一種自由活塞式發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，包括：一液壓泵殼體組件；一第一氣缸組件，所述第一氣缸組件從所述液壓泵殼體組件一側(cè)延伸；一第二氣缸組件，所述第二氣缸組件從所述液壓泵殼體組件的另一側(cè)延伸；一內(nèi)活塞組件和一外活塞組件安裝在所述第一氣缸組件和所述第二氣缸組件中。使用本發(fā)明，由于自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)故有的特性使其對(duì)置活塞對(duì)置氣缸配置更具可變性，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性更佳的自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。同時(shí)也有利于采用HCCI燃燒方式的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，與曲軸式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，需要克服的摩擦力較小。而且利用內(nèi)部EGR來得到理想的廢氣和空燃混合氣的比率將產(chǎn)生理想的燃燒。
【專利說明】一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)靠機(jī)械式固定活塞的運(yùn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，一個(gè)傳統(tǒng)車輛的內(nèi)燃機(jī)包含一個(gè)曲軸和數(shù)個(gè)連桿組件，這種機(jī)械式結(jié)構(gòu)決定了每個(gè)活塞在各自氣缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)沖程的任何給定點(diǎn)的位置都是可以知道的，簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)和運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然這些傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)在近些年在效率方面已經(jīng)有了很大的提高，但是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)自身的特征，這些提高還是受限的。尤其是，因?yàn)榛钊臋C(jī)械固定運(yùn)動(dòng)固定了壓縮t匕，導(dǎo)致其比功率受限。更進(jìn)一步地，所有隨著活塞移動(dòng)的部件都產(chǎn)生很大的摩擦，這需要發(fā)動(dòng)機(jī)自身的能量來克服。低功率密度意味著發(fā)動(dòng)機(jī)將更大、更重。另外，因?yàn)楸仨毑捎脵C(jī)械式連接，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和空間安裝方面的靈活性也受到了局限。例如，這些機(jī)械連接一般包含一個(gè)凸輪軸，和相應(yīng)的進(jìn)、排氣閥用來控制空氣流的進(jìn)入和排出氣缸。
[0003]因此，由于環(huán)境和其他因素，有必要提供一種更高功率密度和更少機(jī)械復(fù)雜性的發(fā)動(dòng)機(jī)。具有更輕重量，更小尺寸和改善的燃油效率的發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛和發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用將更具優(yōu)勢(shì)。
[0004]另一類型的內(nèi)燃機(jī)是自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。這種內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)活塞的運(yùn)動(dòng)不是機(jī)械固定的。這種運(yùn)動(dòng)由作用于活塞的力的平衡來控制。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)不是固定的，所以發(fā)動(dòng)機(jī)可以有不同的壓縮比，這允許設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí)具有更多的靈活性。另外，因?yàn)闆]有傳統(tǒng)的曲軸和連桿機(jī)構(gòu)帶來的較大的活塞側(cè)向力，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的摩擦力相對(duì)更小。更進(jìn)一步地，因?yàn)槠涔逃械钠胶庑缘倪\(yùn)轉(zhuǎn)和緊湊的布置等特點(diǎn)，自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的對(duì)置活塞對(duì)置氣缸布置更顯優(yōu)勢(shì)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)更適用于兩沖程燃燒循環(huán)一特別是均質(zhì)混合氣燃燒點(diǎn)火(HCCI)類型的燃燒，HCCI燃燒可以充分利用一個(gè)可變壓縮比帶來的優(yōu)勢(shì)。
[0005]然而,對(duì)于上述發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)關(guān)切，即如何在其氣缸內(nèi)保持一定量的廢氣，以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特別是，在沒有排氣閥組件和不允許未燃燃料流出氣缸的情況下，也要在氣缸內(nèi)保持一定量的廢氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，以解決傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)因?yàn)榛钊臋C(jī)械固定運(yùn)動(dòng)固定了壓縮比，導(dǎo)致其比功率受限。而且由于所有隨著活塞移動(dòng)的部件都產(chǎn)生很大的摩擦，需要發(fā)動(dòng)機(jī)自身的能量來克服等的問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，包括:
[0009]一液壓泵殼體組件；
[0010]一第一氣缸組件，所述第一氣缸組件從所述液壓泵殼體組件一側(cè)延伸；所述第一氣缸組件包括一第一氣缸罩、一第一氣缸套、一第一空氣帶和一第一回油泵；所述第一氣缸罩安裝在所述液壓泵殼體組件上，所述第一氣缸罩包括一第一排氣孔，并且所述第一排氣孔的對(duì)面延伸一進(jìn)氣環(huán)；所述第一氣缸套貫穿壓入所述第一氣缸罩的主孔中，形成第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸；所述第一空氣帶安裝在所述第一氣缸套上，并在所述進(jìn)氣環(huán)處靠近所述第一氣缸罩；所述第一回油泵包括一回油泵殼體，所述回油泵殼體安裝在所述第一空氣帶上，并且所述回油泵殼體圍繞所述第一氣缸套的端部；
[0011]一第二氣缸組件，所述第二氣缸組件從所述液壓泵殼體組件的另一側(cè)延伸；所述第二氣缸組件包括一第二氣缸罩、一第二氣缸套、一第二空氣帶和一第二回油泵；所述第二氣缸罩安裝在所述液壓泵殼體組件上，所述第二氣缸罩包括一第二排氣孔，并且所述第二排氣孔的對(duì)面延伸一進(jìn)氣環(huán)；所述第二氣缸套貫穿壓入所述第二氣缸罩的主孔中，形成第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸；所述第二空氣帶安裝在所述第二氣缸套上，并在所述進(jìn)氣環(huán)處靠近所述第二氣缸罩；所述第二回油泵包括一回油泵殼體，所述回油泵殼體安裝在所述第二空氣帶上，并且所述回油泵殼體圍繞所述第二氣缸套的端部；
[0012]一內(nèi)活塞組件和一外活塞組件安裝在所述第一氣缸組件和所述第二氣缸組件中；
[0013]所述內(nèi)活塞組件包括一第一內(nèi)活塞、一第二內(nèi)活塞、一第一導(dǎo)桿和一第二導(dǎo)桿；所述第一內(nèi)活塞安裝在所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中；所述第二內(nèi)活塞安裝在所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中；所述第一導(dǎo)桿和所述第二導(dǎo)桿貫穿所述液壓泵殼體組件，并且所述第一導(dǎo)桿和所述第二導(dǎo)桿分別連接所述第一內(nèi)活塞和所述第二內(nèi)活塞的尾部；
[0014]所述外活塞組件包括一第一外活塞、一第二外活塞、一第一拉桿和一第二拉桿；所述第一外活塞安裝在所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中，一第一活塞橋安裝在所述第一外活塞的尾部；所述第二外活塞安裝在所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中，一第二活塞橋安裝在所述第二外活塞的尾部；所述第一拉桿連接所述第一活塞橋的第一拉桿凸臺(tái)和所述第二活塞橋的第一拉桿凸臺(tái)；所述第二拉桿連接所述第一活塞橋的第二拉桿凸臺(tái)和所述第二活塞橋的第二拉桿凸臺(tái)；
[0015]所述液壓泵殼體組件包括一泵座、一對(duì)進(jìn)油口、一低壓道、一高壓道和一對(duì)位置傳感器；所述泵座用于安裝液壓管路、冷卻劑通道和油底殼；所述進(jìn)油口從所述泵座延伸至所述油底殼；所述低壓道安裝在所述泵座頂部；所述高壓道安裝在所述泵座底部；兩所述位置傳感器安裝在所述泵座上。
[0016]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0017]所述第一排氣孔內(nèi)部具有一內(nèi)排氣通道，所述內(nèi)排氣通道圍繞所述第一氣缸罩延伸，并向外延伸至一第一排氣法蘭，所述第一排氣法蘭連接一排氣系統(tǒng)；
[0018]所述第一氣缸罩具有一冷卻劑進(jìn)口，所述冷卻劑進(jìn)口連接一冷卻系統(tǒng)；
[0019]所述第一氣缸罩靠近所述進(jìn)氣環(huán)處具有一第一噴油器，所述第一噴油器連接一電子控制器，以提供一個(gè)信號(hào)決定所述第一噴油器的正時(shí)和持續(xù)時(shí)間；
[0020]所述第一氣缸罩上具有一第一氣缸壓力傳感器，所述第一氣缸壓力傳感器連接所述電氣控制器；
[0021 ] 所述第二排氣孔內(nèi)部具有一內(nèi)排氣通道，所述內(nèi)排氣通道圍繞所述第二氣缸罩延伸，并向外延伸至一第二排氣法蘭，所述第二排氣法蘭連接所述排氣系統(tǒng)；
[0022]所述第二氣缸罩具有一冷卻劑入口，所述冷卻劑入口連接所述冷卻系統(tǒng)；
[0023]所述第二氣缸罩靠近所述進(jìn)氣環(huán)處具有一第二噴油器，所述第二噴油器連接所述電子控制器，以提供一個(gè)信號(hào)決定所述第二噴油器的正時(shí)和持續(xù)時(shí)間；[0024]所述第二氣缸罩上具有一第二氣缸壓力傳感器，所述第二氣缸壓力傳感器連接所述電氣控制器。
[0025]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0026]所述第一氣缸套包括若干排氣口，所述排氣口在所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和所述第一氣缸罩的內(nèi)排氣通道間延伸連接；靠近所述排氣口，所述第一氣缸套毗連所述第一氣缸罩的冷卻劑通道；
[0027]所述第一氣缸套還包括若干進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口匹配所述進(jìn)氣環(huán)通向所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸；
[0028]所述第二氣缸套包括若干排氣口，所述排氣口在所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和所述第二氣缸罩的內(nèi)排氣通道間延伸連接；靠近所述排氣口，所述第二氣缸套毗連所述第二氣缸罩的冷卻劑通道；
[0029]所述第二氣缸套還包括若干進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口匹配所述進(jìn)氣環(huán)通向所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。
[0030]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0031]一進(jìn)油管從所述第一空氣帶伸出貫穿連接一油霧環(huán)，所述油霧環(huán)在油霧孔處連接所述第一氣缸套，一進(jìn)油管連接一油裝置，所述進(jìn)油管進(jìn)口連接一油源，以提供空燃混合氣到所述油霧環(huán)；
