專利名稱：內(nèi)燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機。
背景技術：
內(nèi)燃機用于為車輛和其它機器提供動力。典型的往復式內(nèi)燃機包含主體、活塞、至 少一個端口、至少一個閥、曲柄軸(用作傳動軸)以及連接桿。主體界定氣缸?；钊?于氣缸內(nèi)以使得活塞的表面和氣缸壁界定一內(nèi)部體積。端口位于主體中，且允許空氣和 燃料進入并允許廢氣離開所述內(nèi)部體積。閥可在端口打開的第一位置與閥關閉端口的第 二位置之間移動。曲柄軸具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到主體的軸承區(qū)段以及偏置曲拐區(qū)段。連接 桿連接在活塞與曲柄軸的偏置曲拐區(qū)段之間，使得活塞的往復移動引起曲柄軸的偏置曲 拐區(qū)段圍繞曲柄軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
上述種類的往復式發(fā)動機通常具有氣缸蓋，其與活塞的表面和氣缸壁一起界定內(nèi)部 體積。熱量傳遞到氣缸蓋并傳導通過氣缸蓋，從而導致從內(nèi)部體積的能量損失以及效率 降低。增加效率的一種方法是減小活塞的表面面積并增加活塞的沖程(偏置曲拐區(qū)段遵 循的圓的直徑)。大的沖程導致在發(fā)動機的活塞和其它組件上產(chǎn)生的大的力，使得發(fā)動 機僅可以每分鐘較少的轉(zhuǎn)數(shù)運行，相應地功率減少。常規(guī)內(nèi)燃機中的部分功率操作也比 全功率操作低效，因為內(nèi)部體積中的氣體在部分功率操作期間不會完全膨脹和冷卻，導 致當氣體排出時氣體具有相對髙的溫度。廢氣中的熱量是導致效率降低的能量損失。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定彼此連通的第一和第二氣缸；第一 和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi) 部體積；在所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及 廢氣排出所述內(nèi)部體積；第一和第二傳動軸，其每一者具有經(jīng)安裝以用于在穿過所述主 體的相應傳動軸軸線上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的偏置曲拐區(qū)段相連接且所述第二活塞和所述第二傳動軸的偏置曲拐區(qū) 段相連接，使得所述第一和第二活塞的往復移動在最小與最大大小之間增加和減小所述 內(nèi)部體積的大小，并引起所述第一和第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸軸 線的旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)部體積的最小大小可在用于較大功率傳遞的較大大小與用于較小功率 傳遞的較小大小之間調(diào)節(jié)；以及至少一個閥，其安裝到所述主體以分別打開和關閉所述 端口并分別允許和限制至少空氣流入所述內(nèi)部體積，所述閥可操作以允許在所述活塞的 一個循環(huán)的所述較大功率傳遞期間增多量的空氣進入所述內(nèi)部體積，且在所述活塞的一 個循環(huán)的所述較小功率傳遞期間減少量的空氣進入所述內(nèi)部體積。
所述內(nèi)燃機可進一步包括燃燒室大小改變機構，其調(diào)節(jié)所述第二傳動軸的所述軸承 區(qū)段相對于所述主體的位置。
所述燃燒室大小改變機構可使所述傳動軸的旋轉(zhuǎn)相對于彼此同步。 所述燃燒室大小改變機構可包含第一、第二、第三和第四齒輪的齒輪系，所述第一 和第四齒輪分別安裝到所述第一和第二傳動軸，使得所述第一和第四齒輪與所述第一和 第二傳動軸一起分別圍繞所述第一和第二傳動軸軸線旋轉(zhuǎn)，且燃燒室大小改變架連接到 所述第二傳動軸，所述架可移動以使所述第二傳動軸軸線圍繞所述第三齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線 旋轉(zhuǎn)。
所述內(nèi)燃機可進一步包括閥控制系統(tǒng)，所述閥控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)進入所述內(nèi)部體積的空 氣量，針對所述較大功率傳遞提供較多空氣，且針對所述較小功率傳遞提供較少空氣， 所述閥控制系統(tǒng)還在所述較大功率傳遞與所述較小功率傳遞之間使傳遞到所述內(nèi)部體 積的空氣的相相對于所述第一傳動軸的相位而轉(zhuǎn)變。
所述閥控制系統(tǒng)可包含支撐結(jié)構；架，其經(jīng)安裝以用于向所述支撐結(jié)構移動；凸 輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述架且具有外凸輪表面；第一從動件，其由所述支撐結(jié)構固定， 所述第一從動件具有抵靠所述凸輪表面的端表面，使得所述凸輪的旋轉(zhuǎn)引起所述第一從 動件的平移，所述第一從動件具有側(cè)凸輪表面；以及第二從動件，其具有抵靠所述側(cè)凸 輪表面的從動表面，使得所述第一從動件的平移引起所述第二從動件的移動。
所述內(nèi)燃機可進一步包括套筒閥，所述套筒閥至少部分圍繞所述第一活塞且可在所 述端口打開的第一位置與所述套筒閥關閉所述端口的第二位置之間移動。
所述套筒閥可在所述端口打開的所述第一位置與所述套筒閥關閉所述端口的所述 第二位置之間在主要線性的往復路徑中移動。
所述端口可具有帶有座的嘴，且所述套筒閥具有相對于所述套筒閥行進的方向成不 為零度的角度的表面，所述端表面與所述座嚙合以關閉所述端口。所述內(nèi)燃機可進一步包括閥冷卻件，所述閥冷卻件連同所述套筒閥的外表面一起界 定閥冷卻通路，闊冷卻流體可通過所述閥冷卻通路以冷卻所述套筒閥。
本發(fā)明還提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定彼此連通的第一和第二氣缸；第 一和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定 內(nèi)部體積；在所述主體中的至少第一和第二端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部 體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；第一和第二套筒閥，其分別至少部分圍繞所述第一和 第二活塞，所述第一套筒閥可在所述第一端口打開的第一位置與所述第一套筒閥關閉所 述第一端口的第二位置之間移動，且所述第二套筒閥可在所述第二端口打開的第一位置
與所述第二套筒閥關閉所述第二端口的第二位置之間移動；以及第一和第二傳動軸，其 每一者具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一
活塞和所述第一傳動軸的所述軸承區(qū)段相連接以使得所述第一活塞的往復移動引起所 述第一傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞第一傳動軸軸線的移動，且所述第二活塞和所述 第二傳動軸的所述軸承區(qū)段相連接以使得所述第二活塞的往復移動引起所述第二傳動 軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞第二傳動軸軸線的移動。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定第一和第二氣缸；第一和第 二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體 積；在所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；以及第一和第二傳動軸，其每一者具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的 軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的偏置曲拐區(qū)段 相連接且所述第二活塞和所述第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述第一和 第二活塞的往復移動引起所述第一和第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段分別圍繞所述第 一和第二軸承區(qū)段的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)，可調(diào)節(jié)所述傳動軸軸線之間的距離以調(diào)節(jié)所述 內(nèi)部體積的最小大小。
本發(fā)明進一步提供一種閥控制系統(tǒng)，其包含支撐結(jié)構；閥控制架，其經(jīng)安裝以用 于向所述支撐結(jié)構移動；凸輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述架且具有外凸輪表面；第一從動 件，其由所述支撐結(jié)構固定，所述第一從動件具有抵靠所述凸輪表面的端表面，使得所 述凸輪的旋轉(zhuǎn)引起所述第一從動件的平移，所述第一從動件具有側(cè)凸輪表面；以及第二 從動件，其具有抵靠所述側(cè)凸輪表面的從動表面，使得所述第一從動件的平移引起所述 第二從動件的移動。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸 中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其
