專利名稱：一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自由活塞式發(fā)動機，具體來說是涉及一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。
背景技術：
一般來說，內燃機的活塞運動方式是機械固定的。例如，傳統(tǒng)的車用內燃機包含有一個曲軸和數(shù)個連桿組件，這樣的結構決定了每個活塞在各自氣缸內的機械運作方式。此類發(fā)動機的活塞運動是所期望達到的運動方式，因為活塞在發(fā)動機循環(huán)的每個節(jié)點的位置都是確定的，這樣就簡化了發(fā)動機的定時和運作。近年來，盡管這種傳統(tǒng)類型的發(fā)動機效率有了很大的提高，但受限于發(fā)動機本身固有的特性，其效率仍受到了限制。具體說，就是因為固定的機械結構固定了活塞運動方式，從而固定了壓縮比。另外，所有與活塞運動直接相關的運動件(也包括凸輪軸和氣門)產(chǎn)生了很大的摩擦，這需要消耗發(fā)動機本身發(fā)出的能量去克服這些摩擦。因此，導致發(fā)動機的功率密度較低，也即意味著發(fā)動機比設想的要更大、更重。同時，因為必須采用機械連接，也限制了發(fā)動機設計和布置的靈活性。一些含有曲軸類型的發(fā)動機為了提高發(fā)動機效率運用了兩沖程的結構設計。發(fā)動機效率是通過高進氣壓力來提高的，因此也提高了每個氣缸的進氣量。在這種傳統(tǒng)兩沖程發(fā)動機中，活塞的背面朝向曲軸箱，有時也作為掃氣泵使用。然而進氣壓力的顯著提高，同樣伴隨著非均勻氣門正時、復雜結構、和/或掃氣效率和捕集效率損失的產(chǎn)生(例如，從排氣門流失的新鮮空氣)。出于環(huán)保和其它各方面的原因，期望設計一個比傳統(tǒng)發(fā)動機擁有更高能量密度的發(fā)動機。更輕的重量、更小的體積和更好的燃油效率在車輛和固定電站的應用中都會優(yōu)勢明顯。另一種內燃機是一種自由活塞發(fā)動機。這種發(fā)動機活塞在氣缸內的運動并不是機械固定不變的。活塞的運動是通過每個時間點作用在其上力的平衡來進行控制的。既然活塞的運動不是固定的，那么發(fā)動機的壓縮比就是可變的，這也就使得在發(fā)動機運轉參數(shù)的設計上有了更大的靈活性。同時，既然發(fā)動機內沒有傳統(tǒng)意義上的曲軸和連桿，就不會產(chǎn)生活塞側向力，那么在發(fā)動機運轉時產(chǎn)生的摩擦力自然就會更小。因為其固有的平衡性的運轉和結構緊湊等特點，自由活塞式發(fā)動機的對置活塞對置氣缸布置更顯優(yōu)勢。這種發(fā)動機更適用于兩沖程燃燒循環(huán)一特別是均質混合氣壓燃(HCCI)類型的燃燒，HCCI燃燒可以充分利用其可變壓縮比帶來的優(yōu)勢，同時也提高了發(fā)動機的能量密度、降低了排放和油耗。但是因為比傳統(tǒng)發(fā)動機更高的空燃比就需要發(fā)動機的每個沖程更大的最大進氣量。此外為了避免新鮮空氣和燃料從排氣口流失還需要達到較高的捕集效率。這種高進氣量能力是可取的，同時在保持較高掃氣效率、捕集效率和功率密度的情況下發(fā)動機結構會相對更緊湊重量也更輕。中國專利CN102182589A公開了一種發(fā)動機進氣系統(tǒng)。該發(fā)動機進氣系統(tǒng)包括渦輪增壓器、發(fā)動機進氣口，還包括空氣放大器，所述空氣放大器的低壓進氣口與所述渦輪增壓器的壓氣機的出氣口連通，所述空氣放大器的出氣口與所述發(fā)動機進氣口連通；所述空氣放大器的高壓進氣口與高壓氣源連通。在發(fā)動機啟動或車輛加速時，該發(fā)動機進氣系統(tǒng)具有較快的進氣速度。本發(fā)明也運用到了渦輪增壓器來改善發(fā)動機進氣，但與本申請的發(fā)動機進氣結構存在較大的區(qū)別，與本申請用于自由活塞式發(fā)動機的運用領域也不同。中國專利CN1696480A公開了一種V型發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)有一個穩(wěn)壓罐，當進氣系統(tǒng)連接到V型發(fā)動機，其內部空間分為一個頂部和一個底部，多個進氣管連通穩(wěn)壓罐和V型發(fā)動機的進氣口時，穩(wěn)壓罐布置在比V型發(fā)動機的氣缸蓋要高的位置，其中，與V型發(fā)動機的一個氣缸列連通的進氣管連接到穩(wěn)壓罐的頂部，與另一個氣缸列連通的進氣管連接到穩(wěn)壓罐的底部，這樣形成穩(wěn)壓罐，使得當進氣系統(tǒng)裝配到安裝在車輛上的V型發(fā)動機時，頂部的前端與底部的前端相比較而言更靠近車輛的后側，從而能夠有效地降低發(fā)動機罩的高度。此專利屬于主要用于V型發(fā)動機領域，與本申請運用的自由活塞式發(fā)動機領域存在差別，其所要解決的技術問題與本申請所要解決的技術問題也存在較大的差別。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有的自由活塞式發(fā)動機存在的上述問題，本發(fā)明提供一種能有效改善發(fā)動機進氣的對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是:一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，包括由液壓泵體組件、第一氣缸總成、第二氣缸總成組成的自由活塞式發(fā)動機，所述第一氣缸總成連接于所述液壓泵體組件的一側，所述第二氣缸總成連接于所述液壓泵體組件的另一側；所述第一氣缸總成包括第一發(fā)動機氣缸，所述第二氣缸總成包括第二發(fā)動機氣缸；所述第一發(fā)動機氣缸連接有第一掃氣泵，所述第一掃氣泵包括第一進氣口、第一出氣口和第一泵室，所述第一泵室可選擇地連接所述第一進氣口和所述第一出氣口 ；所述第二發(fā)動機氣缸連接有第二掃氣泵，所述第二掃氣泵包括第二進氣口、第二出氣口和第二泵室，所述第二泵室可選擇地連接所述第二進氣口和所述第二出氣口；—個內活塞組件，包括分別設于所述第一發(fā)動機氣缸和所述第二發(fā)動機氣缸內的第一內活塞和第二內活塞，所述第一內活塞與所述第二內活塞通過連接于所述液壓泵體組件上的推桿固定，所述第一內活塞與所述第二內活塞的頂部朝向遠離所述液壓泵體組件的方向；—個外活塞組件，包括分別設于所述第一發(fā)動機氣缸和所述第二發(fā)動機氣缸內的第一外活塞和第二外活塞且分別與所述第一內活塞與所述第二內活塞對置設置，所述第一外活塞和所述第二外活塞的頂部分別朝向所述第一內活塞和所述第二內活塞，所述第一外活塞的尾部連接第一活塞銷，所述第二外活塞的尾部連接第二活塞銷；所述進氣系統(tǒng)還包括一個渦輪增壓器，所述渦輪增壓器包括一個渦輪機，所述渦輪增壓器通過排氣增壓泵連入所述進氣系統(tǒng)，一個壓縮機通過所述渦輪機驅動而從所述進氣系統(tǒng)進氣，所述壓縮機的排氣口導入第一掃氣泵和第二掃氣泵。上述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其中，第一拉桿連接所述第一活塞銷以驅動所述第一外活塞，第二拉桿連接所述第二活塞銷以驅動所述第二外活塞。上述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其中，所述第一氣缸總成設有第一進氣道和與其相連的第一進氣門，所述第一活塞銷上包含一對閉合區(qū)域，每個所述閉合區(qū)域都有一邊與所述第一進氣道相連。上述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其中，還包括一個中間冷卻換熱器，所述中間冷卻換熱器設有一個與所述第一掃氣泵的排氣口相連的進氣口，以及一個與所述第一發(fā)動機氣缸的進氣口相連的排氣口。上述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其中，還包括一個外部排氣裝置，所述外部排氣裝置的進氣口連接所述第一發(fā)動機氣缸的排氣口，所述外部排氣裝置的排氣口連接所述第一掃氣泵的進氣口。上述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其中，還包括一個連接所述渦輪增壓器的進排氣門的排泄閥，所述排泄閥連接一個支管，所述支管用以將從所述渦輪增壓器排氣口排出的氣體導入所述排泄閥。上述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其中，所述第一發(fā)動機氣缸的多個排氣口到所述第一內活塞下止點的距離等同于所述第一發(fā)動機氣缸的多個進氣口到所述第一外活塞下止點的距離。上述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其中，所述第二發(fā)動機氣缸的多個排氣口到所述第二內活塞下止點的距離等同于所述第二發(fā)動機氣缸的多個進氣口到所述第二外活塞下止點的距離。由于采用了上述技術，上述技術方案與現(xiàn)有技術相比具有的積極效果是:1.對置活塞對置氣缸結構的自由活塞式發(fā)動機，因其故有的特性使其平衡性更佳。同時，對置活塞對置氣缸結構的自由活塞發(fā)動機的運動件相對較少，與傳統(tǒng)曲軸式發(fā)動機相比，其在運轉期間克服摩擦的功率損失也較??；2.可變壓縮比不僅有利于均質燃燒的充氣效率，同時還使得這種發(fā)動機的控制策略適合于范圍特性更為寬廣的不同燃料的燃燒。對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機可以為均質燃燒提供足夠的壓縮能量，同時比曲軸式發(fā)動機更容易避免點火前期產(chǎn)生負功。集成式掃氣泵顯著增加了每個沖程的進氣量，從而使得均質燃燒更加可行；3.發(fā)動機的輸出可以以增壓氣流或電能的方式儲存起來；
