專利名稱：壓縮裝置、泵和內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有旋轉(zhuǎn)活塞的用于壓縮、置換和/或膨脹流體的裝置，該旋轉(zhuǎn)活塞在置換腔中可旋轉(zhuǎn)支承地布置在偏心軸上，并且可在垂直于偏心軸的軸線而延伸的旋轉(zhuǎn)平面中旋轉(zhuǎn)，其中置換腔由殼體的內(nèi)表面限定，并通過旋轉(zhuǎn)活塞和分離器劃分成兩個(gè)可變尺寸的分腔。本發(fā)明還涉及一種帶有至少一個(gè)用于壓縮和/或置換流體的裝置的用于置換流體的泵，并且涉及一種內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
這類旋轉(zhuǎn)活塞壓縮機(jī)或置換機(jī)包括一種通常為圓柱形的旋轉(zhuǎn)活塞，其在通常同樣為圓柱形的置換腔中偏心式旋轉(zhuǎn)，其中旋轉(zhuǎn)活塞與置換腔的內(nèi)壁之間或者被密封式關(guān)閉， 或者僅允許打開狹小的間隙，其中少量流體即氣體或液體可穿過該間隙。為了劃分置換腔設(shè)置了分離器，其通常為筆直的或弧形的平整元件，其一方面與旋轉(zhuǎn)活塞另一方面與置換腔的內(nèi)壁相接觸。在旋轉(zhuǎn)活塞于置換腔內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在變得較大的分腔中吸入流體，并且在變得較小的分腔中對(duì)之前所吸入的流體進(jìn)行壓縮或置換。在旋轉(zhuǎn)活塞最大地靠近分離器處的點(diǎn)中，變得較小的分腔基本上完全消失，并且?guī)в兴肓黧w的較大分腔基本上填充了整個(gè)置換腔。在旋轉(zhuǎn)活塞的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)中，該腔本身成為在其中對(duì)所吸入流體進(jìn)行壓縮或置換的分腔，而新的分腔在分離器的另一側(cè)上打開，該分腔增大且流體被吸入到其中。流體量的吸入和置換的完整循環(huán)因此需要旋轉(zhuǎn)活塞的兩次轉(zhuǎn)動(dòng)，在每次轉(zhuǎn)動(dòng)中同時(shí)發(fā)生兩個(gè)半循環(huán)。建議有旋轉(zhuǎn)活塞的壓縮或置換的不同實(shí)現(xiàn)類型，其區(qū)別在于分離器的實(shí)施和固定的類型。在帶有筆直的平整分離器的實(shí)施方案中，分離器或者固定地與旋轉(zhuǎn)活塞相連且可滑動(dòng)地支承在置換腔的內(nèi)壁中，或者與之相反。在此，分離器與旋轉(zhuǎn)活塞或置換腔的內(nèi)壁鉸接式連接或滑磨式接觸。其它分離器基本上具有弧形的形狀，并且鉸接式地和/或滑磨式地與旋轉(zhuǎn)活塞的表面和置換腔的內(nèi)壁相連。根據(jù)文獻(xiàn)EP 0 851 125 Al的旋轉(zhuǎn)活塞壓縮機(jī)具有筆直且平整的分離器，其單體式地構(gòu)造在可在置換腔中偏心式旋轉(zhuǎn)的圓柱形旋轉(zhuǎn)活塞上，并且與旋轉(zhuǎn)活塞的圓周相隔 90°角。該分離器可在置換腔的壁中在靴塊內(nèi)移動(dòng)，并且被可旋轉(zhuǎn)地支承。在文獻(xiàn)US 6 409 488 Bl中公開了一種帶有處在圓柱形置換腔(其帶有筆直分離器)中的圓柱形旋轉(zhuǎn)活塞的轉(zhuǎn)子活塞壓縮機(jī)，其中分離器以彈性預(yù)加載的方式被引導(dǎo)成可在殼體壁中作直線運(yùn)動(dòng)。分離器接合到圓柱形旋轉(zhuǎn)活塞的外壁中的狹縫狀凹孔中，并以這種方式阻止了旋轉(zhuǎn)活塞圍繞其軸線的完全旋轉(zhuǎn)。文獻(xiàn)DE 43 15 602 Al涉及一種振動(dòng)活塞泵，其中圓柱形活塞通過在泵軸上偏心式定位的軸頸來構(gòu)成，支撐環(huán)可在軸頸上自由旋轉(zhuǎn)。該支撐環(huán)借助于兩側(cè)固定的弧形分離器與殼體壁相連，從而阻止了殼體處的支撐環(huán)的完全旋轉(zhuǎn)。在殼體的內(nèi)壁中設(shè)置有用于弧形分離器的凹槽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于介紹一種用于壓縮或置換流體的裝置，借助于該裝置可在高輸送量的情形下獲得比已知的現(xiàn)有技術(shù)更高的壓力，其中還應(yīng)實(shí)現(xiàn)盡可能免維護(hù)的運(yùn)行。本發(fā)明的另一目的在于介紹一種泵和一種內(nèi)燃機(jī)，其可提供高效率并可在機(jī)械上簡(jiǎn)單地制造。本目的通過一種用于壓縮、置換和/或膨脹流體的裝置來實(shí)現(xiàn)，所述裝置具有旋轉(zhuǎn)活塞，該旋轉(zhuǎn)活塞在置換腔中可旋轉(zhuǎn)支承地布置在偏心軸上，并且可在垂直于偏心軸的軸線而延伸的旋轉(zhuǎn)平面中旋轉(zhuǎn)，其中該置換腔由殼體的內(nèi)表面限定，并且通過旋轉(zhuǎn)活塞和分離器劃分成兩個(gè)可變尺寸的分腔，其改進(jìn)在于，分離器具有弓形的外部輪廓，并且可旋轉(zhuǎn)地支承在旋轉(zhuǎn)軸線上，該旋轉(zhuǎn)軸線與外接于分離器的外部輪廓的圓的中心重合。根據(jù)本發(fā)明的解決方案基于該基本思想，即圍繞于一外部點(diǎn)來可旋轉(zhuǎn)地支承分離器。因此，根據(jù)本發(fā)明的解決方案與已知分離器的區(qū)別在于，其在平整的分離器主體的至少兩個(gè)點(diǎn)處受載，即在與旋轉(zhuǎn)活塞的接觸位置處和在與裝置殼體的接口位置處。這包含了這種情況，即不使用鉸接連接而僅設(shè)置分離器與旋轉(zhuǎn)活塞的滑磨式接觸。在現(xiàn)有技術(shù)中的通常實(shí)施成薄的分離器中，這導(dǎo)致了極端的負(fù)載，因?yàn)榉蛛x器除了將具有高流體壓力的分腔與具有低流體壓力的分腔分開來以外同樣還必須承受旋轉(zhuǎn)活塞的一部分強(qiáng)制導(dǎo)向，或者在滑磨式接觸時(shí)被機(jī)械式預(yù)緊。 在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，分離器將置換腔劃分成兩個(gè)分腔的部分僅與旋轉(zhuǎn)活塞相連接。分離器的平整部分不再受載，并且僅須經(jīng)受分腔中的流體壓差。由強(qiáng)制導(dǎo)向產(chǎn)生的應(yīng)力在分離器旋轉(zhuǎn)軸線的一側(cè)導(dǎo)出。分離器的側(cè)向部分可如此穩(wěn)定地來實(shí)施，即比現(xiàn)有技術(shù)可承受更高的負(fù)載。分離器的旋轉(zhuǎn)軸線偏心地布置在置換腔中。在此，偏心的布置同樣意味著分離器的旋轉(zhuǎn)軸線在置換腔中的非中心式布置。