11用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；套筒閥，其至少部 分圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒閥關閉所述端口的第二位 置之間在主要線性的往復路徑中移動；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的 軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所 述活塞的往復移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的曲柄軸軸線 的旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸 中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其 用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；套筒閥，其至少部 分圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒閥關閉所述端口的第二位 置之間移動；油路界定件，其鄰近于所述套筒閥，所述油路界定件和所述套筒閥的表面 界定油通路；油入口端口，其穿過所述主體進入所述通路；油出口端口，其從所述油通 路穿過所述主體；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐 區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引 起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸 中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其 用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積，所述端口具有帶有 座的嘴；套筒閥，其至少部分圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒 閥關閉所述端口的第二位置之間移動，所述套筒閥具有相對于所述套筒閥行進的方向成 不為零度的角度的端表面，所述端表面與所述座嚙合以關閉所述端口；以及傳動軸，其 具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所 述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段 圍繞傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含界定氣缸、燃料供應腔，以及將所述燃料 供應腔連接到所述氣缸的燃料出口端口的主體；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表 面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個空氣入口端口，其用以允許 空氣進入所述內(nèi)部體積；閥，其可在所述空氣入口端口與燃料出口端口打開的第一位置 與所述閥關閉所述空氣入口端口和燃料出口端口的第二位置之間移動；以及傳動軸，其 具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所 述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定氣缸，活塞保持在所述氣缸 中以使得所述氣缸的壁和所述活塞的表面界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端 口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；傳動軸，其 具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所 述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段 圍繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)；閥，其可在所述端口打開的第一位置與所述閥關 閉所述端口的第二位置之間移動；連接到所述套筒閥的組件，所述組件具有表面，當向 所述表面施加壓力時所述表面將所述閥移動到所述第二位置；閥壓力儲集器，其具有側(cè) 件；彈簧，其連接到所述側(cè)件且對所述側(cè)件作用以維持所述閥壓力儲集器內(nèi)的升高壓力； 高壓儲集器，其含有處于比所述閥壓力儲集器髙的壓力的流體；以及閥，其可在所述髙 壓儲集器連接到所述表面且所述閥壓力儲集器從所述表面斷開的第一位置與所述高壓 儲集器從所述表面斷開且所述閥壓力儲集器連接到所述表面的第二位置之間移動。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸 中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其 用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；傳動軸，其具有經(jīng) 安裝以用于在穿過所述主體的傳動軸軸線上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且具有偏置曲拐區(qū)段，所述 活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動在最小與最大 大小之間增加和減小所述內(nèi)部體積的大小，并引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞 所述傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)；爆震傳感器，其用以檢測所述內(nèi)部體積內(nèi)的提前點火；以及反 饋系統(tǒng)，其基于所述爆震傳感器檢測到的提前點火來調(diào)節(jié)所述內(nèi)部體積的所述最小大 小。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸 中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其 用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；傳動軸，其具有經(jīng) 安裝以用于在傳動軸軸線上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且具有偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動 軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動在最小與最大大小之間增加和 減小所述內(nèi)部體積的大小，并引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸軸線 的旋轉(zhuǎn)；第一和第二火花塞，其分別具有第一和第二電極；以及點火系統(tǒng)，其連接在所 述第一與第二電極之間，所述點火系統(tǒng)在所述第一電極上提供正電壓且在所述第二電極 上提供負電壓，使得在所述第一與第二電極之間產(chǎn)生電壓差以在所述內(nèi)部體積內(nèi)產(chǎn)生火花。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定氣缸；活塞，其保持在所述
氣缸中以使得所述氣缸的壁和所述活塞的表面界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個
端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；傳動軸軸
承，其在所述主體上；傳動軸，其具有經(jīng)安裝以用于在傳動軸軸承上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且
具有偏置曲拐區(qū)段，所述偏置曲拐區(qū)段在圍繞所述傳動軸軸承的軸線的圓形路徑中移
動；以及連接桿，其第一端和第二端分別連接到所述活塞和所述傳動軸的偏置曲拐區(qū)段，
使得由于所述內(nèi)部體積中流體的燃燒引起的所述活塞的往復移動引起所述傳動軸的所
述偏置曲拐區(qū)段在所述圓形路徑中的移動。
本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含主體，其界定氣缸；至少一個活塞，所述 至少一個活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其
用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；以及傳動軸，其具 有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所述 偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍 繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)，其中在所述至少一個活塞的進氣沖程期間，所述至 少一個閥在第一預選定長度的所述進氣沖程中保持打開以允許空氣進入所述燃燒室，且 在所述至少一個活塞的膨脹沖程期間，所述至少一個閥在第二長度的所述膨脹沖程中將 所述燃燒室保持實質(zhì)上關閉，所述第二長度大于所述第一長度，且其中通過所述至少一 個活塞傳遞到傳動系的能量連同在所述至少一個活塞的排氣循環(huán)中的能量損失一起大 于所述氣缸中所述燃料的能量的65%。
