管131的底端面貼靠第一組活塞12的環(huán)形凸緣122上 表面。第二組活塞13的套管131的底部填充了第一組活塞12的空間 125,第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121的環(huán)形凸緣122填充了第二組活塞13 的空間135。四個葉片123、 124、 133、 134的形狀、尺寸均相同。
回到圖l:缸體10的開口端安裝了缸蓋14，缸蓋14的上端面位 于中心處開有一個大端在上的階梯孔，該階梯孔的大端安裝軸承15 支撐套管131;另外在缸體10內(nèi)的底端面中央開有一個盲孔，該盲孔 中安裝一個軸承支撐第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121的下端部。這樣，第一 組活塞12的轉(zhuǎn)軸121和第二組活塞13的套管131從缸蓋14中心的階 梯孔向上引出。上述兩組活塞12、 13的四個葉片123、 124、 133、 134 將氣缸1內(nèi)的回轉(zhuǎn)空間11劃分為四個封閉的獨立工作腔。
傳動箱2的殼體由矩形盒狀的箱體20和蓋合在箱體20開口端的 箱蓋27組成。箱體20的底部與氣缸1的缸蓋14固定成一體。箱體 20底部的左側(cè)開有左軸承孔，缸蓋14上的軸承15的上半部穿套在左 軸承孔中。從氣缸1的缸蓋14中心引出的第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121 和第二組活塞13的套管131通過軸承15伸入傳動箱2殼體的內(nèi)部空 間21中。箱蓋27上對應(yīng)箱體20的左軸承孔也開出一個左軸承孔。箱 蓋27的左軸承孔中安裝軸承27，軸承27支撐轉(zhuǎn)軸121上端的階梯軸部126。箱體20底部的右側(cè)開有右軸承孔，在右軸承孔中設(shè)置一個軸 承。箱蓋27上對應(yīng)箱體20的右軸承孔也開出一個右軸承孔并設(shè)置一 個軸承29。箱體20右軸承孔中的軸承中套裝傳動軸26的下端部，傳 動軸26的中部套裝在箱蓋27上的右軸承29中，傳動軸26的上部伸 出傳動箱2殼體之外并套裝飛輪3。傳動軸26的軸線與轉(zhuǎn)軸121的軸 線相平行。
在傳動箱2殼體的內(nèi)部空間21中還有四個齒輪參數(shù)相同的長圓 齒輪22、 23、 24、 25，長圓齒輪22穿套在第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121 上，并通過轉(zhuǎn)軸121的鍵槽127中設(shè)置的鍵固定在轉(zhuǎn)軸121的上部。 長圓齒輪22與傳動軸26上固定安裝的長圓齒輪24相嚙合。長圓齒輪 23套裝在第二組活塞13的套管131上部，并由套管131上端的凸臺 137將長圓齒輪23與套管131固定成一體。長圓齒輪23與傳動軸26 上固定安裝的長圓齒輪25相嚙合。每個長圓齒輪的嚙合面都按漸開線 設(shè)計；固定安裝在傳動軸26上的兩個長圓齒輪24、 25按90°相位差 設(shè)置，這兩個長圓齒輪24、 25勻角速度旋轉(zhuǎn)一周，則安裝在第一組活 塞12的轉(zhuǎn)軸上的長圓齒輪22以及第二組活塞13的套管131上的長圓 齒輪23的角速度按正弦規(guī)律連續(xù)發(fā)生兩次由慢到快再減慢的波動且 最快角速度與最慢角速度之比為6.5 : 1。這樣一來，與長圓齒輪22 同軸連接的第一組活塞12的兩個葉片123、 124及與長圓齒輪23同軸 連接的第二組活塞13的兩個葉片133、 134也隨之在缸體10內(nèi)作周期 性的變速運動，它們將回轉(zhuǎn)空間11分隔的四個工作腔的容積也隨之作 周期性的變化。
下面，結(jié)合附圖中的圖5—圖12說明傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動 一周，缸體IO內(nèi)四個工作腔的容積變化的情況。圖5—圖12中，缸 體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123與第二組活塞13的葉片133將環(huán)形 回轉(zhuǎn)空間11分隔出第一工作腔111;第二組活塞13的葉片133與第 一組活塞12的葉片124將環(huán)形回轉(zhuǎn)空間11分隔出第二工作腔112; 第一組活塞12的葉片124與第二組活塞13的葉片134將環(huán)形回轉(zhuǎn)空 間11分隔出第三工作腔113;第二組活塞13的葉片134與第一組活 塞12的葉片123將環(huán)形回轉(zhuǎn)空間11分隔出第四工作腔114。為便于 說明，我們引用鐘表盤上的時間位置來表達各轉(zhuǎn)動零件的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。
請參看圖5，傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于零點位 置時與長圓齒輪24相嚙合的長圓齒輪22的對稱軸線位于三點到九 點位置,第一組活塞12的葉片123位于九點位置而葉片124位于三點 位置。與長圓齒輪25相嚙合的長圓齒輪23的對稱軸線位于零點到六 點位置，第二組活塞13的葉片133位于六點位置而葉片134位于零點 位置。四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積相同。
傳動軸26勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24逐漸由近似半圓型齒 面上的齒與長圓齒輪22近似直齒條面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)榕c長圓齒 輪22近似半圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 由快到慢地順時針轉(zhuǎn)動;長圓齒輪25逐漸由近似直齒條面上的齒與長 圓齒輪23近似半圓型齒面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)殚L圓齒輪25近似半圓 型齒面上的齒與長圓齒輪23近似半圓型齒面上的齒相嚙合,長圓齒輪 25帶動長圓齒輪23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。在傳動軸26上長圓齒輪24 的標(biāo)記點241位于十點半位置時，請參看圖6:缸體10內(nèi)第一組活塞 12的葉片123位于十一點位置而葉片124位于五點位置，第二組活塞
13的葉片133位于七點位置而葉片134位于一點位置。第一工作腔111 和第三工作腔113的容積明顯增大到最大，第二工作腔112和第四工 作腔114的容積明顯減小到最小。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24近似直齒條面上 的齒與長圓齒輪22近似半圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪24帶動 長圓齒輪22緩慢順時針轉(zhuǎn)動；長圓齒輪25近似半圓型齒面上的齒與 長圓齒輪23近似直齒條面上的齒相嚙合，長圓齒輪25帶動長圓齒輪 23由慢到快地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111和第三工作腔113的容積 逐漸減小，而第二工作腔112和第四工作腔114的容積逐漸增大。在 傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于九點位置時，請參看圖7: 缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于零點位置而葉片124位于六 點位置。第二組活塞13的葉片133位于九點位置而葉片134位于三點 位置。四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積相同。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24近似直齒條面上 的齒與長圓齒輪22近似半圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪24帶動 長圓齒輪22緩慢地順時針轉(zhuǎn)動；長圓齒輪25近似半圓型齒面上的齒 由與長圓齒輪23近似直齒條面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)榕c長圓齒輪23半 圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由快到慢地順 時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111和第三工作腔113的容積繼續(xù)減小，第二 工作腔112和第四工作腔114的容積繼續(xù)增大。在傳動軸26上長圓 齒輪24的標(biāo)記點241位于七點半位置時，請參看圖8:缸體10內(nèi)第 一組活塞12的葉片123位于一點位置而葉片124位于七點位置。第二 組活塞13的葉片133位于十一點位置而葉片134位于五點位置。第一
