專利名稱：液壓發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)，并且更具體地涉及采用一個或多個活塞及氣缸 的內(nèi)燃機(jī)，該發(fā)動機(jī)能夠應(yīng)用于車輛中并與許多其它應(yīng)用相關(guān)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)在當(dāng)代世界無處不在并用于眾多應(yīng)用領(lǐng)域。內(nèi)燃機(jī)是用于將 動力分配到汽車、螺旋槳飛機(jī)、船和多種其它類型的交通工具以及范圍 從農(nóng)用裝置到割草機(jī)到吹雪機(jī)等的多種類型的電動作業(yè)車的最常見的 發(fā)動機(jī)類型。內(nèi)燃機(jī)還應(yīng)用于包括例如各種類型的泵送機(jī)構(gòu)、電力清洗 系統(tǒng)以及發(fā)電機(jī)之類的無需進(jìn)行移動的多種裝置中。
多年來已經(jīng)設(shè)計并制造出許多不同類型的內(nèi)燃機(jī)。這些發(fā)動機(jī)中最 常見的是在繞曲軸布置的一個或多個相應(yīng)氣缸內(nèi)安裝有一個或多個活 塞的發(fā)動機(jī)，其中活塞通過一個或多個連桿聯(lián)結(jié)到曲軸，從而將活塞的 直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在汽車發(fā)動機(jī)中，通常這種曲軸發(fā)動 機(jī)為"四沖程發(fā)動機(jī)"，其中每個發(fā)動機(jī)活塞反復(fù)運(yùn)動，經(jīng)歷一系列四 個沖程(循環(huán))，即一系列進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程以及排氣沖 程。
盡管這種常規(guī)的、四沖程曲軸發(fā)動機(jī)很普及，并且經(jīng)歷不斷的改進(jìn)， 但是這種發(fā)動機(jī)仍然存在許多局限性。首先，這種發(fā)動機(jī)能夠達(dá)到的燃料效率仍舊有限，由于全世界的礦物燃料的供應(yīng)有限、對礦物燃料的需 求(進(jìn)而導(dǎo)致價格)持續(xù)增長、以及就基于礦物燃料的內(nèi)燃機(jī)對全球環(huán) 境的影響方面的關(guān)注持續(xù)增長，因此這種情況尤為不利。這種發(fā)動機(jī)的 燃料效率有限的原因有多種，其中包括例如這種發(fā)動機(jī)的重量、以及這
種發(fā)動機(jī)經(jīng)常在確實不需要負(fù)載功率時(例如，當(dāng)汽車位于停車燈處時) 以空轉(zhuǎn)的方式頻繁運(yùn)轉(zhuǎn)。制約采用火花塞結(jié)合高辛烷值燃料的這種發(fā)動 機(jī)(而不是柴油機(jī))的燃料效率的另一個因素是，為了在這種發(fā)動機(jī)的 壓縮沖程的過程中，避免不合乎需要的提前點(diǎn)火燃燒事件，將這種發(fā)動
機(jī)被限制為設(shè)計成具有相對適中(例如，9:1或10:1)的壓縮比。
其次，因為在這種發(fā)動機(jī)中，燃燒沖程僅在給定活塞的每四個運(yùn)動 中之一的過程中發(fā)生，所以為了使發(fā)動機(jī)達(dá)到發(fā)動機(jī)(及其曲軸)自然 能夠推進(jìn)到可發(fā)生燃燒事件的相繼位置處的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這種發(fā)動機(jī) 本質(zhì)上需要施加外部輸入力/轉(zhuǎn)矩，以將初始旋轉(zhuǎn)動量傳遞到發(fā)動機(jī)的 曲軸。為此，這種發(fā)動機(jī)通常釆用電驅(qū)動式起動電動機(jī)，該起動電動機(jī) 最初驅(qū)動發(fā)動機(jī)直至發(fā)動機(jī)能夠達(dá)到其自身的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。相關(guān)地， 為了保持這種穩(wěn)定狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，并降低在燃燒事件發(fā)生時及之后由 發(fā)動機(jī)提供的輸出轉(zhuǎn)矩變化的幅度，這種發(fā)動機(jī)通常需要意在將發(fā)動機(jī) 的旋轉(zhuǎn)動量保持在恒定水平的飛輪。
盡管在常規(guī)的四沖程曲軸內(nèi)燃機(jī)中所采用的這種起動機(jī)和飛輪部 件被普遍使用，而且對它們的操作眾所周知，但是將這些裝置包含到這 種發(fā)動機(jī)內(nèi)增加了發(fā)動機(jī)的復(fù)雜性和/或顯著增大了發(fā)動機(jī)的重量(曲 軸的情況相同)，因而會增加發(fā)動機(jī)的設(shè)計或制造成本、增加了維護(hù)或 維修發(fā)動機(jī)的復(fù)雜性、和/或進(jìn)一步降低了發(fā)動機(jī)的燃料效率。此外， 根據(jù)發(fā)動機(jī)的起動機(jī)在起動發(fā)動機(jī)方面的有效程度，對起動機(jī)的需要會 進(jìn)一步阻礙發(fā)動機(jī)的有效(且順暢)的運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，特別是例如在冬季 期間，在操作環(huán)境寒冷時，當(dāng)起動機(jī)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障或因其它原因不能在 短時間內(nèi)起動汽車發(fā)動機(jī)時，尤其會令操作員感到挫敗。
許多其它類型的內(nèi)燃機(jī)同樣存在可能與上述局限性相同、相似或不 同的多種局限性。例如，當(dāng)許多上述的4沖程曲軸內(nèi)燃機(jī)能夠在它們的 發(fā)動機(jī)廢氣排放方面做到相當(dāng)干凈地運(yùn)轉(zhuǎn)時，相比之下許多柴油發(fā)動機(jī) 以及常規(guī)的2沖程曲軸發(fā)動機(jī)至少在某些運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境下不能有效地燃燒 輸送到這些發(fā)動機(jī)的氣缸中的全部燃料，因而排出標(biāo)度相當(dāng)多的不合乎
12要求的廢氣。由于對環(huán)境污染的關(guān)注不斷提高，以及各種政府機(jī)構(gòu)不斷 制定旨在要求將這種發(fā)動機(jī)的廢氣排放限制在多種水平的法律和法規(guī)， 因此這種情況特別成問題。這種曲軸發(fā)動機(jī)仍舊還需要起動機(jī)和飛輪機(jī) 構(gòu)，以使發(fā)動機(jī)能夠起動并正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
盡管大多數(shù)常規(guī)內(nèi)燃機(jī)采用活塞驅(qū)動式曲軸，但是還研發(fā)出了用于 內(nèi)燃機(jī)的其它設(shè)計。已知例如構(gòu)造出一種發(fā)動機(jī)，在該發(fā)動機(jī)中活塞的 直線運(yùn)動不是通過連桿和曲軸、而是通過利用活塞將液壓流體朝響應(yīng)于 接收這些液壓流體來旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)、而在發(fā)動機(jī)輸出端口轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動。但是，甚至是該類型的發(fā)動機(jī)也會存在一些與上述局限性同類型 的局限性。特別地，這種發(fā)動機(jī)的效率通常也受到限制，和/或為了使 發(fā)動機(jī)能夠以穩(wěn)態(tài)方式開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并以這種方式持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這種發(fā)動機(jī) 需要諸如起動機(jī)和/或飛輪等附加部件。
至少因為這些原因，如果能夠研發(fā)出在很大程度上不存在一種或多 種上述局限性的改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)就會很有利。特別地，至少在某些實施方 式中，如果這種改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)能夠以燃料效率高于部分或所有上述常規(guī) 發(fā)動機(jī)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)就會很有利。此外，至少在某些實施方式中，如果可
將這種改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)^:計成以無需一個或多個普遍^^用的部件(例如， 起動機(jī)或飛輪)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)就會很有利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)認(rèn)識到對具有更高燃料效率的改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)的需要。本 發(fā)明還進(jìn)一 步認(rèn)識到能夠以以下多種方式中的任何一種或多種來提高 發(fā)動機(jī)的效率，這些方式包括例如通過增大發(fā)動機(jī)的壓縮比(或作為替 代，膨脹比)、通過在不需要輸出功率時(例如，當(dāng)車輛停住時)減少 發(fā)動機(jī)的燃料消耗。本發(fā)明已經(jīng)另外認(rèn)識到與許多常規(guī)發(fā)動機(jī)的多種部 件的使用相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)，這些部件包括例如曲軸及相關(guān)聯(lián)的部件(例如， 設(shè)計成連結(jié)到曲軸的連桿)、凸輪軸及相關(guān)聯(lián)的氣門機(jī)構(gòu)部件(包括例 如正時鏈、搖臂等)、起動器、飛輪、以及常規(guī)內(nèi)燃機(jī)中普遍采用的多 種其它的發(fā)動機(jī)部件。
基于頭腦中的這些考慮中的一個或多個，本發(fā)明人已經(jīng)設(shè)想出一種 新的發(fā)動機(jī)設(shè)計，該設(shè)計采用具有方向相反的活塞的一對或多對氣缸，其中活塞響應(yīng)于燃燒事件，將液壓流體朝液壓馬達(dá)驅(qū)動，從而將線性的 活塞動能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)能。與常規(guī)發(fā)動機(jī)相比，不是利用呈壓縮沖程形式 的活塞運(yùn)動來獲得燃燒過程所需的壓縮空氣，在這種實施方式中，作為 替代，改為將預(yù)壓縮的空氣從氣缸外部的源供應(yīng)到氣缸。因此，在這種 實施方式中，發(fā)動機(jī)是僅通過活塞執(zhí)行燃燒沖程和排氣沖程的二沖程發(fā) 動機(jī)。
進(jìn)一步參照這種實施方式，通過物理聯(lián)結(jié)每對氣缸的活塞，以形成 整體的活塞組件，并適當(dāng)控制壓縮空氣和燃料到活塞氣缸中的的供應(yīng)以 及那些氣缸內(nèi)的燃燒事件，每對氣缸的活塞的每個運(yùn)動均為由那些活塞 中的一個中的燃燒事件所導(dǎo)致的動力運(yùn)動。因而，在這種發(fā)動機(jī)設(shè)計中， 每個活塞組件總是處于能夠執(zhí)行新的燃燒事件的狀態(tài)中。為此，這種發(fā) 動機(jī)既不需要任何起動器來最初給發(fā)動機(jī)動力，也不需要任何飛輪來確 保發(fā)動機(jī)繼續(xù)前進(jìn)到能夠發(fā)生燃燒事件的后續(xù)位置。更確切地，能夠在 不包括任何起動器或任何飛輪的情況下反復(fù)開啟和關(guān)閉這種發(fā)動機(jī)。
這種特性致使，根據(jù)這種實施方式的改進(jìn)的發(fā)動機(jī)能夠針對多個考 慮中的任意一個或多個獲得更高的燃料效率。首先，這種發(fā)動機(jī)無需具 有任何起動器和/或飛輪，因此能夠比許多常規(guī)發(fā)動機(jī)更輕。此外，因 為能夠在完全不包括任何起動器和/或飛輪的情況下反復(fù)開啟和關(guān)閉發(fā) 動機(jī)，所以當(dāng)不需要輸出功率時，發(fā)動機(jī)無需保持運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，當(dāng)發(fā)動 機(jī)在其內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛在停車燈處停下時)。此外，因為特定的活塞布置，
并且特別是因為發(fā)動機(jī)無需涉及會包括自發(fā)提前點(diǎn)火的燃料/空氣混合 物的壓縮在內(nèi)的任何壓縮沖程，所以較大的壓縮比(或"膨脹比")和 相應(yīng)的燃料效率的改進(jìn)是可能的。另外，因為壓縮沖程未曾在活塞氣缸 內(nèi)執(zhí)行，所以這樣的沖程不會導(dǎo)致相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)動量和能量的損失。
更具體地，在至少某些實施方式中，本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)。該發(fā) 動機(jī)包括第一和第二氣缸，第一和第二氣缸分別具有第一和第二液壓 室、第一和第二燃燒室、以及第一和第二進(jìn)氣門，進(jìn)氣門能夠控制進(jìn)入 到相應(yīng)燃燒室中的流量。該發(fā)動機(jī)還包括分別位于第一和第二氣缸內(nèi)的 第一和第二活塞，第一和第二活塞以使得活塞彼此大致對齊、并相對于
彼此方向相反的方式彼此剛性聯(lián)結(jié)。該發(fā)動機(jī)還包括至少一個液壓鏈 路，液壓鏈路至少間接地將第一和第二液壓室與液壓馬達(dá)連接，以便通 過第一和第二活塞將從第一和第二液壓室驅(qū)動的液壓流體傳送到液壓
14馬達(dá)。發(fā)動機(jī)還包括至少一個壓縮空氣源，壓縮空氣源通過相應(yīng)的進(jìn)氣 門至少間接地連接到第一和第二燃燒室，在燃燒沖程以前，將壓縮空氣 供應(yīng)到燃燒室，由此，由于從至少一個源供應(yīng)壓縮空氣，因此第一和第 二活塞無需為了在燃燒室內(nèi)發(fā)生燃燒事件而執(zhí)行任何壓縮沖程。
另外，在至少有些實施方式中，本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)。該發(fā)動機(jī)
包括設(shè)置在氣缸內(nèi)的第一活塞，其中至少部分通過活塞的表面在氣缸 內(nèi)限定出燃燒室；以及位于氣缸內(nèi)的進(jìn)氣門，它能夠允許通向燃燒室。 發(fā)動機(jī)還包括壓縮空氣源，其中所述源在第一氣缸外部，并通過第一進(jìn) 氣門聯(lián)結(jié)到氣缸，并且第一活塞未曾操作，以便在其內(nèi)壓縮一定量的未 燃盡的燃料/空氣混合物，由此，發(fā)動機(jī)能夠在沒有起動器的情況下運(yùn) 轉(zhuǎn)。
此外，在至少某些實施方式中，本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的方法。 該方法包括(a)提供具有第一和第二氣缸的氣缸組件以及包括第一和 第二活塞的活塞組件，，第一和第二活塞通過剛性結(jié)構(gòu)彼此聯(lián)結(jié)，并分 別設(shè)置第一和第二氣缸內(nèi)，在第一和第二氣缸內(nèi)形成有內(nèi)室和外室，內(nèi) 室沿剛性結(jié)構(gòu)設(shè)置在相應(yīng)活塞的內(nèi)側(cè)，而外室相對于內(nèi)室設(shè)置在相應(yīng)活 塞的外側(cè)，并且將內(nèi)室構(gòu)造成接收液壓流體，而將外室構(gòu)造成接收一定 量的燃料和空氣。該方法還包括(b)使與第一氣缸的外室相關(guān)聯(lián)的第 一排氣門關(guān)閉，并使與第二氣缸的外室相關(guān)聯(lián)的第二排氣門開啟。該方 法還包括(c)使與第一氣缸的外室相關(guān)聯(lián)的第一進(jìn)氣門開啟，以及(d) 一旦開啟第 一進(jìn)氣門，就將壓縮空氣與燃料一起供應(yīng)到第 一氣缸的外室 中。該方法還包括(e)關(guān)閉第一進(jìn)氣門，以及(f)使燃燒事件在第 一氣缸的外室內(nèi)發(fā)生，燃燒事件傾向于以有助于擴(kuò)大第一氣缸的外室的 方式驅(qū)動活塞組件。


圖l是示例性車輛的側(cè)視圖，在該車輛內(nèi)能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明至少 一種實施方式的液壓發(fā)動機(jī)；
圖2是能夠用于圖l的車輛中的根據(jù)本發(fā)明至少一種實施方式的液 壓發(fā)動機(jī)的示意圖3是更詳細(xì)地示出圖2的液壓發(fā)動機(jī)的多個部件的示意圖，特是示出了液壓發(fā)動機(jī)的氣缸/活塞之間的多個相互關(guān)連的液壓和物理鏈
路；
圖4是能夠用在圖2和圖3的液壓發(fā)動機(jī)內(nèi)的組件的截面圖，該組 件包括一對相對定向的氣缸、 一對能夠在那些氣缸內(nèi)運(yùn)動的互相連接的 活塞以及相關(guān)聯(lián)的液壓閥；
圖5A是圖4的組件的特定部分的局部截面的、局部剖視側(cè)視圖， 比圖4更詳細(xì)地示出了組件的具體部件；
圖5B是圖4中示出的氣缸(包括設(shè)置在其中的活塞)之一的局部 截面的局部剖視側(cè)視圖(局部示意性側(cè)視圖)，具體地示例性氣缸蓋和 與氣缸蓋相關(guān)聯(lián)的某些部件，這些部件包括加壓導(dǎo)入模塊、進(jìn)氣門和排 氣門、燃料噴射器(如圖2所示)、以及用來致動氣門的其它部件；
圖6A至圖6D分別以簡單示意的形式示出能夠用于圖2至圖5B的 液壓發(fā)動機(jī)內(nèi)的組件，該組件包括一對相對定向的氣缸、 一對能夠在那 些氣缸內(nèi)運(yùn)動的互相連接的活塞和相關(guān)聯(lián)的液壓閥、以及其它部件，其 中將這些部件中的某些示出為分別處于第一、第二、第三以及第四位置 中；
圖7是流程圖，其示出了圖2和圖3的液壓發(fā)動機(jī)的部件在將圖6A 至圖6D的互相連接的活塞往復(fù)運(yùn)動到在這些圖中示出的位置時所執(zhí)行 的步驟順序；
圖8至圖ll是正時圖，其示出了在改變例如圖4和圖6A-6D的那 些對互相連接的活塞的位置的情況下，圖2的液壓發(fā)動機(jī)的四種不同的 運(yùn)轉(zhuǎn)方式；
圖12是示出電控電路與圖2至圖6D的發(fā)動機(jī)的各種部件之間的示 例性的互相連接的示意圖13是示出電控電路在監(jiān)視并控制圖2至圖6D的發(fā)動機(jī)的各種部 件的示例性操作步驟的流程圖；以及
圖14是示意圖，其更詳細(xì)地示出了圖2的液壓發(fā)動機(jī)的替代實施 方式的多個部件，其中發(fā)動機(jī)具有再生制動性能。

參考圖1，示出了示例性車輛2，在該示例性車輛內(nèi)可實施根據(jù)本發(fā)明 的一個示例性實施方式的發(fā)動機(jī)4 (以虛線示出)。圖1的車輛2特別地示 出為汽車，該汽車能夠承載包括駕駛員在內(nèi)的一個或多個人，并且具有四 個車輪/輪胎6，所述四個車輪/輪胎6相對于車輛在其上行駛的路面或其它 表面支承車輛。雖然圖l示出一個示例性實施方式，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明 可應(yīng)用于多種不同類型的車輛(例如，汽車、轎車、卡車、摩托車、全地 形車輛(ATV)、多用途車輛、船、飛機(jī)、水上飛船、施工車輛、農(nóng)用車 輛、可乘騎剪草機(jī)等等)以及無需運(yùn)輸人的其它裝置(例如，手推割草機(jī)、 吹雪機(jī)、泵送裝置、發(fā)電機(jī)等等)，這些裝置需要一個或多個發(fā)動機(jī)或使 用一個或多個發(fā)動機(jī)進(jìn)行^Mt，所述發(fā)動機(jī)基于一種或多種不同類型的燃 料進(jìn)行操作，所述燃料諸如汽油、柴油、生物燃料、氫燃料和多種其它類 型的燃料。實際上，本發(fā)明通?？蓱?yīng)用于內(nèi)燃機(jī)，而不管是否將內(nèi)燃機(jī)用 在車輛中，且不管使用發(fā)動機(jī)的目的。
參考圖2，以示意的形式示出發(fā)動機(jī)4的各種部件。如將在下面更詳 細(xì)地描述的那樣，發(fā)動機(jī)4具有在本質(zhì)上主要(雖然不是完全)為液壓的 設(shè)計。更具體地，如所示，發(fā)動機(jī)4在本實施方式中包括第一組活塞氣缸 8，所述第一組活塞氣缸8分別包括第一氣缸10、第二氣釭12、第三氣缸 14和第四氣缸16。如將在下面參考圖3進(jìn)一步描述的那樣，第一組氣缸8 彼此物理聯(lián)結(jié)，且彼此液壓聯(lián)結(jié)并且如通過鏈路20 f4i性地表示的那樣 與液壓輪轂式馬達(dá)18聯(lián)結(jié)。基于從氣釭液壓傳送到液壓輪轂式馬達(dá)18的 動力，液壓輪轂式馬達(dá)18能夠直接導(dǎo)致車輛2的車輪/輪胎6中的一個或 可能多于一個的運(yùn)動，或者在不涉及車輛的替代實施方式中能夠以其它方 式輸出旋轉(zhuǎn)動力。
此外，如所示，氣缸IO、 12、 14和16中的每個包括^^數(shù)個附加部 件的相應(yīng)的燃燒室22。更具體地，所i^目應(yīng)的燃燒室22中的每個^相 應(yīng)的點(diǎn)火裝置24，所述點(diǎn)火裝置24能夠被控制以向燃燒室提供火花。而 且，所^f目應(yīng)的燃燒室22中的每個^相應(yīng)的進(jìn)氣門26和相應(yīng)的排氣門 28。每個相應(yīng)的進(jìn)氣門26還聯(lián)結(jié)到相應(yīng)的加壓導(dǎo)入模塊30,而加壓導(dǎo)入 模塊30又聯(lián)結(jié)到相應(yīng)的燃料噴射器32。如將在下面進(jìn)一步描述的那樣， 點(diǎn)火裝置24、進(jìn)氣門26和排氣門28、導(dǎo)入模塊30和燃料噴射器32通常 安裝在氣釭的蓋部內(nèi)。本實施方式中的進(jìn)氣門26和排氣門28是電控氣動電磁閥，并且根據(jù)實施方式可以更具體地為3通常開的電磁閥或4通閥。 部件8-32通?？梢员徽J(rèn)為構(gòu)成如虛線框34表示的發(fā)動機(jī)4的核心或主要 部分。
如下面參考圖12進(jìn)一步描述的那樣，并且如圖2中UiE性地示出的那 樣，發(fā)動機(jī)4也包括電控電路116，該電控電路116管理各個燃料噴射器 32、進(jìn)氣門26、排氣門28和點(diǎn)火裝置24的操作的正時。電控電路116可 根據(jù)實施方式而釆取多種形式，包括例如微處理器之類的一個或多個電控 器或控制裝置，或者例如可編程邏輯裝置(PLD)之類的多種其它控制裝 置，或者甚至是離散邏輯裝置和/或硬連線的電路。如在圖12中更清楚地 示出的那樣，電控電路116通過專用有線M或者可能其它通信鏈路(例 如，無線通信鏈路)與燃料噴射器32、氣門26、 28和點(diǎn)火裝置24(以及 附加部件)通信，通過這些^，電控電路能夠?qū)⒖刂菩盘柼峁┑侥切┎?件和/或接收來自那些部件的可用于監(jiān)視目的或其它的信號。在至少某些實 施方式中，甚至可能的是，電控電路116遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)4的其余部分定位， 并且通過包括因特網(wǎng)類型的網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的無線或甚至(特別地，如果發(fā)動機(jī) 是靜止的)有線網(wǎng)絡(luò)與發(fā)動機(jī)4的其余部分通信。
在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，如由電控電路116控制的那樣，加壓導(dǎo)入模 塊30接收來自它們相應(yīng)的燃料噴射器32 (將燃料噴射器32定位成，將燃 料導(dǎo)入到直接位于進(jìn)氣門后方的空氣導(dǎo)入模塊中)的燃料并且也接收加壓 空氣，這一點(diǎn)在下面進(jìn)行進(jìn)一步描述。燃料噴射脈沖可在其長度上有變化， 例如，從大約l-2ms的脈沖變化到高達(dá)25ms的脈沖(燃料噴射脈沖通常 處于比壓縮空氣壓高的壓力下)。而控制與相應(yīng)的加壓導(dǎo)入模塊30相關(guān)聯(lián) 的相應(yīng)的進(jìn)氣門26，以使得所得到的燃料/空氣混合物能夠前進(jìn)到相應(yīng)氣 缸10、 12、 14和16的相應(yīng)燃燒室22中。具體地，在已將這種燃料/空氣 混合物已經(jīng)加入到燃燒室之后，一_9^目應(yīng)的點(diǎn)火裝置24發(fā)出火花，就 在燃燒室22中發(fā)生燃燒事件(不大可能或不可能在點(diǎn)火事件之前提前點(diǎn) 火)。發(fā)生在燃燒室22中的燃燒事件導(dǎo)致活塞在活塞氣缸10、 12、 14和 16中的運(yùn)動，而活塞的運(yùn)動(由于液壓/物理銜洛20)又導(dǎo)致將液壓動力 傳送到液壓輪轂式馬達(dá)18。在相應(yīng)的氣缸10-16中發(fā)生燃燒事件之后，廢 氣通it^目應(yīng)的排氣門28排出相應(yīng)的燃燒室22，所i^目應(yīng)的排氣門28也由 電控電路116控制。