參看附圖通過實例描述本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)燃機的透視圖2是形成圖1的發(fā)動機的部分的右閥布置、右鑄件以及中心連接件的橫截面?zhèn)纫?br>
圖3是圖2所示組件的橫截面?zhèn)纫晥D，其中燃料進入發(fā)動機的內(nèi)部體積中； 圖4是說明發(fā)動機的火花塞的定位的端視圖5是說明發(fā)動機的功率傳遞布置總成以及燃燒室大小改變機構的示意性側(cè)視圖； 圖6是說明發(fā)動機的閥控制系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖； 圖7是說明圖6的閥控制系統(tǒng)的工作的曲線圖；圖8A到8G是說明發(fā)動機的全功率操作的橫截面?zhèn)纫晥D9A到9G是說明發(fā)動機的部分功率操作的橫截面?zhèn)纫晥D10A和10B是說明形成發(fā)動機的部分的液壓保持關閉系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖11是形成發(fā)動機的部分的控制系統(tǒng)的框圖12A和12B是在本發(fā)明的內(nèi)燃機的一個替代實施例中使用的燃燒室大小改變架 的側(cè)視圖13A和13B是在本發(fā)明的內(nèi)燃機的又一替代實施例中使用的燃燒室大小改變架 的側(cè)視圖；以及
圖14是說明在根據(jù)本發(fā)明又一實施例的內(nèi)燃機中使用的柔性波紋管密封件的使用 的橫截面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
附圖的圖1說明根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)燃機10的組件，包含主體12、左閬布置14 和右閥布置16、閥控制系統(tǒng)18的組件、火花塞20、分別的左功率傳遞布置22和右功 率傳遞布置24，以及燃燒室大小改變機構26。
主體12包含基底部分28、左鑄件30和右鑄件32以及中心連接件34。左鑄件30 和右鑄件32安裝到中心連接件34。包含左鑄件30和右鑄件32以及中心連接件34的總 成接著緊固到基底部分28而形成單一工件，其中基底部分28、左鑄件30和右鑄件32 以及中心連接件34固定地彼此連接。
如圖2所示，右鑄件32包含氣缸體部分36、進氣和分配部分38以及曲柄軸外殼 40。氣缸體部分36其中具有從右到左加工的圓形內(nèi)腔42。進氣和分配部分38形成圍繞 氣缸體部分36的左區(qū)段的蝸殼44。蝸殼44在頂部具有入口 46。氣缸體部分36以及進 氣和分配部分38的左端形成離開蝸殼44的左側(cè)的圓周出口 48。
曲柄軸外殼40是從氣缸體部分36的延伸部，且尺寸比氣缸體部分36大。兩個傳 動軸開口 50中的一者展示于圖2的橫截面中。
右閥布置16包含油路界定件52、套筒閥54以及保持件56。
油路界定件52從右向左插入圓形內(nèi)腔42。油路界定件52形成為進入左側(cè)的閥冷卻 部分58和右側(cè)的閥致動部分60。閥冷卻部分58具有形成于其內(nèi)表面中的螺旋形凹槽 62以及分別形成于其外表面中的入口凹槽64和出口凹槽66。入口凹槽64和出口凹槽 66與螺旋形凹槽62的相對末端連通。閥致動部分60具有形成于其中的油壓狹槽68和 70。油路界定件52插入圓形內(nèi)腔42中，直到油路界定件52上的座74接觸氣缸體部分36上的座，且被防止進一步移動進入圓形內(nèi)腔42。因而由入口凹槽64和圓形內(nèi)腔42 的表面界定一封閉腔。類似地，由出口凹槽66和圓形內(nèi)腔42的表面以及由油壓狹槽68 及70和圓形內(nèi)腔42的表面界定腔。
套筒閥54從右向左插入油路界定件52中。套筒閥54具有套筒部分76以及圍繞并 靠近套筒部分76的右端的脊組件78。由套筒部分76的外表面且由螺旋形凹槽62的表 面界定封閉的螺旋形油冷卻通路。分別在脊組件78上的左表面80和右表面82完成了 由油壓狹槽68和70形成的腔。套筒閥54可相對于油路界定件52以可滑動方式移動到 右側(cè)并返回到左側(cè)。O形環(huán)84定位于脊組件78與閥致動部分60之間以允許脊組件78 相對于閥致動部分60的滑動移動。
保持件56呈環(huán)的形式，其具有實質(zhì)大于油路界定件52的外徑以及僅稍大于套筒部 分76的外徑的內(nèi)徑。保持件56定位于套筒部分76的右端上，使得油路界定件52的右 端緊靠保持件56的左表面。接著，保持件56緊固到右鑄件32以將油路界定件52保持 在適當位置?？墒褂寐菟▉硪钥舍尫欧绞綄⒈３旨?6緊固到右鑄件32，以允許移除和 維護油路界定件和套筒閥54。 O形環(huán)86定位于保持件56的內(nèi)徑與套筒部分76的右端 的外表面之間，以允許套筒部分76滑動移動經(jīng)過保持件56。 O形環(huán)86密封由右表面 82、油壓狹槽70之一以及套筒部分76的外表面部分地形成的腔，使得油無法從其中泄 漏，同時仍允許套筒部分76相對于保持件56的滑動移動。
中心連接件34呈環(huán)的形式，其具有外部部分卯和內(nèi)部部分92。內(nèi)部部分92具有 朝向彼此漸縮的相對側(cè)表面94。燃料供應腔96在內(nèi)部部分92內(nèi)且圍繞中心連接件34 的水平中心軸線C形成蝸殼。中心連接件34進一步包含火花塞套筒98，通過所述套筒， 火花塞可插入穿過燃料供應腔96而不會與燃料供應腔96中的任何燃料接觸。
當右鑄件32安裝到中心連接件34時，在一側(cè)上的側(cè)表面94中的一者與在另一側(cè) 上的氣缸體部分36和油路界定件52的端表面102和104之間界定了空氣入口端口 100。 空氣入口端口 100是圍繞套筒閥54的水平中心軸線C的環(huán)形端口?？諝馊肟诙丝?100 從進氣和分配部分38的出口 48延伸，并在套筒部分76的左端具有嘴106。套筒閥54 向右的移動打開嘴106,且向左的移動關閉嘴106。
如圖3所示，燃料出口端口 108從燃料供應腔96穿過內(nèi)部部分92的壁而形成。套 筒部分76沿著主要直線的往復路徑在方向IIO上向左和向右移動。套筒閥54能夠在完 全直線的路徑上移動，但由油產(chǎn)生的力以及套筒閥54圍繞水平控制軸線C旋轉(zhuǎn)的自由 度可能引起套筒閥54的輕微旋轉(zhuǎn)。套筒部分76的端表面112相對于方向110成大約45 度的角度U4。內(nèi)部部分92具有相應的座，端表面112緊靠所述座。當端表面112抵靠內(nèi)部部分92的座時，燃料出口端口108關閉。套筒部分76遠離座的移動打開燃料出口 端口 108。應注意，在內(nèi)部部分92的左側(cè)上無燃料出口端口 108的相應對稱端口。類似 于燃料出口端口 108的多個燃料出口端口以環(huán)形形成于內(nèi)部部分92的水平中心線C周 圍。
在替代實施例中，可使用燃料注射器來直接注射燃料，或空氣與燃料可在外部混合。 在此類替代實施例中，可在例如腔96的腔內(nèi)使用水以用于冷卻套筒閥的目的。
再次參看圖1，左鑄件30和左閥布置14分別是右鑄件32和右閥布置16的鏡像， 但具有兩個明顯的結(jié)構差異。首先，如參考圖2所提到，沒有提供例如傳動軸開口 50 的傳動軸開口，而是在左鑄件30的曲柄軸安裝部分的每一側(cè)上提供圓形軸承支座。第 二，左套筒閥布置14不控制燃料流出燃料供應腔96的流動，因為如參看圖3所述，在 內(nèi)部部分92的左側(cè)上沒有燃料出口端口。如參看圖2論述，空氣入口端口100形成于 中心連接件34的右側(cè)。類似的構造在中心連接件34的左側(cè)上形成空氣出口端口 。通常， 排氣端口上的套筒閥54將不如空氣入口端口 IOO打開那樣多，因為當氣體較熱時其移 動較快。如果端口較短，那么冷卻形成排氣管的套筒閥也較容易。
圖1展示圍繞中心連接件34的水平中心軸線C定位的四個火花塞20中的三個。圖 l還展示四個火花塞開口 115中的一個，通過所述火花塞開口，相應的火花塞20插入到 中心連接件34中。相應的火花塞20接著通過圖2所示的套筒98中的相應一者，且火 花塞的電極從內(nèi)部部分92的內(nèi)部表面突出。如圖4所示， 一對火花塞20具有共同位于 頂部的電極118A和118B,且另一對火花塞20具有共同位于底部的電極118C和118D。 可例如將正高電壓提供到電極118A且將負高電壓提供到電極118B,且火花產(chǎn)生于電極 118A與118B之間。同時，可將正高電壓提供到電極118C且將負高電壓提供到電極118D 以在電極118C與118D之間產(chǎn)生火花。
圖4進一步說明點火系統(tǒng)250,其包含電源252、由配電器或計算機驅(qū)動的開關254、 初級繞組256以及次級繞組258。電源252、開關254以及初級繞組256串聯(lián)連接在兩 個接地觸點260與262之間。次級繞組258定位于將受到初級繞組256感應的位置，且 連接在電極118A與118B之間。
在使用中，開關254將電源252連接到初級繞組256，且在初級繞組256上產(chǎn)生電 壓。次級繞組258經(jīng)感應，使得在次級繞組258上產(chǎn)生電壓。次級繞組258的一端具有 正電壓，且次級繞組258的相反端具有負電壓。
可僅通過將次級繞組258的一端連接到一個電極118A同時將次級繞組258的另一 端連接到另一電極118B來產(chǎn)生高的負電壓和正電壓。初級繞組256在系統(tǒng)接地觸點
17260/262與電源252之間正常操作。以此方式，沒有到達系統(tǒng)接地觸點260/262的高電壓 連接。另外，絕緣要求減少一半。對于電極118A與118B之間的給定髙電壓變化量，僅 所述電壓的一半形成于任一電極(例如，118B)與接地觸點260/262之間。
