一種四沖程活塞動力內部爆燃（“ＩＥ”）發動機，該內部爆燃發動機用來通過旋轉的曲軸提供動力輸出。該ＩＥ發動機包括：發動機本體，該發動機本體中形成有用來接收工作活塞的動力氣缸；用來支撐曲軸的軸承裝置；和支撐在軸承裝置內的曲軸，該曲軸具有在發動機本體的外部延伸的輸出端部和多個偏移動力曲柄。該ＩＥ發動機還包括：連桿，該連桿以可操作的方式聯結到動力曲柄并且構造成從工作活塞傳遞動力以旋轉曲軸；和工作活塞，該工作活塞被接收到動力氣缸中并且以可操作的方式聯結到動力曲柄。每個工作活塞具有頭端部，該頭端部布置成鄰近氣缸蓋以形成壓縮室并且構造成從位于壓縮室內的壓縮體積的空氣／燃料混合物的爆燃接收動力，并且將接收到的動力傳遞到連桿。該ＩＥ發動機還構造成使得從壓縮沖程的ＴＤＣ位置之前至少２０度的旋轉曲軸的角位置到做功沖程的ＴＤＣ位置之后至少２０度的角位置并且在引爆之前，空氣／燃料混合物的壓縮體積大體上恒定，并且維持峰值壓縮比率。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術的領域總體上涉及往復活塞發動機，即內部燃燒發動機，并且更具體地 涉及往復活塞內部爆燃發動機。
技術介紹
大多數傳統內部燃燒(“IC” )發動機遭受固有的兩分，這是由于該發動機構 造成用于在活塞和曲軸處于上死點(“TDC”)位置的情況下的空氣/燃料混合物的常 規點火。雖然這個位置導致燃燒的最佳條件，但對于活塞和曲軸的力學，它是燃燒的最 差條件。例如，在烴燃燒的物理學或化學方面，在TDC處的點火似乎最有意義，這是由 于這是能夠實現空氣/燃料混合物的最高壓縮的曲軸杠桿臂的旋轉位置和活塞的線性位 置。對于給定量的燃料，已經發現用于易爆的空氣/燃料混合物的點火和后續燃燒的這 個看起來最佳的旋轉位置產生計算量的能量。對于許多常規IC發動機，雖然TDC由于壓縮比率處于它們的峰值而對于燃燒效 率來說是最佳旋轉位置，但它也是機械上最低效率的旋轉位置，這是因為曲柄和連桿在 TDC處瞬間豎直對齊，從而基本上“鎖定”連桿機構，其中在那個位置處僅可實現小量 扭矩。這種狀態持續，直到曲軸已經有機會旋轉過TDC到達具有較大力矩臂的角位置。 因此，在燃燒時產生的勢(或可用的)能的重要部分不能被用作機械功，并且相反地被發 動機的冷卻系統吸收或不必要地浪費且作為熱排氣排出。由于太多的能量和動力通過未 回收的熱而失去，所以眾所周知地，除了在窄的RPM帶寬度中，在TDC處或TDC附近 點火的IC發動機的當前四沖程功能的應用獲得大量不可用的扭矩。
技術實現思路
根據現有技術中固有的問題和缺陷，本專利技術通過提供例如活塞動力內部爆燃 (“正”)發動機而尋求克服這些問題和缺陷，該IE發動機用來通過旋轉的曲軸提供動 力輸出。該IE發動機包括發動機本體，該發動機本體具有形成在其中的多個動力氣缸， 該多個動力氣缸用來接收多個工作活塞，該多個工作活塞可以與相應的曲軸一起操作， 該曲軸被支撐在軸承裝置內并且各具有在發動機本體的外部延伸的輸出端部，該輸出端 部可以與相應多個偏移動力曲柄一起操作。該IE發動機還包括以可操作的方式聯結到 動力曲柄的連桿，該連桿構造成從工作活塞傳遞動力以旋轉曲軸；和工作活塞，該工作 活塞被接收到多個動力氣缸中并且以可操作的方式聯結到動力曲柄。