[0032]所述回油泵殼體具有一主泵室，進(jìn)口連接一進(jìn)氣室，出口連接一排氣室；
[0033]進(jìn)簧閥組件和回油泵進(jìn)口蓋安裝在所述進(jìn)氣室，所述進(jìn)口蓋包括一進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口連接一進(jìn)氣系統(tǒng)；
[0034]出口閥組件和回油泵出口蓋安裝在所述排氣室；
[0035]一進(jìn)油管從所述第二空氣帶伸出貫穿連接一油霧環(huán)，所述油霧環(huán)在油霧孔處連接所述第二氣缸套，一進(jìn)油管連接一油裝置，以提供空燃混合氣到所述油霧環(huán)；
[0036]所述回油泵殼體具有一主泵室，進(jìn)口連接一進(jìn)氣室，出口連接一排氣室；
[0037]進(jìn)簧閥組件和回油泵進(jìn)口蓋安裝在所述進(jìn)氣室，所述進(jìn)口蓋包括一進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口連接一個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)；
[0038]出口閥組件和回油泵出口蓋安裝在所述排氣室。
[0039]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0040]所述第一外活塞頭部正對(duì)所述第一內(nèi)活塞的頭部，所述第一外活塞尾部正對(duì)所述
主泵室；
[0041]所述第二外活塞頭部正對(duì)所述第二內(nèi)活塞的頭部，所述第二外活塞尾部正對(duì)所述
主泵室。
[0042]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0043]所述第一拉桿與泵室形成一第一外柱塞，所述第一外柱塞位于所述第一活塞橋和所述第二活塞橋之間的所述液壓泵殼體組件的中間部分；
[0044]所述第二拉桿與泵室形成一第二外柱塞，所述第二外柱塞位于所述第一活塞橋和所述第二活塞橋之間的所述液壓泵殼體組件的中間部分。
[0045]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0046]所述泵座包括一推桿孔，一內(nèi)柱塞環(huán)形密封所述推桿孔，使得所述內(nèi)柱塞的一端形成一內(nèi)泵室，另一端形成一內(nèi)I禹合泵室；
[0047]所述泵座包括一第一拉桿孔和一第二拉桿孔，所述第一外柱塞環(huán)形密封所述第一拉桿孔，所述第二外柱塞環(huán)形密封所述第二拉桿孔，使得所述第一外柱塞的一端形成一第
一外泵室，另一端形成一第一外稱合泵室，所述第二外柱塞的一端形成一第二外泵室，另一端形成一第二外稱合泵室；
[0048]所述內(nèi)耦合泵室和所述第一外耦合泵室通過一第一交叉連接通道連接，所述內(nèi)耦合泵室和所述第二外耦合泵室通過一第二交叉連接通道連接。
[0049]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0050]一低壓通道和一限制器從所述第二交叉連接通道通向一第一耦合調(diào)節(jié)閥，所述第一耦合調(diào)節(jié)閥連接液壓系統(tǒng)的低壓腔；
[0051]一高壓通道和一限制器從所述第一交叉連接通道通向一第二耦合調(diào)節(jié)閥，所述第二耦合調(diào)節(jié)閥連接液壓系統(tǒng)的高壓腔。
[0052]一諧振電路通道在所述第二交叉連接通道和一亥姆霍茲諧振器之間延伸，并且所述諧振電路通道安裝在泵座上。
[0053]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0054]所述低壓道包括一低壓口，所述低壓口通過一液壓管路連接至所述低壓腔；
[0055]所述高壓道包括一高壓口，所述高壓口通過一液壓管路連接至所述高壓腔；
[0056]所述低壓道包括一壓力傳感器，以測(cè)量所述低壓道中的流體的壓力；
[0057]所述高壓道包括一壓力傳感器，以測(cè)量所述高壓道中的流體的壓力，同時(shí)，兩所述壓力傳感器和所述電子控制器連接，用來接收和處理壓力信息。
[0058]上述的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，
[0059]一液壓?jiǎn)?dòng)和控制閥安裝在所述泵座的頂部，并且靠近所述低壓道；
[0060]所述控制閥液壓連接高壓口和內(nèi)泵室口，同時(shí)，所述低壓口和外泵室口連接。
[0061]本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的積極效果是:
[0062](I)自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)故有的特性使其對(duì)置活塞對(duì)置氣缸配置更具可變性，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性更佳的自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。同時(shí)也有利于采用HCCI燃燒方式的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，與曲軸式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，需要克服的摩擦力較小。
[0063](2)利用內(nèi)部EGR來得到理想的廢氣和空燃混合氣的比率，這將產(chǎn)生理想的燃燒。對(duì)于一個(gè)HCCI燃燒過程而言，廢氣的熱量和自由基可以允許采用優(yōu)化的壓縮比。
[0064](3)氣缸內(nèi)理想的EGR是在沒有排氣閥系統(tǒng)的情況下獲得的。這相比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)減少了零部件的數(shù)量和發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械復(fù)雜性。
[0065](4)利用一個(gè)外部EGR系統(tǒng)來輔助補(bǔ)充內(nèi)部EGR，外部EGR可以冷卻部分廢氣并重新將其引入進(jìn)氣空氣，從而可以延遲HCCI燃燒的開始。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0066]圖1是本發(fā)明的一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；
[0067]圖2是圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)端視圖；
[0068]圖3和圖4是圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)俯視圖；
[0069]圖5和圖6是圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)側(cè)視圖；[0070]圖7是圖3中5A-5A處的一個(gè)剖視圖；
[0071]圖8是圖4中5B-5B處的一個(gè)剖視圖；
[0072]圖9是圖5中6A-6A處的一個(gè)剖視圖；
[0073]圖10是圖6中6B-6B處的一個(gè)剖視圖；
[0074]圖11是圖1中液壓泵殼體組件和內(nèi)活塞組件的軸測(cè)圖；
[0075]圖12是圖1中是液壓泵殼體組件和內(nèi)活塞組件的底部視圖；
[0076]圖13是圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸套的軸測(cè)圖；
[0077]圖14是圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓電路的原理圖；
[0078]圖15是圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的部分電子電路的原理圖；
[0079]圖16是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0080]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0081]圖1至圖15描述了一個(gè)對(duì)置氣缸自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10包含一個(gè)液壓泵殼體組件12，一個(gè)第一氣缸組件14從其一側(cè)延伸，一個(gè)第二氣缸組件16從液壓泵殼體組件12的另一側(cè)延伸，所以它們?cè)谕粭l直線上。第一氣缸組件14的正時(shí)和第二氣缸組件16的正時(shí)是相反的。這樣，當(dāng)一個(gè)在上止點(diǎn)位置時(shí)，另一個(gè)在下止點(diǎn)位置。進(jìn)一步地，沿軸線方向移動(dòng)。自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的這種配置使得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。
[0082]進(jìn)一步地，發(fā)動(dòng)機(jī)10不僅以受壓流體的形式儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量，也利用這些流體來啟動(dòng)，有時(shí)幫助控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，和保持發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡。
[0083]第一氣缸組件14包含一個(gè)第一氣缸罩18，安裝在液壓泵殼體組件12上。第一氣缸罩18包含一個(gè)第一排氣孔20，靠近液壓泵殼體組件12布置。第一排氣孔20的內(nèi)部定義了一個(gè)內(nèi)排氣通道22，圍繞第一氣缸罩18延伸，并且向外延伸至一個(gè)第一排氣法蘭24。第一排氣法蘭24用來連接一個(gè)排氣系統(tǒng)(圖中未顯示)以排出廢氣。排氣系統(tǒng)可以是任何形式，只要能處理和帶走廢氣。例如，它可能包含一個(gè)排氣歧管，一個(gè)消音器，一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器，一個(gè)渦輪增壓器，或者上述這些和其他可能的部件的組合。
[0084]第一氣缸罩18還有一個(gè)冷卻劑進(jìn)口 26，靠近液壓泵殼體組件12布置，延伸到一個(gè)圓形冷卻劑通道28。冷卻劑進(jìn)口 26連接一個(gè)冷卻系統(tǒng)(圖中未顯示)?？赡馨粋€(gè)熱交換器用來驅(qū)除冷卻劑的熱量，例如一個(gè)散熱器，一個(gè)水泵用來泵入冷卻劑，一個(gè)溫度傳感器和流體控制閥來保持冷卻劑在一個(gè)理想的溫度范圍，冷卻劑管路連接這些部件，或者上述這些和其他可能的部件的組合。冷卻系統(tǒng)可以是任何形式，只要它能驅(qū)走發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的適當(dāng)?shù)臒崃俊?br> [0085]在第一氣缸罩18的另一端，第一排氣孔20的對(duì)面是一個(gè)延伸的進(jìn)氣環(huán)30，其內(nèi)部定義了一個(gè)進(jìn)氣通道31。靠近進(jìn)氣環(huán)30處，第一氣缸罩18形成了一個(gè)噴油凸臺(tái)32，其內(nèi)部是一個(gè)第一噴油器34。第一噴油器34電動(dòng)連接到一個(gè)電子控制器35，提供一個(gè)信號(hào)用來決定噴油器開啟的正時(shí)和持續(xù)時(shí)間。第一噴油器34還連接一個(gè)噴油通道37，從一個(gè)噴油系統(tǒng)39 (圖中未顯示)提供燃油。噴油系統(tǒng)39可能包含一個(gè)燃油箱，燃油泵，通向燃油通道的燃油管路，或者上述這些和其他可能的部件的組合。任何形式的燃油系統(tǒng)都是可以的，只要在合適的壓力下能提供適當(dāng)量的燃油到第一噴油器34。噴油通道37還包含一個(gè)燃油壓力傳感器41，電動(dòng)連接到電子控制器35。電子控制器35由一個(gè)電池電力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)(圖中未顯示),是一個(gè)發(fā)電機(jī)或者交流發(fā)電機(jī)，由發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出的能量驅(qū)動(dòng),或者其他電力。另外，雖然這里討論的電子控制器35是單獨(dú)的，但是其可能包含多個(gè)相互作用的電子處理器。
[0086]在第一排氣孔20和進(jìn)氣環(huán)30的中間位置，第一氣缸罩18上有個(gè)壓力傳感器安裝凸臺(tái)36,其內(nèi)是一個(gè)第一氣缸壓力傳感器38。第一氣缸壓力傳感器38電動(dòng)連接到電子控制器35。噴油凸臺(tái)32和壓力傳感器安裝凸臺(tái)36從第一氣缸罩18延伸到一個(gè)主孔40，主孔40在第一氣缸罩18的長(zhǎng)度方向延伸。冷卻劑通道28、內(nèi)排氣通道22和進(jìn)氣環(huán)30都向王孔40開啟。