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，相比于現(xiàn)有技術(shù)，通過分離器圍繞于外部點(diǎn)的可旋轉(zhuǎn)性， 在分離器的同時(shí)發(fā)生的較小絕對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)了更長(zhǎng)的杠桿。由此可能的是，旋轉(zhuǎn)活塞相比于置換腔可構(gòu)造成更小，由此在結(jié)構(gòu)尺寸不變的情形下擴(kuò)大了置換腔的有效容積。此外，由此避免了運(yùn)動(dòng)部件的受載。因?yàn)樾D(zhuǎn)活塞相比于置換腔構(gòu)造成更小且更輕，因此還減小了在旋轉(zhuǎn)活塞旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)在該裝置中的機(jī)械振動(dòng)。由此可能的是，鉸鏈和軸軸承能夠無潤(rùn)滑劑地來實(shí)施。其中例子有，尤其是壓制的球軸承或者使用自潤(rùn)滑材料如紅黃銅套筒，其允許支承例如鋼軸而不會(huì)卡住材料。在本發(fā)明的范圍中，壓制的球軸承理解為這樣一種軸承，其理想地?zé)o公差地、 無論如何帶有極小公差如約Iym地來構(gòu)造，并且具有固定的支座。這類所插入的軸承僅可利用能量消耗而被引入到它的位置中。這同樣在軸向上提供了良好的保持。在本發(fā)明的范圍中，偏心軸理解為各個(gè)承受力沖量和旋轉(zhuǎn)沖量的軸，在其上偏心式地支承了旋轉(zhuǎn)活塞，從而使得軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)活塞的中心點(diǎn)圍繞偏心軸的中心旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的范圍中，分腔是一種在帶有旋轉(zhuǎn)活塞的偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中尤其在吸入流體時(shí)增大的分腔，以及與此同時(shí)地減小并且置換和/或壓縮流體的第二分腔。分腔在下文中也稱為吸入腔和壓縮腔。根據(jù)本發(fā)明的用于壓縮和/或置換流體的裝置的工作方向也可有利地顛倒過來。
同樣有利的是，處于高壓下的流體引入到分腔中，并且利用它的膨脹來獲取功。在接下來的半循環(huán)中，膨脹的工作氣體被排出。在這種情況中，流體導(dǎo)入到首先為小的分腔中，其在旋轉(zhuǎn)活塞的旋轉(zhuǎn)過程中增大，而在完全膨脹后，大的分腔減小，并且膨脹后的流體排出。在這種情況中，分腔在本發(fā)明的范圍中稱為膨脹腔和排出腔。分離器有利地在其弓形外部輪廓的端點(diǎn)處與旋轉(zhuǎn)活塞的圓周鉸接式連接。這具有相對(duì)平整的分離器僅在一點(diǎn)處被直接地強(qiáng)制導(dǎo)向的優(yōu)點(diǎn)。分離器主體的第二端點(diǎn)不與其它部件相連，從而使得絲毫沒有彎曲力作用到分離器主體上，并且分離器主體不會(huì)變形。相反，分離器支承在處于圓形外部輪廓的中心中的旋轉(zhuǎn)軸線上，從而使得在旋轉(zhuǎn)活塞的旋轉(zhuǎn)過程中分離器運(yùn)動(dòng)過了圓的一部分。分離器在旋轉(zhuǎn)活塞的旋轉(zhuǎn)過程中所作的轉(zhuǎn)動(dòng)不依賴于其實(shí)施方式而可有利地處于70°與110°之間，即僅大約整圓的四分之一。在旋轉(zhuǎn)活塞的下一個(gè)最靠近分離器的點(diǎn)中，分離器構(gòu)成了限定置換腔的殼體壁的一部分。分離器有利地構(gòu)造成鼓形閥，其中分離器的主體在側(cè)向上由兩個(gè)尤其是圓形的盤來限定，盤在其外側(cè)處相應(yīng)地具有軸固定機(jī)構(gòu)，尤其是軸體或軸軸承。這示出了分離器構(gòu)造的一種簡(jiǎn)單且非常穩(wěn)定的可能性，其中根據(jù)本發(fā)明分離器的主體理解為分離器的處于側(cè)向盤之間的平整部分，借助于其可將置換腔劃分成兩個(gè)分腔。當(dāng)優(yōu)選設(shè)有至少一個(gè)可借助于分離器的外部輪廓而被關(guān)閉的流入開口時(shí)，分離器同時(shí)充當(dāng)流入閥，從而使得可取消其它部件，并且保證了簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。在使用該裝置來膨脹高壓流體的相反情況中，有利的是設(shè)置可借助于分離器的外部輪廓來關(guān)閉的流出開口。當(dāng)流入開口或流出開口在限定了置換腔的殼體的內(nèi)壁中構(gòu)造成弓形的凹槽(它的半徑和中心與外接于分離器的外部輪廓的圓的半徑和中心大致相符)時(shí)，在這兩種情況中都實(shí)現(xiàn)了有利的良好密封性。因此，分離器的外部輪廓與殼體的內(nèi)部輪廓大面積地緊密相鄰地位于流入開口的位置處，由此有效地阻止了置換腔與環(huán)境或流入開口之間的流體交換。在一種有利的改進(jìn)方案中，設(shè)置有帶有至少一個(gè)閥、尤其是止回閥的至少一個(gè)流出開口。一旦置換腔中的內(nèi)部壓力超過閥的另一側(cè)上的壓力時(shí)，止回閥便打開。作為止回閥的替代，可同樣設(shè)置有預(yù)調(diào)節(jié)的或可調(diào)節(jié)的流出閥，其例如被預(yù)調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)到3巴或更高的壓差。視用途而定，例如可調(diào)節(jié)到6到10巴之間或者8到10巴之間的或更高的工作壓力。通過旋轉(zhuǎn)活塞的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和相對(duì)小的外部尺寸而產(chǎn)生了相對(duì)小的力，其由在其中支承了旋轉(zhuǎn)活塞和分離器的軸承來承受。由此可能的是，具有非常小公差的旋轉(zhuǎn)活塞在置換腔的內(nèi)壁處無接觸地順沿式導(dǎo)向。通過簡(jiǎn)單的手段可實(shí)現(xiàn)約l/100mm的間隔和公差，通過更高的成本可實(shí)現(xiàn)直至1 μ m。通過微小的公差，可以使變化的分腔之間的漏流量最小。為了進(jìn)一步減小這種漏流量，優(yōu)選地設(shè)置成旋轉(zhuǎn)活塞的表面至少部分地涂覆有聚四氟乙烯、尤其是硬質(zhì)聚四氟乙烯，或者至少部分地設(shè)有用于產(chǎn)生迷宮效應(yīng)的迷宮式結(jié)構(gòu)。 