活塞布置和内燃机的制作方法
活塞布置和内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种活塞布置、包括该活塞布置的活塞系统、以及包括该活塞布置的内燃机。
【背景技术】
[0002]常规曲轴和连杆布置通常用于将活塞的直线运动转换为输出轴的旋转运动，反之亦然。在这些活塞布置中，活塞头以扭曲的简谐运动在气缸内往复运动，该扭曲是因具有角位移的连杆的有效变长和缩短而产生的。因为活塞头仅仅能够以扭曲的简谐运动移动，所以这些活塞布置的性能和应用是有限的。本发明涉及一种克服了标准曲轴和连杆型活塞布置的限制的活塞布置以及其在内燃机和其他系统中的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的第一方面提供了一种活塞布置，该活塞布置包括气缸、可在该气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及具有路径的轨道;其中，连杆具有联接至活塞头的第一端和联接至轨道的第二端；其中，轨道适合于相对于气缸移动，并且轨道被形成为，在轨道相对于气缸移动时，使活塞头依照轨道的路径沿活塞轴线以往复运动的方式移动;其中，轨道的路径被形成为，活塞头位移关于轨道相对于气缸的位移是非简谐的。
[0004]连杆定义为伸长构件，该伸长构件联接至活塞并且适合于驱动活塞并且/或由活塞驱动作为用于活塞的动力输送机构的部分。轨道定义为组件或者系统，该组件或者系统提供了具有特殊形状的路径，该路径适合于依照路径的形状来引导或者约束一个或者多个其他组件或者系统运动。
[0005]非简谐运动定义为根据数学正弦波不完全是简谐的运动，例如，如果针对轨道相对于气缸的位移对活塞头位移进行了计划，那么其位移关系不会遵循完全正弦波。根据其中提供了轨道的形式，轨道相对于气缸的位移可以是角位移或者直线位移，这在以下概要和描述中将变得显而易见。
[0006]因为活塞头不会关于相对于气缸的轨道的运动以简谐运动的方式移动，所以如果轨道曾以恒定速度相对于气缸移动，那么活塞头不会遵循简谐运动。应该注意，本发明不需要轨道在活塞布置的正常使用中以恒定速度相对于气缸实际移动。
[0007]活塞头相对于轨道位置的位移轮廓可能与简谐运动大体上不同。例如，当活塞头以往复运动的方式移动时，相比其运动周期的至少一部分，其位移相对于轨道位移偏离完全数学简谐运动至少1 %或者至少2%或者至少3%或者至少5%或者至少10%或者15%或者至少20%或者至少25%。可替代地，轨道的路径被形成为，活塞头的位移轮廓与简谐运动更显著不同。例如，活塞头位移轮廓可以包括以下中的至少一个:a)多个不同的上止点位置和/或下止点位置;b)降低的活塞头速度的中间冲程周期；c)处于或者接近上止点位置和/或下止点位置处的增加的停留时间；以及d)比活塞冲程的上半部分相对更快或者更低的平均速度，如下面所述。因此，活塞并不限于简谐运动或者扭曲的简谐运动(因为是具有常规曲轴和连杆型活塞布置的情况)，并且因此，可以按照需要调整位移和加速度并且针对活塞配置的具体应用来优化该位移和加速度。
[0008]例如，活塞布置可以用于内燃机或者栗，或者用于其他任何系统，在该其他任何系统中，将活塞的往复直线运动转换为另一组件的旋转运动或者往复运动，反之亦然。
[0009]轨道可以具有并非是正弦的路径形状。轨道大体上可以具有生成期望活塞位移和加速度轮廓所需的任何路径形状。路径可以是大体上非正弦的。路径还可以是弯曲的(除了具有生成期望活塞头位移轮廓的特殊形状的路径之外)，但是，例如，如果轨道是作为大体上圆形的连续环而提供的，那么轨道中的曲率并不会对路径的形状产生影响。
[0010]轨道可以具有第一局部最小值和与该第一局部最小值不同的第二局部最小值，从而在活塞头沿活塞轴线以往复运动的方式移动时，使该活塞头通过与轨道的第一局部最小值对应的第一下止点位置，并且随后通过与轨道的第二局部最小值对应的第二下止点位置，其中，当活塞在第二下止点位置中时到当活塞在所述第一下止点位置中时，活塞相对于气缸处于不同的位移处。可替代地，或者除此之外，轨道可以包括与两个不同的上止点位置对应的两个不同的局部极大值。轨道大体上可以包括任何数量的局部极大值，该任何数量的局部极大值与任何数量的相同的相应上止点位置或者任何数量的不同的活塞位移对应。轨道还可以包括任何数量的局部极小值，该任何数量的局部极小值与任何数量的相同的相应下止点位置或者任何数量的不同的活塞位移对应。因此，活塞头可以运转一个循环，该循环包括针对不同阶段的操作循环的不同的冲程长度，例如，在内燃机的情况下由短蒸汽动力冲程跟随的长燃烧动力冲程。
[0011]轨道可以包括在轨道的局部最小值与轨道的相邻的局部最大值之间位置处的至少一部分既约梯度，从而当活塞头在与局部最小值对应的下止点位置和与局部最大值对应的上止点位置之间移动时，使该活塞头经历至少一个速度降低的周期。速度降低的周期可以包括在相对较高的活塞速度的周期之间的活塞速度降低的延长周期，并且按照需要可以在活塞冲程期间的任何点处发生，例如，接近下止点位置、接近上止点位置或者在任何位置之间。活塞速度降低的周期可以包括活塞头大体上静止的周期。轨道在梯度减小的部分的任何一侧的梯度比在梯度减小的部分处的梯度大。
[0012]轨道可以包括处于或者接近轨道的局部最大值或者局部最小值的低梯度或者零梯度的延长部分，从而当活塞头移动通过与局部最大值对应的上止点位置或者通过与局部最小值对应的下止点位置时，使该活塞头经历相当长的停留时间周期。停留时间周期可以显著大于通过使用曲轴和连杆机构在气缸内运转的活塞所经历的停留时间周期。例如，增加的停留时间可以用于提高将流体输送到气缸中或者输送到气缸外的效率。
[0013]在以简谐运动运转(忽略连杆角的扭曲效果)的常规曲轴和连杆布置中，当活塞远离上止点位置朝下一个下止点位置(或者远离下止点位置朝下一个上止点位置)移动时，该活塞移动通过其在曲轴旋转约18度之后的冲程位移的第一个2.5%，相当于上止点位置与下一个下止点位置之间所需要的曲轴旋转的约10%。相似地，活塞移动通过其在曲轴旋转约26度之后的冲程位移的第一个5%，相当于TDC(上止点位置)与BDC(下止点位置)之间的曲轴旋转的约14%，并且通过其在曲轴旋转约37度之后的冲程位移的第一个10%，相当于TDC与BDC之间的曲轴旋转的约20 %。
[0014]相比之下，如果本发明的轨道包括处于或者接近局部最大值(或者局部最小值)的低梯度或者零梯度的延长部分，那么该轨道可以将活塞头保持在其远离相应上止点位置(或者下止点位置)的位移的第一个2.5%之内，直到从局部最大值朝下一个局部最小值(或者从局部最小值朝下一个局部最大值)的相对轨道运动的至少15%或者至少20%或者至少25%或者至少30%。相似地，轨道可以将活塞头保持在其冲程位移的第一个5 %之内，直到相对轨道运动的至少20%或者至少25%或者至少30%或者至少35%，并且轨道可以将活塞头保持在其冲程位移的第一个10%之内，直到相对轨道运动的至少25%或者至少30%或者至少35%或者至少40 %。
[0015]轨道可以包括局部最大值、相邻的局部最小值、以及在与轨道和气缸的相对运动对齐的方向上处于在局部最大值与相邻的局部最小值中间的位置处的中间点。如果轨道是大体上圆形的连续环的形式，那么中间点可以处于局部最大值与相邻的局部最小值之间的角中点处。轨道在其从局部最大值延伸到中间点的长度的第一部分上可能具有比在其从中间点延伸到局部最小值的长度的第二部分上更陡峭的平均梯度。因此，活塞头可以具有与局部最大值对应的上止点位置、与局部最小值对应的下止点位置、以及与局部最大值与相邻的局部最小值之间的中间点对应的第一中间位置，其中，与上止点位置相比，第一中间位置更靠近下止点位置。例如，当活塞头在第一中间位置中时，该活塞头可以在从上止点位置到下止点位置的路的至少52.5%或者至少55%或者至少57.5%或者至少60%或者至少65%或者至少70%或者至少75%处。可替代地，轨道在中间点与局部最小值之间可能具有比在上止点位置与中间点之间更陡峭的平均梯度。因此，活塞速度和加速度可以按照需要在冲程内变化。例如，当应用于内燃机时，活塞速度在动力冲程的上半部分上可能比在动力冲程的第二部分中大，从而更加有效地提取功和降低活塞温度。
[0016]可替代地，轨道可能具有在具有低梯度或者零梯度中间点的轨道中的一部分的端部与相邻的局部最小值之间的更陡峭或者有点陡峭的平均梯度，或者在具有低梯度或者零梯度中间点的轨道中的一部分的端部与相邻的局部最大值之间的更陡峭或者有点陡峭的平均梯度。
[0017]轨道可以形成闭环并且提供在旋转体上。可替代地，轨道可以形成弧并且提供在往复式旋转体上，或者提供在不会旋转的组件上，例如，直线轨道可以提供在直线往复式主体上。
[0018]轨道可以提供在相对于气缸旋转的圆筒或者圆盘上。轨道可以提供在圆筒的内径向表面或者外径向表面上、或者在圆筒的端面上、或者在圆盘的外径向表面上或者在圆盘的端面上。轨道的形状可以改变，从而使连杆在与其上提供有轨道的表面大体上垂直的方向上移动，或者可替代地，在与其上提供有轨道的表面大体上平行的方向上移动。可替代地，轨道可以是固定的，并且气缸可以相对于圆盘或圆筒旋转。
[0019]轨道可以凹进和/或突出于圆筒或者圆盘的表面。轨道可以一体成型作为圆筒或者圆盘的部分，或者轨道的至少一部分可以附接至圆筒或者圆盘作为一个或者多个单独轨道组件。
[0020]连杆可以具有一个或者多个从动件，该一个或者多个从动件啮合轨道以控制连杆的位移。例如，从动件可以包括轴承、辊子、凸起等。从动件仅仅可以位于连杆的一侧，但是优选地，至少两个从动件位于连杆的相对侧。
[0021]连杆可以具有至少两个从动件，该至少两个从动件在与气缸轴线平行的方向上彼此间隔开。从动件可以位于轨道的突出部分的交替侧，从而使轨道的交替部分在从动件之间延伸。可替代地，从动件都可以位于轨道的基部与轨道的突出部分之间。
[0022]连杆可以具有至少两个从动件，该至少两个从动件通过枢轴安装至连杆的转向架安装至连杆。从动件可以是与转向架一体成型的圆凸，或者可替代地，经由整体心轴或者分开的传动轴附接至转向架的轮或者辊子。连杆可以经由用于将一个或者多个从动件安装至转向架的心轴或者轴安装至转向架，或者可替代地，在另一位置。
[0023]轨道可以包括:第一表面，该第一表面啮合一个或者多个从动件以使活塞头沿活塞轴线在第一方向上移动；以及与第一表面相对的第二表面，该第二表面嗤合一个或者多个从动件以使活塞头沿气缸轴线在与第一方向相反的第二方向上移动。第一表面可以是轨道的基部，并且第二表面可以是相对的壁。因此，可以通过活塞头沿活塞轴线在任一方向上移动来在第一方向上驱动轨道，并且当轨道在第一方向上移动时，可以使活塞沿活塞轴线在任一方向上移动。一个或者多个从动件可以提供为啮合第一表面，但是不啮合第二表面，并且一个或者多个从动件可以提供为啮合第二表面，但是不啮合第一表面。根据在每个方向上的载重要求，提供为啮合第一表面和第二表面的从动件的大小、形状或者规格可以是不同的。
[0024]连杆可以在没有相对于活塞头旋转的情况下被约束为大体上在气缸轴线的方向上移动。可以对连杆进行约束，从而使其无法相对于活塞头旋转大于0.5度、或者大于1度、或者大于2度、或者大于3度、或者大于5度的角度。例如，连杆运动可 以受套筒的约束，该连杆在该套筒内滑动。可替代地，连杆可以受辊、轴承或者保持表面的约束，或者可以安装至一个或者多个摆臂。连杆可以枢轴安装至活塞头以允许小的旋转运动度。可替代地，连杆可以与活塞头一体成型，或者另外，刚性附接至活塞头。
[0025]连杆可以具有固定的、不能扩展的长度。可替代地，连杆可以具有可变长度。可以调整可变长度连杆以使活塞头的位移轮廓移位。如果连杆的长度增加(或者减小)，那么上止点位置和下止点位置的高度将相应地增加(或者减小)。因此，可以通过调整连杆长度，针对不同的操作条件来优化位移轮廓。只有当没有使用活塞布置时，连杆才可能适合于调整。可替代地，当活塞头移动的同时，连杆可能适合于在使用中调整。
[0026]连杆可以包括彼此螺纹连接的至少两个段，该段中的至少一个段可相对于另一段旋转以增加或者减小连杆的总体长度。例如，可变长度连杆可以包括经由一个或者多个从动件和/或转向架联接至轨道的轨道从动段以及，例如，经由活塞销联接至活塞头的活塞安装段。活塞安装段可以与轨道从动段螺纹连接，并且可以适合于在轨道从动段保持旋转固定时旋转以改变连杆的长度。可替代地，可变长度连杆可以进一步包括将活塞安装段连接至轨道从动段的中间段，该中间段既与活塞安装段螺纹连接，也与轨道从动段螺纹连接，该中间段适合于在活塞安装段和轨道从动段保持旋转固定时旋转。
[0027]每个活塞安装段、中间段和轨道从动段可以提供由一个或者多个位置控制部件所容纳的突起和/或凹槽，该一个或者多个位置控制部件可以用于引起或者阻止旋转运动。具有延伸档板的活塞头可以包括由一个或者多个位置控制部件所容纳的一个或者多个突起或者凹槽，而不是活塞安装段上的突起和/或凹槽或者除了活塞安装段上的突起和/或凹槽之外。可以通过使活塞控制部件在连杆的纵轴线周围旋转来驱动位置控制部件以使连杆的段旋转，从而改变连杆长度。一个或者多个位置控制部件可以由用于将连杆约束为大体上在气缸轴线的方向上移动的装置提供。
[0028]活塞系统可以包括至少两个根据本发明的第一方面的活塞布置。多个活塞布置的相应连杆可以联接至共用轨道。任何数量的活塞布置可以按照需要连接至共用轨道并且沿该共用轨道间隔开。可替代地，活塞系统可以包括两个根据本发明的第一方面的活塞布置，该两个活塞布置操作共用气缸内的相对的活塞，其中，相应轨道是固定的或者可相对于彼此移动。可替代地，活塞系统可以包括:根据本发明的第一方面的第一活塞布置，第一活塞布置的气缸具有与活塞头相对的固定头壁；以及根据本发明的第一方面的第二活塞布置，第二活塞布置的气缸具有在第一活塞布置的固定头壁中的开口。
[0029]活塞系统可以包括根据本发明的第一方面的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，第一活塞布置和第二活塞布置的连杆分别联接至单独的第一轨道和第二轨道，该单独的第一轨道和第二轨道可相对于彼此移动以改变第一活塞布置和第二活塞布置的各自的活塞头的相对定时。
[0030]内燃机可以包括根据本发明的第一方面的活塞布置。
[0031]本发明的第二方面提供了一种活塞布置，该活塞布置包括气缸、可在该气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及轨道;其中，连杆具有联接至活塞头的第一端和联接至轨道的第二端;其中，轨道适合于相对于气缸移动，并且轨道被形成为，在轨道相对于活塞移动时，活塞头依照轨道的形状沿轴线以往复运动的方式移动;其中，连杆具有至少两个从动件，该至少两个从动件啮合轨道以控制连杆的位移，并且经由枢轴安装至连杆的转向架安装至连杆。
[0032]本发明的第三方面提供了一种内燃机，该内燃机包括根据本发明的第一方面的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，第一活塞布置和第二活塞布置分部包括可在共用气缸中移动的第一活塞头和第二活塞头，其中，第一活塞头和第二活塞头彼此相对，从而在第一活塞头与第二活塞头之间形成腔室。
[0033]第一活塞布置的轨道可以提供在第一旋转圆盘或者圆筒上，并且第二活塞布置的轨道可以提供在第二旋转圆盘或者圆筒上。共用气缸可以位于第一旋转圆盘或者圆筒与第二旋转圆盘或者圆筒之间。优选地，共用气缸位于沿共用旋转轴线间隔开的第一圆盘和第二圆盘之间。可替代地，共用气缸可以位于内轴或者圆筒与中空外圆筒之间，该内轴或者圆筒提供第一活塞布置和第二活塞布置中的一个布置的轨道，该中空外圆筒与内轴或者圆筒同轴设置并且提供第一活塞布置和第二活塞布置中的另一布置的轨道。内圆筒可以是中空的，并且其他内燃机组件可以包裹在中空内圆筒内。
[0034]在根据本发明的第三方面的第一布置中，共用气缸包括进气口、排气口和火花塞或者燃料喷射器。进气口和排气口可以沿共用气缸的纵轴线彼此间隔开，并且火花塞或者燃料喷射器可以位于进气口与排气口之间的中间位置。
[0035]第一布置的内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在该进气阶段中，第一活塞头和第二活塞头位于进气口的任何一侧，并且第二活塞头在与共用气缸轴线平行的第一方向上远离第一活塞头移动，从而使腔室的体积增加并且使充量吸入腔室;然后b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞头在第一方向上朝第二活塞头移动，从而使腔室的体积减小并且压缩充量;然后c)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧并且第二活塞头在第一方向上远离第一活塞头移动并且提取功;然后d)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞头和第二活塞头位于排气口的任何一侧，并且第一活塞头在第一方向上朝第二活塞头移动，从而使腔室的体积减小，并且使燃烧过的充量经由排气口从腔室排出；然后e)回收阶段，在该回收阶段中，在为以下循环的进气阶段做准备时，第一活塞头和第二活塞头都在与第一方向平行并且相对的第二方向上背对进气口移动。
