专利名称：发动机发电机机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械/电气的发电机，尤其是涉及对用于产生电能的机械内燃机和电气发电机组合的改进。
背景技术：
从很早以来，人们寻找更好和更容易的方法来进行它的日常任务，这些日常任务需要利用某些形式的能量。在最早期，人们只能依靠他自身的能量来执行这些任务。后来他有了火，然后驯养动物，不久他学会了制造和使用蒸气，然后发展了内燃机。不久以后产生了电。从电气时代的很早期，人们就认识了电能，尽管它们并不知道怎样利用它。他还利用他自身的手、朋友的手、他的家畜、蒸汽机和内燃机，该内燃机在经过一定时间后开始普及。如我们所知道，电使我们在从出生到死亡的生命过程中有我们所需的几乎所有东西。没有电，就将没有冰箱、微波炉、电视、收音机、计算机或人们所使用的其它电气仪表的主机。人们只有经历过停电，才能更好地了解电的广泛用途。实际上，目前人们在生活的各个方面都几乎完全依靠电，不管是在工作中还是在家中。没有电，人们将处于黑暗中，就象他的穴居祖先那样，且现在的电故障比以前更频繁和更长。某些电厂甚至需要选择在夏季的最差日子里进行计划性停电，因为运行空调的较重负载要求。解决电力短缺的一种方法是从邻近的电生产商那里购买更多的电，但是这不是长期方法。
目前电力需求更大。每天都在发现电的新用途。因为人口增长，新的房屋在各处建起，并建成更多的工厂，以便生产更多产品和为所有新工作人员提供工作，因此，我们需要更多电。尽管新建造的电厂相对较少，但经常需要紧急情况使用的发电机。尽管对紧急情况时使用的发电机的经济使用、可靠和可以负担的要求还不高，但是以后的要求会越来越高。
本发明的目的是解决前述对便携、相对较轻、高效率、经济的发电机的要求和需要，该发电机使用内燃机来驱动电磁线圈，以便产生电能。
发明的简要说明本发明涉及一种改进的静止或便携电能源，该电能源采用内燃机和发电机组合，尤其是包括一种新颖的内燃机，该内燃机与具有发动机转子的发电机结合成一体。发动机的燃烧气缸和活塞沿环形双凸轮轨道运动，优选是以大致与相对固定速度的二冲程发动机类似的方式工作，以便提供高效、高功率、小型、重量轻的内燃机的柔性设计，该内燃机能够使用较宽范围的碳氢化合物燃料，同时保持高效、低成本的生产。
本发明的另一目的是提供一种内燃机，该内燃机在无限可变燃烧和随后的功率转变方面有非常高的设计柔性。
本发明的另一目的是提供一种内燃机，该内燃机在活塞冲程顶部的静止延长，从而使气缸中点火的空气/燃料混合物能够更完全地燃烧，同时活塞在相关气缸中的位置基本静止。
本发明的另一目的是提供一种内燃机，该内燃机在活塞冲程顶部的静止延长，从而使气缸中点火的空气/燃料混合物能够膨胀更充分，以便能产生更大的气缸内压力，同时活塞在相关气缸中的位置基本静止。
本发明的另一目的是提供一种内燃机，该内燃机不需要形成气缸垫，该气缸垫将限制发动机承受极高气缸压力的能力。
本发明的另一目的是提供一种内燃机，该内燃机有无限可变凸轮轨道结构，从而能够最高效地将活塞的线性运动转变成发动机/发电机转子的旋转运动。
本发明的另一目的是提供一种内燃机，该内燃机在活塞冲程底部的静止延长，从而实现废气的排出，而活塞在相关气缸中的位置基本静止。
本发明还有一目的是提供一种内燃机，其中，在活塞冲程底部的静止延长，这样，装于气缸中的各活塞可以清洁或驱除所有废气，同时活塞在相关气缸中的位置基本静止。
本发明还有一目的是在多缸内燃机中使活塞冲程底部的静止延长，因此，各气缸进行清洁、驱气(purge)和内部空气冷却，同时排气阀在延长的、基本静止的位置保持开启。