因?yàn)樾D(zhuǎn)活塞被強(qiáng)制導(dǎo)向，因此在旋轉(zhuǎn)活塞表面的在旋轉(zhuǎn)活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與置換腔的限定表面最大地靠近的那部分設(shè)有相應(yīng)的涂層或結(jié)構(gòu)就足夠了。在聚四氟乙烯或硬質(zhì)聚四氟乙烯的涂層的情況中，當(dāng)該裝置磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在起始階段中會(huì)磨損掉一部分聚四氟乙烯涂層。因此產(chǎn)生了最小的間隔。迷宮效應(yīng)的原理基于，以將百分之幾毫米或更小的深度將平整的迷宮式結(jié)構(gòu)雕刻到旋轉(zhuǎn)活塞的表面中。這在快速的運(yùn)動(dòng)中會(huì)導(dǎo)致，由于表面上的不規(guī)則的槽結(jié)構(gòu)，層流通過處于旋轉(zhuǎn)活塞與置換腔的內(nèi)表面之間的縫隙而變成紊流，該紊流以明顯更大的阻力來阻礙經(jīng)過縫隙的流動(dòng)，從而有效地抑制了分腔之間的漏流量。作為附加或替代，有利地設(shè)置有，限定了置換腔的殼體的內(nèi)表面和/或分離器的表面在它的外部輪廓處涂覆有聚四氟乙烯、尤其是硬質(zhì)聚四氟乙烯，或者具有用于產(chǎn)生迷宮效應(yīng)的迷宮式結(jié)構(gòu)。同樣可能的是，例如在置換腔內(nèi)壁的一側(cè)上設(shè)有迷宮式結(jié)構(gòu)，并且在另一側(cè)面、如旋轉(zhuǎn)活塞的表面上設(shè)有聚四氟乙烯涂層。當(dāng)偏心軸的軸線在殼體的開口中的支承和/或旋轉(zhuǎn)活塞在偏心軸的凸輪上的支承和/或分離器的銷在旋轉(zhuǎn)活塞的旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)中的支承和/或分離器的軸體在殼體中的軸軸承中的支承是壓制的球軸承時(shí)，便可有利地通過避免鉸鏈與軸承中的空隙而實(shí)現(xiàn)非常精確的定位。當(dāng)偏心軸的軸線在殼體的開口中的支承和/或旋轉(zhuǎn)活塞在偏心軸的凸輪上的支承和/或分離器的銷在旋轉(zhuǎn)活塞的旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)中的支承和/或分離器的軸體在殼體中的軸承中的支承以紅黃銅套筒的形式來構(gòu)造時(shí)，其中尤其是接合到紅黃銅套筒中的銷或軸至少部分地由鋼制成，同樣有利地實(shí)現(xiàn)了一種無腐蝕的解決方案。材料的這種組合具有如下優(yōu)點(diǎn)，即紅黃銅是自潤(rùn)滑的，并且與鋼組合使用時(shí)不會(huì)出現(xiàn)會(huì)損傷材料的腐蝕。紅黃銅例如為青銅。有利的是，該裝置的殼體和/或旋轉(zhuǎn)活塞和/或分離器至少主要地由鋁制成。在此，概念“至少主要地制成”在本發(fā)明的范圍中理解為，受載較小的體積部分由鋁制成或主要地由鋁制成以便減輕裝置的重量，而受載較大的部分、例如軸承和鉸鏈由硬質(zhì)和耐用的材料來制成。為了進(jìn)一步減輕重量，同樣可能的是，單獨(dú)的構(gòu)件由具有相近或更高穩(wěn)定性的更輕的材料來制造。置換腔和旋轉(zhuǎn)活塞有利地為圓柱形。以這種方式產(chǎn)生了特別簡(jiǎn)單的幾何尺寸，其在制造技術(shù)方面同樣是簡(jiǎn)單的，并且能夠?qū)崿F(xiàn)具有特別微小公差的可靠制造。為了能壓縮或置換大的容積，優(yōu)選地設(shè)置有，旋轉(zhuǎn)活塞的直徑小于置換腔的直徑的0.7倍，尤其是小于0. 64倍。這種比例在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)活塞壓縮器中至今尚未實(shí)現(xiàn)。因此， 同樣提高了該裝置的效率和單位功率重量。例如，置換腔容積為0.3升的本發(fā)明裝置(其在600升/分的運(yùn)送量下產(chǎn)生8至10巴的壓力)的單位功率重量為具有相同功率特征的傳統(tǒng)裝置的單位功率重量的三分之一或更小。因此，為了可調(diào)節(jié)壓縮比，置換腔有利地具有用于調(diào)節(jié)殘余容積的機(jī)構(gòu)，優(yōu)選是具有可在其中可調(diào)式運(yùn)動(dòng)的螺桿的螺紋孔。在此，殘余容積是在最大壓縮下的最小可能實(shí)現(xiàn)的容積。通過借助于螺桿的運(yùn)動(dòng)來改變?nèi)莘e，同樣改變了壓縮比。在此，殘余容積的增大意味著壓縮比的減小。根據(jù)本發(fā)明的裝置在置換腔中是無潤(rùn)滑的和無機(jī)油的。鉸鏈和軸承可實(shí)施成陶瓷的或自潤(rùn)滑的。軸承優(yōu)選地為抗腐蝕的軸承，其永久地即終身地浸油或潤(rùn)滑，并且終身地密封。主軸處的主軸承優(yōu)選借助于一個(gè)或多個(gè)軸密封環(huán)、即例如帶鋼套的橡膠環(huán)來密封。軸承有利地在干燥的情況下工作。借助于這些措施可以確保沒有機(jī)油或潤(rùn)滑脂會(huì)進(jìn)入到置換腔中。作為本發(fā)明基礎(chǔ)的目的同樣通過帶有至少一個(gè)如上所述的用于壓縮和/或置換流體的裝置的用于置換流體的泵來實(shí)現(xiàn)。尤其優(yōu)選地設(shè)置有，整數(shù)數(shù)量N個(gè)用于壓縮和/ 或置換流體的裝置軸向?qū)R地串聯(lián)式彼此相鄰地布置，其中N至少為2，其中公共的、尤其是單件式或多件式的用于平衡不平衡度的偏心軸構(gòu)造成使得旋轉(zhuǎn)活塞具有360° /N、尤其是360° /N的多倍的相位差。以這種方式實(shí)現(xiàn)了單個(gè)裝置的不平衡度在總體上被抵消。另外，作為本發(fā)明基礎(chǔ)的目的通過一種內(nèi)燃機(jī)來實(shí)現(xiàn)，其包括用于壓縮流體的裝置、燃燒室(來自于該裝置的壓縮流體在其中產(chǎn)生燃燒或爆炸且燃料可導(dǎo)入到其中)和用于膨脹來自于燃燒室的燃燒產(chǎn)物的裝置，該內(nèi)燃機(jī)由此來改進(jìn)，即用于壓縮流體的裝置為如上所述的根據(jù)本發(fā)明的裝置。該內(nèi)燃機(jī)的原理與活塞式內(nèi)燃機(jī)的原理相反，活塞式內(nèi)燃機(jī)例如為所知的柴油機(jī)，其中在活塞氣缸中發(fā)生了壓縮、爆炸或燃燒(在柴油機(jī)中)和燃燒產(chǎn)物膨脹的方法步驟。因?yàn)樵诒景l(fā)明內(nèi)燃機(jī)中發(fā)生的這種方法中在不同的腔室中發(fā)生壓縮、爆炸或燃燒和膨脹，可以實(shí)現(xiàn)更高的壓縮和更高的燃燒溫度(大約在2000°C以上)，由此既優(yōu)化了能量產(chǎn)生的效益，又使有害燃燒產(chǎn)物、尤其是NOx的排放最小。