具有非共线平移轴的对置活塞发动机制造技术

技术编号:9741615 阅读:139 留言:0更新日期:2014-03-07 04:07
一种对置活塞内燃机,其可以包括两个对置活塞(104、110),所述对置活塞(104、110)沿着各自的非共线平移轴(202、204)往复运动。第一和第二气缸孔(502、504)可以以一定夹角(a)彼此倾斜。燃烧容积或燃烧室(114)可以至少部分地通过所述第一和第二活塞(104、110)的活塞顶(102、106)选择性界定,所述第一和第二活塞(104、110)在所述第一和第二气缸孔(502、504)内各自作往复运动。本发明专利技术描述了相关的方法、系统和制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有非共线平移轴的对置活塞发动机相关申请的交叉引用本申请要求2011年4月15日提交的名称为“Inclined Bore InternalCombustion Engine (斜孔内燃机)”的印度临时专利申请第1296 / CHE / 2011号和2011 年 9 月 19 日提交的名称为 “Opposed Piston Engine with Non-Collinear Axesof Translation(具有非共线平移轴的对置活塞发动机).”的美国临时专利申请第61 /536,401号的优先权。本申请还与颁布的美国专利第7,559,298号、美国专利第7,921,817号和美国专利申请公开第2010 / 0212622号有关。本段引用的各文件公开内容在相应专利法许可的程度内通过引用整体并入本文。
本文描述的主题一般涉及内燃机,且更具体地涉及对置活塞发动机,在对置活塞发动机中,燃烧容积或燃烧室至少部分地通过两个对置活塞的活塞头或活塞顶界定,所述两个对置活塞沿着两个气缸孔内的平移轴往复运动,所述两个气缸孔相对于彼此倾斜。专利技术背景内燃(IC)机用于多种应用场合,包括向车辆和其它机械提供动力。典型的、常规的内燃机包括具有一个或多个气缸孔的发动机缸体或发动机本体、在每个气缸孔内作往复运动的活塞、至少一个气口、至少一个气门、至少一个曲轴(用作驱动轴)和至少一个连杆。往复运动通过加注的燃烧混合气在内燃机的燃烧容积或燃烧室内燃烧产生的燃烧产物的膨胀传递到活塞,所述燃烧混合气可以包括,例如,燃料(例如汽油、柴油、天然气、氢气、液化石油气等)和氧化剂(例如空气、氧气等)。通过将各个活塞连接至曲轴的连杆,可以将内燃机内一个或多个活塞的往复运动转化为至少一个曲轴的旋转运动。在轮式车辆中,曲轴的运动可以通过传动系传输到车轮。通过在气缸内作往复运动的活塞的上表面或活塞顶、气缸孔壁和固定的气缸盖,可以在各个气缸中形成燃烧容积或燃烧室。具有气缸盖的多缸内燃机的一个实例是直列式发动机,其中每个气缸孔的纵向中心轴线(亦称为气缸轴线)彼此平行且位于一个平面内,气缸盖亦然。在多缸发动机的其它实例中,例如“V”型发动机,气缸和在其中作往复运动的相应活塞排列于两个独立的平面或“列”内,使得其在垂直于曲轴轴线的横截面观察发动机时,与位于字母“V”的各臂顶部的气缸盖形成“V”形。仍在其它的实例中,例如平置式发动机,多个活塞可以在水平平面内运动,使得向外朝向排列于发动机外部周围的气缸盖发生活塞朝向其各自上止点位置的运动。在内燃机中,内燃机的压缩比(其定义为燃烧容积或燃烧室的最大容积与燃烧容积或燃烧室的最小容积之比)与内燃机产生的功率有直接关系。燃烧容积或燃烧室的最大容积一般发生在活塞的下止点位置,而燃烧容积或燃烧室的最小容积(其也称为气缸孔的余隙容积)一般发生在活塞的上止点位置。如本文所用,术语“上止点”和“下止点”是指相对的,而非绝对的术语。例如,“上止点”是指活塞顶或活塞上表面距曲轴距离最远的活塞位置,活塞通过连杆或将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动的其它结构特征件连接到曲轴上。类似地,“下止点”是指活塞顶或活塞上表面距曲轴距离最近的活塞位置。另夕卜,本文所用的术语排量是指内燃机气缸内的所有活塞在上止点和下止点之间单次运动所扫过的容积。在典型的内燃机中,压缩比通常受结构特征的限制,例如燃烧容积或燃烧室的形状和气缸盖的形状。热量通过气缸盖发生转移和传导,从而导致内部容积的能量损失和效率降低。提高效率的一种方法是降低活塞的表面面积并增加活塞行程,活塞行程可定义为活塞在上止点位置和下止点位置之间运行过的距离,或通过连杆连接至活塞的偏心摆动件的摆圆直径。