本发明还有一目的是提供一种两循环、多缸和活塞的内燃机，其中，各活塞的静止时期延长，这样，在将燃料引入气缸中之前，相关气缸排气阀保持完全关闭状态。
本发明还有另一目的是提供一种两循环内燃机，该内燃机利用使各活塞冲程底部的静止产生延长的装置，以便在活塞相对于它的气缸基本静止时完成气缸的燃料充装，以便进行下一次燃烧。
本发明还有另一目的是提供一种内燃机，该内燃机利用环形相对双凸轮，用于通过该双凸轮调节活塞的运动，该双凸轮提供了各活塞的无限可变压缩冲程，以便优化选定合适燃料的燃烧。
本发明的另一目的是提供一种两循环旋转发动机，它利用能够在发动机转子每旋转完整一圈时使各气缸进行多次点火的凸轮装置。
本发明还有一目的是提供一种内燃机，该内燃机设计成用于整体式发动机/发电机中，该发动机/发电机采用了上述目标的特征。
本发明的另一目的是提供一种机械/电气装置，用于利用内燃机产生电能，这样，发动机转子的旋转质量是发电机单元的电枢。
本发明的总体目的是提供一种紧凑、重量轻的装置，它提供高效的便携式和静止电源，且它使用可靠、制造经济，且有利于环境。
通过下面对附图中所示的优选实施例的详细说明，本领域技术人员可以更容易地了解本发明的上述和其它目的、特征和优点。
附图中
图1是发动机/发电机的分解图，表示了发动机/发电机的主要部件，用于清楚表示本发明；图1A是图1中以N表示的阀组件的放大剖视图；图2是图1中所示的装配单元的端视图，其中前端机匣已经除去，且发电机的某些气缸和活塞以正视图表示，其它以剖视图表示；图2A是基本沿图2中的线2A-2A的完全剖视图，但是装配有在图2中除去的端部机匣，以便表示该部件的安装结构；图3是类似于图2的端视图，其中前端机匣已经除去，表示了图2中未示出的凸轮滚子和火花塞；图3A是基本沿图3中的线3A-3A并沿箭头所示方向看时的完全剖视图，其中装配有前端机匣，与图2A类似；图4是与图2和3相同的另一端视图，其中前端机匣已经除去，表示了双凸轮装置的一半以及凸轮滚子与该双凸轮装置的关系。
图4A是基本沿图4中的线4A-4A并沿箭头所示方向看时的完全剖视图，与图2A和3A类似，并包括在装配部件中的前端机匣；图5是类似于图2、3和4的另一端视图，表示安装在除去的前端机匣中的绝缘电极的结构；图5A是基本沿图5中的线5A-5A并沿箭头方向看时的完全剖视图，表示了组件中缺少的前端机匣，与图2A、3A和4A类似；图6是表示在发动机转子的完全360°旋转的两个燃烧循环过程中进行的活塞运动和功能的示意曲线图；图7是表示凸轮轨道布局的视图，在该凸轮轨道布局中，特别表示了凸轮在图6中所示的相关功能；图8是类似于图2-5的端视图，其中前端机匣已经除去，表示了在双重气缸点火过程中部件的关系，且为了清楚，通常静止的部件表示为在旋转，以及通常旋转的部件表示为静止；图8A是基本沿图8中的线8A-8A并沿箭头方向看时的剖视图，表示了图8的发动机/发电机装配有处于安装位置的前端机匣；图9是类似于图8的视图，表示了发动机/发电机，其中前端机匣已经除去，并表示了部件在燃烧结束时的位置；图9A是基本沿图9中的线9A-9A的剖视图，表示了发动机/发电机，其中，除去的前端机匣处于安装位置；图10是类似于图9的端视图，其中前端机匣已经除去，并表示了燃烧冲程结束时的两个活塞；图10A是基本沿图10中的线10A-10A并沿箭头方向看时的剖视图；图10B是图10A的中心区域的局部放大图，表示了冷却孔、排气通道，并表示了排气流；图11是类似于图9的另一端视图，其中前端机匣已经除去，