在1700°C到1900°C之間的燃燒溫度下，NOx的份額呈指數(shù)式增長(zhǎng)，并且在1950°C 下達(dá)到超過氣態(tài)燃燒產(chǎn)物的體積的份額。在更高的燃燒溫度下，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的NOx份額又重新下降，并在超過大約2080°C的溫度時(shí)消失。在這種高溫情形下，不再需要對(duì)廢氣中的NOx 進(jìn)行催化式后處理。由于可實(shí)現(xiàn)的更高的密封性和溫度，燃料空氣混合物的爆炸進(jìn)行得非?？?，從而使得與傳統(tǒng)柴油機(jī)相比可實(shí)現(xiàn)明顯更高的轉(zhuǎn)速。有利地，用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置同樣為如上所述的根據(jù)本發(fā)明的裝置，其尤其地以相反的順序來運(yùn)行，其中尤其是可通過分離器來關(guān)閉的開口為出口開口。相對(duì)于利用相似的熱力學(xué)循環(huán)來工作的已知葉片式內(nèi)燃機(jī)，其具有如下優(yōu)點(diǎn)，即非常熱的燃燒產(chǎn)物 (其熱得超過了 2000°C并處在高壓下)，以及在膨脹時(shí)釋放的力不是作用到易碎的葉片上而是作用到更堅(jiān)固的旋轉(zhuǎn)活塞上，這比葉片式機(jī)械的已知葉片能明顯更好地經(jīng)受高溫。為了最優(yōu)地充分利用內(nèi)燃機(jī)的熱力學(xué)循環(huán)，有利的是用于壓縮流體的裝置的置換腔容積小于用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置的置換腔容積，尤其是它們之間呈1 2.5至1 3 的系數(shù)。相對(duì)于已知的基于氣缸活塞的內(nèi)燃機(jī)如柴油機(jī)而言，這對(duì)于提高效率是有利的，這是因?yàn)榛趬嚎s和膨脹在同一活塞氣缸中發(fā)生的事實(shí)，柴油機(jī)的比例僅為1 1。燃燒產(chǎn)物的高殘留壓力和高殘留溫度可在這種內(nèi)燃機(jī)中不會(huì)被利用或被少量地間接利用，而在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中充分利用了明顯更強(qiáng)烈的膨脹。相比于氣缸活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中，相應(yīng)的燃燒氣體在完全膨脹之后處于明顯更低的壓力和更低的溫度下。在用于壓縮流體的裝置的置換腔與燃燒室之間和/或在燃燒室與用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置的置換腔之間優(yōu)選布置有一種機(jī)構(gòu)，其尤其為止回閥、溢流閥或與旋轉(zhuǎn)活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)同步的閥，其阻止了流體或燃燒產(chǎn)物從燃燒室進(jìn)入用于壓縮流體的裝置中或從用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置進(jìn)入燃燒室中的回流。因此確保了該過程僅沿一個(gè)方向進(jìn)行。對(duì)于燃燒產(chǎn)物的膨脹的充分利用來說，有利的是在用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置中用于燃燒產(chǎn)物的至少一個(gè)流入開口布置在置換腔的周向或一側(cè)中，使得偏心軸和旋轉(zhuǎn)活塞在引入燃燒產(chǎn)物時(shí)相對(duì)于流入開口處于40°至160°的位置，尤其是大致90°的位置。在此， 該角度說明涉及角度位置，在該角度位置以內(nèi)，置換容積中的用于容納待膨脹流體的分腔關(guān)閉。旋轉(zhuǎn)活塞從該位置在氣體的膨脹下進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)直至360°的位置，其相當(dāng)于0°的位置。為了實(shí)現(xiàn)在熱力學(xué)與廢氣技術(shù)上有利的高溫，優(yōu)選地設(shè)置成，用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置的燃燒室和/或置換腔設(shè)有襯套，其由在直至大于2000°C、尤其是大于2100°C的溫度下是穩(wěn)定的材料制成，尤其是由高溫陶瓷制成。在此有利地設(shè)置成，用于壓縮流體的裝置設(shè)計(jì)成具有100 1或更大的壓縮比，尤其是直至140 1。進(jìn)一步優(yōu)選地設(shè)置成，用于壓縮流體的裝置具有至少一個(gè)用于將燃料尤其以不可燃燒的混合比例引入到燃燒室中的噴嘴。一個(gè)例子為2%體積的柴油與壓縮空氣相混合，這示出了一種混合比例，其在柴油機(jī)中所達(dá)到的約1800°C溫度時(shí)不能燃燒。但是該燃料具有潤(rùn)滑的作用，這在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中是有利的。為了阻止混合物在非常高的壓力和溫度下燃燒，例如可以摻入水，這阻礙了混合物的燃燒。燃燒室優(yōu)選地為空心球形，或者具有大致圓化的形狀，這確保了在燃燒室的整個(gè)容積中的均勻且快速的燃燒。相對(duì)于帶有氣缸活塞的已知內(nèi)燃機(jī)來說，這種根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)在相同功率的情形下具有四分之一至三分之一的重量、尺寸和消耗量。在吸入空氣以1 100至1 140 的比例壓縮并將燃料引入或噴入到燃燒室中時(shí)產(chǎn)生了直至2000°C或2100°C的燃燒溫度， 在該溫度下氮氧化物自動(dòng)分解。合適的燃料例如為氣體、氫氣、柴油、液化石油氣、機(jī)油、油脂、谷物粉塵或者其它可燃燒且尤其可傾倒的材料。當(dāng)例如在壓縮器中存在用于潤(rùn)滑的柴油與空氣的不可燃混合物(例如帶有柴油的2%體積的份額)時(shí)，必須在燃燒室中不再噴入全量的柴油。柴油空氣混合物在至少6% 體積的柴油份額時(shí)可燃燒。在所實(shí)現(xiàn)的壓縮比的情形下，混合物在燃燒室中自行點(diǎn)燃。調(diào)整本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)的功率和工況點(diǎn)的可能性有利地存在于用于壓縮或置換流體或燃燒產(chǎn)物的裝置的殘余容積的改變中，以及存在于連續(xù)地或者部分地將燃料噴入到燃燒室中或噴入到用于壓縮流體的裝置的置換腔中。