工作腔111和第三工作腔113的容積達到最小，而第二工作腔112和 第四工作腔114的容積達到最大。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24近似半圓型齒面 上的齒由與長圓齒輪22近似半圓型齒面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)榕c長圓 齒輪22近似直齒條面上的齒相嚙合，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 由慢到快地順時針轉(zhuǎn)動;長圓齒輪25近似直齒條面上的齒與長圓齒輪 23近似半圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23緩慢 地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111和第三工作腔113的容積逐漸增大， 第二工作腔112和第四工作腔114的容積逐漸減小。在傳動軸26上 長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于六點位置時，請參看圖9:缸體10內(nèi) 第一組活塞12的葉片123位于三點位置而葉片124位于九點位置。第 二組活塞13的葉片133位于六點位置而葉片134位于零點位置。四個 工作腔lll、 112、 113、 114的容積達到相同。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24近似半圓型齒面 上的齒由與長圓齒輪22近似直齒條面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)榕c長圓齒 輪22半圓型齒面上的齒相嚙合,長圓齒輪24帶動長圓齒輪22由快到 慢地順時針轉(zhuǎn)動；長圓齒輪25由近似直齒條面上的齒與長圓齒輪23 近似半圓型齒面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)殚L圓齒輪25近似半圓型齒面上 的齒與長圓齒輪23近似半圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪25帶動 長圓齒輪23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111和第三工作腔113 的容積繼續(xù)增大，第二工作腔112和第四工作腔114的容積繼續(xù)減小。 在傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于四點半位置時，請參看 圖10:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于五點位置而葉片124位于十一點位置。第二組活塞13的葉片133位于一點位置而葉片134 位于七點位置。第一工作腔111和第三工作腔113的容積增大到最大, 第二工作腔112和第四工作腔114的容積減小到最小。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24近似直齒條面上 的齒與長圓齒輪22近似半圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪24帶動 長圓齒輪22由緩慢地順時針轉(zhuǎn)動；長圓齒輪25近似半圓型齒面上的 齒由與長圓齒輪近似半圓型齒面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)榕c長圓齒輪23 近似直齒條面上的齒相嚙合，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由慢到快 地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111和第三工作腔113的容積逐漸減小， 第二工作腔112和第四工作腔114的容積逐漸增大。在傳動軸26上 長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于三點位置時，請參看圖11:缸體10內(nèi) 第一組活塞12的葉片123位于六點位置而葉片124位于零點位置。第 二組活塞13的葉片133位于三點位置而葉片134位于九點位置。四個 工作腔lll、 112、 113、 114的容積達到相同。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24由以近似直齒條 面上的齒與長圓齒輪22近似半圓型齒面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)殚L圓齒 輪24由近似半圓型齒面上的齒與長圓齒輪22近似半圓型齒面上的齒 相嚙合，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22緩慢地順時針轉(zhuǎn)動；長圓齒輪 25近似半圓型齒面上的齒由與長圓齒輪23近似直齒條面上的齒相嚙 合轉(zhuǎn)變?yōu)榕c長圓齒輪23近似半圓型齒面上的齒相嚙合，長圓齒輪25 帶動長圓齒輪23由快到慢地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111和第三工作 腔113的容積繼續(xù)減小，第二工作腔112和第四工作腔114的容積繼 續(xù)增大。在傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于一點半位置時，
請參看圖12:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于七點位置而葉 片124位于一點位置。第二組活塞13的葉片133位于五點位置而葉片 134位于十一點位置。第一工作腔111和第三工作腔113的容積達到 最小，第二工作腔112和第四工作腔114的容積達到最大。
傳動軸26勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24由近似半圓型齒面上 的齒與長圓齒輪22近似半圓型齒面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)殚L圓齒輪24 近似直齒條面上的齒與長圓齒輪22半圓型齒面上的齒相嚙合,長圓齒 輪24帶動長圓齒輪22由慢到快順時針轉(zhuǎn)動;長圓齒輪25由近似半圓 型齒面上的齒與長圓齒輪23近似半圓型齒面上的齒相嚙合轉(zhuǎn)變?yōu)殚L 圓齒輪25近似直齒條面上的齒與長圓齒輪23近似半圓型齒面上的齒 相嚙合，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作 腔111和第三工作腔113的容積逐漸增大，第二工作腔112和第四工 作腔114的容積逐漸減小。又返回到圖5所示的狀態(tài)，開始下一循環(huán)。
固定安裝在傳動軸26上的兩個長圓齒輪24、 25勻角速度旋轉(zhuǎn)一 周，則另兩個長圓齒輪22、 23的角速度按正弦規(guī)律連續(xù)波動兩次，第 一組活塞12的葉片123、 124和第二組活塞13的葉片133、 134的轉(zhuǎn) 動速度也相應(yīng)按正弦規(guī)律連續(xù)波動兩次。
若以相鄰的兩個葉片123和葉片133為例，在葉片123和葉片133 都處于低速運動的狀態(tài)時，它們之間的第一工作腔111被壓縮到最小， 而它們的另一側(cè)分別面臨的第二工作腔112及第四工作腔114處于容 積最大的狀態(tài)。為保證葉片123和葉片133有足夠的強度，葉片123 和葉片133應(yīng)有足夠的厚度,即在環(huán)形回轉(zhuǎn)空間11中占有足夠大的弧 度段。實驗表明，葉片123和葉片133的厚度較小時，傳動軸26上的
兩個長圓齒輪24、 25勻角速度旋轉(zhuǎn)一周期間，兩個長圓齒輪22、 23