[0036]操作循环可以进一步包括蒸汽阶段，在该蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入腔室中，并且通过第一活塞头和/或第二活塞头来提取功。蒸汽相可以在动力阶段期间和/或在排气阶段与回收阶段之间发生。
[0037]在根据本发明的第三方面的第二布置中，共用气缸包括沿共用气缸的纵轴线处于大体上相似的位置的进气口和排气口。进气口和排气口可以在共用气缸的相对侧间隔开，但是沿气缸轴线处于相似的高度。可替代地，进气口和排气口可以包括单个的组合进气和排气口，该单个的组合进气和排气口由关于本发明的第八方面所描述的阀操作。
[0038]第二布置的内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在该进气阶段中，共用气缸的气缸筒中的进气阀打开，并且第一活塞头在第一方向上远离第二活塞头移动，并且第二活塞头在第二方向上远离第一活塞头移动，从而使充量吸入形成在第一活塞与第二活塞之间的腔室中；b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞头在第二方向上朝第二活塞头移动并且第二活塞头在第一方向上朝第一活塞头移动，从而压缩充量;c)动力阶段，在该动力阶段中，第一活塞头在第一方向上远离第二活塞头移动并且第二活塞头在第二方向上远离第一活塞头移动，从而提取功；以及d)排气阶段，在该排气阶段中，共用气缸的气缸筒中的排气阀打开，并且第一活塞头在第二方向上朝第二活塞头移动，并且第二活塞头在第一方向上朝第一活塞头移动，从而使燃烧过的充量从腔室排出。可以通过火花点火、压缩点火或者均质充量压缩点火来发起燃烧。蒸汽阶段要么可以包括在动力相期间，要么可以包括在排气阶段之后的单独蒸汽动力冲程中。
[0039]本发明的第三方面的内燃机可以包括压缩气缸，该压缩气缸通过输送阀而不是上面所叙述的进气口连接至共用气缸。压缩气缸可以适合于压缩充量并且向共用气缸提供该充量。压缩气缸可以由根据本发明的第一方面的活塞布置操作。可替代地，压缩气缸活塞可以由曲轴和连杆布置或者由凸轮和从动件布置以及其他任何已知的活塞驱动机构操作。
[0040]当内燃机包括压缩气缸时，该内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在该充量阶段中，输送阀打开，并且操作压缩气缸来将加压充量输送至共用气缸中的腔室中，该共用气缸形成在第一活塞头与第二活塞头之间；b)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧，并且第一活塞头在第一方向上远离第二活塞头移动并且提取功，并且第二活塞头在第二方向上远离第一活塞头移动并且提取功；以及c)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞头在第二方向上朝第二活塞头移动并且第二活塞头在第一方向上朝第一活塞头移动，从而使烧过的充量经由形成在共用气缸的气缸筒中的排气阀排出。充量可以包括空气(如果内燃机通过燃料喷射来操作)或者燃料/空气混合物。可以通过位于共用气缸的气缸筒中的火花塞，或者可替代地，通过压缩来使压缩后的充量点火。压缩点火可以通过第一活塞头朝第二活塞头移动和/或第二活塞头朝第一活塞头移动来实现，其中，输送阀关闭。输送阀可以是三位阀，该三位阀具有:闭合位置，在该闭合位置中，阀门是密封的，从而大体上没有流体可以经由输送阀移进或者移出共用气缸;进气位置，在该进气位置中，充量可以从压缩气缸输送到共用气缸中；以及排气位置，在该排气位置中，燃烧过的充量可以从共用缸输送到排气管道。
[0041]本发明的第四方面提供了一种内燃机，该内燃机包括由根据本发明的第一方面的第一活塞布置操作的燃烧气缸以及由根据本发明的第一方面的第二活塞布置操作的压缩气缸，其中，压缩气缸适合于容纳充量、压缩所述充量、并且将压缩后的充量输送至燃烧气缸。
[0042]压缩气缸可以通过输送阀连接至燃烧气缸，该输送阀可以选择性地打开，从而启用和关闭经由输送阀的从压缩气缸到燃烧气缸中的流体流，因而不会启用通过输送阀的流体流。输送阀可以经由气缸筒或者头部的端口连接至燃烧气缸。输送阀可以是上面所描述的三位阀，该三位阀还适合于作为排气阀运行。输送阀可以包括滑动或者旋转阀构件或者蝶形阀。涡流引入装置可以包括在输送阀中或者包括在输送阀与燃烧气缸之间。
[0043]根据本发明的第四方面的内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在该充量阶段中，输送阀打开，并且当第一活塞布置的活塞头处于或者接近上止点位置时，操作压缩气缸来将加压充量输送到燃烧气缸中；b)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧，并且第一活塞布置的活塞头朝下止点位置移动并且提取功；以及c)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞布置的活塞头朝上止点位置移动，从而使烧过的充量经由排气阀从燃烧气缸排出。
[0044]操作循环可以进一步包括蒸汽阶段，在该蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入腔室中，并且通过第一活塞头和/或第二活塞头来提取功。蒸汽阶段可以在动力阶段期间和/或在排气阶段和随后的引入阶段之间的附加蒸汽循环阶段期间发生。如果蒸汽相在动力阶段期间发生，那么可以通过从上止点位置到下止点位置的活塞冲程的部分将水和/或蒸汽注入燃烧气缸。如果内燃机适合于通过使用均质充量压燃(HCCI)点火来运转，那么在燃料/空气混合物自动点火之后并且在燃料/空气混合物中的大多数燃料已经燃烧光之后引入水和/或蒸汽。如果蒸汽相在附加蒸汽循环阶段期间发生，那么内燃机在排气期间排出大体上所有燃烧过的充量，并且活塞然后在单独的蒸汽动力阶段中远离上止点位置移动。在蒸汽动力阶段中，将水和/或蒸汽注入燃烧气缸中，并且使其蒸发和膨胀，从而在活塞头上做功并且使内燃机冷却。紧随着蒸汽动力相，活塞头朝上止点移回，从而通过排气阀或者通过单独的蒸汽收集阀来将蒸汽从燃烧气缸中排出。可以收集蒸汽并且使其再循环。蒸汽动力阶段的动力冲程可能比主要动力阶段的动力冲程短。这可以由具有两个不同的局部极小值实现，该两个不同的局部极小值与活塞 头的处于不同位移的下止点位置对应。
[0045]燃烧气缸和压缩气缸可以位于中空外圆筒与内圆筒或者轴之间，其中，外圆筒和内圆筒或者轴适合于相对于燃烧气缸和压缩气缸旋转，其中，第一活塞布置的轨道提供在外圆筒的内表面上。用于驱动进气阀、排气阀和/或输送阀的凸轮表面和/或轨道可以提供在内圆筒或者轴上。优选地，第二活塞布置的轨道也提供在外圆筒的内表面上。气缸可以大体上径向地设置在外圆筒和内圆筒或者轴之间。内圆筒可以是中空的，并且其他内燃机组件可以包裹在中空内圆筒内。
[0046]压缩气缸通过流体连接至燃烧气缸的输送气缸连接至燃烧气缸，其中，输送活塞可在输送气缸的钻孔内以往复运动移动以打开和关闭将压缩活塞连接至输送活塞的输送口，从而控制进入燃烧气缸的压缩后的充量流。输送气缸可以具有在燃烧气缸的头部中打开的气缸筒。可替代地，输送活塞可以端口连接至燃烧气缸，该燃烧气缸在其头部或者气缸筒中具有开口。
[0047]本发明的第五方面提供了一种均质充量压缩点火内燃机，该均质充量压缩点火内燃机包括燃烧气缸、流体连接至该燃烧气缸的压缩点火气缸、以及可在压缩点火气缸内以往复运动的方式移动的压缩点火活塞;其中，压缩点火活塞适合于在操作内燃机期间从与压缩点火气缸的最大体积对应的下止点位置移动到与压缩点火气缸的最小体积对应的上止点位置，以在燃烧气缸内创建压力峰值，从而使燃烧气缸内的燃料/空气混合物能够自动点火。
[0048]压缩点火气缸可以具有在燃烧气缸的头部打开的气缸筒。可替代地，压缩点火气缸可以通过端口流体连接至燃烧气缸，该端口具有在燃烧气缸的气缸筒或者头部的开口。压缩点火活塞可以由根据本发明的第一方面的轨道系统操作，或者可替代地，由凸轮或者从动件布置或者其他任何类型的促动器操作。操作压缩点火活塞的凸轮表面或者轨道可以提供在旋转圆盘或者圆筒上，该旋转圆盘或者圆筒还提供用于驱动其他内燃机组件的一个或者多个其他轨道和/或凸轮表面。操作压缩点火活塞的凸轮表面或者轨道可以相对于圆盘或者圆筒移动，该凸轮表面或者轨道安装在该圆盘或者圆筒上以允许压缩点火活塞的时间相对于燃烧气缸的活塞变化。因此，可以根据操作条件和需求在内燃机操作期间改变自动点火时间。压缩点火气缸布置可以结合本发明的其他方面中的任何方面使用。
[0049]压缩点火活塞可以适合于从其下止点位置移动到其上止点位置，并且在内燃机的每个燃烧循环期间回到其下止点位置至少一次。
[0050]单个的活塞和气缸布置既可以用作输送气缸，又可以用作压缩点火气缸。
[0051]本发明的第六方面提供了一种内燃机，该内燃机包括燃烧室、进气系统、排气系统和三通阀，该进气系统、该排气系统和该三通阀经由端口流体连接至燃烧室并且该三通阀进一步流体连接至进气系统和排气系统，其中，三通阀具有:第一位置，在该第一位置中，大体上阻止流体经由三通阀流入或者流出燃烧气缸;第二位置，在该第二位置中，进气系统流体连接至燃烧室，从而可以经由三通阀，通过端口将充量引入燃烧室；以及第三位置，在该第三位置中，进气排气系统流体连接至燃烧室，从而可以经由所述三通阀，通过所述端口将烧过的充量从燃烧室排出。
[0052]技术人员将明白，本发明的各个方面可以单独使用或者彼此结合使用。在附图中示出了不同实施例的几个示例并且对其进行了详细描述，但是技术人员将明白，还存在其他形式的组合。
【附图说明】
[0053]现在参照附图描述本发明的实施例，其中:
[0054]图1示出了通过根据本发明的第一实施例的内燃机的横截面；
[0055]图2更详细地示出了针对图1的轨道接口的连杆；
[0056]图3a和图3b示出了来自图1所示的内燃机的轨道的图示；
[0057]图4a至图4f示出了图1的内燃机的操作循环的示意图；
[0058]图5a至图5e示出了针对轨道联接布置的交替的连杆；
[0059]图6a至图6c示出了用于本发明的可选实施例的三通阀；
[°06°]图7a和图7b不出了用于本发明的可选实施例的输送活塞布置的不意图；
[0061]图8和图9a至图9f不出了根据本发明的第二实施例的内燃机；
[0062]图10和图11a至图lie示出了根据本发明的第三实施例的内燃机；以及
[0063]图12a和图12b不出了可变长度连杆布置。
【具体实施方式】
[0064]图1示出了通过根据本发明的第一实施例的内燃机而截取的横截面。该内燃机包括:燃烧气缸1，该燃烧气缸1具有在燃烧气缸内往复运动的主活塞2;以及压缩气缸3，该压缩气缸3具有在压缩气缸内往复运动的压缩活塞4。压缩气缸3通过输送管道5流体连接至燃烧气缸1，该输送管道5由输送阀6操作，以打开和关闭输送管道。
[0065]内燃机进一步包括具有HCCI压缩点火活塞的HCCI压缩点火气缸7，该HCCI压缩点火活塞在HCCI压缩点火气缸内往复运动ACCI压缩点火气缸7具有开口端，该开口端在燃烧气缸1的头壁或者上壁中打开。内燃机进一步包括适合于通过头壁将水和/或蒸汽注入燃烧气缸中的水和/或蒸汽注射器装置9、以及在排气阀所操作的燃烧气缸的气缸筒中形成的排气口 10。
[0066]上面提及的组件和系统均位于中心轴11与中空外圆筒12之间。轴11和圆筒12通过连接壁1 la相对于彼此旋转固定，但是适合于绕内燃机的中心轴线13相对于内燃机气缸旋转。内燃机可以包括任何数量的相似的活塞布置，该任何数量的相似的活塞布置径向设置在传动轴11和圆筒之间，并在中心轴线13的周围周向间隔开。为了清楚起见，在附图中仅仅示出了一个布置，并且对其进行了详细的描述。
[0067]主活塞2连接至滑动容纳在固定套筒23中的连杆14，该固定套筒23对连杆进行约束以使其在没有相对于主活塞2显著旋转的情况下，仅仅大体上在与燃烧气缸轴线对齐的方向上移动。如在图2中更加详细地示出的，连杆在其相对端处联接至转向架15，该转向架15支承在其第一侧的作为轮16a、16b的第一对轴承以及支撑在其第二侧的作为轮17a、17b的第二对轴承。上轮16a、17a安装在第一轴18上，并且下轮16b、17b安装在第二轴19上。应该注意，术语“上”和“下”仅仅用于说明，并且轮的实际空间位置将根据内燃机的定向改变。连杆14在第一轴18处连接至转向架15，并且转向架可相对于连杆关于第一轴18的轴线旋转。
[0068]转向架15和其轮16a、16b、17a、17b容纳在轨道20中，该轨道20安装至圆筒12的内表面并且以连续闭合环在圆筒的圆周周围延伸。轨道20包括:支承突出部分21的第一臂，该突出部分21在第一对轮16a、16b之间延伸；以及支撑突出部分22的第二臂，该突出部分22在第二对轮17&、1713之间延伸。突出部分21、22啮合上轮16&、17&，从而使轨道可以在旋转轨道的作用下，在远离轨道延伸的方向上推动活塞，并且活塞可以推动轨道，从而使轨道在朝轨道移动的往复式活塞的作用下旋转。相似地，突出部分21、22啮合下轮16b、17b，从而使轨道可以在旋转轨道的作用下，在朝轨道延伸的方向上拉动活塞，并且活塞可以推动轨道，从而使轨道在远离轨道移动的往复式活塞的作用下旋转。需要上轮传输比下轮更多的负载，并且因此更大更强。
[0069]突出部分在远离圆筒12的内表面延伸的方向上具有高度H，该高度Η在轨道的圆周周围变化，从而在圆筒旋转以使轨道相对于燃烧气缸1移动时，使主活塞2依照轨道的可变高度Η沿其轴线在燃烧气缸内以往复运动的方式移动。轨道20的高度Η具有相对于圆筒12的旋转角度的非正弦形状，如此，主活塞2不会遵循相对于轨道的旋转角度的简谐运动。
[0070]在图3a和图3b中示出了轨道的大概路径。已经使轨道的大小增大并且已经在这些图中省略了其他组件以更加清楚地图示了与不同的内燃机周期阶段相对应的轨道的路径的高度的变化。实际轨道在其最内点的内侧留出了足够的空间以允许将图1所示的活塞布置中的一个或者多个径向设置在轨道的边界内。图3a示出了轨道20的形状，如同在从与内燃机轴线13对齐的方向上看时出现的那样，并且图3b示出了如果轨道从其曲线形状解开，那么轨道的形状将如何出现以更加清楚地图示轨道路径。基于下面描述的内燃机操作循环，轨道被形成的原因将变得显而易见。图3a所示的轨道具有连续路径形状，该连续路径形状与针对轨道的每一整转的单个内燃机循环对应。在其他实施例中，轨道可以具有与针对轨道的每一转的多个循环对应的路径形状。应该注意，由于轮16a、16b、17a、17b安装在旋转转向架上，突出部分可以在轨道的圆周周围具有恒定的(或者近似恒定的)厚度T。
[0071]压缩活塞4经由连杆24联接至第二轨道25，该第二轨道25还提供在圆筒12的内表面上。输送阀6、HCCI压缩点火活塞8和排气阀经由相应连杆26、28、30分别联接至提供在轴11的外表面上的相应轨道27、29、31。压缩活塞4、输送阀6、!10:1压缩点火活塞8和排气阀的联接布置和驱动机构分别与关于主活塞2而描述的联接布置和驱动机构相似，并且因此未被详细而单独地示出或者描述。
[0072]HCCI压缩点火活塞布置的轨道27设置为使用时在轴11上旋转以相对于其他轨道20、25、29、31改变HCCI压缩点火活塞轨道的位置。例如，HCCI压缩点火活塞轨道可以于内燃机操作的第一周期期间在第一位置中保持静止，然后关于中心轴线旋转所需的度数以将HCCI压缩点火活塞的操作提前或者延迟一定量，并且第二操作周期于其新的位置保持静止。这允许HCCI压缩点火活塞8的定时与其他活塞比较有所改变，从而可以根据内燃机的操作条件来改变点火时间。轨道的运动可以由任何合适的驱动系统控制，例如，齿条与齿轮系统。下面阐释了 HCCI压缩点火活塞的操作。
[0073]内燃机根据以下操作循环来运行:
[0074]a)充量阶段，在该充量阶段中，当主活塞2处于或者接近上止点位置或者TDC位置时，经由输送管道5将充量从压缩气缸3输送到燃烧气缸1中(图4a至图4b);
[0075]b)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧，并且主活塞2朝下止点位置或者BDC位置移动并且提取功(图4b至图4c);
[0076]c)排气阶段，在该排气阶段中，主活塞2朝TDC位置移回，从而经由排气口 10将烧过的充量从燃烧气缸排出(图4c至图4d);
[0077]d)二次蒸汽动力阶段，在该二次蒸汽动力阶段中，通过注射器装置9将蒸汽和/或水注入燃烧气缸中，并且将主活塞1朝BDC位置移动并且使其提取功(图4d至图4e);以及
[0078]e)蒸汽回收阶段，在该蒸汽回收阶段中，主活塞2朝TDC位置移回，从而将膨胀的蒸汽从燃烧气缸排出回到蒸汽注射器装置9，该蒸汽注射器装置9使蒸汽再循环以用于下一个蒸汽循环(图4e至图4f)。