并表示了在90°旋转时的发动机转子；图11A是基本沿图11中的线11A-11A的剖视图，表示了图11的发动机/发电机，其中安装有前端机匣；图11B是图11A中的中心部分的放大剖视图，表示了内部气缸换气和冷却动作；图12是类似于图11的另一端视图，其中前端机匣已经除去，表示了在燃料吸入时的发动机/发电机；图12A是类似于图11A的剖视图，基本沿图12中的线12A-12A，并沿箭头所示方向看，其中除去的前端机匣处于装配位置；图13是发动机发电机机组的另一端视图，其中前端机匣已经除去，类似于图11和12，表示了压缩循环的开始；图13A是基本沿图13中的线13A-13A的完全剖视图，其中前端机匣处于装配位置。
优选实施例的说明下面的说明书将阐明本发明的优选实施例的特征，特别是介绍利用两冲程、六缸、双凸轮、旋转活塞发动机的机械发动机/发电机的特征，它设计成在相对固定的rpm或速度下运行，并产生220伏三相交流电。这并不是本发明的发动机/发电机可采取的唯一形式，也不是它所能产生的电能的唯一形式。不过，这里所述和所示的本发明形式是目前本领域技术人员所能够考虑到的、实现本发明的最佳方式。
应当知道，图1是本发明的发动机发电机机组的分解图，表示了它的主要部件，在下面对本发明的说明中，将会一次次涉及这些部件。
应当知道，图1中所示的发动机/发电机的基本部分以字母表示，以便很容易地在后面的附图中追踪这些所示部件。
在这些部件中，所需的数目以及字母标记如下表所示
下面参考图2，应当知道，为了清楚，在该图或后面的图3-5中没有表示发动机的前端机匣B。不过，表示了后端机匣U以及十二(12)个装配螺栓孔20和六(6)个对齐销21。由图中也可知，六(6)个气缸以三种不同方式表示，即实线表示、具有阴影线的实线表示以及穿过两个相对气缸组件(I)1和(I)4的中心的完全剖视图表示，各气缸有活塞K、气缸套J、活塞销L和相应燃烧室22(见图2A)。
在图2A中，表示了图2中所述的多个部件的装配关系以及发动机壳体的前部和后部机匣部件B和U。应当知道，如图2所示，转子H载有六(6)个弓形永磁体24，这六个弓形永磁体24环绕该转子的外周安装，并位于相邻的活塞和气缸组件之间。
由表示发动机/发电机的部件的装配的完全剖视2可知，该发动机在很多方面类似于我的在先美国专利No.4653438中对四冲程发动机的教导和说明，该美国专利No.4653438的
公开日为1987年3月3日，标题为“Rotary Engine”。与该专利的旋转发动机的某些区别在于本发明的气缸组件采用可螺纹拆卸的气缸I、气缸套J、活塞K、活塞销L和凸轮滚子M，它们在我的在先美国专利No.5636599中特别介绍，该美国专利的
公开日为1997年6月10日，标题为“ImprovedCylinder Assembly”。
类似的，在图1和放大装配图1A中表示为N的、使用零件V、W、X、Y和Z的各模块式提升阀组件在我的美国专利No.5701930中更充分地进行了介绍，该美国专利No.5701930的
公开日为1997年12月30日，标题为“Modular Valve Assembly”。除了发电机和发动机的结合以及它的功能结果，在上述几个专利中阐明的本发明特征将不在这里介绍。
通常，应当知道，发动机/发电机的发动机部分包括转子部件(图1中的H)，该转子部件通过主轴承(图1中的P)旋转支承在中心主轴Q上，该中心主轴Q有多个开口孔和内部通道，用于使空气和燃料流向各气缸和活塞组件(在本发明的特定实施例中有六(6)个)，并使消耗后的燃料和气体的废气通过从主轴Q的一端同轴延伸的排气管R、R而最终排出。各活塞气缸组件I的操作根据一对径向分开的相对双轨道凸轮表面30和31的设计来进行，如后面更详细介绍。