4.即使當使用均質燃燒時排氣溫度比傳統(tǒng)燃燒過程更低也能通過高效的進氣增壓來保證進氣壓力。因此，即使當利用一個高效率的廢氣再循環(huán)來增加均質壓燃幅度，壓入每個沖程氣缸內的新鮮空氣也顯著增加；5.可以保持較高的捕集效率，且降低排氣門空氣的損失，并保持所需內部廢氣再循環(huán)總量；6.用于保證較高掃氣效率所需的均勻排氣門入口，且不需要非均勻氣門正時和相關的復雜結構。


圖1是本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的應用在對置活塞對置氣缸式自由活塞式發(fā)動機上的示意圖；圖2是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的端部視圖；圖3是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的第二氣缸總成的俯視圖；圖4是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的第一氣缸總成的俯視圖；圖5是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的第二氣缸總成的側視圖；圖6是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的第一氣缸總成的側視圖；圖7是圖3中5A-5A部分的剖視圖；圖8是圖4中5B-5B部分的剖視圖；圖9是圖5中6A-6A部分的剖視圖；圖10是圖6中6B-6B部分的剖視圖；圖11是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的液壓泵體組件和內活塞組件的頂部示意圖；圖12是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的液壓泵體組件和內活塞組件的底部示意圖；圖13是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的氣缸套示意圖；圖14是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的液壓油路示意圖；圖15是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的自由活塞式發(fā)動機的電路示意圖；圖16是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第二實施例的局部透視圖；圖17是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第三實施例的局部透視圖；圖18是圖1中本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的進氣增壓系統(tǒng)圖解；圖19是本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第四實施例的進氣增壓系統(tǒng)圖解；圖20是本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第五實施例的進氣增壓系統(tǒng)圖解。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。如圖1-18所示本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，包括由液壓泵體組件12、第一氣缸總成14、第二氣缸總成16組成的自由活塞式發(fā)動機10,第一氣缸總成14連接于液壓泵體組件12的一側，第二氣缸總成16連接于液壓泵體組件12的另一側；第一氣缸總成14包括第一發(fā)動機氣缸，第二氣缸總成16包括第二發(fā)動機氣缸；第一發(fā)動機氣缸連接有第一掃氣泵74，第一掃氣泵74包括第一進氣口、第一出氣口和第一泵室，第一泵室可選擇地連接第一進氣口和第一出氣口 ；第二發(fā)動機氣缸連接有第二掃氣泵174，第二掃氣泵174包括第二進氣口、第二出氣口和第二泵室，第二泵室可選擇地連接第二進氣口和第二出氣口 ；一個內活塞組件200,包括分別設于第一發(fā)動機氣缸和第二發(fā)動機氣缸內的第一內活塞202和第二內活塞220，第一內活塞202與第二內活塞220通過連接于液壓泵體組件12上的推桿固定，第一內活塞202與第二內活塞220的頂部朝遠離液壓泵體組件12的方向；一個外活塞組件250,包括分別設于第一發(fā)動機氣缸和第二發(fā)動機氣缸內的第一外活塞252和第二外活塞275且分別與第一內活塞202與第二內活塞220對置設置，第一外活塞252和第二外活塞275的頂部分別朝向第一內活塞202和第二內活塞220，第一外活塞252的尾部連接第一活塞銷264，第二外活塞275的尾部連接第二活塞銷282 ；進氣系統(tǒng)還包括一個渦輪增壓器27，渦輪增壓器27包括一個渦輪機25，渦輪增壓器27通過排氣增壓泵連入進氣系統(tǒng)，一個壓縮機97通過渦輪機25驅動而從進氣系統(tǒng)進氣，壓縮機97的排氣口導入第一掃氣泵74和第二掃氣泵174。進一步的，第一氣缸總成14包含了一個第一氣缸水套18，安裝在所述的液壓泵體組件12上。第一氣缸水套18上面有一個靠近液壓泵體組件12的第一廢氣螺旋出口 20。第一廢氣螺旋出口 20內部有一個環(huán)繞第一氣缸水套18的內部排氣通道22，內部排氣通道22沿徑向向外延伸到第一排氣法蘭24。排氣法蘭24與排氣系統(tǒng)(未顯不)連接，發(fā)動機運轉期間可以輸出廢氣。渦輪增壓器排氣口與一個排氣系統(tǒng)29 (在圖中簡單表示)以支持發(fā)動機的排氣過程。只要適合排氣的處理排氣系統(tǒng)29可以是任何類型，只要它能充分的處理和帶走廢氣。例如，它可以包含一個排氣歧管，一個消音器，一個催化轉換器，一個增壓器，或者這些零件和其他可能組件的組合。此外，廢氣門21和支管23是被使用的，如果渦輪25不需要支管，那么他們可以去除。進一步的，第一氣缸水套18上面有一個靠近液壓泵體組件12的冷卻液入口 26，并延伸到一個環(huán)形延伸的冷卻通道28。冷卻液入口 26連接到一個冷卻液冷卻系統(tǒng)(未顯示)上，該冷卻系統(tǒng)可以包含例如一個熱交換器，從發(fā)動機冷卻液上轉移熱量的散熱器，一個通過冷卻系統(tǒng)泵送冷卻液的水泵，一個使冷卻液維持在一個希望的溫度范圍內的溫度傳感器和流量調節(jié)閥，零部件之間的冷卻管路延伸，或者這些零件和其他可能組件的組合。該冷卻系統(tǒng)可以是想要的任何類型的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，只要能從發(fā)動機上帶走適當?shù)臒崃俊＿M一步的，從第一廢氣螺旋出口 20—側來看，第一氣缸水套18的另一端是一個環(huán)形延伸的進氣環(huán)30，它的內部是進氣道31。靠近進氣環(huán)30，第一氣缸水套18上有一個噴油器凸臺32，里面安裝有第一噴油器34。第一噴油器34與一個控制器35連接，由控制器35提供一個信號來決定噴油時刻和噴油持續(xù)時間。第一噴油器34還與油軌37連接，油軌37向第一噴油器34供應從燃油系統(tǒng)39 (僅顯示示意圖)來的燃油。燃油系統(tǒng)39可以包含，例如燃油箱，燃油泵，通往油軌37的燃油管路，或者這些和其他可能組件的組合。任何類型的燃油系統(tǒng)39，只要能在預定的壓力下向第一噴油器34提供足夠的燃油都可以接受。油軌37最好有一個燃油壓力傳感器41，并與控制器35連接。控制器35最好由含電池(未顯示)的電氣系統(tǒng)供電，發(fā)電機或交流發(fā)電機最好由發(fā)動機輸出的能量驅動，或其他可靠的電源供給。進一步的，在第一廢氣螺旋出口 20和進氣環(huán)30之間，第一氣缸水套18上有一個壓力傳感器安裝凸臺36，里面安裝有第一缸體壓力傳感器38。第一缸體壓力傳感器38與控制器35連接。噴油器凸臺32和壓力傳感器安裝凸臺36穿過第一氣缸水套18延伸到主孔40，這樣增加第一氣缸水套18的長度。冷卻液通道28、內部排氣通道22及進氣環(huán)30都與主孔40相通。進一步的，第一氣缸總成14也包含了第一缸套42，它被壓裝并穿過第一氣缸水套18的主孔40。第一缸套42有一個圓柱形的主孔定義為第一缸缸孔44。第一缸缸孔44的中心軸線沿著軸線運動的方向。第一缸套42還包含一系列成環(huán)形排列的排氣口 46，它們處于第一缸缸孔44和第一氣缸水套18的內部排氣通道22之間，并連通兩者。進一步的，靠近排氣口 46，第一氣缸水套18上面有一個靠近第一缸套42的冷卻通道28。該冷卻通道28與一系列被間隔開、螺旋形的筋48連接,筋48從第一缸套42的外表面沿徑向向外延伸，并緊靠第一氣缸水套18的主孔40，形成了一系列缸體冷卻通道50。在這些筋48里面，有一個從第一缸缸孔44延伸到第一氣缸水套18上面?zhèn)鞲衅靼惭b凸臺36的缸體測壓孔52。使壓力傳感器38能進入第一缸缸孔44內，但壓力傳感器38需要密封，防止發(fā)動機冷卻液進入。一個噴油器孔54和噴油器凸臺32對齊，穿過筋48進入第一缸缸孔44。使第一噴油器34能直接噴射燃油進入第一缸缸孔44內。