[0087]第一氣缸組件14還包含一個(gè)第一氣缸套42，貫穿壓入第一氣缸罩18的主孔40。第一氣缸套42包含一個(gè)圓形的主孔，定義了第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44。第一氣缸套42還包含一系列圓形的排氣口 46,在第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和第一氣缸罩18的內(nèi)排氣通道22之間延伸并連接。因?yàn)闆]有排氣閥來控制排氣流，所以排氣口的位置、尺寸和形狀決定了通過排氣口46的正時(shí)，持續(xù)時(shí)間和流量。因此，內(nèi)部EGR量也由這些排氣口 46決定。對(duì)于下面討論的第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸也同樣適用。
[0088]靠近排氣口 46處，第一氣缸套42毗連第一氣缸罩18上的冷卻劑通道28。這個(gè)冷卻劑通道28連接一系列間隔螺旋肋片48,從第一氣缸套42處向外延伸并Btt連第一氣缸罩18上的主孔40，形成一系列氣缸冷卻劑通道50。在這些肋片48內(nèi)，一個(gè)氣缸壓力塞子凸臺(tái)52從第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44延伸到傳感器安裝凸臺(tái)36。這允許第一氣缸壓力傳感器38暴露于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44,而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑密封。
[0089]一個(gè)噴油器孔54配合噴油器凸臺(tái)32，并貫穿肋片48延伸到第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44。這允許第一噴油器34向第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44內(nèi)直接注入燃油。
[0090]第一氣缸套42還有一系列圓形的進(jìn)氣口 56，配合進(jìn)氣環(huán)30，通向第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44?？拷M(jìn)氣口 56處,是一系列間隔油霧孔58,圍繞第一氣缸套42。
[0091]第一氣缸組件14還包含一個(gè)第一空氣帶60。第一空氣帶60安裝在第一氣缸套42上，在進(jìn)氣環(huán)30處毗連第一氣缸罩18。一個(gè)進(jìn)油管62從第一空氣帶60伸出并貫穿其中，連接一個(gè)油霧環(huán)64。油霧環(huán)64在油霧孔58處毗連第一氣缸套42。進(jìn)油管62連接一個(gè)油裝置(圖中未顯示)，其進(jìn)口連接一個(gè)油源，提供空燃混合氣到油霧環(huán)64。油源可能是一個(gè)供油系統(tǒng)(圖中未顯示)的一部分。燃油供給系統(tǒng)可能包含一個(gè)油泵，一個(gè)燃油濾清器，一個(gè)油冷器，或者上述這些和其他可能的部件的組合。燃油供給系統(tǒng)可以是任何形式，只要在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能配合發(fā)動(dòng)機(jī)部件來適時(shí)的過濾和提供潤(rùn)滑油到發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0092]冷卻環(huán)66也毗連并圍繞第一氣缸套42延伸。冷卻環(huán)66連接氣缸冷卻劑通道50和冷卻劑出口 68。冷卻劑出口 68連接上述冷卻系統(tǒng)(圖中未顯示)。第一空氣帶60還有一對(duì)拉桿通道70和一個(gè)進(jìn)氣通道72，和進(jìn)氣環(huán)30相互接通。
[0093]第一氣缸組件14還包含一個(gè)第一回油泵74。第一回油泵74包含一個(gè)回油泵殼體76，安裝到第一空氣帶60，圍繞第一氣缸套42的端部?；赜捅脷んw76有一個(gè)主泵室78，進(jìn)口 80通向一個(gè)進(jìn)氣室82，出口 84通向一個(gè)排氣室86。主泵室78是圓柱形的，有一個(gè)橢圓截面。
[0094]進(jìn)簧閥組件88和回油泵進(jìn)口蓋90安裝到進(jìn)氣室82。進(jìn)口蓋90包含一個(gè)進(jìn)氣口92，連接一個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)(圖中未顯示)。進(jìn)氣系統(tǒng)可能包含，例如一個(gè)進(jìn)氣歧管，接收來自渦輪增壓器或者機(jī)械增壓器的空氣，一個(gè)空氣調(diào)節(jié)閥，一個(gè)空氣流傳感器，一個(gè)空氣溫度傳感器，一個(gè)空氣濾清器，或者上述這些和其他可能的部件的結(jié)合。進(jìn)氣系統(tǒng)可以是任何形式，只要提供一定壓力下一定量的空氣到進(jìn)氣口 92。
[0095]進(jìn)簧閥組件88內(nèi)的簧片閥94是定向的，以允許空氣流進(jìn)入進(jìn)氣室82，同時(shí)阻止反方向的空氣流。出口閥組件89和回油泵出口蓋91安裝到排氣室86。出口蓋91包含一個(gè)進(jìn)氣通道93，從出口閥組件89通向第一氣缸罩18的進(jìn)氣通道31，通過第一空氣帶60中的進(jìn)氣通道72。出口閥組件89內(nèi)的簧片閥95是定向的，以允許空氣流排出排氣室86，同時(shí)阻止反方向的空氣流。
[0096]第二氣缸組件114包含一個(gè)第二氣缸罩118，安裝到液壓泵殼體組件12。第二氣缸罩118包含一個(gè)第二排氣孔120，靠近液壓泵殼體組件12布置。第二排氣孔120的內(nèi)部定義了一個(gè)內(nèi)排氣通道122，圍繞第二氣缸罩118延伸，并且向外延伸至一個(gè)第二排氣法蘭124。第二排氣法蘭124用來連接一個(gè)排氣系統(tǒng)(圖中未顯不),如上所述。第二氣缸罩118還有一個(gè)冷卻劑入口 126，靠近液壓泵殼體組件12布置，延伸到冷卻劑通道128。冷卻劑入口 126連接上述冷卻系統(tǒng)(圖中未顯示)。
[0097]在第二氣缸罩118的另一端，第二排氣孔120的對(duì)面是一個(gè)延伸的進(jìn)氣環(huán)130，其內(nèi)部定義了一個(gè)進(jìn)氣通道131?？拷M(jìn)氣環(huán)130處，第二氣缸罩118形成了一個(gè)噴油凸臺(tái)132，其內(nèi)部是一個(gè)第二噴油器134。第二噴油器134電動(dòng)連接到一個(gè)電子控制器35，提供一個(gè)信號(hào)用來決定噴油器開啟的正時(shí)和持續(xù)時(shí)間。第二噴油器134還連接一個(gè)噴油通道37，從一個(gè)噴油系統(tǒng)39提供燃油。噴油系統(tǒng)39可能包含一個(gè)燃油箱，燃油泵，通向燃油通道的燃油管路。噴油通道37還包含一個(gè)燃油壓力傳感器41，電動(dòng)連接到電子控制器35。
[0098]在第二排氣孔120和進(jìn)氣環(huán)130的中間位置，第二氣缸罩118上有個(gè)壓力傳感器安裝凸臺(tái)136，其內(nèi)是一個(gè)第二氣缸壓力傳感器138。噴油凸臺(tái)132和壓力傳感器安裝凸臺(tái)136從第二氣缸罩118延伸到一個(gè)主孔140，主孔140在第二氣缸罩118的長(zhǎng)度方向延伸。冷卻劑通道128，內(nèi)排氣通道122和進(jìn)氣環(huán)130都向主孔140開啟。
[0099]第二氣缸組件114還包含一個(gè)第二氣缸套142，貫穿壓入第二氣缸罩118的主孔140。第二氣缸套142包含一個(gè)圓形的主孔,定義了第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144。第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144的中心為運(yùn)動(dòng)的軸線方向。第二氣缸套142還包含一系列圓形的排氣口 146，在第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144和第二氣缸罩118的內(nèi)排氣通道122之間延伸并連接。
[0100]靠近排氣口 146處，第二氣缸套142毗連第二氣缸罩118上的冷卻劑通道128。這個(gè)冷卻劑通道128連接一系列間隔螺旋肋片148，從第二氣缸套142處向外延伸并毗連第二氣缸罩118上的主孔140，形成一系列氣缸冷卻劑通道150。在這些肋片148內(nèi)，一個(gè)氣缸壓力塞子凸臺(tái)152從第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144延伸到傳感器安裝凸臺(tái)136。這允許第二氣缸壓力傳感器138暴露于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144,而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑密封。
[0101]一個(gè)噴油器孔配合噴油器凸臺(tái)132，并貫穿肋片148延伸到第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144。這允許第二噴油器134向第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144內(nèi)直接注入燃油。
[0102]第二氣缸套142還有一系列圓形的進(jìn)氣口 156，配合進(jìn)氣環(huán)130，通向第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144?？拷M(jìn)氣口 156處,是一系列間隔油霧孔158,圍繞第二氣缸套142。
[0103]第二氣缸組件114還包含一個(gè)第二空氣帶160。第二空氣帶160關(guān)于第二氣缸套142安裝，在進(jìn)氣環(huán)130處毗連第二氣缸罩118。一個(gè)進(jìn)油管162從第二空氣帶160伸出并貫穿其中，連接一個(gè)油霧環(huán)164。油霧環(huán)164在油霧孔158處毗連第二氣缸套142。進(jìn)油管162連接一個(gè)油裝置(圖中未顯示)，提供空燃混合氣到油霧環(huán)164。
[0104]冷卻環(huán)166也毗連并圍繞第二氣缸套142延伸。冷卻環(huán)166連接氣缸冷卻劑通道150和冷卻劑出口 168。冷卻劑出口 168連接上述冷卻系統(tǒng)(圖中未顯示)。第二空氣帶160還有一對(duì)拉桿通道170和一個(gè)進(jìn)氣通道172，和第二氣缸罩118的進(jìn)氣環(huán)130相互接通。
[0105]第二氣缸組件114還包含一個(gè)第二回油泵174。第二回油泵174包含一個(gè)回油泵殼體176，安裝到第二空氣帶160，圍繞第二氣缸套142的端部?；赜捅脷んw176有一個(gè)主泵室178，進(jìn)口 180通向一個(gè)進(jìn)氣室182，出口 184通向一個(gè)排氣室186。主泵室178是圓柱形的，有一個(gè)橢圓截面。進(jìn)簧閥組件188和回油泵進(jìn)口蓋190安裝到進(jìn)氣室182。進(jìn)口蓋190包含一個(gè)進(jìn)氣口 192，連接一個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)(圖中未顯示)，接收來自渦輪增壓器或者機(jī)械增壓器的空氣。進(jìn)簧閥組件188內(nèi)的簧片閥194是定向的，以允許空氣流進(jìn)入進(jìn)氣室182，同時(shí)阻止反方向的空氣流。
[0106]出口閥組件189和回油泵出口蓋191安裝到排氣室186。出口蓋191包含一個(gè)進(jìn)氣通道193，從出口閥組件189通向第二氣缸罩118的進(jìn)氣通道131，通過第二空氣帶160中的進(jìn)氣通道172。出口閥組件189內(nèi)的簧片閥195是定向的，以允許空氣流排出排氣室186，同時(shí)阻止反方向的空氣流。
[0107]兩活塞組件安裝在兩活塞/氣缸組件14和114中一一個(gè)內(nèi)活塞組件200和一個(gè)外活塞組件250。內(nèi)活塞組件200有一個(gè)第一內(nèi)活塞202，安裝在第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44中，其頭部210背對(duì)液壓泵殼體組件12，尾部211面向液壓泵殼體組件12。第一內(nèi)活塞202的尺寸是固定的，使其在下止點(diǎn)位置頭部不會(huì)覆蓋任何排氣口 46，使排氣口 46對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44完全開啟；在上止點(diǎn)位置，尾部超出排氣口 46，使其保持完全關(guān)閉。對(duì)于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144內(nèi)的第二內(nèi)活塞(下述)也是一樣的。
