內(nèi)燃機的制作方法
【專利說明】內(nèi)燃機
[0001]相關(guān)申請案的交叉參考
[0002]本申請案主張2006年4月17日申請的第60/792，995號美國臨時專利申請案和2006年10月20日申請的第60/853，095號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)，以上申請案全部以全文引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃機用于為車輛和其它機器提供動力。典型的往復(fù)式內(nèi)燃機包含主體、活塞、至少一個端口、至少一個閥、曲柄軸(用作傳動軸)以及連接桿。主體界定氣缸?；钊挥跉飧變?nèi)以使得活塞的表面和氣缸壁界定一內(nèi)部體積。端口位于主體中，且允許空氣和燃料進入并允許廢氣離開所述內(nèi)部體積。閥可在端口打開的第一位置與閥關(guān)閉端口的第二位置之間移動。曲柄軸具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到主體的軸承區(qū)段以及偏置曲拐區(qū)段。連接桿連接在活塞與曲柄軸的偏置曲拐區(qū)段之間，使得活塞的往復(fù)移動引起曲柄軸的偏置曲拐區(qū)段圍繞曲柄軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
[0005]上述種類的往復(fù)式發(fā)動機通常具有氣缸蓋，其與活塞的表面和氣缸壁一起界定內(nèi)部體積。熱量傳遞到氣缸蓋并傳導(dǎo)通過氣缸蓋，從而導(dǎo)致從內(nèi)部體積的能量損失以及效率降低。增加效率的一種方法是減小活塞的表面面積并增加活塞的沖程(偏置曲拐區(qū)段遵循的圓的直徑)。大的沖程導(dǎo)致在發(fā)動機的活塞和其它組件上產(chǎn)生的大的力，使得發(fā)動機僅可以每分鐘較少的轉(zhuǎn)數(shù)運行，相應(yīng)地功率減少。常規(guī)內(nèi)燃機中的部分功率操作也比全功率操作低效，因為內(nèi)部體積中的氣體在部分功率操作期間不會完全膨脹和冷卻，導(dǎo)致當氣體排出時氣體具有相對高的溫度。廢氣中的熱量是導(dǎo)致效率降低的能量損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機，其包含:主體，其界定彼此連通的第一和第二氣缸；第一和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；第一和第二傳動軸，其每一者具有經(jīng)安裝以用于在穿過所述主體的相應(yīng)傳動軸軸線上旋轉(zhuǎn)的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的偏置曲拐區(qū)段相連接且所述第二活塞和所述第二傳動軸的偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述第一和第二活塞的往復(fù)移動在最小與最大大小之間增加和減小所述內(nèi)部體積的大小，并引起所述第一和第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)部體積的最小大小可在用于較大功率傳遞的較大大小與用于較小功率傳遞的較小大小之間調(diào)節(jié)；以及至少一個閥，其安裝到所述主體以分別打開和關(guān)閉所述端口并分別允許和限制至少空氣流入所述內(nèi)部體積，所述閥可操作以允許在所述活塞的一個循環(huán)的所述較大功率傳遞期間增多量的空氣進入所述內(nèi)部體積，且在所述活塞的一個循環(huán)的所述較小功率傳遞期間減少量的空氣進入所述內(nèi)部體積。
[0007]所述內(nèi)燃機可進一步包括燃燒室大小改變機構(gòu)，其調(diào)節(jié)所述第二傳動軸的所述軸承區(qū)段相對于所述主體的位置。
[0008]所述燃燒室大小改變機構(gòu)可使所述傳動軸的旋轉(zhuǎn)相對于彼此同步。
[0009]所述燃燒室大小改變機構(gòu)可包含第一、第二、第三和第四齒輪的齒輪系，所述第一和第四齒輪分別安裝到所述第一和第二傳動軸，使得所述第一和第四齒輪與所述第一和第二傳動軸一起分別圍繞所述第一和第二傳動軸軸線旋轉(zhuǎn)，且燃燒室大小改變架連接到所述第二傳動軸，所述架可移動以使所述第二傳動軸軸線圍繞所述第三齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
[0010]所述內(nèi)燃機可進一步包括閥控制系統(tǒng)，所述閥控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)進入所述內(nèi)部體積的空氣量，針對所述較大功率傳遞提供較多空氣，且針對所述較小功率傳遞提供較少空氣，所述閥控制系統(tǒng)還在所述較大功率傳遞與所述較小功率傳遞之間使傳遞到所述內(nèi)部體積的空氣的相相對于所述第一傳動軸的相位而轉(zhuǎn)變。
[0011]所述閥控制系統(tǒng)可包含:支撐結(jié)構(gòu)；架，其經(jīng)安裝以用于向所述支撐結(jié)構(gòu)移動；凸輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述架且具有外凸輪表面；第一從動件，其由所述支撐結(jié)構(gòu)固定，所述第一從動件具有抵靠所述凸輪表面的端表面，使得所述凸輪的旋轉(zhuǎn)引起所述第一從動件的平移，所述第一從動件具有側(cè)凸輪表面；以及第二從動件，其具有抵靠所述側(cè)凸輪表面的從動表面，使得所述第一從動件的平移引起所述第二從動件的移動。
[0012]所述內(nèi)燃機可進一步包括套筒閥，所述套筒閥至少部分圍繞所述第一活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒閥關(guān)閉所述端口的第二位置之間移動。
[0013]所述套筒閥可在所述端口打開的所述第一位置與所述套筒閥關(guān)閉所述端口的所述第二位置之間在主要線性的往復(fù)路徑中移動。
[0014]所述端口可具有帶有座的嘴，且所述套筒閥具有相對于所述套筒閥行進的方向成不為零度的角度的表面，所述端表面與所述座嚙合以關(guān)閉所述端口。
[0015]所述內(nèi)燃機可進一步包括閥冷卻件，所述閥冷卻件連同所述套筒閥的外表面一起界定閥冷卻通路，閥冷卻流體可通過所述閥冷卻通路以冷卻所述套筒閥。