現(xiàn)組合參看圖1和5，為了不使圖混淆，圖1中并非每個細節(jié)均展示于圖5中，且 圖5中并非每個細節(jié)均展示于圖1中。大體上，圖l僅展示一般較大的總成，且圖5更 好地展示構成較大總成的組件。
左功率傳遞布置22包含左活塞120、左曲柄軸122以及左連接桿124。左曲柄軸122 具有相對的軸承區(qū)段126(軸承區(qū)段126向紙面方向內(nèi)定位于彼此之下)、偏置曲拐區(qū)段 128以及將偏置曲拐區(qū)段128連接到軸承區(qū)段126的連接區(qū)段130。軸承區(qū)段126可旋 轉(zhuǎn)地安裝在左鑄件30的曲柄軸外殼40中的軸頸軸承(未圖示)上。整個左曲柄軸122 圍繞穿過在軸頸軸承上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段126的左曲柄軸軸線回轉(zhuǎn)。
左活塞120駐留在左鑄件30上，且可在左閥布置14的套筒閥54的內(nèi)表面上以可 滑動方式向左和向右移動。左連接銷132緊固到左活塞120。左連接桿124具有以可樞 轉(zhuǎn)方式連接到左曲柄軸122的偏置曲拐區(qū)段128及連接到左連接銷132的相對末端。左 曲柄軸122的旋轉(zhuǎn)引起活塞120往復移動一距離，所述距離等于從軸承區(qū)段126到左曲 柄軸122的偏置曲拐區(qū)段128的距離的兩倍。
另一實施例可能或可能不具有左功率傳遞布置的所有組件?？衫缣峁┗谕馆喌?連接。在基于凸輪的布置中，不提供連接桿，且凸輪用于移動活塞。
燃燒室大小改變機構26包含分別的第一、第二、第三和第四齒輪134、 136、 138 和140的齒輪系、分別的第一和第二齒輪軸142和144以及燃燒室大小改變架146。第 一齒輪134安裝到左曲柄軸122的一個軸承區(qū)段126。第一齒輪134和左曲柄軸122的 軸承區(qū)段126上的花鍵確保第一齒輪134不會在左曲柄軸122的軸承區(qū)段126上滑動， 且第一齒輪134因此連同左曲柄軸122 —起旋轉(zhuǎn)。第一和第二齒輪軸142和144通過相 應軸承以可旋轉(zhuǎn)方式安裝到基底部分28。左曲柄軸122的軸承區(qū)段126與第一和第二齒 輪軸142和144之間的空間關系是固定的，因為其全部安裝到同一基底部分28。第二和 第三齒輪136和138分別安裝到第一和第二齒輪軸142和144并與其一起旋轉(zhuǎn)。第二齒 輪136嚙合第一齒輪134，且第三齒輪138嚙合第二齒輪136。第一齒輪134的有效工 作直徑準確地為第二齒輪136的有效工作直徑的兩倍，且第三齒輪138具有與第二齒輪 136相同的有效工作直徑。第二齒輪136也具有準確地兩倍于第一齒輪134的齒數(shù)，且 第三齒輪138具有與第二齒輪136相同的齒數(shù)。第二和第三齒輪136和138因此準確地 以第一齒輪134旋轉(zhuǎn)速度的一半旋轉(zhuǎn)。燃燒室大小改變架146具有分別的第一和第二相反末端148和150。第一末端148 可樞轉(zhuǎn)地緊固到第二齒輪軸144,使得第二末端150可在一半徑上移動，其中中心點位 于第二齒輪軸144的中心線上。
右功率傳遞布置24包含右活塞154、右曲柄軸156以及右連接桿158。右活塞154 定位于圖2中的套筒閥54內(nèi)并在其中上下滑動。右曲柄軸156具有相對的軸承區(qū)段160、 偏置曲拐區(qū)段162以及將偏置曲拐區(qū)段162連接到軸承區(qū)段160的連接區(qū)段164。右連 接銷166緊固到右活塞154。右連接桿158具有以可樞轉(zhuǎn)方式緊固到右連接銷166和右 曲柄軸156的偏置曲拐區(qū)段162的相反末端。右曲柄軸156的軸承區(qū)段160在相應的軸 頸軸承(未圖示)上可旋轉(zhuǎn)地緊固到燃燒室大小改變架146。整個右曲柄軸156可在穿 過軸承區(qū)段160的右曲柄軸軸線上旋轉(zhuǎn)。右曲柄軸156的旋轉(zhuǎn)引起右活塞154往復移動。 右活塞156行進的距離等于或接近于從穿過右軸承區(qū)段160的曲柄軸軸線到偏置曲拐區(qū) 段162的軸線的距離的兩倍。
在左活塞120和右活塞154的面對表面之間且通過中心連接件34以及左閥布置14 和右閥布置16的內(nèi)表面來界定內(nèi)部體積170。圖1和5分別展示左曲柄軸120和右曲柄 軸156，其旋轉(zhuǎn)到相應角度以使得左活塞120和右活塞154分別處于其距軸承區(qū)段126 和160最遠的位置，且內(nèi)部體積170處于其最小狀態(tài)。燃燒室大小改變架146樞轉(zhuǎn)通過 角度172使右曲柄軸156的軸承區(qū)段160圍繞第二齒輪軸144旋轉(zhuǎn)通過角度172。右曲 柄軸156的軸承區(qū)段160向右的旋轉(zhuǎn)引起右活塞154向右的移動。右活塞154向右的移 動放大內(nèi)部體積170。應注意，即，當右曲柄軸156處于右活塞1S4距右曲柄軸156的 軸承區(qū)段160最遠的角位置時，是燃燒室，即內(nèi)部體積170的最小大小被放大。內(nèi)部體 積170的最小大小的放大還引起內(nèi)部體積170的最大大小的相應增加。
第四齒輪140安裝到右曲柄軸156的軸承區(qū)段160，以便連同右曲柄軸156 —起旋 轉(zhuǎn)。第四齒輪140嚙合第三齒輪138。第四齒輪140準確地具有第三齒輪138的一半的 齒數(shù)，且準確地具有第三齒輪138的有效直徑的一半的有效直徑。第一和第四齒輪因此 以相同的角速率但在相反方向上旋轉(zhuǎn)?；钊?20和154彼此相向和背向移動?；钊?20 和154的移動是近似同相的，且活塞120與154之間僅有的相位差異較小，且是由于燃 燒室大小改變架146樞轉(zhuǎn)通過角度172所致。
圖6說明用于控制圖2所示右閥布置16的套筒閥54的操作的閥控制系統(tǒng)174。閥 控制系統(tǒng)174包含支撐結(jié)構178、閥控制架180、第一和第二凸輪傳動齒輪182和184、 第一和第二從動件186和188、回動彈簧布置190以及凸輪192。
閥控制架180具有分別的第一和第二末端193和194。第一末端193可樞轉(zhuǎn)地緊固到第一齒輪軸142 (見圖1和5)。第一凸輪傳動齒輪182也緊固到第一齒輪軸142，且 由第一齒輪軸142驅(qū)動。第二凸輪傳動齒輪184可旋轉(zhuǎn)地緊固到閥控制架180。第一和 第二傳動齒輪182和184具有相同的有效直徑且具有相同的齒數(shù)，使得其以與第二齒輪 136的旋轉(zhuǎn)速度相同的速度且以左曲柄軸122和右曲柄軸156的旋轉(zhuǎn)速度的一半旋轉(zhuǎn)。 所屬領域的技術人員因此將了解第二凸輪傳動齒輪的旋轉(zhuǎn)速度正確用于控制四沖程操 作。在替代實施例中，齒輪182、 183、 136和138中的每一者可具有質(zhì)數(shù)的齒數(shù)以減少 磨損。
凸輪192緊固到第二凸輪傳動齒輪184且隨第二凸輪傳動齒輪184 —起相對于閥控 制架180旋轉(zhuǎn)。支撐結(jié)構178固定地緊固到主體12 (見圖1)。第一從動件186經(jīng)安裝 以用于向支撐結(jié)構178的線性平移移動，且具有抵靠凸輪192的第一末端195?；貏訌?簧布置190安裝到第一從動件186的相反末端，且安裝到支撐結(jié)構178?；貏訌椈刹贾?190提供使第一從動件186向凸輪192偏轉(zhuǎn)的彈簧力。第二從動件188經(jīng)安裝以用于在 相對于第一從動件186行進方向成90度的方向上向支撐結(jié)構178線性平移移動。
凸輪192具有帶有型面的外表面196，使得凸輪192的一個循環(huán)引起第一從動件186 在其線性路徑上來回的一個循環(huán)。第一從動件186具有帶型面的側(cè)表面198。第二從動 件188的一端停留在側(cè)表面198上。第一從動件186的一個循環(huán)引起第二從動件188在 其線性路徑上的一個循環(huán)。
架180樞轉(zhuǎn)通過角度200使第二凸輪傳動齒輪184的中心點相對于支撐結(jié)構178從 第一位置旋轉(zhuǎn)通過角度200到達第二位置。回動彈簧布置190引起第一從動件186向左 的相應移動，使得第一從動件186末端保持與凸輪192的外表面196接觸。凸輪192的 旋轉(zhuǎn)仍引起第一從動件186在線性路徑上的線性移動。架180移動通過角度200還將側(cè) 表面198的型面向左移動。由于側(cè)表面198的型面向左的移動，在第一從動件186的循 環(huán)期間第二從動件188在側(cè)表面198的平坦部分上停留較長的時間段。如圖7可見，圖 6的閥控制架180的移動引起第二從動件188位移了凸輪192的較短的旋轉(zhuǎn)角度。還應 注意，第二從動件188的相位相對于第一凸輪傳動齒輪182的相位存在時間上的稍微提 前，這是由于在閥控制架180的順時針樞轉(zhuǎn)時，第二凸輪傳動齒輪184相對于第一凸輪 傳動齒輪182的靜止位置在順時針方向上滾動。第二從動件188開始移動時凸輪192的 角度由于相位改變而保持實質(zhì)上不變。架180還可樞轉(zhuǎn)通過其第二位置到達第三位置， 使得側(cè)表面198在向左移動，使得在第一從動件186的整個循環(huán)期間第二從動件188 — 直停留在側(cè)表面198的平坦部分上。
第二從動件188通過液壓系統(tǒng)(未圖示)連接到圖2的油壓狹槽68，使得第二從動件188的移動引起油流入和流出油壓狹槽68。由于第二從動件188的移動限制的相位變 化移動，可調(diào)制套筒閥54的移動和相位。對套筒閥54的移動的調(diào)制意味著可調(diào)制通過 空氣入口端口 100的進氣以及通過圖3所示燃料入口端口的燃料進入。
參看圖l，左閥布置14僅用于排氣。除了圖6的閥控制系統(tǒng)174，內(nèi)燃機10還具 有用于控制左閥布置14的閩控制系統(tǒng)174。然而，因為對排氣需要較少控制，所以用于 控制左閥布置14的閥控制系統(tǒng)不需要對左閥布置14的套筒閥的移動限制或相位改變。