随着选定燃料在位于各气缸的径向最靠内端处的相应燃烧室22(见图2和2A)中进行点火和爆燃，相应活塞K沿相关气缸的内部径向向外运动。穿过各气缸I的壁中的细长狭槽25而向外伸出的活塞销L使各活塞K与相应套筒部件J相互连接；该套筒部件J从相应气缸的外部的上面跨过。可与形成于两半壳体或机匣B和U中的相对凸轮轨道啮合的凸轮从动件滚子组件M(见图4)调节活塞在它们的相应气缸中相对于主轴Q的径向运动，以便有效地驱动转子绕主轴Q旋转。所述关系通常根据部件的结构和操作，这在我的前述专利No.4653438中进行了更详细的介绍，尽管该专利的发动机是四冲程类型，因此与本发动机的不同，尤其是由本发动机的双凸轮装置所规定的活塞运动和活塞反转。
因为目前的发动机设计成有六(6)个气缸，例如如图2所示，相对的气缸和活塞组件同时点火，因此，在这些气缸中的活塞沿相反方向运动，同时在径向相对位置，这用于平衡燃料在相对气缸中点火和爆燃所产生的力。这样，特别由图2A可知，燃料的实际点火在各燃烧室22中进行，该燃烧室22布置在阀组件N和火花塞F之间，该火花塞F以公知方式进入燃烧室。
图3和3A与图2和2A类似，不过火花塞F在图3中进行视觉标记。在剖视图3A中，同样表示和标记了阀杆V，同时排气阀凸轮从动件Z和火花塞F也在该图中清楚表示。
由图3和3A可知，在气缸(I)4中的活塞K以及环绕该气缸的外部安装的相应气缸套J通过活塞销L相互连接，该活塞销L穿过气缸壁的径向相对侧中的狭槽25。气缸套J形成有从气缸的径向相对侧伸出的气缸外同轴耳轴26，凸轮滚子轴承M可旋转地安装在该气缸外同轴耳轴26上。显然，全部六个气缸组件都装备有活塞K、套筒J、活塞销L和凸轮滚子轴承M，与上述相同。
最好如图4和4A所示，凸轮滚子轴承M操作控制活塞K在它们各自气缸中的运动。该作用通过双静止凸轮轨道30和31(见图4A)实现，该双静止凸轮轨道30和31在两个外部机匣壳体部分(B)和(U)的内壁上形成为相对对齐。在工作时，滚子轴承M(除了在发动机起动时，这时主要与凸轮表面31啮合)保持与外部静止凸轮轨道的外壁或表面30恒定接触；同时两个凸轮轨道足够宽，以便在凸轮滚子轴承和相对凸轮轨道的径向最内侧的壁表面31之间提供间隙。
如图4所示，各凸轮轨道30和31对于每半圈或转子旋转180°中不对称，在该每半圈或转子旋转180°中进行一个完全的燃烧循环。然后在转子旋转的相对180°中再重复该循环。这样的双重凸轮设计使得各气缸在转子每转一圈时点火两次，因此，所示实施例的六气缸发动机例如在1200rpm转速下运行时将每分钟进行14400个完全燃烧循环。数学上，该结果通过使六个气缸乘以两次点火每圈来计算，这等于12个完全燃烧每圈。它乘以1200等于14400个完全燃烧每分钟。这等于24缸的普通四冲程发动机在相同速度下运行时产生的燃烧能，或者等于12缸的普通两冲程发动机在相同速度下运行时产生的燃烧能。该结果也可以通过普通的六缸四冲程发动机来实现，例如在目前使用的最标准的普通汽车中的发动机以4800rpm转速运行时。
在正视4中表示了环形排气阀凸轮环T，该排气阀凸轮环T牢固安装在静止端部机匣U上(见图4A)。凸轮T负责在排气阀凸轮从动件Z随着转子H的旋转运动而经过凸轮环时打开提升阀和使它们保持打开。在正视4的正常表示中，排气阀凸轮环T将不能显示或看见。不过，它在图4中的实线表示将有助于更好地理解该发动机。