每個工作活塞具有 頭端部，該頭端部布置成鄰近氣缸蓋以形成壓縮室，并且每個工作活塞構造成從位于壓 縮室內的壓縮體積的空氣/燃料混合物的爆燃接收動力，并且將接收到的動力傳遞到連3桿。該IE發動機還構造成使得從壓縮沖程的TDC位置之前至少20度的旋轉曲軸的角位 置到做功沖程的TDC位置之后至少20度的角位置并且在引爆或點火之前，空氣/燃料混 合物的壓縮體積大致恒定，并且維持峰值壓縮比率。如在這里體現的且概括描述的，本專利技術的實施例也在于一種活塞動力內部爆燃 發動機，該內部爆燃發動機用來通過旋轉的曲軸提供動力輸出。該IE發動機包括發動 機本體，該發動機本體具有形成在其中的多個動力氣缸，該多個動力氣缸用來接收多個 工作活塞；用來支撐曲軸的軸承裝置；和支撐在軸承裝置內的曲軸，該曲軸具有在發動 機本體的外部延伸的輸出端部和多個偏移動力曲柄。該IE發動機還可包括以可操作的 方式聯結到動力曲柄的連桿，該連桿構造成從工作活塞傳遞動力以旋轉曲軸；和工作活 塞，該工作活塞被接收到多個動力氣缸中并且以可操作的方式聯結到動力曲柄。每個工 作活塞具有頭端部，該頭端部布置成鄰近氣缸蓋以形成壓縮室，并且每個工作活塞構造 成從位于壓縮室內的壓縮體積的空氣/燃料混合物的爆燃接收動力，并且將接收到的動 力傳遞到連桿。該IE發動機還可構造成使得每個動力氣缸具有壓縮儲存器或壓縮室，在 工作活塞處于線性行程的最上位置的情況下，該壓縮儲存器或壓縮室由氣缸蓋和工作活 塞的頭端部之間的死空間的體積限定，其中，在處于線性行程的最上位置時且貫穿曲軸 的多個角位置，工作活塞的頭端部的線性運動暫停一段時間。換句話說，IE發動機可以 構造成使得在曲軸旋轉過多個預定角位置時使得工作活塞被保持在最上位置(導致峰值 壓縮的位置)中。自然，曲軸的運動不暫停并且連續旋轉過它的各種預期循環或回轉。另外，并且如在這里體現的且概括描述的，本專利技術的實施例也在于一種活塞動 力內部爆燃發動機，該內部爆燃發動機用來通過旋轉的曲軸提供動力輸出，其中IE發動 機包括發動機本體，該發動機本體具有用來支撐曲軸的軸承裝置；和動力氣缸，該動 力氣缸用來接收工作活塞以形成工作氣缸/工作單元，壓縮室在工作活塞的頭端部和動 力氣缸的氣缸蓋之間。該IE發動機還可包括支撐在軸承裝置內的曲軸，該曲軸具有 在發動機本體的外部延伸的輸出端部和多個偏移動力曲柄；以可操作的方式聯結到動力 曲柄的連桿，該連桿構造成從工作活塞傳遞動力以旋轉曲軸；和工作活塞，該工作活塞 被接收到多個動力氣缸中并且以可操作的方式聯結到動力曲柄。工作活塞構造成從位于 壓縮室內的壓縮體積的空氣/燃料混合物的爆燃接收動力并且將接收到的動力傳遞到連 桿。IE發動機還可構造成使得每個工作氣缸/活塞單元包括可以與氣缸蓋一起操作 的浮動活塞氣缸。浮動活塞氣缸可具有打開端部和關閉端部，打開端部與壓縮室流體連 通并且具有與其關聯的密封表面。浮動活塞可以位于浮動活塞氣缸內并且構造成響應于 壓縮室內的壓力在打開端部和關閉端部之間行進，以及從燃燒室動態地分離浮動活塞氣 缸。偏壓裝置可以構造成向著關閉位置將浮動活塞偏壓在密封表面上。