仍然參考圖2，除了發(fā)動機(jī)4的主要部分34的部件之外，發(fā)動機(jī)還包括其它部件。這些部件中的數(shù)個管理加壓空氣向加壓導(dǎo)入模塊30的供應(yīng) 以及燃料向燃料噴射器32的供應(yīng)。這些部件中有空氣罐36 (該空氣罐36 在本實施方式中是半加侖空氣罐)、主空氣壓縮機(jī)38、電動空氣壓縮機(jī)40、 電池42 (該電池42可以是例如12伏電池，或者可能是諸如24伏的電池 之類的更高電壓的電池)、輔助動力單元44和氣動燃料泵54 (或者，也可 以使用電池驅(qū)動的或液壓驅(qū)動的燃料泵)。如所示，空氣罐36聯(lián)結(jié)到主空 氣壓縮機(jī)38和電動空氣壓縮機(jī)40中的每個，主空氣壓縮機(jī)38和電動空 氣壓縮機(jī)40中的每個可確定空氣罐內(nèi)的氣壓(雖然電動空氣壓縮機(jī)通常 僅用于主空氣壓縮機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)的少數(shù)情況下)。主空氣壓縮機(jī)38聯(lián)結(jié)到輔 助動力單元44且由輔助動力單元44驅(qū)動，而電動空氣壓縮機(jī)40聯(lián)結(jié)到 電池42且由電池42驅(qū)動。根據(jù)實施方式，輔助動力單元44(通itJL電機(jī)) 也可對電池42進(jìn)行充電和/或IMt車輛2的空調(diào)系統(tǒng)，和/或向車輛的多種 其它電力操作的部件/系統(tǒng)(例如，無線電接收裝置、動力可調(diào)節(jié)座位、動 力可調(diào)節(jié)窗等等)中的任意幾個提供電力。
輔助動力單元44包括輔助動力單元液壓馬ii/飛輪46和第二組氣缸 48，該第二組氣釭48相應(yīng)地包括第一附加氣釭50和第二附加氣釭52。氣 缸50和52彼此物理聯(lián)結(jié)，彼此';^聯(lián)結(jié)且如通過^ 57 ^4iE性地表示 的那樣與輔助動力單元液壓馬i^/飛輪46液壓聯(lián)結(jié)。與第一組氣缸8中的 每個的情況一樣，附加氣缸50和52中的每個包括相應(yīng)的燃燒室22，所述 每個燃燒室22與每個相應(yīng)的點(diǎn)火裝置24、相應(yīng)的進(jìn)氣門26和相應(yīng)的排氣 門28連通。此外，相應(yīng)的氣缸50和52的相應(yīng)的進(jìn)氣門26中的每個聯(lián)結(jié) 到相應(yīng)的加壓導(dǎo)入模塊30，而加壓導(dǎo)入模塊30又聯(lián)結(jié)到相應(yīng)的燃料噴射 器32。而且，燃料噴射器32、氣門28、 26和點(diǎn)火裝置24中的每個由電 控電路116控制。
另外，如所示，通過鏈路56向與第一組氣缸8和第二組氣釭48中的 每個氣缸相關(guān)聯(lián)的加壓導(dǎo)入模塊30供應(yīng)來自空氣罐36的加壓空氣。此外， 氣動燃料泵54也通過鏈路56接收來自空氣罐36的加壓空氣并且由所述 加壓空氣驅(qū)動。響應(yīng)于接收加壓空氣，燃料泵54又通過另外的^^58將 加壓燃料供應(yīng)到第一組氣釭8和第二組氣釭48中的每個氣釭的燃料噴射 器32。
在發(fā)動機(jī)4的正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在輔助動力單元44的氣釭50、 52中 發(fā)生壓縮事件，并且作為結(jié)果，氣釭50、 52內(nèi)的活塞逸動。由于氣缸50和52內(nèi)的活塞的運(yùn)動，液壓流體經(jīng)過輔助動力單元液壓馬ii/飛輪46傳送， 并且因此導(dǎo)致輔助動力單元液壓馬ii/飛輪46旋轉(zhuǎn)，而輔助動力單元M 馬ii/飛輪46又操作空氣壓縮機(jī)38,并因此在空氣罐36內(nèi)產(chǎn)生加壓空氣。 加壓空氣通過M 56傳送到氣動燃料泵54并傳送到與第一組氣釭8和第 二組氣釭48的每個氣釭相關(guān)聯(lián)的每個加壓導(dǎo)入模塊30，從而使得燃燒事 件能夠在那些氣缸中的每個中發(fā)生。此外，甚至是在輔助動力單元44不 經(jīng)歷燃燒事件時，由于電動空氣壓縮機(jī)40的運(yùn)轉(zhuǎn)和電池42，因此加壓空 氣仍然可(在適當(dāng)時偶然地)在空氣罐36中產(chǎn)生，并且因此被傳送到加 壓導(dǎo)入模塊30和氣動燃料泵54。
如上述鏈路20和57示出的那樣，發(fā)動機(jī)4內(nèi)的第一組氣缸8和第二 組氣釭48分別液壓聯(lián)結(jié)到液壓輪轂式馬達(dá)18和輔助動力單元液壓馬ii/ 飛輪46。這樣，與許多常規(guī)內(nèi)燃^目比，發(fā)動機(jī)4不利用氣釭(和其內(nèi)部 的活塞)將旋轉(zhuǎn)扭矩提供到又提供旋轉(zhuǎn)輸出動力的曲軸，而是利用氣釭通 過鏈路20、 57將液壓流體移動到液壓輪轂式馬達(dá)18和輔助動力單元液壓 馬ii/飛輪46,以便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)輸出動力。也就是說，液壓流體的流動導(dǎo)致 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(并且因此導(dǎo)致車輛運(yùn)動)。液壓流體的流動也伴隨著壓力，其 中壓力的量通常為載荷引起的流動阻力的函數(shù)(由發(fā)動機(jī)供應(yīng)的液壓流體 的流動有點(diǎn)類似于由電路中的電流發(fā)生器提供的電流，而流動導(dǎo)致的壓力 類似于源于載荷的該電流的阻力而產(chǎn)生的電壓)。只要不將第一組氣釭8 和第二組氣缸48內(nèi)的活塞連接到任何曲軸，則可將那些活塞視為從事不 受任何這種曲軸限制的滑動運(yùn)動的"自由活塞"。
此外，如將在下面參考圖6A-11更詳細(xì)地描述的那樣，與其中氣釭以 包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程的4沖程(或4循環(huán))的 方式運(yùn)轉(zhuǎn)的許多常規(guī)發(fā)動;M目比，改為僅以2沖程的方式操作發(fā)動機(jī)4的 第一組氣釭8和第二組氣缸48。更具體地，各自操作第一組氣缸8和第二 組氣缸48以便僅經(jīng)歷燃燒沖程和排氣沖程。',在燃燒沖程之前，燃料 和空氣通it^目應(yīng)的進(jìn)氣門26被迫1氣釭的燃燒室22。由于燃燒室22直 接接收來自加壓導(dǎo)入模塊30的預(yù)壓縮空氣，因此本實施方式中的氣釭不 需要執(zhí)行壓縮沖程。而且，與4沖程發(fā)動^目比，將燃料/空氣輸入到燃燒 室22中并不在發(fā)動機(jī)的任何沖程過程中進(jìn)行，而是幾乎'I^在燃燒沖程 之前發(fā)生。
進(jìn)一步參考將燃料和空氣供應(yīng)到燃燒室22中的方式，應(yīng)當(dāng)提及的是，
20通常希望在所有發(fā)動M度下在燃燒室中維持大體(或者完全)恒定的燃
料-空氣比(例如，燃料與空氣的重量比為14.7比1)。因為電控氣動電磁 閥用于致動進(jìn)氣門26,因此可假定改變進(jìn)氣門脈沖的持續(xù)時間(連同改變 燃料噴射脈沖的持續(xù)時間)將是用來控制導(dǎo)入過程的最適當(dāng)?shù)姆椒?。通過 使用是4通2位電磁閥的進(jìn)氣門可以實現(xiàn)這種方法。
雖然在某些實施方式中可以采用這種實施方法，但通過測試已經(jīng)確定， 當(dāng)以這種方式致動上述電磁閥時，通常難于線性控制所述導(dǎo)入。更具體地， 在測試中已經(jīng)確定，電磁閥通常花費(fèi)約9ms來開始致動，但如果以12ms 或更長時間來致動該閥，則最大量的空氣將被帶入到燃燒室中。也就;U兌， 由于使用來自空氣罐36的加壓空氣，因此當(dāng)打開進(jìn)氣門26時，空氣M 進(jìn)入燃燒室22,并且當(dāng)進(jìn)氣門開始打開時，燃料/空氣混合物以這種力和 速度i^A，使得有時可能難以調(diào)節(jié)1燃燒室的燃料/空氣混合物的量(并 且特別是空氣量)。
作為替代，通過測試已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果以特別的方式進(jìn)行控制，使用4 通閥可以允許更多的正控制。當(dāng)給螺線管通電時，4通閥中可用的外部輸 出端口可用于加壓所述閥的后部進(jìn)氣柱塞腔，以使得可以(并且必須)取 消用于對該腔室進(jìn)行排氣的排氣孔。當(dāng)螺線管斷電時，所述腔室通過4通 閥本身的內(nèi)部端口排氣。在使用這種閥的情況下，已經(jīng)進(jìn)一步證明，為了 更好地調(diào)節(jié)通過這種閥iiX燃燒室的空氣(和燃料)的量，應(yīng)當(dāng)致動進(jìn)氣 門，以打開預(yù)定的恒定時間長度(例如，12ms)，并且通過改變進(jìn)氣壓力 來調(diào)節(jié)空氣的量。噴射的燃料的量仍然可通過改變?nèi)剂蠂娚淦髅}沖的持續(xù) 時間來控制。
雖然本發(fā)明的某些實施方式預(yù)想^^用諸如具有恒定壓力(例如，在150 到175psi)的空氣罐36之類的加壓空氣源，但在其它實施方式中，通過改 變空氣罐36處的壓力可實現(xiàn)對于進(jìn)氣壓力的調(diào)節(jié)。在這種實施方式中， 可以基于諸如操作者已壓下加速器踏板的程度(如圖12中所示)之類的 各種標(biāo)準(zhǔn)，通過實時控制主空氣壓縮機(jī)38 (或電動空氣壓縮機(jī)4)來改變 空氣罐36內(nèi)的壓力。在給定這種布置的情況下，當(dāng)輕,下加速器踏板 時，空氣罐36內(nèi)的氣壓可被調(diào)節(jié)并維持在較低的壓力(例如，40psi)下， 而當(dāng)更加充分地壓下加速器時，氣壓可被調(diào)節(jié)并維持在較高的壓力(例如， 160psi)下，所調(diào)節(jié)的壓力與加速器壓下的量具有近似的線性關(guān)系。這種 涉及改變氣壓的實施方法可能相對節(jié)省燃料，這是因為能量不需要浪費(fèi)在
21將進(jìn)氣壓縮到高于燃燒所需的壓力。
參考圖3，另外的示意圖60更詳細(xì)地示出了主要部分34的氣釭10-16 和液壓輪轂式馬達(dá)18以及這些部件之間如圖2的銜洛20 #4￡性地表示的 那樣在物理上和液壓上的相互關(guān)系。如所示，氣缸10-16中的每個除了具 有其相應(yīng)的燃燒室22之外，也包括相應(yīng)的液壓室64以及將燃燒室和M 室彼此分離的相應(yīng)的活塞62。在本實施方式中，第一氣釭10和第二氣缸 12同軸布置，并且第三氣缸14和第四氣缸16同樣同軸布置。第一氣釭 10和第二氣缸12的活塞62通過第一活塞連接管66彼此剛性聯(lián)結(jié)，而第 三氣缸14和第四氣缸16的活塞通過第二活塞連接管68彼此剛性聯(lián)結(jié)。 兩個連接管66、 68彼此平行(或大體上平行)并且間隔開，使得第一氣 缸10接近第三氣缸14并且第二氣釭12接近第四氣缸16。雖然連接管66、 68以這種方式的當(dāng)前布置有利于發(fā)動機(jī)平穩(wěn)的目的，但可采用同樣(或大 體上同樣)有利于發(fā)動機(jī)平穩(wěn)的其它布置，包括例如第一和第二氣缸的軸 線垂直于第三和第四氣缸的軸線的X形布置。
此外，如所示，第一氣缸10和第二氣釭12以相對的方式布置，4吏得 第一活塞連接管66在氣缸的相應(yīng)的活塞62之間延伸，所^目應(yīng)的氣釭的 M室64各自沿著連接管位于氣缸內(nèi)相對于相應(yīng)的活塞向內(nèi)設(shè)置，并且 所&目應(yīng)的氣缸的燃燒室22各自位于氣釭內(nèi)相對于相應(yīng)的活塞向外設(shè)置。 同樣，第三氣缸14和第四氣缸16以相對的方式布置，使得第二活塞連接 管68在氣缸的相應(yīng)的活塞62之間延伸，以致所^目應(yīng)的氣釭的液壓室64 各自沿著連接管位于氣缸內(nèi)相對于相應(yīng)的活塞向內(nèi)設(shè)置，并且使得相應(yīng)的 氣缸的燃燒室22各自位于氣釭內(nèi)相對于相應(yīng)的活塞向外設(shè)置。
在給定這種布置的情況下，第一氣缸10和第二氣缸12的活塞62的運(yùn) 動彼此協(xié)調(diào)，并且第三氣釭14和第四氣缸16的活塞的運(yùn)動彼此協(xié)調(diào)。然 而，因為氣釭10和12以相對的背對背的方式定向，因此連接管66與那 些氣缸的活塞62沿一個方向的運(yùn)動趨向于減小所述氣缸中的一個氣釭的 燃燒室22的尺寸(容積)，而擴(kuò)大那兩個氣釭中的另一個氣釭的燃燒室， 并且連接管和那些活塞沿相反方向的運(yùn)動趨向于對那些氣缸的相應(yīng)的燃 燒室具有相反的效果。同樣，連接管68與第三氣缸14和第四氣缸16的 活塞62 —起沿一個方向的運(yùn)動趨向于減小那些氣缸中的一個氣釭的燃燒 室22中的一個的尺寸，而擴(kuò)大那些氣釭的另一個燃燒室的尺寸，而連接 管和那些活塞沿相反方向的運(yùn)動趨向于對那些氣缸的相應(yīng)的燃燒室具有相反的效果。還應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)燃燒室22由于這些室內(nèi)的燃燒事件而擴(kuò)大 時，由于在這些室中發(fā)生的絕熱膨脹，因此可將那些室視為膨脹室。相比 之下，當(dāng)燃燒室22縮小(例如，響應(yīng)于在其它燃燒室內(nèi)發(fā)生的燃燒事件) 時，可那些室視為排氣室，因為那時打開與那些室相關(guān)聯(lián)的排氣門28，以 使得那些室的內(nèi)容物能夠排出那些室。
此外，在連接管66及其相應(yīng)的成對活塞62沿給定方向運(yùn)動，以i更影 響氣釭10和12的燃燒室的尺寸(容積)時，那些氣缸的相應(yīng)的液壓室64 的尺寸(容積)也發(fā)生互補(bǔ)變化。例如，在連接管66及其活塞62沿一個 方向運(yùn)動時，il^向于減小氣釭中的一個氣釭的液壓室64的尺寸，所述 氣釭也經(jīng)歷其燃燒室22的尺寸增加，并且趨向于增加氣缸中的另一個氣 缸的液壓室的尺寸，所述氣缸同時也經(jīng)歷其燃燒室的尺寸減小。同樣，在 連接管68及其相應(yīng)的成對活塞62沿給定方向運(yùn)動，以便影響氣釭14和 16的燃燒室的尺寸時，那些氣釭的相應(yīng)的液壓室64的尺寸也發(fā)生互補(bǔ)變 化。
例如，在圖3中示出的當(dāng)前視圖中，第一氣缸10和第二氣釭12的連 接管66與相應(yīng)的活塞62被示為，處于如箭頭71表示的那樣大體上在左 邊的位置中。在這種情況下，第一氣釭10的燃燒室22小于第二氣缸12 的燃燒室，而第一氣釭的M室64大于第二氣缸12的氣￡室。相比之下， 第三氣缸14和第四氣缸16的連接管68與相應(yīng)的活塞62被示為，處于如 箭頭73表示的大體上在右邊的位置中。因此，第三氣缸14的燃燒室22 大于第四氣缸16的燃燒室，而第三氣缸的氣醫(yī)室64小于第四氣釭的M 室。
各個氣缸10-16的致動導(dǎo)致連接管66和68以及它們相應(yīng)的活塞62沿 箭頭71和73表示的方向來回運(yùn)動。在本實施方式中，通常優(yōu)選的是，出 于發(fā)動機(jī)平穩(wěn)的目的，連接管66及其相應(yīng)的活塞62被操作為，以始終與 連接管68及其相應(yīng)的活塞62的運(yùn)動相反的方式運(yùn)動，并且反之亦然。也 就是說，當(dāng)連接管66及其相應(yīng)的活塞62被致動，以沿著箭頭71表示的 方向運(yùn)動時，連接管68及其活塞被致動，以沿著箭頭73表示的方向運(yùn)動， 并且反之亦然。然而，在替代實施方式中，與兩對氣缸IO、 12和14、 16 相關(guān)聯(lián)的活塞62和連接管66、 68的這種相對的平穩(wěn)運(yùn)動不需要出現(xiàn)，相 反，所^目應(yīng)的連接管和它們相應(yīng)的活塞可完全彼此獨(dú)立ite動(實際上， 甚至是在成對氣釭IO、 12和14、 16中的僅一對的活塞62運(yùn)動時，發(fā)動機(jī)4也能夠運(yùn)轉(zhuǎn))。
如上所述，圖2的鏈路20不僅用于表示氣缸10-16之間的諸如連接管 66、 68之類的物理鏈路，也用于表示將氣缸彼此聯(lián)結(jié)并且與液壓輪轂式馬 達(dá)18聯(lián)結(jié)的^J^^。在這一點(diǎn)上，圖3還示出氣釭10-16的M室64 是如何通過多個單向閥彼此聯(lián)結(jié)，并且與液壓輪轂式馬達(dá)18聯(lián)結(jié)的，所 述單向閥限制流體流入和流出M室的方向。如更具體地示出的那樣，從 液壓儲液器70通過^J^ 94將液壓流體分別供應(yīng)到第一單向閥72和第二 單向閥74，而第一單向閥72和第二單向?qū)?4又分別聯(lián)結(jié)到第一氣缸10 和第二氣缸12的液壓室64。單向閥72和74僅使得M流體能夠流入到 相應(yīng)的液壓室64中并且不流出那些室。因此，當(dāng)?shù)谝粴忖G10和第二氣釭 12的液壓室64中的一個趨向于擴(kuò)大(例如，在該氣缸的排氣沖程過程中) 時，則將^^流體通過與該室相關(guān)聯(lián)的單向閥72和74中的給定的一個吸
入到(但不流出)該M室(例如，由于吸力)中，但當(dāng)該、;^室縮小時
(例如，在該氣缸的燃燒沖程過程中)，則該給定的單向閥防止液壓流體 流回到液壓儲液器70。
除了單向閥72和74之外，相應(yīng)的第一氣釭10和第二氣釭12的相應(yīng) 的液壓室64也分別聯(lián)結(jié)到第三單向閥76和第四單向閥78，而第三單向閥 76和第四單向閥78又彼此聯(lián)結(jié)并且也聯(lián)結(jié)到鏈路80。將單向閥76和78 分別定向成，使得M流體能夠分別流出第一氣缸10和第二氣釭12的相 應(yīng)的液Jt室64而到達(dá)^80，但不允許從該炮洛回流到那些滴A室中。 此外，第五單向閥82和第六單向閥84分別另外將鏈路80聯(lián)結(jié)到第三氣 缸14和第四氣缸16的液壓室64。將單向閥82、 84定向成，使得M流 體流能夠從鏈路80前進(jìn)到氣釭14、 16的液壓室64中，但阻止液壓流體 i5LW那些室回到那個鏈路。
在給定單向閥76、 78、 82和84以及始咯80的構(gòu)造的情況下，當(dāng)?shù)谝?氣缸10和第二氣缸12的液壓室64中的一個縮小時，流體it^縮小的室 通過其單向閥76、 78中的相應(yīng)的一個通過炮洛80前進(jìn)到單向閥82和84， 通過單向閥82和84，流體又能夠it^第三氣缸14和第四氣缸16的液壓 室64。通常，液壓流體趨向于流入到由于活塞62在那些氣釭中的運(yùn)動而 擴(kuò)大的氣缸組件的給定的成對氣缸的液壓室64中的一個(而不是全部兩 個)中。此外，甚至是在氣缸IO、 12內(nèi)的活塞62不運(yùn)動時，液壓流體也 可以通過單向閥72、 74、 76、 78、 82和84從儲液器70 ii^到氣釭14、16的氣￡室64中。
最后，第七單向閥86和第八單向閥88分別另外聯(lián)結(jié)在第三氣釭14 和第四氣缸16的液壓室64以及始洛卯之間。將第七單向閥86和第八單 向閥88都定向成，使得、;^流體能夠從氣釭14、 16的'M室64流出到 %，并且阻止從那個銜洛回流到那些室中。所示鏈路卯還將單向閥 86、 88聯(lián)結(jié)到液壓輪轂式馬達(dá)18，而液壓輪轂式馬達(dá)18又通過^ 92 聯(lián)結(jié)回'^￡儲液器70。這樣，將流出氣缸14、 16的、^￡室64的^^流體 引向液壓輪轂式馬達(dá)18，并為液壓輪轂式馬達(dá)18提供動力，并且在經(jīng)過 該馬達(dá)之后便返回液壓儲液器70。
在給定氣缸10-16、活塞62、連接管66、 68、單向閥72-78和82-88 以及^i^80和卯-94的當(dāng)前描述的布置的情況下，成對的氣釭IO、 12和 14、 16內(nèi)的聯(lián)結(jié)的成對活塞中的一對或兩對的運(yùn)動導(dǎo)致液壓流體從儲液器 70發(fā)生流動，經(jīng)過氣缸10、 12 (較低壓力的那對氣缸)中的一個或兩個 的液壓室64中的一個或兩個，隨后通過第三氣釭14和第四氣釭16 (較高 壓力的那對氣缸)的液壓室中的一個或兩個，并且最終到達(dá)^S輪轂式馬 達(dá)18，該液壓輪轂式馬達(dá)18隨后將M流體引回儲液器70。在正常運(yùn)轉(zhuǎn) 過程中，當(dāng)氣釭IO、 12的活塞62和連接管66以及氣缸14、 16的活塞和 連接管68都正在運(yùn)動時，液壓流體特別g儲液器70經(jīng)過氣缸10、 12 的液壓室64中正在擴(kuò)大的那一個，隨后經(jīng)過氣缸14、 16的液壓室中正在 擴(kuò)大的那一個，隨后流到液壓輪轂式馬達(dá)18 (并且進(jìn)一步流回儲液器)。 ^H流體流過氣缸的液壓室64與活塞62和連接管66、 68的特定運(yùn)動無 關(guān)。也就是說，即使所述運(yùn)動僅涉及成對的氣釭IO、 12和14、 16中的一 對的活塞62和連接管66或68,趨向于縮小液壓室64中的任何一個或多 個的任何運(yùn)動趨向于迫使液壓流體移動經(jīng)過所述系統(tǒng)。
此外，涉及所有氣釭10-16的兩個連接管66、 68和所有活塞62的同 時發(fā)生的運(yùn)動趨向于進(jìn)行累加。也就是說，相對于兩對成對的氣釭IO、 12 和14、 16發(fā)生的相同的運(yùn)動趨向于產(chǎn)生的液壓輪轂式馬達(dá)18可用的有效 液壓流體壓力是相對于成對的氣缸中的僅一對發(fā)生運(yùn)動而以其它方式產(chǎn)
生的^ta輪轂式馬達(dá)18可用的有效液壓流體壓力的兩倍。此外，響應(yīng)于 相對于兩對成對的氣缸IO、 12和14、 16的運(yùn)動發(fā)生的這種液壓流體流動 與第一氣釭10和第二氣釭12的活塞62和連接管66是否沿著與第三氣釭 14和第四氣釭16的活塞62和連接管68相同還是相反的方向運(yùn)動無關(guān)。然而，如上所述，當(dāng)?shù)谝粴忖G10和第二氣缸12的活塞62和連接管66沿 著與第三氣釭14和第四氣釭16的活塞和連接管68的運(yùn)動相反的方向運(yùn) 動時，最佳地實現(xiàn)發(fā)動機(jī)平穩(wěn)。
雖然沒有對于氣釭50、 52、輔助動力單元液壓馬i^/飛輪46和輔助動 力單元的鏈路57提供類似于圖3的示意圖，以更詳細(xì)地示出那些部件之 間的物理和液壓相互關(guān)系，但可以理解到，那些部件以與圖3中示出的方 式類似的方式相互作用。更具體地，氣釭50和52與圖3的氣缸10和12 一樣具有相應(yīng)的活塞，所^目應(yīng)的活塞由連接那些活塞的相應(yīng)的連接管聯(lián) 結(jié)，以協(xié)調(diào)兩個活塞的運(yùn)動。此外，除了其相應(yīng)的燃燒室22之外，氣釭 50和52中的每個還包括相應(yīng)的液壓室，所i^目應(yīng)的液壓室相應(yīng)于圖3的 氣缸10和12的液壓室64。氣缸50、 52也以相對的方式布置，使得當(dāng)那 些氣缸50、 52的活塞中的一個沿著趨向于增加那個氣缸的燃燒室22的尺 寸的方向運(yùn)動時，那個氣缸的液壓室趨向于尺寸減小，而相對的氣釭的燃 燒室趨向于尺寸減小，并且那個相對的氣釭的液壓室趨向于尺寸增加。
此外，由于輔助動力單元44僅包括兩個氣缸50、 52,因此輔助動力 單元僅包括四個單向閥。四個單向閥中的第一單向閥和第二單向閥相應(yīng)于 圖3的單向閥72和74，并且使得液壓流體流通過g (未示出)M液 壓儲液器(未示出)前進(jìn)到氣缸50和52的相應(yīng)的液壓室中。此外，所述 四個單向閥中的第三單向閥和第四單向閥相應(yīng)于圖3的單向閥86和88，
并且僅使得^^流體流能夠從氣缸50和52的相應(yīng)的液壓室通過另一M (未示出)前進(jìn)到輔助動力單元液壓馬達(dá)/飛輪46，而輔助動力單元液壓 馬i^/飛輪46又聯(lián)結(jié)到液壓儲液器。通常，將液壓流體供應(yīng)到輔助動力單 元44的氣釭50和52的液壓儲液器是與用作發(fā)動機(jī)4的主要部分34的部 件的液壓儲液器相同的液壓儲液器70。
在替代實施方式中，發(fā)動機(jī)4的主要部分34和發(fā)動機(jī)的輔助動力單元 44都不需要具有特定數(shù)量的圖2和3中示出的和/或上面以其它方式描述 的氣釭和活塞。例如，在某些替代實施方式中，正如輔助動力單元44能 夠通過使用僅一對相對定向的氣釭50和52進(jìn)行操作，主要部分34可以 同樣利用僅一對相對定向的氣缸，而不是示出的成組的四個氣缸。此外， 在某些替代實施方式中，輔助動力單元44可以如主要部分34那樣同樣具 有兩對氣缸。另外，在某些替代實施方式中，發(fā)動機(jī)4的主要部分34和 輔助動力單元44中的一個或兩個可具有多于兩對的相對定向的氣釭。例
26如，主要部分34可使用四對氣缸。這種實施方式可提供增強(qiáng)的平穩(wěn)以達(dá) 到如下程度驅(qū)動最內(nèi)部的兩對氣釭的活塞，以沿著與最外部的兩對氣釭 的活塞的運(yùn)動相反的方向運(yùn)動。而且，在至少某些實施方式中，例如，如 果存在替代的加壓空氣源，則根本不需要輔助動力單元。
雖然在某些替代實施方式中可能存在一個或多個帶有活塞的氣釭，所 述氣缸并不分別聯(lián)結(jié)到相對定向的活塞(例如，通過連接管)，但這種實 施方式不是優(yōu)選的。通過使用如上所i^目對定向的聯(lián)結(jié)的成對活塞，可以 通過致動聯(lián)結(jié)到給定活塞的另一個相對定向的活塞(例如，通過在該活塞 處引起燃燒事件)容易地控制和限制，或者至少由氣釭和其它相關(guān)聯(lián)的部 件的物理界P艮控制和限制由燃燒事件所導(dǎo)致的給定活塞的運(yùn)動，將在下面 參考圖4進(jìn)一步更詳細(xì)地描述所述其它相關(guān)聯(lián)的部件中的一些。相關(guān)地， 通過使用相對定向的聯(lián)結(jié)的成對活塞，通?？梢酝ㄟ^致動給定活塞聯(lián)結(jié)到 其上的另一方向相反的活塞，容易地在燃燒事件之前將正經(jīng)歷燃燒事件的 給定活塞返回其初始位置。
