一冲程内燃机的制作方法_4

文档序号:9493385阅读:来源:国知局
出为移动到左侧。但是,在启动发动 机时,活塞可W处于最左侧位置与最右侧位置之间的任何位置,包括最左侧位置和最右侧 位置。所W,如果在腔室C中发生燃料/空气混合物的点火,那么,无论运两个活塞在何处 (除非它们在最右侧位置),它们都会受到燃料/空气混合物的点火的激励而一起移动到右 侦U。协调功能的替代分配可W如下:腔室A可W是点火,B可W是排气,C可W是进气并且D 可W是压缩。
[0073]图16提供了本发明的一冲程发动机实施例的循环表格,该表格示出了为了在图 15中示出的腔室的功能而扩张的一冲程发动机的实施例的协调循环(奥托(Otto)循环)。 在第一个冲程中在腔室C中的点火功能之后,随着向腔室A分配压缩的同时在腔室D中发 生第二冲程的点火,向腔室B分配进气,并且向腔室C分配排气,等等,W完成四个冲程中的 常规奥托(Otto)循环,据此重复四个冲程的循环。第一个冲程使两个结合在一起的双头活 塞移动到右侧;第二个冲程使两个结合在一起的双头活塞移动到左侧,W此类推。继续论 述,在第Ξ个活塞冲程中,在腔室A中发生点火、在腔室B中发生压缩,在腔室C中发生进 气,并且在腔室D中发生排气。最后,在奥托(Otto)循环的第四个和最后一个冲程中,在腔 室C中发生压缩,并且在腔室D中发生进气。四个活塞冲程的奥托(Otto)循环重复。
[0074] 在图13度)中示出的腔室A包括空腔和未装有圆柱形壳体的横截面容积的往复活 塞(用作驱动器)的容积。相似地,在图13B中示出的腔室B包括空腔和未装有另一往复 活塞的容积。在图13B中,图13(A)的腔室#1和#2示出为装有两个双头活塞,运两个双头 活塞将每个腔室#1和#2分隔为四个腔室A、B、C和D,两个腔室(A和C)压缩并且两个腔 室度和D)扩张。火花或者点火可W发生在腔室A或者腔室C中,W使通过如图14所示的 轴1410结合在一起的两个活塞一起移动到右侧。
[007引 17(A)至图17似提供了一系列机械图,运些机械图阐释了可W如何比较常规四 冲程发动机的理论W及在从常规四冲程发动机转换为DDMotion-冲程发动机的一系列步 骤中表明的差异。具体地,首先参照图17(A),示出了在本领域中已知的具有下降的活塞#2 和#3(腔室扩张)和上升的活塞#1和#4(腔室压缩)的常规四冲程内燃机。活塞#2的腔 室示出为装有空气/气体混合物,并且腔室#4显示已经点燃的空气/气体混合物被排到右 侦U。腔室#1具有压缩的空气/气体混合物并且准备好点火。
[0076] 现在参照图17度),示出了图17(A)的简化示意图,示出了活塞#1、#2、#3、#4和腔 室布置,活塞#1、#2、#3、#4在图17度)中的位置与在图17(A)中的位置相同。
[0077] 图17似示出了在重新对齐图17(A)和图17度)的典型四冲程发动机时的第一 步。将活塞/腔室#1和#4移动到输出轴的相对侧,导致活塞#1和#4位于输出轴的底部, 并且活塞#2和#3位于输出轴的顶部并且交换位置使得活塞的顺序为1、#3、#2和#4。图 17 (D)示出了如下步骤:使活塞/腔室#1和#3相互对齐并且使活塞/腔室#2和#4相互 对齐,从而使得公共中屯、轴与运两对活塞附接在一起(未示出输出轴)。图17 (巧示出了将 腔室与结合在一起的活塞#1和#3和结合在一起的活塞#2和#4对齐在一条直线上W形成 DDMotion-冲程直线发动机的实施例。
[007引图18提供了另一个表格,该表格标记为"活塞和发动机",具有立列,针对1)常规 四冲程发动机、2)常规两冲程发动机和3)DDMotion-冲程发动机的实施例的概观。表格的 列分别在表格的第二行中提供了活塞的编号和类型值DMotion-冲程实施例具有两个双 头活塞),在第Ξ和第四行中提供了无曲柄轴或者曲柄箱,在第五行中提供了四个专用的腔 室,在第六行中提供了无共用的腔室,在第屯行中提供了活塞组件(如图所示)。表格的第 一行包括在侧视图中、或者在DDMotion-冲程发动机实施例的情况下在图14中首次示出 的活塞组件的机械图中的两个常规活塞的照片。表格的第Ξ行提供了各个发动机的曲柄轴 的数量。表格的第四行提供了曲柄箱的数量。表格的第五行提供了专用腔室的数量。第六 行提供了共用腔室的数量。在最后一个水平行中(第屯行),典型的四冲程常规发动机包括 四个活塞组件,两冲程具有两个活塞组件,并且DDMotion实施例可W包括仅仅一个活塞组 件。