現(xiàn)主要參看圖8A到8G且在前述所有其它圖的輔助下描述內(nèi)燃機的全功率操作。 在全功率操作期間，圖1和5的燃燒室大小改變架146順時針向右樞轉(zhuǎn)，使得當內(nèi)部體 積170處于其最小狀態(tài)時，右活塞154處于圖5中陰影線的位置。在全功率操作期間， 圖6的閥控制架逆時針向右旋轉(zhuǎn)。
圖8A現(xiàn)說明在點火且當內(nèi)部體積170的大小針對全功率操作處于其最小狀態(tài)時左 活塞120和右活塞154的位置。參看圖6，第一從動件186的末端停留在凸輪192的外 表面196的圓形部分上，且因此沒有向右位移。第二從動件188處于其抵靠側(cè)表面198 的最上位置。套筒閥54保持向左，其中套筒部分76關閉空氣入口端口 100。參看圖3， 端表面112抵靠內(nèi)部部分92上的座，且關閉燃料出口端口 108。進一步參看圖8A，左 閥布置14的套筒閥54關閉排氣端口 202。內(nèi)部體積170填充有加壓空氣和燃料，通常 是汽化的石油。參看圖4，向火花塞20的電極118提供電流，此對燃料進行點火。點火 引起燃燒，且引起內(nèi)部體積170內(nèi)的壓力增加。增加的壓力使左活塞120向左移動，且 使右活塞154向右移動。
圖8B說明在由于燃燒的增加壓力而引起內(nèi)部體積170的膨脹結(jié)束之后的左活塞120 和右活塞154。膨脹引起內(nèi)部體積170內(nèi)的壓力和溫度降低。參看圖5，內(nèi)部體積170 的膨脹引起左曲柄軸122在順時針方向上的旋轉(zhuǎn)，且引起右曲柄軸156在逆時針方向上 的旋轉(zhuǎn)。通過連接桿122產(chǎn)生的力對軸承區(qū)段126產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)矩。軸承區(qū)段126之一 的延伸可形成一輸出軸，所述轉(zhuǎn)矩可通過所述輸出軸傳遞到傳動系。由右連接桿158產(chǎn) 生的力對右軸承區(qū)段160產(chǎn)生逆時針轉(zhuǎn)矩。對右軸承區(qū)段160產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩提供到第四齒 輪140。對第四齒輪140的逆時針轉(zhuǎn)矩依序通過第三和第二齒輪138和136而提供作為 對第一齒輪134的順時針轉(zhuǎn)矩。對第一齒輪134產(chǎn)生的順時針轉(zhuǎn)矩被提供到第一軸承區(qū) 段126并添加到由于左連接桿124而帶來的轉(zhuǎn)矩上。
圖8C說明在排氣中途的左活塞120和右活塞154。左闊布置14的套筒閥54已向 左移動以打開排氣端口 202。內(nèi)部體積170的大小減小，且經(jīng)燃燒的氣體通過排氣端口 202排放。圖8D展示在排氣結(jié)束時的左活塞120和右活塞154。內(nèi)部體積170再次處于其全 功率操作的最小大小。左閥布置14的套筒閥54向右移動以關閉排氣端口 202。
圖8E說明在進氣沖程早期左活塞120和右活塞154的位置以及套筒閥54的位置。 左活塞120已向左移動較小距離，且右活塞154已向右移動較小距離。參看圖6，凸輪 192的外表面196的形狀巳將第一從動件186向右移動較小距離，且第一從動件186的 側(cè)表面198已將第二從動件188向下移動較小距離。參看圖2，圖6的第二從動件188 的向下移動引起油在左側(cè)流入油壓狹槽68且引起油在右側(cè)流出油壓狹槽70。為了補償 與右表面82上的壓力相比左表面80上的壓力的可能增加，套筒閥54已向右移動較小 距離?？諝馊肟诙丝?IOO現(xiàn)打開較小量。燃料通過燃料開口 (未圖示)提供到燃料供應 腔96內(nèi)，且參看圖3，端表面112向右移動以打開燃料出口端口 108。允許燃料從燃料 供應腔96流動通過燃料出口端口 108。再次參看圖8E,空氣和燃料進入內(nèi)部體積170。 如圖8F所示，左活塞120和右活塞154繼續(xù)分別向左和向右移動。參看圖6，凸輪184 現(xiàn)在位于所說明的位置，其中第一和第二從動件186和188已達到其最大位移。再次參 看圖8F，空氣入口端口 IOO現(xiàn)打開到其最大位置。圖8F說明的位置對應于圖7中的峰 204。
圖8G說明在進氣結(jié)束時的左活塞120和右活塞154。活塞120和154已分別向左 和向右移動其最大距離或沖程。參看圖6，凸輪192已旋轉(zhuǎn)以使得第一從動件186再次 位于外表面196的圓形部分上，且因此處于其全功率操作的向左的最大位置。第二從動 件188也處于其最上位置。再次參看圖8G，右閥布置16的套筒閥54關閉空氣入口端 口 100,且(參看圖3)關閉燃料出口端口 108。
圖8B的膨脹沖程向連接到圖5所示的左曲柄軸120和右曲柄軸156的飛輪賦予角 動量。飛輪的動量按圖8C到8G說明的順序移動左活塞120和右活塞154。動量接著將 左活塞120和右活塞154從其位置移動到圖8A說明的位置，進而減小內(nèi)部體積170的 大小并壓縮內(nèi)部體積170內(nèi)的空氣。
現(xiàn)主要參看圖9A到9G且在前述其它圖的輔助下說明部分功率操作。參看圖5,部 分功率操作發(fā)生于燃燒室大小改變架146逆時針向左旋轉(zhuǎn)通過角度172時。參看圖6, 在部分功率操作期間，閥控制架180順時針旋轉(zhuǎn)通過角度200，使得組件處于陰影線說 明的位置。
當比較圖9A和8A時可見，部分功率下在點火期間的內(nèi)部體積170比全功率下點 火期間的內(nèi)部體積小得多。當比較圖9B和8B時，將展示內(nèi)部體積的最大大小在部分功 率操作期間也比全功率操作期間小。圖9C和9D分別展示在排氣期間和排氣結(jié)束時左活塞120和右活塞154的位置。圖9D中的內(nèi)部體積小于圖8D中的內(nèi)部體積。
圖9E說明在進氣沖程期間早期左活塞120和右活塞154的位置。右套筒布置16的 套筒閥54已打開較小量。參看圖6，凸輪192己旋轉(zhuǎn)以使第一從動件186偏轉(zhuǎn)部分功率 操作的最大距離，且使第二從動件188偏轉(zhuǎn)部分功率操作的最大距離。參看圖7，通過 比較峰204的髙度與峰206的高度來反映右套筒布置16的套筒閥54位移的距離。還應 注意，盡管圖9E和8E看上去類似，但實際上存在從峰204到峰206的相位提前，使得 空氣入口端口 100的最大打開僅發(fā)生于圖8F中全功率操作期間，而空氣入口端口 100 的最大打開發(fā)生于圖9E中部分功率操作期間。
圖9F說明進氣中途左活塞120和右活塞154的位置。參看圖6，第一從動件186 仍不在凸輪192的外表面196的圓形部分上，但第二從動件188仍在其最上位置。再次 參看圖9F,右套筒布置16的套筒閥54關閉空氣入口端口 100，且參看圖3，燃料出口 端口108也關閉。參看圖9G,左活塞120和右活塞154繼續(xù)分別向左和向右移動，同 時套筒閥54關閉。內(nèi)部體積170的放大引起壓力的稍微減小。當左活塞120和右活塞 154開始朝向彼此返回時，內(nèi)部體積170內(nèi)的壓力再次返回到圖9F中內(nèi)部體積170的壓 力。左活塞120和右活塞154接著返回到圖9A所示的位置以用于點火目的。
參看圖2,在參看圖8A到8G以及圖9A到9G說明的燃燒過程中產(chǎn)生的熱量可能 引起套筒閥54的過熱。穿過氣缸體部分36的油入口端口 (未圖示)連接到入口凹槽64， 且類似的油出口端口連接到出口凹槽66。呈冷卻油形式的冷卻流體被泵抽通過油入口端 口且抽出油出口端口。冷卻油流過套筒部分76的外表面上的螺旋形凹槽62。熱量從套 筒部分76對流到冷卻油，且由穿過油出口端口的油移除。油流動是從左向右的，其確 保越靠近套筒閥54的左側(cè)，油越冷，但如果發(fā)現(xiàn)油過量地泄漏通過套筒閥54的左側(cè)， 那么油流動也可反向以減少入口凹槽64處的壓力。參看圖3，循環(huán)通過燃料供應腔96 的燃料冷卻端表面112所接觸的座74。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于在所有模式中均使能量損失最小化。參看圖l、 2和5可見， 內(nèi)部體積170完全由左閥布置14和右閥布置16的套筒部分76的內(nèi)表面、內(nèi)部部分92 的內(nèi)表面以及左活塞120和右活塞154的面對表面界定。內(nèi)部體積170的體積因此近似 為左活塞120的面積乘以左活塞120與右活塞154的面對表面之間的距離。同樣在本發(fā) 明范圍內(nèi)的是，內(nèi)部體積170稍微大于左活塞120的面的表面積乘以左活塞120與右活 塞154的面對表面之間的距離，例如當左活塞120和右活塞154處于其最大沖程時大 20%，更優(yōu)選地大10%。由于左活塞120和右活塞154的面對關系，因此沒有熱量可通 過其逸出的用于左活塞120的氣缸蓋，也沒有熱量可通過其逸出的用于右活塞154的氣
23缸蓋。左活塞120與右活塞154之間的面對關系因此有助于保持熱能，因而具有相應的 效率增加。
還應注意，左活塞120和右活塞154與內(nèi)部體積170相比具有相對小的直徑。相對 低的表面積與體積比進一步幫助減少熱量損失?；钊砻娣e的減小正常地對應于活塞沖 程的增加，以便獲得相同的位移，但因為提供了左功率傳遞布置22和右功率傳遞布置 24,所以每一活塞120和154的沖程近似為僅提供單個活塞情況下所需沖程的一半。由 于例如左活塞120的相對短的沖程長度，因此其可以每分鐘較髙的轉(zhuǎn)數(shù)運行且產(chǎn)生比僅 提供單個活塞的布置中更多的功率。
可在圖9A到9G的部分功率操作中更有效地提取通過左活塞120與右活塞154之 間的面對關系而包含的額外熱量。在例如此情形的所有低熱量損失發(fā)動機中，通過活塞 傳遞到傳動系的能量連同排氣循環(huán)中氣體排放的能量損失一起超過燃料能量的65%,較 優(yōu)選超過70%且更優(yōu)選超過75% 。