[0108]第一內(nèi)活塞202安裝在第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44中，其外徑和第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44壁之間有一個(gè)間隙。因此，第一內(nèi)活塞202還包含外圍的三個(gè)環(huán)槽，第一環(huán)槽安裝一個(gè)第一壓縮環(huán)204，第二環(huán)槽安裝一個(gè)第二壓縮環(huán)206，第三環(huán)槽安裝一個(gè)油環(huán)208。三個(gè)環(huán)204、206和208都具有一定尺寸，使其對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44壁密封。
[0109]第一內(nèi)活塞202還包含一系列軸向延伸的孔212——從活塞202的尾部211延伸到頭部210。每個(gè)孔212充滿鈉化合物，并且有一個(gè)蓋214用來密封孔212中的鈉化合物。
[0110]內(nèi)活塞組件200還包含一個(gè)第二內(nèi)活塞220，安裝在第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144中，其頭部222背對(duì)液壓泵殼體組件12，尾部223面向液壓泵殼體組件12。第二內(nèi)活塞220安裝在第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144中，其外徑和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144壁之間有一個(gè)間隙。因此，第二內(nèi)活塞220還包含外圍的三個(gè)環(huán)槽，第一環(huán)槽安裝一個(gè)第一壓縮環(huán)224，第二環(huán)槽安裝一個(gè)第二壓縮環(huán)226，第三環(huán)槽安裝一個(gè)油環(huán)228。三個(gè)環(huán)224、226和228都具有一定尺寸，使其對(duì)第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144壁密封。
[0111]第二內(nèi)活塞220還包含一系列軸向延伸的孔230——從活塞220的尾部223延伸到頭部222。每個(gè)孔230充滿鈉化合物，并且有一個(gè)蓋232用來密封孔230中的鈉化合物。
[0112]第一內(nèi)活塞202包含一個(gè)中央布置，軸向延伸的孔216，安裝一個(gè)緊固件218，第二內(nèi)活塞220還包含一個(gè)中央布置，軸向延伸的孔234，安裝一個(gè)緊固件236。緊固件218和236螺紋連接一個(gè)推桿240的兩端，推桿240貫穿液壓泵殼體組件12。推桿240連接內(nèi)活塞202和220，使兩活塞202和220同時(shí)軸向移動(dòng)。推桿240還包含一個(gè)增大的區(qū)域，形成一個(gè)內(nèi)柱塞242。內(nèi)柱塞242位于兩活塞202和220的中間。將在下文中描述內(nèi)柱塞242的作用。
[0113]內(nèi)活塞組件200還包含一個(gè)第一導(dǎo)桿244和一個(gè)第二導(dǎo)桿245，貫穿液壓泵殼體組件12，連接第一和第二內(nèi)活塞202和220的尾部211和223。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中導(dǎo)桿244和245阻止內(nèi)活塞組件200旋轉(zhuǎn)。另外，導(dǎo)桿244和245都包含位置傳感器裝置，用來決定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中內(nèi)活塞組件200的軸向位置。這種裝置可能是一組安裝在第一導(dǎo)桿244周圍的銅環(huán)246。第二導(dǎo)桿245也包含一個(gè)裝置，可能是一組銅環(huán)247。第二導(dǎo)桿245可能作為一個(gè)位置校準(zhǔn)傳感器的一部分，用來確保第一導(dǎo)桿244上的位置傳感器能準(zhǔn)確讀取內(nèi)活塞組件200的軸向位置。
[0114]外活塞組件250有一個(gè)第一外活塞252，安裝在第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44中，其頭部254面向第一內(nèi)活塞202的頭部210，尾部256面向第一回油泵主泵室78。第一外活塞252安裝在第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44中,其外徑和第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44壁之間有一個(gè)間隙。因此,第一外活塞252還包含外圍的三個(gè)環(huán)槽，第一環(huán)槽安裝一個(gè)第一壓縮環(huán)258，第二環(huán)槽安裝一個(gè)第二壓縮環(huán)260，第三環(huán)槽安裝一個(gè)油環(huán)262。三個(gè)環(huán)258、260和262都具有一定尺寸，使其對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44壁密封。
[0115]第一活塞橋264安裝在第一外活塞252的尾部256。第一活塞橋264隨著第一外活塞252移動(dòng)，并成為第一外活塞252的一部分。第一活塞橋264包含一個(gè)外橢圓截面266,與第一回油泵74的主泵室78滑動(dòng)連接，并相對(duì)其密封。橢圓截面266的小徑部分比第一外活塞252的頭部254的直徑稍微小點(diǎn)，而橢圓截面266的大徑部分比頭部254的直徑稍微大點(diǎn)。第一拉桿凸臺(tái)268和一個(gè)第二拉桿凸臺(tái)269沿著橢圓截面266的大徑布置,并向外延伸。
[0116]一個(gè)導(dǎo)柱凸臺(tái)270位于第一活塞橋264的中間部分。一個(gè)第一導(dǎo)柱271固定于第一回油泵殼體76并向外延伸。第一導(dǎo)柱271有一個(gè)圓形的外表面。這個(gè)外表面僅在導(dǎo)柱凸臺(tái)270內(nèi)滑動(dòng)，為了使導(dǎo)柱凸臺(tái)270沿著第一導(dǎo)柱271滑動(dòng)。因?yàn)榈谝粚?dǎo)柱271是固定的，它的位置可以相對(duì)于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44準(zhǔn)確定位。第一導(dǎo)柱271將使第一活塞橋264和第一外活塞252相對(duì)于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44準(zhǔn)確定位。
[0117]在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)柱凸臺(tái)270將在導(dǎo)柱271上滑動(dòng)，保持第一外活塞252的準(zhǔn)確定位，當(dāng)其在第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因此，僅活塞環(huán)258、260和262和第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44壁接觸。這只產(chǎn)生相對(duì)小的摩擦，因?yàn)閮H活塞環(huán)258、260和262和導(dǎo)柱凸臺(tái)270和其他表面滑動(dòng)接觸,而第一外活塞252的外表面將不接觸第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44壁。
[0118]外活塞組件250還有一個(gè)第二外活塞275，安裝在第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144中，頭部276面向第二內(nèi)活塞的頭部222，尾部277面向第二回油泵主泵室178。第二外活塞275的外徑和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144壁之間有一個(gè)間隙。因此，第二外活塞275還包含外圍的三個(gè)環(huán)槽，第一環(huán)槽安裝一個(gè)第一壓縮環(huán)278，第二環(huán)槽安裝一個(gè)第二壓縮環(huán)279，第三環(huán)槽安裝一個(gè)油環(huán)280。三個(gè)環(huán)278、279和280都具有一定尺寸，使其對(duì)第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144壁密封。
[0119]第二活塞橋282安裝在第二外活塞275的尾部277上。第二活塞橋282包含一個(gè)外橢圓截面283，與第二回油泵174的主泵室178滑動(dòng)連接，并相對(duì)其密封。橢圓截面283的小徑部分比第二外活塞275的頭部276的直徑稍微小點(diǎn)，而橢圓截面283的大徑部分比頭部276的直徑稍微大點(diǎn)。第一拉桿凸臺(tái)284和一個(gè)第二拉桿凸臺(tái)285沿著橢圓截面283的大徑布置，并向外延伸。
[0120]一個(gè)導(dǎo)柱凸臺(tái)286位于第二活塞橋282的中間部分。一個(gè)第二導(dǎo)柱287固定于第二回油泵殼體176并向外延伸。第二導(dǎo)柱287有一個(gè)圓形的外表面。這個(gè)外表面僅在導(dǎo)柱凸臺(tái)286內(nèi)滑動(dòng)。因?yàn)榈诙?dǎo)柱287相對(duì)于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144是固定的,第二導(dǎo)柱287將使第二活塞橋282和第二外活塞275相對(duì)于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144準(zhǔn)確定位。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)柱凸臺(tái)286將在導(dǎo)柱287上滑動(dòng)，保持第二外活塞275的準(zhǔn)確定位，當(dāng)其在第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因此，僅活塞環(huán)278、279和280和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144壁接觸。這只產(chǎn)生相對(duì)小的摩擦。
[0121]第二導(dǎo)柱287也成為位置傳感器組件288的一部分。位置傳感器組件288包含一個(gè)傳感器桿289，其至少有一個(gè)索引位置290，和第二外活塞275滑動(dòng)連接。一個(gè)傳感器291相對(duì)于傳感器桿安裝，并貫穿第二回油泵殼體176，一個(gè)電子接頭將使傳感器291連接到電子控制器35。電子控制器35可以利用傳感器291的輸出來決定外活塞組件250的位置和速度。
[0122]第二外活塞組件250還包含一個(gè)第一拉桿293和一個(gè)第二拉桿294。第一拉桿293連接第一活塞橋264上的第一拉桿凸臺(tái)268和第二活塞橋282上的第一拉桿凸臺(tái)284。因?yàn)榛钊麡?64和282是橢圓形的,第一拉桿293可以使他們f禹合在一起，同時(shí)平行于軸向方向移動(dòng)。
[0123]第一拉桿293包含一個(gè)增大的區(qū)域，與泵室形成一個(gè)第一外柱塞295。第一外柱塞295位于第一活塞橋264和第二活塞橋282之間的液壓泵殼體組件12的中間部分。一個(gè)第一拉桿套272關(guān)于液壓泵殼體組件12和第一氣缸罩18之間的第一拉桿293延伸，第二拉桿套273關(guān)于液壓泵殼體組件12和第二氣缸罩118之間的第一拉桿293延伸。拉桿套272和273確保第一拉桿293被發(fā)動(dòng)機(jī)部件全部包圍，這樣阻止雜質(zhì)擾亂第一拉桿293的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0124]第二拉桿294連接第一活塞橋264上的第二拉桿凸臺(tái)269和第二活塞橋282上的第二拉桿凸臺(tái)285。第二拉桿294包含一個(gè)增大的區(qū)域，與泵室形成一個(gè)第二外柱塞296。第二外柱塞296位于第一活塞橋264和第二活塞橋282之間的液壓泵殼體組件12的中間部分。一個(gè)第三拉桿套274關(guān)于液壓泵殼體組件12和第一氣缸罩18之間的第二拉桿294延伸，一個(gè)位置傳感拉桿套281關(guān)于液壓泵殼體組件12和第二氣缸罩118之間的第二拉桿294延伸。拉桿套274和281確保第二拉桿294被發(fā)動(dòng)機(jī)部件全部包圍，這樣阻止雜質(zhì)擾亂第二拉桿294的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0125]進(jìn)一步地，第二拉桿294包含間隔分布的銅環(huán)298，位于位置傳感拉桿套281的內(nèi)部。位置傳感拉桿套281包含一個(gè)傳感器組件297，靠近銅環(huán)298。傳感器組件297連接到控制器35，將探測(cè)銅環(huán)298的位置?？刂破?5可以利用傳感器組件297的輸出來校準(zhǔn)其他傳感器291，這樣確保外活塞組件250的位置和速度的準(zhǔn)確測(cè)量。