圖2-3以示意的形式示出發(fā)動機(jī)4的部件，圖4相比之下與相關(guān)聯(lián)的 部件一起示出氣缸組件100的示例性剖視圖，所述氣缸組件100包括那個 發(fā)動機(jī)的一對互連的氣缸。更具體地，圖4示出圖2和3的氣釭10、 12 和相關(guān)聯(lián)的部件，包括連M于那些氣釭內(nèi)的活塞62的連接管66和與那 些氣缸相關(guān)聯(lián)的單向閥72、 74、 76和78。特別地，可將連接管66和相關(guān) 聯(lián)的活塞62的組合稱為活塞組件67。雖然旨在表示氣缸IO、 12和相關(guān)聯(lián) 的部件，但圖4同樣表示如上面參考圖2和3描述的發(fā)動機(jī)4的任何成對 的相對定向的氣缸和相關(guān)聯(lián)的部件。由此，圖4也表示發(fā)動機(jī)4的主要部 分34內(nèi)的氣釭14、 16、連接管68和單向閥82、 84、 86和88,以;SJC動 機(jī)的輔助動力單元44的氣缸50、 52和相關(guān)聯(lián)的連接管以及單向閥。
如上所述并且在圖4中進(jìn)一步示出的那樣，所^目應(yīng)的氣釭10、 12 中的每個具有其相應(yīng)的燃燒室22和其相應(yīng)的液壓室64，其中每個氣缸的 兩個室由其相應(yīng)的活塞62分開。相應(yīng)的氣釭IO、 12中的每個的外壁由主 發(fā)動機(jī)外殼102、位于組件100的相對端部處的相應(yīng)氣缸蓋112以及設(shè)置 在相應(yīng)氣缸蓋和主發(fā)動機(jī)夕卜殼之間的相應(yīng)圓筒形套筒114形成。此外，如 所示，在本實施方式中，圓筒形套筒114中的每個包括相應(yīng)的固定法蘭113， 所述套筒通過所述固定法蘭113與主發(fā)動機(jī)外殼102特別地接觸。兩個氣 缸10、 12的液壓室64通過主發(fā)動機(jī)外殼102的中央隔壁104彼此分開。雖然在圖4中未示出，但可以理解到，在每個氣缸10、 12的相應(yīng)氣釭蓋 112內(nèi)形成有諸如圖2的進(jìn)氣門26之類的進(jìn)氣門，諸如圖2的排氣門28 之類的排氣門，以及諸如圖2的點(diǎn)火裝置24之類的點(diǎn)火裝置。而且，燃 料噴射器32和加壓導(dǎo)入模塊30同樣由氣釭蓋112支承。在圖5b中更詳 細(xì)地示出設(shè)置在氣釭蓋112內(nèi)的這種部件。
此外，如圖4中所示，將單向閥72、 74、 76和78分別連接到端口 96、 98、 124和126，每個端口形成在主發(fā)動機(jī)外殼102內(nèi)。依靠相應(yīng)的端口 96和98，將相應(yīng)的單向閥72和74連接到鏈路94 (參見圖3)，并且依靠 相應(yīng)的端口 124和126，將相應(yīng)的單向閥76和78連接到鏈路80 (參見圖 3)。在這種實施方式中，鏈路94可以是分支的(例如，Y形)軟管，該分 支的軟管在一端處聯(lián)結(jié)到儲液器70，并且在其其它兩端處聯(lián)結(jié)到端口 96 和98。而且，炮洛80同樣可以是具有兩個分支的軟管，以便連接到端口 124和126。此外，如果作為替代，將圖4理解為表示氣缸14、 16和相關(guān) 聯(lián)的部件，則主發(fā)動機(jī)外殼102內(nèi)的端口可改為連接單向閥與鏈路80和 鏈路卯。同樣，如果作為替代，將圖4理解為表示氣缸50、 52和相關(guān)聯(lián) 的部件，則主發(fā)動機(jī)外殼102內(nèi)的端口可改為連接和那些氣釭相關(guān)聯(lián)的單 向閥與通向輔助動力單元液壓馬ii/飛輪46和液壓流體儲液器的敏洛，結(jié) 合所述輔助動力單元液壓馬ii/飛輪46和所述液壓流體儲液器來操作那些 氣釭，如上所述。
除了圖4的特定實施方式之外，發(fā)動機(jī)的氣釭組件的部件也可以呈現(xiàn) 許多其它的形式。例如，在某些替代實施方式中，將單向閥72和74中的 每個彼此內(nèi)部連接，并且連接到單個端口 (例如，端口96或端口98)。同 樣，在某些替代實施方式中，單向閥76和78中的每個彼此內(nèi)部連接，并 且連接到單個端口 (例如，端口 124或端口 126)。在這種實施方式中，聯(lián) 結(jié)到氣缸組件的端口的軟管式銜洛不需要是分支的。實際上，在某些實施 方式中，軟管式鏈路可以基本上或完全省略(并且并入到液壓歧管中)， 以達(dá)到以下程度各個氣缸組件的各個單向閥和其它單向閥之中的某些或 全路M^形成在相應(yīng)氣釭組件的主發(fā)動機(jī)外殼102內(nèi)，并靠H動機(jī)結(jié)構(gòu)。 例如，在一個替代實施方式中，發(fā)動機(jī)的部分130可增加容積，并且可用 作發(fā)動機(jī)4的儲液器70。
當(dāng)在圖4中示出的氣釭IO、 12的燃燒室22內(nèi)發(fā)生燃燒事件時，包括 連接管66和相關(guān)聯(lián)的活塞62在內(nèi)的活塞組件67沿中心軸線132來回運(yùn)動。在圖4的示例性視圖中，已朝氣缸10 (并且遠(yuǎn)離氣釭12)移動活塞 組件67，這通常將是當(dāng)在i^J"氣缸10、 12內(nèi)發(fā)生的最近的燃燒事件發(fā)生 在氣釭12的燃燒室22中時的情況。雖然活塞組件67可以潛在地在其全 部的左右運(yùn)動方面受到氣缸蓋112限制(當(dāng)活塞自然碰到氣釭蓋時，到任 一側(cè)的運(yùn)動受到限制)，由于活塞組件的相對大的動量可導(dǎo)致氣缸蓋和/或 活塞由于那些結(jié)構(gòu)之間的碰撞而磨損，因此通過氣釭蓋對這種運(yùn)動進(jìn)行限 制將不是優(yōu)選的。而且，雖然當(dāng)活塞組件67在燃燒事件之后朝燃燒室22 中特定的一個運(yùn)動時，該活塞組件67會由于那個燃燒室內(nèi)的任何內(nèi)容物 的壓縮而被氣動制動，但這種氣動制動通常不足以減慢和停止活塞組件67 的這種運(yùn)動。
更確切地，在本實施方式中，連接管66裝配有一對連接管凸緣134, 其中連接管凸緣中的一個分別沿著連接管66設(shè)置在相應(yīng)的氣缸10和12 中的每個內(nèi)。另外，主發(fā)動機(jī)外殼102包括一對緩沖組件136,該對緩沖 組件136如示出的那樣分別在^ta室64的最內(nèi)端處位于中央隔壁104的 相對側(cè)上。如將參考圖5A更詳細(xì)地描述的那樣，所勤目應(yīng)的連接管凸緣 134能夠根據(jù)活塞組件67的位置向內(nèi)滑動到相應(yīng)的緩沖組件136中。在示 出的當(dāng)前視圖中，例如，由于活塞組件67朝氣缸10的運(yùn)動，因此與氣缸 12相關(guān)聯(lián)的連接管凸緣134已經(jīng)滑動到與那個氣釭相關(guān)聯(lián)的緩沖組件136 中。
由于存在連接管凸緣134和緩沖組件136，活塞組件67的運(yùn)動通常不 是通過氣缸蓋112受到限制、而是由于連接管凸緣與緩沖組件的連接而受 到限制(雖然在某些情況下，例如當(dāng)在發(fā)動機(jī)4上存在較大的負(fù)載時，活 塞組件67的運(yùn)動也可由于對流出液壓室64的M流體的流動進(jìn)行限制而 受到限制)。每個相應(yīng)的連接管凸緣134 1其相應(yīng)的緩沖組件136導(dǎo)致 相應(yīng)的連接管凸緣朝中央隔壁104的運(yùn)動的快速減慢和停止，并且因此導(dǎo) 致活塞組件67沿那個方向的運(yùn)動的快速減慢和停止。例如，第二氣釭12 的連接管凸緣134 1如圖4中示出的那個氣釭的相應(yīng)緩沖組件136中可 能導(dǎo)致活塞組件67向左的運(yùn)動減慢和停止。另外，由于緩沖組件136和 連接管凸緣134的特別構(gòu)造，這些部件彼此連接的方式使得活塞組件67 的運(yùn)動能夠有效減慢和停止，而對那些部件或氣缸10、 12的氣釭蓋112 沒有損傷撞擊和相應(yīng)的磨損。
進(jìn)一步參考圖5A,圖4的組件100的特定部分的局部截面的、局部剖視側(cè)視圖更詳細(xì)地揭示所述組件的特定特征。更特別地，圖5A提供連同 與那個氣缸相關(guān)聯(lián)的緩沖組件136的位于氣釭12內(nèi)的活塞組件67的一部 分的側(cè)視圖。另外，圖5A提供主發(fā)動機(jī)外殼102的中央隔壁104的一部 分的截面圖，該部分包圍在其內(nèi)延伸的活塞組件67的那部分?？梢岳斫?到，圖5A中示出的相對于與氣釭12相關(guān)聯(lián)的緩沖組件136的特征相對于 氣缸IO的緩沖組件，以;M目對于與圖2中示出的發(fā)動機(jī)4的其它氣缸14、 16、 50和52中的每個相關(guān)聯(lián)的緩沖組件同樣存在。將進(jìn)一步認(rèn)識到，圖 5A示出活塞組件67處于與圖4中示出的略有不同的位置，使得與氣釭12 相關(guān)聯(lián)的連接管凸緣134不再位于那個氣釭的緩沖組件136中，而是移動 到那個緩沖組件的右邊。
如在圖5A中示出的那樣，緩沖組件136包括多個子結(jié)構(gòu)。這些子結(jié) 構(gòu)中的第一子結(jié)構(gòu)是其內(nèi)形成有圓筒形腔140的圓筒形電容器外殼或套筒 138，其內(nèi)直徑稍微大于連接管凸緣134的外徑(例如，約千分之十八英 寸)。這樣，在活塞組件67沿著箭頭143示出的方向運(yùn)動時，與氣釭12 相關(guān)聯(lián)的連接管凸緣134能夠滑動到腔140中。另外，如所示，圓筒形電 容器外殼138被支承在油封蓋142上，而該油封蓋142又被支承在中央隔 壁104上。另夕卜，可以是0型環(huán)的環(huán)形油封144沿著緩沖組件136和中央 隔壁104之間的接觸面安裝，并且可將它視為是緩沖組件的一部分。此夕卜， 雖然未示出，但是可以理解到，通常將一個或多個密封環(huán)(例如，金屬環(huán)) 通常安裝在活塞62的外部圓柱形表面周圍，以防止或限制M流體從位 于那個活塞的一側(cè)上的液壓室64泄漏到位于那個活塞的另一側(cè)上的燃燒 室22(以及防止或限制燃料/空氣和燃燒副產(chǎn)品從燃燒室泄漏到液壓室中)。 在一個實施方式中，這種密封環(huán)應(yīng)當(dāng)將能夠(從活塞的相對側(cè))泄漏到氣 缸的燃燒室22中的液壓流體的量限制到僅約為位于氣缸內(nèi)的液壓流體的 量的0.05%?？稍谌紵覂?nèi)設(shè)置返回機(jī)構(gòu)，使得已經(jīng)泄漏到燃燒室中的液 壓流體能夠返回到儲液器70。
與電容器外殼138—樣，油封蓋142是圓筒形/環(huán)形結(jié)構(gòu)。然而，油封 蓋142的內(nèi)徑小于電容器外殼138的內(nèi)徑，并且特別地僅約等于(或略大 于)連接管66的外徑，該連接管66的外徑比連接管凸緣134的外徑窄。 因此，盡管油封蓋142不阻止連接管66的運(yùn)動，但完全阻止連接管凸緣 134朝中央隔壁104進(jìn)一步通過油封蓋。此外，因為油封蓋142的內(nèi)徑和 連接管66的外徑的相對尺寸，并且也因為油封144提供的密封，所以完 全或至少大體上阻止液壓流體從氣釭12的液壓室64通過中央隔壁104流到相對的氣釭IO。
還應(yīng)當(dāng)注意，連接管66的特定外徑和油封蓋142的特定內(nèi)徑分別可根 據(jù)實施方式進(jìn)行改變。而且，連接管66可以沿其長度在其直徑上變化。 通常希望的是，使得連接管66的直徑相當(dāng)大，特別是在活塞62附近，以 使其直徑不比活塞的外徑小很多。通過使用這種布置，由于面向液壓室24 的活塞的環(huán)形表面在面積上顯著小于面向相應(yīng)燃燒室22的活塞的表面， 因此在相應(yīng)液壓室64內(nèi)放大或影響在燃燒過程中施加到面向燃燒室22的 活塞62的表面的任何壓力。
雖然連接管凸緣134不能越過油封蓋142，但實際上，由于緩沖組件 136相對于連接管凸緣的操作，因此連接管凸g不(或很少)達(dá)到油封 蓋。更具體地，如所示，可將電容器外殼138理解為包括遠(yuǎn)離中央隔壁104 定位的第一圓筒形部分146和靠近中央隔壁定位的第二圓筒形部分148。 此外，如所示，第二圓筒形部分148包括貫穿電容器外殼138的壁延伸的 一個或多個(在本示例中，四個)緩沖孔口 150。在連接管凸緣134運(yùn)動 到腔140中，并朝油封蓋142前進(jìn)時，緩沖孔口 150使得液壓流體能夠離 開腔140。盡管使得液壓流體能夠離開空腔140， M沖孔口 150也用作 對液壓流體能夠離開腔的速率的限制，以使得存在施加在連接管凸緣134 上的固有背壓，所述背壓抵消在那個凸緣沿著箭頭143的方向前進(jìn)(可假 定由于燃燒事件)時由該凸^fe加的壓力。施加在連接管凸緣134上的背 壓的量大體上是活塞速度的函數(shù)(活塞速度越高，壓力越高)，并且因此 通過緩沖孔口 150的流動充當(dāng)減速裝置。
通常，由緩沖孔口 150提供的對M流體流動的限制足以在凸緣達(dá)到 緩沖孔口之前完全停止連接管凸緣134沿著箭頭143的方向的運(yùn)動。然而， 當(dāng)活^i^JLA夠高時(例如，當(dāng)施加到位于氣釭12內(nèi)的活塞62的力特別 大時)，連接管凸緣134可足夠遠(yuǎn)地i^到腔140中，使它開始經(jīng)過緩沖 孔口 150或者甚至完全經(jīng)過那些孔口。在i^L生時，為了使液壓流體離開 腔140，液壓流體首先從連接管凸緣134的外徑和電容器外殼138的內(nèi)徑 之間的腔流動。在這種窄的環(huán)形空間內(nèi)流動的M流體隨后可通過緩沖孔 口 150或通過完全越過連接管凸緣134而流出。不管出現(xiàn)的特定流動路徑， 顯然的是，隨著連接管凸緣134部分地或完全地在緩沖孔口上方移動，并 經(jīng)過緩沖孔口 ，連接管凸緣經(jīng)受向朝油封蓋142的運(yùn)動顯著增加的阻力。 由于這種增大的阻力，幾乎從不出現(xiàn)連接管凸緣134實際上到達(dá)油封蓋142的情況。
雖然在本實施方式中，通過緩沖孔口 150的流出電容器外殼138的液 壓流體保留在氣釭10、 12內(nèi)，^fr其它實施方式中，可將流出緩沖孔口 的流體引導(dǎo)到其它部位。例如，在至少某些實施方式中，發(fā)動機(jī)也將與位 于氣釭內(nèi)、并且供應(yīng)到液壓輪轂式馬達(dá)和輔助動力單元液壓馬ii/飛輪的液 壓流體相同的液壓流體用作用于發(fā)動機(jī)的冷卻劑。也就是說，在某些這種 實施方式中，發(fā)動機(jī)不使用任何散熱器或任何單獨(dú)的流體(例如乙二醇) 來冷卻發(fā)動機(jī)，而是將與發(fā)動機(jī)內(nèi)用來傳輸動力的M流體完全相同的液 壓流體用作冷卻劑，并且活塞在氣缸內(nèi)的運(yùn)動為冷卻劑通過冷卻系統(tǒng)的運(yùn) 動提供動力。可以理解到，在這種實施方式中，緩沖孔口150是在發(fā)動機(jī) 本體的其它部分內(nèi)延伸的冷卻通道的初始段，所述其它部分例如圖4的主 發(fā)動機(jī)外殼102、氣釭蓋112和圓筒形套筒114。通過緩沖孔口轉(zhuǎn)移到冷卻 系統(tǒng)的液壓流體在穿過冷卻系統(tǒng)之后通常返回主儲液器(例如，儲液器 70)。與上述不同，還可以理解到，本發(fā)明意圖包括具有各種不同類型的 冷卻系統(tǒng)的各種發(fā)動機(jī)，這些冷卻系統(tǒng)使用各種類型的冷卻劑、冷卻裝置 (包括和/或不包#熱器、風(fēng)扇等等)、通道和其它結(jié)構(gòu)。
如將在下面參考圖8-13進(jìn)一步描述的那樣，在本實施方式中，發(fā)動機(jī) 4的各種部件的正時由電控電路116確定，該電控電路至少部分地利用關(guān) 于活塞62 (和相關(guān)聯(lián)的活塞組件，諸如活塞組件67)的位置的信息來確 定采取或不采取什么動作。在本實施方式中，為確定活塞62的定位，電 控電路116發(fā)出來自與緩沖組件136相關(guān)聯(lián)的傳感器的電信號，該電信號 表示連接管凸緣134相對于那些緩沖組件的定位，并且因此還表示在相同 的相應(yīng)氣缸內(nèi)的活塞62相對于那些氣釭的緩沖組件的定位。電信號特別 地反映出在連接管凸緣相對于它們相應(yīng)的緩沖組件改變它們的位置時所 發(fā)生的電容量的改變。
此外，如在圖5A中示出的那樣，緩沖組件136包括環(huán)形絕緣體152， 該環(huán)形絕緣體152設(shè)置在電容器外殼138的第二圓筒形部分148和油封蓋 142之間。如所示，環(huán)形絕緣體152具有與圓筒形部分146和148相同的 內(nèi)徑。環(huán)形絕緣體152可以是例如由諸如Gll環(huán)氧板之類的相對高程度絕 緣材料制成的、約為0.06英寸厚的平面環(huán)。環(huán)形絕緣體152不將電容器外 殼138與油封蓋142完全分離，只要緊固件(例如，四個螺釘)用于將電 容器外殼連接到油封蓋，且在電容器外殼和油封蓋之間設(shè)有絕緣體。為保
32證適當(dāng)絕緣，同樣由Gll環(huán)氧板制成的饋通襯套用在緊固件穿過油封蓋 142的區(qū)域中。
由于環(huán)形絕緣體152，在電容器外殼138和油封蓋142之間，以及電 容器外殼和形成氣缸12的壁的部件(例如，如圖4中示出的主發(fā)動機(jī)外 殼102、那個氣缸的氣缸蓋112和那個氣釭的圓筒形套筒114)之間存在環(huán) 境電容。由于與氣缸壁接觸的活塞環(huán)(同樣，該活塞環(huán)通常為金屬的)， 連接管66大致與氣缸壁具有若干電接觸，因此可將帶有其連接管凸緣134 的連接管66視為與形成氣缸12的壁的這些部件形成的電氣地線接觸。同 時，由于在氣釭12的液壓室64內(nèi)存在將連接管66及其連接管凸緣134 與電容器外殼138分離的不導(dǎo)電液壓流體，因此電容器外殼特別地與連接 管/連接管凸緣絕緣。因此，電容器外殼138和連接管凸緣134特別能夠有 效地形成可變電容器的兩個私板，其中電容量隨凸射目對于電容器外殼的 運(yùn)動而變化，并且特別地隨著凸緣進(jìn)入到電容器外殼內(nèi)并且在電容器外殼 內(nèi)行進(jìn)(這種過程經(jīng)?；ㄙM(fèi)少于5亳秒)而顯著改變?？稍陔娙萜魍鈿?38 上的電極鎖緊裝置(或簡稱為電極)154處感測表示活塞定位的感測到的 電容量變化，而該電極鎖緊裝置又連接到如圖12中示出的電控電路116。
參考圖5B，圖中提供局部截面、局部剖視(并JL^部示意)側(cè)視圖， 示出了氣缸10和12中的一個(即，氣缸12)的部分，包括與可安裝在氣 缸蓋上或氣缸蓋內(nèi)的相關(guān)聯(lián)的部件一起的這種氣釭的氣釭蓋112中的一 個。而且，圖5B示出氣缸12內(nèi)的處于上死點(diǎn)位置處的活塞62，和通過活 塞以及氣缸的壁形成在氣缸內(nèi)的燃燒室22。雖然圖5B特別涉及氣釭12， 但它同樣表示與圖2的發(fā)動機(jī)4的其它氣缸10、 14、 16、 50和52相關(guān)聯(lián) 的氣釭蓋部件。
更具體地，相對于安*4氣釭蓋112內(nèi)/上的部件，圖5B示出氣釭蓋 112，以包括進(jìn)氣門26中相應(yīng)的一個、排氣門28中相應(yīng)的一個、燃料噴射 器32中相應(yīng)的一個和點(diǎn)火裝置24中相應(yīng)的一個。可將氣釭蓋112、并且 特別地其中形成有主導(dǎo)入腔700的氣缸蓋的一部分視為氣缸12的加壓導(dǎo) 入模塊30。另外，如所示，在本實施方式中，進(jìn)氣門26和排氣門28中的 每個是提升式氣門，這種提升式氣門具有相應(yīng)的氣門頭704和相應(yīng)的氣門 桿706。相應(yīng)的氣門頭704中的每個能夠靠在、并且在a圖中示出為靠 在安裝于氣缸蓋112內(nèi)的相應(yīng)的氣門座708上。另外，主導(dǎo)入腔700在與 進(jìn)氣門26相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的氣門座708和輸入端口 710之間延伸，主導(dǎo)入腔借助該輸入端口 710通過鏈路56中的一個接收來自空氣罐36的加壓空 氣(見圖2)。相比之下，排氣腔702在與排氣門28相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)的氣門 座708和輸出端口 712之間延伸，該輸出端口 712可通向外部環(huán)境或通向 廢氣處理系統(tǒng)(例如，催化轉(zhuǎn)化器)。
同樣如所示，進(jìn)氣門26沿軸線714延伸穿過主導(dǎo)入腔700，并且進(jìn)一 步延伸超出主導(dǎo)入腔，經(jīng)由氣門導(dǎo)管/通道718穿過氣釭蓋112,直到形成 在氣釭蓋112內(nèi)的進(jìn)氣柱塞腔720 (所述氣門桿滑動配合在氣門導(dǎo)管/通道 內(nèi))。同樣，排氣門28沿軸線716延伸穿過排氣腔702，并且進(jìn)一步延伸 超出排氣腔，經(jīng)由氣門導(dǎo)管/通道722直到到同樣形成在氣缸蓋112內(nèi)的排 氣柱塞腔724 (同樣，所述氣門桿滑動配合在氣門導(dǎo)管/通道內(nèi))。氣缸蓋 112的蓋子726用作氣缸蓋的端部，并且也用于形成柱塞腔720和724的 端壁。在至少某些實施方式中，氣門導(dǎo)管/通道722具有略大于氣門導(dǎo)管/ 通道718的直徑，以使得排氣門桿706能夠進(jìn)行較大的熱膨脹。雖然相應(yīng) 的柱塞腔720和724分別基本上與主導(dǎo)入腔700和排氣腔702密封，^ 相應(yīng)的腔和室之間分別通iit目應(yīng)的氣門導(dǎo)管/通道718和722會存在若干少 量的泄漏?？諝庖赃@種方式的泄漏可用于冷卻氣門26、 28，并且大體上不 破壞氣門26、 28的操作。
分別在進(jìn)氣門26和排氣門28的相應(yīng)遠(yuǎn)端728處(所&目應(yīng)遠(yuǎn)端與那 些氣門的相應(yīng)氣門頭704相對)，分別位于相應(yīng)的柱塞腔720和724內(nèi)的 是那些氣門的相應(yīng)的柱塞730和732。柱塞730、 732通常為圓柱形結(jié)構(gòu)， 其直徑大于氣門26、 28的氣門桿706。相應(yīng)柱塞730、 732的至少某些部 分分別具有大體上等于(雖然通常略小于)相應(yīng)柱塞腔720和724的相應(yīng) 內(nèi)徑的外徑。在柱塞730、732的外周周圍的周向凹槽中裝配有O型環(huán)734。 因此，相應(yīng)的柱塞腔720、 724的相應(yīng)的內(nèi)部部分736由帶有O型環(huán)734 的相應(yīng)的柱塞730、 732相對于那些柱塞腔的相應(yīng)的外部部分738大致密 封。在本實施方式中，進(jìn)氣門26的柱塞730的直徑大于排氣門28的柱塞 732，盡管在替代實施方式中，這些直徑可以是相同的(或者甚至柱塞 732可以具有較大的直徑)。
在所給出的視圖中，氣門26、 28均處于閉合位置中，使得不能將主導(dǎo) 入腔700內(nèi)的空^/燃料混合物傳送到氣缸12內(nèi)的燃燒室22,并使得不能 將燃燒室內(nèi)的排氣副產(chǎn)品從所述室傳送到排氣腔702中。但是，相應(yīng)的氣 門26、 28的致動，更具體地，通過以箭頭740指示的方向沿它們的軸線
34714、 716運(yùn)動導(dǎo)致這些氣門開啟。
與利用凸輪軸和各種氣門機(jī)構(gòu)部件的許多傳統(tǒng)的發(fā)動^M目比，在本實 施方式中，以電動和氣動的方式完成氣門26、 28的開啟和關(guān)閉。更具體 地，供應(yīng)到主導(dǎo)入腔700的加壓空氣經(jīng)由線路746進(jìn)一步傳送到第一4通 電磁提升閥742和第二 4通電磁提升閥744 (將電控信號從電控電路116 提供到這些閥)的輸入端口 745。第一提升閥742的第一輸出端口 748和 第二輸出端口 750分別通過線路756聯(lián)結(jié)到進(jìn)氣柱塞腔720的相應(yīng)的內(nèi)部 部分736和外部部分738,而第二提升閥744的第一輸出端口 752和第二 輸出端口 754分別通過另一線路756聯(lián)結(jié)到排氣柱塞腔724的相應(yīng)的內(nèi)部 部分736和外部部分738?；诘谝惶嵘y742的位置，將加壓空氣供應(yīng) 到進(jìn)氣柱塞腔720的內(nèi)部部分736或者供應(yīng)到外部部分738，補(bǔ)充地，將 該柱塞腔的內(nèi)部部分或者外部部分的加壓空氣排到外部環(huán)境(經(jīng)由排氣口 755)。同樣，基于第二提升閥744的位置，將加壓空氣供應(yīng)到排氣柱塞腔
724的內(nèi)部部分736或者外部部分738，補(bǔ)充地，將該柱塞腔的內(nèi)部部分 或者外部部分的加壓空氣排到外部環(huán)境。
圖5B特別示出了兩個提升閥742、 744，將提升閥742、 744i殳置成， 以《更將加壓空氣引導(dǎo)到兩個柱塞腔720、 724的內(nèi)部部分736。由于該加壓 空氣與柱塞730、 732的相互作用，進(jìn)氣門26和排氣門28均如所示處于 閉合位置中。特別相對于進(jìn)氣門26，由進(jìn)氣柱塞腔720的內(nèi)部部分736內(nèi) 的加壓空氣施加的壓力超過由主導(dǎo)入腔700內(nèi)的加壓空氣施加在氣門頭 704上、趨向于開啟氣門的壓力，這是由于在本實施方式中，柱塞730具 有大于氣門頭的暴露部分的表面積。而且，當(dāng)關(guān)閉氣門時，施加于氣門導(dǎo) 管/通道的相對端處的壓力(即，腔700和柱塞腔720、 724的內(nèi)部部分736 內(nèi)的壓力)是相同的。
