對置活塞發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及缸壁中的通風狹槽。具體地，在二沖程發(fā)動機中，通常在活塞上設置兩個壓縮環(huán)和另外的油環(huán)。油環(huán)可以在活塞上，但使得活塞更長。替代地，油環(huán)被放置在缸襯的周向槽中。與這種構造相關的一個問題在于壓縮環(huán)相對于油環(huán)運動并且兩者之間的環(huán)形體積在活塞的往復過程中被壓縮，這會造成油泵送入端口。根據(jù)本實用新型的一種實施方式，軸向狹槽形成在缸襯中，從周向槽朝著端口延伸，沿著梁延伸并超過端口。這為環(huán)形體積提供通風口以避免油泵送到端口中。
【專利說明】對置活塞發(fā)動機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及在內(nèi)燃發(fā)動機中提供通風。

【背景技術】
[0002]在圖1中，以橫截面表示對置活塞、二沖程、活塞帶端口的發(fā)動機80。排氣活塞82和進氣活塞84在缸壁86內(nèi)往復?；钊?2經(jīng)由活塞銷88聯(lián)接到連接桿90，桿90聯(lián)接到曲軸92。也為活塞84設置類似的部件?；钊?2和84被顯示在其下止點(BDC)位置處或附近，即，其中缸內(nèi)容納的在兩個活塞頂部之間的體積在其最大處或附近的位置。在這種位置，多個第一進氣端口 94、多個第二進氣端口 95、多個第一排氣端口 96和多個第二排氣端口 98被相關的活塞揭開。多個第一進氣端口 94經(jīng)由壓縮機70提供壓縮空氣，多個第二進氣端口 95經(jīng)由壓縮機72提供壓縮空氣。
[0003]活塞82和84被顯示接近其中所有端口完全打開的其BDC位置。當活塞82和84接近其上止點位置時，顯示為缸86內(nèi)的虛線區(qū)域的燃燒室99通過缸壁86和活塞82和84的頂部劃界。當曲軸92和92’轉動時，引起活塞82和82’在其中其相應端口被覆蓋的第一極限位置和其中其相應端口完全揭開的第二極限位置之間往復。
[0004]二沖程發(fā)動機中的活塞具有類似其四沖程對應件的壓縮環(huán)。在圖1中，活塞82具有第一壓縮環(huán)100和第二壓縮環(huán)102。在缸壁中具有被活塞覆蓋和揭開端口的一些二沖程發(fā)動機在活塞中具有在所有條件下都位于端口下方的另外的油環(huán)(在圖1中未顯示這種油環(huán))。油環(huán)防止四濺用于潤滑和冷卻的油太接近端口并在燃燒室中燃燒或者直接經(jīng)過排氣端口離開。油環(huán)還提供油劑量，以允許一些油潤滑壓縮環(huán)和活塞裙。另外，二沖程發(fā)動機中的油環(huán)必須密封進氣端口處的加壓空氣或者排氣端口處的排放氣體不漏到曲軸箱中。這種布置導致活塞或襯比對于一些應用期望的更長。一種替代是在缸壁中提供密封環(huán)或者固定環(huán)24，如圖2所示。在圖2中，具有壓縮環(huán)12和14的活塞10在壁20中具有端口 22的缸壁20中向下行進(在橫截面中只顯示了一小部分缸壁20)，以允許氣體流入缸(如果端口是進氣端口)和氣體流出缸(如果端口是排氣端口)。周向槽形成在缸壁20中，固定油環(huán)24放置在該槽中。在圖2中，環(huán)12和14在端口 22上方。因此，燃燒室(活塞10上方)與端口 22密封。(沒有完全顯示圖2中為燃燒室劃界的元件。參考其中示出了劃界部件且針對燃燒室的一種示例的圖1中的燃燒室99)?；钊?0向下運動并且就在圖3中所示的頃亥IJ，端口 22與燃燒室連通。在缸壁22和活塞10之間存在環(huán)形體積26。如圖3所示，兩個活塞環(huán)14中下面的一個在端口 22的下表面處與缸壁20接觸。環(huán)形體積26中的壓力是進氣端口處的增壓空氣壓力或者排氣端口處的排放背壓。