進一步的，第一缸套42還有一系列沿周向被隔開的進氣口 56，與第一氣缸水套18上的進氣環(huán)30對齊，并通往第一缸缸孔44?？拷M氣口 56，有一系列環(huán)形圍繞第一缸套42被隔開的油霧孔58。進一步的，第一氣缸總成14還包含一個第一空氣腔60。第一空氣腔60安裝在第一缸套42上，靠近第一氣缸水套18上的進氣環(huán)30。一個進油管62穿過第一空氣腔60與環(huán)形油霧腔64相通。環(huán)形油霧腔64環(huán)繞著第一缸套42上的油霧孔58。進油管62與一個油霧產(chǎn)生器(未顯示)相通，油霧產(chǎn)生器與機油源相通，向環(huán)形油霧腔64提供油氣混合物。機油源可以是機油供應系統(tǒng)(未顯示)的一部分。機油供應系統(tǒng)可以包含例如機油泵、機油濾清器、機油冷卻器、油底殼、用于傳輸機油的輸油管路、或者這些零件和其他可能組件的組合。在發(fā)動機運轉時，機油供應系統(tǒng)能與其他零部件一起，充分過濾機油，并向發(fā)動機供應足夠的潤滑油。進一步的，靠近并環(huán)繞第一缸套42的還有一個冷卻環(huán)66。冷卻環(huán)66與缸體冷卻通道50相通，并與穿過第一空氣腔60的冷卻液出口管68相通。冷卻液出口管68與上面提到的冷卻系統(tǒng)(未顯示)相通。第一空氣腔60內有一對拉桿通道70和一個進氣通道72，它們與第一氣缸水套18上的進氣環(huán)30相通。進一步的，第一氣缸總成14還集成了第一掃氣泵74。第一掃氣泵74有一個安裝在第一空氣腔60上的掃氣泵殼體76，位于第一缸套42的末端。掃氣泵殼體76有一個主泵室78，通過它上面的進氣口 80與進氣室82相通，通過出氣口 84與出氣室86相通。主泵室78是圓柱形的，具有大致橢圓形的橫截面。進一步的，一個進氣簧片閥總成88和一個掃氣泵進氣蓋90安裝在進氣室82上。進氣蓋90上有一個與進氣系統(tǒng)(未顯示)相通的進氣口 92。進一步的，進氣簧片閥總成88上的簧片閥94能夠使進氣蓋90內的氣流進入進氣室82，但阻止氣流向反方向流動。一個出氣簧片閥總成89和掃氣泵出氣蓋91安裝在出氣室86上。出氣蓋91內有一個進氣通道93，使出氣簧片閥總成89排出的空氣通過第一空氣腔60內的進氣通道72進入進氣環(huán)31內。出氣簧片閥總成89內的簧片閥95能夠使出氣室86內的氣流進入進氣通道93內，但阻止氣流向反方向流動。進一步的，第二氣缸總成16有一個安裝在液壓泵體組件12上的第二氣缸水套118。第二氣缸水套118有一個靠近液壓泵體組件12的第二廢氣螺旋出口 120。第二廢氣螺旋出口 120內部是環(huán)繞第二氣缸水套118的內部排氣通道122，內部排氣通道122沿徑向向外延伸到第二排氣法蘭124。第二排氣法蘭124與所述的排氣系統(tǒng)(未顯示)相通。第二氣缸水套118上有一個靠近液壓泵體組件12的冷卻液入口 126，冷卻液入口 126與環(huán)形延伸的冷卻通道128相通。冷卻液入口 126與冷卻系統(tǒng)相通(未顯不)。進一步的，從第二廢氣螺旋出口 120—側來看，第二氣缸水套118的另一端是一個環(huán)形延伸的進氣環(huán)130，它內部是進氣道131?？拷M氣環(huán)130，第二氣缸水套118上有一個噴油器凸臺132，里面安裝有第二噴油器134。第二噴油器134與控制器35連接，由控制器35提供一個信號來決定噴油時刻和噴油持續(xù)時間。第二噴油器134還與油軌37連接，油軌37向第二噴油器134供應從燃油系統(tǒng)39來的燃油。燃油系統(tǒng)39可以包含，例如燃油箱，燃油泵，通往油軌37的燃油管路。油軌37最好有一個與控制器35連接燃油壓力傳感器 141。進一步的，第二廢氣螺旋出口 120和進氣環(huán)130之間，第二氣缸水套118上有一個壓力傳感器安裝凸臺136，里面安裝有第二缸體壓力傳感器138。噴油器凸臺132和壓力傳感器安裝凸臺136穿過第二氣缸水套118延伸到主孔140，這樣增加了第二氣缸水套118的長度。冷卻通道128、內部排氣通道122及進氣環(huán)130都與主孔140相通。進一步的，第二氣缸總成16也包含了第二缸套142，它被壓裝并穿過第二氣缸水套118的主孔140。第二缸套142有一個圓柱形的主孔定義為第二缸缸孔144。第二缸缸孔144的中心軸線沿著軸線運動的方向。第二缸套142還包含一系列成環(huán)形排列的排氣口146，它們處于第二缸缸孔144和第二氣缸水套118的內部排氣通道122之間，并連通兩者。進一步的，靠近排氣口 146，第二氣缸水套118上面有一個靠近第二缸套142的冷卻通道128。該冷卻通道128與一系列被間隔開、螺旋形的筋148連接,筋148從第二缸套142的外表面沿徑向向外延伸，并緊靠第二氣缸水套118的主孔140，形成了一系列缸體冷卻通道150。在這些筋148里面，有一個從第二缸缸孔144延伸到第二氣缸水套118上面?zhèn)鞲衅靼惭b凸臺136的缸體測壓孔152。使第二缸壓傳感器138能進入第二缸缸孔144內，但第二缸壓傳感器138需要密封，防止發(fā)動機冷卻液進入。一個噴油器孔和噴油器凸臺132對齊，穿過筋148進入第二缸缸孔144。使第二噴油器134能直接噴射燃油進入第二缸缸孔144 內。進一步的，第二缸套142還有一系列沿周向被隔開的進氣口 156，與第二氣缸水套118上的進氣環(huán)130對齊，并通往第二缸缸孔144?？拷M氣口 156，有一系列環(huán)形圍繞第二缸套142被隔開的油霧孔158。進一步的，第二氣缸總成16還包含一個第二空氣腔160。第二空氣腔160安裝在第二缸套142上，靠近第二氣缸水套118上的進氣環(huán)130。一個進油管162穿過第二空氣腔160與環(huán)形油霧腔164相通。環(huán)形油霧腔164環(huán)繞著第二缸套142上的油霧孔158。進油管162與一個油霧產(chǎn)生器(未顯示)相通，向環(huán)形油霧腔164提供油氣混合物。進一步的，靠近并環(huán)繞第二缸套142的還有一個冷卻環(huán)166。冷卻環(huán)166與缸體冷卻通道150相通，并與穿過第二空氣腔160的冷卻液出口管168相通。冷卻液出口管168與上面提到的冷卻系統(tǒng)(未顯示)相通。第二空氣腔160內有一對拉桿通道170和一個進氣通道172，它們與第二氣缸水套118上的進氣環(huán)130相通。進一步的，第二氣缸總成16還集成了第二掃氣泵174。第二掃氣泵174有一個安裝在第二空氣腔160上的掃氣泵殼體176，位于第二缸套142的末端。掃氣泵殼體176有一個主泵室178，通過它上面的進氣口 180與進氣室182相通，通過出氣口 184與出氣室186相通。主泵室178是圓柱形的，具有大致橢圓形的橫截面。一個進氣簧片閥總成188和一個掃氣泵進氣蓋190安裝在進氣室182上。進氣蓋190上有一個與進氣歧管(未顯示)相通的進氣口 192。進氣歧管接收從渦輪增壓器或機械增壓器過來的空氣。進氣簧片閥總成188上的簧片閥194能夠使進氣蓋190內的氣流進入進氣室182，但阻止氣流向反方向流動。進一步的，一個出氣簧片閥總成189和掃氣泵出氣蓋191安裝在出氣室186上。出氣蓋191內有一個進氣通道193，使出氣簧片閥總成189排出的空氣通過第二空氣腔160內的進氣通道172進入進氣環(huán)131內。出氣簧片閥總成189內的簧片閥195能夠使出氣室186內的氣流進入進氣通道193內，但阻止氣流向反方向流動。進一步的，在兩個氣缸總成內部有兩個活塞組件，即內活塞組件200和外活塞組件250。內活塞組件200有一個安裝在第一缸缸孔44內的第一內活塞202，第一內活塞202的活塞頂210朝遠離液壓泵體組件12的方向，后端211朝靠近液壓泵體組件12的方向。第一內活塞202的尺寸是固定的，使其在下止點位置頭部不會覆蓋任何排氣口 46，使排氣口46對第一發(fā)動機氣缸44完全開啟；在上止點位置，尾部超出排氣口 46，使其保持完全關閉。對于第二發(fā)動機氣缸144內的第二內活塞也是一樣。由此，第一內活塞202的外表面有三道活塞環(huán)槽，第一道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)204，第二道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)206，第三道環(huán)槽里面安裝有油環(huán)208。所有的三道環(huán)設計成一定的尺寸，使其外表面貼緊第一缸缸孔44內壁，起到密封的作用。進一步的，第一內活塞202還有一系列沿軸向延伸的孔212，這些孔從第一內活塞202的后端211向活塞頂210延伸。每個孔212內裝有一定量的鈉化合物，孔212的端部有堵頭214，用于密封鈉化合物。進一步的，內活塞組件200有一個安裝在第二缸缸孔144內的第二內活塞220，第二內活塞220的活塞頂222朝遠離液壓泵體組件12的方向，后端223朝靠近液壓泵體組件12的方向。第二內活塞220的外表面與第二缸缸孔144之間有一個很小的間隙。由此,第二內活塞220的外表面有三道活塞環(huán)槽，第一道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)224，第二道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)226，第三道環(huán)槽里面安裝有油環(huán)228。所有的三道環(huán)設計成一定的尺寸，使其外表面貼緊第二缸缸孔144內壁，起到密封的作用。