但是， 一旦致動第一提升閥742，從而將加壓空氣引到進(jìn)氣柱塞腔720 的外部部分738，進(jìn)氣門26就沿箭頭740的方向移動并被迫開啟。同樣， 一旦致動第^l:升閥744，從而將加壓空氣引到排氣柱塞腔724的外部部 分738,排氣門28就沿箭頭740的方向移動并被迫打開。提升閥742、 744 的致動導(dǎo)致氣門26、 28足夠快地開啟(例如，在10ms內(nèi)或者更快)，通 常，通過氣門導(dǎo)管/通道718、 722的泄漏足夠緩慢，以致由通過這些氣門 導(dǎo)管/通iUC生的泄漏所導(dǎo)致的柱塞腔720、 724的內(nèi)部部分736內(nèi)的壓力 不會發(fā)生明顯的變化。柱塞730的相對大的直徑在它有助于確保進(jìn)氣門26 開啟的方面《_有利的。此外，雖然不是必須的情況，但在本實施方式中柱塞732在排氣柱塞腔724內(nèi)所占據(jù)的容積相對較大(且大于柱塞730在 腔720內(nèi)所占據(jù)的容積)，以便將加壓空氣注入柱塞腔724的外部部分738 需要相對較少的時間，由此導(dǎo)致在排氣門28的開啟時的更快的響應(yīng)。
特別相對于進(jìn)氣門26，主導(dǎo)入腔700內(nèi)的加壓空氣對進(jìn)氣門26的氣 門頭704的影響進(jìn)一步提高了進(jìn)氣門開啟的速度?？諝?和燃料)i^的 速度足夠大，以致可將該過程稱為"壓力波導(dǎo)入"，并且在某些實施方式 中，完全導(dǎo)入過程實施方式可花費(fèi)不到10ms(或者當(dāng)發(fā)動;Wt節(jié)氣門并非 完全打開的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)時，甚至花費(fèi)更短的時間)。在至少某些實施方式 中，在進(jìn)氣門26打開之前，給燃料噴射器32略通電，以使得實際上，對 于發(fā)動機(jī)的指定的燃燒沖程噴射的所有燃料將被注入燃燒室中并在那個 沖程的過程中加以利用。致動控制排氣門28的開度的第二提升閥744的 時間大體上比致動第一提升閥742的時間長，并且前者的正時在導(dǎo)致排氣 門適時關(guān)閉的方面可能具有特殊的重要性。
一般而言，由于以電動和氣動的方式完成將燃料/空氣導(dǎo)入到燃燒室22 中，因此可以執(zhí)行氣門26、 28的任何方式的定時致動。此外，與利用電 磁致動來以電動的方式精確地移動的某些氣門相比，當(dāng)前所述的致動氣門 的方式在某些方面是有利的。特別地，由于在本實施方式中，氣門26、 28 實施方式由提升岡742、 744電動引導(dǎo)(控制)，但在加壓空氣作用下氣動 致動，所以能夠以這種方式來實現(xiàn)氣門26、 28的致動，這種方式步進(jìn)快 速而易于控制，且僅需要相對較低的電壓/電流來驅(qū)動提升閥的螺線管。另 外，還應(yīng)該注意，雖然氣門26、 28在約10ms時間致動在氣門致動的方面 并不特別快，但它對本實施方式的發(fā)動機(jī)4U夠的。如如將在下面說明 的那樣，本實施方式的發(fā)動機(jī)能夠比許多傳統(tǒng)的發(fā)動枳4^供更大的扭矩。 由于發(fā)動機(jī)具有更大的扭矩，因此它能夠比類似的曲軸發(fā)動機(jī)更慢地運(yùn) 轉(zhuǎn)。此外，雖然圖5B的實施方式示出了將加壓空氣施加到柱塞730、 732 的表面，以致動氣門26、 28,但是在其它實施方式中，作為替代，可將加 壓空氣施加到依次導(dǎo)致氣門的致動的其它部件(例如，聯(lián)結(jié)到氣門的部 件)。
轉(zhuǎn)到圖6A-6D,在發(fā)動機(jī)4的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，如參照圖4和5A 所述的活塞組件那樣，諸如活塞組件67之類的發(fā)動機(jī)4內(nèi)的活塞組件(以 及在其它成對氣缸14、 16和50、 52內(nèi)的活塞組件)在相應(yīng)的第一行程止 點(diǎn)(EOT)位置和第二行程止點(diǎn)(EOT)位置之間往復(fù)運(yùn)動。圖6A-6D 分別示出了當(dāng)氣缸組件100的活塞組件67到達(dá)第一 EOT位置處、到達(dá)第二 EOT位置處以及在第一 EOT位置和第二 EOT位置之間運(yùn)動時氣缸組 件100的四個示例性視圖。更具體地，圖6A和圖6C分別示出了處于第一 EOT位置處的活塞組件67和處于第二 EOT位置處的活塞組件67，第一 EOT位置和第二 EOT位置在本示例中是左側(cè)EOT位置和右側(cè)EOT位置 (雖然在任何指定的設(shè)置中，不需要將那些位置說明為相對于彼此位于左 側(cè)和位于右側(cè))，而圖6B和圖6D分別示出了正從左側(cè)EOT位置運(yùn)動到 右側(cè)EOT位置、處于中間位置的活塞組件67，并且反之亦然。
特別參考圖6A，如所示的活塞組件37處于左側(cè)EOT位置中(類似于 圖4中所示的位置)，其中與第一氣缸10相關(guān)聯(lián)的燃燒室22的尺寸減小， 而第二氣缸12的燃燒室的尺寸增大。將活塞組件67的該位置稱為左側(cè) EOT位置，這并不;H兌活塞組件67必須已移動到它的向左的最大限度的 位置(例如，沿箭頭143所指的方向)，使得第二氣釭12內(nèi)的連接器凸緣 134到達(dá)那個氣釭的緩沖組件136內(nèi)的油封蓋142 (如圖5A中所示)，更 不用說使得第一氣缸10內(nèi)的活塞62到達(dá)那個氣釭的氣缸蓋112。更確切 地說，在本實施方式中(雖然并不需要在所有的實施方式中)，應(yīng)將左側(cè) EOT位置理解為包含位置范圍，氣釭12內(nèi)的連接器凸緣134在該位置范 圍中已前i^L夠遠(yuǎn)地ii^到與那個氣釭相關(guān)聯(lián)的緩沖組件136中，使得閾 值電容量變化已經(jīng)如電控電路116基于通過電極154從緩沖組件接收到的 信號所確定的那樣發(fā)生。處于在下面進(jìn)行討論的目的，可將與氣缸組件100 的兩個緩沖組件136相關(guān)聯(lián)的電極154中的每個視為電容傳感器，更具體 地，為EOT傳感器。
與圖6A相比較，圖6C示出了氣缸組件100的活塞組件67，已將其 移動到相對的右側(cè)EOT位置，使得與第二氣缸12相關(guān)聯(lián)的燃燒室22的 尺寸減小，而與第一氣缸10相關(guān)聯(lián)的燃燒室的尺寸增大。此夕卜，右側(cè)EOT 位置的達(dá)到并不要求與第一氣釭10相關(guān)聯(lián)的連接器凸緣134必須定位得 如此遠(yuǎn)，iiX到那個氣釭的緩沖組件136中，以使得連接器凸緣撞擊那個 緩沖組件的油封蓋142，或者第二氣釭12內(nèi)的活塞62撞擊氣缸的氣釭蓋 112。更確切地說，在本實施方式中，右側(cè)EOT位置的達(dá)到要求第一氣缸 10的連接器凸緣134定位得足夠遠(yuǎn)，進(jìn)入到那個氣釭的緩沖組件136中， 使得如電控電路116所確定的閾值電容量變化已經(jīng)發(fā)生。至于圖6B，該圖 示出了活塞組件67正沿箭頭145的方向運(yùn)動到右側(cè)(與箭頭143的方向 相反)，朝圖6C的右側(cè)EOT位置遠(yuǎn)離圖6A的左側(cè)EOT位置運(yùn)動。相比 之下，圖6D示出了行進(jìn)中的活塞組件67，所述活塞組件67沿箭頭143 的方向從圖6C的右側(cè)EOT位置朝圖6A的左側(cè)EOT位置往回移除了示出了活塞組件67的多種位置之外，圖6A-6D還以示意的形式
輸入和輸出裝置。更具體地，圖6A-6D中的每個示出了點(diǎn)火裝置24、進(jìn) 氣門26、排氣門28以及與氣缸組件100的氣釭10、 12中的每一個(特別 是氣缸蓋)相關(guān)聯(lián)的燃料噴射器32。特別將相應(yīng)的燃料噴射器32示出為， 通it^目應(yīng)的加壓導(dǎo)入模塊30連接到相應(yīng)的進(jìn)氣門26，雖然加壓導(dǎo)入模塊 30自身并不是控制裝置，但將它構(gòu)造為接收來自燃料噴射器32的燃料和 來自鏈路56 (參見圖2)的加壓空氣，并將燃料/空氣混合物供應(yīng)到相應(yīng)的 進(jìn)氣門26。此外，如圖6A-6D所示，將每個氣缸組件100示出為，包括 分別與第一氣釭10和第二氣釭12相關(guān)聯(lián)的電^l/EOT傳感器154。所示 EOT傳感器154用于表示能夠由那些傳感器發(fā)出的輸入信號，所述輸出信 號表示容量，并特別表示與活塞組件67向其右側(cè)EOT位置和左側(cè)EOT 位置的運(yùn)動相關(guān)聯(lián)的電容量。
假設(shè)將部件24-32和部件154中的每個組成的對示出為，相對于氣釭 組件100進(jìn)行操作，并假設(shè)那些對部件中的每對中的第 一對與第 一氣缸10 相關(guān)聯(lián)，活塞組件67朝第一氣缸10運(yùn)動，以達(dá)到左側(cè)EOT位置，而那 些對部件中的每對中的第二對與第二氣釭12相關(guān)聯(lián)，活塞組件朝第二氣 缸12運(yùn)動，以達(dá)到右側(cè)EOT位置，此后為簡化說明，將與第一氣缸相關(guān) 聯(lián)的那些第一部件稱為氣釭組件的相應(yīng)的"左側(cè)"部件，而將與第二氣缸 相關(guān)聯(lián)的那些第二部件稱為氣缸組件的相應(yīng)的"右側(cè)"部件。應(yīng)該注意到， 按照慣例，第二氣缸12內(nèi)的"右側(cè)"EOT傳感器檢測活塞組件67是否已 到達(dá)左側(cè)EOT位置，而第一氣釭10內(nèi)的"左側(cè)"EOT傳感器檢測活塞組 件是否已到達(dá)右側(cè)EOT位置。
雖然在本說明中使用該慣例，但應(yīng)該同時了解到，于此僅為方<^見 而使用該慣例，并且本發(fā)明的任何給定的實施方式不需要特別地具有以相 對于任一隨意的基準(zhǔn)點(diǎn)向左或者向右的方式定向的成對的部件。實際上， 不管在此使用的任何特定的描述性語言，本發(fā)明旨在包含多種實施方式， 這些實施方式具有以多種方式相對于彼此和相對于其它基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置的部 件，而不僅包含在此示出的具體的布置。
轉(zhuǎn)到圖7，流程圖157示出了與氣缸組件100相關(guān)聯(lián)的部件24-32和 154的操作/致動的示例性步驟，執(zhí)行這些步驟，以使其中的活塞組件67 如圖6A-6D所示在左側(cè)EOT位置和右側(cè)EOT位置之間運(yùn)動。如所示， 當(dāng)活塞組件67到達(dá)如圖6A所示的左側(cè)EOT位置處時，在步驟160處，當(dāng)緩沖組件接收右側(cè)連接器凸緣134，并因此閾值電容量變化發(fā)生時，通 過右側(cè)緩沖組件136處的右側(cè)EOT傳感器154檢測活塞組件到達(dá)該位置 處。隨后，在步驟162處，關(guān)閉左側(cè)排氣門28,此外，在步驟164處，開 啟右側(cè)排氣門28。在至少某些實施方式中，左側(cè)排氣門28相對于活塞組 件67到達(dá)左側(cè)EOT位置處的關(guān)閉的精確正時取決于如由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感 器所確定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(下面參照圖13進(jìn)行進(jìn)一步說明)。
接著，在步驟166處，接通左側(cè)燃料噴射器32，以使脈動的燃料開始 進(jìn)入到左側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30。隨后，在步驟168處，打開左側(cè)進(jìn)氣門26， 在步驟170處，將左側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30從左燃料噴射器32和從空氣罐36 (通過鏈路56之一)接收的燃料/空氣混合物以非常高的速度導(dǎo)入到左側(cè) 燃燒室22中。在燃料噴射器32開始噴射的正時和進(jìn)氣門實際開啟的正時 之間的正時差可約為5到10ms，并且這種延遲對于使得燃料能夠完全i^ 到燃燒室中是有利的；但是，在其它實施方式中，這種延遲是可忽略的或 者為零。最后，在步驟172處，斷開左側(cè)燃料噴射器32，以阻止脈動的燃 料進(jìn)入到左側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30中，并且在步驟174處，關(guān)閉左側(cè)進(jìn)氣門 26。 一旦這已發(fā)生，就已經(jīng)將適量的燃料/空氣混合物供應(yīng)到左側(cè)燃燒室 22中。同時，在步驟176處，點(diǎn)燃左側(cè)點(diǎn)火裝置24，結(jié)果導(dǎo)致如步驟178 處所示的那樣啟動燃燒。 一旦啟動燃燒，活塞組件67就如圖6B中所示開 始沿箭頭145的方向向右移動。在該周期期間，右側(cè)排氣門28保持開啟， 而所有其它的氣門(例如，左側(cè)進(jìn)氣門和左側(cè)排氣門以及右側(cè)進(jìn)氣門)如 步驟182處所示保持關(guān)閉。
如與圖6C相應(yīng)的那樣，本示例中的活塞組件67繼續(xù)向右移動直到它 到達(dá)右側(cè)EOT位置處。在步驟184處，當(dāng)緩沖組件接收右側(cè)連接器凸緣 134，并由此在該緩沖組件處閾值電容量變化發(fā)生時，通過與左側(cè)緩沖組 件136相關(guān)聯(lián)的左側(cè)EOT傳感器154檢測到活塞組件67到達(dá)該位置處。 在檢測到到達(dá)右側(cè)EOT位置之后，在步驟186和步驟188處，分別關(guān)閉 右側(cè)排氣門28,并開啟左側(cè)排氣門28。與左側(cè)排氣門28的情況一樣，在 至少某些實施方式中，右側(cè)排氣門28相對于活塞組件67到達(dá)右側(cè)EOT 位置的關(guān)閉的精確的正時取決于如由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器所確定的發(fā)動機(jī) 轉(zhuǎn)速(下面參照圖13進(jìn)行進(jìn)一步說明)。在任何情況中，在步驟186和步 驟188之后，在步驟190處，開啟右側(cè)燃料噴射器32，導(dǎo)致右燃料噴射器 32開始使脈動的燃料iiX到右側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30中。隨后，在步驟192 處，開啟右側(cè)進(jìn)氣門26，使得在進(jìn)一步的步驟194處，將燃料/空氣混合 物從右側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30導(dǎo)入到右側(cè)燃燒室22中。最后，在步驟196處，斷開右側(cè)燃燒噴射器32,隨后在步驟198處， 關(guān)閉右側(cè)進(jìn)氣門26。 一旦這已經(jīng)發(fā)生，就將適量的燃料/空氣混合物供應(yīng) 到右側(cè)燃燒室22中。隨后在步驟199處，點(diǎn)燃右側(cè)點(diǎn)火裝置24，由此在 步驟156處導(dǎo)致在右側(cè)燃燒室22內(nèi)開始燃燒。 一旦燃燒開始，活塞組件 67就如圖6D的箭頭143所示向左運(yùn)動。在此期間，左側(cè)排氣門28如步驟 158處所示保持開啟，使得源于之前的步驟178處的燃燒事件的排放產(chǎn)品 能夠排出左側(cè)燃燒室22。另外，在該時間段內(nèi)，所有其它的氣門(例如， 右側(cè)進(jìn)氣門和右側(cè)排氣門以及左側(cè)進(jìn)氣門)如步驟159處所示保持關(guān)閉。 在此之后，如返回步驟155所示，當(dāng)活塞組件67再次達(dá)到左側(cè)EOT位置 時，流程圖157的次序可以返回到步驟160處。
另外參考圖8，正時曲線圖200進(jìn)一步示出了，當(dāng)以圖6A-7中所示的 在左側(cè)EOT位置和右側(cè)EOT位置之間往復(fù)驅(qū)動活塞組件67的方式^Mt 各種部件24-32、 154時，各種部件24-32、 154的示例性的致動正時(和 特定相關(guān)的正時特征)。正時曲線圖200特別示出了表示部件24-32、 154 的各種狀態(tài)(以及在所感興趣的這些信號之間的特定差別)的十二幅不同 的曲線圖202-224。如所示，在活塞組件67到達(dá)左側(cè)EOT位置的第一時 刻l處，將左側(cè)EOT位置曲線圖202示出為，從低值轉(zhuǎn)換到高值，it^ 示如右側(cè)EOT傳感器154所檢測的電容量已經(jīng)達(dá)到了閾值。在本發(fā)明中， 當(dāng)iliC生時，左側(cè)排氣門曲線圖204相應(yīng)于關(guān)閉左側(cè)排氣門28的指4^迅 速下降(例如，從高至轉(zhuǎn)換到低值)，并且右側(cè)排氣門曲線圖206相應(yīng)于 開啟右側(cè)排氣門的指令躍遷(例如，從低值轉(zhuǎn)換到高值)。
在時刻T1之后，在時刻T2處，左側(cè)燃料噴射器曲線圖210相應(yīng)于脈 沖燃料通過左側(cè)燃料噴射器32開始進(jìn)入到左側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30中而接通。 同樣在時刻T2處，左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖212接通，這表示已開啟左側(cè)進(jìn)氣 門26 (或至少開始開啟)，4吏得左側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30內(nèi)的燃料/空氣混合 物能夠l到左側(cè)燃燒室22中。左側(cè)進(jìn)氣門延遲曲線圖208還示出了時刻 T2和T1之間的差別，特別將時刻上的這種差別設(shè)定為，以便提^f吏得左
的充足的時間。接著，在時刻T3處，左側(cè)燃料噴射器曲線圖210相應(yīng)于 左側(cè)燃料噴射器32的脈沖的停止而再次下降。隨后，在時刻T4處，左側(cè) 進(jìn)氣門曲線圖212也變低，il^示已經(jīng)關(guān)閉左側(cè)進(jìn)氣門26，使得不會有更 多的燃料/空氣混合物的量1到左側(cè)燃燒室22中。隨后，在時刻T5處， 左側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖214從低電平轉(zhuǎn)換到高電平，it^示已致動左側(cè)點(diǎn)火 裝置24。點(diǎn)火延遲曲線圖216示出了在時刻T4和時刻T5之間產(chǎn)生的延遲時間的量。
當(dāng)在時刻Ts變高之后，左側(cè)點(diǎn)火延遲曲線圖214保持在高電平直到 時刻T6，在時刻T6處，它返回到低電平，i^示已經(jīng)再次斷開左側(cè)點(diǎn)火 裝置24。雖然左點(diǎn)火裝置24在時刻Ts和時刻16之間的時間段內(nèi)的致動 可包括那個裝置的單次起動，以發(fā)生產(chǎn)生唯一的一個火花(例如，在時刻 Ts處或略晚于時刻T5)，但是在替代實施方式中，左側(cè)點(diǎn)火裝置的致動可 包括那個裝置的反復(fù)(例如，周期的)起動，以便在該時間段內(nèi)產(chǎn)生多個 火花。這可以適用于至少某些情況中，在這些情況中，源于左側(cè)燃燒室22 內(nèi)的單個火花的燃燒事件可能致使室內(nèi)的一部分燃料/空氣混合物未燃盡， 而在一段時間內(nèi)的重復(fù)的火花更好地保證了已經(jīng)將左側(cè)燃燒室22內(nèi)的所 有的(或者幾乎所有的)燃料/空氣混合物燃盡。
不管致動左側(cè)點(diǎn)火裝置24的具體方式，由于點(diǎn)火行為，燃燒在左側(cè) 燃燒室22內(nèi)發(fā)生，結(jié)果，活塞組件67正沿圖6B中所示的箭頭145的方 向移動到右側(cè)。因此，在時刻T7處，已將活塞組件67移動得足夠遠(yuǎn)，到 達(dá)右側(cè)，以使得活塞組件67不再位于左側(cè)EOT位置中，并由此左側(cè)EOT 位置曲線圖202下降。在時刻TV之后，除了表示右側(cè)排氣門28的致動的 曲線圖206因右側(cè)排氣門28保持開啟而保持高電平以外，所有的曲線圖 202-216均保持在低電平直到時刻Tu。在時刻T7和時刻Tn之間的時間段 內(nèi)，活塞67繼續(xù)沿方向145移動。
在時刻Tu處，左側(cè)緩沖組件136在左側(cè)EOT傳感器154產(chǎn)生表示 已經(jīng)增大到超過閾值的電容量的信號的充分程度上接收左側(cè)連接器凸緣 134。因此，在該時刻，右側(cè)EOT位置曲線圖218從低電平轉(zhuǎn)變到高電平。 當(dāng)iUL生時，同樣在時刻Tn處，左側(cè)排氣門曲線圖204從低電平迅速轉(zhuǎn) 變到高電平，并且右側(cè)排氣門曲線圖206從高電平轉(zhuǎn)變到低電平，從而導(dǎo) 致左側(cè)排氣門28開啟，并導(dǎo)致右側(cè)排氣門關(guān)閉。接著，在時刻Tu處(如 進(jìn)氣門延遲曲線圖208所示，在時刻Tu之后經(jīng)過足以使得右側(cè)排氣門能 夠關(guān)閉的時間量的時間出現(xiàn)所述時刻T12),右側(cè)燃料噴射器曲線圖220從 低電平轉(zhuǎn)換到高電平，這表示右側(cè)燃料噴射器32使脈動的燃料開始i^ 到右側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30中。同樣在該時刻處，右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖222從 低電平轉(zhuǎn)變到高電平，4吏得右側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30內(nèi)的燃料/空氣混合物能 夠i^到氣釭組件100的右側(cè)燃燒室22中。
類似于分別關(guān)于左側(cè)燃料噴射器曲線圖210和左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖 212的討論，右側(cè)燃料噴射器曲線圖220隨后在時刻Tu處下降，而右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖222在時刻Tw處下降。隨后，在時刻1\5處，所述時刻115出現(xiàn)在時刻T"之后經(jīng)過點(diǎn)火延遲曲線圖216所示的時間量，右側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖224變高，隨后在時刻1\6處再次變低，并由此在時刻115和時刻Tw之間接通右側(cè)點(diǎn)火裝置24。由于右側(cè)點(diǎn)火裝置24的致動，(再次地，如上所述，右側(cè)點(diǎn)火裝置24能夠包含僅一個火花或者作為替代，包括多個火花的產(chǎn)生)，燃燒在右側(cè)燃燒室22內(nèi)發(fā)生。這又導(dǎo)致活塞組件67沿圖6D中所示的箭頭143所示的方向運(yùn)動?；钊M件67的這種運(yùn)動最終一吏活塞組件運(yùn)動得足夠遠(yuǎn)，以使右側(cè)EOT位置曲線圖218在時刻Tn處從高值轉(zhuǎn)變到低值?；钊M件67沿該方向的進(jìn)一步的運(yùn)動使活塞組件在時刻121處最終回到左側(cè)EOT位置。在時刻121處開始，如所述的發(fā)生在時刻TVT7的操作分別再次發(fā)生.即，在時刻T『T"處，重復(fù)發(fā)生在時刻1VT7的操作。因此，操作循環(huán)能夠無限重復(fù)。
雖然圖6A-8設(shè)想活塞組件67在氣缸組件100內(nèi)的運(yùn)動將始終以使得活塞組件響應(yīng)發(fā)生在氣釭組件的燃燒室22中的燃燒事件在右側(cè)EOT位置和左側(cè)EOT位置之間往復(fù)運(yùn)動的方式進(jìn)行，并且盡管這通常是正確的，但是在某些情況中，操作不和/或不能以這種方式進(jìn)行。特別地，在某些情況中(例如，當(dāng)液壓輪轂式馬達(dá)18上的載荷很大時)，給定的燃燒事件并不會將充分的力傳遞到活塞組件67上，從而導(dǎo)致活塞組件前進(jìn)到達(dá)與燃燒事件發(fā)生的氣缸相對的氣缸內(nèi)的EOT位置的全程。例如，如果燃燒事件在第一氣缸IO內(nèi)的左側(cè)燃燒室22內(nèi)發(fā)生，并且在那個時刻處，同一氣缸內(nèi)的燃燒室64上的載荷特別大，在這種情況下，活塞組件67可能不能響應(yīng)該燃燒事件成功地移動到達(dá)右側(cè)EOT位置的全程，確切地說在右側(cè)EOT位置之前的某處以其它方式停止移動。