大的行程导致在活塞和发动机的其它部件上产生大的力,使得发动机只能以每分钟较低的转数运转并伴随相应的功率降低。常规内燃机中部分功率运转的效率也低于满功率运转,因为节气门部分开启会导致发动机明显的泵唧工作来吸取注入的新鲜空气和/或燃料。废气中的热量是一种能量损失,除了摩擦损失外还会导致效率降低,这种损失在常规内燃机中还可能非常高,尤其是作为轻负荷功率的百分比。专利技术概要一方面,对置活塞内燃机包括沿着发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴作往复运动的第一活塞、沿着发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴作往复运动的第二活塞、被配置以在第一活塞往复运动的影响下旋转的第一曲轴、和被配置以在第二活塞往复运动的影响下旋转的第二曲轴。第一活塞在第一上止点位置和第一下止点位置之间往复运动并包括第一活塞顶,且第二活塞在第二上止点位置和第二下止点位置之间往复运动并包括第二活塞顶。第二平移轴相对于第一平移轴以一定夹角倾斜。所述夹角有一个顶点,其离第一和第二上止点位置比离第一和第二下止点位置更近。发动机内的燃烧室至少部分地通过第一活塞顶和第二活塞顶界定。第一曲轴被布置为离第一下止点位置比离第一上止点位置更近,且第二曲轴被布置为离第二下止点位置比离第二上止点位置更近。一个相关的方面,方法包括使第一活塞沿着对置活塞内燃机的发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴在第一上止点位置和第一下止点位置之间作往复运动、使第二活塞沿着发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴在第二上止点位置和第二下止点位置之间作往复运动、使第一曲轴在第一活塞往复运动的影响下旋转、和使第二曲轴在第二活塞往复运动的影响下旋转。第一活塞包括第一活塞顶,且第二活塞包括第二活塞顶。第二平移轴相对于第一平移轴以一定夹角倾斜。所述夹角有一个顶点,其离第一和第二上止点位置比离第一和第二下止点位置更近。对置活塞内燃机内的燃烧室至少部分地通过第一活塞顶和第二活塞顶界定。第一曲轴被布置为离第一下止点位置比离第一上止点位置更近,且第二曲轴被布置为离第二下止点位置比离第二上止点位置更近。在本主题的一些变化中,可以以任何可行组合选择性包括以下一个或多个特征。发动机缸体可以选择性包括:第一和第二发动机缸体部分,其分别至少部分地界定第一和第二气缸孔;连接件,其被布置靠近夹角顶点。第一和第二发动机缸体部分可以选择性连接至连接件,其也可以至少部分地界定燃烧室。连接件内可以选择性布置点火元件,以为在燃烧室内形成并通过第一活塞和第二活塞各自朝向第一和第二上止点位置的往复运动而压缩的燃烧混合气提供点火源。夹角的顶点可以选择性布置在包括第一和第二曲轴的平面上。第一套筒式气门可以选择性与第一活塞相关联,以控制进气口的打开和关闭,从而允许将燃料和空气的至少一种输送至燃烧室。第一套筒式气门可以选择性至少部分地环绕第一气缸孔内的第一活塞并至少沿平行于第一平移轴的方向运动,以使得在第一关闭位置第一套筒式气门急于接触第一气门座。第二套筒式气门可以选择性与第二活塞相关联,以控制排气口的打开和关闭,从而允许将燃烧气体从燃烧室驱除。第二套筒式气门可以选择性至少部分地环绕第二气缸孔内的第二活塞并至少沿平行于第二平移轴的方向运动,以使得在第二关闭位置第二套筒式气门急于接触第二气门座。第一活塞顶和第二活塞顶的至少一个可以选择性包括成形区,所述成形区可以选择性包括朝向燃烧室的凹面。成形区的凹面也可以选择性至少部分地朝向夹角的顶点。夹角可以选择性大于0°并小于180°、选择性处于约130°至170°范围内或选择性为包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对置活塞内燃机,其包括:第一活塞,其沿发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴往复运动,所述第一活塞在第一上止点位置和第一下止点位置之间往复运动,所述第一活塞包括第一活塞顶;第一曲轴,其被配置以在所述第一活塞的所述往复运动的影响下旋转,所述第一曲轴被布置为离所述第一下止点位置比离所述第一上止点位置更近;第二活塞,其沿所述发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴往复运动,所述第二活塞在第二上止点位置和第二下止点位置之间往复运动,所述第二平移轴相对于所述第一平移轴以一定夹角倾斜,所述夹角具有离所述第一上止点位置和所述第二上止点位置比离所述第一下止点位置和所述第二下止点位置更近的顶点,所述第二活塞包括第二活塞顶,所述第二活塞顶和所述第一活塞顶至少部分界定所述对置活塞内燃机内的燃烧室;和第二曲轴,其被配置以在所述第二活塞的所述往复运动的影响下旋转,所述第二曲轴被布置为离所述第二下止点位置比离所述第二上止点位置更近。