進一步的，第二內活塞220還有一系列沿軸向延伸的孔230，這些孔從第二內活塞220的后端223向活塞頂222延伸。每個孔230內裝有一定量的鈉化合物，孔230的端部有堵頭232,用于密封鈉化合物。進一步的，第一內活塞202的中央位置有一個軸向延伸的孔216，里面有緊固螺栓218，第二內活塞220的中央位置有一個軸向延伸的孔234，里面有緊固螺栓226。螺栓218和236通過螺紋連接在推桿240的兩端上，推桿240穿過液壓泵體組件12。推桿240兩端分別固定在第一內活塞202和第二內活塞220上，使第一內活塞202和第二內活塞220沿軸線方向同步運動。推桿240上有一處直徑增大的區(qū)域，形成了一個內柱塞242。內柱塞242位于第一內活塞202和第二內活塞220的中間位置。進一步的，內活塞組件200還含有第一導桿244和第二導桿245，兩個導桿都穿過液壓泵體組件12，把第一內活塞202和第二內活塞220的后端211和223連接在一起。在發(fā)動機運轉期間，第一導桿244和第二導桿245起到防止內活塞組件200旋轉的作用。第一導桿244和第二導桿245上面有至少一個位置傳感器，當發(fā)動機運轉時，能確定內活塞組件200的軸向位置。傳感器感應的方式可以采用在第一導桿244上安裝第一組銅環(huán)246的形式。第二導桿245上面有第二組銅環(huán)247。第一導桿244上的位置傳感器在讀取數(shù)據(jù)時，第二導桿245可以作為位置校準傳感器的一部分，以確保準確的讀取內活塞組件200的軸向位置。進一步的，外活塞組件250上有一個位于第一缸缸孔44內的第一外活塞252，第一外活塞252的活塞頂254朝向第一內活塞202的活塞頂210,后端256朝向第一掃氣泵的主泵室78。第一外活塞252的外表面與第一缸缸孔44之間有一個很小的間隙。由此，第一外活塞252的外表面有三道活塞環(huán)槽，第一道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)258，第二道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)260，第三道環(huán)槽里面安裝有油環(huán)262。所有的三道環(huán)設計成一定的尺寸，使其外表面貼緊第一缸缸孔44內壁，起到密封的作用。進一步的，第一活塞銷264安裝在第一外活塞252的后端256上。第一活塞銷264和第一外活塞252 —起運動,成為第一外活塞252的一部分。第一活塞銷264上有一個橢圓部分266，它與第一掃氣泵74的主泵室78內壁滑動接觸并密封。橢圓部分266的小徑稍微比第一外活塞252的活塞頂254直徑小，但橢圓部分266的大徑明顯比第一外活塞252的活塞頂254直徑大。第一拉桿頭部268和第二拉桿頭部269的沿著橢圓部分266的大徑方向，位于第一外活塞252外部的徑向向外的位置。進一步的，導桿凸臺270位于第一活塞銷264的中心位置，此中心位置處于第一外活塞252運動的軸線上。第三導桿271固定在第一掃氣泵殼體76上，并從那里延伸出來。第三導桿271的外表面是圓柱形，它處于缸孔的中心位置，且軸線與運動軸線平行。第三導桿271的外表面套在導桿凸臺270內部，使導桿凸臺270能沿著第三導桿271滑動。由于第三導桿271是固定的，所以它相對于第一缸缸孔44的位置可以準確定位。因此，第三導桿271可以使第一活塞銷264的位置、第一外活塞252相對于第一缸缸孔44的位置都可以準確的定位。進一步的，發(fā)動機運轉期間，導桿凸臺270在第三導桿271上滑動，使第一外活塞252在第一缸缸孔44內往復運動期間保持正確的方向，使只有氣環(huán)258、氣環(huán)260和油環(huán)262與第一缸缸孔44接觸。由于運動的時候只有氣環(huán)258、氣環(huán)260和油環(huán)262及導桿凸臺270與其他零件表面滑動接觸，而第一外活塞252外表面未與第一缸缸孔44接觸，所以產(chǎn)生的摩擦力非常小。進一步的，第一活塞銷264的網(wǎng)狀部分在導桿凸臺270附近是打開的，但在第一拉桿頭部268和第二拉桿頭部269附近是閉合的。網(wǎng)狀部分的開放區(qū)域為第一外活塞252內側和主泵室78之間創(chuàng)造了空間，因此有效地增加了主泵室78的容積。網(wǎng)狀部分的閉合區(qū)域位于第一外活塞252的外徑，徑向外側。閉合區(qū)域使得第二次泵送運動變?yōu)榭赡?，當?shù)谝换钊N264朝上止點運動時，通過上拉桿通道70和進氣通道31泵氣。進一步的，外活塞組件250上有一個位于第二缸缸孔144內的第二外活塞275，第二外活塞275的活塞頂276朝向第二內活塞220的活塞頂222，后端277朝向第二掃氣泵的主泵室178。第二外活塞275的外表面與第二缸缸孔144之間有一個很小的間隙。由此,第二外活塞275的外表面有三道活塞環(huán)槽，第一道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)278，第二道環(huán)槽里面安裝有氣環(huán)279，第三道環(huán)槽里面安裝有油環(huán)280。所有的三道環(huán)設計成一定的尺寸，使其外表面貼緊第二缸缸孔144內壁，起到密封的作用。進一步的，第二活塞銷282安裝在第二外活塞275的后端277上。第二活塞銷282上有一個外部是橢圓部分283，它與第二掃氣泵174的主泵室178內壁滑動接觸并密封。橢圓部分283的小徑稍微比第二外活塞275的活塞頂276的直徑小，但橢圓部分283的大徑明顯比第二外活塞275的活塞頂276的直徑大。第三拉桿頭部284和第四拉桿頭部285沿著橢圓部分283的大徑方向，位于第一外活塞275外部的徑向向外的位置。進一步的，導桿凸臺286位于第二活塞銷282的中心位置，第四導桿287固定在第二掃氣泵殼體176上，并從那里延伸出來。第四導桿287的外表面是圓柱形，它處于缸孔的中心位置，且軸線與運動軸線平行。導桿凸臺286能沿著第四導桿287滑動。由于第四導桿287相對于第二缸缸孔144是固定的，因此，第四導桿287可以使第二活塞銷282的位置、第二外活塞275相對于第二缸缸孔144的位置都可以準確的定位。發(fā)動機運轉期間，導桿凸臺286在第四導桿287上滑動，使第二外活塞275在第二缸缸孔144內往復運動期間保持正確的方向，使僅有氣環(huán)278、氣環(huán)279和油環(huán)280與第二缸缸孔144接觸。這樣就使得摩擦力最小化，同時對活塞有適當?shù)膶蜃饔谩＿M一步的，第四導桿287上也形成了位置傳感器總成288的一部分，位置傳感器總成288包含一個傳感器桿289，傳感器桿289上面至少有一個位置索引290，固定在第二外活塞275上并隨之移動。傳感器291安裝在傳感器桿289附近，并穿過第二掃氣泵殼體176，通過電子接插件292，傳感器291和控制器35連接?？刂破?5能利用傳感器291輸出的信號來判定外活塞組件250的位置和速度。進一步的，第二活塞銷282包括一個網(wǎng)狀部分，此部分在導桿凸臺286周圍是開放狀態(tài)，在第三拉桿頭部284和第四拉桿頭部285附近是閉合狀態(tài)。網(wǎng)狀部分的開放區(qū)域在第二外活塞275套筒內側創(chuàng)造了開放空間。閉合區(qū)域使得第二次泵送運動變?yōu)榭赡?，當?shù)诙钊N282朝上止點運動時，通過上拉桿通道170和進氣通道131泵氣。進一步的，外活塞組件250也含有第一拉桿293和第二拉桿294。第一拉桿293連接第一活塞銷264上的第一拉桿頭部268和第二活塞銷282上的第三拉桿頭部284。由于第一活塞銷264和第二活塞銷282是橢圓形的，第一拉桿293能使它們結合在一起平行于軸線運動，而不影響發(fā)動機氣缸的工作。進一步的，第一拉桿293有一端直徑較大的區(qū)域，形成了第一外柱塞295。第一外柱塞295位于液壓泵體組件12上，處于第一活塞銷264和第二活塞銷282的中間位置。第一拉桿套筒272套在第一拉桿293外面，處于液壓泵體組件12和第一氣缸水套18之間，第二拉桿套筒274套在第一拉桿293上，處于液壓泵體組件12和第二氣缸水套118之間。第一拉桿套筒272和第二拉桿套筒274確保第一拉桿293被完全的封閉在發(fā)動機部件里面，阻止污染物接觸和干涉第一拉桿293的運轉。進一步的，第二拉桿294連接第一活塞銷264上的第二拉桿頭部269和第二活塞銷282上的第四拉桿頭部285。第二拉桿294有一段直徑較大的區(qū)域，形成了第二外柱塞296。第二外柱塞296位于液壓泵體組件12上,處于第一活塞銷264和第二活塞銷282的中間位置。第三拉桿套筒273套在第二拉桿294外面，處于液壓泵體組件12和第一氣缸水套18之間，一個帶位置傳感器的第四拉桿套筒281套在第二拉桿294上，處于液壓泵體組件12和第二氣缸水套118之間。第三拉桿套筒273和第四拉桿套筒281確保第二拉桿294被完全的封閉在發(fā)動機部件里面，阻止污染物接觸和干涉第二拉桿294的運轉。進一步的，第二拉桿294上面還安裝在它上面的、被間隔開的銅環(huán)298，并位于用于位置探測的第四拉桿套筒281里面。第四拉桿套筒281里面包含一個靠近銅環(huán)298的傳感器總成297。傳感器總成297與控制器35連接，用于探測銅環(huán)298的位置。控制器35利用傳感器總成297輸出的信號來校正另一個傳感器291，因此能確保精確探測外活塞組件250的位置和速度。進一步的，為了確保最佳的運轉特性，發(fā)動機需要保持平衡。