專利名稱：發(fā)動機裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種發(fā)動機裝置，更具體而言，本發(fā)明涉及一 種必定帶有兩個活塞-氣缸組件的發(fā)動機裝置，其中，包含在第一活 塞- 氣缸組件或裝置中的、位于第一氣缸內的第一活塞與包含在第二 活塞-氣缸組件或裝置中的、位于第二氣缸內的第二活塞相互連接， 且所述的兩個活塞-氣缸組件帶有進氣閥。所述的兩個活塞-氣缸組件適于與齒輪單元相配合，齒輪單元適 于將平動運動轉化為旋轉運動。更特定而言，本發(fā)明致力于提出一種由空氣-燃料驅動的發(fā)動機 裝置、或者一種由廢氣驅動的發(fā)動機裝置，和/或致力于將所述兩類發(fā) 動機裝置互連成一種與發(fā)動機裝置相適應的機組。
背景技術：
現有技術中多種不同的實例已在先公開了與上述技術領域和實質 內容相關的方法、裝置、以及構造。現有技術的狀況包括了基于"奧托(Otto)"發(fā)動機技術的發(fā)動機 裝置，這種發(fā)動機裝置利用曲軸裝置來進行工作，曲軸裝置作為在氣 缸中運動的活塞與發(fā)動機輸出軸或曲軸之間的傳動裝置。為此目的，要利用活塞中的短軸和為各個活塞設置的、圍繞著曲 軸的軸承。從大約100年前第一臺發(fā)動機被在美國設計出來起，這種傳動技 術就已經被采用了 。這就意味著通常至少需要兩個氣缸(適用于四沖程發(fā)動機的情 況)來在輸出軸或曲軸處產生出單圏發(fā)動機轉動，這自然就意味著 在發(fā)動機的每一圏轉動中，這些氣缸都要被輸送一次空氣-燃料混合 物，因而，發(fā)動機的每一轉中要輸入兩次空氣-燃料混合物。6此外，這種設計的作用功能在于 一個氣缸只在約1.5圏時產生 作用，而其余時候是受到抽拉來完成不同的操作功能，如此等等。在發(fā)動機工作過程中，發(fā)電機、水泵、液壓泵等設備是有效的， 它們?yōu)榱诉\轉需要從這兩個氣缸獲取能量。因而，為了能令人滿意地進行工作，發(fā)動機必須工作在約為 1000RPM (轉/分鐘)的高怠速上，對于柴油機，其最高轉速為2500 -3500RPM,對于汽油驅動的發(fā)動機(汽油4幾)，最高轉速為5000-7000RPM。"奧托，，發(fā)動機技術以及柴油機技術意味著所產生的發(fā)動機動力在 低轉速時的扭矩低，由于這一原因，這些發(fā)動機通常工作在高轉速上， 以便于能提高扭矩。由于"奧托"發(fā)動機技術和柴油機是這樣進行工作 的，所以，在高轉速時，這些發(fā)動機不能充分利用供送來的燃料，因 而，燃料消耗增加了，但產生出的功率并沒有同等程度地增加。一部分現有技術是由空氣-燃料驅動的發(fā)動機裝置，其至少包括 一個活塞-氣缸組件，在該組件中，活塞可往復運動地布置在氣缸中， 發(fā)動機裝置還包括與氣缸頂部相關的氣閥，其是一個或多個進氣閥和 一個或多個出氣閥或排氣岡，還設置有對空氣-燃料混合物進行點火 的裝置，其中，混合物在氣缸中由活塞的運動進行壓縮。本領域中還存在由廢氣驅動的發(fā)動機裝置，其必定包括一個活塞 -氣缸組件，其中，活塞可往復運動地布置在氣缸中，與氣缸相關的 氣閥位于上方，氣閥包括一個或多個進氣閥和一個或多個排氣閥。在專利文獻BE-A-903173和WPI/DERVENT文摘中也公開了一 些現有技術。發(fā)明內容考慮到上述的狀況，本領域技術人員必須要對如下的問題作技術 上的考慮，以便于能對上文討論的一個或多個技術問題提供解決方案 在一方面，首先要對要實施的措施和/或措施的后果有必要的洞察力； 在另一方面，對所需手段的必要選擇，考慮到這樣的情況，如下的技 術問題對于本發(fā)明技術主題的研發(fā)過程而言將是相關的。