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.15 IN 1296/CHE/2011;2011.09.19 US 61/536,1.一种对置活塞内燃机,其包括: 第一活塞,其沿发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴往复运动,所述第一活塞在第一上止点位置和第一下止点位置之间往复运动,所述第一活塞包括第一活塞顶; 第一曲轴,其被配置以在所述第一活塞的所述往复运动的影响下旋转,所述第一曲轴被布置为离所述第一下止点位置比离所述第一上止点位置更近; 第二活塞,其沿所述发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴往复运动,所述第二活塞在第二上止点位置和第二下止点位置之间往复运动,所述第二平移轴相对于所述第一平移轴以一定夹角倾斜,所述夹角具有离所述第一上止点位置和所述第二上止点位置比离所述第一下止点位置和所述第二下止点位置更近的顶点,所述第二活塞包括第二活塞顶,所述第二活塞顶和所述第一活塞顶至少部分界定所述对置活塞内燃机内的燃烧室;和 第二曲轴,其被配置以在所述第二活塞的所述往复运动的影响下旋转,所述第二曲轴被布置为离所述第二下止点位置比离所述第二上止点位置更近。2.根据权利要求1所述的对置活塞内燃机,其中所述发动机缸体包括分别至少部分界定所述第一气缸孔和第二气缸孔的第一发动机缸体部分和第二发动机缸体部分,和被布置靠近所述夹角的所述顶点的连接件,所述第一发动机缸体部分和第二发动机缸体部分连接至所述连接件,所述连接件也至少部分界定所述燃烧室。3.根据权利要求2所述的对置活塞内燃机,其进一步包括被布置在所述连接件内以为燃烧室内的燃烧混合气提供点火源的点火元件,所述燃烧混合气通过所述第一活塞和所述第二活塞各自朝向所述第一上止点位置和第二上止点位置的所述往复运动来压缩。4.根据权利要求2所述的对置活塞内燃机,其进一步包括被布置在所述连接件内以向所述燃烧室内提供燃料和预混合燃烧混合气中至少一种的喷射器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的对置活塞内燃机,其中所述夹角的所述顶点被布置在包含所述第一曲轴和第二曲轴的平面之上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的对置活塞内燃机,其进一步包括:与所述第一活塞相关联以控制进气口的打开和关闭从而允许向所述燃烧室输送燃料和空气中至少一种的第一套筒式气门,所述第一套筒式气门至少部分环绕所述第一气缸孔内的所述第一活塞,并被配置以至少沿平行于所述第一平移轴的方向运动以使得在第一关闭位置所述第一套筒式气门被配置以急于接触第一气门座。7.根据权利要求1至6中任一项所述的对置活塞内燃机,其进一步包括:与所述第二活塞相关联以控制排气口的打开和关闭从而允许从所述燃烧室驱除燃烧气的第二套筒式气门,所述第二套筒式气门至少部分环绕所述第二气缸孔内的所述第二活塞,并至少沿平行于所述第二平移轴的方向运动以使得在第二关闭位置所述第二套筒式气门急于接触第二气门座。8.根据权利要求1至7中任一项所述的对置活塞内燃机,其中所述第一活塞顶和所述第二活塞顶中至少一个包括成形区,所述成形区包括朝向所述燃烧室的凹面。9.根据权利要求8所述的对置活塞内燃机,其中所述成形区的所述凹面还至少部分朝向所述夹角的所述顶点。10.根据权利要求1至9中任一项所述的对置活塞内燃机,其中所述夹角大于0°并小于 180° 。11....

【专利技术属性】
技术研发人员:Y·R·巴布S·D·杰克逊T·威尔考克斯J·M·克利维斯C·撒布莱蒙尼姆JV·V·巴布H·V·钱德拉肯特
申请(专利权)人:品纳科动力有限公司TVS汽车有限公司
类型:
国别省市:

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