為了使發(fā)動機保持平衡，外活塞組件250的總質量，即與第一外活塞252和第二外活塞275 —起運動的所有零件的總質量，必須等同于內活塞組件200的總質量，即與第一內活塞202和第二內活塞220 —起運動的所有零件的總質量。另外，為了平衡發(fā)動機，推桿240的內柱塞242的液壓面積與第一拉桿293和第二拉桿294的第一外柱塞295和第二外柱塞296的總液壓面積相等且第一外柱塞295的液壓面積還要與第二外柱塞296的液壓面積相等。因而，內活塞組件200和外活塞組件250上不同零件可以選擇適當?shù)牟牧蟻泶_保耐熱性及強度特性，同時確保總成的質量平衡。例如，第一內活塞202、第二內活塞220和推桿240可以用鑄鐵制造,第一拉桿293和第二拉桿294也可以用鑄鐵制造，第一外活塞252和第二外活塞275可以用鋁合金制造，橢圓形狀的第一活塞銷264和第二活塞銷282可以用鋼制造。如果需要，其它合適的材料也可以應用。進一步的，液壓泵體組件12位于第一氣缸總成14和第二氣缸總成16之間，它包含一個用鋼質的泵體302，泵體302上面形成了很多液壓端口和通道如冷卻液通道、潤滑油油槽和通道等。進一步的，泵體302上有一個推桿240穿過的推桿孔304。內柱塞242的密封件環(huán)形圍繞推桿孔304。推桿孔304的兩端也對推桿240進行密封且一端采用密封堵頭309來密封。這些密封件使內柱塞242的一側形成了一個內泵送室306，另一側形成了一個內耦合泵送室308。進一步的，泵體302上還有一個第一拉桿293穿過的第一拉桿孔310，及第二拉桿294穿過的第二拉桿孔312。第一外柱塞295的密封件周向圍繞第一拉桿孔310，第二外柱塞296的密封件周向圍繞第二拉桿孔312。第一拉桿孔310的各端都設計成便于密封的形狀，第一拉桿293的一端利用密封堵頭311來密封。第一拉桿孔310和第一拉桿293 —起在第一外柱塞295的一側形成了第一外泵室314，在另一側形成了第一外耦合泵室316。第二拉桿孔312的各端都設計成便于密封的形狀，第二拉桿294的一端利用密封堵頭313來密封。第二拉桿孔312和第二拉桿294 —起在第二外柱塞296的一側形成了第二外泵室318，在另一側形成了第二外耦合泵室320。進一步的，內耦合泵送室308和第一外耦合泵室316通過第一交叉連接通道322連通。另外，內耦合泵送室308和第二外耦合泵室320通過第二交叉連接通道323連通，故內率禹合泵送室308、第一外稱合泵室316和第二外稱合泵室320處于相互連通的狀態(tài)。
進一步的，低壓通道324和一個節(jié)流器326，使第二交叉連接通道323與第一耦合調節(jié)閥328連通。第一耦合調節(jié)閥328與液壓系統(tǒng)329 —側的低壓儲油池330連通。第一耦合調節(jié)閥328可以切換位置，使流體從第二交叉連接通道323進入低壓儲油池330，還可以切換一個位置，阻止流體通過。高壓通道332和一個節(jié)流器334，使第一交叉連接通道322與第二耦合調節(jié)閥336連通。第二耦合調節(jié)閥336與液壓系統(tǒng)329 —側的高壓儲油池338連通。第二耦合調節(jié)閥336可以切換位置，使流體從高壓儲油池338進入第一交叉連接通道322，還可以切換一個位置，阻止流體通過。第一耦合調節(jié)閥328和第二耦合調節(jié)閥336與控制器35連接，并由其控制。進一步的，泵體302上的共振器通道340連接了第二交叉連接通道323和亥姆霍茲共振器342。亥姆霍茲共振器342是設定好的，用來阻尼流體通過第一交叉連接通道322和第二交叉連接通道323在內耦合泵送室308、第一外耦合泵室316和第二外耦合泵室320內來回流動時產(chǎn)生脈動。如果需要，亥姆霍茲共振器342可以從發(fā)動機上移除。進一步的，第一交叉連接通道322和第二交叉連接通道323，以及與它們連接的液壓元件，形成了一個液壓回路，液壓使內活塞組件200的運動與外活塞組件250同步。因為，當?shù)谝获詈险{節(jié)閥328和第二耦合調節(jié)閥336關閉時，內耦合泵送室308、第一外耦合泵室316和第二外耦合泵室320及第一交叉連接通道322和第二交叉連接通道323的內部充滿了被壓縮的流體(例如液壓油)，這個體積保持不變。每直線移動一定距離，推桿240的內柱塞242內的流體體積變化量是第一拉桿293和第二拉桿294的第一外柱塞295和第二外柱塞296內各自流體體積變化量的2倍。因此，如果內活塞組件200向右移動1mm，從內耦合泵送室308里面流出的流體使外活塞組件250向左移動1mm，以便第一外耦合泵室316和第二外耦合泵室320接收這些流體。這可以確保，即使沒有機械地固定內活塞組件200和的外活塞組件250的運動，它們也會精確的進行相對運動。因此，內活塞組件200和的外活塞組件250能同時到達上止點和下止點。進一步的，如果密封件泄露使耦合器內流體的體積改變，根據(jù)需要，第一耦合調節(jié)閥328和第二耦合調節(jié)閥336可以增加或減少耦合器里面的流體體積。雖然上面描述的是使內活塞組件200和的外活塞組件250聯(lián)動的液壓系統(tǒng)，其他機械裝置如果可以確保內活塞組件200和的外活塞組件250相對運動，也可以應用。進一步的，液壓泵體組件12上有一對位于泵體302底部，穿過泵體302與油底殼346相通的進油管344和345。液壓泵體組件12上很多運動件都在油底殼346上部，以便于能夠飛濺潤滑運動件，特別是第一內活塞202、第二內活塞220沿第一缸缸孔44和第二缸缸孔144滑動的部分。油底殼346上還有一個回油出口 348。進油管344和345和回油出口 348都與供油系統(tǒng)(未顯示)相通。當?shù)谝粌然钊?02和第二內活塞220往復運動時，油底殼346也能夠使活塞后端的空氣能夠來回的移動。進一步的，冷卻液入口 350位于泵體302的底部，與一系列分布在泵體302各處的冷卻通道352相通，再與安裝在泵體302頂部的兩個冷卻液出口 354相通。冷卻液入口 350和冷卻液出口 354與冷卻系統(tǒng)(未顯示)相通。冷卻液在泵體302內部流動，以確保發(fā)動機運轉期間運動件不過熱。進一步的，液壓泵體組件12還包含一個安裝在泵體302頂部的低壓油軌356，低壓油軌356上的低壓油軌端口 358通過液壓管路與低壓儲油池330相通。低壓油軌356與三組低壓單向閥，即內部單向閥360、第一外部單向閥362、第二外部單向閥363相通。內部單向閥360通過一個通道364與內部泵室306相通，內部單向閥360只允許流體從低壓油軌356流向內部泵室306。第一外部單向閥362通過通道365與第一外部泵室314相通,第一外部單向閥362只允許流體從低壓油軌356流向第一外部泵室314。第二外部單向閥363通過通道366與第二外部泵室318相通，第二外部單向閥363只允許流體從低壓油軌356流向第二外部泵室318。內部單向閥360含有四個單獨的閥門，第一外部單向閥362和第二外部單向閥363各有兩個閥門，如果需要，可以采用不同數(shù)量的閥門。但是內部單向閥360的流通面積必須是第一外部單向閥362和第二外部單向閥363各自流通面積的2倍，因為內柱塞242的泵送能力必須是第一外柱塞295和第二外柱塞296各自泵送能力的2倍。進一步的，泵體302底部安裝有高壓油軌368，高壓油軌368上的高壓油軌端口369通過液壓管路與高壓儲油池338相通。高壓油軌368與三組高壓單向閥，即內部單向閥370、第一外部單向閥371、第二外部單向閥372相通。內部單向閥370通過一個通道373與內部泵室306相通，內部單向閥370只允許流體從內部泵室306流向高壓油軌368。第一外部單向閥371通過通道374與第一外部泵室314相通，第一外部單向閥371只允許流體從第一外部泵室314流向高壓油軌368。第二外部單向閥372通過通道375與第二外部泵室318相通，第二外部單向閥372只允許流體從第二外部泵室318流向高壓油軌368。同樣，內部單向閥370的流通面積必須是第一外部單向閥371和第二外部單向閥372各自流通面積的2倍。進一步的，低壓油軌356上安裝有壓力傳感器376，用于檢測低壓油軌356內流體的壓力。同樣，高壓油軌368上安裝有壓力傳感器377，用于檢測高壓油軌368內流體的壓力。壓力傳感器376和377都與控制器35連接，用于接收和處理壓力信號。進一步的，一個液壓起動控制閥379安裝在泵體302上，并靠近低壓油軌356的地方。這里的液壓起動控制閥379只是示意性的表示出來。液壓起動控制閥379通過泵體302上的四個端口與泵體302連接，四個端口分別是高壓端口 380、低壓端口 381、內部泵室端口 382、外部泵室端口 383。高壓端口 380通過一個流體通道與高壓油軌368相通，低壓端口 381通過一個流體通道與低壓油軌356相通。內部泵室端口 382通過第一開啟及溢流通道384與內部泵室306相通，外部泵室端口 383通過第二開啟及溢流通道385與第一外部泵室314和第二外部泵室318相通。進一步的，液壓起動控制閥379可以使高壓端口 380與內部泵室端口 382連通，同時低壓端口 381與外部泵室端口 383連通。液壓起動控制閥379還可以使低壓端口 381與內部泵室端口 382連通，同時高壓端口 380與外部泵室端口 383連通。第三種狀態(tài)下，液壓起動控制閥379堵塞高壓端口 380、低壓端口 381與內部泵室端口 382、外部泵室端口 383的之間通道?？刂破?5可以控制液壓起動控制閥379的工作狀態(tài)。進一步的，液壓泵體組件12上可能也含有活塞擋圈，它在活塞行程的各個末端設置了一個最大距離。這些擋圈起到作用是由于自由活塞式發(fā)動機活塞的運動是由平衡力決定，而不是固定的機械途徑。