上文參照一種發(fā)動機裝置對現有技術進行了分析，該發(fā)動機裝置 必定包括兩個活塞-氣缸組件，其中，第一活塞-氣缸組件中的第一 活塞位于第一氣缸中，第一活塞與包含在第二活塞—氣缸組件中的、 位于第二氣缸中的第二活塞互連，所述氣缸-活塞組件帶有進氣閥和 排氣閥，且所述兩活塞-氣缸組件適于與齒輪單元相配合，將平動運 動轉換為旋轉運動，考慮到這樣的現有技術狀況，可將所要解決的技 術問題看作是如何實現技術措施的重要性和/或相關的優(yōu)點，為此需要進行的技術考慮是-兩活塞-氣缸組件中分配給各個氣缸的活塞都能將發(fā)動機的轉 軸驅動半圏，并能串聯地依次工作，這使得發(fā)動機完成整圈的運轉；-分配給一對氣缸的兩個活塞可獨立于發(fā)動機所包含的其它成對 氣缸及其對應活塞地進行工作，這就要求能針對所需的驅動力獨立地 調控每個活塞/氣缸對；-在具有四個氣缸或多個氣缸的發(fā)動機中，與活塞相關的兩個氣 缸可平^亍地工作；- 一個活塞/氣缸對的關斷將不會對發(fā)動機轉軸造成過載；-在發(fā)動機開始運動之后，扭矩立即就能達到高值，且隨著發(fā)動 機轉速的增加，扭矩能增大一些；-可選擇較低的轉速一例如小于300 - 600RPM的轉速作為最大轉速；-在必需的情況下，高的扭矩要求盡可能采用簡單的齒輪機構； -選定的發(fā)動機轉速將更好地適應于驅動輪的轉速，由此能實現 低的燃料效率，并能采用更小的齒輪箱；-上述的設計和構造使得發(fā)動機的總裝備重量減輕；和/或 -可選擇汽油(輕質油)、柴油、以及不同的氣體作為燃料。 所存在的技術問題在于實現一些結構性措施的重要性和/或相關 的優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施來形成一種由空氣-燃料混合物 驅動的發(fā)動機裝置，其至少包括一個活塞-氣缸組件，其中， 一個活 塞可往復運動地布置在氣缸中，發(fā)動機裝置包括與氣缸頂部相關的氣頁閥，其是一個或多個進氣閥和一個或多個排氣閥，發(fā)動機裝置還包括 對氣缸中由活塞運動加壓的空氣-燃料混合物進行點火的裝置，發(fā)動 機裝置還包括兩個活塞-氣缸組件，它們適于相互同步地運動，以使 得第一活塞-氣缸組件中的第一活塞與第二活塞-氣缸組件中的第二 活塞直接或間接地配合工作。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要釆取其中的結構性措施，以便于使與氣缸頂部相關的進氣 閥和排氣閥能與第一活塞-氣缸組件中的第一氣缸和第二活塞-氣缸 組件中的第二氣缸相關聯，且所述氣閥被進行控制以使得所述第 一活 塞 - 氣缸組件中的一個做功沖程或做功步驟能在所述第二活塞-氣缸 組件中促成排氣沖程或排氣步驟，且所述第二活塞-氣缸組件中的一 個做功沖程能促成所述第一活塞-氣缸組件中的排氣沖程。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要釆取其中的結構性措施，以便于利用齒條的中介作用將所 述第一活塞與所述第二活塞相互固連成單元體，且兩活塞利用齒輪軸 相互直接配合協作。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施，以便于使得所述第一活塞與第一 齒條固連成單元體，所述第二活塞與第二齒條固連為單元體，其中， 兩齒條與齒輪軸相配合。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施，以便于使得所述第一齒條相對于 所述第二齒條成一定的角度，該角度小于直角。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施，以便于設計一種由廢氣驅動的發(fā) 動機裝置，其必定包括一個活塞-氣缸組件，其中， 一個活塞可往復 運動地布置在氣缸中，并包括與氣缸頂部相關的氣閥，氣閥是將由兩 個活塞-氣缸組件形成的一個或多個進氣閥與一個或多個排氣閥，兩 組件適于相互同步地運動，以使得頭一個(第三)活塞-氣缸組件中9的第一活塞與第二個(第四)活塞-氣缸組件中的第二個(第四)活 塞直接或間接地配合，其中，與氣缸頂部相關的進氣閥和排氣閥被配 置給頭一個(第三)活塞-氣缸組件中的頭一個(第三)氣缸以及第 二個(第四)活塞和氣缸組件中的第二個(第四)氣缸。