最快角速度與最慢角速度可以有比較大一些的比值。而葉片123和葉 片133的厚度較大時，傳動軸26上的兩個長圓齒輪24、 25勻角速度 旋轉(zhuǎn)一周期間，兩個長圓齒輪22、 23最快角速度與最慢角速度之比明 顯降低。為使葉片123、 133的強度足夠高而且整機的比質(zhì)量輕，傳動 軸26上的兩個長圓齒輪24、 25勻角速度旋轉(zhuǎn)一周期間，另兩個長圓 齒輪22、 23最快角速度與最慢角速度之比為6.0 — 9 : l為宜；也 就是說四個長圓齒輪22、 23、 24、 25半圓型齒面上的齒數(shù)與直齒條面 上的齒數(shù)之比應(yīng)為6.0 — 9 : 1。本實施例中，我們選擇兩個長圓 齒輪22、 23最快角速度與最慢角速度之比為6.5 : 1。
二、實施例二
本發(fā)明葉片式內(nèi)燃機一個實施例，采用了圖1所示的葉片式變腔 積裝置。本葉片式內(nèi)燃機實施例的結(jié)構(gòu)與前一實施例葉片式變腔積裝 置的區(qū)別之處是在缸體10內(nèi)的環(huán)形回轉(zhuǎn)空間11中分別在七點一刻 位置設(shè)置了進氣口 4、在四點三刻位置設(shè)置了排氣口 5和在零點位置 設(shè)置了點火器6;傳動軸26為動力輸出軸。圖l所示的葉片式變腔積 裝置的結(jié)構(gòu)及傳動軸26上的兩個長圓齒輪24、 25勻角速度旋轉(zhuǎn)一周 期間兩個長圓齒輪22、 23的嚙合轉(zhuǎn)動情況和四個工作腔111、 112、 113、 114容積的變化情況已在前面的說明中作了詳細的描述，限于 篇幅關(guān)系，這里不再贅述。
請參看圖13，本實施例處于與前一實施例中圖5所示的葉片式 變腔積裝置狀態(tài)相同的情形時，傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241 位于零點位置，與長圓齒輪24相嚙合的長圓齒輪22的對稱軸線位于三點到九點位置，第一組活塞12的葉片123位于九點位置而葉片124 位于三點位置。與長圓齒輪25相嚙合的長圓齒輪23的對稱軸線位于 六點到零點位置，第二組活塞13的葉片133位于六點位置而葉片134 位于零點位置。四個工作腔111、 112、 113、 114的容積相同。第一 工作腔111與進氣口 4連通，混合氣體從進氣口 4進入第一工作腔111; 第二工作腔112與排氣口 5連通，第二工作腔112處于排氣狀態(tài)；第 三工作腔113處于內(nèi)部的混合氣體燃燒、膨脹作功的狀態(tài)，燃燒、膨 脹的混合氣體推動葉片124順時針方向運動，葉片124帶動其所連接 的轉(zhuǎn)軸121順時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸121上的長圓齒輪22經(jīng)長圓齒輪 24推動傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動；第四工作腔114處于內(nèi)部體積縮 小的狀態(tài)。
傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動45度，請參看圖14:缸體10內(nèi)第一 組活塞12的葉片123位于十一點位置而葉片124位于五點位置,第二 組活塞13的葉片133位于七點位置而葉片134位于一點位置。第一工 作腔111的容積增大到最大，進氣口 4的一部分被葉片133遮擋，第 一工作腔111進氣的過程即將結(jié)束。第二工作腔112的容積減小到最 小。第三工作腔113的容積增大到最大，排氣口 5的一部分從葉片124 的后部露出并與第三工作腔113連通，第三工作腔113中燃燒后的氣 體開始向外排出。第四工作腔114的容積減小到最小，其內(nèi)部的混合 氣體被極度壓縮,此時點火器6發(fā)出火花點燃混合氣體使其燃燒作功。 點火器6點燃第四工作腔114內(nèi)的混合氣體，第四工作腔114內(nèi)的氣 體壓力急劇升高，盡管葉片123與葉片133受力方向相反，在傳動軸 26上飛輪3的慣性作用下只能是第一組活塞12繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)而第
二活塞組13加速順時針旋轉(zhuǎn)。
在傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動的過程中，四個工作腔lll、 112、 113、 114周期性地從容積最小的狀態(tài)轉(zhuǎn)入容積增大的進氣狀態(tài)，繼而 轉(zhuǎn)入容積縮小的壓縮狀態(tài)，繼而轉(zhuǎn)入容積最小的點火狀態(tài)，繼而轉(zhuǎn)入 容積增大的作功狀態(tài)，繼而轉(zhuǎn)入容積減小的排氣狀態(tài)，繼而返回到容 積最小的狀態(tài)而開始下一循環(huán)。四個工作腔lll、 112、 113、 114各完 成一次作功的過程。
下面結(jié)合圖15—圖22說明一個作功循環(huán)中，第一工作腔111、 兩組轉(zhuǎn)動活塞12、 13及這兩組轉(zhuǎn)動活塞12、 13的轉(zhuǎn)軸121、 131連接 的兩對相嚙合的長圓齒輪22、 24和長圓齒輪23、 25的位置狀態(tài)變化 情況。
請參看圖15,傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于零點位 置時，第一組活塞12的葉片123位于九點位置而葉片124位于三點位 置。第二組活塞13的葉片133位于六點位置而葉片134位于零點位置。 四個工作腔111、 112、 113、 114的容積相同，混合氣體從進氣口 4 進入第一工作腔lll。
傳動軸26勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22由快 到慢地順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。 第一工作腔111的容積逐漸增大。在傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記 點241位于十點半位置時，請參看圖16:缸體10內(nèi)第一組活塞12的 葉片123位于十一點位置，第二組活塞13的葉片133位于七點位置， 第一工作腔111的容積增大到最大，容納盡可能多的混合氣體。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 緩慢順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由慢到快地順時針轉(zhuǎn) 動，第一工作腔111的容積逐漸減小。在傳動軸26上長圓齒輪24的 標(biāo)記點241位于九點位置時，請參看圖17:缸體10內(nèi)第一組活塞12 的葉片123位于零點位置，第二組活塞13的葉片133位于九點位置; 四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積相同，第一工作腔lll中的混
合氣體受到壓縮。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由快到慢地順時針 轉(zhuǎn)動。第一工作腔111的容積繼續(xù)減小。在傳動軸26上長圓齒輪24 的標(biāo)記點241位于七點半位置時，請參看圖18:缸體10內(nèi)第一組活 塞12的葉片123位于一點位置，第二組活塞13的葉片133位于十一 點位置。第一工作腔lll的容積達到最小，點火器6點燃第一工作腔 111內(nèi)的混合氣體；燃燒、膨脹的混合氣體推動葉片123按順時針方 向加速運動。
第一工作腔lll的容積由于內(nèi)部的混合氣體燃燒、膨脹而逐漸增 大，第一工作腔lll處于內(nèi)部的混合氣體燃燒、膨脹作功的狀態(tài)，燃 燒、膨脹的混合氣體推動葉片123按順時針方向繼續(xù)加速運動，葉片 123帶動其所連接的轉(zhuǎn)軸121加速順時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸121上的長 圓齒輪22由慢到快地順時針加速轉(zhuǎn)動，并經(jīng)長圓齒輪24推動傳動軸 26逆時針方向勻速地轉(zhuǎn)動。傳動軸26上的長圓齒輪25帶動長圓齒輪 23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。在傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于 六點位置時，請參看圖19:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于 三點位置，第二組活塞13的葉片133位于六點位置。四個工作腔111、112、 113、 114的容積達到相同。