內活塞組件200的活塞擋圈包含位于推桿240上內柱塞242各端的第一徑向臺階388，它與泵體302及密封堵頭309上中心孔304各端的第一徑向臺階部分389配合。第一徑向臺階388與第一徑向臺階部分389的相對位置決定著內活塞組件200在各方向上的最大行程。如果第一徑向臺階388與第一徑向臺階部分389相接觸，活塞在這個方向的運動將會停止。進一步的，外活塞組件250上的活塞擋圈包含徑向臺階390和391，它們各位于第一拉桿293和第二拉桿294的第一外柱塞295和第二外柱塞296的各端,且被隔開。泵體302和密封堵頭311和313與內活塞組件200上的有著相同的結構，包含徑向臺階部分392和393,各位于第一拉桿孔310和第二拉桿孔312的另一端。進一步的，另一個替代方案是去掉活塞擋圈。這樣，第一內活塞202的活塞頂部210會撞擊第一外活塞252的活塞頂部254，在一個方向上會起到擋圈的作用，而第二內活塞220的活塞頂部222會撞擊第二外活塞275的活塞頂部276，在另一個方向上會起到擋圈的作用。由于活塞頂有較大的面積用來碰撞，而且當活塞碰撞前，缸內的壓力會急劇上升，會減緩碰撞的速度。進一步的，液壓泵體組件12也包含一對位置傳感器。第一位置傳感器395安裝在泵體302上，位于第一導桿244上第一組銅環(huán)246部分的附近。第二位置傳感器396安裝在泵體302上，位于第二導桿245上第二組銅環(huán)247部分的附近。第一位置傳感器395、第二位置傳感器396與控制器35連接，并向其提供位置信號。控制器35從第一位置傳感器395得到信號，從而能得知內活塞組件200的位置和速度。第二位置傳感器396提供的信號用于校正第一位置傳感器395的信號。進一步的，發(fā)動機的工作原理，由于發(fā)動機是自由活塞式發(fā)動機10，活塞的運動是由作用在內活塞組件200和外活塞組件250上的力的平衡來決定的。主要的作用力有:對置氣缸第一缸缸孔44和第二缸缸孔144內的缸內壓力，各運動件產(chǎn)生的摩擦力，掃氣，內活塞組件200和外活塞組件250運動時的慣性力，柱塞242、第一外柱塞295和第二外柱塞296產(chǎn)生的任何負載。因此，為了維持活塞的往復運動，內活塞組件200和外活塞組件250必須在正確的時間接收大小合適的輸入力。在第一缸缸孔44和第二缸缸孔144內的燃燒過程中，活塞的往復運動必須足夠實現(xiàn)所需的壓縮。通過輸入力來控制內活塞組件200和外活塞組件250的運動，特別是接近行程的末端活塞的上止點位置的運動，因此能控制壓縮比。而且，壓縮比的變化使均質燃燒更容易實現(xiàn)，因為壓縮比需要根據(jù)發(fā)動機運行工況使燃燒室做出改變。由于平衡力必須精確的定時和受控，對于發(fā)動機效率和維持發(fā)動機運轉來說，控制器35監(jiān)視和驅動發(fā)動機部件是很關鍵的。進一步的，發(fā)動機起動前，液壓系統(tǒng)329的高壓儲油池338里面的流體處于相對高壓狀態(tài)，例如，有35000KPa 42000KPa。液壓系統(tǒng)329的低壓儲油池330里面的流體處于相對低壓狀態(tài)，例如，有350KPa 420KPa。進一步的，發(fā)動機起動后，控制器35給液壓起動控制閥門379通電，根據(jù)發(fā)動機的運轉情況，液壓起動控制閥門379在第一閥門位置和第二閥門位置間交替變化。第一閥門位置狀態(tài)是高壓端口 380與內部泵室端口 382相通，低壓端口 381與外部泵室端口 383相通；第二閥門位置狀態(tài)是高壓端口 380與外部泵室端口 383相通，低壓端口 381與內部泵室端口 382相通。進一步的，在液壓起動控制閥379處于第一閥門位置時，高壓儲油池338內的流體會被壓入內泵室306內，推動240上的內柱塞242向右移動，因此使整個內活塞組件200開始向右移動。這將使內部耦合泵室308內的流體通過第一交叉連接通道322和第二交叉連接通道323被壓入第一外部耦合泵室316和第二外部耦合泵室320內。這將使第一拉桿293和第二拉桿294上的第一外柱塞295和第二外柱塞296各自向左移動，因此使整個外活塞組件250開始向左移動。當外活塞組件250向左移動時，第一外泵室314和第二外泵室318內的流體將會通過液壓起動控制閥379被壓入低壓儲油池330內。進一步的，內活塞組件200和外活塞組件250的相對運動會使第一缸缸孔44內的第一外活塞252和第一內活塞202同時朝它們各自的下止點位置移動，同時，第二缸缸孔144內的第二外活塞275和第二內活塞220會同時朝它們各自上止點運動。內活塞組件200和外活塞組件250都沿著一個單一的、直線的運動軸線來回運動。這個唯一的運動軸線延伸穿過兩個氣缸的中心，如圖10、11中第一缸缸孔44和第二缸缸孔144上雙箭頭所示。進一步的，在液壓起動控制閥379處于第二閥門位置時，高壓儲油池338內的流體會被壓入第一外泵室314和第二外泵室318內，使第一拉桿293和第二拉桿294上的第一外柱塞295和第二外柱塞296各自向右移動，因此使整個外活塞組件250開始向右移動。使第一外部耦合泵室316和第二外部耦合泵室320內的流體通過第一交叉連接通道322和第二交叉連接通道323被壓入內部耦合泵室308內。這將使推動推桿240上的內柱塞242向左移動，因此使整個內活塞組件200開始向左移動。當內活塞組件200向左移動時，內泵室306內的流體會通過液壓起動控制閥379被壓入低壓儲油池330內。進一步的，內活塞組件200和外活塞組件250的相對運動會使第一缸缸孔44內的第一外活塞252和第一內活塞202同時朝它們各自的上止點位置移動，同時，第二缸缸孔144內的第二外活塞275和第二內活塞220會同時朝它們各自下止點運動。進一步的，通過精確、快速的轉換液壓起動控制閥379的三個閥門位置，內活塞組件200和外活塞組件250可以實現(xiàn)在第一缸缸孔44和第二缸缸孔144內交替進行壓縮。控制器35通過監(jiān)控位置傳感器288和395，得到內活塞組件200和外活塞組件250的位置和速度信息?？刂破?5應用這些信息來在適當?shù)臅r候轉換液壓起動控制閥379的閥門，使第一缸缸孔44和第二缸缸孔144內實現(xiàn)需要的壓縮比。通過以上可以得知，在發(fā)動機起動階段，液壓起動控制閥379控制著內活塞組件200和外活塞組件250的運動，這可以使內活塞組件200和外活塞組件250根據(jù)發(fā)動機運轉需要進行運動。進一步的，發(fā)動機像二沖程發(fā)動機一樣運轉，沒有任何單獨的閥門機構來打開和關閉第一缸缸孔44和第二缸缸孔144上的進氣口和排氣口。因此,壓縮、燃燒(包含點燃)、膨脹、燃油和空氣混合物的換氣(包含進氣和排氣)都在活塞的兩個沖程內完成。這樣的布置使運動件數(shù)量最少化，同時使發(fā)動機10的整體尺寸最小化。為了使該發(fā)動機有效運轉，然而，排氣壓力的不同是肯定-及，比排氣背壓更高的進氣壓力-需要的。上述進氣系統(tǒng)可以提供此進氣壓力。進一步的，內活塞組件200的運動使第一內活塞202和第二內活塞220有選擇的打開和關閉第一缸缸孔44和第二缸缸孔144上的排氣口 46和146。外活塞組件250的運動使第一外活塞252和第二外活塞275有選擇的打開和關閉第一缸缸孔44和第二缸缸孔144上的進氣口 56和156，同時第一活塞銷164和第二活塞銷282為進氣增壓。外活塞組件250的運動使第一外活塞252和第二外活塞275有選擇的打開和關閉第一缸缸孔44和第二缸缸孔144上的噴油器34和134。因此，液壓起動控制閥379控制內活塞組件200和外活塞組件250的運動，使增壓空氣進入第一缸缸孔44和第二缸缸孔144內，使燃油進入氣缸內與增壓空氣混合，并充分地壓縮使燃燒發(fā)生。雖然，最初的燃燒設備，并沒有利用排氣驅動的渦輪增壓器27。但這些都能通過改變壓縮比，噴油，或者其他參數(shù)知道排氣能驅動渦輪25。進一步的，通常燃燒過程在正常工作狀態(tài)，即均質壓燃下進行的，利用發(fā)動機可變壓縮比的優(yōu)點使發(fā)動機進行高效率的燃燒。由于有較高的壓縮比，均質壓燃過程中，均勻的油氣混合物可以自動點燃；也就是說，預混合的油氣混合物被壓縮加熱到自動點火的溫度。由于均質壓燃過程中混合氣是自燃的，所以油氣混合物內部就形成了很多個燃點，可以確?？焖偃紵?，由于不再需要火焰?zhèn)鞑ィ@使得可以采用低的當量比(實際空燃比與理論空燃比的比值)。提高熱效率同時降低氣缸最高溫度的優(yōu)點是，與傳統(tǒng)類型內燃機相比，顯著降低了氮氧化合物的形成。如果需要，各氣缸上可以安裝火花塞，發(fā)動機可以像火花點燃的內燃機一樣運轉。進一步的，在均質壓燃過程中，發(fā)動機正常運轉期間，第一外活塞252的運動不僅使第一缸缸孔44能夠進氣，而且決定了進氣口 56和第一噴油器34開啟的時刻和持續(xù)時間。當?shù)谝煌饣钊?52朝它的上止點運動時，第一掃氣泵74的主泵室78的體積在變大，使空氣通過進氣簧片閥94進入主泵室78內。同時，第一活塞銷264網(wǎng)狀區(qū)域的閉合區(qū)域壓縮空氣通過拉桿通道70，進氣道31和進氣門56，并進入第一外活塞252完全覆蓋進氣門56。雖然進氣道31因為主掃氣泵的作用已經(jīng)包含了進氣增壓氣體，網(wǎng)狀區(qū)域將有助于通過第二次泵送將其送到第一缸缸孔44內。所以，第一掃氣泵74為進氣壓力提供了重要的推進，增加了進氣密度。進一步的，第一外活塞252到達上止點后，特別是在燃燒后的運動，使主泵室78的體積在變小，里面的空氣被壓縮和擠出，并通過出氣簧片閥95進入進氣通道93和72及進氣環(huán)31內。