參看圖9E到9G應特別注意的是，內(nèi)部體積170內(nèi)的氣體膨脹到其最大狀態(tài)。如 先前提到，內(nèi)部體積170內(nèi)的氣體的膨脹引起氣體的冷卻。最大膨脹因此導致內(nèi)部體積 170中的氣體的最大冷卻以及從氣體的最大熱量提取。當氣體排放時，其與不具有可變 壓縮且以部分功率運行的布置相比是相對冷的。還應注意，膨脹和壓縮是不對稱的，類 似于阿特金森循環(huán)或米勒循環(huán)。通過低熱量損失與不對稱膨脹的組合而產(chǎn)生增效效應。
圖10A說明液壓系統(tǒng)208，其用于提供油壓狹槽70內(nèi)的變化量的高壓力，使得套 筒閥54將空氣入口端口 100保持關閉。如圖10A中進一步可見，圖6的第二從動件188 通過液壓連接系統(tǒng)210連接到油壓狹槽68。液壓連接系統(tǒng)210確保第二從動件188的平 移引起套筒閥54的相應平移。
液壓系統(tǒng)208包含閥壓力氣缸212、閥壓力活塞214以及閥回動彈簧216。閥壓力 氣缸212和閥壓力活塞214聯(lián)合形成閥壓力儲集器218，其中閥壓力活塞214形成閥壓 力儲集器218的側(cè)件。閥回動彈簧216抵靠閥壓力活塞214而定位于閥壓力儲集器218 的外部。
液壓系統(tǒng)208進一步包含高壓儲集器220。當閥關閉時，高壓儲集器220將油保持 在比閥壓力儲集器218中的壓力高的壓力。
高壓儲集器220和閥壓力儲集器218通過旋轉(zhuǎn)閥222連接到油壓狹槽70。在圖10A 所示的位置，閥222將高壓儲集器220連接到油壓狹槽70，且閥壓力儲集器218從油壓 狹槽70斷開。在此狀態(tài)中，特定來說由于活塞摩擦而防止套筒閥54移動以防打開空氣 入口端口 100。在圖10B中，閥222旋轉(zhuǎn)以使得其將閥壓力儲集器218連接到油壓狹槽70,且將 高壓儲集器220從油壓狹槽70斷開。由于閥壓力儲集器218中與高壓儲集器220相比 的較低壓力，因此允許套筒閥54打開空氣入口端口 100。第二從動件188因此移動到套 筒閥54打開空氣入口端口 100的位置中。套筒閥54的移動引起袖抵抗彈簧216產(chǎn)生的 力而流出油壓狹槽70，通過閥222進入閥壓力儲集器218。能量儲存在彈簧216中。儲 存在彈簧216中的能量使一些油移動回到油壓狹槽70內(nèi)。油向油壓狹槽70內(nèi)以及通過 槽68向外的流動在表面82與80之間產(chǎn)生壓力差，其引起套筒閥54關閉空氣入口端口 100。當在圖IOA與10B的配置之間移動時，儲集器220的油沒有完成任何動作，因為 閥222僅在套筒閥54關閉時被致動以向高壓儲集器220開放。以此方式，沒有油需要 流動，而壓力仍較高。
圖11展示形成圖1的發(fā)動機的部分的控制系統(tǒng)，其包含燃燒室大小改變架146、閥 控制架180、燃燒室大小改變致動器230、閥控制致動器232、爆震傳感器234以及計算 機系統(tǒng)236。
爆震傳感器234連接到圖1所示的主體12，且可檢測由于過度壓縮引起的提前點火。 計算機系統(tǒng)236連接到爆震傳感器234使得爆震傳感器234向計算機系統(tǒng)236提供指示 提前點火或沒有提前點火的信號。
計算機系統(tǒng)236具有處理器和存儲器。 一組指令和數(shù)據(jù)圖存儲在存儲器中。該組指 令可由處理器執(zhí)行，使得處理器可提供選定的輸出。該組指令還與數(shù)據(jù)文件交互以改變 來自計算機系統(tǒng)236的響應。
燃燒室大小改變致動器230和閥控制致動器232分別安裝到燃燒室大小改變架146 和閥控制架180。致動器230和232連接到計算機系統(tǒng)236且在計算機系統(tǒng)236的控制 下。計算機系統(tǒng)236基于爆震傳感器234檢測到的提前點火來控制致動器230和232。 特定來說，如果爆震傳感器234檢測到提前點火，計算機系統(tǒng)236就調(diào)整數(shù)據(jù)圖。計算 機系統(tǒng)236利用數(shù)據(jù)圖來操作燃燒室大小改變致動器230以使得燃燒室大小改變架146 移動而增加形成內(nèi)部體積的發(fā)動機內(nèi)體積的最小大小。內(nèi)部體積大小的增加導致壓縮比 的相應降低。
燃燒室大小改變架146因此用于減小形成內(nèi)部體積170的體積的大小(如參看圖9A 到9G論述)以減小提前點火事件中的壓縮比的雙重目的。基于提前點火改變壓縮比的 特征是有用的，因為其允許使用不同的燃料類型。如果例如進行從高辛烷燃料到低辛烷 燃料的轉(zhuǎn)換，那么爆震傳感器234將檢測到提前點火，且壓縮比將由燃燒室大小改變架 146減小。計算機系統(tǒng)236接收來自額外傳感器238的輸入，且還使其響應基于額外傳感器238。額外傳感器238可例如為用于檢測發(fā)動機負載、發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)、空氣溫 度、水溫、油溫度、燃料溫度、高度等的傳感器。系統(tǒng)還允許使用例如甲垸、丙烷、乙 醇、氫或其它揮發(fā)性可燃燃料的替代燃料。
對上述實施例的一種變化是具有機械閥操作而不是主要參看圖2描述的液壓閥操 作。在機械閥操作系統(tǒng)中，叉可例如直接連接到套筒閥，且所述叉可隨例如圖6的闊控 制系統(tǒng)174的闊控制系統(tǒng)一起移動。
在替代實施例中，也可用機械保持關閉系統(tǒng)代替圖10A和10B的液壓保持關閉系 統(tǒng)208。在機械保持關閉系統(tǒng)中，彈簧可定位在右鑄件32內(nèi)，且對連接到例如套筒閥 54的套筒閥的凸緣作用。
已經(jīng)開發(fā)鏈條和齒帶傳動，其比例如圖1的齒輪134、 136、 138和140之間的齒輪 嚙合更有效地傳遞功率。使用例如鏈條或齒帶的閉合環(huán)路伸長部件的挑戰(zhàn)在于使其保持 適當?shù)乩o。圖12A和12B說明可替代圖1的燃燒室大小改變機構26使用的燃燒室大 小改變機構250的組件。兩個曲柄軸126和160彼此連接，其中四個連桿呈平行四邊形 機構彼此連接。由連桿252形成的平行四邊形機構具有位于夾角處的樞軸點254以及位 于夾角處的樞軸點256。樞軸點256與曲柄軸的軸承區(qū)段126和160重合。
相應的惰輪輥或齒輪260連接于樞軸點254和256中的相應一者處。形成為閉合環(huán) 路的柔性伸長部件262從惰輪輥或齒輪260中的一者依序行進到下一者。柔性伸長部件 262可例如為鏈條或齒帶。惰輪輥或齒輪260全部具有相同直徑，使得從惰輪輥260中 的一者延伸到下一者的伸長部件262的區(qū)段總是具有與連桿252之一相同的長度。從圖 12A所示的布置到圖12B所示的布置的平行四邊形改變將引起伸長部件262在樞軸點 254之一處與惰輪輥260之一接觸的弧的減小以及伸長部件262在樞軸點256之一與惰 輪輥260之一接觸的弧的相應增加。伸長部件262因此總是保持完全拉緊。另外且更重 要的是，用于拉緊伸長部件262的機構確保兩個曲柄軸在其移動靠近和遠離時保持在相 同的相對相位中。
在一個實例性發(fā)動機配置中，最小曲柄軸間距是16英寸，且最大間距是17英寸。 將連桿252選擇為大約9英寸長將引起惰輪輥或齒輪260的間距在曲柄軸彼此最靠近時 大約為相距8英寸，且在曲柄軸彼此間隔17英寸時大約為相距5.5英寸。
因為惰輪齒輪260的運動是圍繞兩個曲柄軸之間的中心線對稱的，所以伸長柔性部 件262的頂部和底部區(qū)段位移相同的量，從而使移動的曲柄軸和固定的曲柄軸處在相同 的相對旋轉(zhuǎn)角度。重要的是將連桿252保持為相同長度且惰輪齒輪或輥260保持為相同 直徑，使得在每一對惰輪齒輪或輥260之間總是存在相同量的鏈條?？赡鼙匦桀~外的惰輪輥或齒輪來占據(jù)固定曲柄軸附近的伸長部件262中的非常小量 的帶或鏈條公差。此額外的惰輪輥或齒輪將用于考慮伸長部件262中的制造公差和磨損 (如果伸長部件262是鏈條)或伸長部件262中的拉伸(如果伸長部件262是帶)。
圖13A和13B說明根據(jù)本發(fā)明又一實施例的燃燒室大小改變機構270的組件。機 構270包含四個輥或齒輪272、 274、 276和278、伸長部件280以及兩個傳感器282和 284。傳感器282和控制器用于使機構270保持簡單。伸長部件280在輥或齒輪272和 274上形成閉合環(huán)路。軸承部分126和160可被相對于彼此加以調(diào)節(jié)。惰輪輥或齒輪276 具有任意大小且安裝在致動器286上。
致動器286的位置由計算機控制。傳感器282和284檢測軸承區(qū)段126和160的角 度，且將角度作為反饋提供到計算機。計算機基于傳感器282與284測得的角度之間的 差來調(diào)節(jié)致動器286。
在軸承區(qū)段160在壓縮比改變期間開始相對于軸承區(qū)段126不同相時，致動器286 移動惰輪輥或齒輪276。惰輪輥或齒輪276的移動相對于閉合環(huán)路的另一側(cè)增加或減小 伸長部件280在閉合環(huán)路的一側(cè)上的長度。對伸長部件280的此調(diào)節(jié)將軸承區(qū)段126和 160帶入相對于彼此的所需相位角。使用用以保持伸長部件280拉緊的彈簧288、空氣 或液壓力通過惰輪輥或齒輪278而以正常方式拉緊伸長部件280的另一側(cè)。
圖12A和12B以及圖13A和13B的系統(tǒng)的優(yōu)點在于，對應于軸承區(qū)段126和160 的曲柄軸可保持準確同相以確保發(fā)動機的振動水平將保持最小。當曲柄軸同相時，系統(tǒng) 是自然平衡的。圖12A和12B以及圖13A和13B的機構的額外優(yōu)點在于，其允許曲柄 軸的移動的較多任意運動。此額外的曲柄軸運動控制的靈活性允許實現(xiàn)簡單得多的機構 以及用于將其固定的更具剛性的結(jié)構。