隨著活塞10向下進一步運動，如圖4所示，缸壁20和活塞10之間的環(huán)形體積28中的體積相比圖3中的環(huán)形體積26被壓縮。因為環(huán)形體積在頂部通過壓縮環(huán)12和14密封，在底部通過固定油環(huán)24密封，截留在體積28中的氣體不容易逸出，相反在第二壓縮環(huán)14運動接近活塞10的下止點時被加壓至顯著壓力。這為固定油環(huán)形成異常邊界條件。當截留的氣體通過將油環(huán)從活塞裙提升而經(jīng)過油環(huán)逸出時，油劑量和密封功能受到干擾。隨著活塞10向上運動，在它到達下止點后，環(huán)形體積28擴張并形成真空，此真空抽吸多余的油經(jīng)過固定油環(huán)24、首先進入環(huán)形體積26，接著進入端口。在活塞10的下一次向下運動過程中，固定環(huán)24將油從活塞10的裙部刮掉。被刮掉的油容納在環(huán)形體積26中。增加的壓力造成油經(jīng)過壓縮環(huán)12、14并在下一次向上沖程過程中被壓縮環(huán)12、14刮掉進入端口，由此增加油消耗。希望一種油消耗減少的構造。
實用新型內(nèi)容
[0005]為克服現(xiàn)有技術中的至少一個問題，活塞和缸布置具有:限定多個端口且其中限定有周向槽的缸壁；能夠在缸壁內(nèi)往復的活塞，活塞具有至少一個周向槽；設置在活塞中的槽中的壓縮環(huán)；和設置在缸壁中的槽中的固定環(huán)。缸壁還限定從缸壁中的槽延伸經(jīng)過多個端口之一之間的梁并直到端口的上邊緣的狹槽。術語上邊緣這里指的是在活塞朝著其下止點位置(即，其中活塞上方的體積增加的位置)運動時被活塞首先揭開的端口的邊緣；該術語獨立于發(fā)動機的實際取向。狹槽可以軸向布置或者以少許角度布置以形成螺旋結構。相鄰端口之間的空間是梁。在一些實施方式中，狹槽經(jīng)過每個梁設置。
[0006]活塞和缸布置可包括在具有帶多個端口且梁位于相鄰端口之間且?guī)е芟虿鄣母妆诘膬?nèi)燃發(fā)動機中?；钊诟妆趦?nèi)往復以在往復時覆蓋和揭開端口?；钊哂械谝粔嚎s環(huán)和第二壓縮環(huán)安裝于其中的第一槽和第二槽。固定環(huán)設置在周向槽中。缸壁還限定從缸壁中的槽延伸到多個端口直到端口的上表面的至少一個軸向狹槽。狹槽沿著至少一個所述梁延伸。
[0007]在一些實施方式中，發(fā)動機是對置活塞發(fā)動機，具有:其中設置有第一內(nèi)部活塞和第一外部活塞的第一缸壁。第一內(nèi)部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽。第一外部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽。第一缸壁限定多個第一內(nèi)部端口，多個第一內(nèi)部梁在內(nèi)部端口之間，還限定多個第一外部端口，多個第一外部梁在外部端口之間，和其中安裝有油環(huán)的第一槽。第一缸壁具有從第一缸壁中的第一槽延伸到第一梁的多個第一狹槽。
[0008]第一外部活塞能夠在第一缸內(nèi)往復并在這種往復過程中覆蓋和揭開第一外部端口。第一槽是與第一外部活塞相關的第一外部槽；第一狹槽是第一外部狹槽。第一外部狹槽延伸到與第一外部端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
[0009]發(fā)動機還包括:曲軸箱和其中設置有第二內(nèi)部活塞和第二外部活塞的第二缸。第二缸相對于曲軸箱設置成與第一缸相對。相關的第二內(nèi)部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽。第二外部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽。第二缸限定多個第二內(nèi)部端口、多個第二外部端口和其中安裝有油環(huán)的第二槽。第二缸壁具有從第二缸壁中的第二槽延伸到第二梁的多個第二狹槽。