[0126]發(fā)動(dòng)機(jī)10是平衡的，為了確保最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)10是平衡的，所以外活塞組件250的總質(zhì)量——即，所有和外活塞252和275 —起運(yùn)動(dòng)的零部件——必須和內(nèi)活塞組件200的總質(zhì)量相等——所有和內(nèi)活塞202和220 —起運(yùn)動(dòng)的零部件。對(duì)于一個(gè)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)，推桿240的內(nèi)柱塞242的液壓面積和拉桿292和294的外柱塞295和296的液壓面積是相等的——第一外柱塞295的液壓面積和第二外柱塞296的液壓面積是相等的。因此，活塞組件200和250的不同部件的材料的選取要確保熱特性和強(qiáng)度特性，同時(shí)也平衡組件的質(zhì)量。例如，內(nèi)活塞202和220，推桿240可能由鑄鐵制成，拉桿293和294也由鑄鐵制成，而外活塞252和275由鋁制成，活塞橋264和282的材料是鐵。如果可以，其他合適的材料也可以利用。
[0127]如上所述，液壓泵殼體組件12安裝在第一氣缸組件14和第二氣缸組件16的中間。它包含一個(gè)泵座302，由鐵制成，各種液壓管路、冷卻劑通道和油底殼和管路從中通過。
[0128]泵座302包含一個(gè)推桿孔304，推桿240貫穿其中。內(nèi)柱塞242環(huán)形密封推桿孔304。推桿孔304的兩端也相對(duì)推桿240密封——每一端利用一個(gè)密封塞309來密封。這些密封在內(nèi)柱塞242的一端形成了一個(gè)內(nèi)泵室306,另一端形成了一個(gè)內(nèi)I禹合泵室308。
[0129]泵座302還包含一個(gè)第一拉桿孔310，第一拉桿293貫穿其中；一個(gè)第二拉桿孔312，第二拉桿294貫穿其中。第一外柱塞295環(huán)形密封第一拉桿孔310，第二外柱塞296環(huán)形密封第二拉桿孔312。第一拉桿孔310的兩端相對(duì)第一拉桿293密封，每一端利用一個(gè)密封塞311來密封。第一拉桿孔310連同第一拉桿293,在第一外柱塞295的一端形成了一個(gè)第一外泵室314，在另一端形成了一個(gè)第一外耦合泵室316。第二拉桿孔312的兩端相對(duì)第二拉桿294密封,每一端利用一個(gè)密封塞313來密封。第二拉桿孔312連同第二拉桿294,在第二外柱塞296的一端形成了一個(gè)第二外泵室318，在另一端形成了一個(gè)第二外耦合泵室 320。
[0130]內(nèi)耦合泵室308和第一外耦合泵室316用一個(gè)第一交叉連接通道322連接。另外，內(nèi)耦合泵室308和第二外耦合泵室320用一個(gè)第二交叉連接通道323連接。因此，三耦合泵室308、316和320之間總是相互連通的。
[0131]一個(gè)低壓通道324和一個(gè)限制器326從第二交叉連接通道323通向一個(gè)第一耦合調(diào)節(jié)閥328。第一耦合調(diào)節(jié)閥328連接到液壓系統(tǒng)329的低壓腔330。可以在兩個(gè)位置間轉(zhuǎn)換，一個(gè)位置允許流體從第二交叉連接通道323流向低壓腔330，另一個(gè)位置阻斷流體的流動(dòng)。一個(gè)高壓通道322和一個(gè)限制器334，從第一交叉連接通道322通向一個(gè)第二耦合調(diào)節(jié)閥336。第二耦合調(diào)節(jié)閥336連接到液壓系統(tǒng)329的高壓腔338。可以在兩個(gè)位置間轉(zhuǎn)換，一個(gè)位置允許流體從高壓腔338流向第一交叉連接通道322，另一位置阻斷流體的流動(dòng)。第一和第二耦合調(diào)節(jié)閥328和336電動(dòng)連接到電子控制器35，并由控制器35控制。
[0132]一個(gè)諧振電路通道340在第二交叉連接通道323和一個(gè)亥姆霍茲諧振器342之間的延伸，安裝在泵座302上。亥姆霍茲諧振器342當(dāng)流體在耦合泵室308、316和320之間通過交叉連接通道322和323來回流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生弱脈動(dòng)。如果可以，亥姆霍茲諧振器342也可以省略。
[0133]這些交叉連接通道322和323，和連接到它們的液壓組件，形成一個(gè)液壓電路來耦合內(nèi)活塞組件200和外活塞組件250的運(yùn)動(dòng)。耦合調(diào)節(jié)閥328和336關(guān)閉時(shí)，耦合泵室308、316和320，和交叉連接通道322和323內(nèi)充滿不可壓縮的液體(例如液壓油)，這種容積將保持一個(gè)恒量。如上所述，推桿240的內(nèi)柱塞242內(nèi)的液體容積是拉桿293和294的每個(gè)外柱塞295和296內(nèi)容積的兩倍。因此，如果內(nèi)活塞組件200向右移動(dòng)lm，置換出內(nèi)耦合泵室308中的流體，然后外活塞組件250必須向左移動(dòng)lm，為了接收兩個(gè)外耦合泵室316和320中的流體。這保證了，即使內(nèi)外活塞組件200和250的移動(dòng)不是機(jī)械固定的，實(shí)際上它們也將作確切的對(duì)置運(yùn)動(dòng)。因此，兩活塞組件200和250到達(dá)上止點(diǎn)和下止點(diǎn)位置是同時(shí)的。
[0134]第一第二耦合調(diào)節(jié)閥328和336考慮了流體的增加和減少。雖然用于耦合活塞組件200和250的液壓系統(tǒng)已經(jīng)討論過，但是任何可以確保活塞組件200和250對(duì)置運(yùn)動(dòng)的機(jī)制都是可以的。
[0135]液壓泵殼體組件12還包含一對(duì)進(jìn)油口 344和345，從泵座302延伸到油底殼346，油底殼346位于泵座302的底部。油底殼346對(duì)液壓泵殼體組件12內(nèi)的各種移動(dòng)部件都是開啟的，為了移動(dòng)部件的飛濺潤(rùn)滑——尤其是氣缸壁44和144部分，第一和第二內(nèi)活塞202和220沿著氣缸壁滑動(dòng)。油底殼346還包含一個(gè)回油口 348。進(jìn)油口 344和345和回油口 348連接燃油供給系統(tǒng)(圖中未顯示)。油底殼346還允許空氣來回運(yùn)動(dòng)。
[0136]兩個(gè)冷卻劑進(jìn)口 350布置在泵座302的底部。冷卻劑進(jìn)口 350連接一系列貫穿泵座的冷卻劑通道352，然后連接兩個(gè)冷卻劑出口 354，安裝在泵座302的頂部。冷卻劑進(jìn)口350和出口 354連接冷卻系統(tǒng)(圖中未顯示)。流經(jīng)泵座302的冷卻劑將確保移動(dòng)部件在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)過熱。
[0137]液壓泵殼體組件12還包含一個(gè)低壓道356，安裝在泵座302的頂部，包含一個(gè)低壓口 358，通過一根液壓管路連接到低壓腔330。低壓道356向三組單向低壓止回閥開啟，一個(gè)內(nèi)止回閥360, —個(gè)第一外止回閥362和一個(gè)第二外止回閥363。內(nèi)止回閥360通過一個(gè)管路364和內(nèi)泵室306連接，只允許流體從低壓道356流向內(nèi)泵室306中。第一外止回閥362通過一個(gè)通道365和第一外泵室314連接，只允許流體從低壓道356流向第一外泵室314中。第二外止回閥363通過一個(gè)通道366和第二外泵室318連接，只允許流體從低壓道356流向第二外泵室318中。雖然內(nèi)止回閥360包含四個(gè)單獨(dú)的閥，每個(gè)外止回閥362和363包含兩個(gè)單獨(dú)的閥，但是也可以用不同數(shù)量的單獨(dú)的閥。但是，內(nèi)止回閥360的閥開啟面積是外止回閥362和363的兩倍，因?yàn)閮?nèi)柱塞242的增壓能力是外柱塞295和296的兩倍。
[0138]高壓道368安裝在泵座302的底部，包含一個(gè)高壓口 369，通過一根液壓管路連接到高壓腔338。高壓道368向三組單向高壓止回閥開啟，一個(gè)內(nèi)止回閥370，一個(gè)第一外止回閥371和一個(gè)第二外止回閥372。內(nèi)止回閥370通過一個(gè)管路373和內(nèi)泵室306連接，只允許流體從低壓道356內(nèi)泵室306流向高壓道368中。第一外止回閥371通過一個(gè)通道374和第一外泵室314連接，只允許流體從第一外泵室314流向高壓道368中。第二外止回閥372通過一個(gè)通道375和第二外泵室318連接，只允許流體從第二外泵室318流向高壓道368中。同樣的，內(nèi)止回閥360的閥開啟面積是外止回閥362和363的兩倍。
[0139]低壓道356還包含一個(gè)壓力傳感器376用來測(cè)量低壓道356中的流體的壓力。高壓道368同樣包含一個(gè)壓力傳感器377用來測(cè)量高壓道368中的流體的壓力。兩個(gè)壓力傳感器376和377和控制器35電動(dòng)連接，用來接收和處理壓力信息。
[0140]液壓?jiǎn)?dòng)和控制閥379安裝在泵座302的頂部，靠近低壓道356?？刂崎y379耦合泵座302上的四個(gè)口，一個(gè)高壓口 380、一個(gè)低壓口 381，一個(gè)內(nèi)泵室口 382和一個(gè)外泵室口383。高壓口 380通過一個(gè)管路和高壓道368連接，低壓口 381通過一個(gè)管路和低壓道356連接。內(nèi)泵室口 382通過一個(gè)第一通道384和內(nèi)泵室306連接，而外泵室口 383通過一個(gè)第二管路385和第二外泵室314和318連接。[0141]控制閥379可液壓連接高壓口 380和內(nèi)泵室口 382，與此同時(shí)，低壓口 381和外泵室口 383連接?？刂崎y379也可以使低壓口 381和內(nèi)泵室口 382連接，高壓口 380和外泵室口 383連接。在第三種狀態(tài)下，控制閥379將阻止高低壓口 380和381和內(nèi)外泵室口 382和383之間的液壓流體的流動(dòng)。電子控制器35控制控制閥379的狀態(tài)。
[0142]液壓泵殼體組件12也可能包括活塞阻塊，設(shè)置活塞沖程的最大距離。可能需要這些阻塊是因?yàn)閷?duì)于自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)來說活塞運(yùn)動(dòng)是由力的平衡決定的——而不是一個(gè)固定的機(jī)械路徑。用于內(nèi)活塞組件200的活塞阻塊包含安裝在推桿240的內(nèi)柱塞242兩端的徑向階梯部分388，匹配阻塊389位于中心孔304的兩端——在泵坐302和密封塞309上。階梯部分388關(guān)于阻塊389的相對(duì)位置將決定內(nèi)活塞組件在兩個(gè)方向上的最大行程。如果階梯部分388和阻塊389耦合，活塞在那個(gè)方向上將停止運(yùn)動(dòng)。
[0143]外活塞組件250的活塞阻塊包含安裝在拉桿293和294的外柱塞295和296兩端的徑向階梯部分390和391。泵座302和密封塞311和313，和內(nèi)活塞組件200 —樣，將包含位于第一和第二拉桿孔310和312兩端的匹配阻塊392和393。
[0144]另一實(shí)施例中，活塞阻塊可以省略。在這種配置狀態(tài)下，第一內(nèi)活塞202的頭部210撞擊第一外活塞252的頭部254將作為一個(gè)方向上的停止,而第二內(nèi)活塞220的頭部222撞擊第二外活塞275的頭部276將作為另一個(gè)方向上的停止。雖然這咋看上去不好，但是活塞頭部有相當(dāng)大的接觸面積，在內(nèi)外活塞碰撞之前氣缸內(nèi)的壓力將急劇增加，這樣減緩了撞擊的速度。
[0145]液壓泵殼體組件12還包含一對(duì)位置傳感器。第一位置傳感器395安裝在泵座302上，圍繞第一導(dǎo)桿244,包含第一組銅環(huán)246。第二位置傳感器396安裝在泵座302上，圍繞第二導(dǎo)桿245，包含第二組銅環(huán)247。位置傳感器395和396電動(dòng)連接，并提供位置信息給電子控制器35。有了第一位置傳感器395的監(jiān)測(cè)信息，電子控制器35可以決定內(nèi)活塞組件200的位置和速度。第二位置傳感器396的監(jiān)測(cè)信息用于第一位置傳感器395的校準(zhǔn)。