第一工作腔lll內(nèi)部混合氣體燃燒、膨脹的壓力逐漸減小，推動 葉片123順時針方向運動的作用減弱；葉片123帶動其所連接的轉(zhuǎn)軸 121順時針方向由快到慢地轉(zhuǎn)動，并經(jīng)長圓齒輪24推動傳動軸26逆 時針方向勻速地轉(zhuǎn)動。傳動軸26上的長圓齒輪25帶動長圓齒輪23 緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111的容積繼續(xù)增大。在傳動軸26 上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于四點半位置時，請參看圖20:缸體 10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于五點位置，第二組活塞13的葉片 133位于一點位置；第一工作腔111的容積增大到最大，排氣口 5的 一部分從葉片123的后部露出并與第一工作腔111連通，第一工作腔 111中燃燒后的氣體開始向外排出。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 由緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，而長圓齒輪25嚙合的長圓齒輪23卻由慢到快 地順時針轉(zhuǎn)動，第一工作腔111的容積逐漸減小。在傳動軸26上長 圓齒輪24的標(biāo)記點241位于三點位置時，請參看圖21:缸體10內(nèi)第 一組活塞12的葉片123位于六點位置而葉片124位于零點位置。第二 組活塞13的葉片133位于三點位置而葉片134位于九點位置。四個工 作腔lll、 112、 113、 114的容積再次達到相同，第一工作腔lll中燃
燒后的氣體繼續(xù)向外排出。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25嚙合的長圓齒輪23由快到慢地順時 針轉(zhuǎn)動，第一工作腔111的容積繼續(xù)減小。在傳動軸26上長圓齒輪 24的標(biāo)記點241位于一點半位置時，請參看圖22:缸體10內(nèi)第一組
活塞12的葉片123位于七點位置，第二組活塞13的葉片133位于五
點位置，第一工作腔111的容積達到最小。
傳動軸26勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22由慢 到快順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。 第一工作腔111的容積逐漸增大，又返回到圖15所示的狀態(tài)，開始 下一循環(huán)。
按照上述的方式，四個工作腔lll、 112、 113、 114相繼地進入作 功狀態(tài)，推動各自對應(yīng)的葉片123、 133、 124、 134順時針方向運動， 最終推動傳動軸26逆時針方向勻速地轉(zhuǎn)動。傳動軸26和飛輪3每旋 轉(zhuǎn)一周，兩組活塞12、 13也旋轉(zhuǎn)一周，四個工作腔lll、 112、 113、 114都會做功一次。理論上講，同排量同轉(zhuǎn)速的本發(fā)明葉片式內(nèi)燃機 將比傳統(tǒng)二沖程內(nèi)燃機功率高四倍，比四沖程內(nèi)燃機高八倍。由于進、 排氣都由旋轉(zhuǎn)的葉片直接控制，本發(fā)明葉片式內(nèi)燃機省去了傳統(tǒng)四沖 程內(nèi)燃機復(fù)雜的配氣機構(gòu)，結(jié)構(gòu)的簡單可促成可靠性的提高，制造同 等功率內(nèi)燃機將節(jié)約大量鋼材。又由于兩組活塞12、 13處于旋轉(zhuǎn)式工 作狀態(tài)，運行平穩(wěn)性將大大提高。
三、實施例三
本發(fā)明葉片式壓縮機一個實施例，采用了圖1所示的葉片式變腔 積裝置。本葉片式壓縮機實施例的結(jié)構(gòu)與第一個實施例葉片式變腔積 裝置的區(qū)別之處是在缸體10內(nèi)的環(huán)形回轉(zhuǎn)空間11中分別在七點一 刻位置設(shè)置第一進氣口 4'、在零點位置設(shè)置第一排氣口 5';在一點一 刻位置設(shè)置第二進氣口 4''和在六點位置設(shè)置第二排氣口 5''。圖1 所示的葉片式變腔積裝置的結(jié)構(gòu)及動力輸入軸——傳動軸26上的兩個長圓齒輪24、 25勻角速度旋轉(zhuǎn)一周期間兩個長圓齒輪22、 23的嚙 合轉(zhuǎn)動情況和四個工作腔111、 112、 113、 114容積的變化情況已在 前面的說明中作了詳細的描述；限于篇幅關(guān)系，這里不再重復(fù)。
請參看圖23,本葉片式壓縮機實施例處于與第一個實施例圖5 所示的葉片式變腔積裝置狀態(tài)相同的情形時，傳動軸26上長圓齒輪 24的標(biāo)記點241位于零點位置，與長圓齒輪24相嚙合的長圓齒輪22 的對稱軸線位于三點到九點位置,第一組活塞12的葉片123位于九點 位置而葉片124位于三點位置。與長圓齒輪25相嚙合的長圓齒輪23 的對稱軸線位于六點到零點位置，第二組活塞13的葉片133位于六點 位置遮擋第二排氣口 5''而葉片134位于零點位置遮擋第一排氣口 5'。 四個工作腔111、 112、 113、 114的容積相同。第一工作腔111與第 一進氣口4'連通，外部氣體從進氣口4'進入第一工作腔lll;葉片 133遮擋第二排氣口 5〃；第二工作腔112處于內(nèi)部氣體被壓縮狀態(tài)； 第三工作腔113與第二進氣口 4''，處于進氣的狀態(tài)；葉片134遮擋 第一排氣口5、第四工作腔114處于內(nèi)部氣體被壓縮的狀態(tài)。
傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動45度，請參看圖24:缸體10內(nèi)第一 組活塞12的葉片123位于十一點位置而葉片124位于五點位置，第二 組活塞13的葉片133位于七點位置而葉片134位于一點位置。第一工 作腔111的容積增大到最大，第一進氣口 4'的一部分被葉片133遮 擋，第一工作腔lll進氣的過程即將結(jié)束。第二工作腔112的容積減 小到最小，其中的氣體壓力增大并從第二排氣口 5''向外排出。第 三工作腔113的容積增大到最大，第二進氣口 4''的一部分被葉片134 遮蓋并將結(jié)束進氣過程。第四工作腔114的容積減小到最小，其內(nèi)部的氣體被極度壓縮，氣體壓力增大并從第一排氣口5'向外排出。
在傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動一周的過程中，四個工作腔111 、 112、 113、 114周期性地從容積最小并從第二排氣口 5〃向外排出高壓氣體 的狀態(tài)轉(zhuǎn)入容積增大并連通第一進氣口 4'的進氣狀態(tài)，繼而轉(zhuǎn)入容 積縮小的壓縮狀態(tài)，繼而轉(zhuǎn)入容積最小并從第一排氣口 5'向外排出 高壓氣體的排氣狀態(tài)，繼而轉(zhuǎn)入容積增大并與第二進氣口 4'連通的 進氣狀態(tài)，繼而轉(zhuǎn)入容積減小的壓縮狀態(tài)，繼而返回到容積最小并從 第二排氣口5〃向外排出髙壓氣體的狀態(tài)而開始下一循環(huán)。
下面結(jié)合圖25—圖32說明傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動一周期間， 第一工作腔111、兩組轉(zhuǎn)動活塞12、 13及這兩組轉(zhuǎn)動活塞12、 13的 轉(zhuǎn)軸121、 131連接的兩對相嚙合的長圓齒輪22、 24和長圓齒輪23、 25的位置、狀態(tài)變化情況。
請參看圖25，傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于零點位 置時，第一組活塞12的葉片123位于九點位置而葉片124位于三點位 置。第二組活塞13的葉片133位于六點位置而葉片134位于零點位置。 四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積相同，外部氣體從進氣口4' 進入第一工作腔lll。
傳動軸26勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22由快 到慢地順時針轉(zhuǎn)動,長圓齒輪25帶動長圓齒輪23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。 第一工作腔111的容積逐漸增大，進入第一工作腔111的氣體總量不 斷增加。在傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于十點半位置時， 請參看圖26:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于十一點位置， 第二組活塞13的葉片133位于七點位置，第一進氣口 4'的一部分被葉片133遮擋，第一工作腔lll進氣的過程即將結(jié)束。此時第一工作