[0010]第二外部活塞能夠在第二缸內(nèi)往復并在這種往復過程中覆蓋和揭開第二外部端口。第二槽是與第二外部活塞相關的第二外部槽，多個第二狹槽是第二外部狹槽，第二外部狹槽延伸到與第二外部端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
[0011]在一些實施方式中，發(fā)動機還包括:第一缸壁中的第一內(nèi)部槽，其中設置有第一內(nèi)部固定油密封件，和第二缸壁中的第二內(nèi)部槽，其中設置有第二內(nèi)部固定油密封件。第一內(nèi)部活塞能夠在第一缸內(nèi)往復并在這種往復過程中覆蓋和揭開第一內(nèi)部端口。第一槽是與第一內(nèi)部活塞相關的第一內(nèi)部槽。第一狹槽是第一內(nèi)部狹槽。第一內(nèi)部狹槽延伸到與第一內(nèi)部端口的上邊緣相同高度的軸向距離。第二內(nèi)部活塞能夠在第二缸內(nèi)往復并在這種往復過程中覆蓋和揭開第二內(nèi)部端口。第二槽是與第二內(nèi)部活塞相關的第二內(nèi)部槽。第二狹槽是第二內(nèi)部狹槽。第二內(nèi)部狹槽延伸到與第二內(nèi)部端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
[0012]在一些實施方式中，多個第一外部端口包括多個第一主外部端口和多個第一輔外部端口。第一主外部端口是在多個第一輔外部活塞與第一外部活塞遠離曲軸運動之前被揭開的端口。第一狹槽延伸到與多個第一主進氣端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
[0013]本實用新型的實施方式的優(yōu)點是緩解了本來會隨著環(huán)形體積壓縮而積累的該體積內(nèi)的壓力。還有，在狹槽延伸超過端口的實施方式中，狹槽中的油向端口上方引導，在此處潤滑襯以防止活塞磨損。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是對置活塞、二沖程發(fā)動機的橫截面圖示；
[0015]圖2、3和4是在活塞在具有端口和固定油環(huán)的缸中向下運動時間內(nèi)三次快照的圖示；
[0016]圖5和6是在活塞在具有端口和固定油環(huán)的缸中向下運動時間內(nèi)兩次快照的圖示；
[0017]圖7是經(jīng)過其中設置有活塞的缸壁的端口的橫截面視圖；
[0018]圖8是對置活塞、對置缸發(fā)動機的圖示；
[0019]圖9是對置活塞、對置缸發(fā)動機的一個缸的圖不，其中為缸中的內(nèi)部活塞和外部活塞都設置固定油環(huán)；以及
[0020]圖10是缸襯的圖示，其中與活塞相關的端口由多個主端口和多個輔端口構成。

【具體實施方式】
[0021]如本領域技術人員將會理解的，參考任一【專利附圖】

【附圖說明】和描述的實施方式的各種特征可以與一個或多個其他附圖中說明的特征結合以產(chǎn)生沒有明確說明或描述的替代實施方式。所示特征的結合為典型應用提供代表性實施方式。但是，與本實用新型的教導一致的特征的各種結合和修改可能對于特定應用或實施來說是希望的。本領域技術人員可以認識到類似的應用或實施，不論是否明確描述或說明。
[0022]參考圖5,活塞10相對于端口 22處于與圖3所示的相同的相對位置。設置具有通風狹槽32的缸壁30，狹槽32從其中固定環(huán)24就座的槽延伸，經(jīng)過端口之間的梁并延伸超過端口 22。通過活塞10、缸壁30、底部環(huán)14和固定環(huán)24形成的環(huán)形體積36通往活塞10上方的燃燒室。狹槽32允許活塞上方的燃燒室和環(huán)形體積36之間的流體連通。在圖6中，活塞10被顯示處于較低位置(類似于圖4所示的活塞構造)。環(huán)形體積38比環(huán)形體積36小的多。若不是缸壁30中緩解不然會發(fā)生的壓力積累的狹槽32，隨著活塞10從圖5的位置運動到圖6的位置，環(huán)形體積38中的氣體會壓縮。