[0016]本發(fā)明還提供一種內(nèi)燃機，其包含:主體，其界定彼此連通的第一和第二氣缸；第一和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少第一和第二端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；第一和第二套筒閥，其分別至少部分圍繞所述第一和第二活塞，所述第一套筒閥可在所述第一端口打開的第一位置與所述第一套筒閥關(guān)閉所述第一端口的第二位置之間移動，且所述第二套筒閥可在所述第二端口打開的第一位置與所述第二套筒閥關(guān)閉所述第二端口的第二位置之間移動；以及第一和第二傳動軸，其每一者具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的所述軸承區(qū)段相連接以使得所述第一活塞的往復(fù)移動引起所述第一傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞第一傳動軸軸線的移動，且所述第二活塞和所述第二傳動軸的所述軸承區(qū)段相連接以使得所述第二活塞的往復(fù)移動引起所述第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞第二傳動軸軸線的移動。
[0017]本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含:主體，其界定第一和第二氣缸；第一和第二活塞，其分別在所述第一和第二氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；以及第一和第二傳動軸，其每一者具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段且每一者具有偏置曲拐區(qū)段，所述第一活塞和所述第一傳動軸的偏置曲拐區(qū)段相連接且所述第二活塞和所述第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述第一和第二活塞的往復(fù)移動引起所述第一和第二傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段分別圍繞所述第一和第二軸承區(qū)段的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)，可調(diào)節(jié)所述傳動軸軸線之間的距離以調(diào)節(jié)所述內(nèi)部體積的最小大小。
[0018]本發(fā)明進一步提供一種閥控制系統(tǒng)，其包含:支撐結(jié)構(gòu)；閥控制架，其經(jīng)安裝以用于向所述支撐結(jié)構(gòu)移動；凸輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述架且具有外凸輪表面；第一從動件，其由所述支撐結(jié)構(gòu)固定，所述第一從動件具有抵靠所述凸輪表面的端表面，使得所述凸輪的旋轉(zhuǎn)引起所述第一從動件的平移，所述第一從動件具有側(cè)凸輪表面；以及第二從動件，其具有抵靠所述側(cè)凸輪表面的從動表面，使得所述第一從動件的平移引起所述第二從動件的移動。
[0019]本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含:主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；套筒閥，其至少部分圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒閥關(guān)閉所述端口的第二位置之間在主要線性的往復(fù)路徑中移動；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復(fù)移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的曲柄軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
[0020]本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含:主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積；套筒閥，其至少部分圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒閥關(guān)閉所述端口的第二位置之間移動；油路界定件，其鄰近于所述套筒閥，所述油路界定件和所述套筒閥的表面界定油通路；油入口端口，其穿過所述主體進入所述通路；油出口端口，其從所述油通路穿過所述主體；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復(fù)移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞所述傳動軸的傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
[0021]本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含:主體，其界定氣缸；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個端口，其用以允許空氣和燃料進入所述內(nèi)部體積以及廢氣排出所述內(nèi)部體積，所述端口具有帶有座的嘴；套筒閥，其至少部分圍繞所述活塞且可在所述端口打開的第一位置與所述套筒閥關(guān)閉所述端口的第二位置之間移動，所述套筒閥具有相對于所述套筒閥行進的方向成不為零度的角度的端表面，所述端表面與所述座嚙合以關(guān)閉所述端口 ；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復(fù)移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
[0022]本發(fā)明進一步提供一種內(nèi)燃機，其包含:界定氣缸、燃料供應(yīng)腔，以及將所述燃料供應(yīng)腔連接到所述氣缸的燃料出口端口的主體；活塞，其在所述氣缸中，所述活塞的表面和所述氣缸的壁界定內(nèi)部體積；在所述主體中的至少一個空氣入口端口，其用以允許空氣進入所述內(nèi)部體積；閥，其可在所述空氣入口端口與燃料出口端口打開的第一位置與所述閥關(guān)閉所述空氣入口端口和燃料出口端口的第二位置之間移動；以及傳動軸，其具有可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述主體的軸承區(qū)段和偏置曲拐區(qū)段，所述活塞和所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段相連接，使得所述活塞的往復(fù)移動引起所述傳動軸的所述偏置曲拐區(qū)段圍繞傳動軸軸線的旋轉(zhuǎn)。
[0023]本