下面参考图5和5A，应当知道，在图5中表示了绝缘电极A，尽管它们实际上安装在省略的前部机匣B上，最好如图5A所示。应当知道，电极A象凸轮轨道和排气阀凸轮环T一样，通常不应该在图5的正视图中表示，因为已经除去了前端机匣B。不过，它们在图5中以实线表示，以便更好地理解该发动机/发电机的工作。
图5还表示了六个弓形永磁体24，它们布置在相邻气缸的外端之间，如前所述。图5A中表示了静止线圈C以及特定输出线圈线33(见图5)，该静止线圈C通过壳体机匣U和B保持，并在它们之间轴向延伸。
图5A中还表示了主轴滑油管线34和在主轴Q内端处的滑油供给歧管35。
与图2、3、4类似，图5表示了发动机部件在转子0°旋转时的位置。如剖视5A所示，在气缸中的空气-燃料混合物已经进行点火，例如在相应气缸(I)1和(I)4中并以实线表示的活塞K通过凸轮表面30而在下面旋转的10°中保持静止，并不相对于发动机的中心线而径向向内或向外运动。这种独特的暂时静止状态使得点火的空气-燃料混合物能够更完全地燃烧，从而在活塞运动之前使气缸压力达到可能的最大值。与在普通发动机中消耗相同容积的燃料的情况下相比，仅仅这样的动作就能提供更高效率和更大输出马力。
前面已经介绍了发动机的基本机构的特征和操作，下面介绍在发动机转子的单圈旋转过程中发生的事件，因此首先参考图6。应当知道，图6表示了活塞运动的特殊特征，还涉及在该运动过程中进行的各种事件和功能。
在图6的曲线图的左手侧以0°开始，燃烧静止由线1表示，并从转子旋转的0°延伸10°。如前所述，各活塞在该期间保持在它的气缸中处于相对静止的位置。在该状态下，点火的空气-燃料混合物能够更充分地燃烧，从而在使活塞能够运动之前产生尽可能最大的气缸压力。
从10°到48°，活塞能够径向向外下降(fall)，如线2所示。活塞的该下降非常快速和陡峭，并在每分钟非常低的转速下产生非常高的扭矩，不过并不总是希望为该状态。在目前的发动机/发电机中，非常希望这种状态，因为不用担心外部齿轮啮合问题。由发动机产生的全部高扭矩由整个机匣在发电动作中均匀吸收。因此，机匣可以制成为更轻，同时没有由外部旋转力施加给它的较重不均匀分布负载而引起的顾虑或失效。
在如线2所示的活塞下降结束前3°时，排气循环开始，如线5所示，同时在活塞下降结束时排气静止开始。术语“排气静止”在涉及活塞在它如线3所示冲程的底部相对静止的时间时并不必须精确。如图所示，它与气缸简单排气相比进行的时间长得多。排气静止时间开始于48°，而排气开始于45°，同时气缸驱气和内部冷却顺序开始于70°。这些操作表示为线5和6。当排气阀完全关闭时，排气循环终止于110°。因此，压缩(线7)开始于110°，同时气缸驱气和冷却孔仍然打开。在113°时预压缩和充装循环开始(见线8)。这时，气缸驱气和冷却(线6)继续进行，以便将新鲜空气泵送到气缸内，直到120°，这时驱气口关闭，这有助于使气缸快速充装。在135°时，结束静止(线3)。
在135°时，活塞升高(线4)使得活塞径向向内朝着发动机/发电机的中心运动，并继续进行预压缩和充装(线8)，直到转子旋转150°，这时，增压吸气口关闭。在旋转150°时开始最终压缩(线9)，并持续进行直到180°，不过压缩的空气-燃料混合物在175°时点火。在循环中的该点处点火是在开始于180°的下一个静止期之前的5°，下一次燃烧静止(线1)开始，并完全重复上述整个燃烧顺序。
应当知道，图6中以曲线形式所述和所示的功能在图7中再次与凸轮轨道设计共同表示。