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施，以便于能對所述氣閥進行調控， 從而使得所述頭一個(第三)活塞-氣缸組件中通過輸送加壓廢氣所 獲得的一個做功沖程促成第二個(第四)活塞-氣缸組件中的排氣沖 程或步驟，且所述第二個(第四)活塞-氣缸組件中通過接收加壓廢 氣所形成的做功沖程促成所述頭一個(第三)活塞-氣缸組件中的排 氣沖程或步驟。存在這樣的技術問題實現一 些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施，以便于能借助于與齒輪軸相配合 的齒條的中介作用使所述頭一個(第三)活塞和第二個(第四)活塞 能相互固連成單元體，并相互直接配合。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施，以便于使得所述頭一個(第三) 活塞與頭一個(第三)齒條固連成單元體，并使得所述第二個(第四) 活塞與第二個(第四)齒條固連成單元體，其中，兩齒條都與齒輪軸 相配合。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要采取其中的結構性措施，以便于使得所述頭一個(第三) 齒條相對于所述第二齒條成一定的角度，該角度小于直角。存在這樣的技術問題實現一些結構性措施的重要性和/或相關的 優(yōu)點，需要釆取其中的結構性措施，以便于使得一個或多個由空氣-燃料混合物驅動的發(fā)動機裝置與同一轉軸相協作，并使得一個或多個 這樣的空氣-燃料驅動發(fā)動機裝置能與一個或多個廢氣驅動發(fā)動機裝 置相協作，其中的一個或多個廢氣驅動發(fā)動機也與所述的同一轉軸相 協作。存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 在任何情況下都使另外兩個活塞-氣缸組件中的第三活塞與第四活塞 互連，其中的笫三活塞位于第三活塞-氣缸組件所包含的第三氣缸中， 第四活塞位于第四活塞-氣缸組件所包含的第四氣缸中，且相關的進 氣閥和排氣閥適于與將所述平動運動轉換為旋轉運動的齒輪單元相配 合，其中，第一氣缸的排氣閥將與第三氣缸的進氣閥互連，第二氣缸 的排氣閥與第四氣缸的進氣閥互連，且所述第三和第四氣缸的排氣閥
將被用于排出燃燒后的廢氣。
存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 當第一氣缸在由燃料推動時促使第一活塞移動到下方位置(靠近于齒 輪單元的轉軸)，同時，將第二氣缸中的第二活塞移動到其上方位置(遠 離齒輪單元中動力軸或從動軸)。
存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 在這些活塞的運動過程中，為兩個分開且單獨的事件或功能件作了預 先的準備。
存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 在第一氣缸中第一活塞的運動受到阻抑的同時，使得緊鄰的前一工作 循環(huán)所產生的廢氣被壓縮。
存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 能利用排氣閥的開啟/關閉時間來調節(jié)運動速度。
存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 當排氣閥開啟時使得廢氣壓力能被引導給第四氣缸，且第四氣缸的進 氣閥能使第四氣缸中的第四活塞受到推動，從而能獲得額外的做功輸入，且不需要為此運動從外部輸送燃料。存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 使得第四和第三氣缸中分別重復同一過程，而廢氣經第三、第四氣缸 的排氣閥排出，例如排出到消音器中。存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 實現如下的設計如果成對協作的活塞-氣缸組件的工作轉速(或怠 速)低于齒輪單元的轉速，不會對齒輪單元輸出軸的轉動造成有效影 響。