IE發動機還可 構造成在工作活塞的頭端部和氣缸蓋之間具有小于浮動活塞氣缸的體積的一定體積的死 空間，使得工作活塞的向上移位引起的壓縮室內的上升的壓力克服該偏壓并且迫使或引 起壓縮體積的空氣/燃料混合物的大部分動態轉移且被接收到浮動活塞氣缸中。由此引 起的壓縮室內的下降的壓力允許壓縮體積的空氣/燃料混合物的這個大部分回到壓縮室 中。有利地，在這個動態轉移發生時，即在該體積的壓縮空氣/燃料進入和離開浮動活 塞氣缸時，壓縮體積和峰值壓縮比率在引爆或點火之前大致維持恒定。另外，由于引起空氣/燃料混合物以所述方式移位，因此發生空氣/燃料混合物的增強的混合。 附圖說明根據以下詳細描述，本專利技術的特征和優點將是顯然的，該詳細描述結合附圖一 起說明本專利技術的特征。應當理解，這些附圖僅描繪本專利技術的代表性實施例并且因此不被 認為限制本專利技術的范圍。此外，將容易理解，如在這里概括描述且在附圖中示出的本發 明的部件可以被布置和設計為很多種不同構造。雖然如此，將通過附圖的使用以另外的 特性和細節描述和說明本專利技術，其中圖1示出根據本專利技術的代表性實施例的內部爆燃(“IE” )發動機的下發動機本 體的分解透視圖；圖2示出根據圖1的實施例的上發動機本體的分解透視圖；圖3a_3c —起示出根據圖1的實施例的組裝的發動機本體的前橫剖視圖和側橫剖 視圖；圖4a-4e —起示出根據圖1的實施例的IE發動機的四沖程的順序的一系列剖視 圖；圖5a-5i—起示出根據本專利技術的另一代表性實施例的IE發動機的壓縮沖程和做功 沖程的順序的一系列剖視圖；圖6是示出根據圖5的實施例在壓縮沖程和做功沖程期間IE發動機的浮動活塞 位移對曲柄角的曲線圖；圖7是示出根據圖5的實施例在壓縮沖程和做功沖程期間IE發動機的體積比率 對曲柄角的曲線圖；圖8是示出根據本專利技術的各種實施例在做功沖程期間I本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種活塞動力內部爆燃發動機，用于通過旋轉曲軸提供動力輸出，所述旋轉曲軸能夠與多個偏移動力曲柄一起操作，所述爆燃發動機包括： 發動機本體，所述發動機本體具有形成在其中的多個動力氣缸，所述多個動力氣缸用于容納多個工作活塞；和 多個連桿，所述多個連桿以可操作的方式聯結到所述動力曲柄并且構造成從所述工作活塞傳遞動力以使所述曲軸旋轉，所述多個工作活塞被支撐在所述多個動力氣缸內并且以可操作的方式聯結到所述動力曲柄； 壓縮室，所述壓縮室由鄰近氣缸蓋的所述工作活塞中的每一個工作活塞的頭端部限定，所述工作活塞構造成從大致位于所述壓縮室內的點燃的壓縮體積的空氣／燃料混合物的爆燃接收動力并且將接收到的動力傳遞到所述連桿， 其中，從壓縮沖程的ＴＤＣ位置之前至少２０度的所述旋轉曲軸的角位置到做功沖程的ＴＤＣ位置之后至少２０度的角位置并且在引爆之前，空氣／燃料混合物的所述壓縮體積大致保持恒定，并且維持希望壓縮比率，以便在所述爆燃時促進爆燃的快速膨脹反應。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：道格拉斯K福爾，
申請(專利權)人：道格拉斯K福爾，
類型：發明
國別省市：US
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