参考图7，图中的上半部分反应了图6中所示的曲线数据，而图中的下半部分表示凸轮轨道和活塞相对于发动机/发电机主轴Q的中心的位置。排气阀凸轮环T表示于图的中心。相信读者能够结合图6并通过图7中特别表示的自我解释而理解图7。还由图7的下半部分可知，凸轮从动件M相对于发动机/发电机主轴的中心线的位置也已给出。这由在所示凸轮从动件的六个位置中的每一个位置处的A-A表示。B-B表示从外凸轮表面到轴的中心的距离；C-C是从活塞表面到气缸底的距离，而D-D是到下一号位置的活塞冲程长度。
在其余的附图8-13中，表示了在一个完整的燃烧顺序过程中在发动机/发电机内部发生的主要事件。为了清楚，所有的附图中，通常静止的部件表示为在旋转，通常旋转的部件表示为静止。
首先参考图8，图8表示发生点火，转子H处于355°位置(或在0°转子旋转时的燃烧静止之前的5°)。如前所述，燃料早期点火，以便提供在活塞冲程的顶部防止凸轮滚子轴承M离开凸轮轨道的外表面30所需的压力。在前部机匣B中的绝缘电极A与装于转子H中的火花塞绝缘子E对齐。最好如图8A所示，火花37跳过在电极A和绝缘子E之间并在燃烧室22中的间隙；应当知道，所示的两个相对气缸(I)1和(I)4在希望使气缸中的新鲜空气/燃料混合物点火时抵销平衡作用在主轴Q上的相对力。
燃烧静止的结束表示于图9和9A中，该图表示了发动机转子在燃烧静止结束时的10°旋转(见图6)。燃料实际上在燃烧静止结束之前的15°时点火，在该静止过程中，活塞在气缸中保持相对静止在它的位置处。这时，燃烧的空气/燃料混合物有充分的时间了实现在燃烧室22中的最佳压力。凸轮滚子轴承M抵靠凸轮轨道的外凸轮表面30，以便开始它们的下降。因为两个相对气缸的作用以180°同时执行相同功能，因此基本消除了发动机中的振动。
图10和10A表示了在燃烧冲程结束时的部件状态和位置，这时转子旋转48°。在两个气缸(I)1和(I)4中的各活塞K离发动机/发电机主轴Q的中心最远。排气阀凸轮从动件Z在三度(3°)前与静止排气阀凸轮环T的升高部分41接触，阀杆V离开它们在阀体W中的支座。这些阀在下面的11°转子旋转中并不完全打开，但是废气已经经过部分打开的阀离开气缸进入排气歧管环42中，该排气歧管环42插入主轴Q的外周内。排气沿排气歧管环运动，直到它们到达使排气歧管环与排气管R、R相连的口。这些排气口在图12A中更好地表示为43和44。
参考图10A，可以看见排气在45处通过排气管R离开发动机/发电机。
应当知道，图10B是剖视10A的一部分的放大图，应当知道，通常静止的所有部件都表示在旋转。应当知道，两个主轴冷却口表示于主轴Q中。排气管R只在它螺纹安装在主轴Q上的位置处(以50表示)才与该主轴接触。由于它的长度的其余部分穿过主轴和端部机匣U，管R提供有周向间隙，以便使从发动机/发电机外部吸入的冷却空气51能够自由流动，该冷却空气51经过底端机匣U和主轴的底部，以便环绕排气管的外径流动，并通过两个冷却口46流向发动机的前部。因为发动机的后端f将由于排气而更热，发动机的前部将由于吸入新鲜空气和燃料混合物而更冷，该温度差有在主轴上平衡的效果。
参考图10，应当知道，在(I)3和(I)6处以实线和虚线表示的绝缘电极A和两个气缸套9J的位置为只距离它们的燃烧顺序开始7°，这时，绝缘电极A与它们的相应火花塞绝缘子E对齐。
图11和11A表示了本发明的发动机/发电机在转子旋转90°时的情况，在该位置，排气循环已经进行了45°转子旋转，并设计成在充分打开的阀杆V(如图11A所示)快关闭之前继续进行另外20°。