[0146]現(xiàn)在討論發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)作過程。因?yàn)楸景l(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞的運(yùn)動(dòng)由作用在活塞組件200和250上的力的平衡決定。例如，主要的力是對(duì)置氣缸44和144的氣缸壓力，各種移動(dòng)部件產(chǎn)生的摩擦，空氣凈化，移動(dòng)活塞組件200和250的慣性和柱塞242、295和296引起的任何載荷。因此，活塞組件200和250必須在合適的時(shí)間接收合適量的輸入力以使活塞作持續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)必須足夠來獲得燃燒沖程所需的壓力。通過利用輸出來控制活塞組件200和250的運(yùn)動(dòng)，尤其是每一沖程末端附件，活塞上止點(diǎn)位置和壓縮比可得到控制。進(jìn)一步地，改變壓縮比的能力使得HCCI燃燒更便利，因?yàn)槿紵枰膲嚎s比可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)改變。因?yàn)榱Φ钠胶獗仨氄_的定時(shí)和控制，所以電子控制器35監(jiān)測(cè)和驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件。
[0147]在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之前，液壓系統(tǒng)329的高壓腔338使液壓流體保持在高壓狀態(tài)，可能是500(T6(KK)PSI。液壓系統(tǒng)329的低壓腔330使液壓流體保持在低壓狀態(tài)，可能是50?60PSI。
[0148]在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的開始，電子控制器35激勵(lì)啟動(dòng)和控制閥379，在第一閥位置和第二閥位置間轉(zhuǎn)換。第一閥位置:高壓口 380接通內(nèi)泵室口 382，低壓口 381接通外泵室口 383，第二閥位置:高壓口 380接通外泵室口 383，低壓口 381接通內(nèi)泵室口 382。
[0149]在控制閥379的第一閥位置，高壓腔338中的流體被注入內(nèi)泵室306中，使推桿240的內(nèi)柱塞242和整個(gè)內(nèi)活塞組件200開始向右移動(dòng)。這將使得內(nèi)耦合泵室308中的流體通過第一第二交叉連接通道322和323注入第一第二外耦合泵室316和320中。反過來，這將使第一第二拉桿293和294的第一第二外柱塞295和296和整個(gè)外活塞組件開始向左移動(dòng)。當(dāng)外活塞組件250向左移動(dòng)時(shí)，第一第二外泵室314和318中的流體通過控制閥379注入低壓腔330。
[0150]兩活塞組件200和250的這種對(duì)置運(yùn)動(dòng)將使第一外活塞252和第一內(nèi)活塞202在第一氣缸44中同時(shí)移向它們的上止點(diǎn)位置,而第二外活塞275和第二內(nèi)活塞220將在第二氣缸144中同時(shí)移向它們的下止點(diǎn)位置。兩活塞組件200和250都在軸線方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸向方向上述兩發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和144的中心，如圖10和11所示的發(fā)動(dòng)機(jī)44和144中的雙向箭頭所示。
[0151]在控制閥379的第二閥位置，來自高壓腔338的流體將被注入第一和第二外泵室314和318中，使得第一第二拉桿293和294的第一第二外柱塞295和295和整個(gè)外活塞組件250向右移動(dòng)。這將使得第一第二外耦合泵室316和320中的流體通過第一第二交叉連接通道322和323注入內(nèi)耦合泵室308中。反過來，這將使得推桿240的內(nèi)柱塞242和整個(gè)內(nèi)活塞組件200開始向左移動(dòng)，內(nèi)泵室306中的流體將被通過控制閥379流入低壓腔330 中。
[0152]兩活塞組件200和250的這種對(duì)置運(yùn)動(dòng)將引起第一氣缸中的第一外活塞252和第一內(nèi)活塞202同時(shí)移向它們的上止點(diǎn)位置，而第二外活塞275和第二內(nèi)活塞220將同時(shí)背離移動(dòng)到它們的下止點(diǎn)位置。
[0153]通過正確迅速地轉(zhuǎn)變啟動(dòng)和控制閥379的三個(gè)閥位置，活塞組件200和250可以選擇性的引起第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44的壓縮或者引起第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144的壓縮。電子控制器35，通過監(jiān)測(cè)位置傳感器288和395，決定活塞組件200和250的位置和速度。電子控制器35然后利用位置和速度信息決定啟動(dòng)和控制閥379開關(guān)轉(zhuǎn)換的合適時(shí)間以在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和144中產(chǎn)生需要的壓縮比。從上述討論可以看出，啟動(dòng)和控制閥379在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)控制活塞組件200和250的移動(dòng)。
[0154]本發(fā)明介紹的是一個(gè)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有任何獨(dú)立的閥系統(tǒng)來打開和關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和144的進(jìn)氣口和排氣口。這樣，在兩個(gè)沖程期間完成壓縮、燃燒(包括點(diǎn)火)、膨脹和混合氣體的交換(包括進(jìn)排氣)。這種布置縮小了發(fā)動(dòng)機(jī)10的整體尺寸。
[0155]內(nèi)活塞組件200的移動(dòng)使得內(nèi)活塞202和220交替地關(guān)閉和開啟排氣口 46和146。外活塞組件250的移動(dòng)使得外活塞252和275交替地關(guān)閉和開啟進(jìn)氣口 56和156，同時(shí)也使得活塞橋264和282收取進(jìn)氣。外活塞組件250的移動(dòng)也使得外活塞252和275交替地關(guān)閉和開啟噴油器34和134。因此，由啟動(dòng)和控制閥379引起的內(nèi)外活塞組件200和250的運(yùn)動(dòng)使得空氣進(jìn)入氣缸44和144中，允許燃油注入氣缸和空氣混合，并提供足夠的壓縮使得空燃混合器燃燒。
[0156]進(jìn)一步地，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的燃燒過程是一個(gè)均質(zhì)混合氣壓縮點(diǎn)火類型的燃燒(HCCI)，利用可變的壓縮比產(chǎn)生高效的燃燒。HCCI過程利用均質(zhì)空燃混合氣，混合氣由于高壓縮比發(fā)生自燃；即，預(yù)混合的空燃混合氣被壓縮至自燃點(diǎn)(也叫自燃)。由HCCI過程引起的自燃，有很多點(diǎn)火點(diǎn)來確保迅速的燃燒，這考慮了低當(dāng)量比(實(shí)際空燃比和化學(xué)計(jì)量比的比值)，因?yàn)椴恍枰鹧娴膫鞑?。這在降低氣缸峰值溫度的同時(shí)也提高了效率，重要的是減少了氮氧化物的形成。如果發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)火花塞點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以利用火花塞。
[0157]更進(jìn)一步地，描述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44的進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣沖程(同樣適用于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144)。第一外活塞252的移動(dòng)管理進(jìn)氣同時(shí)決定進(jìn)氣口 56和噴油器34對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44開啟的時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。當(dāng)?shù)谝煌饣钊?52移動(dòng)至它的上止點(diǎn)位置時(shí)，第一回油泵74的泵室78中的容積增大，通過進(jìn)口蝶閥94空氣被注入泵室中。
[0158]上止點(diǎn)位置之后一通常燃燒沖程之后一第一外活塞252的移動(dòng)減少泵室78中的容積，通過出口蝶閥95空氣被擠壓進(jìn)入進(jìn)氣通道93、72和31中。當(dāng)?shù)谝煌饣钊?52持續(xù)移動(dòng)至下止點(diǎn)位置時(shí)，進(jìn)氣口 56將開啟，允許進(jìn)氣通道31中的壓縮空氣進(jìn)入第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44中。此時(shí),噴油器34也對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44開啟。控制器35將驅(qū)動(dòng)第一噴油器34，將燃油霧化噴入空氣流中?？刂破?5利用外活塞位置傳感器291和燃油壓力傳感器41來決定噴油器驅(qū)動(dòng)的時(shí)間的持續(xù)時(shí)間。
[0159]到達(dá)下止點(diǎn)之后，第一外活塞252再次向上止點(diǎn)位置移動(dòng)。在這一移動(dòng)期間，第一外活塞252將關(guān)閉第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44的進(jìn)氣口 56和噴油器口 54。當(dāng)?shù)谝煌饣钊?52持續(xù)向上止點(diǎn)位置移動(dòng)時(shí)空燃混合氣被壓縮。要注意的是，第一噴油器34直接向第一氣缸44噴油，而不是在燃燒沖程時(shí)，因?yàn)楫?dāng)活塞252在上止點(diǎn)位置附近時(shí)噴油口被覆蓋。
[0160]第一內(nèi)活塞202的移動(dòng)決定了排氣口 46對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44開啟的時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。當(dāng)?shù)谝粌?nèi)活塞202離開上止點(diǎn)位置時(shí)——通常在燃燒沖程之后——第一內(nèi)活塞202的頭部210將越過排氣口 46，使廢氣通過排氣口 46排出。廢氣然后將流經(jīng)第一廢氣通道20進(jìn)入排氣系統(tǒng)(圖中未顯示)。當(dāng)?shù)谝粌?nèi)活塞202到達(dá)下止點(diǎn)位置時(shí)，排氣口將完全對(duì)第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44開啟。 下止點(diǎn)位置之后,第一內(nèi)活塞202向上止點(diǎn)移動(dòng)，關(guān)閉排氣口 46。這個(gè)時(shí)候沒有排出的廢氣將留在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44中在下一燃燒沖程作為內(nèi)EGR。當(dāng)?shù)谝粌?nèi)活塞202繼續(xù)向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，空燃混合氣和剩余的廢氣被壓縮。剩余廢氣將提供熱量和自由基給混合氣，幫助混合氣在一個(gè)低壓縮比時(shí)產(chǎn)生自燃。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)10的HCCI燃燒,最好是有20%~55%的內(nèi)EGR，或者更多的30%~40%。這樣，最好在靠近內(nèi)活塞202的下止點(diǎn)位置有相應(yīng)的短端口(軸向)。例如，如果整個(gè)沖程是100m，那么排氣口的軸向長(zhǎng)度可能大約是IOm (一個(gè)沖程的十分之一)。傳統(tǒng)的排氣口開啟一般是一個(gè)沖程的35%~40%，對(duì)于活塞移植發(fā)動(dòng)機(jī)最小是25%。