下面將借助實(shí)施例并參照附圖來說明本發(fā)明，這并不限制本發(fā)明的通用思想，關(guān)于所有在文中未進(jìn)一步說明的本發(fā)明細(xì)節(jié)可詳細(xì)地參見附圖。其中圖1顯示了通過本發(fā)明裝置的旋轉(zhuǎn)平面的示意性截面圖，圖2顯示了垂直于通過圖1所示的本發(fā)明裝置的平面中的示意性截面圖，圖3a和北顯示了通過圖1所示的本發(fā)明裝置的殼體的示意性正面俯視圖和截面圖，圖如和4b顯示了根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞和分離器的示意性正面俯視圖，圖fe和恥顯示了根據(jù)圖4的旋轉(zhuǎn)活塞和分離器的示意性截面圖，圖6a_6f顯示了相應(yīng)于旋轉(zhuǎn)活塞的不同循環(huán)的圖1所示的本發(fā)明裝置的多個(gè)示意性俯視圖，并且圖7顯示了通過本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式在下面的圖中，各相同的或同類的元件或者相應(yīng)的部分用相同的附圖標(biāo)記來表示，從而可以免去相應(yīng)的重復(fù)介紹。圖1顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的用于壓縮和/或置換流體的裝置1的旋轉(zhuǎn)平面的示意性截面圖。該裝置在殼體2處具有帶旋轉(zhuǎn)活塞4的置換腔3，該旋轉(zhuǎn)活塞4可旋轉(zhuǎn)地支承在具有軸線6的偏心軸5的凸輪7上。旋轉(zhuǎn)活塞4在表面4'處具有旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)8，分離器 10的銷9接合在其中以用于鉸接連接。分離器10在它的側(cè)面處具有盤(參見圖2，附圖標(biāo)記10')，其在中心處各自具有軸體11，它們可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體2的軸支承12(參見圖2、中。在盤之間分離器10具有主體，其與旋轉(zhuǎn)活塞4協(xié)作以將置換腔3分成兩個(gè)分腔，即吸入腔19和壓縮腔20。分離器 10的平面主體具有圓形的外部輪廓13，其在半徑上與盤的半徑相等。分離器10的平面主體的內(nèi)部輪廓14同樣為圓形，但是為凹形的，并且具有相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)活塞4的半徑的曲率半徑。因此，該平面主體不是完全平的，而是鐮刀形的。它可以實(shí)心的方式或內(nèi)部空心的方式來構(gòu)造。殼體2在其內(nèi)壁2'處具有流入開口 15，它帶有構(gòu)成了輪廓的側(cè)面16，其中該輪廓為橫截面為圓形的輪廓，其在半徑和位置上與分離器10的外部輪廓13相符。因此，分離器 10被可旋轉(zhuǎn)地支承成使得分離器10的平面主體不依賴于它的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)來開啟或關(guān)閉進(jìn)入開口 15。該進(jìn)入開口 15與吸入腔19相連接。第二分腔即壓縮腔20與流出開口 17相連接，該流出開口 17具有流出閥18、如止回閥或者溢流閥。旋轉(zhuǎn)活塞4的表面4'可在一部分(其與殼體2的內(nèi)壁2'共同作用以將分腔19 和20彼此分開)中涂覆有硬質(zhì)聚四氟乙烯，其在磨合運(yùn)行階段部分地工作，并且通過進(jìn)入開口 15或出口開口 17來去除。殼體內(nèi)壁2'可設(shè)有用于產(chǎn)生迷宮效應(yīng)的迷宮圖案，其基于所產(chǎn)生的紊流減小了分腔19，20之間的流體交換。僅迷宮結(jié)構(gòu)或僅聚四氟乙烯的其它組合同樣是可能的。這同樣適用于分離器10的外部輪廓13。在圖2中示出了在垂直于通過圖1所示的本發(fā)明裝置的平面的示意性截面圖。該平面伸延通過圖1中的中心水平軸線。在該圖中可辨識(shí)出分離器10中的帶有軸體11的兩個(gè)實(shí)心盤10'。頂蓋未示出，其放置在殼體2上以便從一側(cè)關(guān)閉置換腔3。未示出的電機(jī)與軸線6相聯(lián)接并使軸線6旋轉(zhuǎn)。軸線6在置換腔一側(cè)的端部處具有偏心件或偏心軸5，在其上偏心地布置有凸輪7，在凸輪7上支承有旋轉(zhuǎn)活塞4。不僅旋轉(zhuǎn)活塞4在凸輪上的支承、銷9在旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)8上的支承，而且分離器10 的軸體11在殼體2中的軸支承12上的支承均可有利地以不同的方式來實(shí)施。有利的實(shí)施方案為壓制的球軸承，其壓迫每個(gè)超過l/1000mm的縫隙。鋼銷與紅黃銅套筒的組合同樣為特別低摩擦的，其例如可有利地應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)活塞4與分離器之間的鉸接連接處，但是同樣可應(yīng)用到其他的旋轉(zhuǎn)鉸鏈固定處。在圖3a中以殼體2的正面俯視圖示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置1的殼體2。除了殼體2及其內(nèi)壁2'(其例如具有聚四氟乙烯涂層或迷宮式結(jié)構(gòu))之外，示出了用于軸線的開口 21，以及帶有另一凹孔即軸支承12的凹槽或者凹孔22?？梢郧宄乜吹剑谒@示的有利實(shí)施形式中置換腔3為圓柱形的，其中軸線6居中地布置，而分離器10的旋轉(zhuǎn)軸線或軸支承12偏心地布置。在圖北中示出了通過圖3a所示殼體2的示意性截面圖，在其中示出了殼體2的側(cè)壁與用于容納分離器10的盤的凹孔22的深度比例。用于分離器10的軸線或軸體11的軸承23和M有利地為壓制的球軸承或者紅黃銅套筒。同樣示出了流出開口 17。圖如和4b顯示了根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞4和分離器10的示意性正面俯視圖。在圖如的旋轉(zhuǎn)活塞4中，除了例如涂覆有硬質(zhì)聚四氟乙烯的表面4'之外示出了旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán) 8、旋轉(zhuǎn)活塞4的側(cè)面25以及用于偏心軸5的凸輪7的開口 26。在圖4b中顯示了包括帶有外部輪廓13和內(nèi)部輪廓14的平面主體以及銷9的分離器10。同樣示出了分離器10的側(cè)壁27。在側(cè)壁27的中心處示出了軸體11。在圖fe和恥中示出了根據(jù)圖如的旋轉(zhuǎn)活塞4和根據(jù)圖4b的分離器10的示意性截面圖?？