[0079]在充量阶段期间，输送阀6打开，主活塞2在先前的蒸汽回收阶段完成之后保持处于TDC或者接近TDC，并且压缩活塞4正在接近已经对燃料和空气混合均匀的均质充量进行了压缩的TDC。主活塞布置和压缩活塞布置的轨道20和25分别具有与操作循环的该阶段对应的低梯度或者零梯度的延长部分，从而使主要活塞2和压缩活塞4分别经历较长的停留时间周期，从而允许将压缩后的充量更加完全地输送到燃烧气缸1中。[0080]随着燃烧气缸1的充量，输送阀6关闭以密封燃烧气缸1，并且HCCI压缩点火活塞从BDC位置(S卩，与HCCI压缩点火气缸的最大体积对应的相对于燃烧气缸的外部位置)移动到TDC位置(S卩，与HCCI压缩点火气缸的最小体积对应的进一步朝燃烧室或者甚至延伸到燃烧室的内部位置)中，从而减小燃烧室的总体体积并且引起压力快速增加。压力的快速增加引起均质燃料/空气混合物自动点燃，并且主活塞2在动力冲程(参见图4b至图4c)中朝BDC位置移动，在该动力冲程中，主活塞提取功并且经由轨道20驱动圆筒，从而在动力相中将功输送到传动轴11。在主活塞2已经开始远离其TDC位置移动，从而使其在峰值压力发生时已经朝BDC移动后不久，可以驱动HCCI压缩点火活塞8。轨道20比动力冲程的第一部分陡峭，从而在气缸压力达到最高时，使活塞速度在冲程的上半部分期间变得更高。在某一点处，在燃料/空气混合物自动点火之后(当大体上所有的燃料已经烧光时)，注射器装置9将水和/或蒸汽注入到燃烧气缸1中，该水和/或蒸汽蒸发并且膨胀，从而使内燃机冷却并且对主活塞2进一步做功，直到主活塞到达BDC位置(图4c)，该功可以经由轨道20和圆筒12输送到传动轴。在动力阶段期间，压缩活塞4朝BDC位置移动，从而将新鲜充量吸入压缩气缸3。
[0081]在动力阶段结束时，在主活塞2已经到达BDC(图4c)之后，排气阀打开排气口并且轨道将主活塞2朝排气阶段中的TDC推回，从而排扫燃烧过的燃料和空气以及来自蒸汽相的膨胀蒸汽的燃烧气缸(图4c至图4d)。
[0082]在排气阶段结束时，当主活塞2处于或者接近TDC时(图4d)，排气阀关闭，并且通过注射器装置9第二次将蒸汽和/或水注入燃烧气缸。再一次地，蒸汽和/或水蒸发并且膨胀，从而对内燃机进行冷却并且对主活塞做功，该主活塞在二次蒸汽阶段中远离TDC(图4d至图4e)朝第二 BDC位置移动。由于二次蒸汽动力阶段所需的活塞位移小于组合的燃烧和蒸汽动力阶段所需的活塞位移，第二 BDC位置处于与主动力阶段结束时到达的第一 BDC位置不同的位置。通过轨道形状，就能实现不同的BDC位置，该轨道形状包括与组合的燃烧和蒸汽动力阶段结束时的BDC位置对应的处于第一高度Η的第一局部最小值和与二次蒸汽动力阶段结束时的不同的BDC位置对应的处于第二高度Η的第二局部最小值，该第二高度Η与该第一高度Η不同。紧随着二次蒸汽动力阶段，主活塞然后在蒸汽回收阶段中朝TDC移回(图4f)以排扫来自二次蒸汽动力阶段的膨胀蒸汽的燃烧气缸。通过注射器装置9(或者可替代地，经由单独的蒸汽排气口)收集膨胀蒸汽，从而可以使该膨胀蒸汽再循环并且用于另外的蒸汽循环。
[0083]紧随着蒸汽回收阶段，主活塞2处于或者接近TDC并且准备开始从下一个充量阶段开始的下一个内燃机循环，并且远离TDC稍微移动以为新鲜的压缩后的充量在燃烧气缸1中创建空间。在主活塞2的动力阶段、排气阶段、二次蒸汽动力阶段和蒸汽回收阶段期间，压缩活塞4继续朝BDC移动以经由进气口将充量吸入压缩气缸。进气阀在BDC周围关闭，并且压缩活塞然后朝其TDC位置移回，从而压缩充量。轨道25包括与BDC位置和TDC位置对应的低梯度或者零梯度的显著位置，以留出时间在其进气阶段期间更加完全地将充量输送到压缩气缸中并且在充量阶段期间将充量从压缩气缸输送到燃烧气缸中。压缩活塞4大约就在主活塞2完成蒸汽回收阶段的时候接近TDC，从而可以使输送阀6打开以在下一个内燃机循环的加料相中将压缩后的充量输送到燃烧气缸1中。
[0084]在上面所描述的实施例中，内燃机为包括专用HCCI压缩点火活塞的HCCI压缩点火型内燃机。在可替代实施例中，内燃机可能不包括该额外活塞，并且点火可以在主活塞2的单独作用下通过压缩、或者通过安装在燃烧气缸1的头中的火花塞而实现。在输送阀6已经关闭以创建必需的最终压力上升从而引起充量点火之后执行朝TDC的快速移动之前，在点火在主活塞的单独作用下通过压缩而实现的地方，主活塞可以使其朝TDC的行程放慢或者暂停或者甚至使其行程方向短暂地倒转以允许将充量输送到燃烧室1中。
[0085]在上面所描述的实施例中，连杆14通过转向架布置15联接至轨道，该转向架布置15具有在转向架的每一侧的成对的纵向间隔开的轮，如图2所示。在可替代实施例中，轮16a、16b、17a、17b可以联接至在心轴上的转向架15，并且连杆14可以通过单独的轴而安装，如图5a所示。可替代地，轮可以直接附接至连杆，如图5b所示。在这种情况下，当轨道的梯度变化以在上轮16a、17a与下轮16b、17b之间直接产生距离时，轨道20的突出部分21、22的厚度T将随着轨道的长度而显著改变。可替代地，轮仅仅可以提供在转向架或者连杆的一侧，如图5c所示。可替代地，转向架或者连杆可能不包括各自夹住轨道的突出部分的纵向间隔开的成对的轮，而是，可以在转向架或者连杆的一侧或者两侧采用单个轮，如图5d所示，或者可以在转向架或者连杆的一侧或者两侧采用同心轮，如图5e所示。
[0086]在上面所描述的实施例中，通过套筒将连杆14大体上约束为沿燃烧气缸的轴线的方向做平移运动。可替代地或者除此之外，摆臂可以枢轴附接至内燃机中的固定点并且枢轴附接至连杆14，例如，处于转向架15处或者接近转向架。只要有助于约束连杆的运动，摆臂就还可以适合于使由轨道施加于转向架布置的一些或者大部分或者大体上所有的侧向加载力发生相互作用，从而显著减小输送到连杆的负载。摆臂还可以具有沿其长度延伸的输油通道，该输油通道可以用于将润滑油输送到位于连杆和转向架布置的远端周围的各种支承面。
[0087]蒸汽阶段可以为内燃机提供足够的冷却，从而无需进一步冷却燃烧气缸1。可以按照需要进行或者关闭蒸汽阶段，例如，如果内燃机没有在对于充分运行蒸汽阶段而言是足够高的温度下运转，那么可以关闭蒸汽阶段中的一个或者两个。在可替代实施例中，可以省略初次蒸汽阶段和/或二次蒸汽动力阶段。如果省略了二次蒸汽动力阶段，那么由于内燃机随着排气阶段的完成已经准备好开始下一个充量阶段，主活塞2在每个内燃机循环仅仅执行2个活塞冲程，而不是上面所述的四个活塞冲程。
[0088]在上面所描述的实施例中，输送阀6、HCCI压缩点火活塞8和排气阀全部由用于主活塞2和压缩活塞4的连杆和轨道布置驱动。在可替代实施例中，输送阀6、HCCI压缩点火活塞8和排气阀中的一个或者多个可以由用于阀或者活塞的任何已知的替代驱动系统驱动。
[0089]在上面所描述的实施例中，内燃机包括在输送管道5中的输送阀6，该输送管道5将压缩气缸3连接至燃烧气缸1，还包括单独排气口。在替代实施例中，输送阀可以由三通阀106 (如图6a至图6c所示)代替，从而允许单个端口同时用作燃烧气缸101的进气口和排气口。阀106具有如图6a中所示的第一位置，在该第一位置中，第一管道106a与燃烧气缸101的组合进气和排气口 105a以及压缩气缸103的输送管道105b对齐，从而可以使充量通过三通阀从压缩气缸进入燃烧气缸。阀106进一步具有如图6b中所示的第二位置，在该第二位置中，关闭部分106与燃烧气缸101的组合进气和排气口 105a对齐，从而大致上密封该组合进气和排气口。阀106进一步具有如图6c中所示的第三位置，在该第三位置中，第二管道106c与燃烧气缸101的组合进气和排气口对齐并且在排气系统110中打开，从而可以使烧过的充量通过三通阀从压缩气缸进入排气系统。在图6a至图6c所示的实施例中，阀在其三个位置之间直线移动，并且闭合位置位于进气位置和排气位置之间，但是在其他实施例中，阀可以旋转，而不是平移，并且进气位置、闭合位置和排气位置可以是任何顺序。该阀布置有利地减少了操作燃烧气缸所需的端口和阀的数量，并且可以同样地应用于内燃机布置，该内燃机布置不具有专用燃烧气缸，但是具有常规进气系统，当三通阀在其第一位置中时，该常规进气系统流体连接至燃烧气缸。应该注意，三通阀布置并不限于在如图1中所示的内燃机上使用，但通常可以用于需要活塞具有进气口和排气口两者的任何活塞系统。
[0090]在上面所描述的实施例中，压缩气缸3通过输送阀6所操作的输送管道5连接至燃烧气缸1。在替代实施例中，输送阀可以由如图7a和图7b中所不的输送气缸布置代替。输送气缸201具有在燃烧气缸1的头中打开的气缸筒以及将输送气缸流体连接至压缩气缸3的输送口 202。输送活塞203可在输送气缸201内以往复运动的方式移动以打开和关闭输送口202，从而控制压缩后的充量流入燃烧气缸中。输送活塞203在如图7a中所示的TDC位置与如图7b中所示的BDC位置之间移动，在该TDC位置中，输送口 202是密封的，在该BDC位置是打开的。输送活塞203朝其BDC位置移动以揭开输送口 202，从而允许压缩后的充量从压缩气缸3流入燃烧气缸1以发起加料阶段。然后输送活塞203在充量阶段结束的时候朝其TDC位置移动以覆盖输送口 202，从而在其动力阶段和排气阶段期间密封燃烧气缸，并且在其进气阶段和压缩阶段期间密封压缩室3。输送活塞可能适合于用作HCCI压缩点火活塞，其中，其朝其TDC位置的运动的最后一部分使压力峰值能够发起均质燃料/空气混合物自动点火。在这种情况下，没有必要包括如图1中所示的单独的HCCI压缩点火气缸布置7。输送活塞203可以由与关于主活塞2而描述的连杆和轨道机构相似的连杆和轨道机构驱动，或者可替代地，可以由其他任何已知的活塞驱动布置驱动。
[0091]图8和图9a至图9f示出了根据本发明的第二实施例的内燃机500的示意图。内燃机500包括:共用气缸501，该共用气缸501具有在其气缸筒中形成的进气口 502和排气口 503，且该排气口 503沿共用气缸的纵轴线与进气口间隔开；以及火花塞504，该火花塞504提供在进气口与排气口之间的中间位置处。内燃机500进一步包括:第一活塞505，该第一活塞505可在共用气缸内以往复运动的方式移动；以及第二活塞506，该第二活塞506可在共用气缸内以往复运动的方式移动并且与第一活塞相对，从而在活塞之间形成燃烧室。第一活塞505和第二活塞506都经由连杆507、508连接至提供在旋转圆盘511、512上的轨道509、510。圆盘511、512相对于彼此旋转固定并且绕内燃机的中心轴线513相对于共用气缸501旋转。在操作循环的一些阶段期间，圆盘511、512的旋转会驱动活塞505、506，在其他阶段中，圆盘511、512由活塞的直线运动驱动，如参照操作循环的以下描述将是显而易见的。第一活塞和第二活塞的连杆和轨道布置与已经关于第一实施例中的主活塞布置所描述的连杆和轨道布置相似，并且因此未详细示出或者描述。然而，由于第一活塞和第二活塞中的每个活塞所需的活塞位移轮廓不同，轨道509、510的形状与用于在第一实施例中的主活塞的轨道20的形状显著不同。
[0092]第二实施例的内燃机500根据以下操作循环来运行:
[0093]a)进气阶段，在该进气阶段中，第一活塞505和第二活塞506位于进气口 502的交替侦U，并且第二活塞506在与共用气缸轴线平行的第一方向上远离第一活塞505移动，从而使腔室的体积增加并且使充量吸入腔室中(图9a至图9b);然后
[0094]b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞505在第一方向上朝第二活塞506移动，从而使腔室的体积减小并且对充量进行压缩(图9b至图9c);然后
[0095]c)动力阶段， 在该动力阶段中，充量随着火花塞504的点火而燃烧，并且第二活塞506在第一方向上远离第一活塞505移动并且提取功(图9c至图9d);然后
[0096]d)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞505和第二活塞506位于排气口 504的交替侦U，并且第一活塞505在第一方向上朝第二活塞506移动，从而使腔室的体积减小并且经由排气口将烧过的充量从腔室中排出(图9d至图9e);然后
[0097]e)回收阶段，在该回收阶段中，第一活塞505和第二活塞506都在与第一方向平行并且相对的第二方向上朝进气口502移回，以为下一个循环的进气阶段做准备(图9e至图9f)0
[0098]使用上面所描述的连杆和轨道动力输送机构允许第一活塞505和第二活塞506遵循不常见的位移轮廓(基于常规动力输送机构，诸如，曲轴和连杆机构，其将是不可能的)，从而使以上操作循环成为可能。在这种情况下，第一活塞505在循环开始的时候和在进气阶段期间，在BDC的周围是缓慢或者静止的，在压缩阶段期间，其在第一方向上移动，在动力阶段期间明显减慢(或者甚至暂停或者在第二方向上稍微移动)，在排气阶段中，其在第一方向上移动，并且然后，在回收阶段中，在第二方向上移动。在动力阶段期间，第一活塞比在压缩阶段和排气阶段期间更加缓慢地移动，由此经历了与其在压缩阶段和排气阶段期间的速度比较更慢的活塞速度周期。
[0099]操作循环可以进一步包括蒸汽阶段，在该蒸汽阶段中，将水和/或者蒸汽注入腔室中，并且通过第一活塞头和/或者第二活塞头来提取功。蒸汽阶段可以在动力阶段期间和/或在排气阶段与回收阶段之间发生。如果蒸汽阶段在动力阶段期间发生，那么水和/或蒸汽注射器提供在处于火花塞503与排气口 504之间的位置处的共用气缸501的气缸筒中。在这种情况下，当第二活塞506正在远离第一活塞505移动并且提取功时，将水和/或蒸汽注入燃烧室中，并且水和/或蒸汽蒸发并且膨胀，从而对第二活塞进一步做功并且冷却内燃机。如果蒸汽阶段在排气阶段之后发生，那么水和/或蒸汽注射器提供在处于排气口上面的位置处的共用气缸的气缸筒中。在这种情况下，紧随着排气阶段之后，第二活塞506远离第一活塞移动并且将水和/或蒸汽注入腔室中，该水和/或蒸汽蒸发并且膨胀，从而对第二活塞进一步做功并且冷却内燃机。在这种情况下，可以经由蒸汽收集口重新收集膨胀蒸汽，并且使其再循环。紧随着附加蒸汽相之后，两个活塞然后回到其在回收阶段中的起始点。
[0100]在替代实施例中，内燃机500可以包括燃料注射器，而不是火花塞，并且通过使用直接注射来运行。作为另一替代实施例，内燃机500可以是HCCI压缩点火型内燃机，并且可以通过第一活塞505朝第二活塞506的运动和/或第二活塞朝第一活塞的运动来使燃料和空气混合均匀的均质充量能够自动点火。
[0101]图10和图11a至图lie示出了根据本发明的第三实施例的内燃机600的示意图。内燃机600包括:共用气缸601，该共用气缸601具有在其气缸筒中形成的进气口 602和排气口603，该排气口 603处于沿共用气缸的纵轴线的大体上相似的位置处；以及火花塞604，该火花塞604还提供在沿共用气缸的纵轴线的大体上相似的位置处。内燃机600进一步包括:第一活塞605，该第一活塞605可在共用气缸内以往复运动的方式移动；以及第二活塞606，该第二活塞606可在共用气缸内以往复运动的方式移动并且与第一活塞相对，从而在活塞之间形成燃烧室。第一活塞605和第二活塞606都经由连杆607、608连接至提供在旋转圆盘609、610上的轨道611、612。圆盘611、612相对于彼此旋转固定并且关于内燃机的中心轴线613相对于共用气缸601旋转。在操作循环的一些阶段期间，圆盘611、612的旋转会驱动活塞605、606，在其他阶段中，圆盘611、612由活塞的直线运动驱动，如参照操作循环的以下描述将会是显而易见的。第一活塞和第二活塞的连杆和轨道布置与已经关于第一实施例中的主活塞布置所描述的连杆和轨道布置相似，并且因此未详细示出或者描述。然而，由于第一活塞和第二活塞中的每个活塞所需的活塞位移轮廓不同，轨道609、610的形状与用于在第一实施例中的主活塞的轨道20的形状显著不同。
[0102]第二实施例的内燃机600根据以下操作循环来运行:
[0103]a)进气阶段，在该进气阶段中，进气阀602打开，并且第一活塞605在第一方向上远离第二活塞606移动，并且第二活塞606在第二方向上远离第一活塞605移动，从而将充量吸入形成在第一活塞与第二活塞之间的腔室中(图1 la至图1 lb);
[0104]b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞605在第二方向上朝第二活塞606移动，并且第二活塞606在第一方向上朝第一活塞605移动，从而对充量进行压缩(图lib至图11c);
[0105]c)动力阶段，在该动力阶段中，第一活塞605在第一方向上远离第二活塞606移动，并且第二活塞606在第二方向上朝第一活塞605移动，从而提取功(图11c至图lid);以及
[0106]d)排气阶段，在该排气阶段中，排气阀603打开，并且第一活塞605在第二方向上朝第二活塞移动，并且第二活塞606在第一方向上朝第一活塞605移动，从而将烧过的充量从腔室中排出(图lid至图lie)。
[0107]第一活塞605和第二活塞606在进气阶段(图lib)结束的时候所到达的BDC位置可以是与在动力阶段(图lid)结束的时候所到达的BDC位置相同或者不同。第一活塞605和第二活塞606在压缩阶段(图11c)结束的时候所到达的TDC位置可以是与在排气阶段(图lie)结束的时候所到达的TDC位置相同或者不同。
[0108]燃烧可以通过火花塞604来发起。在替代实施例中，内燃机可以是压缩点火内燃机或者HCCI压缩点火内燃机。在这种情况下，可以通过第一活塞605朝第二活塞606移动和/或第二活塞朝第一活塞移动来实现点火。