重要的是，发动机驱气循环在20°之前开始，并将继续进行另外30°旋转。这些操作都在活塞K相对于气缸仍然处于相同相对静止位置时完成，因为燃烧冲程结束时在更早的42°。从该点开始，活塞在另外的45°旋转时保持相对静止。排气阀凸轮从动件Z(见图11A)在静止排气阀凸轮环T的延伸升高曲线平稳段41处完全提起。因此，阀杆V充分打开，并在该阶段保持充分打开31°。该阀杆将另外继续保持充分打开6°。还有，应当知道，主轴Q气缸驱气和冷却口53并没有表示。
应当知道，两个气缸套(I)3和(I)6以实线和虚线表示的位置是恰好稍微经过它们的燃烧冲程一半的30°。这两个气缸都在转子H上产生较大的旋转力。还有，这时，以实线(而不是虚线)表示的两个气缸套(I)2和(I)5恰好开始它们的最后燃烧循环，至离它们的下一次点火25°，离它们的下一次燃烧静止30°。
在图11B中清楚看见两个驱气和气缸冷却口53，该图11B是剖视11A的中心部分的放大图。在气缸中的实际开口孔的三角形形状可以在正视11中的54处表示。在图11B中，可以看到复合角度的冷却口55，因为它与燃烧室对齐。
尽管排气阀杆V充分打开，如56处所示，但是驱气和冷却空气由成角度的局部开口孔55引导，从而驱使冷却空气经过完全打开的阀杆56、通过燃烧室、经过火花塞并进入气缸，越过活塞的顶部，然后通过开口排气阀组件返回气缸。当该驱气和冷却空气经过开口排气阀组件离开时，它也冷却转子排气口58、主轴承排气口59、在主轴Q中的排气歧管环42、在主轴5中的排气口(见图12A的44)和排气管R以及发动机/发电机排气。
第二和第三系统也进行所述动作，以便冷却发动机/发电机，第一系统已经在图10B中可见，其中，外部冷却空气从发动机/发电机的后部吸入，并通过主轴通道口46吸出。从图10B的口46吸出的预热空气完全或部分用于气缸驱气和冷却口53(图11B)。这样的优点是能够更精密地控制发动机的内部温度，以便获得更好的燃烧结果。当发动机较冷时，该系统能够通过环绕排气管R吸入冷却空气，如周向间隙57所示，以便在空气经过该排气管R时预热该空气，该预热的空气再用于加热发动机燃烧室，从而提高燃烧。相反，当发动机在较大负载或极端外部温度下热运行时，希望用新鲜空气或混合的新鲜空气和预热空气来使发动机达到最佳内部工作温度。
冷却该发动机的第三方法是通过润滑油，当发动机/发电机运行时，该润滑油在靠近燃烧室处喷射到气缸和转子组件上。
在图12和12A中，发动机/发电机表示为在120°旋转时。排气阀已经完全关闭持续10°旋转，驱气和冷却口刚好完全关闭，而预压缩和气缸充装口在7°前的113°时开始打开。在气缸(I)1和(I)4中的活塞K保持基本静止，并将再这样保持另外15°，同时清洁和驱气的气缸装入新鲜的空气和燃料。可以看见，在主轴Q中的吸气口60分支成两个分开的矩形分支口61，这两个分支口是预压缩和气缸充装口。当这些口与转子中的燃烧室口62对齐时，气缸充满新鲜/新的空气-燃料混合物并预压缩。排气口43和44也可见，它们使排气歧管环42与排气管相连。排气口43表示为强调它的圆形截面形状。口44更多地反应它通过截面12A看时的实际视图，不过应当知道，两个口有以相同角度穿过主轴延伸的相同直径，且彼此成镜像。
在排气歧管环和排气管中可以看见排气(图12A)，尽管在图12a中所示的排气阀和气缸都关闭。原因是气缸(I)3和(I)6处于它们的排气循环，而气缸(I)2和(I)5刚好开始燃烧静止，它们在5°之前进行点火，因为由绝缘电极A的位置可知(图12)。