腔lll的容積增大到最大，容納盡可能多的低壓氣體。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 緩慢順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由慢到快地順時針轉(zhuǎn) 動，第一工作腔111的容積逐漸減小。在傳動軸26上長圓齒輪24的 標(biāo)記點241位于九點位置時，請參看圖27:缸體10內(nèi)第一組活塞12 的葉片123位于零點位置遮擋第一排氣口 5、第二組活塞13的葉片 133位于九點位置；四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積相同，第
一工作腔111中的氣體受到壓縮而壓力增加。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由快到慢地順時針 轉(zhuǎn)動。第一工作腔111的容積繼續(xù)減小。在傳動軸26上長圓齒輪24 的標(biāo)記點241位于七點半位置時，請參看圖28:缸體10內(nèi)第一組活 塞12的葉片123位于一點位置，第二組活塞13的葉片133位于十一 點位置。第一工作腔lll的容積達到最小，第一工作腔lll內(nèi)的高壓 氣體從第一排氣口5'向外排出。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 由慢到快地順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由緩慢地順時 針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111的容積逐漸增大。在傳動軸26上長圓齒輪 24的標(biāo)記點241位于六點位置時，請參看圖29:缸體10內(nèi)第一組活 塞12的葉片123位于三點位置，第二組活塞13的葉片133位于零點 位置遮蓋第一排氣口5'。四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積達 到相同，外部的低壓氣體從第二進氣口4"進入第一工作腔lll。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 由快到慢地順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23由緩慢地順時 針轉(zhuǎn)動，第一工作腔lll的容積繼續(xù)增大；從第二進氣口4"進入第 一工作腔111的低壓氣體總量不斷增加。在傳動軸26上長圓齒輪24 的標(biāo)記點241位于四點半位置時，請參看圖30:缸體10內(nèi)第一組活 塞12的葉片123位于五點位置，第二組活塞13的葉片133位于一點 位置，第一工作腔lll的容積增大到最大；第二進氣口4"的一部分 被葉片133遮蓋，進氣過程即將結(jié)束。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，而長圓齒輪25嚙合的長圓齒輪23卻由慢到快地 順時針轉(zhuǎn)動，第一工作腔lll的容積逐漸減小，其中的氣體壓力逐漸 增高。在傳動軸26上長圓齒輪24的標(biāo)記點241位于三點位置時，請 參看圖31:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于六點位置遮擋第 二排氣口5"，而葉片124位于零點位置遮擋第一排氣口5'。第二組 活塞13的葉片133位于三點位置而葉片134位于九點位置。四個工作 腔lll、 112、 113、 114的容積再次達到相同，第一工作腔lll中的氣體受到壓縮而壓力增加。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22 緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25嚙合的長圓齒輪23由快到慢地順時 針轉(zhuǎn)動，第一工作腔111的容積繼續(xù)減小。在傳動軸26上長圓齒輪 24的標(biāo)記點241位于一點半位置時，請參看圖32:缸體10內(nèi)第一組 活塞12的葉片123位于七點位置，第二組活塞13的葉片133位于五 點位置；第一工作腔lll的容積達到最小，其中的高壓氣體從第二排氣口5"向外排出。
傳動軸26勾速地逆時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪24帶動長圓齒輪22由慢 到快順時針轉(zhuǎn)動，長圓齒輪25帶動長圓齒輪23緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。 第一工作腔111的容積逐漸增大，又返回到圖25所示的狀態(tài)，開始下 一循環(huán)。
仔細觀察上述過程中圖25——圖32所示的第二工作腔112、第 三工作腔113和第四工作腔114工作狀態(tài)的變化，可以清楚地看到 在傳動軸26轉(zhuǎn)動一周的過程中，不僅第一工作腔111分兩次進行吸 進低壓氣體，壓縮為高壓氣體向外排出的操作過程；其余三個工作腔 112、 113、 114也在相繼地進行同樣的操作過程。本實施例傳動軸 26轉(zhuǎn)動一周的過程中，共有八次向外輸出高壓氣體，具有很高的工 作效率。 四、實施例四
本發(fā)明葉片式內(nèi)燃機又一個實施例的結(jié)構(gòu)，如圖33所示。該葉 片式變腔積裝置具有一個氣缸l、 一個傳動箱2和一個飛輪3。
氣缸1的圓盒狀缸體10內(nèi)的環(huán)形回轉(zhuǎn)空間11中同軸且相互交錯 地安裝第一組活塞12和第二組活塞13。在缸體10內(nèi)的環(huán)形回轉(zhuǎn)空間 11中分別在七點一刻位置設(shè)置了進氣口 4、在四點三刻位置設(shè)置了排 氣口5和在零點位置設(shè)置了點火器6;傳動軸26為動力輸出軸。
第一組活塞12的結(jié)構(gòu)，請參看圖2。第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121 下部設(shè)有一個環(huán)形的凸緣122,在該凸緣122的外圓周面上沿徑向相 向地分別固定連接兩個矩形葉片123、 124內(nèi)端面的下半部，這兩個葉 片123、 124內(nèi)端面的上半部與轉(zhuǎn)軸121的外圓周面及凸緣122的上端面界定出一個向下凹的空間125。轉(zhuǎn)軸121的上端部直徑縮小為階梯 軸部126;轉(zhuǎn)軸121的上部臨接階梯軸部126處設(shè)有多條鍵槽127。
第二組活塞13的結(jié)構(gòu)，請參看圖3。第二組活塞13的轉(zhuǎn)軸為空 心的套管131，套管131的內(nèi)孔132的直徑與第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121 的直徑成動配合關(guān)系。在該套管131的外圓周面底部沿徑向相向地固 定連接兩個矩形葉片133、 134內(nèi)端面的上半部，這兩個葉片133、 134 內(nèi)端面的下半部與該套管131的底端面界定出一個向上凹的空間135。 套管131的上端面136上向上延伸出兩個沿徑向相對的凸臺137。
第一組活塞12與第二組活塞13裝配在一起的結(jié)構(gòu)，請參看圖4: 第二組活塞13的套管131套裝于第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121上，第二 組活塞13的套管131的底端面貼靠第一組活塞12的環(huán)形凸緣122上 表面。第二組活塞13的套管131的底部填充了第一組活塞12的空間 125，第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121的環(huán)形凸緣122填充了第二組活塞13 的空間135。四個葉片123、 124、 133、 134的形狀、尺寸均相同。
回到圖l:缸體10的開口端安裝了缸蓋14，缸蓋14的上端面位 于中心處開有一個大端在上的階梯孔，該階梯孔的大端安裝軸承15 支撐套管131;另外在缸體10內(nèi)的底端面中央開有一個盲孔，該盲孔 中安裝一個軸承支撐第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121的下端部。這樣，第一 組活塞12的轉(zhuǎn)軸121和第二組活塞13的套管131從缸蓋14中心的階 梯孔向上引出。上述兩組活塞12、 13的四個葉片123、 124、 133、 134 將氣缸1內(nèi)的回轉(zhuǎn)空間11劃分為四個封閉的獨立工作腔。