梢钥吹剑D(zhuǎn)活塞4具有旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)8，其僅為旋轉(zhuǎn)活塞4的深度的大約一半。 在旋轉(zhuǎn)活塞4的內(nèi)部示出了用于凸輪7的開口沈以及旋轉(zhuǎn)活塞4的側(cè)壁25。在側(cè)壁25的每一側(cè)保留空腔，在其中偏心軸5具有用于旋轉(zhuǎn)的自由空間。在圖恥中示出了分離器中的帶有側(cè)壁27的盤10'，其各自帶有軸體11。在盤 10'之間以無陰影的方式示出了平面主體。銷9與分離器10的平面主體不具有連接，其中平面主體在對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)活塞4具有旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)8之處具有凹槽。分離器10處的凹槽的深度與旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)8的深度相當(dāng)。銷9完全穿透過旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)8，并且在伸出去的端部處大致突出超過旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)8。圖6a至6f顯示了根據(jù)圖1的本發(fā)明裝置1的多個(gè)示意性俯視圖，其中各幅圖對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)活塞環(huán)4的彼此相繼的位置。在圖6a中示出了中間的位置，其中偏心軸5和旋轉(zhuǎn)活塞4相對(duì)于中心軸線6處于 9點(diǎn)鐘或270°的位置。因此，旋轉(zhuǎn)活塞4位于相對(duì)流入開口 15的最大距離處。由此，分離器10旋轉(zhuǎn)到最大程度地嵌入于置換腔內(nèi)的位置并打開流入開口 15。因此，吸入腔19大于壓縮腔20。在圖6b中偏心軸5和旋轉(zhuǎn)活塞4的運(yùn)動(dòng)沿順時(shí)針方向前進(jìn)。偏心軸5和旋轉(zhuǎn)活塞4當(dāng)前處于12點(diǎn)鐘或0°的位置。通過將旋轉(zhuǎn)活塞4移向進(jìn)入開口 15，分離器10的平面主體就往回旋轉(zhuǎn)，使得當(dāng)前流入開口 15完全被遮蓋，并且沒有更多的空氣或更多的流體被吸入到該當(dāng)前的大的吸入腔中。同時(shí)，置換腔20明顯變得更小。在圖6c中，偏心輪5和旋轉(zhuǎn)活塞4沿順時(shí)針方向進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)到45°位置，從而使得當(dāng)前旋轉(zhuǎn)活塞非?？拷诹鞒鲩_口 17。壓縮腔變得最小。同時(shí)在該位置中，流入開口 15 還一直通過分離器10而被完全密封。在圖6d中，偏心輪5和旋轉(zhuǎn)活塞4已再次進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)了 45°，從而使其當(dāng)前位于 3點(diǎn)鐘或90°的位置。旋轉(zhuǎn)活塞4已開啟流入開口 17。在該位置中，置換腔3的兩個(gè)分腔之間無區(qū)別同樣是可能的。在圖6e中，偏心軸5和旋轉(zhuǎn)活塞4位于大致進(jìn)一步前進(jìn)的位置中，大約4點(diǎn)鐘的位置。旋轉(zhuǎn)活塞4的表面當(dāng)前從分離器10的內(nèi)部輪廓14中運(yùn)動(dòng)離開，同時(shí)流入開口 15仍還始終封閉。然而在分離器10的內(nèi)部輪廓與旋轉(zhuǎn)活塞4的表面之間已經(jīng)構(gòu)成了吸入腔19， 其在不久以后當(dāng)分離器10開啟流入開口 15時(shí)被空氣或流體填充。由于剩余的分腔20減小，在該階段的大分腔涉及到壓縮腔20。在圖6f中，偏心軸5和旋轉(zhuǎn)活塞4位于6點(diǎn)鐘或180°的位置。流入開口 15是打開的，從而使得相對(duì)于旋轉(zhuǎn)活塞4的旋轉(zhuǎn)方向呈逆向的分腔19被空氣或流體填充。壓縮腔 20的容積進(jìn)一步減小。由圖6a至6f得知，流體量的吸入和相同流體量的壓縮需要偏心軸5和旋轉(zhuǎn)活塞4 的兩次完整的旋轉(zhuǎn)。因?yàn)閮蓚€(gè)部分過程同時(shí)或同期地實(shí)現(xiàn)，在該裝置內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)活塞4的每次單獨(dú)的轉(zhuǎn)動(dòng)吸入流體容量，并且壓縮和排出另一流體容量。在圖7中顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)30的示意性截面圖。在一共同的殼體 31中，在圖7中從左向右彼此相繼地示出了壓縮器32、帶有燃燒室33的單元和膨脹器34。 壓縮器32和膨脹器34以在圖1至6中所說明的類型和方式來實(shí)施。壓縮器32和膨脹器 34因此具有圓柱形的置換腔38或39，其中在一帶有相應(yīng)的各自偏心軸(未示出)的公共凸輪軸35上布置有旋轉(zhuǎn)活塞36或37，它們以上述方式通過圓柱形的置換腔38或39偏心地旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)活塞36，37相應(yīng)地位于中心位置中，從而使得分離器被遮住且未被示出。通過空氣流入口 40，例如空氣被吸入到壓縮器32的置換腔38中，以上述方式被壓縮，優(yōu)選壓縮直至100 1至140 1的壓縮比，并且接下來通過過渡通道41和彈簧預(yù)加載的溢流閥43引入到球形燃燒室33中。在壓縮器32中，所吸入的空氣也許已加載有少量的燃料如柴油，以便促使?jié)櫥⒖梢詫?shí)現(xiàn)連續(xù)的噴射。燃燒室33具有用于燃料的噴射噴嘴45，燃料被噴入到燃燒室33中?；谠谌紵?3中形成的高壓，混合物自行點(diǎn)燃，并且在非常高的溫度下、例如在2000°C之上燃燒，從而能在避免有害廢氣如氮氧化物的情況下實(shí)現(xiàn)完全燃燒?？紤]到該高溫，燃燒室33的內(nèi)側(cè)加襯有高溫陶瓷46。在所示情形中，噴射噴嘴45通過凸輪軸的凸輪與凸輪軸35相連接，該凸輪軸35產(chǎn)生了從膨脹器34到壓縮器32的力連接。因此，噴射時(shí)刻可調(diào)節(jié)到壓縮器32 和膨脹器34的相位上。利用燃料在燃燒室33中的爆炸或燃燒，燃燒室33中的燃燒混合物的溫度和壓力升高，使得在燃燒室33與膨脹器34之間的過渡通道42中的重新預(yù)加載的溢流閥44打開。 