[0109]在替代实施例中，进气口和排气口可以由如图6a至图6c所示的三位阀所操作的组合进气口和排气口代替。在替代实施例中，共用气缸可以提供有压缩后的进入空气，该压缩后的进入空气由压缩气缸提供，该压缩气缸与上面参照其他实施例而描述的压缩气缸相似。如果包括了压缩气缸，那么进气阶段和压缩阶段可以消除并且可以由单一的充量阶段代替，在该单一的充量阶段中，将压缩后的充量从压缩气缸输送到共有气缸中。充量阶段可以伴有第一活塞605和第二活塞606远离彼此的稍微运动以辅助输送压缩后的充量。压缩后的充量然后可以由火花塞点火，或者可替代地，通过活塞朝彼此的运动来点火以实现HCCI实施例中的压缩点火或者自动点火。
[0110]蒸汽阶段要么可以包括在动力阶段期间，要么可以包括在排气阶段之后的单独蒸汽动力冲程中。
[0111]可以将上面所描述的内燃机中的任何一种修改为具有可变长度连杆。在操作内燃机期间，可以将可变长度连杆调整为允许活塞位移轮廓朝向或者远离气缸头移动，例如，以改变压缩比。
[0112]图12示出了第一布置，在该第一布置中，活塞头701通过可变长度连杆703联接至轨道702。可变长度连杆703包括:活塞安装段704，该活塞安装段704联接至活塞头;轨道从动段705，该轨道从动段705经由从动件705a联接至轨道；以及中间段706，该中间段706分别与活塞安装段和轨道从动段具有螺纹连接707和708。活塞安装段704和轨道从动段705分别包括滑动容纳在内燃机中的位置控制凹槽中的突起709和710，该突起709和710阻止活塞安装段和轨道从动段绕连杆轴线711旋转。中间段706具有突起712，该突起712滑动容纳在活塞控制凹槽中，该活塞控制凹槽提供在可旋转体中。可旋转体可以例如，通过使用电动机来关于连杆轴线711旋转，从而使中间段旋转。当中间段在第一方向上旋转时，螺纹连接707和708可以使活塞安装段704和轨道从动段705远离彼此移动，从而使连杆703的长度增加。当中间段在与第一方向相反的第二方向上旋转时，螺纹连接707和708可以使活塞安装段704和轨道从动段705朝彼此移动，从而使连杆703的长度减小。
[0113]图12b示出了第二布置，在该第二布置中，活塞头801通过可变长度连杆803联接至轨道802。可变长度连杆803包括联接至活塞头的活塞安装段804和经由从动件805a联接至轨道的轨道从动段805。活塞安装段804与轨道从动段805具有螺纹连接807。轨道从动段805包括滑动容纳在内燃机中的位置控制凹槽中的突起810，该突起810阻止轨道从动段关于连杆轴线811旋转。活塞头具有延伸档板，该延伸档板具有突起809，该突起809滑动容纳在活塞控制凹槽820中，该活塞控制凹槽820提供在安装在气缸的固定气缸筒下面的可旋转体821中。可旋转体821可以绕连杆轴线811旋转以使活塞安装段804相对于轨道从动段805旋转，从而按照需要使连杆803变长或者缩短。
[0114]虽然在上面已经参照一个或者多个优选实施例描述了本发明，但是将明白，在不脱离所附权利要求书中所定义的本发明的范围的情况下，可以做出各种变化或者修改。
【主权项】
1.一种活塞布置，包括气缸、可在所述气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及具有路径的轨道;其中，所述连杆具有联接至所述活塞头的第一端和联接至所述轨道的第二端；其中，所述轨道适合于相对于所述气缸移动，并且所述轨道被形成为，在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞头依照所述轨道的所述路径沿所述活塞轴线以往复运动的方式移动;其中，所述轨道的所述路径被形成为，使活塞头位移关于所述轨道相对于所述气缸的位移是非简谐的。2.根据权利要求1所述的活塞布置，其中，所述轨道具有并非是正弦的路径形状。3.根据权利要求1或者2所述的活塞布置，其中，所述轨道具有第一局部最小值和与所述第一局部最小值不同的第二局部最小值，从而在所述活塞头沿所述活塞轴线以往复运动的方式移动时，使所述活塞头通过与所述轨道的所述第一局部最小值对应的第一下止点位置，并且随后通过与所述轨道的所述第二局部最小值对应的第二下止点位置，其中，当所述活塞在所述第二下止点位置中时至当所述活塞在所述第一下止点位置中时，所述活塞相对于所述气缸处于不同的位移处。4.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道包括在所述轨道的局部最小值与所述轨道的相邻的局部最大值之间位置处的至少一部分既约梯度，从而当所述活塞头在与所述局部最小值对应的下止点位置和与所述局部最大值对应的上止点位置之间移动时，使所述活塞头经历至少一个速度降低的周期。5.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道包括处于或者接近所述轨道的局部最大值或者局部最小值的低梯度或者零梯度的延长部分，从而当所述活塞头移动通过与所述局部最大值对应的上止点位置或者通过与所述局部最小值对应的下止点位置时，使所述活塞头经历相当长的停留时间周期。6.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道形成闭环并且提供在旋转体上。7.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道提供在相对于所述气缸旋转的圆筒或者圆盘上。8.根据权利要求7所述的活塞布置，其中，所述轨道提供在圆筒的内径向表面或者外径向表面上、或者在圆筒的端面上、或者在圆盘的外径向表面上或者在圆盘的端面上。9.根据权利要求8所述 的活塞布置，其中，所述轨道凹进和/或突出于所述圆筒或者圆盘的表面。10.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述连杆具有一个或者多个从动件，所述一个或者多个从动件啮合所述轨道以控制所述连杆的位移。11.根据权利要求10所述的活塞布置，其中，所述连杆具有至少两个从动件，所述至少两个从动件在与所述气缸轴线平行的方向上彼此间隔开。12.根据权利要求10或者11所述的活塞布置，其中，所述连杆具有至少两个从动件，所述至少两个从动件通过枢轴安装至所述连杆的转向架安装至所述连杆。13.根据权利要求9至11中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道包括:第一表面，所述第一表面啮合一个或者多个所述从动件以使所述活塞头沿所述活塞轴线在第一方向上移动；以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面啮合一个或者多个所述从动件以使所述活塞头沿所述气缸轴线在与所述第一方向相反的第二方向上移动。14.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述连杆在没有相对于所述活塞头旋转的情况下被约束为大体上在所述气缸轴线的方向上移动。15.—种活塞系统，包括至少两个根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述多个活塞布置各自的连杆联接至共用轨道。16.—种活塞系统，包括根据权利要求1至14中任一项所述的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，所述第一活塞布置和所述第二活塞布置的连杆分别联接至单独的第一轨道和第二轨道，其中，所述第一轨道和所述第二轨道可相对于彼此移动以改变所述第一活塞布置和所述第二活塞各自的活塞头的相对定时。17.—种内燃机，包括根据权利要求1至14中任一项所述的活塞布置或者根据权利要求15或者16所述的活塞系统。18.—种活塞布置，包括气缸、可在所述气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及轨道;其中，所述连杆具有联接至所述活塞头的第一端和联接至所述轨道的第二端;其中，所述轨道适合于相对于所述气缸移动，并且所述轨道被形成为被形成为，在所述轨道相对于所述活塞移动时，所述活塞头依照所述轨道的所述形状沿所述轴线以往复运动的方式移动;其中，所述连杆具有至少两个从动件，所述至少两个从动件啮合所述轨道以控制所述连杆的位移，并且通过枢轴安装至所述连杆的转向架安装至所述连杆。19.一种内燃机，所述内燃机包括根据权利要求1至14中任一项所述的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，所述第一活塞布置和所述第二活塞布置分别包括可在共用气缸中移动的第一活塞头和第二活塞头，其中，所述第一活塞头和所述第二活塞头彼此相对，从而在所述第一活塞头与所述第二活塞头之间形成腔室。20.根据权利要求19所述的内燃机，其中，所述第一活塞布置的所述轨道提供在第一旋转圆盘或者圆筒上，其中，所述第二活塞布置的所述轨道提供在第二旋转圆盘或者圆筒上，以及其中，所述共用气缸位于所述第一旋转圆盘或者圆筒与所述第二旋转圆盘或者圆筒之间。21.根据权利要求19或者20所述的内燃机，其中，所述共用气缸包括进气口、排气口和火花塞或者燃料喷射器。22.根据权利要求21所述的内燃机，其中，所述进气口和所述排气口沿所述共用气缸的纵向轴线彼此间隔开，以及其中，所述火花塞或者燃料喷射器位于所述进气口与所述排气口之间的中间位置。23.根据权利要求22所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在所述进气阶段中，所述第一活塞头和所述第二活塞头位于所述进气口的交替侧，并且所述第二活塞头在与所述共用气缸轴线平行的第一方向上远离所述第一活塞头移动，从而使所述腔室的体积增加并且使充量吸入所述腔室;然后b)压缩阶段，在所述压缩阶段中，所述第一活塞头在所述第一方向上朝所述第二活塞头移动，从而使所述腔室的体积减小并且压缩所述充量;然后c)动力阶段，在所述动力阶段中，所述充量燃烧并且所述第二活塞头在所述第一方向上远离所述第一活塞头移动并且提取功;然后d)排气阶段，在所述排气阶段中，所述第一活塞头和所述第二活塞头位于所述排气口的交替侧，并且所述第一活塞头在所述第一方向上朝所述第二活塞头移动，从而使所述腔室的体积减小，并且使所述燃烧过的充量经由所述排气口从所述腔室排出；然后e)回收阶段，在所述回收阶段中，在为以下循环的所述进气阶段做准备时，所述第一活塞头和所述第二活塞头都在与所述第一方向平行并且相对的第二方向上背对所述进气口移动。24.根据权利要求23所述的内燃机，其中，所述操作循环进一步包括蒸汽阶段，在所述蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入所述腔室中，并且通过所述第一活塞头和/或所述第二活塞头来提取功。25.根据权利要求24所述的内燃机，其中，所述蒸汽阶段在所述动力阶段与所述排气阶段之间和/或在所述排气阶段与所述回收阶段之间发生。26.根据权利要求19或者20所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在所述进气阶段中，所述共用气缸的气缸筒中的进气阀打开，并且所述第一活塞头在第一方向上远离所述第二活塞头移动，所述第二活塞头在第二方向上远离所述第一活塞头移动，从而使充量吸入形成在所述第一活塞与所述第二活塞之间的所述腔室中；b)压缩阶段，在所述压缩阶段中，所述第一活塞头在所述第二方向上朝所述第二活塞头移动并且所述第二活塞头在所述第一方向上朝所述第一活塞头移动，从而压缩所述充量;c)动力阶段，在所述动力阶段中，所述第一活塞头在所述第一方向上远离所述第二活塞头移动并且所述第二活塞头在所述第二方向上远离所述第一活塞头移动，从而提取功；以及d)排气阶段，在所述排气阶段中，所述共用气缸的所述气缸筒的排气阀打开，并且所述第一活塞头在所述第二方向上朝所述第二活塞头移动，所述第二活塞头在所述第一方向上朝所述第一活塞头移动，从而使所述燃烧过的充量从所述腔室排出。27.根据权利要求19或者20所述的内燃机，进一步包括压缩气缸，所述压缩气缸通过输送阀连接至所述共用气缸并且适合于压缩充量并且向所述共用气缸提供所述充量。28.根据权利要求27所述的内燃机，其中，所述压缩气缸由根据权利要求1至13中任一项所述的活塞布置操作。29.根据权利要求27或者28所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在所述充量阶段中，所述输送阀打开，并且操作所述压缩气缸来将加压充量输送至所述共用气缸中的所述腔室中，所述共用气缸形成在所述第一活塞头与所述第二活塞头之间；b)动力阶段，在所述动力阶段中，所述充量燃烧，并且所述第一活塞头在第一方向上远离所述第二活塞头移动并且提取功，所述第二活塞头在第二方向上远离所述第一活塞头移动并且提取功；以及c)排气阶段，在所述排气阶段中，所述第一活塞头在所述第二方向上朝所述第二活塞头移动并且所述第二活塞头在所述第一方向上朝所述第一活塞头移动，从而使所述燃烧过的充量经由形成在所述共用气缸的气缸筒中的排气阀排出。30.—种内燃机，所述内燃机包括由根据权利要求1至14中任一项所述的第一活塞布置操作的燃烧气缸，所述内燃机进一步包括由根据权利要求1至14中任一项所述的第二活塞布置操作的压缩气缸，其中，所述压缩气缸适合于容纳充量、压缩所述充量、并且将所述压缩后的充量输送至所述燃烧气缸。31.根据权利要求30所述的内燃机，其中，所述压缩气缸通过输送阀连接至所述燃烧气缸，所述输送阀可以选择性地打开，从而启用和关闭通过所述输送阀从所述压缩气缸到所述燃烧气缸中的流体流，因而不会启用通过所述输送阀的流体流。32.根据权利要求31所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在所述充量阶段中，所述输送阀打开，并且当所述第一活塞布置的所述活塞头处于或者接近上止点位置时，操作所述压缩气缸来将加压充量输送到所述燃烧气缸中；b)动力阶段，在所述动力阶段中，所述充量燃烧，并且所述第一活塞布置的所述活塞头朝下止点位置移动并且提取功；以及C)排气阶段，在所述排气阶段中，所述第一活塞布置的所述活塞头朝上止点位置移动，从而使所述烧过的充量经由排气阀从所述燃烧气缸排出。33.根据权利要求32所述的内燃机，其中，所述操作循环进一步包括蒸汽阶段，在所述蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入所述腔室中，并且通过所述第一活塞布置的所述活塞头来提取功。34.根据权利要求33所述的内燃机，其中，所述蒸汽阶段在所述动力阶段期间和/或在所述排气阶段与以下随后的引入阶段之间的附加蒸汽循环阶段期间发生。35.根据权利要求30至34中任一项所述的内燃机，其中，所述燃烧气缸和所述压缩气缸位于中空外圆筒与内圆筒或者轴之间，其中，所述外圆筒和所述内圆筒或者轴适合于相对于所述燃烧气缸和所述压缩气缸旋转，其中，所述第一活塞布置的所述轨道提供在所述外圆筒的内表面上。36.根据权利要求30至35中任一项所述的内燃机，其中，所述压缩气缸通过流体连接至所述燃烧气缸的输送气缸来连接至所述燃烧气缸，其中，输送活塞可在所述输送气缸的所述气缸筒内以往复运动的方式移动以打开和关闭将所述压缩活塞连接至所述输送活塞的输送口，从而控制进入所述燃烧气缸的压缩后的充量流。37.—种均质充量压缩点火内燃机，包括燃烧气缸、流体连接至所述燃烧气缸的压缩点火气缸、以及可在所述压缩点火气缸内以往复运动的方式移动的压缩点火活塞;其中，所述压缩点火活塞适合于在操作所述内燃机期间从与所述压缩点火气缸的最大体积对应的下止点位置移动到与所述压缩点火气缸的最小体积对应的上止点位置，以在所述燃烧气缸内创建压力峰值，从而使所述燃烧气缸内的燃料/空气混合物能够自动点火。38.根据权利要求37所述的内燃机，其中，所述压缩点火活塞适合于从其下止点位置移动到其上止点位置，并且在所述内燃机的每个燃烧循环期间回到其下止点位置至少一次。39.根据权利要求36和权利要求37或者38所述的内燃机，其中，单个的活塞和气缸布置既用作输送气缸，又用作压缩点火气缸。40.—种内燃机，包括燃烧室、进气系统、排气系统和三通阀，所述进气系统、所述排气系统和所述三通阀经由端口流体连接至所述燃烧室并且所述三通阀进一步流体连接至所述进气系统和所述排气系统，其中，所述三通阀具有:第一位置，在所述第一位置中，大体上阻止流体经由所述三通阀流入或者流出所述燃烧气缸;第二位置，在所述第二位置中，所述进气系统流体连接至所述燃烧室，从而可以经由所述三通阀，通过所述端口将充量引入所述燃烧室；以及第三位置，在所述第三位置中，所述进气排气系统流体连接至所述燃烧室，从而可以经由所述三通阀，通过所述端口将燃烧过的充量从所述燃烧室排出。
【专利摘要】本发明提供了一种活塞布置，所述活塞布置包括气缸、可在所述气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及具有路径的轨道；其中，所述连杆具有联接至所述活塞头的第一端和联接至所述轨道的第二端；其中，所述轨道适合于相对于所述气缸移动，并且所述轨道被形成为，在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞头依照所述轨道的所述路径沿所述活塞轴线以往复运动移动；其中，所述轨道的所述路径被形成为，活塞头位移关于相对于所述气缸的所述轨道的位移是非简谐的。本发明还提供了一种内燃机，所述内燃机包括所述活塞布置。
【IPC分类】F02B33/22, F02B75/28, F01B9/06, F02B47/02
【公开号】CN105492725
