[发明专利]重型卡车中的对置活塞发动机布局

说明书

一种用于重型卡车(10)的发动机布局配置包括底座和前轮组件(20)，底座具有在前端与后端之间、在底座的纵向上延伸的两个隔开的车架梁(16)，前轮组件(20)具有附接到车架梁的轮轴(22)。对置活塞发动机(30)被支承在车架梁上并被定位在前端(19)与轮轴(22)之间。对置活塞发动机包括具有纵轴线(A)的气缸组件(40)，所述纵轴线(A)被设置在车架梁之间并相对于纵向垂直定向。替代地，对置活塞发动机包括设置在所述梁之间并且在纵向上延伸的一排气缸(41)。

技术领域

本发明涉及装备有二冲程循环对置活塞发动机的交通工具。具体地，本发明包括在交通工具结构中垂直设置的多缸对置活塞发动机的布局，特别是重型卡车的这种布局。

背景技术

二冲程循环发动机是一种利用曲轴的单个完整旋转和连接到曲轴的活塞的两个冲程完成动力循环的内燃发动机。二冲程循环发动机的一个示例为对置活塞发动机，其中一对活塞相对设置在气缸的孔中以用于在其中往复地滑动运动。每个气缸具有排气口和进气口。每个端口包括一个或更多个开口阵列或序列，其被圆周设置在靠近气缸的相应端部的气缸壁中。活塞的往复运动控制端口的操作。

对置活塞发动机相对于其他二冲程发动机具有若干有利特征。此类优点包括低的燃烧室表面与容积比、优异的净化能力、多气缸设计中的良好发动机平衡和优异的功率/重量比。这些优点和其他优点激发将对置活塞发动机适合重型卡车的交通工具设计的发展。

卡车为一种装备有发动机的交通工具，其被设计用于运载和/或拖拉负载。中型卡车和重型卡车以及工作卡车(统称为“重型卡车”) 通常在重量、容量和/或目的方面进行定义。一种有用的定义(其并不旨在限制)见于49U.S.C.32901(a)(7)和(19)。典型的重型卡车构造共有一些共同的结构特征。假定发动机设置在交通工具前部(“前端布局”)、散热器和其他热交换器位于卡车的发动机室前部。单个实心前轮轴与板簧悬架连用。实心后轮轴通常一前一后地驱动交通工具。动力传动系统沿着交通工具的纵轴线定向，其中传动装置安装在发动机后面并且驱动轴将动力传输至(一个或更多)后轮轴。重型卡车的主要结构元件包括仅在车轮内部、从前到后延伸的成对的车架梁。

具有前端布局的重型卡车的结构能够包括直接将发动机 安装在车架梁之间、前轮轴上方。这是L-4、L-5、L-6、V-6和V-8发动机构造的特点。这类卡车通常具有不同的轮轴后移(setback)，但仍然频繁的情况是发动机被安装在前轮轴上方。两种典型的驾驶室构造用于重型卡车中的前端布局。一种构造为平头式布置，其中驾驶员的驾驶室安装在发动机上方。在另一种布置中，驾驶室安装在发动机后面，其中发动机罩覆盖发动机。然而，情况是，对置活塞发动机的细长气缸轮廓导致不寻常的发动机形状，这难以将其安放在这些类型的重型卡车结构中；不过，已经进行了一些尝试。

Commer卡车装备有位于平头式构造中的前端安装Rootes-Lister TS二冲程对置柴油发动机。该发动机包括水平设置在卡车的动力传动系统上方的一排三个气缸。活塞通过摇臂连杆耦接到单个曲轴。TS发动机初始被设计用于相对低动力的应用。随着动力需求增加，需要更大的气缸。然而，气缸长度受到卡车的侧梁之间的空间的约束。因此，当适合标准的重型卡车底座时，气缸的水平定向内在地限制这些发动机可实现的动力水平。此外，单个曲轴构架所必需的摇臂连杆布置增加了由于摩擦力造成的发动机功率损耗量，由此限制TS发动机可实现的效率。

伴随TS对置发动机设计的定向和构造问题限制了在重型卡车中使用对置发动机获得的益处。

因此，期望能够使交通工具诸如重型卡车配备有效的大位移对置活塞发动机同时保持此类交通工具共有的结构特征。

发明内容