實際上，在某些情況中，也有可能的是，即^/活塞組件由于燃燒事件繼續(xù)在氣釭組件100內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，活塞組件也將既未達(dá)到左側(cè)EOT位置也未達(dá)到右側(cè)EOT位置。作為替代，在其它情況中，可能的是，在給定的燃燒時間過程中，傳遞到活塞組件67上的力太小，甚至不能^f吏活塞組件67離開其當(dāng)前所處的EOT位置。在各種情況中，活塞組件67在氣缸組件100內(nèi)經(jīng)歷的運(yùn)動方式與圖6A-6D所示的方式不同，特別是在取決于運(yùn)動類型的范圍內(nèi)，活塞組件67將不經(jīng)歷圖6A和圖6C中所示的EOT位置中的一個或兩個，或者將僅經(jīng)歷圖6A和圖6C的EOT位置中的一個，但不經(jīng)歷圖6A-圖6D中所示的其它三個位置中的任何一個。此外，在這種運(yùn)轉(zhuǎn)情況中，事件的順序/正時與圖7-8中所示的不同。參考圖9-圖11，另外的正時曲線圖300、 400和500分別示出了，當(dāng)在三種上述"非正常的"運(yùn)轉(zhuǎn)模式下操作這些部件24-32、 154時，各種部件24-32、 154的示例性的致動正時(和特定相關(guān)的正時特征)，在所述三種"非正常的"運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，活塞組件67不能達(dá)到EOT位置中的一個或兩個或者盡管發(fā)生了應(yīng)該從EOT位置驅(qū)動活塞組件的燃燒事件，但活塞組件仍保持在EOT位置的一個內(nèi)。雖然將圖9-11所示的不同的運(yùn)轉(zhuǎn)方式示出為彼此獨(dú)立并且獨(dú)立于圖8的正常的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，但是可以認(rèn)識到，電控電路116能夠控制發(fā)動機(jī)4，從而使它在對運(yùn)轉(zhuǎn)沒有顯著影響的情況下重復(fù)而連貫地進(jìn)入、離開這些運(yùn)轉(zhuǎn)模式的任何一個并在這些運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間轉(zhuǎn)換。
特別參考圖9，正時曲線圖300特別示出了，當(dāng)活塞組件67能夠達(dá)到和離開左側(cè)EOT位置但不能達(dá)到右側(cè)EOT位置時，氣缸組件100的各種部件24-32、 154的示例性的致動正時(和特定相關(guān)的正時特征)。雖然正時曲線圖300示出了活塞組件67能夠達(dá)到和離開左側(cè)EOT位置但不能達(dá)到右側(cè)EOT位置的示例性操作，但是將認(rèn)識到，相應(yīng)于相反的活lit動方式(例如，其中活塞組件能夠達(dá)到和離開右側(cè)EOT位置但不能達(dá)到左側(cè)EOT位置)的操作方式將與下面說明的情況完全相反。
更具體地，在本示例中，當(dāng)活塞組件67在時刻1\達(dá)到左側(cè)EOT位置時，運(yùn)轉(zhuǎn)以與圖8中的情況大體相同的方式開始進(jìn)行。即，在時刻1\處，當(dāng)活塞組件67已達(dá)到左側(cè)EOT位置時，左EOT位置曲線圖302從低變高，并由此，在該時刻處，左側(cè)排氣門曲線圖304變低，從而關(guān)閉左側(cè)排氣門28,并且右側(cè)排氣門曲線圖306變高，從而開啟右側(cè)排氣門28。隨后，在時刻12處(時刻T2經(jīng)過由進(jìn)氣門延遲曲線圖308所示的時間量而區(qū)別于時刻Tj，左側(cè)燃料噴射器曲線圖310變高，左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖312也變高，因此開啟燃料噴射器32,并開啟左側(cè)進(jìn)氣門26。隨后，在時刻13處，左側(cè)燃料噴射器曲線圖310變低，且在時刻14處，左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖312變低，從而分別關(guān)掉左側(cè)燃料噴射器32，并關(guān)閉左側(cè)進(jìn)氣門26。此外，在時刻Ts處和時刻16處，左側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖314分別變高和變低，使得在相應(yīng)的時刻(其中時刻Ts在時刻T4之后經(jīng)過點(diǎn)火延遲曲線圖316所示的時間量而出現(xiàn))打開并隨后關(guān)閉左側(cè)點(diǎn)火裝置24。最后，在時刻T7，當(dāng)源于左側(cè)點(diǎn)火裝置24的燃燒事件導(dǎo)致活塞組件67離開左側(cè)EOT位置時，左側(cè)EOT位置曲線圖302轉(zhuǎn)換回低值。
但是，與圖8中所示的操作對比，由于活塞組件67在該示例中從未達(dá)到那個右側(cè)EOT位置，所以正時曲線圖300示出，在時刻Tu處，右側(cè)EOT位置曲線圖318未變到高電平。確切地i兌，在該示例中，在時刻Tn處，電控電路116確定從左側(cè)點(diǎn)火裝置24開始執(zhí)行點(diǎn)火，并且燃燒事件在左側(cè)燃燒室22內(nèi)隨之發(fā)生以來所經(jīng)過的一段時間(在該示例中，等于時刻131和時刻Ts之間的差異)。因此，在時刻131處，電控電路116導(dǎo)致發(fā)動機(jī)4就像活塞已達(dá)到右側(cè)EOT位置一樣地運(yùn)轉(zhuǎn)，盡管活塞并未達(dá)到右側(cè)EOT位置。因此，在該時刻T^處，右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖306轉(zhuǎn)變到低電平，從而關(guān)閉右側(cè)進(jìn)氣門28，另外，左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖304變到高電平，從而打開左側(cè)進(jìn)氣門。
接著，在時刻132處(時刻T32經(jīng)過進(jìn)氣門延遲曲線圖308所示的時間量而區(qū)別于時刻T31)，右側(cè)燃料噴射器曲線圖320從低電平轉(zhuǎn)變到高電平，并且右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖332同樣從低電平轉(zhuǎn)變到高電平，因此，導(dǎo)致將燃料通過右側(cè)燃料噴射器32噴射到右側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30中，并導(dǎo)致將燃料/空氣混合物通過右側(cè)進(jìn)氣門26供應(yīng)到右側(cè)燃燒室22中。隨后，分別在時刻133處和時刻134處，右側(cè)燃料噴射器曲線圖320轉(zhuǎn)變到低值，并且右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖322同樣變到低值，由此，分別關(guān)掉右側(cè)燃料噴射器32,并隨后關(guān)閉右側(cè)進(jìn)氣門26。此外，在時刻135處(時刻135在時刻134之后經(jīng)過點(diǎn)火延遲曲線圖316所示的時間量而出現(xiàn))，右側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖324從低轉(zhuǎn)變到高，導(dǎo)致致動右側(cè)點(diǎn)火裝置24。這持續(xù)到右側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖324再次變低的時刻T36。源于右側(cè)點(diǎn)火裝置24的致動，燃燒事件在右側(cè)燃燒室22內(nèi)發(fā)生，并繼而活塞組件67在時刻T41處再次返回到左側(cè)EOT位置，在時刻141處，左側(cè)EOT位置曲線圖320再次升高，左側(cè)排氣門曲線圖304再次降低，且右側(cè)排氣門曲線圖306再次升高。在時刻T"之后，曲線圖302-324均分別以與在時刻1VT7所發(fā)生的情況相同的方式在相應(yīng)的時刻Td7處進(jìn)行操作。
隨后參考圖10，正時曲線圖400示出了，當(dāng)活塞組件67在另一非正常的模式下操作時，活塞組件100的各種部件24-32、 154的示例性的致動正時(和特定相關(guān)的正時特征)，在所述非正常模式下，盡管活塞組件可經(jīng)歷運(yùn)動，但活塞組件不能到達(dá)左側(cè)EOT位置或者右側(cè)EOT位置。如所示，當(dāng)活塞組件67處于這種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中時，在所有的時刻處均一直保持恒定(例如，低值)的左側(cè)EOT位置曲線圖402和右側(cè)EOT位置曲線圖418分別表示既未到達(dá)左側(cè)EOT位置，也未到達(dá)右側(cè)EOT位置。由于未到達(dá)EOT位置，因此基于到達(dá)EOT位置的時刻(如通過來自EOT傳
44感器154的信號所確定的那樣)的燃料噴射器32和點(diǎn)火裝置24不再基于諸如氣門26和28之類的其它部件的致動，取而代之，在由電控電路116所確定的其它時刻處致動這些部件。
更具體地，如圖10中所示，在參考由電控電路116所確定的連續(xù)的時刻的時刻處致動部件24、 26、 28和32,在該時刻，正時器的期滿(超時)。將三種超時狀況在圖10中示出為，即，已經(jīng)在時刻T51、 T61~T71處發(fā)生，雖然可以認(rèn)識到，附加的超時狀況可以在其后無限期地發(fā)生。在所示的示例中，時刻151開始半個循環(huán)，在該循環(huán)中，燃燒發(fā)生在第一氣缸10的左側(cè)燃燒室22中。更具體地，在時刻151處，分別相應(yīng)于左側(cè)排氣門28的關(guān)閉和右側(cè)排氣門28的打開，左側(cè)排氣門曲線圖404下降，而同時右側(cè)排氣門曲線圖406升高。接著，在時刻152處(時刻152經(jīng)過進(jìn)氣門延遲曲線圖408所示的時間量而區(qū)別于時刻T51)，使相應(yīng)的左側(cè)燃料噴射器曲線圖410和左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖412升高，導(dǎo)致左側(cè)進(jìn)氣門26打開和左側(cè)燃料噴射器32的脈動。
接著，在時刻Ts3處，左側(cè)燃料噴射器曲線圖410變低，這表示左側(cè)燃料噴射器32的斷開，并且在時刻Ts4處，左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖412同樣變低，it^示左側(cè)進(jìn)氣門26的關(guān)閉。最后，在時刻Ts5處，左側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖414變高(其中時刻155在時刻154之后經(jīng)過點(diǎn)火延遲曲線圖416所示的時間量而出現(xiàn))，開啟左側(cè)點(diǎn)火裝置24，隨后左側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖414在時刻Ts6處變低，斷開左側(cè)點(diǎn)火裝置。因此，通過該示例顯而易見的是(至少在該實施方式中)，氣門26和28、燃料噴射器32以及點(diǎn)火裝置24在時刻！^之后的致動與當(dāng)活塞組件67正從左側(cè)EOT位置起動時，這些部件在圖8和圖9的時刻Ti之后致動的方式完全相同。但是，在本示例中，以這種方式致動這些部件的基礎(chǔ)不是活塞組件67到達(dá)左側(cè)EOT位置，而是電控電路116任意確定的時刻T51。
進(jìn)一步如所示，由于在本實施方式中源于左側(cè)點(diǎn)火裝置24在時刻155和時刻156之間的致動的燃燒事件不會導(dǎo)致活塞組件67運(yùn)動到達(dá)右側(cè)EOT位置的全程(某些情況中，根本不產(chǎn)生任何運(yùn)動)，所以同樣不以活塞組件到達(dá)這種位置為基礎(chǔ)來確定時刻T61，而是當(dāng)正時器相對于時刻T5S
(或者，在替代實施方式中，諸如時刻Ts6之類的某些其它時刻)超時時，
正時器由電控電路116確定時刻T61。但是， 一旦已確定該時刻T6"就以與活塞組件67到達(dá)右側(cè)EOT位置的上述方式大致相同的方式致動氣釭組件100的部件24、 26、 28和32。即，在時刻161處，左側(cè)排氣門曲線圖404從低電平轉(zhuǎn)變到高電平，而右側(cè)排氣門曲線圖406從高電平變轉(zhuǎn)到低電平，因此，打開左側(cè)排氣門28并關(guān)閉右側(cè)排氣門。
接著，在時刻162處(時刻162在時刻161之后經(jīng)過點(diǎn)火延遲曲線圖408所示的時間量而出現(xiàn))，右側(cè)燃料噴射器曲線圖420從低變高，并且右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖422同樣從低變高，由此，分別導(dǎo)致右側(cè)燃料噴射器32將燃料噴射到右側(cè)加壓導(dǎo)入模塊30中，并導(dǎo)致右側(cè)進(jìn)氣門26打開。接著，在時刻T6s處，右側(cè)燃料噴射器曲線圖420下降，因此，停止右側(cè)燃料噴射器32的脈動，隨后在時刻T64處，右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖422下降，由此，
關(guān)閉右側(cè)進(jìn)氣門26。最后，在時刻165和時刻T66處(其中時刻165經(jīng)過點(diǎn)
火延遲曲線圖416所示的時間量緊隨時刻161之后)，相應(yīng)于右側(cè)點(diǎn)火裝置24的接通和斷開，右側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖424升高并隨后下降。右側(cè)點(diǎn)火裝置24的該致動再次產(chǎn)生傾向于導(dǎo)致活塞組件67以向左的方向運(yùn)動的燃燒事件(雖然，在某些情況中，可能實際上出現(xiàn)很小的運(yùn)動或者不出現(xiàn)運(yùn)動，例如，如果車輛處于遭遇到固定物體的位置)。
在圖10中，旨在示出活塞組件67在第一氣釭10和第二氣缸12之間往復(fù)的持續(xù)運(yùn)動，其中活塞組件從未到達(dá)EOT位置，從時刻Tn開始，以這種方式再次致動部件24、 26、 28和32，從而導(dǎo)致左側(cè)燃燒室22內(nèi)的燃燒事件并導(dǎo)致活塞組件沿右側(cè)燃燒室的方向運(yùn)動。特別地，時刻T71由電控電路116在正時器相對于時刻T65 (或者某些其它時刻)正時器超時時再次確定。在時刻T^之后，以與前面參照時刻151和其后參照后來的時刻進(jìn)fr沈明的方式相同的方式致動部件24、 26、 28和32。即，左側(cè)排氣門曲線圖404和右側(cè)排氣門曲線圖406在時刻T^處再次改變它們各自的狀態(tài)，左側(cè)排氣門曲線圖410和左側(cè)燃料噴射器曲線圖412均在時刻T72
處升高，并隨后分別在時刻T"處和時刻T74處降低，并且此外，左側(cè)點(diǎn)火
裝置曲線圖414在時刻T7s處升高，并隨后在時刻176處降低。如果活塞組件67從未到達(dá)氣缸10或者氣缸12的EOT位置，那么圖10中所示的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠無限期地繼續(xù)。
對于圖11，另外的正時曲線圖500示出了另外的曲線圖502-524,它們示出了當(dāng)活塞組件67在另一非正常模式下運(yùn)轉(zhuǎn)時，氣缸組件100的各種部件24-32、 154的示例性的致動正時(和特定相關(guān)的正時特征)。在該運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，活塞組件67保持在左側(cè)EOT位置處，并且盡管在左側(cè)燃燒室22內(nèi)發(fā)生燃燒事件，但活塞組件67仍不能離開該左側(cè)EOT位置。雖然正時曲線圖500示出了活塞組件67不能離開左側(cè)EOT位置的示例性
46的運(yùn)轉(zhuǎn)，但將認(rèn)識到，相應(yīng)于相反的運(yùn)轉(zhuǎn)方式(例如，其中活塞組件不能
離開右側(cè)EOT位置)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式將與下面所述的方式大致相反。
如圖11中所示，曲線圖502-524分別是左側(cè)EOT位置曲線圖502、左側(cè)排氣門曲線圖504、右側(cè)排氣門曲線圖506、進(jìn)氣門延遲曲線圖508、左側(cè)燃料噴射器曲線圖510、左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖512、左側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖514、點(diǎn)火延遲曲線圖516、右側(cè)EOT位置曲線圖518、右側(cè)燃料噴射器曲線圖520、右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖522以及右側(cè)點(diǎn)火裝置曲線圖524。在本示例中，如左側(cè)EOT曲線圖502所示，活塞組件67首先在時刻1\處(如圖8和圖9中所設(shè)定的那樣)到達(dá)左側(cè)EOT位置，并1^保持在該左側(cè)EOT位置處。因此，右側(cè)EOT曲線圖518示出了活塞組件67在正時曲線圖500所包含的任何時刻期間均未處于右側(cè)EOT位置處(雖然活塞組件可在時刻Ti處之前已處于該位置處)。 一旦在時刻T^處開始運(yùn)轉(zhuǎn)，就在那個時刻和隨后的時刻TVT6處以與前面參照圖8和圖9iC明的方式相同的方式致動部件24、 26、 28和32。
由于源于在時刻Ts處開始發(fā)生的燃燒事件，活塞組件67從未離開左側(cè)EOT位置，所以左側(cè)EOT位置曲線圖502在任何時刻T7處均iML生變化，而在時刻181處發(fā)生變化，電控電路116確定已經(jīng)期滿，并導(dǎo)致氣釭組件100的部件24、 26、 28和32的進(jìn)一步的致動。特別地，從時刻Tw開始，在上述時刻1>16處采取的動作分別在時刻181-186處再次執(zhí)行(除排氣門28的打開/關(guān)閉狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以外，如曲線圖504和曲線圖506所示，排氣門28處于它們當(dāng)前的位置中)。隨后，由于在本示例中活塞組件67繼續(xù)保持在左側(cè)EOT位置處，所以在時刻1^處，電控電路再次識別出活塞組件未運(yùn)動出左側(cè)EOT位置，并由此在時刻T91-T96處分別重復(fù)操作已在時刻T8rT恥處執(zhí)行的操作。
轉(zhuǎn)到圖12，更詳細(xì)地示出了 ，發(fā)動機(jī)4內(nèi)的示例性的通信M^及特別地在電控電路116和發(fā)動機(jī)4的各種其它部件之間的通信銜吝。通常，雖然利用其它實現(xiàn)該通信鏈路的方式的其它實施方式也意欲被包含在本發(fā)明內(nèi)，但如曲線圖12中所示的M^通過電路實現(xiàn)。特別如所示，電控電路116聯(lián)結(jié)到加速器踏板670和點(diǎn)火開關(guān)672，電控電路通過加速器踏板670探測操作者指令的加速度(或者速度)設(shè)定，電控電路通過點(diǎn)火開關(guān)672能夠確定^Mt者是否已指示打開或關(guān)閉發(fā)動機(jī)4 (通常，基于在點(diǎn)火開關(guān)內(nèi)存在的銷，雖然這種指令也可由操作者輸入適當(dāng)?shù)拇a或者其它機(jī)械裝置發(fā)出)。此外，將電控電路116聯(lián)結(jié)到輪轂式馬達(dá)18 (更具體地，聯(lián)結(jié)到該輪轂式馬達(dá)上的傳感器)，電控電路通過該傳感器能夠確定車輪(并由此確定車輛)速度。雖然車輪速度通常是很重要的，但是該速度不必(或通常)與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相同。由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速同樣是很重要的(例如，在下面將進(jìn)一步說明的確定排氣門28的關(guān)閉正時時)，電控電路116進(jìn)一步包括如所示的某些附加的電路。特別地，電控電路116包括測量速率的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器678,電控電路內(nèi)的左側(cè)止動銷674和右側(cè)止動銷676 (可將它們禍/ft轉(zhuǎn)向止動銷或切換止動銷)以該速率進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如將在下面參照圖13進(jìn)一步說明的那樣，內(nèi)部止動銷674、 676的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換表示燃燒事件在發(fā)動機(jī)4的氣缸10和氣釭12的相應(yīng)的燃燒室22中發(fā)生的頻率，并由此表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。雖然圖12特別將電控電路116示為包括兩個內(nèi)部止動銷674、 676，但是止動銷的實際數(shù)目可能更大，特別地，在至少某些實施方式中，對于發(fā)動機(jī)中的每對氣釭，電控電路116將包含一對止動銷。
另外如所示，電控電路116聯(lián)結(jié)到空氣罐36、主壓縮機(jī)38、輔助壓縮機(jī)40以及電池42中的每個，或者更具體地，聯(lián)結(jié)到位于那些裝置上的傳感器，使得電控電路能夠接^示空氣罐36內(nèi)的氣壓、壓縮機(jī)38和40的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及電池42的充電、電壓或其它有關(guān)電的狀態(tài)的傳感器信號。此外，電控電路116聯(lián)結(jié)到發(fā)動機(jī)4的主要部分34內(nèi)和輔助動力單元44內(nèi)的多個可控裝置和可監(jiān)視裝置。更具體地，如所示，電控電路116聯(lián)結(jié)到與發(fā)動機(jī)4的主要部分34的氣缸10-16和50、 52中的每個相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)火裝置24、進(jìn)氣門26、排氣門28和燃料噴射器32以及輔助動力單元44中的每個。同樣，電控電路116聯(lián)結(jié)到與那些氣缸中的每個內(nèi)的相應(yīng)的緩沖組件136相關(guān)聯(lián)的電^L/EOT傳感器154中的每個。不管圖12，根據(jù)實施方式，電控電路16也可以接收來自未示出的其它裝置的信號，并將控制信號發(fā)出到未示出的其它裝置。
參考圖13，給定電控電路116和如圖12中所示的其它部件之間的連接，電控電路能夠根據(jù)流程圖600控制發(fā)動機(jī)4的運(yùn)轉(zhuǎn)。圖13所示的特定流程旨在使得電控電路116能夠以在上面參照圖6A-11說明的任一方式操作活塞IO、 12，并使得能夠以連貫的方式在上述的不同運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間轉(zhuǎn)換。雖然旨在特別用于控制關(guān)于發(fā)動機(jī)4的主要部分34的氣缸組件100的氣缸10、 12的運(yùn)轉(zhuǎn)，但是流程同樣適用于控制關(guān)于發(fā)動機(jī)的主要部分的氣釭14、 16和輔助動力單元44的氣釭50、 52的運(yùn)轉(zhuǎn)，雖然可以認(rèn)識到，輔助動力單元的氣釭以上面特別參照圖9-ll說明的任何非正常的運(yùn)轉(zhuǎn)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的情況(如若發(fā)生)是很少見的情況。如圖13中所示，當(dāng)操作者已指示起動發(fā)動機(jī)4時，方便地將電控電 路116的運(yùn)轉(zhuǎn)視為開始，例如，當(dāng)在步驟602處，將信號發(fā)出到電控電路 116時，it^示已接通點(diǎn)火開關(guān)672。當(dāng)已接收到這種指示時，電控電路 116隨后在步驟604處確定空氣罐36提供的氣壓是否太低。通常，將不是 這種情況。假定對空氣罐36進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，空氣罐應(yīng)該能夠在無泄漏 的情況下在很長一段時間內(nèi)維持給定的壓力水平，所以甚至是在發(fā)動機(jī)4 已處于靜止?fàn)顟B(tài)很長一段時間之后，空氣罐應(yīng)該仍處于先前設(shè)定的壓力水 平(通常，當(dāng)關(guān)閉發(fā)動機(jī)時，輔助動力單元繼續(xù)操作，通常操作幾秒，直 到空氣罐處于其適當(dāng)?shù)膲毫υO(shè)置下)。因此，通常，由于因發(fā)動機(jī)在先前 進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致已將空氣罐36預(yù)加壓到足夠高的水平，所以一旦開始發(fā) 動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣罐通常就應(yīng)處于所要求的壓力水平。