當?shù)谝煌饣钊?52繼續(xù)向它的下止點位置運動，將會打開進氣口 56，使進氣環(huán)31內的壓縮空氣流入第一缸缸孔44內。同時,第一噴油器34也會暴露在第一缸缸孔44內?？刂破?5將會激活第一噴油器34,使燃油被噴入氣缸內?？刂破?5利用位置傳感器291和燃油壓力傳感器41來決定噴油的時刻和噴油持續(xù)時間。進一步的，第一外活塞252到達下止點后，再次向它的上止點運動。在運動過程中，第一外活塞252將關閉第一缸缸孔44內的進氣口 56和噴油孔54。第一外活塞252繼續(xù)向上止點運動時，油氣混合物會被壓縮。應當注意，第一噴油器34直接把燃油噴入第一缸缸孔44內，但它沒有直接暴露在燃燒中，因為當?shù)谝煌饣钊?52在接近上止點位置時，第一噴油器34會被第一外活塞252遮擋住。進一步的，由于第二缸缸孔144的運轉情況與第一缸缸孔44相反，第一缸缸孔44內的燃燒使第一內活塞202和第二內活塞252向彼此遠離的方向運動，而第二缸缸孔144內的燃燒使第一內活塞202和第二內活塞252向彼此靠近的方向運動(導致第一缸缸孔44內的壓縮)，因此使發(fā)動機的工作循環(huán)得以持續(xù)。考慮到發(fā)動機運轉時的各種工況，通過燃燒前控制燃油的噴射來維持發(fā)動機的運轉?？刂迫加蛧娚淇梢杂脕砜刂苹钊谐痰拈L度，活塞的行程必需足夠以獲取燃燒所需的壓縮比，但要避免與活塞擋圈碰撞。當然有會有偶然情況發(fā)生，如偶爾未燃、系統(tǒng)不平衡或其它情況，這時，液壓起動控制閥門379起作用，與燃油控制措施一起來糾正活塞的運動。這不僅包含在給定運轉工況下提供適當?shù)膲嚎s比，還包含在上止點或上止點后發(fā)生自燃以避免浪費燃燒能量使內活塞組件200和外活塞組件250的運動方向改變。
進一步的，發(fā)動機正常運轉期間，當燃燒使內活塞組件200和外活塞組件250往復運動時，推桿240和第一拉桿293、第二拉桿294使柱塞242、第一外柱塞295和第二外柱塞296在它們各自孔304、310和312內往復運動。當內活塞組件200向右移動，內柱塞242的運動使內部低壓單向閥360打開，使流體從低壓油軌356進入內部泵室306內。低壓儲油池330會補充從低壓油軌356內流出的流體。低壓油軌356內儲存的流體及低壓儲油池330補充低壓油軌356的能力必須足夠以維持流體通過低壓單向閥360，否則，會出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。進一步的，外活塞組件250向左運動的同時，第一外柱塞295和第二外柱塞296使在第一外部泵室314和第二外部泵室318內的流體通過第一外部高壓單向閥371和第二外部高壓單向閥372進入高壓油軌368內，高壓油軌368內等量的流體再進入高壓儲油池338內。高壓儲油池338內的高壓流體可以作為發(fā)動機運轉的能量儲存源，也可以驅動其他部件和系統(tǒng)。由于液壓油可用能量是液壓油壓力和流量的函數(shù)，在最初設計發(fā)動機相關尺寸時，可以利用所需的輸出能量來決定活塞的行程、活塞的頻率或液壓泵柱塞的尺寸。一般來說，運動的活塞總成質量越大，發(fā)動機最佳的運轉頻率越低。進一步的，在發(fā)動機運轉期間內活塞組件200向右運動時，內柱塞242泵出內部耦合泵室306內的流體并進入第一外部耦合泵室316和第二外部耦合泵室320內。就如上述，這使內活塞組件200和外活塞組件250維持一種相對運動狀態(tài)。如果位置傳感器288和395探測到內活塞組件200和外活塞組件250沒有在缸孔居中位置，那么第一耦合調節(jié)閥門328和第一耦合調節(jié)閥門336中的一個會被激活來調整活塞的偏移。進一步的，在發(fā)動機下一個沖程期間，當內活塞組件200向左移動時，內柱塞242產(chǎn)生的壓力流體會打開內部高壓單向閥370，使流體進入高壓油軌368，進而進入高壓儲油池338。同時，外部活塞總成250向右移動，第一外柱塞295和第二外柱塞296使低壓油軌356內的流體通過第一外部低壓單向閥362和第二外部低壓單向閥363。在發(fā)動機這個沖程期間，第一外柱塞295和第二外柱塞296會把第一外部稱合泵室316和第二外部稱合泵室320內的流體泵入內部耦合泵室306內。進一步的，由于內活塞組件200和外活塞組件250運動方向總是相反的，內柱塞242與第一外柱塞295、第二外柱塞296的運動方向也總是相反的，因此在發(fā)動機每個沖程中，只有內柱塞242或第一外柱塞295、第二外柱塞296中一個向高壓儲油池338泵油。在每種情況下，都會向I禹合系統(tǒng)泵油。另一方面，如果想使內柱塞242、第一外柱塞295和第二外柱塞296在兩個方向都向高壓儲油池338泵油，需要應用不同的耦合系統(tǒng)。進一步的，發(fā)動機運轉期間，除了發(fā)動機內部的子系統(tǒng)工作外，發(fā)動機外部系統(tǒng)也會按需要來工作以維持發(fā)動機的運轉。因此，冷卻系統(tǒng)按需要泵送冷卻液通過冷卻通道28、50、128、150、352和冷卻環(huán)66、166以確保發(fā)動機元件不過熱。另外，燃油系統(tǒng)39將會儲存燃油并為第一噴油器34和第二噴油器134提供所需壓力的燃油。電氣系統(tǒng)將會為控制器35、傳感器和其他部件提供電源以使其工作。潤滑系統(tǒng)會為發(fā)動機提供所需潤滑油以潤滑某些零部件。發(fā)動機運轉期間，進氣系統(tǒng)會為進氣口 92和192提供所需的清潔空氣。進一步的，雖然這里詳細討論的對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的實施例利用一個液壓流體作為能量儲存和控制介質，但是對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機可利用直流發(fā)電機來控制發(fā)動機和產(chǎn)生電能。液壓泵殼體組件12將由直流發(fā)電機組件代替，推桿和拉桿形成發(fā)電機的一部分或者驅動發(fā)電機部件。上述氣缸總成將運轉產(chǎn)生熱量來驅動直流發(fā)電機。所以，均質燃燒過程中，在空氣充足的情況下，也可以應用直流發(fā)電機。如圖16所示本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第二實施例的局部透視圖。在此是實例中，第二發(fā)動機408本質上與第一實施例相同，除了氣缸罩410包含了一個火花塞凸臺412，火花塞414安裝在凸臺上。氣缸套(圖中未示)包含一個與火花塞凸臺412相通的通道，這樣火花塞414就能伸入缸內?；鸹ㄈ?14位于氣缸內活塞之間，與壓力傳感器38分開?；鸹ㄈ?14的末端與一個電控噴油系統(tǒng)(圖中未不)相連，通過控制器35控制(圖中未示)。本實施例中的對置的兩個氣缸都含有上述結構的火花塞布置。進一步的，第二發(fā)動機408的結構與第一實施例中的發(fā)動機10相似。由于增加了火花塞414所以第二發(fā)動機408的結構變得更加復雜消耗也更大，同時也增加了第二發(fā)動機408在運作和啟動時的靈活性和適應性。在第二發(fā)動機408啟動過程中，如果氣缸壓縮比未達到均質壓燃燃燒所需，這時火花塞414就能夠在或在臨近每個氣缸上止點的時候點火。這樣就可能會相對一般發(fā)動機提前運作，當渦輪增壓器沒有滿負荷運作的時候。在這種情況下，進氣壓力能比二沖程均質壓燃燃燒模式需要的要少。進一步的，在一般發(fā)動機運行過程中，第二發(fā)動機408可能在火花塞141點火和均質壓燃燃燒之間進行交換。在這個轉換過程中，空燃比和壓縮比可以適應發(fā)動機不同模式的運作。此外，如果，在一般均質壓燃的發(fā)動機運行過程中，一個燃燒過程并未完成，火花就能點燃并促進后一個燃燒過程以此避免氣缸內的燃油堆積和避免燃油進入排氣系統(tǒng)?；蛘?，如果均質壓燃燃燒并不是此發(fā)動機需要的，第二發(fā)動機408也可以在一般運作模式下利用火花塞414點火。不論哪一個，渦輪增壓器和掃氣泵進氣增壓系統(tǒng)都能為其提供所需進氣增壓。進一步的，雖然液壓油用作儲存能量的介質并且關閉控制閥，可根據(jù)需要選擇其它合適的流體。例如，流體可能是氣體，有一個空氣儲能系統(tǒng)。流體也可能是一個冷卻劑，可以是液態(tài)的或者氣態(tài)的。上述兩個例子，因為流體不再是流體(不可壓縮的)，通過耦合系統(tǒng)保證兩個活塞組件對置運動的進行。然而，對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機，由其是有均質壓燃燃燒的，依舊能夠利用流體介質來儲存能量。進一步的，上述關于對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的實施例，有一個渦輪增壓器27和掃氣泵74和174，用作給對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機進氣增壓，通過直流電機控制發(fā)動機并為其供電。液壓泵塞逐漸將取代一個直流電機組件，有拉和推桿。活塞/氣缸左鍵一包括掃氣泵一將燃燒過程產(chǎn)生的能量驅動直流電機。所以，均質壓燃燃燒，有高質量增壓空氣，依舊與對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機耦合直流電機一起運作，并未給發(fā)動機提供最大功率。