[0161]因?yàn)榈诙l(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144和第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44是對(duì)置運(yùn)動(dòng),第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44內(nèi)的燃燒將引起第一內(nèi)外活塞202和252分開，而第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144中的燃燒將使第一內(nèi)外活塞202和252靠近運(yùn)動(dòng)(引起第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44內(nèi)的壓縮)，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)10的這種自我維持的運(yùn)轉(zhuǎn)通過控制噴油進(jìn)行保持。噴油控制可以控制活塞沖程的長(zhǎng)度，這必須足夠維持燃燒所需的壓縮比并避免活塞的碰撞。當(dāng)然，考慮到瞬時(shí)工況，偶爾的非燃燒事件，系統(tǒng)不平衡，和其他因素，可以適時(shí)的應(yīng)用啟動(dòng)和控制閥379，并結(jié)合燃油控制來更正活塞運(yùn)動(dòng)。這不僅確保合適的壓縮比用于給定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，還確保自動(dòng)點(diǎn)火發(fā)生在上止點(diǎn)位置之后以避免浪費(fèi)燃燒能量，該能量改變活塞組件200和250的運(yùn)動(dòng)方向。
[0162]在正常的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因?yàn)槿紵够钊M件200和250作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以推桿240和拉桿293和294將驅(qū)動(dòng)柱塞242,295和296在各自的孔304,310和312中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閮?nèi)活塞組件200向右移動(dòng)(如圖所示)，內(nèi)柱塞的移動(dòng)將使低壓止回閥開啟，使流體從低壓道356進(jìn)入內(nèi)泵室306中。低壓道356中流出的流體從低壓腔330補(bǔ)充。低壓道356中的流體容量和低壓腔330重新填滿低壓道356的能力必須足夠以保持流體流過低壓止回閥。否則，將發(fā)生渦凹問題。
[0163]同時(shí)，外活塞組件250向左移動(dòng)，外柱塞295和296使得第一和第二外泵室314和318中的流體通過第一和第二外高壓止回閥371和372泵入高壓道368中。這使流體進(jìn)入高壓腔338中。高壓腔338中的流體然后作為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)能量源，同時(shí)驅(qū)動(dòng)其他部件和系統(tǒng)。因?yàn)橐簤耗茉词且徊糠謮毫Φ燃?jí)和液壓流，所以在決定活塞沖程時(shí)可以利用能量輸出，利用活塞頻率和/或者液壓油柱塞的尺寸布置發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸。因?yàn)榛钊l率，移動(dòng)活塞組件的質(zhì)量越重，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越低。
[0164]在內(nèi)活塞組件200向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)柱塞242將內(nèi)耦合泵室306的流體泵入兩個(gè)外耦合泵室316和320中。如上述所述，這使得兩活塞組件200和250作對(duì)置運(yùn)動(dòng)。如果活塞傳感器288和395檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的兩活塞組件200和250不在中心，那么耦合調(diào)節(jié)閥328和336其中之一將被激活來校正偏移。
[0165]在接下來的沖程中，內(nèi)活塞組件200向左移動(dòng)，內(nèi)柱塞242產(chǎn)生的流體壓力將打開內(nèi)高壓止回閥370，使流體流向高壓道368和高壓腔338中。外活塞組件250同時(shí)向右移動(dòng)，外柱塞295和296通過第一和第二外低壓止回閥362和363從低壓道356中提取流體。在此發(fā)動(dòng)機(jī)沖程期間，外柱塞295和296也將流體從外耦合泵室316和320中泵入內(nèi)耦合泵室306中。
[0166]進(jìn)一步地，因?yàn)閮?nèi)外活塞組件200和250總是對(duì)置運(yùn)動(dòng)——也因此內(nèi)柱塞242和兩外柱塞295和296總是對(duì)置運(yùn)動(dòng)一所以發(fā)動(dòng)機(jī)的每一沖程只提供內(nèi)柱塞242或者外柱塞295和296其中之一將流體泵入高壓腔338中。每一實(shí)施例的相反的行程方向?qū)⒘黧w泵入耦合系統(tǒng)。另一方面，如果希望在兩個(gè)方向上內(nèi)外柱塞242、295和296都將流體泵入高壓腔中，那么就需要提供一個(gè)不同類型的耦合系統(tǒng)。
[0167]除了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部子系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中外部系統(tǒng)也將起作用。這樣，冷卻系統(tǒng)將通過冷卻通道28、50、66、128、150、166和352泵入冷卻劑來保證發(fā)動(dòng)機(jī)部件不會(huì)過熱。另外，燃油系統(tǒng)39將儲(chǔ)存和提供所需的壓力油到噴油器34和134中。電力系統(tǒng)將提供電力到控制器35，傳感器和其他需要電力帶動(dòng)的部件。燃油供給系統(tǒng)將提供潤(rùn)滑油到發(fā)動(dòng)機(jī)用于某些組件的潤(rùn)滑。進(jìn)氣系統(tǒng)將提供發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的氣體到進(jìn)氣口 92和192。
[0168]圖16是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中,夕卜部廢氣再循環(huán)系統(tǒng)EGR連接內(nèi)部EGR。本實(shí)施例包含上述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和144，分別位于一個(gè)液壓泵殼體組件12的兩側(cè)，液壓泵殼體組件12包含推桿孔304和拉桿孔310和312。內(nèi)活塞202和220用一個(gè)推桿240連接，推桿貫穿推桿孔304，外活塞252和275用拉桿293和294連接，拉桿分別貫穿拉桿孔310和312。進(jìn)簧閥組件88和188控制空氣流進(jìn)入回油泵74和174。出口蝶閥組件89和189控制回油泵74和174中空氣的排出，分別通過進(jìn)氣口 56和156進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和144。第二實(shí)施例的上述討論和第一實(shí)施例是一樣的。
[0169]第二實(shí)施例還揭露了從發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和144排出的廢氣通過渦輪增壓器527的一個(gè)渦輪525。渦輪525的出口連接一個(gè)排氣系統(tǒng)529。渦輪525通過一個(gè)渦輪軸594驅(qū)動(dòng)一個(gè)壓縮機(jī)597，壓縮機(jī)的進(jìn)口連接一個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)587，出口連接進(jìn)簧閥組件88和188。上述渦輪增壓系統(tǒng)也可應(yīng)用于本發(fā)明的第一實(shí)施例。[0170]第二實(shí)施例和第一實(shí)施例的區(qū)別在于:一個(gè)外部EGR系統(tǒng)安裝在排氣口和進(jìn)氣口之間。排氣連接在排氣口 546和547和渦輪525之間，進(jìn)氣連接在壓縮機(jī)597和回油泵74和174之間。一個(gè)第一熱交換器598冷卻來自第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44的部分廢氣并重新將其引入第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44的進(jìn)氣流。第二熱交換器599冷卻來自第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144的部分廢氣并重新將其引入第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸144的進(jìn)氣流。因?yàn)橐徊糠諩GR氣體來自外部EGR系統(tǒng)，所以排氣口 546和547的尺寸和位置的設(shè)定將減少內(nèi)部EGR量。
[0171]熱交換器598和599的流量是可變的，為了適應(yīng)外部EGR量。另外，另一實(shí)施例，一部分廢氣可能被送入一個(gè)單獨(dú)的熱交換器，冷卻之后重新引入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸44和144的進(jìn)氣流中。
[0172]第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)基本和第一實(shí)施例相同，除了一些廢氣被送入熱交換器598和599，再重新引入氣缸44和144中。通過冷卻一些EGR，燃燒過程減慢。S卩，廢氣的冷卻溫度將延遲燃燒的開始，避免了活塞到達(dá)上止點(diǎn)位置之前燃燒發(fā)生。這樣，燃燒產(chǎn)生的熱量不會(huì)浪費(fèi)，使活塞停止并反向運(yùn)動(dòng)。
[0173]雖然兩個(gè)實(shí)施例中用于能量?jī)?chǔ)存介質(zhì)和控制閥的流體已經(jīng)省略，如液壓油，但是如果可行也可以應(yīng)用其他適合的流體。例如，流體可能是汽油，加上一個(gè)氣動(dòng)能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)作為儲(chǔ)存器。流體可能是一個(gè)制冷劑，可以是液態(tài)或者氣態(tài)。在上述例子中，因?yàn)榱黧w不再是液態(tài)(通常是不能壓縮的)，所以確保兩活塞組件對(duì)置運(yùn)動(dòng)的耦合系統(tǒng)也將改變。然而，OPOC自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，尤其是HCCI燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)，還可以用來產(chǎn)生能量?jī)?chǔ)存介質(zhì)中倉(cāng)tfi。
[0174]更進(jìn)一步地，雖然這里詳細(xì)討論的OPOC自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例利用一個(gè)液壓流體作為能量?jī)?chǔ)存和控制介質(zhì)，但是OPOC自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)可能利用直流發(fā)電機(jī)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)和產(chǎn)生電能。液壓泵殼體組件將由直流發(fā)電機(jī)組件代替，拉桿和推桿形成發(fā)電機(jī)的一部分或者驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)部件。上述活塞/氣缸組件一包括回油泵一一將運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱量來驅(qū)動(dòng)直流發(fā)電機(jī)。所以，HCCI燃燒，在空氣充足的情況下，也可以應(yīng)用直流發(fā)電機(jī)。