傳動箱2的殼體由矩形盒狀的箱體20和蓋合在箱體20開口端的 箱蓋27組成。箱體20的底部與氣缸1的缸蓋14固定成一體。箱體
20底部的左側(cè)開有左軸承孔，缸蓋14上的軸承15的上半部穿套在左 軸承孔中。從氣缸1的缸蓋14中心引出的第一組活塞12的轉(zhuǎn)軸121 和第二組活塞13的套管131通過軸承15伸入傳動箱2殼體的內(nèi)部空 間21中。箱蓋27上對應(yīng)箱體20的左軸承孔也開出一個左軸承孔。箱 蓋27的左軸承孔中安裝軸承27，軸承27支撐轉(zhuǎn)軸121上端的階梯軸 部126。箱體20底部的右側(cè)開有右軸承孔，在右軸承孔中設(shè)置一個軸 承。箱蓋27上對應(yīng)箱體20的右軸承孔也開出一個右軸承孔并設(shè)置一 個軸承29。箱體20右軸承孔中的軸承中套裝傳動軸26的下端部，傳 動軸26的中部套裝在箱蓋27上的右軸承29中，傳動軸26的上部伸 出傳動箱2殼體之外并套裝飛輪3。傳動軸26的軸線與轉(zhuǎn)軸121的軸 線相平行。
在傳動箱2殼體的內(nèi)部空間21中設(shè)置了兩個齒輪參數(shù)相同的中 心對稱卵圓齒輪22'、 23'和兩個齒輪參數(shù)相同的偏心卵圓齒輪24'、 25'。中心對稱卵圓齒輪22'、 23'的齒數(shù)是偏心卵圓齒輪24'、 25' 之齒數(shù)的2倍。兩個偏心卵圓齒輪24' 、 25'固定安裝在傳動軸26上， 且按180°相位差設(shè)置。中心對稱卵圓齒輪22'穿套在第一組活塞12 的轉(zhuǎn)軸121上，并通過轉(zhuǎn)軸121的鍵槽127中設(shè)置的鍵固定在轉(zhuǎn)軸121 上。中心對稱卵圓齒輪22'與傳動軸26上固定安裝的偏心卵圓齒輪 24'相嚙合。中心對稱卵圓齒輪23'套裝在第二組活塞13的套管131 上，并由套管131上端的凸臺137將中心對稱卵圓齒輪23'與套管131 固定成一體。中心對稱卵圓齒輪23'與傳動軸26上固定安裝的偏心 卵圓齒輪25'相嚙合。
圖34—圖41展示了本實施例第一工作腔111的一個作功循環(huán)中，
兩組轉(zhuǎn)動活塞12、 13及它們的轉(zhuǎn)軸121、 131連接的兩對相嚙合的中 心對稱卵圓齒輪22'、 23'和偏心卵圓齒輪24'、 25'的位置狀態(tài)變化 情況。
請參看圖34，傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于零點 位置時，第一組活塞12的葉片123位于九點位置而葉片124位于三點 位置。第二組活塞13的葉片133位于六點位置而葉片134位于零點位 置。四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積相同，混合氣體從進氣口 4進入第一工作腔111。
傳動軸26勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪24'帶動中心對稱 卵圓齒輪22'由快到慢地順時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪25'帶動中心對 稱卵圓齒輪23'緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔111的容積逐漸增大。 在傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于九點位置時，請參看 圖35:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于十一點位置，第二組 活塞13的葉片133位于七點位置,第一工作腔111的容積增大到最大，
容納盡可能多的混合氣體。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪24'帶動中心 對稱卵圓齒輪22'緩慢順時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪25'帶動中心對稱 卵圓齒輪23'由慢到快地順時針轉(zhuǎn)動，第一工作腔lll的容積逐漸減 小。在傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于六點位置時，請 參看圖36:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于零點位置，第二 組活塞13的葉片133位于九點位置；四個工作腔111、 112、 113、 114
的容積相同，第一工作腔lll中的混合氣體受到壓縮。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪24'帶動中心
對稱卵圓齒輪22'緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪25'帶動中心對 稱卵圓齒輪23'由快到慢地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔lll的容積繼續(xù) 減小。在傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于三點位置時， 請參看圖37:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于一點位置，第 二組活塞13的葉片133位于十一點位置。第一工作腔111的容積達到 最小，點火器6點燃第一工作腔111內(nèi)的混合氣體；燃燒、膨脹的混 合氣體推動葉片123按順時針方向加速運動。
第一工作腔lll的容積由于內(nèi)部的混合氣體燃燒、膨脹而逐漸增 大，第一工作腔lll處于內(nèi)部的混合氣體燃燒、膨脹作功的狀態(tài)，順 時針方向加速運動的葉片123帶動其所連接的轉(zhuǎn)軸121順時針方向加 速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸121上的中心對稱卵圓齒輪22'由慢到快地順時針轉(zhuǎn)動， 并經(jīng)偏心卵圓齒輪24'推動傳動軸26逆時針方向勻速地轉(zhuǎn)動。傳動 軸26上的偏心卵圓齒輪25'帶動中心對稱卵圓齒輪23'緩慢地順時 針轉(zhuǎn)動。在傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于零點位置時， 請參看圖38:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于三點位置，第 二組活塞13的葉片133位于零點位置。四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積達到相同。
第一工作腔lll內(nèi)部混合氣體燃燒、膨脹的壓力逐漸減小，推動 葉片123順時針方向運動的作用減弱；葉片123帶動其所連接的轉(zhuǎn)軸 121順時針方向由快到慢地轉(zhuǎn)動，并經(jīng)與中心對稱卵圓齒輪22'嚙合 的偏心卵圓齒輪24'推動傳動軸26逆時針方向勻速地轉(zhuǎn)動。傳動軸 26上的偏心卵圓齒輪25'帶動中心對稱卵圓齒輪23'緩慢地順時針 轉(zhuǎn)動。第一工作腔111的容積繼續(xù)增大。在傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于九點位置時，請參看圖39:缸體10內(nèi)第一組活 塞12的葉片123位于五點位置，第二組活塞13的葉片133位于一點 位置；第一工作腔lll的容積增大到最大，排氣口5的一部分從葉片 123的后部露出并與第一工作腔111連通，第一工作腔111中燃燒后
的氣體開始向外排出。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪24'帶動中心 對稱卵圓齒輪22'由緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，而偏心卵圓齒輪25'嚙合的 中心對稱卵圓齒輪23'卻由慢到快地順時針轉(zhuǎn)動，第一工作腔lll的 容積逐漸減小。在傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于六點 位置時，請參看圖40:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于六點 位置而葉片124位于零點位置。第二組活塞13的葉片133位于三點位 置而葉片134位于九點位置。四個工作腔lll、 112、 113、 114的容積
再次達到相同，第一工作腔lll中燃燒后的氣體繼續(xù)向外排出。