[0023]圖7是經(jīng)過缸壁42中的多個端口 46截取的缸壁42的橫截面視圖。端口 46之間是梁44。軸向狹槽50在梁44區(qū)域中形成在缸壁42中。替代地，狹槽50可以略微處于螺旋角度。圖7中示出8個端口 46和8個狹槽50。但是，這不意欲限制?？梢栽O置任何數(shù)量的端口和每端口任何數(shù)量的槽，甚至可以設置每端口變化數(shù)量的槽。
[0024]圖8中示出對置活塞、對置缸發(fā)動機。第一缸300具有設置其中的外部活塞310和內(nèi)部活塞312。包括曲軸和連接桿的驅動系未在圖8中顯示?；钊?jīng)由連接桿聯(lián)接到設置在曲軸箱304中的曲軸，如整體結合在此的美國6170443中公開的。外部活塞310具有兩個壓縮環(huán)314。固定油環(huán)320設直在缸襯中?；钊?10復蓋和揭開纟而口 316。內(nèi)部活塞312具有兩個壓縮環(huán)314和油環(huán)315。內(nèi)部活塞312揭開端口 318。缸302也設有兩個活塞。但是，在圖8中只顯示了具有壓縮環(huán)314和油環(huán)315的內(nèi)部活塞313以顯示外部活塞后面的缸襯中的細節(jié)。與內(nèi)部活塞313相關的端口由于覆蓋端口的活塞313不可見。缸襯設有多個端口 317，端口 317之間的缸壁的區(qū)域被稱為梁337。圖8中還顯示了端口 318之間的梁338。從固定油密封件321，狹槽330設置在缸襯中，經(jīng)過梁320并超過端口 317(端口 317之一的上邊緣在圖8中用數(shù)字340示出)。
[0025]在一種實施方式中，固定環(huán)可以用作用于內(nèi)部活塞和外部活塞的油環(huán)。這種構造在圖8中示出，顯示了左側缸400具有缸壁402，內(nèi)部活塞410和外部活塞412設置在缸壁402中?；钊?10、412都具有兩個壓縮環(huán)414。缸壁402具有通過外部活塞410覆蓋和揭開的多個外部端口 416和通過內(nèi)部活塞412覆蓋和揭開的多個內(nèi)部端口 418。缸壁402具有第一和第二周向槽421，每個接近活塞410、412，固定環(huán)420安裝在每個槽421中。缸壁402另外具有狹槽430，從接近外部活塞410的槽421設置到與端口 416的上邊緣440對準的高度。狹槽432也包括在缸壁402中，狹槽432從內(nèi)部活塞412附近的槽421延伸到與端口 418的上邊緣442 —致的距離。
[0026]在圖10中，顯示了具有與外部活塞310相關的主端口 452和輔端口 450的一部分缸。在設置兩組端口的情況下，缸壁中的狹槽454延伸到主端口 452的上邊緣456的高度。
[0027]在全文中使用術語油環(huán)、固定環(huán)和固定油環(huán)。術語固定指的是缸壁中的環(huán)。固定環(huán)可以是控制壁上的油膜的油環(huán)、允許環(huán)兩側上的壓力差的壓縮環(huán)或者用作油環(huán)和壓縮環(huán)兩者的環(huán)。對位于缸壁中的這種環(huán)的提及指的是任何合適類型的環(huán)。
[0028]雖然已就特定實施方式描述了細節(jié)，但本領域技術人員將認識到權利要求范圍內(nèi)的各種替代設計和實施方式。
【權利要求】
1.一種對置活塞發(fā)動機，包括: 曲軸； 第一缸壁，其具有聯(lián)接到曲軸的第一內(nèi)部活塞，并且其中設置有第一外部活塞，其中: 第一內(nèi)部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽； 第一外部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽； 第一缸壁限定: 多個第一內(nèi)部端口，相鄰的內(nèi)部端口之間具有多個第一內(nèi)部梁； 多個第一外部端口，相鄰的外部端口之間具有多個第一外部梁，以及 其中安裝有第一環(huán)的第一周向槽；并且 所述第一缸壁具有從第一缸壁中的第一槽延伸到第一外部梁中的多個第一狹槽。