[0079] 图19(A)示出了直线/线性一冲程孤Motion活塞组件的第一实施例,其具有四个 专用腔室A、B、C和D和通过在图14中首次示出的公共中屯、轴1410结合在一起的两个双头 活塞(活塞#1和#2)。图13(A)和图13做分别示出了具有端板1310-1和1310-2和中 屯、板1315的壳体1300,但是图13度)示出了不具有中屯、公共轴1410的汽缸壳体1300。在 本文中将使用相似的附图标记,其中,附图标记的前两位数字表示元件首次出现的地方,例 如,中屯、板1315首次出现在图13(A)中,并且中屯、公共轴1410首次出现在图14中。在图 13(A)的端板1310-1和1310-2中存在孔W允许轴1410在汽缸壳体1300外部进行往复运 动。在图19度)的壳体1300中可W存在侧槽W允许外杆1905-1和1905-2将活塞#1系到 活塞#2上并且指向右侧W提供往复运动。在图19(A)中,活塞#1和#2在左侧位置,并且 轴140延伸至左侧W开始向右侧的冲程。
[0080] 图19做示出了直线/线性一冲程DDMotion活塞的第二实施例,其具有相同的 四个腔室A、B、C和DW及双头活塞#1和#2,其中,活塞#1和#2通过外部侧杆1905-1和 1905-2结合在一起,该外部侧杆替代了公共中屯、轴1410,但执行的却是相同的功能:将:双 头活塞结合在一起并且将它们移到一起。只需要一组杆1905,该组杆1905可W向左侧、向 右侧或者同时向左侧和右侧提供输出。虽然第一活塞和第二活塞的矩形连接被示出为相对 于侧杆1905-1和1905-2将活塞#1和#2结合再各侧上,但是应该了解,如果需要右侧输出, 则可W通过使将每个活塞结合到外杆1905的线更弯向右侧(或者,如果需要将活塞结合到 在左侧的输出,则更弯向左侧),来实现应力释放。而且,在替代实施例中,可W仅使用一个 外杆1905。此外,可W假设在汽缸壳体1300的侧面中存在线性槽W允许该对外杆1905-1和 1905-2在往复运动中按照与轴1410相似的方式前后移动。还可W将图14(A)和图14度) 的实施例进行组合,并且同时具有使活塞#1和#2结合在一起的公共中屯、轴和外杆。
[0081] 现在参照图20 (A)、图20做和图20似,图20 (A)至图20似示出了图20似的对 置活塞对置汽缸(0P0C)实施例的研发,该对置活塞对置汽缸(0P0C)实施例包括五个活塞 和四个腔室。从图20(A)开始,图20(A)提供了例如图19(A)的DDMotion-冲程直线两个 双头活塞发动机的实施例的简化机械图。在图19(A)和图20(A)中,使用相似的附图标记来 表示相似的元件。注意,在图20(A)中,中屯、公共轴1410不处于向左侧或者向右侧的往复 移动中,而是可W结合到任一侧上的输出。图20度)示出了针对本发明的0P0C发动机的使 用在外部壳体2000内的内部壳体1300和穿过外部壳体2000的外杆2005-1和2005-2( - 组或者两组)来允许在外部壳体2000内的图20(A)的发动机移动W形成一冲程直线双活 塞对置活塞对置汽缸(0P0C)发动机的下一个步骤。注意,在图20度)中的中屯、公共轴1410 可W连接至活塞#1和活塞#2或者与活塞#1和活塞#2成为一体。同样,中屯、公共轴1410 可W穿过在壳体1300的中屯、壁1315和端板中的每一个中的润滑孔W及外部壳体2000的 端板的至少一个孔(壳体2000的两个端板都显示出轴1410从该端板处延伸)。 W82] 图20似示出了:添加带阴影的单头活塞#3和#5和双头活塞#4 (在中屯、),运些 活塞通过外杆2005-1和2005-2 (或者仅仅一组)结合在一起;去除内部壳体1300,保留外 部壳体2000,示出为具有端板2010,并且将活塞的数量增加到五个(包括未带阴影的双头 活塞#1和#2,从图20度)保留下来)。运些活塞#1和#2连接至公共中屯、轴1410或者与 公共中屯、轴1410成为一体。中屯、轴1410示出为延伸穿过壳体2010的活塞#3、#4和#5和 端板中的每一个中的钻孔形成的润滑孔,从而可W通过已知的手段使往复运动尽可能的顺 杨并且无摩擦。