燃燒產(chǎn)物經(jīng)過渡通道流入膨脹器34的置換腔39中，其具有比壓縮器32的置換腔38更大的容積。置換腔39和38的容量之比有利地在2. 5 1至3 1的范圍中(不依賴于內(nèi)燃機(jī)30的工況點(diǎn))。分離器未示出，它和類似物將通到膨脹器34的置換腔39中的過渡通道 42與空氣流出口 47分離開。因此未給出處于過渡通道42與空氣流出口 47之間的直接連接。這同樣也適用于壓縮器32，其中空氣流入口 40同樣未與從壓縮器32通向燃燒室33的過渡通道41直接連接。根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)30基于它的運(yùn)動(dòng)方式在例如用傳統(tǒng)柴油機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的高的溫度和壓力下以輕重量和小外觀尺寸而應(yīng)用了高的能量效益或能量效率。相對(duì)于已知的葉片式發(fā)動(dòng)機(jī)(其具有葉片或平面主體無法長(zhǎng)期地承受高的溫度和壓力的問題)來說，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)明顯更穩(wěn)定，這既涉及相對(duì)于壓力的穩(wěn)定性又涉及相對(duì)于溫度的穩(wěn)定性。通過一方面實(shí)現(xiàn)連續(xù)的或部分的噴射并通過改變壓縮器32和/膨脹器34的殘余容積，并且因此使相應(yīng)的壓縮比或膨脹比變化，可以在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)30中調(diào)節(jié)工況點(diǎn)。如上面關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的用于壓縮或置換流體的裝置所述的那樣，這可以相同的方式來實(shí)現(xiàn)。所有所提及的特征，還有僅由附圖可獲悉的特征，以及還有與其它特征相結(jié)合地被公開的單個(gè)特征，單獨(dú)的及其組合的形式都被認(rèn)為對(duì)本發(fā)明來說是重要的。附圖標(biāo)識(shí)列表1裝置；2殼體；2'殼體內(nèi)壁；3置換腔；4旋轉(zhuǎn)活塞；4'旋轉(zhuǎn)活塞的表面；5偏心軸；6軸線；7凸輪；8旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)；9銷；10分離器；10'盤；11軸體；12軸軸承；13外部輪廓；14內(nèi)部輪廓；15流入開口 ； 16流入開口的構(gòu)成輪廓的側(cè)面；17流出開口 ； 18流出閥；19吸入腔；20壓縮腔；21用于軸線的開口 ；22用于分離器的凹孔；23軸承；對(duì)軸承；25旋轉(zhuǎn)活塞的側(cè)壁；26用于凸輪的開口 ；27分離器的側(cè)壁；30內(nèi)燃機(jī)；31殼體；32壓縮器；33燃燒室；34膨脹器；35凸輪軸；36，37旋轉(zhuǎn)活塞；38，39置換腔；40空氣流入口 ；41，42過渡通道；43，44彈簧預(yù)加載的溢流閥；45噴射噴嘴；46陶瓷襯套；47空氣流出口。
權(quán)利要求
1.一種用于壓縮、置換和/或膨脹流體的裝置，所述裝置帶有旋轉(zhuǎn)活塞G)，所述旋轉(zhuǎn)活塞在置換腔(3)中可旋轉(zhuǎn)支承地布置在偏心軸( 上，并且能在垂直于所述偏心軸的軸線(6)而延伸的旋轉(zhuǎn)平面中旋轉(zhuǎn)，其中所述置換腔(3)由殼體( 的內(nèi)表面議)來限定， 并且通過所述旋轉(zhuǎn)活塞(4)和分離器(10)被劃分成兩個(gè)可變尺寸的分腔(19，20)，其特征在于，所述分離器具有弓形的外部輪廓(13)，并且可旋轉(zhuǎn)地支承在旋轉(zhuǎn)軸線 (11，12)上，所述旋轉(zhuǎn)軸線與外接于所述分離器(10)的外部輪廓(13)的圓的中心重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，所述分離器(10)在其弓形的外部輪廓(1 的端點(diǎn)處與所述旋轉(zhuǎn)活塞的圓周鉸接式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置(1)，其特征在于，所述分離器(10)構(gòu)造成鼓形閥， 其中所述分離器的主體在側(cè)向上由兩個(gè)尤其為圓形的盤(10')來限定，所述盤在其外側(cè)相應(yīng)地具有軸固定裝置，尤其是軸體或者軸軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，設(shè)置有至少一個(gè)流入開口(15)或至少一個(gè)流出開口，其借助于所述分離器(10)的外部輪廓(13)來關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置(1)，其特征在于，所述流入開口(15)在限定了所述置換腔(3)的所述殼體O)的側(cè)壁O')中構(gòu)造成弓形的凹槽(16)，所述凹槽(16)的半徑和中心與外接于所述分離器(10)的外部輪廓(1 的圓的半徑和中心大致相符。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，設(shè)置了帶有閥(18)、尤其是止回閥的至少一個(gè)流出開口 (17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)活塞(4)的表面)和/或限定所述置換腔(3)的所述殼體O)的內(nèi)表面O')和/或所述分離器 (10)在其外部輪廓(1 處的表面至少部分地涂覆有聚四丙乙烯、尤其是硬質(zhì)聚四丙乙烯， 或者至少部分地設(shè)有用于產(chǎn)生迷宮效應(yīng)的迷宮式結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，所述偏心軸的軸線在所述殼體( 的開口中的支承和/或所述旋轉(zhuǎn)活塞(4)在所述偏心軸( 的凸輪(7)上的支承和/或所述分離器(10)的銷(9)在所述旋轉(zhuǎn)活塞的旋轉(zhuǎn)鉸鏈環(huán)(8)中的支承和/或所述分離器(10)的軸體(11)在所述殼體O)的軸軸承(1 中的支承為壓制的球軸承，或者以紅黃銅套筒的形式來構(gòu)造，其中尤其是接合到所述紅黃銅套筒中的銷(9)或軸(7，11)至少部分地由鋼制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，所述裝置(1)的所述殼體⑵和/或所述旋轉(zhuǎn)活塞⑷和/或所述分離器(10)至少主要地由鋁制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，所述置換腔C3)和所述旋轉(zhuǎn)活塞(4)為圓柱形的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)活塞(4)的直徑小于所述置換腔(3)的直徑的0. 7倍，尤其是小于0. 64倍。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其特征在于，所述置換腔C3)具有用于調(diào)節(jié)殘余容積的機(jī)構(gòu)，尤其是帶有能在其中可調(diào)式運(yùn)動(dòng)的螺桿的螺紋孔。