[0175]以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括: 一液壓泵殼體組件(12); 一第一氣缸組件(14)，所述第一氣缸組件(14)從所述液壓泵殼體組件(12) —側(cè)延伸；所述第一氣缸組件(14)包括一第一氣缸罩(18)、一第一氣缸套(42)、一第一空氣帶(60)和一第一回油泵(74);所述第一氣缸罩(18)安裝在所述液壓泵殼體組件(14)上，所述第一氣缸罩(18)包括一第一排氣孔(20)，并且所述第一排氣孔(20)的對(duì)面延伸一進(jìn)氣環(huán)(30)；所述第一氣缸套(42)貫穿壓入所述第一氣缸罩(18)的主孔(40)中，形成第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(44);所述第一空氣帶(60)安裝在所述第一氣缸套(42)上，并在所述進(jìn)氣環(huán)(30)處靠近所述第一氣缸罩(18);所述第一回油泵(74)包括一回油泵殼體(76)，所述回油泵殼體(76)安裝在所述第一空氣帶(60)上，并且所述回油泵殼體(76)圍繞所述第一氣缸套(42)的端部; 一第二氣缸組件(114)，所述第二氣缸組件(114)從所述液壓泵殼體組件(12)的另一側(cè)延伸；所述第二氣缸組件(114)包括一第二氣缸罩(118)、一第二氣缸套(142)、一第二空氣帶(160)和一第二回油泵(174);所述第二氣缸罩(118)安裝在所述液壓泵殼體組件(12)上，所述第二氣缸罩(12)包括一第二排氣孔(120)，并且所述第二排氣孔(120)的對(duì)面延伸一進(jìn)氣環(huán)(130);所述第二氣缸套(142)貫穿壓入所述第二氣缸罩(118)的主孔(140)中，形成第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(144);所述第二空氣帶(160)安裝在所述第二氣缸套(142)上，并在所述進(jìn)氣環(huán)(130)處靠近所述第二氣缸罩(118);所述第二回油泵(174)包括一回油泵殼體(176)，所述回油泵殼體(176)安裝在所述第二空氣帶(160)上，并且所述回油泵殼體(176)圍繞所述第二氣缸套(142)的端部； 一內(nèi)活塞組件(200)和一外活塞組件(250)安裝在所述第一氣缸組件(14)和所述第二氣缸組件(I 14)中； 所述內(nèi)活塞組件(200)包括一第一內(nèi)活塞(202)、一第二內(nèi)活塞(220)、一第一導(dǎo)桿(244)和一第二導(dǎo)桿(245);所述第一內(nèi)活塞(202)安裝在所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(44)中；所述第二內(nèi)活塞(220)安裝在所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(144)中；所述第一導(dǎo)桿(244)和所述第二導(dǎo)桿(245)貫穿所述液壓泵殼體組件(12)，并且所述第一導(dǎo)桿(244)和所述第二導(dǎo)桿(245)分別連接所述第一內(nèi)活塞(202 )和所述第二內(nèi)活塞(220 )的尾部(211)、( 223 ); 所述外活塞組件(250)包括一第一外活塞(252)、一第二外活塞(275)、一第一拉桿(293)和一第二拉桿(294);所述第一外活塞(252)安裝在所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(44)中，一第一活塞橋(264)安裝在所述第一外活塞(252)的尾部(256);所述第二外活塞(275)安裝在所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(144)中，一第二活塞橋(282)安裝在所述第二外活塞(275)的尾部(277);所述第一拉桿(293)連接所述第一活塞橋(264)的第一拉桿凸臺(tái)(268)和所述第二活塞橋(282)的第一拉桿凸臺(tái)(284);所述第二拉桿(294)連接所述第一活塞橋(264)的第二拉桿凸臺(tái)(269 )和所述第二活塞橋(282 )的第二拉桿凸臺(tái)(285 ); 所述液壓泵殼體組件(12)包括一泵座(302)、一對(duì)進(jìn)油口(344)、(345)、一低壓道(356)、一高壓道(368)和一對(duì)位置傳感器(395)、(396);所述泵座(302)用于安裝液壓管路、冷卻劑通道和油底殼；所述進(jìn)油口(344)、(345)從所述泵座(302)延伸至所述油底殼(346);所述低壓道(356)安裝在所述泵座(302)頂部；所述高壓道(368)安裝在所述泵座(302)底部；兩所述位置傳感器(395)、(396)安裝在所述泵座(302)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述第一排氣孔(20)內(nèi)部具有一內(nèi)排氣通道(22)，所述內(nèi)排氣通道(22)圍繞所述第一氣缸罩(18)延伸，并向外延伸至一第一排氣法蘭(24)，所述第一排氣法蘭(24)連接一排氣系統(tǒng)； 所述第一氣缸罩(18)具有一冷卻劑進(jìn)口(26)，所述冷卻劑進(jìn)口(26)連接一冷卻系統(tǒng)； 所述第一氣缸罩(18)靠近所述進(jìn)氣環(huán)(30)處具有一第一噴油器(34)，所述第一噴油器(34)連接一電子控制器(34)，以提供一個(gè)信號(hào)決定所述第一噴油器(34)的正時(shí)和持續(xù)時(shí)間； 所述第一氣缸罩(18)上具有一第一氣缸壓力傳感器(38),所述第一氣缸壓力傳感器(38 )連接所述電氣控制器(35 ); 所述第二排氣孔(120)內(nèi)部具有一內(nèi)排氣通道(122)，所述內(nèi)排氣通道(122)圍繞所述第二氣缸罩(118)延伸，并向外延伸至一第二排氣法蘭(124)，所述第二排氣法蘭(124)連接 所述排氣系統(tǒng)； 所述第二氣缸罩(118)具有一冷卻劑入口( 126)，所述冷卻劑入口( 126)連接所述冷卻系統(tǒng)； 所述第二氣缸罩(118)靠近所述進(jìn)氣環(huán)(130)處具有一第二噴油器(134)，所述第二噴油器(134)連接所述電子控制器(35)，以提供一個(gè)信號(hào)決定所述第二噴油器(134)的正時(shí)和持續(xù)時(shí)間； 所述第二氣缸罩(118)上具有一第二氣缸壓力傳感器(138),所述第二氣缸壓力傳感器(138)連接所述電氣控制器(35)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述第一氣缸套(42)包括若干排氣口(46)，所述排氣口(46)在所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(44)和所述第一氣缸罩(18)的內(nèi)排氣通道(22)間延伸連接；靠近所述排氣口(46),所述第一氣缸套(42)毗連所述第一氣缸罩(18)的冷卻劑通道(28)； 所述第一氣缸套(42 )還包括若干進(jìn)氣口( 56 )，所述進(jìn)氣口( 56 )匹配所述進(jìn)氣環(huán)(30 )通向所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(44)； 所述第二氣缸套(142)包括若干排氣口( 146)，所述排氣口( 146)在所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(144)和所述第二氣缸罩(118)的內(nèi)排氣通道(122)間延伸連接；靠近所述排氣口( 146)，所述第二氣缸套(142)毗連所述第二氣缸罩(I 18)的冷卻劑通道(128)； 所述第二氣缸套(142)還包括若干進(jìn)氣口( 156)，所述進(jìn)氣口( 156)匹配所述進(jìn)氣環(huán)(130)通向所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(144)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 一進(jìn)油管(62)從所述第一空氣帶(60)伸出貫穿連接一油霧環(huán)(64)，所述油霧環(huán)(64)在油霧孔(58)處連接所述第一氣缸套(42)，一進(jìn)油管(62)連接一油裝置，所述進(jìn)油管(62)進(jìn)口連接一油源，以提供空燃混合氣到所述油霧環(huán)(64)； 所述回油泵殼體(76)具有一主泵室(78)，進(jìn)口(80)連接一進(jìn)氣室(82)，出口(84)連接一排氣室(86)； 進(jìn)簧閥組件(88 )和回油泵進(jìn)口蓋(90 )安裝在所述進(jìn)氣室(82 )，所述進(jìn)口蓋(90 )包括一進(jìn)氣口(92)，所述進(jìn)氣口(92)連接一進(jìn)氣系統(tǒng)；出口閥組件(89)和回油泵出口蓋(91)安裝在所述排氣室(86)； 一進(jìn)油管(162)從所述第二空氣帶(160)伸出貫穿連接一油霧環(huán)(164)，所述油霧環(huán)(164)在油霧孔(158)處連接所述第二氣缸套(142)，一進(jìn)油管(162)連接一油裝置，以提供空燃混合氣到所述油霧環(huán)(164)； 所述回油泵殼體(176)具有一主泵室(178)，進(jìn)(180)連接一進(jìn)氣室(182)，出口( 184)連接一排氣室(186)； 進(jìn)簧閥組件(188)和回油泵進(jìn)口蓋(190)安裝在所述進(jìn)氣室(182)，所述進(jìn)口蓋(190)包括一進(jìn)氣口( 192) ，所述進(jìn)氣口( 192)連接一個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)； 出口閥組件(189)和回油泵出口蓋(191)安裝在所述排氣室(186)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述第一外活塞(252)頭部(254)正對(duì)所述第一內(nèi)活塞(202)的頭部(210)，所述第一外活塞(252)尾部(256)正對(duì)所述主泵室(78)； 所述第二外活塞(275)頭部(276)正對(duì)所述第二內(nèi)活塞(220)的頭部(222)，所述第二外活塞(275 )尾部(277 )正對(duì)所述主泵室(178 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一拉桿(293 )與泵室形成一第一外柱塞(295 )，所述第一外柱塞(295 )位于所述第一活塞橋(264)和所述第二活塞橋(282)之間的所述液壓泵殼體組件(12)的中間部分；所述第二拉桿(294)與泵室形成一第二外柱塞(296)，所述第二外柱塞(296)位于所述第一活塞橋(264)和所述第二活塞橋(282)之間的所述液壓泵殼體組件(12)的中間部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述泵座(302 )包括一推桿孔(304 )，一內(nèi)柱塞(242 )環(huán)形密封所述推桿孔(304 )，使得所述內(nèi)柱塞(242)的一端形成一內(nèi)泵室(306),另一端形成一內(nèi)I禹合泵室(308)； 所述泵座(302)包括一第一拉桿孔(310)和一第二拉桿孔(312)，所述第一外柱塞(295)環(huán)形密封所述第一拉桿孔(310)，所述第二外柱塞(296)環(huán)形密封所述第二拉桿孔(312)，使得所述第一外柱塞(295)的一端形成一第一外泵室(314)，另一端形成一第一外率禹合泵室(316),所述第二外柱塞(296)的一端形成一第二外泵室(318),另一端形成一第二外耦合泵室(320)； 所述內(nèi)耦合泵室(308)和所述第一外耦合泵室(316)通過一第一交叉連接通道(322)連接，所述內(nèi)耦合泵室(308 )和所述第二外耦合泵室(320 )通過一第二交叉連接通道(323 )連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 一低壓通道(324)和一限制器(326)從所述第二交叉連接通道(323)通向一第一耦合調(diào)節(jié)閥(328)，所述第一耦合調(diào)節(jié)閥(328)連接液壓系統(tǒng)的低壓腔(330)； 一高壓通道(322)和一限制器(334)從所述第一交叉連接通道(322)通向一第二耦合調(diào)節(jié)閥(336)，所述第二耦合調(diào)節(jié)閥(336)連接液壓系統(tǒng)的高壓腔(338)。 一諧振電路通道(340)在所述第二交叉連接通道(323)和一亥姆霍茲諧振器(342)之間延伸，并且所述諧振電路通道(340)安裝在泵座(302)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述低壓道(356 )包括一低壓口( 358 )，所述低壓口( 358 )通過一液壓管路連接至所述低壓腔(330)； 所述高壓道(368 )包括一高壓口( 369 )，所述高壓口( 369 )通過一液壓管路連接至所述高壓腔(338)； 所述低壓道(356)包括一壓力傳感器(376)，以測(cè)量所述低壓道(356)中的流體的壓力； 所述高壓道(368)包括一壓力傳感器(377)，以測(cè)量所述高壓道(368)中的流體的壓力，同時(shí)，兩所述壓力傳感器(376)、(377)和所述電子控制器(35)連接，用來接收和處理壓力信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 一液壓?jiǎn)?dòng)和控制閥(379)安裝在所述泵座(302)的頂部，并且靠近所述低壓道(356)； 所述控制閥(379 )液壓連接高壓(380 )和內(nèi)泵室(382 )，同時(shí)，所述低壓(381)和外泵室(383)連接。
【文檔編號(hào)】F02F7/00GK103967604SQ201310032114
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月28日
【發(fā)明者】陳新, 夏迎松, 左朝鳳, 李傳友, 張永剛 申請(qǐng)人:安徽中鼎動(dòng)力有限公司