盡管如此，如果在步驟604處確定空氣罐36內(nèi)的氣壓過低，則在步 驟606處，電控電路116致動電動空氣壓縮機(jī)40或者主空氣壓縮機(jī)38(在 該情況中，也致動輔助動力單元44)。更具體地，如果空氣罐36內(nèi)的氣壓 不足以使得輔助動力單元44和主空氣壓縮機(jī)38進(jìn)行適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)，則起動電 動空氣壓縮機(jī)40(通常，對于小型空氣罐，這僅需幾秒)。但是，如果空 氣罐36內(nèi)的氣壓足以使得輔助動力單元44能夠進(jìn)行適當(dāng)操作，或者一旦 空氣罐內(nèi)的氣壓變得足以使得輔助動力單元能夠進(jìn)行這種操作(例如，在 電動空氣壓縮機(jī)40的預(yù)先運(yùn)轉(zhuǎn)之后)，則輔助動力單元和主空氣壓縮機(jī)38 開始運(yùn)轉(zhuǎn)，直到空氣罐36達(dá)到所要求的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力(這需要例如約4-10秒)。 一旦壓縮機(jī)40或壓縮機(jī)38運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)就返回到步驟604處。但是，電控 電路116繼續(xù)在步驟604處和步驟606處之間往復(fù)循環(huán)，直到空氣罐36 內(nèi)的氣壓足夠高的時刻。通常，到空氣罐36內(nèi)的氣壓高到足以4復(fù)動機(jī)4 的主要部分34進(jìn)行適當(dāng)操作時，輔助動力單元44還在操作。
隨后，在步驟608，電控電路116探測是否壓下加速器踏板670或相 反，是否已發(fā)出表示應(yīng)致動發(fā)動機(jī)的信號。如果回答為否，則系統(tǒng)仍停留 在步驟608處，并且主要部分34還未開始運(yùn)轉(zhuǎn)(即，燃燒事件尚未發(fā)生)。 如果回答為是，則系統(tǒng)NL^進(jìn)入步驟610。在步驟610處，電控電路116 基于從EOT傳感器154接收的一個或者多個信號，確定給定活塞組件(例 如，上述活塞組件67 )是否位于與它們相應(yīng)的活塞組件相關(guān)聯(lián)的左側(cè)EOT 位置或右側(cè)EOT位置中的一個處，或者作為替代，不處于任何EOT位置 處。如所示，如果電控電路116確定活塞組件位于左側(cè)EOT位置或不處 于EOT位置中的任何一個處，則電控電路iiA步驟612。否則，如果確定 活塞組件位于右側(cè)EOT位置處，則電控電路116進(jìn)入步驟642。在替代實施方式中，如果未達(dá)到EOT位置，則電控電路可改為進(jìn)入步驟642,而不 i^步驟612。
進(jìn)一步如所示， 一旦到達(dá)步驟612處，電控電路116就設(shè)定(例如， "打開")左側(cè)止動銷674，并復(fù)位(例如，"關(guān)閉")右側(cè)止動銷676，如 上所述，左側(cè)止動銷674和右側(cè)止動銷676是作為電控電路116的一部分 的開關(guān)(參見圖12)。左側(cè)止動銷674的設(shè)定和右側(cè)止動銷676的復(fù)位導(dǎo) 致電控電路116開始執(zhí)行一系列步驟(例如，步驟612-629),這些步驟導(dǎo) 致燃燒事件發(fā)生在第一 (左側(cè))氣缸10處。相反， 一旦到達(dá)步驟642處， 電控電路116改為復(fù)位(例如，"關(guān)閉")左側(cè)止動銷674，并設(shè)定(例如， "打開")右側(cè)止動銷676,這導(dǎo)致電控電路116開始執(zhí)行不同系列的步驟 (例如，步驟642-659)，這些步驟導(dǎo)致燃燒事件發(fā)生在第二 (右側(cè))氣缸 10處。
假設(shè)電控電路116已進(jìn)入步驟612，如圖13所示，電控電路隨后 繼續(xù)執(zhí)行步驟614、 616和620中的每個。以虛線示出的步驟614表示 可以在某些方案中進(jìn)行的可選操作，而且將在下文中進(jìn)一步描述(該步 驟未相應(yīng)于正時曲線圖8-11中所示的操作方式)。假設(shè)未執(zhí)行步驟614， 電控電路116從步驟612前進(jìn)到步驟616,在該步驟處，它向左側(cè)排氣 門28發(fā)出控制信號，以使該氣門關(guān)閉，然后前進(jìn)到步驟620，在該步驟 處，它向右側(cè)排氣門發(fā)出控制信號，以使該氣門打開。所以，步驟616 和620相應(yīng)于圖8中在時刻1\和121處、圖9中在時刻L和T"處以及 圖11中在時刻1\和T^處所示的動作。 一旦步驟620完成，電控電路 116就進(jìn)入步驟621，在該步驟處，它致動左側(cè)進(jìn)氣門延時器，以便將 進(jìn)程的進(jìn)一步前進(jìn)延遲相當(dāng)?shù)臅r間(比如，參照圖8，是時刻1\與T2 之間的時間差)，從而足以使得左側(cè)排氣門28能夠關(guān)閉。
與步驟621相關(guān)的延遲已過去后，電控電路116接著進(jìn)入步驟622 和623，在這些步驟處，它分別發(fā)出左側(cè)燃料噴射器信號，并同時致動 左側(cè)燃料噴射器脈沖正時器。與步驟622和623同時地，電控電路116 還執(zhí)行步驟624和625，在這些步驟處，它分別發(fā)出左側(cè)進(jìn)氣門信號， 并致動左側(cè)進(jìn)氣門脈沖正時器。步驟622和623的執(zhí)行相應(yīng)于左側(cè)燃料 噴射器曲線圖210在時刻12處發(fā)生躍遷，連同持續(xù)維持該高電平信號， 直到時刻T3，如圖8中所示(除了其它地方以外)。步驟624和625的 執(zhí)行相應(yīng)于左側(cè)進(jìn)氣門曲線圖212在時刻T2處發(fā)生躍遷，連同持續(xù)維 持該高電平信號，直到時刻14處，也如圖8中所示(除了其它地方以
50外)。應(yīng)當(dāng)注意，在本實施方式中，步驟623和625中使用的脈沖正時 器的每個的時長由電控電路116基于加速器踏板670的感測位置，如在 步驟608處所確定的那樣進(jìn)行確定。如果更大幅度地壓下加速器踏板 670，這表示駕駛員希望更大的發(fā)動機(jī)功率，則步驟622、 624中正時器 將調(diào)節(jié)為更長的時間周期，以將更多的燃料和加壓氣體噴射到左側(cè)燃燒 室22中。
一旦步驟623和625完成(應(yīng)該注意，步驟623通常比步驟625 更早完成)，電控電路116接著進(jìn)入步驟626，在該步驟處，它致動點(diǎn)火 延時器，該點(diǎn)火延時器必須在左側(cè)火花裝置24點(diǎn)火之前超時。步驟626 中延時器的致動相應(yīng)于圖8的點(diǎn)火延遲曲線圖216中所示的時刻14與 Ts之間的延遲(除了其它地方以外)。在步驟626之后，電控電路116 接著執(zhí)行步驟628,在該步驟處，它致動左側(cè)火花裝置脈沖正時器，隨 后是步驟629，在該步驟處，它發(fā)出信號，以致動左側(cè)火花裝置24。除 了執(zhí)行步驟628和629之外，與這些步驟同時地，電控電路116進(jìn)一步 執(zhí)行步驟630，在該步驟處，電控電路開啟超時正時器。在步驟629處 發(fā)出的左側(cè)火花裝置信號導(dǎo)致左側(cè)火花裝置24在例如圖8的時刻Ts處 接通(除了其它地方以外)，同時步驟628的左側(cè)火花裝置的脈沖正時 器的期滿導(dǎo)致左側(cè)火花裝置信號停止，使得左側(cè)火花裝置在例如圖8所 示的時刻T6斷開。盡管未示出，但是在替代實施方式中，左側(cè)火花裝 置信號還可以成形為使得左側(cè)火花裝置在左側(cè)火花裝置脈沖正時器所 確定的時間周期內(nèi)(或者在某些其它時間周期內(nèi)，例如在時間周期內(nèi)直 到出現(xiàn)EOT狀況或超時狀況)產(chǎn)生多個、重復(fù)的火花。
在執(zhí)行步驟629和630之后，會同時發(fā)生若干情況。特別是一旦 執(zhí)行步驟629，就在步驟632處，確定定活塞組件是否不再位于左側(cè)EOT 位置處。同時， 一旦在步驟630處開啟超時正時器，電控電路116就進(jìn) 入步驟634，在該步驟處，它不斷重新訪問超時正時器是否已期滿(在 至少一種實施方式中，將超時正時器設(shè)定為500亳秒后期滿)。特別連 續(xù)重新執(zhí)行步驟634直到超時正時器期滿，除非在步驟632處電控電路 116確定活塞組件不再處于左側(cè)EOT位置處，而且進(jìn)一步地，在步驟 661處,確定活塞組件已到達(dá)右側(cè)EOT位置。超時正時器在步驟634 處期滿而無需達(dá)到步驟632和661的條件，然后電控電路116進(jìn)入步驟 636,在該步驟處，電控電路就對活塞組件是位于左側(cè)EOT位置處，還 是位于右側(cè)EOT位置處，還是不位于這兩個位置中的任一個處有效作 出新的確定，如在步驟610處最初所確定的那樣如果在步驟632和661處，確定活塞組件已移至右側(cè)EOT位置， 或者如果在步驟636處，確定活塞組件處于右側(cè)EOT位置處，那么電 控電路進(jìn)入步驟642。然而，如果作為替代，在步驟636處，確定活塞 組件停留在左側(cè)EOT位置處，那么電控電路116就返回到步驟612。 同樣，如果在步驟636處，確定活塞組件當(dāng)前沒有處于EOT位置中的 任一個處，那么電控電路116就進(jìn)入步驟638，在該步驟處，確定當(dāng)前 設(shè)定右側(cè)止動銷或左側(cè)止動銷中的哪一個(相對于復(fù)位)。如果當(dāng)前設(shè) 定右側(cè)止動銷(相應(yīng)地當(dāng)前復(fù)位左側(cè)止動銷)，然后系統(tǒng)返回步驟612。 作為替代，如果當(dāng)前設(shè)定左側(cè)止動銷(相應(yīng)地當(dāng)前復(fù)位右側(cè)止動銷)， 那么系統(tǒng)改為進(jìn)入步驟642。
如果電控電路116到達(dá)步驟642處，不管是從步驟610處還是作 為替代從步驟636、 638或661處，它已到達(dá)該步驟處，或者是因為活 塞組件67處于右側(cè)EOT位置處(如步驟610、 636或661處所確定的 那樣)，或者作為替代因為活塞組件處于EOT位置之間，但當(dāng)前設(shè)定左 側(cè)止動銷(如步驟638處所確定的那樣)。如上所述， 一旦到達(dá)步驟642 處，電控電路116設(shè)定右側(cè)止動銷676，并復(fù)位左側(cè)止動銷674，然后 開始執(zhí)行步驟644、 646和650中的每個。與參照步驟614—樣，以虛 線示出的步驟644表示可以在某些方案中執(zhí)行的可選操作，而且將在下 文中進(jìn)一步描述(該步驟未相應(yīng)于正時曲線圖8-11中所示的操作方式)。 假設(shè)未執(zhí)行步驟644，電控電路116從步驟642前進(jìn)到步驟646，在該 步驟處，它向右側(cè)排氣門28發(fā)出控制信號，以使該氣門關(guān)閉，然后前 進(jìn)到步驟650，在該步驟處，它向左側(cè)排氣門發(fā)出控制信號，以使該氣 門打開。 一旦步驟650完成，電控電路116即進(jìn)入步驟651,在該步驟 處，它致動右側(cè)進(jìn)氣門延時器，以便將進(jìn)程的進(jìn)一步前進(jìn)延遲相當(dāng)?shù)臅r 間(比如，參照圖8，時刻Tn與Tu之間的時間差)，從而足以使得左 側(cè)排氣門28能夠關(guān)閉。
與步驟651相關(guān)的延遲已過去以后，電控電路116接著進(jìn)入步驟 652和653，在這些步驟處，它分別發(fā)出右側(cè)燃料噴射器信號，并同時 致動右側(cè)燃料噴射器脈沖正時器。與步驟652和653同時地，電控電路 116還執(zhí)行步驟654和655，在這些步驟處，它分別發(fā)出右側(cè)進(jìn)氣門信 號，并致動右側(cè)進(jìn)氣門脈沖正時器。步驟652和653的執(zhí)行相應(yīng)于右側(cè) 燃料噴射器曲線圖220在時刻Tu處發(fā)生躍遷，連同持續(xù)維持該高電平 信號直到時刻T13，如圖8中所示(除了其它地方以外)。步驟654和 655的執(zhí)行相應(yīng)于右側(cè)進(jìn)氣門曲線圖222在時刻Tu處發(fā)生躍遷，連同持續(xù)維持該高電平信號，直到時刻T"處，也如圖8中所示(除了其它 地方以外)。與步驟623和625中使用的脈沖正時器一樣，在本實施方 式中，步驟653和655中使用的脈沖正時器的每個的時長由電控電路116 基于加速器踏板670的感測位置，如在步驟608處所確定的那樣進(jìn)行確 定。
一旦步驟653和655完成(應(yīng)該注意，步驟653通常比步驟655 更早完成)，電控電路116接著進(jìn)入步驟656，在該步驟處，它致動點(diǎn)火 延時器，該點(diǎn)火延時器必須在右側(cè)火花裝置24點(diǎn)火之前超時。步驟656 中延時器的致動相應(yīng)于圖8的點(diǎn)火延遲曲線圖216中所示的時刻T"與 1\5之間的延遲(除了其它地方以外)。在步驟656之后，電控電路116 接著執(zhí)行步驟658，在該步驟處，它致動右側(cè)火花裝置脈沖正時器，隨 后是步驟659，在該步驟處，它發(fā)出信號，以致動右側(cè)火花裝置24。除 了執(zhí)行步驟658和659之外，與這些步驟同時地，電控電路116再次同 樣執(zhí)行步驟630，在該步驟處，電控電路開啟超時正時器。在步驟659 處發(fā)出的左側(cè)火花裝置信號導(dǎo)致右側(cè)火花裝置24在例如圖8的時刻T15 處接通(除了其它地方以外)，同時步驟658的右側(cè)火花裝置的脈沖正 時器期滿導(dǎo)致右側(cè)火花裝置信號停止，使得右側(cè)火花裝置在例如圖8所 示的時刻1\6斷開。
與上述執(zhí)行步驟629和630之后的情況一樣，執(zhí)行步驟659和630 之后也會同時發(fā)生若干情況。特別是一旦完成步驟659，在步驟660處， 確定活塞組件是否不再位于右側(cè)EOT位置處。如果活塞組件仍然處于 右側(cè)EOT位置處，那么電控電路116就停留在步驟660處，而如果活 塞組件已離開了右側(cè)EOT位置，那么電控電路就進(jìn)入步驟640,在該 步驟處，它確定活塞組件是否已到達(dá)左側(cè)EOT位置。同時，盡管執(zhí)行 了步驟660和640中的一個或兩個，但是電控電路116還執(zhí)行步驟634, 在該步驟處，它確定超時正時器是否已期滿。
如果電控電路116在步驟634處確定在活塞組件不僅在步驟660 處離開了右側(cè)EOT位置，而且如在步驟640處所確定的那樣到達(dá)左側(cè) EOT位置之前，超時正時器就已經(jīng)期滿，那么電控電路就從步驟634 進(jìn)入到步驟636，在該步驟處，它如上所述對活塞組件的位置作出新的 確定。然而，如果電控電路116確定在步驟634的超時正時器期滿之前 就已達(dá)到步驟660和640的要求，那么電控電路就返回步驟612。接著 照這樣，根據(jù)確定活塞組件是處于左側(cè)EOT位置或右側(cè)EOT位置，還是處于那些EOT位置之間，電控電路116循環(huán)返回步驟612或步驟642。
特別地，圖13意圖顯示涉及發(fā)動機(jī)4的主要部分34的氣缸組件 之一、即上述具有其氣缸10和12的氣缸組件100的電控電路116的示 例性操作。通過上述說明應(yīng)該顯而易見，當(dāng)電控電路116根據(jù)圖13操 作時(以及當(dāng)發(fā)動機(jī)根據(jù)圖8-11的任一正時曲線圖運(yùn)轉(zhuǎn)時)，電控電路
設(shè)定右側(cè)止動銷676和右側(cè)氣缸12中發(fā)生燃燒的操作之間以重復(fù)方式 交替進(jìn)行。所以，進(jìn)一步顯而易見的是，通過監(jiān)控止動銷674、 676的 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換率，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器678能夠獲得對發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度或至 少氣缸組件100的運(yùn)轉(zhuǎn)速度的測量。
這種發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信息在某些實施方式(特別地是與上述實施方式 略有不同的實施方式)、比如執(zhí)行上述步驟614和644的實施方式中是 特別有用的。在這方面更具體而言，并不總是希望， 一旦活塞組件抵達(dá) 如上所述的EOT位置之一時，就立刻致動排氣門28 (以便進(jìn)行關(guān)閉)。 在某些情況下，即使活塞組件已抵達(dá)EOT位置中的一個時(比如，左 側(cè)EOT位置)，仍然不希望立刻關(guān)閉相應(yīng)的排氣門(比如，左側(cè)排氣門)， 因為排氣門的這種關(guān)閉會由于在其相關(guān)的燃燒室內(nèi)的氣壓變化而過早 地限制活塞組件繼續(xù)沿其行進(jìn)方向(比如，向左)運(yùn)動的能力。當(dāng)降低 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時尤為如此。
在這種情況下，因而可以預(yù)期活塞組件抵達(dá)給定EOT位置的時 刻與相應(yīng)的排氣門關(guān)閉的時刻之間會存在延遲。此外，通常能夠預(yù)期延 遲的時間量應(yīng)該考慮發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，特別地當(dāng)降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，會增加 延遲時間量，反之亦然。因而假設(shè)是這種情況，就能夠在步驟612與616 之間以及步驟642與646之間分別執(zhí)行圖13中相應(yīng)的步驟614和644， 以產(chǎn)生這種延遲。更具體而言，步驟614包括向左側(cè)排氣門提供可變的 關(guān)閉延遲，從而相對于步驟612延遲步驟616的執(zhí)行，而步驟644包括 向右側(cè)排氣門提供可變的關(guān)閉延遲，從而相對于步驟642延遲步驟646 的執(zhí)行。進(jìn)一步如所示，在各種情況下，可變的關(guān)閉延遲是基于所接收 的檢測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信息而提供的，將該發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信息描述為在步 驟618處接收到。
盡管圖13出于簡化目的示出了特別適合氣缸組件100的電控電路 116的操作，但是可以進(jìn)一步理解到，在這個范圍內(nèi)，即圖2的發(fā)動機(jī) 4的主要部分34包括兩個氣缸組件，該兩個氣缸組件分別包括兩對不同的氣缸IO、 12和14、 16，這種發(fā)動機(jī)的電控電路116通常將同時執(zhí) 行至少兩組這種如圖13所示的流程， 一組流程相對于兩個不同組件中 的每個。在至少某些這種實施方式中，電控電路116包括除了止動銷 674、 676以外的另一組止動銷，以及除了傳感器678以外的可能的另一 種發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，以檢測與氣缸14和16有關(guān)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。同樣， 在這個范圍內(nèi)，通常希望包括氣缸10和12的氣缸組件100的運(yùn)轉(zhuǎn)方式 與包括氣缸14和16的氣缸組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方式相反，以便實現(xiàn)發(fā)動機(jī)平穩(wěn) (從而使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)具有較小的不合乎要求的振動)，在至少某些實施 方式中，電控電路116將協(xié)調(diào)其涉及氣缸10、 12的運(yùn)轉(zhuǎn)與其涉及的氣 缸14、 16的運(yùn)轉(zhuǎn)，以便獲得這種平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
盡管圖13中未示出，但是應(yīng)該進(jìn)一步指出，通常，希望發(fā)動機(jī)4 開始操作時，其活塞組件(比如，活塞組件67)位于EOT位置處，而 不是位于EOT位置之間的某處。如果發(fā)動機(jī)開始操作時，活塞組件處 于這種狀態(tài)，那么活塞組件因而準(zhǔn)備好執(zhí)行將提供最大的初始力的燃燒 事件，這是特別合乎要求的。通常，無需施加額外的作用力來使活塞組 件抵達(dá)EOT位置處，在這個范圍內(nèi)，活塞組件自然地趨向于在其EOT 位置處停止(比如，當(dāng)活塞組件以參照圖8所述的方式連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時)。
參照圖14，另外的示意圖680描述了發(fā)動機(jī)4的部分可替代實施 方式，其中氣釭IO、 12、 14和16不僅液壓式地聯(lián)結(jié)至液壓馬達(dá)18,而 且液壓式地聯(lián)結(jié)至附件，發(fā)動機(jī)通過這些附件能夠提供再生的制動功 能。如所示，氣缸IO、 12、 14和16具有與圖3中所示相同的部件和結(jié) 構(gòu)。也就是說，氣缸IO、 12、 14和16中的每個都包括相應(yīng)的燃燒室22、 相應(yīng)的液壓室64和相應(yīng)的活塞62。此外，氣釭10和12的活塞62經(jīng)由 連接管66連接，氣缸14和16的活塞經(jīng)由連接管68連接。此外，在第 一氣缸10和第二氣缸12的液壓室64與鏈路94之間分別聯(lián)結(jié)有單向閥 72和74，那些氣缸通過鏈路94連接至儲液器，在本實施方式中該儲液 器顯示為儲液器6卯。此外，同樣連接至氣缸10、 12的相應(yīng)的液壓室 64的單向閥76和78通過鏈路80連接至單向閥82和84，單向閥82和 84分別聯(lián)結(jié)至氣缸14和16的液壓室64。此外，另外的單向閥86和88 也聯(lián)結(jié)至氣缸14和16的液壓室64，該單向閥86和88通過鏈路90彼 此聯(lián)結(jié)且聯(lián)結(jié)至液壓輪轂式馬達(dá)18，該液壓輪轂式馬達(dá)18是排量可變 的液壓輪轂式馬達(dá)。
如所示，在本實施方式中，液壓輪轂式馬達(dá)18并不直接聯(lián)結(jié)返回
55儲液器6卯，而是通過鏈路696聯(lián)結(jié)至三通兩位比例液壓閥，還可將三 通兩位比例液壓閥稱為制動閥682。通常，制動閥682不僅通過具有彈 力恢復(fù)的單螺線管(該單螺線管可由電控電路116控制)操作，而且其 還可以是液控式的。制動閥682的兩種可選的輸出端子之一 (與連接至 鏈路696的端子相對的一個)通過鏈路684連接至儲液器6卯，使得當(dāng) 制動閥682處于圖14所示的位置中時，經(jīng)過液壓馬達(dá)18的液壓流體經(jīng) 由鏈路684返回儲液器690。然而，制動閥682的兩個可選輸出端子中 的另一個還經(jīng)由鏈路688連接至緩沖罐692。緩沖罐692進(jìn)一步經(jīng)由鏈 路689聯(lián)結(jié)至附加的再加速閥686,在本實施方式中該再加速閥686是 二通二位比例液壓閥。再加速閥686另外聯(lián)結(jié)在鏈路689與合并(比如 聯(lián)結(jié)至)鏈路90的附加鏈路694之間，并由此聯(lián)結(jié)至液壓輪轂式馬達(dá) 18。
假設(shè)如上所述那樣進(jìn)行布置，當(dāng)再加速閥686處于如圖14所示的 關(guān)閉位置(中斷流體流)時，P且擋住鏈路689與694之間流動的液壓流 體。所以，當(dāng)關(guān)閉再加速閥686時，也阻擋緩沖罐692 (以及鏈路688) 與鏈路694之間流動的液壓流體。然而，當(dāng)將再加速閥686移動(再次 通過電磁控制)至打開位置，以便聯(lián)結(jié)鏈路689和694時，液壓流體能 夠從液壓緩沖罐692流至鏈路694,并因而經(jīng)由鏈路90流至液壓輪轂式 馬達(dá)18。
當(dāng)在諸如圖l那樣的車輛中采用由示意圖680表示的發(fā)動機(jī)時， 其操作如下。當(dāng)響應(yīng)于駕駛員踩下加速器踏板670來運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)(而且 在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)發(fā)生燃燒事件)，以將液壓流體朝液壓輪轂式馬達(dá)18驅(qū) 動時，制動閥682將液壓流體流導(dǎo)向儲液器6卯。這時，不允許液壓流 體進(jìn)入到緩沖罐692,因為如果以那種方式引導(dǎo)流體，則流體將累積在 緩沖罐中，最后發(fā)動機(jī)活塞將完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)車輛運(yùn)動(或者 液壓輪轂式馬達(dá)18以其它方式旋轉(zhuǎn))，而松開加速器踏板670時，即使 無論何時松開加速器，發(fā)動機(jī)本身停止運(yùn)轉(zhuǎn)(比如，即使驅(qū)動活塞62 的燃燒事件不再發(fā)生)，液壓流體也繼續(xù)從儲液器690通過發(fā)動機(jī)單向 閥72-78和82-88、通過液壓輪轂式馬達(dá)18返回到儲液器。在該運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)下，發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)。