【申请号】CN201480048041
【发明人】瑞安·鲍恩
【申请人】纽勒诺有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月27日
【公告号】CA2920749A1, EP3039242A1, US20160201554, WO2015028789A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种活塞布置、包括该活塞布置的活塞系统、以及包括该活塞布置的内燃机。
【背景技术】
[0002]常规曲轴和连杆布置通常用于将活塞的直线运动转换为输出轴的旋转运动，反之亦然。在这些活塞布置中，活塞头以扭曲的简谐运动在气缸内往复运动，该扭曲是因具有角位移的连杆的有效变长和缩短而产生的。因为活塞头仅仅能够以扭曲的简谐运动移动，所以这些活塞布置的性能和应用是有限的。本发明涉及一种克服了标准曲轴和连杆型活塞布置的限制的活塞布置以及其在内燃机和其他系统中的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的第一方面提供了一种活塞布置，该活塞布置包括气缸、可在该气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及具有路径的轨道;其中，连杆具有联接至活塞头的第一端和联接至轨道的第二端；其中，轨道适合于相对于气缸移动，并且轨道被形成为，在轨道相对于气缸移动时，使活塞头依照轨道的路径沿活塞轴线以往复运动的方式移动;其中，轨道的路径被形成为，活塞头位移关于轨道相对于气缸的位移是非简谐的。
[0004]连杆定义为伸长构件，该伸长构件联接至活塞并且适合于驱动活塞并且/或由活塞驱动作为用于活塞的动力输送机构的部分。轨道定义为组件或者系统，该组件或者系统提供了具有特殊形状的路径，该路径适合于依照路径的形状来引导或者约束一个或者多个其他组件或者系统运动。
[0005]非简谐运动定义为根据数学正弦波不完全是简谐的运动，例如，如果针对轨道相对于气缸的位移对活塞头位移进行了计划，那么其位移关系不会遵循完全正弦波。根据其中提供了轨道的形式，轨道相对于气缸的位移可以是角位移或者直线位移，这在以下概要和描述中将变得显而易见。
[0006]因为活塞头不会关于相对于气缸的轨道的运动以简谐运动的方式移动，所以如果轨道曾以恒定速度相对于气缸移动，那么活塞头不会遵循简谐运动。应该注意，本发明不需要轨道在活塞布置的正常使用中以恒定速度相对于气缸实际移动。
[0007]活塞头相对于轨道位置的位移轮廓可能与简谐运动大体上不同。例如，当活塞头以往复运动的方式移动时，相比其运动周期的至少一部分，其位移相对于轨道位移偏离完全数学简谐运动至少1 %或者至少2%或者至少3%或者至少5%或者至少10%或者15%或者至少20%或者至少25%。可替代地，轨道的路径被形成为，活塞头的位移轮廓与简谐运动更显著不同。例如，活塞头位移轮廓可以包括以下中的至少一个:a)多个不同的上止点位置和/或下止点位置;b)降低的活塞头速度的中间冲程周期；c)处于或者接近上止点位置和/或下止点位置处的增加的停留时间；以及d)比活塞冲程的上半部分相对更快或者更低的平均速度，如下面所述。因此，活塞并不限于简谐运动或者扭曲的简谐运动(因为是具有常规曲轴和连杆型活塞布置的情况)，并且因此，可以按照需要调整位移和加速度并且针对活塞配置的具体应用来优化该位移和加速度。
[0008]例如，活塞布置可以用于内燃机或者栗，或者用于其他任何系统，在该其他任何系统中，将活塞的往复直线运动转换为另一组件的旋转运动或者往复运动，反之亦然。
[0009]轨道可以具有并非是正弦的路径形状。轨道大体上可以具有生成期望活塞位移和加速度轮廓所需的任何路径形状。路径可以是大体上非正弦的。路径还可以是弯曲的(除了具有生成期望活塞头位移轮廓的特殊形状的路径之外)，但是，例如，如果轨道是作为大体上圆形的连续环而提供的，那么轨道中的曲率并不会对路径的形状产生影响。
[0010]轨道可以具有第一局部最小值和与该第一局部最小值不同的第二局部最小值，从而在活塞头沿活塞轴线以往复运动的方式移动时，使该活塞头通过与轨道的第一局部最小值对应的第一下止点位置，并且随后通过与轨道的第二局部最小值对应的第二下止点位置，其中，当活塞在第二下止点位置中时到当活塞在所述第一下止点位置中时，活塞相对于气缸处于不同的位移处。可替代地，或者除此之外，轨道可以包括与两个不同的上止点位置对应的两个不同的局部极大值。轨道大体上可以包括任何数量的局部极大值，该任何数量的局部极大值与任何数量的相同的相应上止点位置或者任何数量的不同的活塞位移对应。轨道还可以包括任何数量的局部极小值，该任何数量的局部极小值与任何数量的相同的相应下止点位置或者任何数量的不同的活塞位移对应。因此，活塞头可以运转一个循环，该循环包括针对不同阶段的操作循环的不同的冲程长度，例如，在内燃机的情况下由短蒸汽动力冲程跟随的长燃烧动力冲程。
[0011]轨道可以包括在轨道的局部最小值与轨道的相邻的局部最大值之间位置处的至少一部分既约梯度，从而当活塞头在与局部最小值对应的下止点位置和与局部最大值对应的上止点位置之间移动时，使该活塞头经历至少一个速度降低的周期。速度降低的周期可以包括在相对较高的活塞速度的周期之间的活塞速度降低的延长周期，并且按照需要可以在活塞冲程期间的任何点处发生，例如，接近下止点位置、接近上止点位置或者在任何位置之间。活塞速度降低的周期可以包括活塞头大体上静止的周期。轨道在梯度减小的部分的任何一侧的梯度比在梯度减小的部分处的梯度大。
[0012]轨道可以包括处于或者接近轨道的局部最大值或者局部最小值的低梯度或者零梯度的延长部分，从而当活塞头移动通过与局部最大值对应的上止点位置或者通过与局部最小值对应的下止点位置时，使该活塞头经历相当长的停留时间周期。停留时间周期可以显著大于通过使用曲轴和连杆机构在气缸内运转的活塞所经历的停留时间周期。例如，增加的停留时间可以用于提高将流体输送到气缸中或者输送到气缸外的效率。
[0013]在以简谐运动运转(忽略连杆角的扭曲效果)的常规曲轴和连杆布置中，当活塞远离上止点位置朝下一个下止点位置(或者远离下止点位置朝下一个上止点位置)移动时，该活塞移动通过其在曲轴旋转约18度之后的冲程位移的第一个2.5%，相当于上止点位置与下一个下止点位置之间所需要的曲轴旋转的约10%。相似地，活塞移动通过其在曲轴旋转约26度之后的冲程位移的第一个5%，相当于TDC(上止点位置)与BDC(下止点位置)之间的曲轴旋转的约14%，并且通过其在曲轴旋转约37度之后的冲程位移的第一个10%，相当于TDC与BDC之间的曲轴旋转的约20 %。
[0014]相比之下，如果本发明的轨道包括处于或者接近局部最大值(或者局部最小值)的低梯度或者零梯度的延长部分，那么该轨道可以将活塞头保持在其远离相应上止点位置(或者下止点位置)的位移的第一个2.5%之内，直到从局部最大值朝下一个局部最小值(或者从局部最小值朝下一个局部最大值)的相对轨道运动的至少15%或者至少20%或者至少25%或者至少30%。相似地，轨道可以将活塞头保持在其冲程位移的第一个5 %之内，直到相对轨道运动的至少20%或者至少25%或者至少30%或者至少35%，并且轨道可以将活塞头保持在其冲程位移的第一个10%之内，直到相对轨道运动的至少25%或者至少30%或者至少35%或者至少40 %。
[0015]轨道可以包括局部最大值、相邻的局部最小值、以及在与轨道和气缸的相对运动对齐的方向上处于在局部最大值与相邻的局部最小值中间的位置处的中间点。如果轨道是大体上圆形的连续环的形式，那么中间点可以处于局部最大值与相邻的局部最小值之间的角中点处。轨道在其从局部最大值延伸到中间点的长度的第一部分上可能具有比在其从中间点延伸到局部最小值的长度的第二部分上更陡峭的平均梯度。因此，活塞头可以具有与局部最大值对应的上止点位置、与局部最小值对应的下止点位置、以及与局部最大值与相邻的局部最小值之间的中间点对应的第一中间位置，其中，与上止点位置相比，第一中间位置更靠近下止点位置。例如，当活塞头在第一中间位置中时，该活塞头可以在从上止点位置到下止点位置的路的至少52.5%或者至少55%或者至少57.5%或者至少60%或者至少65%或者至少70%或者至少75%处。可替代地，轨道在中间点与局部最小值之间可能具有比在上止点位置与中间点之间更陡峭的平均梯度。因此，活塞速度和加速度可以按照需要在冲程内变化。例如，当应用于内燃机时，活塞速度在动力冲程的上半部分上可能比在动力冲程的第二部分中大，从而更加有效地提取功和降低活塞温度。
[0016]可替代地，轨道可能具有在具有低梯度或者零梯度中间点的轨道中的一部分的端部与相邻的局部最小值之间的更陡峭或者有点陡峭的平均梯度，或者在具有低梯度或者零梯度中间点的轨道中的一部分的端部与相邻的局部最大值之间的更陡峭或者有点陡峭的平均梯度。
[0017]轨道可以形成闭环并且提供在旋转体上。可替代地，轨道可以形成弧并且提供在往复式旋转体上，或者提供在不会旋转的组件上，例如，直线轨道可以提供在直线往复式主体上。
[0018]轨道可以提供在相对于气缸旋转的圆筒或者圆盘上。轨道可以提供在圆筒的内径向表面或者外径向表面上、或者在圆筒的端面上、或者在圆盘的外径向表面上或者在圆盘的端面上。轨道的形状可以改变，从而使连杆在与其上提供有轨道的表面大体上垂直的方向上移动，或者可替代地，在与其上提供有轨道的表面大体上平行的方向上移动。可替代地，轨道可以是固定的，并且气缸可以相对于圆盘或圆筒旋转。
[0019]轨道可以凹进和/或突出于圆筒或者圆盘的表面。轨道可以一体成型作为圆筒或者圆盘的部分，或者轨道的至少一部分可以附接至圆筒或者圆盘作为一个或者多个单独轨道组件。
[0020]连杆可以具有一个或者多个从动件，该一个或者多个从动件啮合轨道以控制连杆的位移。例如，从动件可以包括轴承、辊子、凸起等。从动件仅仅可以位于连杆的一侧，但是优选地，至少两个从动件位于连杆的相对侧。
[0021]连杆可以具有至少两个从动件，该至少两个从动件在与气缸轴线平行的方向上彼此间隔开。从动件可以位于轨道的突出部分的交替侧，从而使轨道的交替部分在从动件之间延伸。可替代地，从动件都可以位于轨道的基部与轨道的突出部分之间。
[0022]连杆可以具有至少两个从动件，该至少两个从动件通过枢轴安装至连杆的转向架安装至连杆。从动件可以是与转向架一体成型的圆凸，或者可替代地，经由整体心轴或者分开的传动轴附接至转向架的轮或者辊子。连杆可以经由用于将一个或者多个从动件安装至转向架的心轴或者轴安装至转向架，或者可替代地，在另一位置。
[0023]轨道可以包括:第一表面，该第一表面啮合一个或者多个从动件以使活塞头沿活塞轴线在第一方向上移动；以及与第一表面相对的第二表面，该第二表面嗤合一个或者多个从动件以使活塞头沿气缸轴线在与第一方向相反的第二方向上移动。第一表面可以是轨道的基部，并且第二表面可以是相对的壁。因此，可以通过活塞头沿活塞轴线在任一方向上移动来在第一方向上驱动轨道，并且当轨道在第一方向上移动时，可以使活塞沿活塞轴线在任一方向上移动。一个或者多个从动件可以提供为啮合第一表面，但是不啮合第二表面，并且一个或者多个从动件可以提供为啮合第二表面，但是不啮合第一表面。根据在每个方向上的载重要求，提供为啮合第一表面和第二表面的从动件的大小、形状或者规格可以是不同的。
[0024]连杆可以在没有相对于活塞头旋转的情况下被约束为大体上在气缸轴线的方向上移动。可以对连杆进行约束，从而使其无法相对于活塞头旋转大于0.5度、或者大于1度、或者大于2度、或者大于3度、或者大于5度的角度。例如，连杆运动可 以受套筒的约束，该连杆在该套筒内滑动。可替代地，连杆可以受辊、轴承或者保持表面的约束，或者可以安装至一个或者多个摆臂。连杆可以枢轴安装至活塞头以允许小的旋转运动度。可替代地，连杆可以与活塞头一体成型，或者另外，刚性附接至活塞头。
[0025]连杆可以具有固定的、不能扩展的长度。可替代地，连杆可以具有可变长度。可以调整可变长度连杆以使活塞头的位移轮廓移位。如果连杆的长度增加(或者减小)，那么上止点位置和下止点位置的高度将相应地增加(或者减小)。因此，可以通过调整连杆长度，针对不同的操作条件来优化位移轮廓。只有当没有使用活塞布置时，连杆才可能适合于调整。可替代地，当活塞头移动的同时，连杆可能适合于在使用中调整。
[0026]连杆可以包括彼此螺纹连接的至少两个段，该段中的至少一个段可相对于另一段旋转以增加或者减小连杆的总体长度。例如，可变长度连杆可以包括经由一个或者多个从动件和/或转向架联接至轨道的轨道从动段以及，例如，经由活塞销联接至活塞头的活塞安装段。活塞安装段可以与轨道从动段螺纹连接，并且可以适合于在轨道从动段保持旋转固定时旋转以改变连杆的长度。可替代地，可变长度连杆可以进一步包括将活塞安装段连接至轨道从动段的中间段，该中间段既与活塞安装段螺纹连接，也与轨道从动段螺纹连接，该中间段适合于在活塞安装段和轨道从动段保持旋转固定时旋转。
[0027]每个活塞安装段、中间段和轨道从动段可以提供由一个或者多个位置控制部件所容纳的突起和/或凹槽，该一个或者多个位置控制部件可以用于引起或者阻止旋转运动。具有延伸档板的活塞头可以包括由一个或者多个位置控制部件所容纳的一个或者多个突起或者凹槽，而不是活塞安装段上的突起和/或凹槽或者除了活塞安装段上的突起和/或凹槽之外。可以通过使活塞控制部件在连杆的纵轴线周围旋转来驱动位置控制部件以使连杆的段旋转，从而改变连杆长度。一个或者多个位置控制部件可以由用于将连杆约束为大体上在气缸轴线的方向上移动的装置提供。
[0028]活塞系统可以包括至少两个根据本发明的第一方面的活塞布置。多个活塞布置的相应连杆可以联接至共用轨道。任何数量的活塞布置可以按照需要连接至共用轨道并且沿该共用轨道间隔开。可替代地，活塞系统可以包括两个根据本发明的第一方面的活塞布置，该两个活塞布置操作共用气缸内的相对的活塞，其中，相应轨道是固定的或者可相对于彼此移动。可替代地，活塞系统可以包括:根据本发明的第一方面的第一活塞布置，第一活塞布置的气缸具有与活塞头相对的固定头壁；以及根据本发明的第一方面的第二活塞布置，第二活塞布置的气缸具有在第一活塞布置的固定头壁中的开口。
[0029]活塞系统可以包括根据本发明的第一方面的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，第一活塞布置和第二活塞布置的连杆分别联接至单独的第一轨道和第二轨道，该单独的第一轨道和第二轨道可相对于彼此移动以改变第一活塞布置和第二活塞布置的各自的活塞头的相对定时。
[0030]内燃机可以包括根据本发明的第一方面的活塞布置。
[0031]本发明的第二方面提供了一种活塞布置，该活塞布置包括气缸、可在该气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及轨道;其中，连杆具有联接至活塞头的第一端和联接至轨道的第二端;其中，轨道适合于相对于气缸移动，并且轨道被形成为，在轨道相对于活塞移动时，活塞头依照轨道的形状沿轴线以往复运动的方式移动;其中，连杆具有至少两个从动件，该至少两个从动件啮合轨道以控制连杆的位移，并且经由枢轴安装至连杆的转向架安装至连杆。
[0032]本发明的第三方面提供了一种内燃机，该内燃机包括根据本发明的第一方面的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，第一活塞布置和第二活塞布置分部包括可在共用气缸中移动的第一活塞头和第二活塞头，其中，第一活塞头和第二活塞头彼此相对，从而在第一活塞头与第二活塞头之间形成腔室。
[0033]第一活塞布置的轨道可以提供在第一旋转圆盘或者圆筒上，并且第二活塞布置的轨道可以提供在第二旋转圆盘或者圆筒上。共用气缸可以位于第一旋转圆盘或者圆筒与第二旋转圆盘或者圆筒之间。优选地，共用气缸位于沿共用旋转轴线间隔开的第一圆盘和第二圆盘之间。可替代地，共用气缸可以位于内轴或者圆筒与中空外圆筒之间，该内轴或者圆筒提供第一活塞布置和第二活塞布置中的一个布置的轨道，该中空外圆筒与内轴或者圆筒同轴设置并且提供第一活塞布置和第二活塞布置中的另一布置的轨道。内圆筒可以是中空的，并且其他内燃机组件可以包裹在中空内圆筒内。
[0034]在根据本发明的第三方面的第一布置中，共用气缸包括进气口、排气口和火花塞或者燃料喷射器。进气口和排气口可以沿共用气缸的纵轴线彼此间隔开，并且火花塞或者燃料喷射器可以位于进气口与排气口之间的中间位置。
[0035]第一布置的内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在该进气阶段中，第一活塞头和第二活塞头位于进气口的任何一侧，并且第二活塞头在与共用气缸轴线平行的第一方向上远离第一活塞头移动，从而使腔室的体积增加并且使充量吸入腔室;然后b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞头在第一方向上朝第二活塞头移动，从而使腔室的体积减小并且压缩充量;然后c)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧并且第二活塞头在第一方向上远离第一活塞头移动并且提取功;然后d)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞头和第二活塞头位于排气口的任何一侧，并且第一活塞头在第一方向上朝第二活塞头移动，从而使腔室的体积减小，并且使燃烧过的充量经由排气口从腔室排出；然后e)回收阶段，在该回收阶段中，在为以下循环的进气阶段做准备时，第一活塞头和第二活塞头都在与第一方向平行并且相对的第二方向上背对进气口移动。