图20(C)的发动机进一步重组,所W外杆包括结合至五个活塞中的Ξ个活 塞巧3、#4和#)的外杆W及结合至轴1410的活塞#1和#2,W形成一冲程直线五活塞0P0C 实施例。该0P0C实施例的专用腔室编号为A、B、C和D,其中,在活塞之间,A和C压缩并且 B和D扩张。注意,当杆2005移动到右侧时,轴1410移动到左侧,反之亦然,W创建往复输 出。在一个实施例中,外杆可W是固定的并且仅仅是轴1410移向左和右,或者反之亦然,外 杆2005移向左和右并且轴1410可W固定就位。
[0083] 现在,将参照图21论述五活塞直线0P0C-冲程活塞的实施例,其中,Ξ个曲柄 轴驱动输出轴,示出了与输出轴的Ξ个连接2120。图21详细示出了五活塞0P0C-冲程DDMotion实施例(与图20(C)的实施例相似),包括其经由中屯、轴1410并且还通过两个外 杆2005-1和2005-2中的每个外杆与输出轴2125的轴1410连接2120,其中,活塞#3、#4和 #5通过侧杆2005-1和2005-2附接在一起,并且活塞#1和#2附接至公共中屯、轴1410。中 屯、公共轴1410牢固地连接至双头活塞#1和#2或者与双头活塞#1和#2成为一体。至少 活塞#3、#4和#5可W润滑或者具有加工到它们中的滚珠轴承孔,W使它们易于在轴1410 上滑动。存在四个专用的腔室A、B、C和D(A和C压缩)。当通过杆2005-1和2005-2将活 塞2115-U2115-3和2115-5固定在一起时,连接2120左右往复,从而使中屯、公共轴1410 和杆2005使连接2120所连接的输出轴转向。腔室可W跟随图16的循环,在图16中,功能 是腔室所专有的。还存在如图20(A)所示的四个腔室A、B、C和D,并且运些腔室也可W跟 随图16的腔室的专有功能的奥托(Otto)循环。
[0084] 现在参照图22,示出了本发明的四个双头直线对置活塞实施例,从而使得四个 活塞和腔室形成方形横截面,该横截面围绕或者在方形壳体2200的内部。在方形壳体 2200内部,四个双头活塞(活塞#1 2210-1、活塞#2 2210-2、活塞#3 2210-3、W及活塞#4 2210-4)靠在壳体2200的外壁上。每个活塞具有相关联的专用腔室和由此驱动的齿轮。活 塞#1 2210-1具有腔室A2205-1和齿轮#1 2215-1。活塞#2 2210-2具有腔室B2205-2和 齿轮 #2 2215-2。活塞 #3 2210-3 具有腔室C2205-3 和齿轮 #3 2215-3。活塞 #4 2210-4 具有腔室D2205-4和齿轮#4 2215-4。四个齿轮也形成方形并且互相晒合,从而使得无论 点燃哪个活塞,所有齿轮都会在取决于点燃的是哪个活塞的往复运动中做出响应。该发动 机也具有腔室A、B、C和D所专有的功能,并且跟随如图16所示的奥托(Otto)循环。
[00化]现在参照图23,示出了在圆形横截面壳体2300中的一冲程旋转活塞发动机和曲 柄轴的实施例。壳体2300具有第一隔板和第二隔板2325-1和2325-2,该第一隔板和第二 隔板2325-1和2325-2限制了连接至围绕中屯、公共输出轴2322的圆形横截面或者与围绕 中屯、公共输出轴2322的圆形横截面成为一体的活塞#1和活塞#2的往复移动。该发动机示 出了四个专用腔室A、B、C和D,其中,当B和D扩张时A和C压缩,反之亦然。每个腔室A、 B、C和D跟随在图15和图16中示出的奥托(Otto)循环的腔室表格的专有功能。活塞#1 和活塞#2在隔板2325-1和2325-2之间往复。活塞#1和#2的一个冲程包括从停止到加速 再到停止(当几乎到达相应隔板时)的一次顺时针移动。另一个冲程可W是活塞#1和#2 一起进行的逆时针移动,与直线一冲程实施例相似。阀口和火花塞可W安装在隔板2325-1 和2325-2中或者安装至汽缸壳体2300。
[0086] 现在参照图15,可W停止图23的旋转发动机,活塞#1和#2在接近上死点处(不 具有压缩的或者扩张的腔室)。当在腔室C中发生点火时,点燃在腔室C中的任
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