然而，當(dāng)駕駛員踩剎車時(再次，如電控電路116所感測到的那 樣)，將經(jīng)過液壓輪轂式馬達(dá)18的空轉(zhuǎn)流體轉(zhuǎn)向離開儲液器6卯，改為 傳送至緩沖罐692。更具體地，發(fā)生這種情況是因為電控電路116致動制動閥682的螺線管，以從圖14中所示的位置朝一位置移動，在該位 置中，將液壓流體流從鏈路696引導(dǎo)至鏈路688,并由此引導(dǎo)至緩沖罐 692而不是鏈路684。當(dāng)發(fā)生這種情況時，通常再加速閥686處于所示 的關(guān)閉位置中，也就是說，阻止流體在鏈路689與鏈路694之間流動。 因此，將流體轉(zhuǎn)向進(jìn)入到液壓緩沖罐692中，從而導(dǎo)致其內(nèi)的壓力升高。 如上所指出的那樣，本實施方式中的制動閥682是比例閥，使得在任意 給定時間再次改向到緩沖罐692的流體體積不必包括離開液壓輪轂式 馬達(dá)18流經(jīng)鏈路696的所有流體。此外，基于緩沖罐692中的流體量/ 壓力值可以對制動閥682的操作進(jìn)行調(diào)整，以確保順暢且適當(dāng)?shù)闹苿庸?能。
一旦松開制動踏板，就控制制動閥682以返回其正常位置，在該 正常位置中，將液壓流體全部引導(dǎo)返回到儲液器6卯。如果緩沖罐692 被充滿的話，也會發(fā)生這種情況，因為必須存在液壓流體在該狀況下流 動的地方。同樣，如果液壓緩沖罐692被完全充滿，或者如果駕駛員希 望有比通過再生制動系統(tǒng)使流動轉(zhuǎn)向到液壓緩沖罐所能夠獲得的制動 更為迅速的制動，那么電控電路116會導(dǎo)致正常制動(比如，通過與車 輛的車輪相互作用的制動塊)。當(dāng)車輛完全停止時，制動閥682也會返 回如所示的正常位置。
當(dāng)將液壓流體/液壓累積在液壓緩沖罐692內(nèi)時，可以用這種流體 /壓力來驅(qū)動液壓馬達(dá)18。具體而言，當(dāng)這種壓力存在于液壓緩沖罐692 內(nèi)，而且車輛的加速器踏板670被駕駛員踩下時，給再加速閥686通電， 以從圖14中所示的正常關(guān)閉位置移動至打開位置，使得液壓流體能夠 經(jīng)由鏈路689從液壓緩沖罐692流向鏈路694、 90，并因而流向液壓輪 轂式馬達(dá)18。在這種操作方式的過程中，制動閥682保持在其正常位置 中，使得將所有的流體引導(dǎo)返回到儲液器690。所以儲液器能夠在制動 期間容納能夠被緩沖罐692累積的增大的流體體積，儲液器通常會大于 圖3的儲液器70。應(yīng)當(dāng)指出，經(jīng)由鏈路694流出再加速閥686的液壓流 體不會流入到氣缸14、 16的液壓室64，這是因為單向閥86和88阻止 了這種流動。如上所述，再加速閥686也是比例式的，使得基于加速器 踏板670的設(shè)定的電控電路116能夠通過調(diào)整從緩沖罐692輸出流體的 流速，而平穩(wěn)地控制車輛的加速度。
通常的情況是當(dāng)液壓輪轂式馬達(dá)18由來自緩沖罐692的液壓流體 驅(qū)動時，發(fā)動機(jī)不會運(yùn)轉(zhuǎn)(比如氣缸10-16不經(jīng)歷燃燒事件)。不過，
57在某些情況下，可以將來自緩沖罐692和氣缸10-16的、驅(qū)動液壓輪轂 式馬達(dá)18的液壓流體供應(yīng)到馬達(dá)。無論如何， 一旦液壓緩沖罐692內(nèi) 的壓力降至它不能再維持所要求的車輛加速度/速度時，發(fā)動機(jī)就開始 運(yùn)轉(zhuǎn)(再次，也就是說，氣缸10-16經(jīng)歷燃燒事件)，使得將液壓流體 經(jīng)由鏈路卯供應(yīng)到液壓輪轂式馬達(dá)。在這方面，再加速閥686是去能 型的，并且再生制動系統(tǒng)被有效阻止活動，直到發(fā)生下一次制動事件。
包括一個或多個那些上述的本發(fā)明的實施方式相對于傳統(tǒng)的內(nèi)燃 機(jī)而言在一個或多個方面是有利的。首先，本發(fā)明發(fā)動機(jī)的實施方式完 全能夠起動運(yùn)轉(zhuǎn)和持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而無需任何起動器(比如電池驅(qū)動的馬達(dá)) 或任何飛輪(或維持動量的其它裝置)。使用由一個或多個活塞驅(qū)動的 曲軸的傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)通常需要起動器，因為源于任何給定活塞的給定燃燒 沖程的作用力都不足以旋轉(zhuǎn)曲軸，并使其相關(guān)聯(lián)的活塞運(yùn)動足夠遠(yuǎn)，以 使得那些活塞的位置能夠適于發(fā)生另外的燃燒沖程。更確切地說，在起 動進(jìn)程期間，在一個或多個燃燒沖程已經(jīng)發(fā)生之前或之后，發(fā)動機(jī)部件 能夠移動至"死點(diǎn)"位置，在該位置中，它尚未適于發(fā)生任何另外的燃 燒沖程。這種死點(diǎn)位置的存在特別發(fā)生，因為在連續(xù)的燃燒沖程之間， 有必要執(zhí)行既能占用時間又能消耗來自系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)動量的壓縮沖程。因 為存在這些死點(diǎn)位置，所以有必要有外力(比如起動器)來進(jìn)一步使發(fā) 動機(jī)部件越過這些位置，移動到適于發(fā)生另外的燃燒沖程的不同位置。
相比之下，因為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的實施方式使用一對對齊的、 相對定向的活塞，而且因為這些實施方式接收來自空氣罐的壓縮氣體， 而不是執(zhí)行任何壓縮沖程以產(chǎn)生壓縮氣體，所以這些發(fā)動機(jī)和它們的活 塞組件從不運(yùn)動至死點(diǎn)位置或卡在死點(diǎn)位置處。明確地說，因為在任何 時刻處，能夠?qū)⑿鹿?yīng)的壓縮氣體(和燃料)供應(yīng)到任何給定的燃燒室， 而無需執(zhí)行任何壓縮沖程，所以總能夠?qū)е孪鄬τ诮o定的活塞組件發(fā)生 另一次燃燒事件，而不管活塞組件處于什么位置。此外，因為本發(fā)明的 實施方式使用一對對齊的、方向相反的活塞，所以每次燃燒沖程都傾向 于直接將活塞組件朝適于導(dǎo)致沿相反方向引導(dǎo)燃燒沖程的位置驅(qū)動。也 就是說，發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以這種方式自然驅(qū)動活塞組件，即在任何給定的 燃燒沖程后，將活塞組件復(fù)位到適于發(fā)生另一次燃燒沖程的位置。
同時，即使氣缸組件的給定燃燒室的給定燃燒事件沒能將活塞組 件驅(qū)動足夠遠(yuǎn)，以便將活塞組件移動至適于在氣缸組件的另一個燃燒室 中執(zhí)行下一次燃燒事件的位置(比如，活塞組件停留在如圖11所示的給定EOT位置處)，另外的燃燒沖程仍然能夠在同一燃燒室中反復(fù)進(jìn)行 (再次如圖ll中所示)。再次，這是因為不管活塞組件的位置如何，壓 縮氣體(和燃料)都足以能夠在與發(fā)動機(jī)的任何給定氣缸組件相關(guān)聯(lián)的
燃燒室中在任何時刻引發(fā)燃燒沖程。所以，本發(fā)明的這些實施方式內(nèi)的 每次燃燒事件都試圖積極地將發(fā)動機(jī)導(dǎo)向一種狀態(tài)，或至少使發(fā)動機(jī)保 持在一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中可以且適于進(jìn)行又一次燃燒事件。
假定這些考慮，本發(fā)明的至少某些實施方式不需要起動器(比如 電動起動器、氣動起動器、液壓起動器、手動曲柄起動器或用于執(zhí)行起 動功能的其它起動裝置或結(jié)構(gòu))，使得發(fā)動機(jī)能夠開始運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是說， 這些實施方式不需要起動器來使得發(fā)動機(jī)內(nèi)能夠開始發(fā)生燃燒事件，并 能夠以保持一定速度的或穩(wěn)定狀態(tài)的方式持續(xù)發(fā)生。不管發(fā)動機(jī)中是否 已發(fā)生或何時發(fā)生最后的燃燒事件，或者多長時間發(fā)動機(jī)"熄火"，發(fā) 動機(jī)總是準(zhǔn)備好響應(yīng)于駕駛員的信號(比如踩下加速器)或以其它方式 開始執(zhí)行燃燒事件。發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)總是或者處于發(fā)生燃燒事件時的"點(diǎn) 火"狀態(tài)中，或者處于未發(fā)生燃燒事件時的"熄火"狀態(tài)中，但是不會 處于獨(dú)立的起動器機(jī)構(gòu)正幫助驅(qū)動發(fā)動機(jī)，使得其能夠獲得穩(wěn)定的"點(diǎn) 火，，狀態(tài)的"起動"狀態(tài)中。
應(yīng)該進(jìn)一步提及的是，因為無需起動器，所以發(fā)動機(jī)的這種實施 方式能夠以各種速度運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)行(也就是說，經(jīng)歷連續(xù)的燃燒事件)， 尤其是能夠以非常低的速度運(yùn)行(包括零速和接近零速)，該非常低的 速度對于許多傳統(tǒng)的四沖程和兩沖程的曲軸發(fā)動機(jī)而言是不穩(wěn)定的。此 外，在采用再生制動的實施方式中(諸如圖14中所描述的那樣)，僅僅 通過將部分儲存在緩沖罐內(nèi)的流體能量引導(dǎo)至液壓輪轂式馬達(dá)(或其它 輸出裝置)，就可以進(jìn)一步獲得初始輸出動量，而甚至無需發(fā)動機(jī)開始 運(yùn)轉(zhuǎn)(也就是說，無需發(fā)生任何燃燒事件)。
本發(fā)明的實施方式無需起動器這一事實還伴隨有附加的特征，即 本發(fā)明的實施方式無需飛輪。在包括曲軸的傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)中，不管這些發(fā) 動機(jī)是四沖程發(fā)動機(jī)還是兩沖程發(fā)動機(jī)，通常都需要采用飛輪，以使得 曲軸能夠維持足夠的旋轉(zhuǎn)動量，從而在已發(fā)生給定的燃燒事件后，克服 發(fā)動機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的阻力，而且發(fā)動機(jī)的活塞僅用于壓縮和/或排放它們的 燃燒室內(nèi)的內(nèi)容物，以便使得發(fā)動機(jī)能夠返回到能夠發(fā)生又一次燃燒事 件的狀態(tài)。
通過對比，而且如已經(jīng)討論過的那樣，采用一對對齊的、相對定向的活塞的本發(fā)明的實施方式將不會面對不能執(zhí)行又一次的燃燒事件 的狀況。明確地說，不管給定活塞組件的位置如何，總能夠?qū)е略谄湎?關(guān)聯(lián)的燃燒室中的一個中(或者可能是在任一個中)發(fā)生另一次燃燒事 件。此外，因為車輛(或其它負(fù)載)本身由于慣性而能夠用作飛輪，所 以車輛本身能夠用于平衡或消除扭矩、壓力和/或測定體積的流體流在
燃燒事件發(fā)生、經(jīng)歷及繼而重復(fù)時所產(chǎn)生的變化。所以，即使在上述實 施方式中不具有發(fā)動機(jī)飛輪，在車輛速度方面通常發(fā)生的顯著變化仍然 不會因為燃燒事件被這種事件的停止替換掉而不會發(fā)生。
與之相同地或者差別不明顯地，車輛運(yùn)動和相關(guān)聯(lián)的動量也用于 提供可稱之為"熱動力慣性滑行"行為的現(xiàn)象，這種行為尤其會在這樣 的時候發(fā)生，即活塞能夠在燃燒沖程(在排氣沖程之前)的過程中全部 完成沿其缸膛的全長的行程，同時繼續(xù)貫穿這些運(yùn)動作純功，這又使發(fā) 動機(jī)的能量輸出最大化(也就是說，將來自各個燃燒沖程的所有可能的 熱能全部排出發(fā)動機(jī)，并用于做功)。由于發(fā)動機(jī)提供的"熱動力慣性 滑行，，行為，所以進(jìn)一步提高了燃燒效率。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步指出，由發(fā)動機(jī) 的液壓缸、液壓輪轂式馬達(dá)和儲液器形成的液壓回路內(nèi)緩沖罐的內(nèi)含物 (或其它背壓源)傾向于抵消這種益處(雖然將如上所述的緩沖罐與再 生制動裝置聯(lián)合使用將不會承受相同的困難，其中緩沖罐與由發(fā)動機(jī)氣 缸、輪轂式馬達(dá)和儲液器形成的液壓回路分開)。
本發(fā)明的實施方式與許多傳統(tǒng)的假定其配置有對齊的、方向相反 的活塞的發(fā)動機(jī)相比也是有利的，這些發(fā)動機(jī)根據(jù)這些實施方式所產(chǎn)生
的扭矩值以2沖程的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。在使用曲軸的傳統(tǒng)4沖程發(fā)動機(jī)中，通 過給定的活塞每移動四次而僅僅產(chǎn)生一次作用力和相應(yīng)的扭矩。相比之 下，諸如以上所述的本發(fā)明的實施方式使用活塞62，假定2沖程的運(yùn) 轉(zhuǎn)方式，活塞每移動兩次就產(chǎn)生一次作用力和相應(yīng)的扭矩。此外，因為 諸如活塞組件67之類的給定活塞組件的活塞62中的每個聯(lián)結(jié)至互補(bǔ)、 相對定向的活塞并與之對齊，所以各個活塞組件利用那個活塞組件的每 次單獨(dú)的運(yùn)動而產(chǎn)生作用力和相應(yīng)的扭矩。
此外，因為諸如以上所述之類的本發(fā)明的實施方式是通過液壓流 體運(yùn)動、而不是通過驅(qū)動曲軸來產(chǎn)生扭矩，所以這些實施方式的扭矩產(chǎn) 生能力相對于使用曲軸的發(fā)動機(jī)而言得到進(jìn)一步提高。具體而言，盡管 使用曲軸的發(fā)動機(jī)僅能夠獲得隨著將這種發(fā)動機(jī)的活塞與曲軸的曲柄 銷聯(lián)結(jié)的連接桿的角度變化而變化的扭矩水平，但是本發(fā)明的實施方式
60不會經(jīng)歷這種扭矩變化，這是因為活塞的運(yùn)動是通過液壓流體、而不是 通過機(jī)械聯(lián)動裝置轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動的。此外，具有曲軸的發(fā)動機(jī)經(jīng)常因 為連接桿的特定角度位置(比如，當(dāng)活塞處于"上死點(diǎn)"位置時)，而 無法在燃燒事件發(fā)生時立刻獲得有效的或所希望的扭矩水平，而本發(fā)明 的實施方式總是能夠在燃燒事件一發(fā)生時就立刻產(chǎn)生扭矩，這是因為不 管活塞位置如何，源于燃燒事件的力同樣能夠通過液壓流體運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)?扭矩。實際上，由于所有這些原因，可以預(yù)見本發(fā)明的某些實施方式能 夠輸出兩倍于甚至三倍于可比重量的四沖程曲軸內(nèi)燃機(jī)所產(chǎn)生的全部 凈扭矩。
此外，尤其是在這個范圍內(nèi)，本發(fā)明的實施方式能夠產(chǎn)生高級的
扭矩水平，本發(fā)明的至少某些實施方式能夠如圖2所示那樣驅(qū)動車輛的 車輪(或其它負(fù)載)，而無需出于扭矩轉(zhuǎn)換的目的使用任何中介裝置。 具體而言，許多傳統(tǒng)曲軸內(nèi)燃機(jī)需要使用(或希望使用)變速器和/或 差速齒輪傳動裝置(和/或行走裝置)，通過這些裝置，將發(fā)動機(jī)輸出扭 矩水平轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕v車輪(或其它輸出裝置)所希望的扭矩水平，而本發(fā) 明的至少某些實施方式(如果不是全部)能夠?qū)⑺Ｍ呐ぞ厮絺鬟f 至車輪(或其它輸出裝置)，而完全無需任何這種變速器或齒輪傳動裝 置。在這些實施方式中，僅通過可變排量的液壓輪轂式馬達(dá)18就可以 獲得額外的扭矩倍增(比如，大約四倍于扭矩值)。
除了產(chǎn)生高級的扭矩水平，本發(fā)明的至少某些實施方式能夠以明 顯高于許多如果不是^傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的效率來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。其一個原因在 于，本發(fā)明的實施方式能夠獲得明顯高于許多傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的壓縮比(或 "膨脹比")，其中將壓縮比理解為發(fā)動機(jī)氣缸的燃燒室的最大擴(kuò)展容積 (比如，燃燒沖程結(jié)束時的"下死點(diǎn)"位置處)與這些燃燒室的最小縮 小容積(比如，剛好在燃燒之前的"上死點(diǎn)"位置處)之比。更具體而 言，在許多傳統(tǒng)4沖程的曲軸驅(qū)動發(fā)動機(jī)中，壓縮比因為發(fā)動機(jī)氣缸、 曲軸、活塞和將那些活塞聯(lián)結(jié)至曲軸的連桿的幾何形狀而受到一定程度 的限制(比如9或10)，這會產(chǎn)生以高壓縮比預(yù)點(diǎn)火的風(fēng)險。
相比之下，本發(fā)明的實施方式能夠獲得更高的壓縮比(膨脹比) (比如大于14,例如為21或更高)，并由于這個原因而得到更高的燃料 效率(比如，大約高出17%至21%的燃燒效率)。發(fā)動機(jī)的這些實施方 式的結(jié)構(gòu)使承擔(dān)的預(yù)點(diǎn)火的風(fēng)險降低，以致不必總是采用高辛烷值燃 料，相反可以采用較低等級的、低辛烷值(比如辛烷值為80)的燃料。
61應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步指出的是，將與本發(fā)明的實施方式相關(guān)聯(lián)的該比率更適宜稱 為"膨脹比"而不是"壓縮比"，這是因為在這些實施方式中沒有執(zhí)行 壓縮沖程(再次，將壓縮氣體改為由空氣罐供應(yīng))。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的實施方式由于它們的更大壓縮比(膨脹比) 以外的另外原因而能夠提供比許多傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)更高的燃料效率。首先， 如上已述，本發(fā)明的實施方式?jīng)]有(或不必)使用任何曲軸或連桿、曲 軸或相關(guān)聯(lián)的部件(比如，正時鏈)、或傳統(tǒng)氣門機(jī)構(gòu)部件，而且還可 以在沒有任何變速器、差速齒輪、行走裝置或經(jīng)常用于增強(qiáng)扭矩輸出的 其它部件的情況下加以實施。假設(shè)缺少這些部件，本發(fā)明發(fā)動機(jī)的實施 方式在重量上將明顯輕于使用這些部件的傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)，并由于這個緣故 而能夠獲得更好的燃料效率。
此外如上所述，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的實施方式可以在無需起動 器的情況下開始運(yùn)轉(zhuǎn)(執(zhí)行重復(fù)的燃燒事件)。所以這種發(fā)動機(jī)實施方 式能夠隨意立即起動和停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而沒有任何明顯的延遲，而且甚至在 沒有任何運(yùn)動的情況下(比如，在零速的情況下)也能夠傳送扭矩，與 電動車(例如，高爾夫車)的性能相似。當(dāng)利用這種發(fā)動機(jī)的車輛停止 或滑行時，發(fā)動機(jī)^l本無需點(diǎn)火或運(yùn)轉(zhuǎn)(也就是說，無需發(fā)生燃燒事件)。 因此，本發(fā)明的發(fā)動機(jī)實施方式不必以任何低速或空轉(zhuǎn)模式運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動 機(jī)，而在這種模式下，即使該燃燒事件產(chǎn)生的動力有所浪費(fèi)，燃燒事件 也仍然在發(fā)生。所以，本發(fā)明的發(fā)動機(jī)實施方式能夠節(jié)約車輛停止或滑 行過程中，由傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)在空轉(zhuǎn)期間以其它方式浪費(fèi)的所有能量，這些
節(jié)約的能量相當(dāng)多(比如，節(jié)省20%的能量)。此外，如上所述，本發(fā) 明的至少某些實施方式還能夠使用再生制動技術(shù)，這能夠進(jìn)一步節(jié)約以 傳統(tǒng)方式利用制動塊制動車輛時另外浪費(fèi)的能量。
應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步指出，本發(fā)明的實施方式相對于電動車和混合動力車 (即同時采用內(nèi)燃機(jī)和電力系統(tǒng))而言還具有優(yōu)點(diǎn)。雖然(如上所述) 本發(fā)明的實施方式與電動車分享某些運(yùn)轉(zhuǎn)特征，但是本發(fā)明的實施方式 無需這種車所要求的電池電源水平，因此不具有與用于提供這種電池電 源的電池相關(guān)聯(lián)的重量。此外，盡管本發(fā)明的至少某些實施方式能夠以 再生方式運(yùn)轉(zhuǎn)，這有助于節(jié)約動力，但與傳統(tǒng)的混合動力車不同的是， 這些實施方式無需兩套復(fù)雜的動力系統(tǒng)(比如包括內(nèi)燃機(jī)和含有電動馬 達(dá)的復(fù)雜電氣系統(tǒng))。所以，本發(fā)明的這些實施方式?jīng)]有混合動力車那 么復(fù)雜。不管以上描述如何，本發(fā)明試圖涵蓋包含采用于此所描述的一個 或多個特征和/或技術(shù)，和/或采用不同于上述內(nèi)容的 一個或多個特征和/ 或技術(shù)的多個其它實施方式。例如，盡管上述實施方式設(shè)想氣缸的液壓
室64和其它發(fā)動機(jī)部件內(nèi)采用諸如油之類的傳統(tǒng)的液壓流體，但是在 替代實施方式中可以采用其它流體。例如，在某些實施方式中，可將水 和/或水基化合物用作發(fā)動機(jī)內(nèi)的液壓流體。同樣，盡管上述發(fā)動機(jī)實 施方式通過驅(qū)動液壓流體通過液壓輪轂式馬達(dá)(比如，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)輸出的 馬達(dá))產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力，但是在替代實施方式中，可以產(chǎn)生線性輸出動力。 此外，盡管上述發(fā)動機(jī)實施方式使用電容傳感器(比如，如使用具有電 容器外殼138的緩沖組件136和連接管凸緣134所形成的那樣)，在其 它實施方式中，可以采用其它類型的活塞/運(yùn)動傳感器，諸如磁性傳感 器、抗磁傳感器、光學(xué)傳感器、感應(yīng)近程傳感器和/或其它類型的近程 傳感器。
此外，盡管上述氣缸組件和活塞組件設(shè)想使用一對對齊的、相對 定向的活塞，在替代實施方式中，可以利用一組雖然相對(或大致相對) 定向、但彼此并不對齊，而是彼此位置交錯(比如，活塞沿著彼此平行、 但不成一直線或偏置的軸線行進(jìn))的活塞。此外，本發(fā)明的發(fā)動機(jī)設(shè)計 的各種實施方式可以應(yīng)用于各種車輛，例如，各種雙輪驅(qū)動車(前輪從 動或后輪從動)、具有止滑機(jī)構(gòu)的車輛、四輪驅(qū)動車等。在某些實施方 式中，例如，在四輪驅(qū)動車中，以無需用軟管將發(fā)動機(jī)外殼聯(lián)結(jié)至液壓 輪轂式馬達(dá)的方式實現(xiàn)發(fā)動機(jī)。
同樣，在某些實施方式中，在任何給定的氣缸中都能夠設(shè)置有一 個以上的EOT位置傳感器或其它位置傳感器，從而使得能夠檢測活塞/ 活塞組件的多個定位位置以及能夠從這些感測到的包括例如速度和/或 加速度之類的位置信息中獲得的信息。此外，在某些替代實施方式中， 去除了聯(lián)結(jié)在兩對氣缸之間的四個單向閥中的兩個(比如，圖3的單向 閥76和78或單向閥82和84)。為了在沒有那兩個單向閥的情況下有效 運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)兩個活塞組件，使得第一活塞組件大致精確地按時 直接與第二活塞組件的運(yùn)動相反地運(yùn)動。同樣，在某些實施方式中(或
情況下)，有利的是僅運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的兩個活塞/氣缸組件之一 (比如，導(dǎo) 致燃燒時間例如僅在氣缸10和12的燃燒室22內(nèi)的兩個活塞組件之一 中發(fā)生)。對于比如節(jié)約燃料而言，這是合乎要求的。同樣，在某些實 施方式中，發(fā)動機(jī)(和/或輔助動力裝置)中的活塞、活塞組件、氣缸 和氣缸組件的數(shù)量可以與上述不同此外，盡管上述實施方式設(shè)想應(yīng)用于車輛等中，但是本發(fā)明的發(fā) 動機(jī)的實施方式還能夠應(yīng)用在需要旋轉(zhuǎn)輸出動力或其它類型的輸出動 力的其它裝置中，而且實際上，還能夠用于驅(qū)動諸如發(fā)電機(jī)之類的其它 能量轉(zhuǎn)換裝置。此外，盡管上文討論了與本發(fā)明的特定實施方式相關(guān)聯(lián) 的各種優(yōu)點(diǎn)，但是本發(fā)明意圖包含獲得這些優(yōu)點(diǎn)中的僅某幾個(或一個 也沒有)和/或獲得其它優(yōu)點(diǎn)的許多實施方式。