最后的图13和13A中的发动机/发电机处于150°转子旋转时。转子处于最后燃烧循环中，在此期间所有的阀当然都相对于燃烧室关闭。在15°之前开始朝着它们的燃烧循环径向向内运动并将再持续30°的、在图中所示的气缸(I)1和(I)4中的活塞K将继续朝着发动机/发电机的中心运动。这由与倾斜外凸轮轨道表面30接触的凸轮从动件轴承M引起。在25°旋转后，火花塞再次点燃在气缸内的空气/燃料混合物，发动机将返回到它开始本系列的第一图(图8)的位置，但是在发动机的相对侧。在图12中表示为开始它们的燃烧静止的气缸(I)2和(I)5这时在图13中表示为大约在燃烧循环中沿凸轮轨道表面30的下降斜面运行了一半。这时，气缸(I)2和(I)5产生并向转子(H)传递较大的力。
应当知道，联系图1-13A的前述说明是遵循在发动机/发电机运行一整圈的一半过程中发生的事件。在图8-13中，只涉及180°旋转。在该180°运行过程中，六个气缸的每一个进行一次点火。熟悉普通发动机的内部工作的技术人员应当知道，这里所述的发动机表明在对功率密集、经济、可靠的电功源的研究中向前进行了巨大的飞跃，该电力源用于各种便携式以及静止用途中。
权利要求
1.一种整体式发动机发电机机组，包括内燃机，该内燃机包括可旋转地驱动的中心转子，该中心转子支承多个径向延伸的、弓形间隔开的气缸，该气缸可与所述转子一起绕中心纵向轴线旋转；活塞，该活塞可在各所述气缸内同轴运动；静止的整体壳体，该壳体与所述轴线同轴地装有所述发动机；一对对齐的、类似的、沿轴向间隔开的环形凸轮轨道，该环形凸轮轨道与所述壳体的相对内壁形成一体；一对凸轮从动件，该对凸轮从动件与各所述活塞相连，各凸轮从动件与相邻的一个所述凸轮轨道可操作地配合；与各所述气缸的外部成支承关系的装置，用于使相关的一对所述凸轮从动件和各自相应的活塞相互连接，因此，各活塞的燃烧启动用于驱动所述凸轮从动件沿所述凸轮轨道运动；静止的场绕组，该绕组固定在所述壳体的内周上，同心环绕所述转子和气缸；以及至少一个磁体，该磁体安装成与所述转子一起运动，以便随所述磁体经过所述场绕组的轨道运动而产生电能。
2.根据权利要求1所述的发动机/发电机，其中所述发动机是两冲程多缸旋转活塞发动机，可用于在每转一圈的过程中使各气缸点火多次，其特征在于各活塞在每个燃烧顺序中只进行两次方向反转。
3.根据权利要求1所述的发动机/发电机，其中所述发动机是两冲程类型，每个气缸包括单个提升式阀，该阀控制排气、驱气和冷却循环，同时防止未消耗的燃料从各气缸溢出到大气中。
4.根据权利要求1所述的发动机/发电机，其中所述凸轮轨道在所述气缸的相对侧布置成径向相对对齐的关系，用于控制所述活塞的工作运动。
5.根据权利要求4所述的发动机/发电机，其中各凸轮轨道形成为单个环形凸轮的一部分，该环形凸轮确定了360°旋转转子轨道；各所述凸轮确定了所述轨道相对于所述轴线对称的多个对称部分，各所述部分确定了所述轨道相对于所述轴线的多个非对称部分。
6.根据权利要求1所述的发动机/发电机，其中所述凸轮轨道设置成提供有可变活塞燃烧冲程，以便优化选定燃料的燃烧。
7.根据权利要求2所述的发动机/发电机，其中所述发动机的所述凸轮轨道设计成使在各活塞冲程的顶部和底部的静止时期延长，因此，在这两个静止时期，各所述活塞基本相对于其相关气缸而静止。
全文摘要
一种整体式发动机发电机机组，其中，通常以恒定速度操作的新颖、两循环类型、六缸、双凸轮内燃机驱动多个磁体(24)经过静止线圈(C)，以便产生电能。
文档编号F02B57/08GK1507533SQ01823305
公开日2004年6月23日 申请日期2001年3月28日 优先权日2001年3月28日
发明者罗伯特·L·拉塞尔, 罗伯特 L 拉塞尔 申请人:罗伯特·L·拉塞尔, 罗伯特 L 拉塞尔