[发明专利]具有对置缸体和中央驱动轴的内燃机

说明书

本发明提供一种内燃机，其包括：至少一个轴向几何缸体轴线和一个轴向几何中心轴线，这两个几何轴线相互正交；第一缸体，该第一缸体与缸体轴线同轴；第二缸体，该第二缸体与缸轴线同轴且与第一缸体对置；中央体，该中央体包括与中央轴轴向对准的穿孔、第一圆柱形凹部和配置成耦接第二缸体的第二圆柱形凹部；中央驱动轴，该中央驱动轴布置于中央体的穿孔中；设置于第一缸体中的第一活塞，该第一活塞借由第一对连杆连接到中央驱动轴；以及设置于第二缸体中且与第一活塞对置的第二活塞，该第二活塞借由第二对连杆连接到中央驱动轴。

技术领域

本发明涉及内燃机，特别是涉及具有对置缸体的内燃机，每个缸体均具有活塞，其中，活塞在其操作中相对于公共基准点或基准轴线对称移动。

背景技术

对置活塞发动机称为OP发动机，是具有高能量密度的热力机械。对置活塞(OP)发动机和对置活塞对置缸(OPOC)发动机可以是活塞冲程极长的发动机。因而，获得大型应用所需的动力远比简单增加活塞的直径和冲程来获得所需的运动复杂得多。而且，增加所述直径和活塞冲程会增大电动机的尺寸和重量以及与之相关的惯性和失衡。

为了响应增加OP发动机和OPOC发动机能量密度的需求，现有技术中已经提出不同的解决方案，请参阅下文。

专利文献GB1020150描述了一种对置缸往复式内燃机，其包括：第一缸体内的第一往复活塞，该第一缸体具有第一缸盖；第二缸体内的第二往复活塞，该第二缸体与第一缸体对置且具有第二缸盖；位于两个缸盖之间且与之相邻的公共凸轮轴，该公共凸轮轴操作成控制每个缸体盖中的空气和燃料混合物入口和排气出口；以及连杆，该连杆自每个活塞延伸出来，使得每个活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。该文献的共通特征构成本发明独立权利要求的前序的一部分。

此外，专利文献GB531009描述了一种每个缸体中具有至少两个对置活塞的发动机，每对活塞更靠近发动机的曲轴并借由连杆连接到曲轴，这些连杆作用于公共连杆的螺栓，一对外活塞的冲程等于或小于内活塞的冲程并由将外活塞操作性连接到发动机曲轴的机构来控制。每个缸体的燃烧室由每个缸体中两个活塞之间的空间以公知的方式形成。使得外活塞操作性连接到发动机曲轴的控制机构能够包括撑架，这些撑架连接这对外活塞并由布置于公共曲轴的曲轴相反两侧上的一对偏心轴或曲轴来操作或控制。

Ecomotors INC.公司的美国专利US8757123B2提出了一种OPOC发动机，其中的活塞与内部排气活塞和外部进气活塞对称布置或不同放置。这种布置有助于将较短的排气管布置到涡轮增压器内。此外，进气活塞可以相同，排气活塞可以相同，并且左右缸体可以相同，以减少发动机中独特零件的数目，并减轻工程设计和验证工作。然而，如图3所示的活塞构型的一点缺陷在于，平衡稍受干扰。与常规的直列发动机相比，如图3所示的发动机构型中的失衡较轻。

参阅该现有技术文献可以看出，因进行燃烧的位置而造成失衡，此外，该文献虽提及减少独特零件的数目，但发动机复杂而难以制造。而且，增加功率密度也涵盖了增加活塞的尺寸及其冲程，这将导致发动机的整体尺寸增大。

另外，Peter Hofbauer的美国专利US6170443描述了一种二冲程内燃机，该内燃机具有对置缸体，每个缸体具有一对对置活塞，并且所有活塞都连接到公共中央曲轴。每个缸体的内侧活塞经由推杆连接到曲轴，而其外侧活塞经由拉杆连接到曲轴。这种构型获得轮廓极低的紧凑型发动机，其中自由质量力能够基本上完全平衡。该发动机构型还允许通过偏心轮成独立角度定位于曲轴上而实现进气阀与排气阀的非对称正时，从而使发动机适于增压。

尽管使用Hofbauer的发动机能够获得诸多优势，但其部件数目众多，并且发动机难以制造。