特別指出的是，本發(fā)明并不局限于于此所包含的實施方式和描述， 而且包括那些實施方式的改進(jìn)形式，它包括如所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)所 述的部分實施方式和不同實施方式的元素組合。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)，包括第一和第二氣缸，所述第一和第二氣缸分別具有第一和第二液壓室、第一和第二燃燒室、以及第一和第二進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門能夠控制進(jìn)入到所述相應(yīng)的燃燒室中的流量；第一和第二活塞，所述第一和第二活塞分別位于所述第一和第二氣缸內(nèi)，所述第一和第二活塞以使所述活塞大致彼此對齊、并相對于彼此方向相反的方式彼此剛性聯(lián)結(jié)；至少一個液壓鏈路，所述液壓鏈路至少間接地將所述第一和第二液壓室與液壓馬達(dá)連接，從而通過所述第一和第二活塞將從所述第一和第二液壓室驅(qū)動的液壓流體傳送到所述液壓馬達(dá)；以及至少一個壓縮空氣源，所述壓縮空氣源通過所述相應(yīng)的進(jìn)氣門至少間接地連接到所述第一和第二燃燒室，在燃燒沖程以前，將所述壓縮空氣供應(yīng)到所述燃燒室，由此，由于從所述至少一個源供應(yīng)所述壓縮空氣，所述第一和第二活塞無需為了在所述燃燒室內(nèi)發(fā)生燃燒事件而執(zhí)行任何壓縮沖程。
2. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一和第二氣缸還分別具 有第 一和第二排氣門以及第 一和第二點(diǎn)火裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一和第二進(jìn)氣門分別至少 間接地聯(lián)結(jié)到所述至少 一個源以及第 一和第二燃料噴射器。
4. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述至少一個源是加壓空氣罐。
5. 如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，與所述第一和第二氣缸相關(guān)聯(lián) 的相應(yīng)的燃料噴射器分別從燃料泵接收加壓燃料，其中，所述燃料泵由電 池、來自所述空氣罐的壓縮空氣、以及液壓中的至少一種來驅(qū)動。
6. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃M包括附加空氣壓縮機(jī)和 電池驅(qū)動的電動空氣壓縮機(jī)中的至少一個，其中所述至少一個壓縮機(jī)將所 述壓縮空氣供應(yīng)到所述空氣罐'
7. 如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述內(nèi)燃機(jī)包括所述附加空氣 壓縮機(jī)，還包括能夠驅(qū)動所述附加空氣壓縮機(jī)的輔助動力單元。
8. 如權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述輔助動力單元包括 第三和第四氣釭，所述第三和第四氣釭分別具有第三和第四液壓室、第三和第四燃燒室、以及第三和第四進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門能夠控制l所 i^目應(yīng)的燃燒室中的流量；分別設(shè)置在所述第三和第四氣缸內(nèi)的第三和第四活塞，所述第三和 第四活塞以使所述活塞大致彼此對齊且方向相反的方式彼此剛性聯(lián)結(jié)；和至少一個附加液壓鏈路，所述附加液壓鏈路至少間接地將所述第三 和第四液壓室與附加液壓馬達(dá)連接，從而通過所述第三和第四活塞將附 加液壓流體從所述第三和第四液壓室傳送到所述附加液壓馬達(dá)，其中，另外地，將來自所述至少一個源的一些壓縮空氣通過所述相 應(yīng)的進(jìn)氣門至少間接地供應(yīng)到所述第三和第四燃燒室，在燃燒沖程以 前，將所述壓縮空氣供應(yīng)到所述相應(yīng)的燃燒室，其中，所述附加液壓馬達(dá)驅(qū)動所述附加空氣壓縮機(jī)。
9. 如權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述輔助動力單元還向至少 一個附加裝置供電，所述至少一個附加裝置選自由電池、空氣調(diào)節(jié)單元、 無線電接收裝置、以及其它電氣裝置構(gòu)成的組。
10. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一和第二活塞是以下 情況中的至少一種沿氣釭軸線貫通所述第一和第二氣缸同軸對齊；以及 在所述氣釭內(nèi)沿與所述活塞行進(jìn)的方向垂直的方向彼此偏置，使得所 述活塞的所述行進(jìn)方向平行，但是所述活塞行進(jìn)所沿的軸線不成一直線。
11. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃to包括 第三和第四氣釭，所述第三和第四氣釭分別具有第三和第四液壓室、第三和第四燃燒室、以及第三和第四進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門能夠控制iiA所 i^目應(yīng)的燃燒室中的流量；分別設(shè)置在所述第三和第四氣缸內(nèi)的第三和第四活塞，所述第三和 第四活塞以使所述活塞大致彼此對齊且方向相反的方式彼此剛性聯(lián)結(jié)，其中，所述至少 一個壓縮空氣源還經(jīng)由所述相應(yīng)的進(jìn)氣門至少間接 聯(lián)結(jié)所述第三和第四燃燒室，在所述燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒沖程之前，將所 述壓縮空氣供應(yīng)到這些燃燒室。
12. 如權(quán)利要求ll所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，在所述第一和第二液壓室 與中間液壓鏈路之間聯(lián)結(jié)有分別與所述第一和第二液壓室相關(guān)聯(lián)的第 一和第二單向閥，其中，在所述第三和第四液壓室與所述中間液壓鏈路 之間也聯(lián)結(jié)有分別與所述第三和第四液壓室相關(guān)聯(lián)的第三和第四單向 閥，其中，將所述中間鏈路和所述單向閥相應(yīng)地構(gòu)造成，使液壓流體只 能從所述第一和第二液壓室中的每個流到所述第三和第四液壓室中的每個。
13. 如權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，在所述第三和第四液壓 室與所述液壓馬達(dá)之間還至少間接地聯(lián)結(jié)有分別與所述第三和第四液 壓室相關(guān)聯(lián)的第五和第六單向閥，并且其中，將所述第五和第六單向閥 構(gòu)造成，使液壓流體只能從所述第三和第四液壓室流到所述液壓馬達(dá)。
14. 如權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，在所述第一和第二M室與 液壓儲液器之間聯(lián)結(jié)有分別與所述第一和第二液壓室相關(guān)聯(lián)的第七和第 八單向閥，其中，所述液壓馬達(dá)又聯(lián)結(jié)到所述^tS儲液器，其中，將所述第七和第八單向閥構(gòu)造成，使液壓流體只能從所述M儲液器流到所述第 一和第二液壓室，并且其中，所述至少一個液壓銜洛包括所述第一、第二、 第三、第四、第五和第六閥，所述中間銜洛以及所述第三和第四液壓室中 的至少一個室。
15. 如權(quán)利要求ll所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一和第二氣缸沿第 一軸線對齊，而所述第三和第四氣缸沿第二軸線對齊，并且其中，所述 第一軸線和所述第二軸線是彼此平行和彼此垂直這兩種情況之中的至 少一種。
16. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)還包括第一和第二感 測裝置，所述第一和第二感測裝置分別與所述第一和第二氣缸相關(guān)聯(lián)， 并分別能夠輸出第一和第二信號，所述第一和第二信號表示所述相應(yīng)的 第一和第二活塞分別處于第一和第二位置范圍內(nèi)的時間。
17. 如權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述感測裝置選自由近程 傳感器、電容傳感器、磁性傳感器、以及光學(xué)傳感器構(gòu)成的組。
18. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一和第二活塞通過 連接管彼此剛性聯(lián)結(jié)，所述連接管在所述活塞之間延伸，并延伸到所述 第一和第二氣缸中的每個中。
19. 如權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述連接管包括第一和 第二連接管凸緣，所述第一和第二連接管凸緣分別沿所述連接管的第一 和第二部分設(shè)置，從而分別位于所述第一和第二氣缸內(nèi)，并且其中，所述第一和第二氣釭還包括第一和第二緩沖組件，將所述第一 和第二緩沖組件構(gòu)造成，根據(jù)所述連接管的運(yùn)動，分別接收所述第一和第 二連接管凸緣。
20. 如權(quán)利要求19所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一和第二緩沖組件分 別包括第一孔口和第二孔口，并且其中，當(dāng)所述第一和第二連接管凸緣分別i^所i^目應(yīng)的第一和第二 緩沖組件時，所iM目應(yīng)的第一和第二連接管凸緣驅(qū)動所^目應(yīng)的第一和第 二氣缸的相應(yīng)的第一和第二液壓室內(nèi)的至少部分液壓流體經(jīng)過所述相應(yīng) 的第一和第二緩沖組件的相應(yīng)的第一和第二孔口 。
21. 如權(quán)利要求20所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，將驅(qū)入所述第一和第二孔口 中的所述液壓流體供應(yīng)到所述發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)。
22. 如權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一液壓室通過所述連 接管延伸通過的中間通道聯(lián)結(jié)到所述第二液壓室，并且其中，所述第一液 壓室至少部分通過在所述連接管的外表面與所述中間通道的內(nèi)表面之間 設(shè)置的至少 一個密封環(huán)與所述第二液壓室隔離開。
23. 如權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，分別從所述第一和第二緩沖 組件輸出第 一和第二電容信號，所述第 一和第二電容信號表示在所i^目應(yīng) 的第一和第二緩沖組件與所述相應(yīng)的第一和第二連接管凸緣之間存在的 電容，所述電容隨著在所i^目應(yīng)的連接管凸緣與所述緩沖組件之間的相對 距離而變化。
24. 如權(quán)利要求22所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所i^目應(yīng)的第一和第二緩沖 組件分別通過第 一和第二絕緣環(huán)與所述第 一和第二氣釭的其余部分絕緣， 并通過所述M流體與所i^目應(yīng)的連接管凸緣絕緣。
25. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃M包括電控電路，將所 述電控電路構(gòu)造成控制所述發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒事件的正時。
26. 如權(quán)利要求25所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，將所述電控電路進(jìn)一步構(gòu)造 成，監(jiān)視與所述第一和第二氣缸內(nèi)的所述第 一和第二活塞中的至少一個的 定位有關(guān)的位置感測信號，并基于所述位置感測信號控制所述進(jìn)氣門、所 述排氣門、所述燃料噴射器以及所述點(diǎn)火裝置的致動。
27. 如權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，當(dāng)所述第一和第二氣缸的第 一和第二緩沖組件接收在聯(lián)結(jié)所述第 一和第二活塞的連接管上設(shè)置的第一和第二連接管凸緣時，產(chǎn)生所述位置感測信號，并且其中，所述位置感 測信號由此間接^示所述第一和第二活塞在相應(yīng)的行程止點(diǎn)(EOT)位 置處的所述定位。
28. 如權(quán)利要求25所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述電控電路包括微處理器、 可編程邏輯裝置(PLD )、以及離散邏輯裝置中的至少一個。
29. 如權(quán)利要求25所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述電控電路包括第一和第 二止動銷，其中，當(dāng)^1定所述第一止動銷且復(fù)位所述第二止動銷時，所述電控電 路導(dǎo)致使所述第 一 氣釭中發(fā)生燃燒事件的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，當(dāng)復(fù)位所述第一止動銷且設(shè)定所述第二止動銷時，所述電控電 路導(dǎo)致使所述第二氣缸中發(fā)生燃燒事件的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
30. 如權(quán)利要求25所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃M包括空氣罐，其中所 述電控電路僅在確定所述空氣罐中存在所要求水平的氣壓，并收到操作員 開始操作的指令時才開始發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
31. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述^H流體選自由油、水 以及其它基本上不可壓縮的流體構(gòu)成的組。
32. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述活塞的膨脹比超過14。
33. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述發(fā)動機(jī)能夠在至少沒有 起動機(jī)和飛輪中的一個的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
34. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述液壓馬達(dá)包括輸入端口 和輸出端口，其中，所述液壓馬達(dá)的輸入端口聯(lián)結(jié)到所述至少一個液壓鏈 路，其中，所述液壓馬達(dá)的輸出端口聯(lián)結(jié)到制動閥，所述制動閥又聯(lián)結(jié)到 液壓儲液器和液壓緩沖罐中的每個，并且其中，所述液壓馬達(dá)的輸入端口 與所述緩沖罐之間還至少間接地聯(lián)結(jié)有再加速閥。
35. 如權(quán)利要求34所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所逸良動機(jī)的電控電路響應(yīng) 于接收操作員的制動指令，致使所述制動閥引導(dǎo)所述M流體流入到所述 液壓緩沖罐中以便儲存在其中，并且其中，所述電控電路響應(yīng)于接收操作 員的加速指令，致使所述再加速閥引導(dǎo)儲存在所述'^>￡緩沖罐內(nèi)的所述液 壓流體返回到所述馬達(dá)的輸入端口 。
36. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，通過致動電致動電磁閥實現(xiàn) 所述第一進(jìn)氣門的開啟，從而使得所述壓縮空氣中的一些與所述第 一進(jìn)氣 門的一部分接觸，進(jìn)而致使所述第一進(jìn)氣門運(yùn)動。
37. —種包括如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的車輛。
38. —種內(nèi)燃機(jī)，包括第一活塞，所述第一活塞設(shè)置在第一氣缸內(nèi)，其中至少部分通過所述 活塞的表面在所述氣釭內(nèi)限定出第 一燃燒室；第一進(jìn)氣門，所述第一進(jìn)氣門位于所述第一氣釭內(nèi)，并能夠允許通向 所述第一燃燒室；以及壓縮空氣源，其中所述源位于所述第一氣釭的外部，并通過所述第一 進(jìn)氣門聯(lián)結(jié)到所述氣缸，其中，所述第一活塞未曾IHt,以l更在其內(nèi)壓縮一定數(shù)量的未燃盡的 燃料/空氣混合物，由此，所述發(fā)動機(jī)能夠在沒有起動器的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
39. 如權(quán)利要求38所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，至少部分通過所述第一活塞的與其所i^面相對的一側(cè)在所述 第一氣缸內(nèi)限定出第一'^￡室，并且其中，所述第一活塞的運(yùn)動至少導(dǎo)致 將液壓流體吸入所述液壓室中或?qū)⒁簤毫黧w抽出所述液壓室的兩種情況 中的一種。
40. 如權(quán)利要求39所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃M包括第二氣缸和位于 所述第二氣缸內(nèi)的第二活塞，其中，在所述第二氣釭內(nèi)形成有第二燃燒室 和第二液壓室，所述第二活塞位于所述第二燃燒室與所述第二液壓室之 間，并且所述第二活塞通過連接管以背對背的方式聯(lián)結(jié)到所述第一活塞， 使得所述第一燃燒室響應(yīng)于其中的燃燒事件的擴(kuò)大導(dǎo)致所述第二液壓室 的相應(yīng)增大，以及所述第一液壓室和所述第二燃燒室的尺寸的減小。
41. 如權(quán)利要求38所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃M包括用于給壓縮;^ 供動力的裝置，所述源通過所述壓縮機(jī)接收壓縮空氣。
42. 如權(quán)利要求41所述的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃M包括可電控閥，所述 閥控制來自所述源的壓縮空氣流通到與所述第一進(jìn)氣門相關(guān)聯(lián)的柱塞，并 且其中，所述可電控閥的致動導(dǎo)致將所述壓縮空氣施加到所述柱塞，從而 導(dǎo)致所述第 一進(jìn)氣門的運(yùn)動。
43. —種用于內(nèi)燃機(jī)的方法，包括(a) 提供具有第一和第二氣缸的氣缸組件以及包括第一和第二活塞 的活塞組件，所述第一和第二活塞通過剛性結(jié)構(gòu)彼此聯(lián)結(jié)，并分別設(shè)置在 所述第一和第二氣釭內(nèi)，其中，在所述第一和第二氣缸內(nèi)均形成有內(nèi)室和 外室，所述內(nèi)室沿所述剛性結(jié)構(gòu)設(shè)置在所&目應(yīng)的活塞的內(nèi)側(cè)，而所述外 室相對于所述內(nèi)室設(shè)置在所勤目應(yīng)的活塞的外側(cè)，并且其中，將所述內(nèi)室 構(gòu)造成接收M流體，而將所述外室構(gòu)造成接收一定量的燃料和空氣；(b) 使與所述第一氣缸的所述外室相關(guān)聯(lián)的第一排氣門關(guān)閉，并 使與所述第二氣缸的所述外室相關(guān)聯(lián)的第二排氣門開啟；(c) 使與所述第一氣缸的所述外室相關(guān)聯(lián)的第一進(jìn)氣門開啟；(d) —旦開啟所述第一進(jìn)氣門，就將壓縮空氣與燃料一起供應(yīng)到 所述第一氣缸的所述外室中；(e) 關(guān)閉所述第一進(jìn)氣門；并且(f)使燃燒事件在所述第一氣缸的所述外室內(nèi)發(fā)生，所述燃燒事 件傾向于以有助于擴(kuò)大所述第一氣缸的所述外室的方式驅(qū)動所述活塞 組件。
44. 如權(quán)利要求43所述的方法，所述方法還包括在開啟所述第一 進(jìn)氣門的同時，致動燃料噴射器，從而以脈動的方式將所述燃料送入到 所述第一氣缸的所述外室中。
45. 如權(quán)利要求44所述的方法，其中，致動所述燃料噴射器的方 式取決于與所要求的發(fā)動機(jī)輸出功率相關(guān)的操作員指令。
46. 如權(quán)利要求43所述的方法，其中，通過在已關(guān)閉所述第一進(jìn)氣 門之后，致動與所述第一氣缸相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)火裝置，致使所述燃燒事件發(fā) 生。
47. 如權(quán)利要求43所述的方法，其中，在確定所述第一和第二活 塞中的一個已經(jīng)到達(dá)行程止點(diǎn)(EOT)位置之時或之后，發(fā)生所述第一 排氣門的所述動作。
48. 如權(quán)利要求47所述的方法，其中，在確定所述一個活塞是否 到達(dá)所述EOT位置的時間之后，經(jīng)過至少部分基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速所確定 的時間量，發(fā)出意在使所述第一排氣門關(guān)閉的信號。
49. 如權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述發(fā)動機(jī)能夠確定所述 第一活塞是否已到達(dá)第一 EOT位置，并確定所述第二活塞是否已到達(dá) 第二EOT位置，并且其中如果以下情況中的至少一種屬實，那么(c) 至(f)就發(fā)生(i) 確定所述第二活塞正處于所述第二EOT位置處；(ii) 確定所述第一活塞當(dāng)前不處于所述第一 EOT位置處，且所述 第二活塞當(dāng)前不處于所述第二 EOT位置處，并且還確定在點(diǎn)火裝置致 動之后已經(jīng)過預(yù)定的時間量。
50. 如權(quán)利要求43所述的方法，其中，如果確定所述第二活塞正 處于所述第二 EOT位置處，并且在開始執(zhí)行(c)至(f)之前，預(yù)先處于所述第二EOT位置處，則重復(fù)(c)至(f)。
51. 如權(quán)利要求43所述的方法，所述方法還包括(g) 使與所述第一氣缸的所述外室相關(guān)聯(lián)的第一排氣門開啟，并 使與所述第二氣缸的所述外室相關(guān)聯(lián)的第二排氣門關(guān)閉；(h) 使與所述第二氣缸的所述外室相關(guān)聯(lián)的第二進(jìn)氣門開啟；(i) 一旦開啟所述第二進(jìn)氣門，就將壓縮空氣與燃料一起供應(yīng)到 所述第二氣缸的所述外室中；(j)關(guān)閉所述第二進(jìn)氣門；并且(k)使燃燒事件在所述第二氣缸的所述外室內(nèi)發(fā)生，所述燃燒事 件傾向于以有助于擴(kuò)大所述第二氣缸的所述外室的方式驅(qū)動所述活塞 組件。
52. 如權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述內(nèi)燃機(jī)包括電控電路， 所述電控電路包括右側(cè)止動銷和左側(cè)止動銷，并且在所述右側(cè)止動銷和 所述左側(cè)止動銷的狀態(tài)轉(zhuǎn)換之后發(fā)生(g)。
53. 如權(quán)利要求43所述的方法，所述方法還包括通過從與緩沖組 件相關(guān)聯(lián)的電極接收到的電容信號來感測EOT位置。
54. 如權(quán)利要求43所述的方法，其中，通過將所述壓縮空氣施加 到所述第一進(jìn)氣門和聯(lián)結(jié)到所述第一進(jìn)氣門的部件中的至少一個來確 定所述第一進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉，所述壓縮空氣的施加由電致動閥來控 制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)及運(yùn)轉(zhuǎn)這種發(fā)動機(jī)的方法。在某些實施方式中，所述發(fā)動機(jī)包括設(shè)置在氣缸內(nèi)的活塞，其中至少部分通過活塞的表面在氣缸內(nèi)限定出燃燒室；以及位于氣缸內(nèi)的進(jìn)氣門，它能夠允許通向燃燒室。發(fā)動機(jī)還包括壓縮空氣源，其中壓縮空氣源位于氣缸的外部，并通過進(jìn)氣門聯(lián)結(jié)到氣缸，并且活塞未曾操作，以便在其內(nèi)壓縮一定數(shù)量的未燃盡的燃料/空氣混合物，由此發(fā)動機(jī)能夠在沒有起動機(jī)的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。在其它實施方式中，活塞剛性聯(lián)結(jié)到另一個相對定向的第二活塞，并且兩個活塞響應(yīng)于燃燒事件一同運(yùn)動，以將液壓流體驅(qū)動到液壓馬達(dá)。
文檔編號F02B71/00GK101495730SQ200780028155
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者J·邁克爾·蘭厄姆 申請人:J·邁克爾·蘭厄姆