傳動軸26繼續(xù)勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪24'帶動中心 對稱卵圓齒輪22'緩慢地順時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪25'嚙合的中心 對稱卵圓齒輪23'由快到慢地順時針轉(zhuǎn)動，第一工作腔lll的容積繼 續(xù)減小。在傳動軸26上偏心卵圓齒輪24'的近軸端位于三點位置時， 請參看圖41:缸體10內(nèi)第一組活塞12的葉片123位于七點位置，第 二組活塞13的葉片133位于五點位置，第一工作腔111的容積達到最 小。
傳動軸26勻速地逆時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪24'帶動中心對稱 卵圓齒輪22'由慢到快順時針轉(zhuǎn)動，偏心卵圓齒輪25'帶動中心對稱 卵圓齒輪23'緩慢地順時針轉(zhuǎn)動。第一工作腔lll的容積逐漸增大，又返回到圖34所示的狀態(tài)，開始下一循環(huán)。
再回到圖34所示的狀態(tài)進行討論，傳動軸26上偏心卵圓齒輪24' 的近軸端位于零點位置，與偏心卵圓齒輪24'相嚙合的中心對稱卵圓 齒輪22'的對稱軸線位于三點到九點位置，第一組活塞12的葉片123 位于九點位置而葉片124位于三點位置。與偏心卵圓齒輪25'相嚙合 的中心對稱卵圓齒輪23'的對稱軸線位于六點到零點位置，第二組活 塞13的葉片133位于六點位置而葉片134位于零點位置。四個工作腔 111、 112、 113、 114的容積相同。第一工作腔111與進氣口4連通， 混合氣體從進氣口 4進入第一工作腔lll;第二工作腔112與排氣口 5 連通，第二工作腔112處于排氣狀態(tài)；第三工作腔113處于內(nèi)部的混 合氣體燃燒、膨脹作功的狀態(tài)，燃燒、膨脹的混合氣體推動葉片124 順時針方向加速運動，葉片124帶動其所連接的轉(zhuǎn)軸121順時針方向 轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸121上的中心對稱卵圓22'經(jīng)偏心卵圓齒輪24'推動傳動 軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動；第四工作腔114處于內(nèi)部體積被壓縮的狀態(tài)。
傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動90度，請參看圖35:缸體10內(nèi)第一 組活塞12的葉片123位于十一點位置而葉片124位于五點位置,第二 組活塞13的葉片133位于七點位置而葉片134位于一點位置。第一工 作腔111的容積增大到最大，進氣口 4的一部分被葉片133遮擋，第 一工作腔111進氣的過程即將結(jié)束。第二工作腔112的容積減小到最 小。第三工作腔113的容積增大到最大，排氣口 5的一部分從葉片124 的后部露出并與第三工作腔113連通，第三工作腔113中燃燒后的氣 體開始向外排出。第四工作腔114的容積減小到最小，其內(nèi)部的混合 氣體被極度壓縮，此時點火器6發(fā)出火花點燃混合氣體使其燃燒作功。點火器6點燃第四工作腔114內(nèi)的混合氣體時，第四工作腔114內(nèi)的 氣體壓力急劇升高，盡管葉片123與葉片134受力方向相反，在傳動 軸26上飛輪3的慣性作用下只能推動第二活塞組13加速作順時針旋 轉(zhuǎn)。
回顧圖34—圖41，在傳動軸26逆時針方向轉(zhuǎn)動兩周的過程中， 四個工作腔lll、 112、 113、 114周期性地從容積最小的狀態(tài)轉(zhuǎn)入容積 增大的進氣狀態(tài)，再轉(zhuǎn)入容積縮小的壓縮狀態(tài)，再轉(zhuǎn)入容積最小的點 火狀態(tài)，再轉(zhuǎn)入容積增大的作功狀態(tài)，再轉(zhuǎn)入容積減小的排氣狀態(tài)， 再返回到容積最小的狀態(tài)而開始下一循環(huán)。兩組活塞12、 13旋轉(zhuǎn)一周， 四個工作腔lll、 112、 113、 114相繼的各完成一次作功的過程，推動 各自對應(yīng)的葉片123、 133、 124、 134順時針方向運動，最終推動傳動 軸26和飛輪3逆時針方向勻速地轉(zhuǎn)動兩周。
參照實施例二與實施例三的說明，不難看出將本實施例略加改 動后，即去掉點火器并適當(dāng)設(shè)置兩組進、排氣口；本實施例也可改造 為一臺葉片式壓縮機。限于篇幅的緣故，不再贅述這種葉片式壓縮機 的結(jié)構(gòu)和工作過程。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例，不以此限定本發(fā)明實施的范 圍，依本發(fā)明的技術(shù)方案及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng) 屬于本發(fā)明涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.葉片式變腔積裝置，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中同軸且相互交錯地安裝兩組活塞，每組活塞有兩個沿徑向相對設(shè)置的活塞；兩組活塞將上述回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；其中第一組活塞的轉(zhuǎn)軸固定一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的一個卵形齒輪相嚙合，第二組活塞的轉(zhuǎn)軸固定另一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的另一個卵形齒輪相嚙合；其特征在于所述的兩組活塞具有相同的矩形葉片；第一組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形的凸緣，第一組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的下半部相向地固定在該凸緣的外圓周面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸為套裝于第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套管，第二組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的上半部相向地固定在該套管的外圓周面底部；套管的底端面貼靠第一組活塞的環(huán)形凸緣上表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片式變腔積裝置，其特征在于所 述的各卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的長圓齒輪，每個長圓齒輪的嚙合面 都按漸開線設(shè)計；固定安裝在傳動軸上的兩個長圓齒輪按90°相位差 設(shè)置，這兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn)一周,則與上述兩個長圓齒輪相嚙 合的另兩個長圓齒輪的角速度按正弦規(guī)律連續(xù)波動兩次且最快角速度 與最慢角速度之比為6.0 -9:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉片式變腔積裝置，其特征在于所 述的傳動軸上的兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn)一周期間，另兩個長圓齒 輪最快角速度與最慢角速度之比為6.5 : 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片式變腔積裝置，其特征在于所 述的卵形齒輪中固定安裝在傳動軸上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同 的偏心卵圓齒輪，且按180°相位差設(shè)置；安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的中心對稱卵圓齒輪。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的葉片式變腔積裝置，其特征在于所述中心對稱卵圓齒輪的齒數(shù)是偏心卵圓齒輪之齒數(shù)的2倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的葉片式變腔積裝置， 其特征在于所述第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸延伸出缸體 的部分、各卵形齒輪及傳動軸上安裝卵形齒輪的部分被容納在一個殼 體內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉片式變腔積裝置，其特征在于所述的殼體上分別設(shè)有支撐第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸的軸 承。