[0036]操作循环可以进一步包括蒸汽阶段，在该蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入腔室中，并且通过第一活塞头和/或第二活塞头来提取功。蒸汽相可以在动力阶段期间和/或在排气阶段与回收阶段之间发生。
[0037]在根据本发明的第三方面的第二布置中，共用气缸包括沿共用气缸的纵轴线处于大体上相似的位置的进气口和排气口。进气口和排气口可以在共用气缸的相对侧间隔开，但是沿气缸轴线处于相似的高度。可替代地，进气口和排气口可以包括单个的组合进气和排气口，该单个的组合进气和排气口由关于本发明的第八方面所描述的阀操作。
[0038]第二布置的内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在该进气阶段中，共用气缸的气缸筒中的进气阀打开，并且第一活塞头在第一方向上远离第二活塞头移动，并且第二活塞头在第二方向上远离第一活塞头移动，从而使充量吸入形成在第一活塞与第二活塞之间的腔室中；b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞头在第二方向上朝第二活塞头移动并且第二活塞头在第一方向上朝第一活塞头移动，从而压缩充量;c)动力阶段，在该动力阶段中，第一活塞头在第一方向上远离第二活塞头移动并且第二活塞头在第二方向上远离第一活塞头移动，从而提取功；以及d)排气阶段，在该排气阶段中，共用气缸的气缸筒中的排气阀打开，并且第一活塞头在第二方向上朝第二活塞头移动，并且第二活塞头在第一方向上朝第一活塞头移动，从而使燃烧过的充量从腔室排出。可以通过火花点火、压缩点火或者均质充量压缩点火来发起燃烧。蒸汽阶段要么可以包括在动力相期间，要么可以包括在排气阶段之后的单独蒸汽动力冲程中。
[0039]本发明的第三方面的内燃机可以包括压缩气缸，该压缩气缸通过输送阀而不是上面所叙述的进气口连接至共用气缸。压缩气缸可以适合于压缩充量并且向共用气缸提供该充量。压缩气缸可以由根据本发明的第一方面的活塞布置操作。可替代地，压缩气缸活塞可以由曲轴和连杆布置或者由凸轮和从动件布置以及其他任何已知的活塞驱动机构操作。
[0040]当内燃机包括压缩气缸时，该内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在该充量阶段中，输送阀打开，并且操作压缩气缸来将加压充量输送至共用气缸中的腔室中，该共用气缸形成在第一活塞头与第二活塞头之间；b)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧，并且第一活塞头在第一方向上远离第二活塞头移动并且提取功，并且第二活塞头在第二方向上远离第一活塞头移动并且提取功；以及c)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞头在第二方向上朝第二活塞头移动并且第二活塞头在第一方向上朝第一活塞头移动，从而使烧过的充量经由形成在共用气缸的气缸筒中的排气阀排出。充量可以包括空气(如果内燃机通过燃料喷射来操作)或者燃料/空气混合物。可以通过位于共用气缸的气缸筒中的火花塞，或者可替代地，通过压缩来使压缩后的充量点火。压缩点火可以通过第一活塞头朝第二活塞头移动和/或第二活塞头朝第一活塞头移动来实现，其中，输送阀关闭。输送阀可以是三位阀，该三位阀具有:闭合位置，在该闭合位置中，阀门是密封的，从而大体上没有流体可以经由输送阀移进或者移出共用气缸;进气位置，在该进气位置中，充量可以从压缩气缸输送到共用气缸中；以及排气位置，在该排气位置中，燃烧过的充量可以从共用缸输送到排气管道。
[0041]本发明的第四方面提供了一种内燃机，该内燃机包括由根据本发明的第一方面的第一活塞布置操作的燃烧气缸以及由根据本发明的第一方面的第二活塞布置操作的压缩气缸，其中，压缩气缸适合于容纳充量、压缩所述充量、并且将压缩后的充量输送至燃烧气缸。
[0042]压缩气缸可以通过输送阀连接至燃烧气缸，该输送阀可以选择性地打开，从而启用和关闭经由输送阀的从压缩气缸到燃烧气缸中的流体流，因而不会启用通过输送阀的流体流。输送阀可以经由气缸筒或者头部的端口连接至燃烧气缸。输送阀可以是上面所描述的三位阀，该三位阀还适合于作为排气阀运行。输送阀可以包括滑动或者旋转阀构件或者蝶形阀。涡流引入装置可以包括在输送阀中或者包括在输送阀与燃烧气缸之间。
[0043]根据本发明的第四方面的内燃机可以根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在该充量阶段中，输送阀打开，并且当第一活塞布置的活塞头处于或者接近上止点位置时，操作压缩气缸来将加压充量输送到燃烧气缸中；b)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧，并且第一活塞布置的活塞头朝下止点位置移动并且提取功；以及c)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞布置的活塞头朝上止点位置移动，从而使烧过的充量经由排气阀从燃烧气缸排出。
[0044]操作循环可以进一步包括蒸汽阶段，在该蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入腔室中，并且通过第一活塞头和/或第二活塞头来提取功。蒸汽阶段可以在动力阶段期间和/或在排气阶段和随后的引入阶段之间的附加蒸汽循环阶段期间发生。如果蒸汽相在动力阶段期间发生，那么可以通过从上止点位置到下止点位置的活塞冲程的部分将水和/或蒸汽注入燃烧气缸。如果内燃机适合于通过使用均质充量压燃(HCCI)点火来运转，那么在燃料/空气混合物自动点火之后并且在燃料/空气混合物中的大多数燃料已经燃烧光之后引入水和/或蒸汽。如果蒸汽相在附加蒸汽循环阶段期间发生，那么内燃机在排气期间排出大体上所有燃烧过的充量，并且活塞然后在单独的蒸汽动力阶段中远离上止点位置移动。在蒸汽动力阶段中，将水和/或蒸汽注入燃烧气缸中，并且使其蒸发和膨胀，从而在活塞头上做功并且使内燃机冷却。紧随着蒸汽动力相，活塞头朝上止点移回，从而通过排气阀或者通过单独的蒸汽收集阀来将蒸汽从燃烧气缸中排出。可以收集蒸汽并且使其再循环。蒸汽动力阶段的动力冲程可能比主要动力阶段的动力冲程短。这可以由具有两个不同的局部极小值实现，该两个不同的局部极小值与活塞 头的处于不同位移的下止点位置对应。
[0045]燃烧气缸和压缩气缸可以位于中空外圆筒与内圆筒或者轴之间，其中，外圆筒和内圆筒或者轴适合于相对于燃烧气缸和压缩气缸旋转，其中，第一活塞布置的轨道提供在外圆筒的内表面上。用于驱动进气阀、排气阀和/或输送阀的凸轮表面和/或轨道可以提供在内圆筒或者轴上。优选地，第二活塞布置的轨道也提供在外圆筒的内表面上。气缸可以大体上径向地设置在外圆筒和内圆筒或者轴之间。内圆筒可以是中空的，并且其他内燃机组件可以包裹在中空内圆筒内。
[0046]压缩气缸通过流体连接至燃烧气缸的输送气缸连接至燃烧气缸，其中，输送活塞可在输送气缸的钻孔内以往复运动移动以打开和关闭将压缩活塞连接至输送活塞的输送口，从而控制进入燃烧气缸的压缩后的充量流。输送气缸可以具有在燃烧气缸的头部中打开的气缸筒。可替代地，输送活塞可以端口连接至燃烧气缸，该燃烧气缸在其头部或者气缸筒中具有开口。
[0047]本发明的第五方面提供了一种均质充量压缩点火内燃机，该均质充量压缩点火内燃机包括燃烧气缸、流体连接至该燃烧气缸的压缩点火气缸、以及可在压缩点火气缸内以往复运动的方式移动的压缩点火活塞;其中，压缩点火活塞适合于在操作内燃机期间从与压缩点火气缸的最大体积对应的下止点位置移动到与压缩点火气缸的最小体积对应的上止点位置，以在燃烧气缸内创建压力峰值，从而使燃烧气缸内的燃料/空气混合物能够自动点火。
[0048]压缩点火气缸可以具有在燃烧气缸的头部打开的气缸筒。可替代地，压缩点火气缸可以通过端口流体连接至燃烧气缸，该端口具有在燃烧气缸的气缸筒或者头部的开口。压缩点火活塞可以由根据本发明的第一方面的轨道系统操作，或者可替代地，由凸轮或者从动件布置或者其他任何类型的促动器操作。操作压缩点火活塞的凸轮表面或者轨道可以提供在旋转圆盘或者圆筒上，该旋转圆盘或者圆筒还提供用于驱动其他内燃机组件的一个或者多个其他轨道和/或凸轮表面。操作压缩点火活塞的凸轮表面或者轨道可以相对于圆盘或者圆筒移动，该凸轮表面或者轨道安装在该圆盘或者圆筒上以允许压缩点火活塞的时间相对于燃烧气缸的活塞变化。因此，可以根据操作条件和需求在内燃机操作期间改变自动点火时间。压缩点火气缸布置可以结合本发明的其他方面中的任何方面使用。
[0049]压缩点火活塞可以适合于从其下止点位置移动到其上止点位置，并且在内燃机的每个燃烧循环期间回到其下止点位置至少一次。
[0050]单个的活塞和气缸布置既可以用作输送气缸，又可以用作压缩点火气缸。
[0051]本发明的第六方面提供了一种内燃机，该内燃机包括燃烧室、进气系统、排气系统和三通阀，该进气系统、该排气系统和该三通阀经由端口流体连接至燃烧室并且该三通阀进一步流体连接至进气系统和排气系统，其中，三通阀具有:第一位置，在该第一位置中，大体上阻止流体经由三通阀流入或者流出燃烧气缸;第二位置，在该第二位置中，进气系统流体连接至燃烧室，从而可以经由三通阀，通过端口将充量引入燃烧室；以及第三位置，在该第三位置中，进气排气系统流体连接至燃烧室，从而可以经由所述三通阀，通过所述端口将烧过的充量从燃烧室排出。
[0052]技术人员将明白，本发明的各个方面可以单独使用或者彼此结合使用。在附图中示出了不同实施例的几个示例并且对其进行了详细描述，但是技术人员将明白，还存在其他形式的组合。
【附图说明】
[0053]现在参照附图描述本发明的实施例，其中:
[0054]图1示出了通过根据本发明的第一实施例的内燃机的横截面；
[0055]图2更详细地示出了针对图1的轨道接口的连杆；
[0056]图3a和图3b示出了来自图1所示的内燃机的轨道的图示；
[0057]图4a至图4f示出了图1的内燃机的操作循环的示意图；
[0058]图5a至图5e示出了针对轨道联接布置的交替的连杆；
[0059]图6a至图6c示出了用于本发明的可选实施例的三通阀；
[°06°]图7a和图7b不出了用于本发明的可选实施例的输送活塞布置的不意图；
[0061]图8和图9a至图9f不出了根据本发明的第二实施例的内燃机；
[0062]图10和图11a至图lie示出了根据本发明的第三实施例的内燃机；以及
[0063]图12a和图12b不出了可变长度连杆布置。
【具体实施方式】
[0064]图1示出了通过根据本发明的第一实施例的内燃机而截取的横截面。该内燃机包括:燃烧气缸1，该燃烧气缸1具有在燃烧气缸内往复运动的主活塞2;以及压缩气缸3，该压缩气缸3具有在压缩气缸内往复运动的压缩活塞4。压缩气缸3通过输送管道5流体连接至燃烧气缸1，该输送管道5由输送阀6操作，以打开和关闭输送管道。
[0065]内燃机进一步包括具有HCCI压缩点火活塞的HCCI压缩点火气缸7，该HCCI压缩点火活塞在HCCI压缩点火气缸内往复运动ACCI压缩点火气缸7具有开口端，该开口端在燃烧气缸1的头壁或者上壁中打开。内燃机进一步包括适合于通过头壁将水和/或蒸汽注入燃烧气缸中的水和/或蒸汽注射器装置9、以及在排气阀所操作的燃烧气缸的气缸筒中形成的排气口 10。
[0066]上面提及的组件和系统均位于中心轴11与中空外圆筒12之间。轴11和圆筒12通过连接壁1 la相对于彼此旋转固定，但是适合于绕内燃机的中心轴线13相对于内燃机气缸旋转。内燃机可以包括任何数量的相似的活塞布置，该任何数量的相似的活塞布置径向设置在传动轴11和圆筒之间，并在中心轴线13的周围周向间隔开。为了清楚起见，在附图中仅仅示出了一个布置，并且对其进行了详细的描述。
[0067]主活塞2连接至滑动容纳在固定套筒23中的连杆14，该固定套筒23对连杆进行约束以使其在没有相对于主活塞2显著旋转的情况下，仅仅大体上在与燃烧气缸轴线对齐的方向上移动。如在图2中更加详细地示出的，连杆在其相对端处联接至转向架15，该转向架15支承在其第一侧的作为轮16a、16b的第一对轴承以及支撑在其第二侧的作为轮17a、17b的第二对轴承。上轮16a、17a安装在第一轴18上，并且下轮16b、17b安装在第二轴19上。应该注意，术语“上”和“下”仅仅用于说明，并且轮的实际空间位置将根据内燃机的定向改变。连杆14在第一轴18处连接至转向架15，并且转向架可相对于连杆关于第一轴18的轴线旋转。
[0068]转向架15和其轮16a、16b、17a、17b容纳在轨道20中，该轨道20安装至圆筒12的内表面并且以连续闭合环在圆筒的圆周周围延伸。轨道20包括:支承突出部分21的第一臂，该突出部分21在第一对轮16a、16b之间延伸；以及支撑突出部分22的第二臂，该突出部分22在第二对轮17&、1713之间延伸。突出部分21、22啮合上轮16&、17&，从而使轨道可以在旋转轨道的作用下，在远离轨道延伸的方向上推动活塞，并且活塞可以推动轨道，从而使轨道在朝轨道移动的往复式活塞的作用下旋转。相似地，突出部分21、22啮合下轮16b、17b，从而使轨道可以在旋转轨道的作用下，在朝轨道延伸的方向上拉动活塞，并且活塞可以推动轨道，从而使轨道在远离轨道移动的往复式活塞的作用下旋转。需要上轮传输比下轮更多的负载，并且因此更大更强。
[0069]突出部分在远离圆筒12的内表面延伸的方向上具有高度H，该高度Η在轨道的圆周周围变化，从而在圆筒旋转以使轨道相对于燃烧气缸1移动时，使主活塞2依照轨道的可变高度Η沿其轴线在燃烧气缸内以往复运动的方式移动。轨道20的高度Η具有相对于圆筒12的旋转角度的非正弦形状，如此，主活塞2不会遵循相对于轨道的旋转角度的简谐运动。
[0070]在图3a和图3b中示出了轨道的大概路径。已经使轨道的大小增大并且已经在这些图中省略了其他组件以更加清楚地图示了与不同的内燃机周期阶段相对应的轨道的路径的高度的变化。实际轨道在其最内点的内侧留出了足够的空间以允许将图1所示的活塞布置中的一个或者多个径向设置在轨道的边界内。图3a示出了轨道20的形状，如同在从与内燃机轴线13对齐的方向上看时出现的那样，并且图3b示出了如果轨道从其曲线形状解开，那么轨道的形状将如何出现以更加清楚地图示轨道路径。基于下面描述的内燃机操作循环，轨道被形成的原因将变得显而易见。图3a所示的轨道具有连续路径形状，该连续路径形状与针对轨道的每一整转的单个内燃机循环对应。在其他实施例中，轨道可以具有与针对轨道的每一转的多个循环对应的路径形状。应该注意，由于轮16a、16b、17a、17b安装在旋转转向架上，突出部分可以在轨道的圆周周围具有恒定的(或者近似恒定的)厚度T。
[0071]压缩活塞4经由连杆24联接至第二轨道25，该第二轨道25还提供在圆筒12的内表面上。输送阀6、HCCI压缩点火活塞8和排气阀经由相应连杆26、28、30分别联接至提供在轴11的外表面上的相应轨道27、29、31。压缩活塞4、输送阀6、!10:1压缩点火活塞8和排气阀的联接布置和驱动机构分别与关于主活塞2而描述的联接布置和驱动机构相似，并且因此未被详细而单独地示出或者描述。
[0072]HCCI压缩点火活塞布置的轨道27设置为使用时在轴11上旋转以相对于其他轨道20、25、29、31改变HCCI压缩点火活塞轨道的位置。例如，HCCI压缩点火活塞轨道可以于内燃机操作的第一周期期间在第一位置中保持静止，然后关于中心轴线旋转所需的度数以将HCCI压缩点火活塞的操作提前或者延迟一定量，并且第二操作周期于其新的位置保持静止。这允许HCCI压缩点火活塞8的定时与其他活塞比较有所改变，从而可以根据内燃机的操作条件来改变点火时间。轨道的运动可以由任何合适的驱动系统控制，例如，齿条与齿轮系统。下面阐释了 HCCI压缩点火活塞的操作。
[0073]内燃机根据以下操作循环来运行:
[0074]a)充量阶段，在该充量阶段中，当主活塞2处于或者接近上止点位置或者TDC位置时，经由输送管道5将充量从压缩气缸3输送到燃烧气缸1中(图4a至图4b);
[0075]b)动力阶段，在该动力阶段中，充量燃烧，并且主活塞2朝下止点位置或者BDC位置移动并且提取功(图4b至图4c);
[0076]c)排气阶段，在该排气阶段中，主活塞2朝TDC位置移回，从而经由排气口 10将烧过的充量从燃烧气缸排出(图4c至图4d);
[0077]d)二次蒸汽动力阶段，在该二次蒸汽动力阶段中，通过注射器装置9将蒸汽和/或水注入燃烧气缸中，并且将主活塞1朝BDC位置移动并且使其提取功(图4d至图4e);以及
[0078]e)蒸汽回收阶段，在该蒸汽回收阶段中，主活塞2朝TDC位置移回，从而将膨胀的蒸汽从燃烧气缸排出回到蒸汽注射器装置9，该蒸汽注射器装置9使蒸汽再循环以用于下一个蒸汽循环(图4e至图4f)。