在圖2的布置中，O形環(huán)300定位在位于油路界定件52—端的內(nèi)部凹槽內(nèi)。O形 環(huán)300具有與凹槽密封的外部的前表面和后表面。0形環(huán)300的內(nèi)表面抵靠套筒部分76 的外表面而定位。套筒部分76可相對于O形環(huán)300滑動。O形環(huán)300防止入口凹槽64 內(nèi)的油通過套筒部分76的外表面進入空氣入口端口 100。隨著時間過去，O形環(huán)300 可能開始磨損，在此情況下油將通過空氣入口端口 IOO進入燃燒室，這可導致發(fā)動機的 過量發(fā)煙。
圖14說明類似于圖2布置的布置，不同的是在圖14的布置中沒有提供圖2布置的 O形環(huán)300和油入口端口。而是提供柔性波紋管密封件302。密封件302具有前端304 和后端306。前端304安裝到套筒部分76的末端且以往復方式隨套筒部分76 —起移動。 后端306安裝到殼體32且在套筒部分76移動時與隨殼體32 —起保持靜止。由于在前部304與后部306之間密封件302的交替波紋管形狀，因此密封件302具有充分柔性以 允許前端304相對于后端306的相對移動。密封件302也可具有有助于關閉套筒部分76 的彈簧常數(shù)。
密封件302的內(nèi)表面與端表面102共同界定油出口端口 308。流過套筒部分76的外 表面的油進入油出口端口 308。油隨后經(jīng)冷卻并重新循環(huán)進入油入口端口 310。此密封 件302因此防止油進入燃燒室。
密封件302的外表面與側(cè)表面94共同界定空氣入口端口 100。密封件302因此不防 止空氣通過空氣入口端口 100流入燃燒室。
應進一步注意的是在套筒部分76的一端處提供唇緣312。唇緣312在面對活塞154 的一側(cè)且因此在與中心連接件34相反的一側(cè)上具有錐形內(nèi)表面。當在套筒部分76處于 關閉位置的情況下活塞154壓縮燃燒室內(nèi)的空氣時，在唇緣312的內(nèi)表面與外表面之間 產(chǎn)生正壓力差。正壓力差進一步有助于保持唇緣312抵靠中心連接件34而關閉。活塞 154具有帶有錐形邊緣322的前表面320。錐形邊緣322具有與唇緣312的內(nèi)表面的形 狀互補的形狀，使得唇緣312不會阻擋活塞154的移動。
盡管描述了波紋管型密封件302，但應了解可替代波紋管型密封件使用另一類型的 柔性密封件。例如可使用錐型彈簧布置作為密封件，或可將此類錐型密封件布置中的兩 者或兩者以上以背靠背方式堆疊在彼此之上。還可能由鋼或可耐受發(fā)動機熱應力的另一 種金屬來形成膜片。
盡管已在附圖中描述和展示了某些示范性實施例，但應了解此類實施例僅是說明性 的且不限制本發(fā)明，且本發(fā)明不限于所展示和描述的具體構造和布置，因為所屬領域的 技術人員可能進行修改。所描述的技術中的一些技術可例如應用于旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機、僅具 有單個曲柄軸的發(fā)動機、具有提升閥的發(fā)動機、具有電控閥致動的發(fā)動機、具有燃料與 空氣的外部混合的發(fā)動機、具有一個以上連接到一個曲柄軸的活塞的發(fā)動機等等。
權利要求
1. 一種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定彼此連通的第一和第二氣缸；第一和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；第一和第二傳動軸，其每一者具有經(jīng)安裝以用于在穿過所述主體的相應傳動軸軸線上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的偏置曲拐區(qū)段相連接且所述第二活塞和所述第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述第一和第二活塞的往復移動在最小與最大大小之間增加和減小所述內(nèi)部體積的大小，并引起所述第一和第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)部體積的最小大小可在用于較大功率傳遞的較大大小與用于較小功率傳遞的較小大小之間調(diào)節(jié)；以及至少一個閥，其安裝到所述主體以分別打開和關閉所述端口并分別允許和限制至少空氣流入所述內(nèi)部體積，所述閥可操作以允許在所述活塞的一個循環(huán)的所述較大功率傳遞期間增多量的空氣進入所述內(nèi)部體積，且在所述活塞的一個循環(huán)的所述較小功率傳遞期間減少量的燃料進入所述內(nèi)部體積。
2. 根據(jù)權利要求l所述的內(nèi)燃機，其進一步包括燃燒室大小改變機構，其調(diào)節(jié)所述第二傳動軸的所述軸承區(qū)段相對于所述主體的 位置。
3. 根據(jù)權利要求2所述的內(nèi)燃機，其中所述燃燒室大小改變機構使所述傳動軸的旋轉(zhuǎn) 相對于彼此同步。
4. 根據(jù)權利要求3所述的內(nèi)燃機，其中所述燃燒室大小改變機構包含第一、第二、 第三和第四齒輪的齒輪系，所述第一和第四齒輪分別安裝到所述第一和第二傳動 軸，使得所述第一和第四齒輪與所述第一和第二傳動軸一起分別圍繞所述第一和第 二傳動軸軸線旋轉(zhuǎn)；以及燃燒室大小改變架，其連接到所述第二傳動軸，所述架可 移動以使所述第二傳動軸軸線圍繞所述第三齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機，其進一步包括閥控制系統(tǒng)，所述閥控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)進 入所述內(nèi)部體積的空氣量，針對所述較大功率傳遞提供較多空氣，且針對所述較小功率傳遞提供較少空氣，所述閥控制系統(tǒng)還在所述較大功率傳遞與所述較小功率傳 遞之間相對于所述第一傳動軸的相位而轉(zhuǎn)變正傳遞到所述內(nèi)部體積的空氣的相。
6. 根據(jù)權利要求5所述的內(nèi)燃機，其中所述閥控制系統(tǒng)包含支撐結(jié)構；架，其經(jīng)安裝以用于向所述支撐結(jié)構移動；凸輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述架且具有外凸輪表面；第一從動件，其由所述支撐結(jié)構固定，所述第一從動件具有抵靠所述凸輪表面的 端表面，使得所述凸輪的旋轉(zhuǎn)引起所述第一從動件的平移，所述第一從動件具有側(cè) 凸輪表面；以及第二從動件，其具有抵靠所述側(cè)凸輪表面的從動表面，使得所述第一從動件的平 移引起所述第二從動件的移動。
7. 根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機，其進一步包括套筒閥，所述套筒閥至少部分地圍繞 所述第一活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒閥關閉所述端口的第二 位置之間移動。
8. 根據(jù)權利要求7所述的內(nèi)燃機，其中所述套筒閥在所述端口打開的所述第一位置與 所述套筒閥關閉所述端口的所述第二位置之間在主要線性的往復路徑中移動。
9. 根據(jù)權利要求7所述的內(nèi)燃機，其中所述端口具有帶有座的嘴，且所述套筒閥具有 相對于所述套筒閥行進的方向成不為零度的角度的表面，所述端表面與所述座嚙合 以關閉所述端口。
10. 根據(jù)權利要求7所述的內(nèi)燃機，其進一步包括閥冷卻件，所述閥冷卻件連同所述套 筒閥的外表面一起界定閥冷卻通路，閥冷卻流體可流經(jīng)所述閥冷卻通路以冷卻所述 套筒閥。
11. 一種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定彼此連通的第一和第二氣缸；第一和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸 的壁界定內(nèi)部體積；所述主體中的至少第一和第二端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以 及廢氣排出所述內(nèi)部體積；第一和第二套筒閥，其分別至少部分地圍繞所述第一和第二活塞，所述第一套筒 閥可在所述第一端口打開的第一位置與所述第一套筒閥關閉所述第一端口的第二 位置之間移動，且所述第二套筒閥可在所述第二端口打開的第一位置與所述第二套筒閥關閉所述第二端口的第二位置之間移動；以及第一和第二傳動軸，其每一者具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的所述軸承區(qū)段相連接以使得 所述第一活塞的往復移動引起所述第一傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞第一傳動 軸軸線的移動，且所述第二活塞和所述第二傳動軸的所述軸承區(qū)段相連接以使得所 述第二活塞的往復移動引起所述第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞第二傳動軸 軸線的移動。
12. —種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定第一和第二氣缸；第一和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；以及第一和第二傳動軸，其每一者具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的偏置曲拐區(qū)段相連接且所述 第二活塞和所述第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述第一和第二活塞 的往復移動引起所述第一和第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段分別圍繞所述第一和 第二軸承區(qū)段的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)，可調(diào)節(jié)所述傳動軸軸線之間的距離以調(diào)節(jié)所述 內(nèi)部體積的最小大小。
