[发明专利]内燃机

说明书

本发明涉及了往复活塞式内燃机，并且与以下这种内燃机有关：它包括一个或几个活塞，每个活塞安装成在相关气缸内作往复运动，并且绕枢轴转动地连接到一个连杆上，连杆连接到曲柄轴的相关曲柄上，连杆绕枢轴转动地连接到一个细长连接件的一端，该连接件在其两端的中间点绕枢轴转动地连接到相应的曲柄上，而其另一端构成了一个杆，杆受到一个配件的约束，使得它可以绕着平行于曲柄轴轴线的枢轴轴线作转动。本发明也还特别(虽然不是唯一的)与EP-A-0591153中公布的一般内燃机形式有关。

该先前文件公布了一种内燃机，其中，至少在循环的一部分中，使得一个或每个活塞以这样的速率运动：该速率使得位移与时间关系的图形与正弦形状不同，而在常规内燃机中本来就产生正弦形状，其中由相关的连杆把每个活塞连接到曲柄轴的相关曲柄上。在这种常规内燃机中，设法使燃料/空气混合物的燃烧与活塞的运动相配合，但先前文件中构造的基本原理是：容许燃烧在最佳状态下进行，使得活塞按照这样的状态来运动：它“跟随”着燃烧，并且与燃烧过程的性质和进展有关。

更具体地说，先前文件公布了一种内燃机，其中，在发生燃料/空气混合物点火的循环中的点上或其附近使活塞减速，因而运动得比常规内燃机情形更慢，然后在达到顶部死点(TDC)位置之前再加速。这是基于这样的共识：在常规内燃机中，在发生点火的点上，活塞基本上以其最大速度进行运动，并且在基本上最大速率下压缩比改变，因此阻碍了通过燃料/空气混合物的焰锋传播速率，从而有害于燃烧过程的性质和完全。但是，在燃烧点附近减慢活塞意味着：在焰锋传播开始的时刻，燃料/空气混合物中压力增加速率比常规小得多，由此造成通过燃料/空气混合物的焰锋传播比常规要快得多。

先前文件还公布了：在TDC之后0°到40°之间的某个值上，使活塞达到其最大加速度和最大速度，而不是常规内燃机中在TDC之后的90°，此后，在达到底部死点(BDC)位置之前，在其工作行程的后面部分中，比常规内燃机运动得更慢。这造成了排气温度的降低，因而减少了NOx的辐射和减少了排气口和阀门的腐蚀。

对于按照EP-A-0591153制造的内燃机已经进行了广泛的试验，这些试验表明：与常规内燃机相比，该内燃机确实显著地提高了效率，并且也大大减少了未燃烧的碳氢化合物CO和NOx的辐射。实际上，这些试验已表明：在按照先前文件的内燃机中，燃烧过程是在与常规内燃机基本不同的状态下进行，例如从以下事实可以得到证明：在燃烧期间气缸内的压力升高速率当输出轴每转一度时约为6.5巴，相比之下在常规内燃机中约为2.5巴，以及在TDC之后输出轴转动约22°之内完成燃烧，而相比之下在常规内燃机中需要60°左右。

但是，在先前文件中公布的内燃机引入了与活塞和非常规曲柄轴配合的仿形凸轮，尽管这种凸轮在功能和技术上完全满足，但最好要为内燃机引入一个大致为常规形式的曲柄轴，因为对于曲柄轴已经有了大量的生产设施，并且与凸轮式内燃机相比，制造曲柄轴式内燃机更加熟悉和经过了充分的试验证明。

因此，本发明的目的是提出一种往复活塞式的内燃机，其中，一个或某个活塞的时间/位移图形与常规曲柄轴式内燃机的正弦形状不同，例如为相似于EP-A-0591153中公布的情形，并且在内燃机工作时它也可以改变，但内燃机包括了一个大致为常规形式的曲柄轴。

与本发明有关的一种特定形式内燃机公布在US-A-2506088中。在该先前文件公布的内燃机中，细长连接件的另一端，即离活塞最远的一端，绕枢轴转动地连接到一个短臂的一端，短臂的另一端安装在绕着它转动的固定枢轴上。当活塞往复运动和相应曲柄绕着曲柄轴轴线转动时，连接件的另一端为短臂所约束，以与曲柄轴相同的速度随着短臂绕固定枢轴转动。

在该内燃机中活塞的运动模式与真正的正弦形状不同，但而是按照预先确定和不可改变的方式。然而，为了优化空气/燃料混合物的燃烧，以达到效率最大和辐射最小的目的，希望提供一种装置可根据速度、负载或其它参数来改变活塞的运动模式。

因此本发明的另一个目的是提供一种内燃机，最好是按照EP-A-0591153的说明原则来工作的一种内燃机，其中内燃机运动模式可根据内燃机工作参数作改变，最好是自动作改变。

按照本发明，属于上述形式的内燃机的特征在于：配件包括一个与第二活动配件连接的第一活动配件，它相对于第二活动配件绕枢轴轴线作转动，第一活动配件与杆连接，其连接仅容许沿着杆的方向作相对滑动，以及一个致动装置与配件连接，并设置成有选择地使配件沿着垂直于曲柄轴轴线的第一方向和沿着横切第一方向的第二方向运动。