[0079]在充量阶段期间，输送阀6打开，主活塞2在先前的蒸汽回收阶段完成之后保持处于TDC或者接近TDC，并且压缩活塞4正在接近已经对燃料和空气混合均匀的均质充量进行了压缩的TDC。主活塞布置和压缩活塞布置的轨道20和25分别具有与操作循环的该阶段对应的低梯度或者零梯度的延长部分，从而使主要活塞2和压缩活塞4分别经历较长的停留时间周期，从而允许将压缩后的充量更加完全地输送到燃烧气缸1中。[0080]随着燃烧气缸1的充量，输送阀6关闭以密封燃烧气缸1，并且HCCI压缩点火活塞从BDC位置(S卩，与HCCI压缩点火气缸的最大体积对应的相对于燃烧气缸的外部位置)移动到TDC位置(S卩，与HCCI压缩点火气缸的最小体积对应的进一步朝燃烧室或者甚至延伸到燃烧室的内部位置)中，从而减小燃烧室的总体体积并且引起压力快速增加。压力的快速增加引起均质燃料/空气混合物自动点燃，并且主活塞2在动力冲程(参见图4b至图4c)中朝BDC位置移动，在该动力冲程中，主活塞提取功并且经由轨道20驱动圆筒，从而在动力相中将功输送到传动轴11。在主活塞2已经开始远离其TDC位置移动，从而使其在峰值压力发生时已经朝BDC移动后不久，可以驱动HCCI压缩点火活塞8。轨道20比动力冲程的第一部分陡峭，从而在气缸压力达到最高时，使活塞速度在冲程的上半部分期间变得更高。在某一点处，在燃料/空气混合物自动点火之后(当大体上所有的燃料已经烧光时)，注射器装置9将水和/或蒸汽注入到燃烧气缸1中，该水和/或蒸汽蒸发并且膨胀，从而使内燃机冷却并且对主活塞2进一步做功，直到主活塞到达BDC位置(图4c)，该功可以经由轨道20和圆筒12输送到传动轴。在动力阶段期间，压缩活塞4朝BDC位置移动，从而将新鲜充量吸入压缩气缸3。
[0081]在动力阶段结束时，在主活塞2已经到达BDC(图4c)之后，排气阀打开排气口并且轨道将主活塞2朝排气阶段中的TDC推回，从而排扫燃烧过的燃料和空气以及来自蒸汽相的膨胀蒸汽的燃烧气缸(图4c至图4d)。
[0082]在排气阶段结束时，当主活塞2处于或者接近TDC时(图4d)，排气阀关闭，并且通过注射器装置9第二次将蒸汽和/或水注入燃烧气缸。再一次地，蒸汽和/或水蒸发并且膨胀，从而对内燃机进行冷却并且对主活塞做功，该主活塞在二次蒸汽阶段中远离TDC(图4d至图4e)朝第二 BDC位置移动。由于二次蒸汽动力阶段所需的活塞位移小于组合的燃烧和蒸汽动力阶段所需的活塞位移，第二 BDC位置处于与主动力阶段结束时到达的第一 BDC位置不同的位置。通过轨道形状，就能实现不同的BDC位置，该轨道形状包括与组合的燃烧和蒸汽动力阶段结束时的BDC位置对应的处于第一高度Η的第一局部最小值和与二次蒸汽动力阶段结束时的不同的BDC位置对应的处于第二高度Η的第二局部最小值，该第二高度Η与该第一高度Η不同。紧随着二次蒸汽动力阶段，主活塞然后在蒸汽回收阶段中朝TDC移回(图4f)以排扫来自二次蒸汽动力阶段的膨胀蒸汽的燃烧气缸。通过注射器装置9(或者可替代地，经由单独的蒸汽排气口)收集膨胀蒸汽，从而可以使该膨胀蒸汽再循环并且用于另外的蒸汽循环。
[0083]紧随着蒸汽回收阶段，主活塞2处于或者接近TDC并且准备开始从下一个充量阶段开始的下一个内燃机循环，并且远离TDC稍微移动以为新鲜的压缩后的充量在燃烧气缸1中创建空间。在主活塞2的动力阶段、排气阶段、二次蒸汽动力阶段和蒸汽回收阶段期间，压缩活塞4继续朝BDC移动以经由进气口将充量吸入压缩气缸。进气阀在BDC周围关闭，并且压缩活塞然后朝其TDC位置移回，从而压缩充量。轨道25包括与BDC位置和TDC位置对应的低梯度或者零梯度的显著位置，以留出时间在其进气阶段期间更加完全地将充量输送到压缩气缸中并且在充量阶段期间将充量从压缩气缸输送到燃烧气缸中。压缩活塞4大约就在主活塞2完成蒸汽回收阶段的时候接近TDC，从而可以使输送阀6打开以在下一个内燃机循环的加料相中将压缩后的充量输送到燃烧气缸1中。
[0084]在上面所描述的实施例中，内燃机为包括专用HCCI压缩点火活塞的HCCI压缩点火型内燃机。在可替代实施例中，内燃机可能不包括该额外活塞，并且点火可以在主活塞2的单独作用下通过压缩、或者通过安装在燃烧气缸1的头中的火花塞而实现。在输送阀6已经关闭以创建必需的最终压力上升从而引起充量点火之后执行朝TDC的快速移动之前，在点火在主活塞的单独作用下通过压缩而实现的地方，主活塞可以使其朝TDC的行程放慢或者暂停或者甚至使其行程方向短暂地倒转以允许将充量输送到燃烧室1中。
[0085]在上面所描述的实施例中，连杆14通过转向架布置15联接至轨道，该转向架布置15具有在转向架的每一侧的成对的纵向间隔开的轮，如图2所示。在可替代实施例中，轮16a、16b、17a、17b可以联接至在心轴上的转向架15，并且连杆14可以通过单独的轴而安装，如图5a所示。可替代地，轮可以直接附接至连杆，如图5b所示。在这种情况下，当轨道的梯度变化以在上轮16a、17a与下轮16b、17b之间直接产生距离时，轨道20的突出部分21、22的厚度T将随着轨道的长度而显著改变。可替代地，轮仅仅可以提供在转向架或者连杆的一侧，如图5c所示。可替代地，转向架或者连杆可能不包括各自夹住轨道的突出部分的纵向间隔开的成对的轮，而是，可以在转向架或者连杆的一侧或者两侧采用单个轮，如图5d所示，或者可以在转向架或者连杆的一侧或者两侧采用同心轮，如图5e所示。
[0086]在上面所描述的实施例中，通过套筒将连杆14大体上约束为沿燃烧气缸的轴线的方向做平移运动。可替代地或者除此之外，摆臂可以枢轴附接至内燃机中的固定点并且枢轴附接至连杆14，例如，处于转向架15处或者接近转向架。只要有助于约束连杆的运动，摆臂就还可以适合于使由轨道施加于转向架布置的一些或者大部分或者大体上所有的侧向加载力发生相互作用，从而显著减小输送到连杆的负载。摆臂还可以具有沿其长度延伸的输油通道，该输油通道可以用于将润滑油输送到位于连杆和转向架布置的远端周围的各种支承面。
[0087]蒸汽阶段可以为内燃机提供足够的冷却，从而无需进一步冷却燃烧气缸1。可以按照需要进行或者关闭蒸汽阶段，例如，如果内燃机没有在对于充分运行蒸汽阶段而言是足够高的温度下运转，那么可以关闭蒸汽阶段中的一个或者两个。在可替代实施例中，可以省略初次蒸汽阶段和/或二次蒸汽动力阶段。如果省略了二次蒸汽动力阶段，那么由于内燃机随着排气阶段的完成已经准备好开始下一个充量阶段，主活塞2在每个内燃机循环仅仅执行2个活塞冲程，而不是上面所述的四个活塞冲程。
[0088]在上面所描述的实施例中，输送阀6、HCCI压缩点火活塞8和排气阀全部由用于主活塞2和压缩活塞4的连杆和轨道布置驱动。在可替代实施例中，输送阀6、HCCI压缩点火活塞8和排气阀中的一个或者多个可以由用于阀或者活塞的任何已知的替代驱动系统驱动。
[0089]在上面所描述的实施例中，内燃机包括在输送管道5中的输送阀6，该输送管道5将压缩气缸3连接至燃烧气缸1，还包括单独排气口。在替代实施例中，输送阀可以由三通阀106 (如图6a至图6c所示)代替，从而允许单个端口同时用作燃烧气缸101的进气口和排气口。阀106具有如图6a中所示的第一位置，在该第一位置中，第一管道106a与燃烧气缸101的组合进气和排气口 105a以及压缩气缸103的输送管道105b对齐，从而可以使充量通过三通阀从压缩气缸进入燃烧气缸。阀106进一步具有如图6b中所示的第二位置，在该第二位置中，关闭部分106与燃烧气缸101的组合进气和排气口 105a对齐，从而大致上密封该组合进气和排气口。阀106进一步具有如图6c中所示的第三位置，在该第三位置中，第二管道106c与燃烧气缸101的组合进气和排气口对齐并且在排气系统110中打开，从而可以使烧过的充量通过三通阀从压缩气缸进入排气系统。在图6a至图6c所示的实施例中，阀在其三个位置之间直线移动，并且闭合位置位于进气位置和排气位置之间，但是在其他实施例中，阀可以旋转，而不是平移，并且进气位置、闭合位置和排气位置可以是任何顺序。该阀布置有利地减少了操作燃烧气缸所需的端口和阀的数量，并且可以同样地应用于内燃机布置，该内燃机布置不具有专用燃烧气缸，但是具有常规进气系统，当三通阀在其第一位置中时，该常规进气系统流体连接至燃烧气缸。应该注意，三通阀布置并不限于在如图1中所示的内燃机上使用，但通常可以用于需要活塞具有进气口和排气口两者的任何活塞系统。
[0090]在上面所描述的实施例中，压缩气缸3通过输送阀6所操作的输送管道5连接至燃烧气缸1。在替代实施例中，输送阀可以由如图7a和图7b中所不的输送气缸布置代替。输送气缸201具有在燃烧气缸1的头中打开的气缸筒以及将输送气缸流体连接至压缩气缸3的输送口 202。输送活塞203可在输送气缸201内以往复运动的方式移动以打开和关闭输送口202，从而控制压缩后的充量流入燃烧气缸中。输送活塞203在如图7a中所示的TDC位置与如图7b中所示的BDC位置之间移动，在该TDC位置中，输送口 202是密封的，在该BDC位置是打开的。输送活塞203朝其BDC位置移动以揭开输送口 202，从而允许压缩后的充量从压缩气缸3流入燃烧气缸1以发起加料阶段。然后输送活塞203在充量阶段结束的时候朝其TDC位置移动以覆盖输送口 202，从而在其动力阶段和排气阶段期间密封燃烧气缸，并且在其进气阶段和压缩阶段期间密封压缩室3。输送活塞可能适合于用作HCCI压缩点火活塞，其中，其朝其TDC位置的运动的最后一部分使压力峰值能够发起均质燃料/空气混合物自动点火。在这种情况下，没有必要包括如图1中所示的单独的HCCI压缩点火气缸布置7。输送活塞203可以由与关于主活塞2而描述的连杆和轨道机构相似的连杆和轨道机构驱动，或者可替代地，可以由其他任何已知的活塞驱动布置驱动。
[0091]图8和图9a至图9f示出了根据本发明的第二实施例的内燃机500的示意图。内燃机500包括:共用气缸501，该共用气缸501具有在其气缸筒中形成的进气口 502和排气口 503，且该排气口 503沿共用气缸的纵轴线与进气口间隔开；以及火花塞504，该火花塞504提供在进气口与排气口之间的中间位置处。内燃机500进一步包括:第一活塞505，该第一活塞505可在共用气缸内以往复运动的方式移动；以及第二活塞506，该第二活塞506可在共用气缸内以往复运动的方式移动并且与第一活塞相对，从而在活塞之间形成燃烧室。第一活塞505和第二活塞506都经由连杆507、508连接至提供在旋转圆盘511、512上的轨道509、510。圆盘511、512相对于彼此旋转固定并且绕内燃机的中心轴线513相对于共用气缸501旋转。在操作循环的一些阶段期间，圆盘511、512的旋转会驱动活塞505、506，在其他阶段中，圆盘511、512由活塞的直线运动驱动，如参照操作循环的以下描述将是显而易见的。第一活塞和第二活塞的连杆和轨道布置与已经关于第一实施例中的主活塞布置所描述的连杆和轨道布置相似，并且因此未详细示出或者描述。然而，由于第一活塞和第二活塞中的每个活塞所需的活塞位移轮廓不同，轨道509、510的形状与用于在第一实施例中的主活塞的轨道20的形状显著不同。
[0092]第二实施例的内燃机500根据以下操作循环来运行:
[0093]a)进气阶段，在该进气阶段中，第一活塞505和第二活塞506位于进气口 502的交替侦U，并且第二活塞506在与共用气缸轴线平行的第一方向上远离第一活塞505移动，从而使腔室的体积增加并且使充量吸入腔室中(图9a至图9b);然后
[0094]b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞505在第一方向上朝第二活塞506移动，从而使腔室的体积减小并且对充量进行压缩(图9b至图9c);然后
[0095]c)动力阶段， 在该动力阶段中，充量随着火花塞504的点火而燃烧，并且第二活塞506在第一方向上远离第一活塞505移动并且提取功(图9c至图9d);然后
[0096]d)排气阶段，在该排气阶段中，第一活塞505和第二活塞506位于排气口 504的交替侦U，并且第一活塞505在第一方向上朝第二活塞506移动，从而使腔室的体积减小并且经由排气口将烧过的充量从腔室中排出(图9d至图9e);然后
[0097]e)回收阶段，在该回收阶段中，第一活塞505和第二活塞506都在与第一方向平行并且相对的第二方向上朝进气口502移回，以为下一个循环的进气阶段做准备(图9e至图9f)0
[0098]使用上面所描述的连杆和轨道动力输送机构允许第一活塞505和第二活塞506遵循不常见的位移轮廓(基于常规动力输送机构，诸如，曲轴和连杆机构，其将是不可能的)，从而使以上操作循环成为可能。在这种情况下，第一活塞505在循环开始的时候和在进气阶段期间，在BDC的周围是缓慢或者静止的，在压缩阶段期间，其在第一方向上移动，在动力阶段期间明显减慢(或者甚至暂停或者在第二方向上稍微移动)，在排气阶段中，其在第一方向上移动，并且然后，在回收阶段中，在第二方向上移动。在动力阶段期间，第一活塞比在压缩阶段和排气阶段期间更加缓慢地移动，由此经历了与其在压缩阶段和排气阶段期间的速度比较更慢的活塞速度周期。
[0099]操作循环可以进一步包括蒸汽阶段，在该蒸汽阶段中，将水和/或者蒸汽注入腔室中，并且通过第一活塞头和/或者第二活塞头来提取功。蒸汽阶段可以在动力阶段期间和/或在排气阶段与回收阶段之间发生。如果蒸汽阶段在动力阶段期间发生，那么水和/或蒸汽注射器提供在处于火花塞503与排气口 504之间的位置处的共用气缸501的气缸筒中。在这种情况下，当第二活塞506正在远离第一活塞505移动并且提取功时，将水和/或蒸汽注入燃烧室中，并且水和/或蒸汽蒸发并且膨胀，从而对第二活塞进一步做功并且冷却内燃机。如果蒸汽阶段在排气阶段之后发生，那么水和/或蒸汽注射器提供在处于排气口上面的位置处的共用气缸的气缸筒中。在这种情况下，紧随着排气阶段之后，第二活塞506远离第一活塞移动并且将水和/或蒸汽注入腔室中，该水和/或蒸汽蒸发并且膨胀，从而对第二活塞进一步做功并且冷却内燃机。在这种情况下，可以经由蒸汽收集口重新收集膨胀蒸汽，并且使其再循环。紧随着附加蒸汽相之后，两个活塞然后回到其在回收阶段中的起始点。
[0100]在替代实施例中，内燃机500可以包括燃料注射器，而不是火花塞，并且通过使用直接注射来运行。作为另一替代实施例，内燃机500可以是HCCI压缩点火型内燃机，并且可以通过第一活塞505朝第二活塞506的运动和/或第二活塞朝第一活塞的运动来使燃料和空气混合均匀的均质充量能够自动点火。
[0101]图10和图11a至图lie示出了根据本发明的第三实施例的内燃机600的示意图。内燃机600包括:共用气缸601，该共用气缸601具有在其气缸筒中形成的进气口 602和排气口603，该排气口 603处于沿共用气缸的纵轴线的大体上相似的位置处；以及火花塞604，该火花塞604还提供在沿共用气缸的纵轴线的大体上相似的位置处。内燃机600进一步包括:第一活塞605，该第一活塞605可在共用气缸内以往复运动的方式移动；以及第二活塞606，该第二活塞606可在共用气缸内以往复运动的方式移动并且与第一活塞相对，从而在活塞之间形成燃烧室。第一活塞605和第二活塞606都经由连杆607、608连接至提供在旋转圆盘609、610上的轨道611、612。圆盘611、612相对于彼此旋转固定并且关于内燃机的中心轴线613相对于共用气缸601旋转。在操作循环的一些阶段期间，圆盘611、612的旋转会驱动活塞605、606，在其他阶段中，圆盘611、612由活塞的直线运动驱动，如参照操作循环的以下描述将会是显而易见的。第一活塞和第二活塞的连杆和轨道布置与已经关于第一实施例中的主活塞布置所描述的连杆和轨道布置相似，并且因此未详细示出或者描述。然而，由于第一活塞和第二活塞中的每个活塞所需的活塞位移轮廓不同，轨道609、610的形状与用于在第一实施例中的主活塞的轨道20的形状显著不同。
[0102]第二实施例的内燃机600根据以下操作循环来运行:
[0103]a)进气阶段，在该进气阶段中，进气阀602打开，并且第一活塞605在第一方向上远离第二活塞606移动，并且第二活塞606在第二方向上远离第一活塞605移动，从而将充量吸入形成在第一活塞与第二活塞之间的腔室中(图1 la至图1 lb);
[0104]b)压缩阶段，在该压缩阶段中，第一活塞605在第二方向上朝第二活塞606移动，并且第二活塞606在第一方向上朝第一活塞605移动，从而对充量进行压缩(图lib至图11c);
[0105]c)动力阶段，在该动力阶段中，第一活塞605在第一方向上远离第二活塞606移动，并且第二活塞606在第二方向上朝第一活塞605移动，从而提取功(图11c至图lid);以及
[0106]d)排气阶段，在该排气阶段中，排气阀603打开，并且第一活塞605在第二方向上朝第二活塞移动，并且第二活塞606在第一方向上朝第一活塞605移动，从而将烧过的充量从腔室中排出(图lid至图lie)。
[0107]第一活塞605和第二活塞606在进气阶段(图lib)结束的时候所到达的BDC位置可以是与在动力阶段(图lid)结束的时候所到达的BDC位置相同或者不同。第一活塞605和第二活塞606在压缩阶段(图11c)结束的时候所到达的TDC位置可以是与在排气阶段(图lie)结束的时候所到达的TDC位置相同或者不同。
[0108]燃烧可以通过火花塞604来发起。在替代实施例中，内燃机可以是压缩点火内燃机或者HCCI压缩点火内燃机。在这种情况下，可以通过第一活塞605朝第二活塞606移动和/或第二活塞朝第一活塞移动来实现点火。