13.一種用于置換流體的泵，具有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的用于壓縮和/或置換流體的裝置(1)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵，其特征在于，整數(shù)數(shù)量N個(gè)所述用于壓縮和/或置換流體的裝置(1)軸向?qū)R地串聯(lián)式彼此相鄰地布置，其中N至少為2，其中尤其為單件式或多件式的用于平衡不平衡度的公共偏心軸( 構(gòu)造成使得所述旋轉(zhuǎn)活塞(4)具有360° /N 的相位差，尤其是具有360° /N的多倍的相位差。
15.一種內(nèi)燃機(jī)(30)，包括用于壓縮流體的裝置(32)、來自于所述裝置的壓縮流體在其中產(chǎn)生燃燒或爆炸且燃料導(dǎo)入到其中的燃燒室(3 ，以及用于膨脹來自于所述燃燒室(33)的燃燒產(chǎn)物的裝置(34)，其特征在于，所述用于壓縮流體的裝置(3 為根據(jù)權(quán)利要求 1至12中任一項(xiàng)所述的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，所述用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置(34)為根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的裝置，其尤其地以相反的順序來工作，其中尤其是通過所述分離器(10)來關(guān)閉的開口為出口開口。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，用于壓縮流體的裝置(32) 的置換腔(38)的容積小于用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置(34)的置換腔(39)的容積，它們之間尤其呈1 2. 5至1 3的系數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，在用于壓縮流體的裝置(32)的置換腔(38)與所述燃燒室(33)之間布置有機(jī)構(gòu)(43)，尤其是止回閥、溢流閥或與所述旋轉(zhuǎn)活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)同步的閥，其阻止了所述流體或燃燒產(chǎn)物從所述燃燒室 (33)到用于壓縮流體的裝置(32)中的回流。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，在所述燃燒室 (33)與用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置(34)的置換腔(39)之間布置有機(jī)構(gòu)(44)，尤其是止回閥、溢流閥G4)或與所述旋轉(zhuǎn)活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)同步的閥，其阻止了所述流體或燃燒產(chǎn)物從用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置(34)到所述燃燒室(33)中的回流。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，在用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置(34)中的用于所述燃燒產(chǎn)物的至少一個(gè)流入開口 G2)布置在所述置換腔(39) 的周向中或者在置換腔的一側(cè)中，使得所述偏心軸和旋轉(zhuǎn)活塞(37)在引入所述燃燒產(chǎn)物時(shí)相對(duì)于所述流入開口 G2)處于40°至160°的位置，尤其處于大致90°的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，所述燃燒室 (33)和/或用于膨脹燃燒產(chǎn)物的裝置(34)的置換腔(39)設(shè)有襯套(46)，其由在直至大于 2000°C、尤其是大于2100°C的溫度下是穩(wěn)定的材料制成，尤其是由高溫陶瓷制成。
22.根據(jù)權(quán)利要求15至21中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，所述用于壓縮流體的裝置(3 設(shè)計(jì)成具有100 1或更大、尤其是直至140 1的壓縮比。
23.根據(jù)權(quán)利要求15至22中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，所述用于壓縮流體的裝置(3 具有至少一個(gè)噴嘴，用于將燃料尤其以不可燃燒的混合比例引入到所述置換腔(38)中。
24.根據(jù)權(quán)利要求15至23中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)(30)，其特征在于，所述燃燒室(33) 為球形的，或者具有大致圓化的形狀。
全文摘要
一種用于壓縮、置換和/或膨脹流體的裝置，其具有旋轉(zhuǎn)活塞(4)，該旋轉(zhuǎn)活塞在置換腔(3)中可旋轉(zhuǎn)支承地布置在偏心軸(5)上，并且可在垂直于偏心軸的軸線(6)而延伸的旋轉(zhuǎn)平面中旋轉(zhuǎn)，其中置換腔由殼體的內(nèi)表面(2′)來限定，并且通過旋轉(zhuǎn)活塞和分離器(10)分成兩個(gè)可變尺寸的分腔，其中分離器具有弓形的外部輪廓(13)，并且可旋轉(zhuǎn)地支承在旋轉(zhuǎn)軸線(11，12)上，該旋轉(zhuǎn)軸線與外接于分離器的外部輪廓的圓的中心重合。
文檔編號(hào)F01C1/44GK102203385SQ200880131826
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
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