[发明专利]建立差动冲程循环燃烧发动机中活塞压缩高度的方法

说明书

本申请是2010年2月4日提交、发明名称为“用于差动冲程循环发动机的调和活塞座”、申请号为201080016358.3的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃烧发动机且特定来说涉及差动冲程循环燃烧发动机。

本发明已主要开发用作用于差动冲程循环燃烧发动机的调和活塞座设备，且下文将参照本申请案予以描述。然而，应了解，本发明不限于此特定使用领域。

背景技术

贯穿说明书对现有技术的任何论述无论如何不应被视为承认此现有技术为广泛已知的或形成所述领域中的普通一般知识的部分。

常规内燃发动机具有至少一个气缸、所述气缸中的活塞及由所述活塞驱动的曲轴。这些发动机中的大多数发动机按曲轴每两次转动活塞进行一个四冲程循环的方式操作。在所述循环期间，活塞的冲程为第一次向外进气、第一次向内压缩、第二次向外(在点火之后)燃烧及供以动力以及第二次向内排气。在排气冲程期间将经燃烧气体驱动出且在吸纳冲程期间吸入新鲜进料。这两个冲程需要较少力且活塞经受低压力。出于这些目的，这两个冲程还需要一次完整的曲轴转动。

如果具有给定位移的四冲程发动机可在仅一次曲轴转动中完成其循环，那么可从所述四冲程发动机获得更多输出。存在常规两冲程发动机，其中将燃烧、排气、吸纳及压缩四个功能塞入到曲轴每一次转动活塞进行的两个冲程中。此些两冲程发动机通常重量小于四冲程发动机，但通常不如四冲程发动机燃料高效，且因此传统上仅用于某些特别领域中，例如小花园发动机。

存在一种用以组合活塞的四个冲程的优点与每循环的一次曲轴转动的优点的方式，且其为将活塞分裂成关闭燃烧室的一端的内部分及连接到曲轴的可分离外部分，且提供在排气及吸纳期间独立于所述外活塞部分而移动所述内活塞部分的构件。此提供所述内活塞部分在单次曲轴转动期间按四冲程原则操作。

第857,410号美国专利揭示，可使用咬合的齿轮传动装置的四分之一次转动来在活塞部分的不同循环中操作所述活塞部分。此设计具有许多问题，例如，当两个齿轮在驱动轴的每一转动上啮合时齿的啮咬，且为以相等长度及周期划分四个冲程的以四比一比率固定的复杂齿轮传动系统。

第1,413,541号美国专利揭示一种具有四冲程内活塞部分及两冲程外活塞部分(每循环或发动机转动)的分裂式活塞。还提供一种具有一循环的内活塞部分，其中每一冲程的周期确切为90度且等于外活塞的冲程的周期(其为180度)的一半。所述设备的另一限制包括内活塞部分的四个冲程的相等冲程长度或活塞行程。

第857,410号及第1,413,541号美国专利每一者揭示活塞的关闭燃料室以使得其必须以四个相等冲程移动的部分的驱动连接，每一冲程在四分之一转数(90度)期间完成。

第1,582,890号美国专利揭示气缸中的两个活塞，其关闭两个室。并非按四冲程原则操作，其使用凸轮致动构件来在两个室与大体沿气缸壁定位于其冲程的相对端处的两组气口之间移动内活塞。这是为了允许内活塞在其向下冲程上将外室加压，此花费大量动力及力量，因此要求其致动设备在结构上未必沉重及庞大。此外，气缸壁上的外气口将内活塞限制为相等冲程长度及对称周期。本专利教示内活塞在来自两个气缸室的经组合进料的燃烧及最终压缩期间必须覆盖以便将这两个冲程限制为相等长度及轴转数的气缸气口。

以引用方式并入本文中的第5,243,938号美国专利揭示一种用于使内燃发动机往复运动的差动冲程活塞设备，其具有安置于气缸内的活塞构件，所述活塞构件包括关闭及密封气缸室的内活塞部分及用作所述内活塞部分的载体且连接到发动机轴(优选为曲轴)的外活塞部分。所述内活塞部分有效地在不同于所述外活塞的循环的循环上操作，举例来说，发动机的每一转动中，所述内活塞部分进行四个冲程且所述外活塞部分进行两个冲程。本发明还提供一种用以使内活塞部分循环的冲程周期及/或冲程长度变化的差动冲程循环构件。优选实施例提供一种差动四冲程内活塞部分及在整个循环期间通过连接杆连接到曲轴的外活塞部分。当压缩力处于其最高水平时，所述两个活塞部分组合以在循环的供以动力及压缩部分期间骑跨于所述连接杆上。在循环的排气及吸纳部分期间，当压缩力低得多时，内活塞部分独立于继续连接到连接杆移动的外活塞部分而执行分别为排气及吸纳的向内及向外移动。

此项技术中需要进一步调和(或减弱，或缓冲)内活塞部分的安坐及/或调整外活塞部分上的活塞座高度。

本发明的目标

本发明的目标是克服或改善现有技术的缺点中的至少一者，或提供有用的替代方案。