8. 葉片式內(nèi)燃機，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中同軸地安裝兩組相互交 錯的轉(zhuǎn)動活塞，每組活塞有兩個沿徑向相對設(shè)置的活塞；兩組活塞將 上述回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；其中第一組活塞的轉(zhuǎn)軸固定 一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的一個卵形齒輪相嚙合，第二組活 塞的轉(zhuǎn)軸固定另一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的另一個卵形齒輪 相嚙合；缸體上分別設(shè)置有點火器、進氣口和排氣口；其特征在于 兩組活塞具有相同的矩形葉片;第一組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形的凸緣， 第一組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的下半部相向地固定在該凸緣的外圓周 面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸為套裝于第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套管，第二 組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的上半部相向地固定在該套管的外圓周面底 部；套管的底端面貼靠第一組活塞的環(huán)形凸緣上表面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的葉片式內(nèi)燃機，其特征在于所述的 各卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的長圓齒輪，每個長圓齒輪的嚙合面都按漸開線設(shè)計；固定安裝在傳動軸上的兩個長圓齒輪按90°相位差設(shè)置， 這兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn)一周，則安裝在第一組或第二組活塞的 轉(zhuǎn)軸上的兩個長圓齒輪的角速度按正弦規(guī)律連續(xù)波動兩次且最快角速 度與最慢角速度之比為6.0 -9:1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的葉片式內(nèi)燃機，其特征在于所述的 卵形齒輪中固定安裝在傳動軸上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的偏 心卵圓齒輪，且按180°相位差設(shè)置；安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的兩 個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的中心對稱卵圓齒輪。中心對稱卵圓齒輪 的齒數(shù)是偏心卵圓齒輪之齒數(shù)的2倍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的葉片式內(nèi)燃機，其特征在 于所述第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸延伸出缸體的部分、 各卵形齒輪及傳動軸上安裝卵形齒輪的部分被容納在一個殼體內(nèi)；該 殼體上分別設(shè)有支撐第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸的軸承。
12. 葉片式壓縮機，缸體內(nèi)環(huán)形回轉(zhuǎn)空間中同軸地安裝兩組相互 交錯的轉(zhuǎn)動活塞，每組活塞有兩個沿徑向相對設(shè)置的活塞；兩組活塞 將上述回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；其中第一組活塞的轉(zhuǎn)軸固 定一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的一個卵形齒輪相嚙合，第二組 活塞的轉(zhuǎn)軸固定另一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的另一個卵形齒 輪相嚙合；其特征在于缸體上分別對應(yīng)兩個壓縮工作腔設(shè)置排氣口 而對應(yīng)兩個擴張工作腔設(shè)置進氣口；兩組活塞具有相同的矩形葉片； 第一組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形的凸緣，第一組活塞的兩個葉片內(nèi)端面 的下半部相向地固定在該凸緣的外圓周面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸為套 裝于第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套管，第二組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的上 半部相向地固定在該套管的外圓周面底部；套管的底端面貼靠第一組 活塞的環(huán)形凸緣上表面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的葉片式壓縮機，其特征在于所述 的各卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的長圓齒輪，每個長圓齒輪的嚙合面都 按漸開線設(shè)計；固定安裝在傳動軸上的兩個長圓齒輪按90°相位差設(shè) 置，這兩個長圓齒輪勻角速度旋轉(zhuǎn)一周,則安裝在第一組或第二組活塞 的轉(zhuǎn)軸上的兩個長圓齒輪的角速度按正弦規(guī)律連續(xù)波動兩次且最快角 速度與最慢角速度之比為6.0 -9:1。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的葉片式壓縮機，其特征在于所述 的卵形齒輪中固定安裝在傳動軸上的兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的 偏心卵圓齒輪，且按180°相位差設(shè)置；安裝在兩組活塞的轉(zhuǎn)軸上的 兩個卵形齒輪為齒輪參數(shù)相同的中心對稱卵圓齒輪。中心對稱卵圓齒 輪的齒數(shù)是偏心卵圓齒輪之齒數(shù)的2倍。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12或13或14所述的葉片式壓縮機，其特征 在于:所述第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸延伸出缸體的部分、 各卵形齒輪及傳動軸上安裝卵形齒輪的部分被容納在一個殼體內(nèi)；該 殼體上分別設(shè)有支撐第一組活塞的轉(zhuǎn)軸和第二組活塞的轉(zhuǎn)軸的軸承。
全文摘要
本發(fā)明葉片式變腔積裝置及葉片式內(nèi)燃機和葉片式壓縮機，涉及活塞在缸體內(nèi)做回轉(zhuǎn)運動的裝置及采用該裝置的內(nèi)燃機和壓縮機。該裝置缸體中同軸且相互交錯地安裝的兩組活塞將回轉(zhuǎn)空間劃分為四個獨立的工作腔；兩組活塞的轉(zhuǎn)軸各固定一個卵形齒輪與傳動軸上固定安裝的對應(yīng)卵形齒輪相嚙合；兩組活塞具有相同的矩形葉片；第一組活塞的轉(zhuǎn)軸下部設(shè)環(huán)形的凸緣，第一組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的下半部相向地固定在該凸緣的外圓周面上；第二組活塞的轉(zhuǎn)軸為套裝于第一組活塞的轉(zhuǎn)軸上的套管，第二組活塞的兩個葉片內(nèi)端面的上半部相向地固定在該套管的外圓周面底部；套管的底端面貼靠第一組活塞的環(huán)形凸緣上表面。葉片強度高且比質(zhì)量輕。
文檔編號F01C1/14GK101196124SQ20071000935
公開日2008年6月11日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者邵文英 申請人:邵文英