2.如權利要求1所述的發(fā)動機，其中: 當曲軸轉動時，所述第一外部活塞在第一缸內(nèi)往復； 在這種往復過程中，第一外部活塞覆蓋和揭開第一外部端口 ； 第一槽是與第一外部活塞相關的第一外部槽； 多個第一狹槽與外部活塞相關； 狹槽是外部狹槽；并且 多個第一狹槽從第一周向槽延伸到與第一外部端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
3.如權利要求1所述的發(fā)動機，還包括: 第二缸，其中設置有聯(lián)接到曲軸的第二內(nèi)部活塞和聯(lián)接到曲軸的第二外部活塞，其中: 第二缸相對于曲軸設置成與第一缸相對； 第二內(nèi)部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽； 第二外部活塞具有其中安裝有壓縮環(huán)的第一壓縮環(huán)槽和第二壓縮環(huán)槽； 第二缸限定多個第二內(nèi)部端口、多個第二外部端口和其中安裝有油環(huán)的第二槽；并且 第二缸壁具有從第二缸壁中的第二槽延伸到第二梁中的外部狹槽。
4.如權利要求3所述的發(fā)動機，其中: 第一外部活塞在第一缸內(nèi)往復并且在這種往復過程中覆蓋和揭開第一外部端口； 第一槽是與第一外部活塞相關的第一外部槽； 多個第一狹槽是第一外部狹槽； 第一外部狹槽延伸到與第一外部端口的上邊緣相同高度的軸向距離； 第二外部活塞能夠在第二缸內(nèi)往復并且在這種往復過程中覆蓋和揭開第二外部端Π ； 第二槽是與第二外部活塞相關的第二外部槽； 多個第二狹槽是第二外部狹槽；并且 第二外部狹槽延伸到與第二外部端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
5.如權利要求4所述的發(fā)動機，還包括: 在第一缸壁中的第一內(nèi)部槽，第一內(nèi)部固定油密封件設置在第一內(nèi)部槽中； 在第二缸壁中的第二內(nèi)部槽，第二內(nèi)部固定油環(huán)設置在第二內(nèi)部槽中；其中 第一內(nèi)部活塞能夠在第一缸內(nèi)往復并且在這種往復過程中覆蓋和揭開第一內(nèi)部端π ； 第一槽是與第一內(nèi)部活塞相關的第一內(nèi)部槽； 第一狹槽是第一內(nèi)部狹槽； 第一內(nèi)部狹槽延伸到與第一內(nèi)部端口的上邊緣相同高度的軸向距離； 第二內(nèi)部活塞能夠在第二缸內(nèi)往復并在這種往復過程中覆蓋和揭開第二內(nèi)部端口； 第二槽是與第二內(nèi)部活塞相關的第二內(nèi)部槽； 第二狹槽是第二內(nèi)部狹槽；并且 第二內(nèi)部狹槽延伸到與第二內(nèi)部端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
6.如權利要求1所述的發(fā)動機，其中: 多個第一外部端口包括多個第一主外部端口和多個第一輔外部端口 ； 第一主外部端口是在第一輔外部活塞與第一外部活塞遠離曲軸運動之前被揭開的端口 ；并且 第一狹槽延伸到與第一主進氣端口的上邊緣相同高度的軸向距離。
7.如權利要求1所述的發(fā)動機，其中，多個第一狹槽是大致軸向的并大致平行于第一缸壁的中心線。
8.如權利要求1所述的發(fā)動機，其中，多個第一狹槽布置成形成螺旋結構。
【文檔編號】F02B75/24GK203948172SQ201420161256
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權日:2013年4月4日
【發(fā)明者】P·霍夫鮑爾 申請人:艾克莫特公司