[0109]在替代实施例中，进气口和排气口可以由如图6a至图6c所示的三位阀所操作的组合进气口和排气口代替。在替代实施例中，共用气缸可以提供有压缩后的进入空气，该压缩后的进入空气由压缩气缸提供，该压缩气缸与上面参照其他实施例而描述的压缩气缸相似。如果包括了压缩气缸，那么进气阶段和压缩阶段可以消除并且可以由单一的充量阶段代替，在该单一的充量阶段中，将压缩后的充量从压缩气缸输送到共有气缸中。充量阶段可以伴有第一活塞605和第二活塞606远离彼此的稍微运动以辅助输送压缩后的充量。压缩后的充量然后可以由火花塞点火，或者可替代地，通过活塞朝彼此的运动来点火以实现HCCI实施例中的压缩点火或者自动点火。
[0110]蒸汽阶段要么可以包括在动力阶段期间，要么可以包括在排气阶段之后的单独蒸汽动力冲程中。
[0111]可以将上面所描述的内燃机中的任何一种修改为具有可变长度连杆。在操作内燃机期间，可以将可变长度连杆调整为允许活塞位移轮廓朝向或者远离气缸头移动，例如，以改变压缩比。
[0112]图12示出了第一布置，在该第一布置中，活塞头701通过可变长度连杆703联接至轨道702。可变长度连杆703包括:活塞安装段704，该活塞安装段704联接至活塞头;轨道从动段705，该轨道从动段705经由从动件705a联接至轨道；以及中间段706，该中间段706分别与活塞安装段和轨道从动段具有螺纹连接707和708。活塞安装段704和轨道从动段705分别包括滑动容纳在内燃机中的位置控制凹槽中的突起709和710，该突起709和710阻止活塞安装段和轨道从动段绕连杆轴线711旋转。中间段706具有突起712，该突起712滑动容纳在活塞控制凹槽中，该活塞控制凹槽提供在可旋转体中。可旋转体可以例如，通过使用电动机来关于连杆轴线711旋转，从而使中间段旋转。当中间段在第一方向上旋转时，螺纹连接707和708可以使活塞安装段704和轨道从动段705远离彼此移动，从而使连杆703的长度增加。当中间段在与第一方向相反的第二方向上旋转时，螺纹连接707和708可以使活塞安装段704和轨道从动段705朝彼此移动，从而使连杆703的长度减小。
[0113]图12b示出了第二布置，在该第二布置中，活塞头801通过可变长度连杆803联接至轨道802。可变长度连杆803包括联接至活塞头的活塞安装段804和经由从动件805a联接至轨道的轨道从动段805。活塞安装段804与轨道从动段805具有螺纹连接807。轨道从动段805包括滑动容纳在内燃机中的位置控制凹槽中的突起810，该突起810阻止轨道从动段关于连杆轴线811旋转。活塞头具有延伸档板，该延伸档板具有突起809，该突起809滑动容纳在活塞控制凹槽820中，该活塞控制凹槽820提供在安装在气缸的固定气缸筒下面的可旋转体821中。可旋转体821可以绕连杆轴线811旋转以使活塞安装段804相对于轨道从动段805旋转，从而按照需要使连杆803变长或者缩短。
[0114]虽然在上面已经参照一个或者多个优选实施例描述了本发明，但是将明白，在不脱离所附权利要求书中所定义的本发明的范围的情况下，可以做出各种变化或者修改。
【主权项】
1.一种活塞布置，包括气缸、可在所述气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及具有路径的轨道;其中，所述连杆具有联接至所述活塞头的第一端和联接至所述轨道的第二端；其中，所述轨道适合于相对于所述气缸移动，并且所述轨道被形成为，在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞头依照所述轨道的所述路径沿所述活塞轴线以往复运动的方式移动;其中，所述轨道的所述路径被形成为，使活塞头位移关于所述轨道相对于所述气缸的位移是非简谐的。2.根据权利要求1所述的活塞布置，其中，所述轨道具有并非是正弦的路径形状。3.根据权利要求1或者2所述的活塞布置，其中，所述轨道具有第一局部最小值和与所述第一局部最小值不同的第二局部最小值，从而在所述活塞头沿所述活塞轴线以往复运动的方式移动时，使所述活塞头通过与所述轨道的所述第一局部最小值对应的第一下止点位置，并且随后通过与所述轨道的所述第二局部最小值对应的第二下止点位置，其中，当所述活塞在所述第二下止点位置中时至当所述活塞在所述第一下止点位置中时，所述活塞相对于所述气缸处于不同的位移处。4.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道包括在所述轨道的局部最小值与所述轨道的相邻的局部最大值之间位置处的至少一部分既约梯度，从而当所述活塞头在与所述局部最小值对应的下止点位置和与所述局部最大值对应的上止点位置之间移动时，使所述活塞头经历至少一个速度降低的周期。5.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道包括处于或者接近所述轨道的局部最大值或者局部最小值的低梯度或者零梯度的延长部分，从而当所述活塞头移动通过与所述局部最大值对应的上止点位置或者通过与所述局部最小值对应的下止点位置时，使所述活塞头经历相当长的停留时间周期。6.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道形成闭环并且提供在旋转体上。7.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道提供在相对于所述气缸旋转的圆筒或者圆盘上。8.根据权利要求7所述的活塞布置，其中，所述轨道提供在圆筒的内径向表面或者外径向表面上、或者在圆筒的端面上、或者在圆盘的外径向表面上或者在圆盘的端面上。9.根据权利要求8所述 的活塞布置，其中，所述轨道凹进和/或突出于所述圆筒或者圆盘的表面。10.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述连杆具有一个或者多个从动件，所述一个或者多个从动件啮合所述轨道以控制所述连杆的位移。11.根据权利要求10所述的活塞布置，其中，所述连杆具有至少两个从动件，所述至少两个从动件在与所述气缸轴线平行的方向上彼此间隔开。12.根据权利要求10或者11所述的活塞布置，其中，所述连杆具有至少两个从动件，所述至少两个从动件通过枢轴安装至所述连杆的转向架安装至所述连杆。13.根据权利要求9至11中任一项所述的活塞布置，其中，所述轨道包括:第一表面，所述第一表面啮合一个或者多个所述从动件以使所述活塞头沿所述活塞轴线在第一方向上移动；以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面啮合一个或者多个所述从动件以使所述活塞头沿所述气缸轴线在与所述第一方向相反的第二方向上移动。14.根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述连杆在没有相对于所述活塞头旋转的情况下被约束为大体上在所述气缸轴线的方向上移动。15.—种活塞系统，包括至少两个根据前述权利要求中任一项所述的活塞布置，其中，所述多个活塞布置各自的连杆联接至共用轨道。16.—种活塞系统，包括根据权利要求1至14中任一项所述的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，所述第一活塞布置和所述第二活塞布置的连杆分别联接至单独的第一轨道和第二轨道，其中，所述第一轨道和所述第二轨道可相对于彼此移动以改变所述第一活塞布置和所述第二活塞各自的活塞头的相对定时。17.—种内燃机，包括根据权利要求1至14中任一项所述的活塞布置或者根据权利要求15或者16所述的活塞系统。18.—种活塞布置，包括气缸、可在所述气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及轨道;其中，所述连杆具有联接至所述活塞头的第一端和联接至所述轨道的第二端;其中，所述轨道适合于相对于所述气缸移动，并且所述轨道被形成为被形成为，在所述轨道相对于所述活塞移动时，所述活塞头依照所述轨道的所述形状沿所述轴线以往复运动的方式移动;其中，所述连杆具有至少两个从动件，所述至少两个从动件啮合所述轨道以控制所述连杆的位移，并且通过枢轴安装至所述连杆的转向架安装至所述连杆。19.一种内燃机，所述内燃机包括根据权利要求1至14中任一项所述的第一活塞布置和第二活塞布置，其中，所述第一活塞布置和所述第二活塞布置分别包括可在共用气缸中移动的第一活塞头和第二活塞头，其中，所述第一活塞头和所述第二活塞头彼此相对，从而在所述第一活塞头与所述第二活塞头之间形成腔室。20.根据权利要求19所述的内燃机，其中，所述第一活塞布置的所述轨道提供在第一旋转圆盘或者圆筒上，其中，所述第二活塞布置的所述轨道提供在第二旋转圆盘或者圆筒上，以及其中，所述共用气缸位于所述第一旋转圆盘或者圆筒与所述第二旋转圆盘或者圆筒之间。21.根据权利要求19或者20所述的内燃机，其中，所述共用气缸包括进气口、排气口和火花塞或者燃料喷射器。22.根据权利要求21所述的内燃机，其中，所述进气口和所述排气口沿所述共用气缸的纵向轴线彼此间隔开，以及其中，所述火花塞或者燃料喷射器位于所述进气口与所述排气口之间的中间位置。23.根据权利要求22所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在所述进气阶段中，所述第一活塞头和所述第二活塞头位于所述进气口的交替侧，并且所述第二活塞头在与所述共用气缸轴线平行的第一方向上远离所述第一活塞头移动，从而使所述腔室的体积增加并且使充量吸入所述腔室;然后b)压缩阶段，在所述压缩阶段中，所述第一活塞头在所述第一方向上朝所述第二活塞头移动，从而使所述腔室的体积减小并且压缩所述充量;然后c)动力阶段，在所述动力阶段中，所述充量燃烧并且所述第二活塞头在所述第一方向上远离所述第一活塞头移动并且提取功;然后d)排气阶段，在所述排气阶段中，所述第一活塞头和所述第二活塞头位于所述排气口的交替侧，并且所述第一活塞头在所述第一方向上朝所述第二活塞头移动，从而使所述腔室的体积减小，并且使所述燃烧过的充量经由所述排气口从所述腔室排出；然后e)回收阶段，在所述回收阶段中，在为以下循环的所述进气阶段做准备时，所述第一活塞头和所述第二活塞头都在与所述第一方向平行并且相对的第二方向上背对所述进气口移动。24.根据权利要求23所述的内燃机，其中，所述操作循环进一步包括蒸汽阶段，在所述蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入所述腔室中，并且通过所述第一活塞头和/或所述第二活塞头来提取功。25.根据权利要求24所述的内燃机，其中，所述蒸汽阶段在所述动力阶段与所述排气阶段之间和/或在所述排气阶段与所述回收阶段之间发生。26.根据权利要求19或者20所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)进气阶段，在所述进气阶段中，所述共用气缸的气缸筒中的进气阀打开，并且所述第一活塞头在第一方向上远离所述第二活塞头移动，所述第二活塞头在第二方向上远离所述第一活塞头移动，从而使充量吸入形成在所述第一活塞与所述第二活塞之间的所述腔室中；b)压缩阶段，在所述压缩阶段中，所述第一活塞头在所述第二方向上朝所述第二活塞头移动并且所述第二活塞头在所述第一方向上朝所述第一活塞头移动，从而压缩所述充量;c)动力阶段，在所述动力阶段中，所述第一活塞头在所述第一方向上远离所述第二活塞头移动并且所述第二活塞头在所述第二方向上远离所述第一活塞头移动，从而提取功；以及d)排气阶段，在所述排气阶段中，所述共用气缸的所述气缸筒的排气阀打开，并且所述第一活塞头在所述第二方向上朝所述第二活塞头移动，所述第二活塞头在所述第一方向上朝所述第一活塞头移动，从而使所述燃烧过的充量从所述腔室排出。27.根据权利要求19或者20所述的内燃机，进一步包括压缩气缸，所述压缩气缸通过输送阀连接至所述共用气缸并且适合于压缩充量并且向所述共用气缸提供所述充量。28.根据权利要求27所述的内燃机，其中，所述压缩气缸由根据权利要求1至13中任一项所述的活塞布置操作。29.根据权利要求27或者28所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在所述充量阶段中，所述输送阀打开，并且操作所述压缩气缸来将加压充量输送至所述共用气缸中的所述腔室中，所述共用气缸形成在所述第一活塞头与所述第二活塞头之间；b)动力阶段，在所述动力阶段中，所述充量燃烧，并且所述第一活塞头在第一方向上远离所述第二活塞头移动并且提取功，所述第二活塞头在第二方向上远离所述第一活塞头移动并且提取功；以及c)排气阶段，在所述排气阶段中，所述第一活塞头在所述第二方向上朝所述第二活塞头移动并且所述第二活塞头在所述第一方向上朝所述第一活塞头移动，从而使所述燃烧过的充量经由形成在所述共用气缸的气缸筒中的排气阀排出。30.—种内燃机，所述内燃机包括由根据权利要求1至14中任一项所述的第一活塞布置操作的燃烧气缸，所述内燃机进一步包括由根据权利要求1至14中任一项所述的第二活塞布置操作的压缩气缸，其中，所述压缩气缸适合于容纳充量、压缩所述充量、并且将所述压缩后的充量输送至所述燃烧气缸。31.根据权利要求30所述的内燃机，其中，所述压缩气缸通过输送阀连接至所述燃烧气缸，所述输送阀可以选择性地打开，从而启用和关闭通过所述输送阀从所述压缩气缸到所述燃烧气缸中的流体流，因而不会启用通过所述输送阀的流体流。32.根据权利要求31所述的内燃机，所述内燃机根据以下操作循环来运行:a)充量阶段，在所述充量阶段中，所述输送阀打开，并且当所述第一活塞布置的所述活塞头处于或者接近上止点位置时，操作所述压缩气缸来将加压充量输送到所述燃烧气缸中；b)动力阶段，在所述动力阶段中，所述充量燃烧，并且所述第一活塞布置的所述活塞头朝下止点位置移动并且提取功；以及C)排气阶段，在所述排气阶段中，所述第一活塞布置的所述活塞头朝上止点位置移动，从而使所述烧过的充量经由排气阀从所述燃烧气缸排出。33.根据权利要求32所述的内燃机，其中，所述操作循环进一步包括蒸汽阶段，在所述蒸汽阶段中，将水和/或蒸汽注入所述腔室中，并且通过所述第一活塞布置的所述活塞头来提取功。34.根据权利要求33所述的内燃机，其中，所述蒸汽阶段在所述动力阶段期间和/或在所述排气阶段与以下随后的引入阶段之间的附加蒸汽循环阶段期间发生。35.根据权利要求30至34中任一项所述的内燃机，其中，所述燃烧气缸和所述压缩气缸位于中空外圆筒与内圆筒或者轴之间，其中，所述外圆筒和所述内圆筒或者轴适合于相对于所述燃烧气缸和所述压缩气缸旋转，其中，所述第一活塞布置的所述轨道提供在所述外圆筒的内表面上。36.根据权利要求30至35中任一项所述的内燃机，其中，所述压缩气缸通过流体连接至所述燃烧气缸的输送气缸来连接至所述燃烧气缸，其中，输送活塞可在所述输送气缸的所述气缸筒内以往复运动的方式移动以打开和关闭将所述压缩活塞连接至所述输送活塞的输送口，从而控制进入所述燃烧气缸的压缩后的充量流。37.—种均质充量压缩点火内燃机，包括燃烧气缸、流体连接至所述燃烧气缸的压缩点火气缸、以及可在所述压缩点火气缸内以往复运动的方式移动的压缩点火活塞;其中，所述压缩点火活塞适合于在操作所述内燃机期间从与所述压缩点火气缸的最大体积对应的下止点位置移动到与所述压缩点火气缸的最小体积对应的上止点位置，以在所述燃烧气缸内创建压力峰值，从而使所述燃烧气缸内的燃料/空气混合物能够自动点火。38.根据权利要求37所述的内燃机，其中，所述压缩点火活塞适合于从其下止点位置移动到其上止点位置，并且在所述内燃机的每个燃烧循环期间回到其下止点位置至少一次。39.根据权利要求36和权利要求37或者38所述的内燃机，其中，单个的活塞和气缸布置既用作输送气缸，又用作压缩点火气缸。40.—种内燃机，包括燃烧室、进气系统、排气系统和三通阀，所述进气系统、所述排气系统和所述三通阀经由端口流体连接至所述燃烧室并且所述三通阀进一步流体连接至所述进气系统和所述排气系统，其中，所述三通阀具有:第一位置，在所述第一位置中，大体上阻止流体经由所述三通阀流入或者流出所述燃烧气缸;第二位置，在所述第二位置中，所述进气系统流体连接至所述燃烧室，从而可以经由所述三通阀，通过所述端口将充量引入所述燃烧室；以及第三位置，在所述第三位置中，所述进气排气系统流体连接至所述燃烧室，从而可以经由所述三通阀，通过所述端口将燃烧过的充量从所述燃烧室排出。
【专利摘要】本发明提供了一种活塞布置，所述活塞布置包括气缸、可在所述气缸内沿活塞轴线移动的活塞头、连杆、以及具有路径的轨道；其中，所述连杆具有联接至所述活塞头的第一端和联接至所述轨道的第二端；其中，所述轨道适合于相对于所述气缸移动，并且所述轨道被形成为，在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞头依照所述轨道的所述路径沿所述活塞轴线以往复运动移动；其中，所述轨道的所述路径被形成为，活塞头位移关于相对于所述气缸的所述轨道的位移是非简谐的。本发明还提供了一种内燃机，所述内燃机包括所述活塞布置。
【IPC分类】F02B33/22, F02B75/28, F01B9/06, F02B47/02
【公开号】CN105492725
【申请号】CN201480048041
【发明人】瑞安·鲍恩
【申请人】纽勒诺有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月27日
【公告号】CA2920749A1, EP3039242A1, US20160201554, WO2015028789A1
最新回复(0)