如圖19所示本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第四實施例的進氣增壓系統(tǒng)，在此實施例中進氣系統(tǒng)同樣包括一個渦輪增壓器27，有一渦輪機25，渦輪增壓器27通過排氣增壓泵與進氣系統(tǒng)29相連，一個壓縮機97通過渦輪機25驅動并從進氣系統(tǒng)87進氣。壓縮機97的排氣口導入第一掃氣泵74和第二掃氣泵174。第一掃氣泵74和第二掃氣泵174將氣體掃出單向閥95和195，當增壓氣體在進氣門打開時進入第一缸缸孔44和第二缸缸孔144時。對置活塞對置氣缸自由活塞發(fā)動機10的結構和細節(jié)與第一實施例相同。進一步的，在第一實施例中大多數(shù)排氣還是被導入渦輪機25，在此實施例中一部分則被導入廢氣再循環(huán)系統(tǒng)裝置中。第一廢氣再循環(huán)組件502包括有一個可變熱交換器504，用于冷卻排氣，并有一個可變閥506，用于控制排氣氣流。第一廢氣再循環(huán)組件502將排氣導入進氣流。第一廢氣再循環(huán)組件502在渦輪增壓器27和第一掃氣泵74之間，這樣就能避免經(jīng)過廢氣再循環(huán)處理后的氣體流入旋轉壓縮機。第二廢氣再循環(huán)組件508包括一個第二可變熱交換器510和第二可變閥512，與第一廢氣再循環(huán)組件502相同，但是將廢氣再循環(huán)處理后氣體導入第二掃氣泵174?？勺儫峤粨Q器504和第二可變熱交換器510，可變閥506和第二可變閥508都通過電控原件35控制(圖中未示)。進一步的，這第四個實施例在第一缸缸孔44和第二缸缸孔144中提供的對廢氣再循環(huán)氣體進行冷卻的能力以及控制進入氣缸內的燃燒過程的能力在管理的發(fā)動機的運轉條件下廢氣再循環(huán)氣體的量時允許的更大的靈活性。雖然第一實施例的具有大致固定的進入的廢氣再循環(huán)氣體量沒有進入的廢氣冷卻，但是，它提供了 一個不太復雜的，成本更低的廢氣再循環(huán)氣體系統(tǒng)。另外，外部廢氣再循環(huán)氣體系統(tǒng)可應用與本發(fā)明的第二和第三實施例。如圖20所示本發(fā)明一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第四實施例的進氣增壓系統(tǒng)，對置活塞對置氣缸自由活塞發(fā)動機10的細節(jié)在圖中未示，其結構和細節(jié)與第一實施例相同。此實施例與第四實施例相似，渦輪增壓器27包含一個渦輪機25，通過排氣驅動并進入排氣系統(tǒng)29。渦輪機25驅動壓縮機97，將從進氣系統(tǒng)87進入的氣體增壓。此實施例還有第一廢氣再循環(huán)組件502和第二廢氣再循環(huán)組件508來完成排氣的冷卻和再循環(huán)。本實施例中結合成一體的兩個自由活塞發(fā)動機的排氣和進氣系統(tǒng)。進一步的，從各個氣缸排除的廢氣被導回進入渦輪增壓器27。如第四實施例中所示，一部分排氣通過第一廢氣再循環(huán)組件502和第二廢氣再循環(huán)組件508并重新回到進氣系統(tǒng)中。進一步的，具體說來，壓縮器97的排氣不僅被導入第一掃氣泵74和第二掃氣泵174，還被導入第三掃氣泵602和第四掃氣泵604。第一掃氣泵74將增壓氣體打入第一中冷器606，它可以位于如圖所示單向閥上面，也可能位于該閥的下面。第一中冷器606在增壓氣體進入第一缸缸孔44之前對其進行冷卻，因此提高了缸內壓力密度。第一中冷器606也可以是可變的，當其被控制器35控制的時候(圖中未示)。第二掃氣泵174將增壓氣體導入第二中冷器608內，第二中冷器608中冷器將在增壓氣體通過單向閥195進入第二缸缸孔144之前對其進行冷卻。進一步的，第三掃氣泵602將增壓氣體導入第三中冷器610內，氣體進入第三缸缸孔614前通過單向閥612，它也是第二自由活塞式發(fā)動機的一部分。第四掃氣泵604將增壓氣體導入第四中冷器616內，氣體進入第四缸缸孔620之前通過單向閥618，它同樣也是第二自由活塞式發(fā)動機的一部分從四個氣缸，第一缸缸孔44、第二缸缸孔144、第三缸缸孔614和第四缸缸孔620排除的廢氣被導回進入渦輪增壓器渦輪。如第四實施例中所示，一部分排氣通過排氣再循環(huán)左鍵502和508并重新回到進氣中。同時，如果有需要，此實施例中的第一中冷器606和第二中冷器608也可以用作第四實施例的進氣增壓系統(tǒng)。
以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的申請專利范圍，所以凡運用本發(fā)明說明書及圖示內容所做出的等效結構變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，包括由液壓泵體組件、第一氣缸總成、第二氣缸總成組成的自由活塞式發(fā)動機，所述第一氣缸總成連接于所述液壓泵體組件的一側，所述第二氣缸總成連接于所述液壓泵體組件的另一側；所述第一氣缸總成包括第一發(fā)動機氣缸，所述第二氣缸總成包括第二發(fā)動機氣缸；所述第一發(fā)動機氣缸連接有第一掃氣泵，所述第一掃氣泵包括第一進氣口、第一出氣口和第一泵室，所述第一泵室可選擇地連接所述第一進氣口和所述第一出氣口 ；所述第二發(fā)動機氣缸連接有第二掃氣泵，所述第二掃氣泵包括第二進氣口、第二出氣口和第二泵室，所述第二泵室可選擇地連接所述第二進氣口和所述第二出氣口； 一個內活塞組件，包括分別設于所述第一發(fā)動機氣缸和所述第二發(fā)動機氣缸內的第一內活塞和第二內活塞，所述第一內活塞與所述第二內活塞通過連接于所述液壓泵體組件上的推桿固定，所述第一內活塞與所述第二內活塞的頂部朝向遠離所述液壓泵體組件的方向； 一個外活塞組件，包括分別設于所述第一發(fā)動機氣缸和所述第二發(fā)動機氣缸內的第一外活塞和第二外活塞，且分別與所述第一內活塞與所述第二內活塞對置設置，所述第一外活塞和所述第二外活塞的頂部分別朝向所述第一內活塞和所述第二內活塞，所述第一外活塞的尾部連接第一活塞銷， 所述第二外活塞的尾部連接第二活塞銷； 所述進氣系統(tǒng)還包括一個渦輪增壓器，所述渦輪增壓器包括一個渦輪機，所述渦輪增壓器通過排氣增壓泵連入所述進氣系統(tǒng)，一個壓縮機通過所述渦輪機驅動而從所述進氣系統(tǒng)進氣，所述壓縮機的排氣口導入第一掃氣泵和第二掃氣泵。
2.如權利要求1所述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，第一拉桿連接所述第一活塞銷以驅動所述第一外活塞，第二拉桿連接所述第二活塞銷以驅動所述第二外活塞。
3.如權利要求1所述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，所述第一氣缸總成設有第一進氣道和與其相連的第一進氣門，所述第一活塞銷上包含一對閉合區(qū)域，每個所述閉合區(qū)域都有一邊與所述第一進氣道相連。
4.如權利要求1所述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個中間冷卻換熱器，所述中間冷卻換熱器設有一個與所述第一掃氣泵的排氣口相連的進氣口，以及一個與所述第一發(fā)動機氣缸的進氣口相連的排氣口。
5.如權利要求1所述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個外部排氣裝置，所述外部排氣裝置的進氣口連接所述第一發(fā)動機氣缸的排氣口，所述外部排氣裝置的排氣口連接所述第一掃氣泵的進氣口。
6.如權利要求1所述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個連接所述渦輪增壓器的進排氣門的排泄閥，所述排泄閥連接一個支管，所述支管用以將從所述渦輪增壓器排氣口排出的氣體導入所述排泄閥。
7.如權利要求1所述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，所述第一發(fā)動機氣缸的多個排氣口到所述第一內活塞下止點的距離等同于所述第一發(fā)動機氣缸的多個進氣口到所述第一外活塞下止點的距離。
8.如權利要求1所述對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，其特征在于，所述第二發(fā)動機氣缸的多個排氣口到所述第二內活塞下止點的距離等同于所述第二發(fā)動機氣缸的多個進氣口 到所述第二外活塞下止點的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對置活塞對置氣缸自由活塞式發(fā)動機的進氣系統(tǒng)，包括由液壓泵體組件、第一氣缸總成、第二氣缸總成組成的自由活塞式發(fā)動機；進氣系統(tǒng)還包括一個渦輪增壓器，一個壓縮機通過渦輪增壓機的渦輪機驅動而從進氣系統(tǒng)進氣，壓縮機的排氣口導入第一掃氣泵和第二掃氣泵。本發(fā)明的有益效果是1.可變壓縮比不僅有利于均質燃燒的充氣效率，同時還使得這種發(fā)動機的控制策略適合于范圍特性更為寬廣的不同燃料的燃燒；2.可以保持較高的捕集效率，且降低排氣門空氣的損失，并保持所需內部廢氣再循環(huán)總量；3.用于保證較高掃氣效率所需的均勻排氣門入口，且不需要非均勻氣門正時和相關的復雜結構。
文檔編號F02B75/24GK103206304SQ20131010608
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權日2013年3月28日
發(fā)明者陳新, 左朝鳳, 李傳友, 陳立新, 張永剛 申請人:優(yōu)華勞斯汽車系統(tǒng)(上海)有限公司