13. —種閥控制系統(tǒng)，其包括支撐結(jié)構；閥控制架，其經(jīng)安裝以用于向所述支撐結(jié)構移動； 凸輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述架且具有外凸輪表面；第一從動件，其由所述支撐結(jié)構固定，所述第一從動件具有抵靠所述凸輪表面的 端表面，使得所述凸輪的旋轉(zhuǎn)引起所述第一從動件的平移，所述第一從動件具有側(cè) 凸輪表面；以及第二從動件，其具有抵靠所述側(cè)凸輪表面的從動表面，使得所述第一從動件的平 移引起所述第二從動件的移動。
14. 一種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；套筒閥，其至少部分地圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒 閥關閉所述端口的第二位置之間在主要線性的往復路徑中移動；以及 傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段， 所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引 起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
15. —種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積； 所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；套筒閥，其至少部分地圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒 閥關閉所述端口的第二位置之間移動油路界定件，其鄰近于所述套筒閥，所述油路界定件和所述套筒閥的表面界定油 通路；油入口端口，其穿過所述主體進入所述通路； 油出口端口，其從所述油通路穿過所述主體；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞 和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動 軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
16. —種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積，所述端口具有帶有座的嘴；套筒閥，其至少部分地圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒 閥關閉所述端口的第二位置之間移動，所述套筒閥具有相對于所述套筒閥行進的方 向成不為零度的角度的端表面，所述端表面與所述座嚙合以關閉所述端口；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞 和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
17. —種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸、燃料供應腔，以及將所述燃料供應腔連接到所述氣缸的燃料 出口端口；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積； 所述主體中的至少一個空氣入口端口，其用以允許空氣進入所述內(nèi)部體積； 閥，其可在所述空氣入口端口與燃料出口端口打開的第一位置與所述閥關閉所述 空氣入口端口和燃料出口端口的第二位置之間移動；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞 和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動 軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
18. —種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸，活塞被保持在所述氣缸中以使得所述氣缸的壁和所述活塞的 表面界定內(nèi)部體積；所述主體中的至少一個端口 ，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞 和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動 軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)；閥，其可在所述端口打開的第一位置與所述閥關閉所述端口的第二位置之間移 動；連接到所述套筒閥的組件，所述組件具有表面，當向所述表面施加壓力時所述表 面將所述閥移動到所述第二位置； 閥壓力儲集器，其具有側(cè)件；彈簧，其連接到所述側(cè)件且作用于所述側(cè)件以維持所述閥壓力儲集器內(nèi)的升高壓 力；高壓儲集器，其含有處于比所述閥壓力儲集器高的壓力的流體；以及閥，其可在其中所述高壓儲集器連接到所述表面且所述閥壓力儲集器從所述表面斷開的第一位置與其中所述高壓儲集器從所述表面斷開且所述閥壓力儲集器連接到所述表面的第二位置之間移動。
19. 一種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積； 所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；傳動軸，其具有經(jīng)安裝以用于在傳動軸軸線上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且具有偏置曲拐區(qū) 段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動在 最小與最大大小之間增加和減小所述內(nèi)部體積的大小，并引起所述傳動軸的所述偏 置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)；爆震傳感器，其用以檢測所述內(nèi)部體積內(nèi)的提前點火；以及反饋系統(tǒng)，其基于所述爆震傳感器檢測到的提前點火來調(diào)節(jié)所述內(nèi)部體積的所述 最小大小。
20. —種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積； 所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；傳動軸，其具有經(jīng)安裝以用于在傳動軸軸線上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且具有偏置曲拐區(qū) 段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動在 最小與最大大小之間增加和減小所述內(nèi)部體積的大小，并引起所述傳動軸的所述偏 置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)；第一和第二火花塞，其分別具有第一和第二電極；以及點火系統(tǒng)，其連接在所述第一與第二電極之間，所述點火系統(tǒng)在所述第一電極上 提供正電壓且在所述第二電極上提供負電壓，使得在所述第一與第二電極之間產(chǎn)生 電壓差以在所述內(nèi)部體積內(nèi)產(chǎn)生火花。
21. —種內(nèi)燃機，其包括主體，其界定氣缸；至少一個活塞，所述至少一個活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積； 所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣 排出所述內(nèi)部體積；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞 和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復移動引起所述傳動 軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)，其中在所述至少一個活塞的進氣沖程期間，所述至少一個閥在第一預選定長度的 所述進氣沖程中保持打開以允許空氣進入所述燃燒室，且在所述至少一個活塞的膨 脹沖程期間，所述至少一個閥在第二長度的所述膨脹沖程中將所述燃燒室保持實質(zhì) 上關閉，所述第二長度大于所述第一長度，且其中通過所述至少一個活塞傳遞到傳 動系的能量連同所述至少一個活塞的排氣循環(huán)中的能量損失一起大于所述氣缸中 所述燃料的能量的65%。
全文摘要
提供一種內(nèi)燃機。面對的活塞消除了氣缸蓋，進而減少通過氣缸蓋的熱量損失。面對的活塞還使一個活塞提供相同的壓縮比所需的沖程減半，且發(fā)動機因此可以每分鐘較高的轉(zhuǎn)數(shù)運行并產(chǎn)生較多功率。出于空間和其它考慮而提供內(nèi)部套筒閥。燃燒室大小改變機構允許調(diào)節(jié)內(nèi)部體積的最小大小以增加部分功率操作下的效率。使用可變進氣閥操作來控制發(fā)動機功率。
文檔編號F01M1/02GK101427012SQ200780013940
公開日2009年5月6日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權日2006年4月18日
發(fā)明者詹姆斯·M·克利維斯 申請人:克利維斯引擎公司