存在這樣的技術問題實現一些技術措施和技術性考慮的重要性 和/或相關的優(yōu)點，其中的結構性措施和技術性考慮是必需的，以便于 當額外供送的能量被選定為微小量時一例如當處于下坡路段而對額外 能量的供送執(zhí)行節(jié)控時，使得車輛在這樣的條件下行駛停止工作的 氣缸-活塞組件不對齒輪單元進行制動，在增大外部能量供送的情況 下一例如在加速時，啟動后的氣缸-活塞組件將追上齒輪單元的輸出 軸，而后參與到連續(xù)的工作中。本發(fā)明將如下的內容作為與上文介紹的現有技術的分界點 一種 空氣-燃料驅動的發(fā)動機裝置，其包括至少一個活塞-氣缸組件， 其中，活塞可往復運動地布置在氣缸中；與氣缸頂部相關的氣閥，其 為一個或多個進氣閥和一個或多個排氣閥；以及對氣缸中由活塞運動 加壓的空氣-燃料混合物進行點火的裝置。為了能解決上文提到的 一個或多個技術問題，本發(fā)明公開了如下 技術兩個活塞-氣缸組件適于相互同步地運動，以使得第一活塞-氣缸組件中的第 一活塞與第二活塞-氣缸組件中的第二活塞直接或間 接地配合，并使得與氣缸頂部相關的進氣閥和排氣閥被配置給第一活 塞-氣缸組件中的第 一氣缸和第二活塞-氣缸組件中的第二氣缸，且 所述氣閥受到控制以使得所述第一活塞-氣缸組件中的一個做功沖程 能促成所述第二活塞—氣缸組件中的排氣沖程，且所述第二活塞—氣缸組件中的做功沖程促成所述第 一活塞-氣缸組件中的排氣沖程。
作為落入到本發(fā)明基本理念范圍內的 一種擬議實施方式，本發(fā)明
還公開了如下特征借助于齒條的中介作用，將所述第一、第二活塞 相互固連成單元體，其中的齒條與齒輪軸相互直接配合。
還公開了如下的特征所述第一活塞與第一齒條固連成單元體， 且所述第二活塞與第二齒條固連成單元體，其中，兩齒條與齒輪軸相 配合。
還提出了如下的特征所述第一齒條相對于所述第二齒條成一定 的角度，該角度小于直角。
本發(fā)明還公開了一種由廢氣驅動的發(fā)動機裝置，其包括至少一 個活塞-氣缸組件，其中，活塞可往復運動地布置在氣缸中；與氣缸 頂部相關的氣閥，其是一個或多個進氣閥和一個或多個排氣閥。
為了能解決上文提到的一個或多個技術問題，本發(fā)明公開了如下 技術兩個活塞-氣缸組件適于相互同步地運動，以使得頭一個(第
三) 活塞-氣缸組件中的第一活塞與笫二個(第四)活塞-氣缸組件 中的第二個(第四)活塞直接或間接地配合，并且，與氣缸頂部相關
的進氣閥和排氣閥被配置給頭一個(第三)活塞-氣缸組件中的頭一 個(第三)氣缸以及第二個(第四)活塞和氣缸組件中的第二個(第
四) 氣缸，且所述氣閥受到控制，以使得所述頭一個(第三)活塞-氣缸組件中由于供送加壓廢氣而獲得的一個做功沖程促成所述第二個
(第四)活塞-氣缸組件中的排氣沖程，且所述第二個(笫四)活塞 -氣缸組件中由于供送加壓廢氣而獲得的做功沖程促成所述頭一個 (第三)活塞-氣缸組件中的排氣沖程。
作為落入到本發(fā)明基本理念范圍內的 一種擬議實施方式，本發(fā)明 還公開了如下特征所述頭一個(第三)活塞和第二個(笫四)活塞 被相互固連成單元體，并借助于齒條的中介作用相互直接地配合，其 中的齒條與齒輪軸相配合。
還公開了如下的特征所述頭一個(第三)活塞與頭一個(第三) 活塞桿固連成單元體，且所述第二個(第四)活塞與第二個(第四)齒條固連成單元體，其中，兩齒條都與齒輪軸相配合。
另外，還公開了特征所述頭一個(第三)齒條相對于所述第二 齒條成一定的角度，該角度小于直角。
本發(fā)明還包含一種與發(fā)動機裝置相關的機組，其中， 一個或多個 由空氣-燃料驅動的發(fā)動機裝置與同一轉軸相協作，且一個或多個由 空氣-燃料驅動的這些發(fā)動機裝置與一個或多個由廢氣驅動的發(fā)動機 裝置相協作，類似地，由廢氣驅動的發(fā)動機裝置也與所述的同一轉軸 相協作。
另外，本發(fā)明將如下公開的內容作為與上文介紹的現有技術的分 界點 一種發(fā)動機裝置，其帶有至少兩個活塞-氣缸組件，其中，包 含在第一活塞-氣缸組件中的、位于第一氣缸中的第一活塞與包含在 第二活塞-氣缸組件中的、位于第二氣缸中的第二活塞互連，且所述 的各個活塞-氣缸組件都帶有用于輸送燃料混合物的進氣閥、以及用 于排出廢氣的排氣閥，所述的兩個活塞-氣缸組件適于與將平動運動 轉換為旋轉運動的齒輪單元相配合。
為了能解決上文提到的 一個或多個技術問題，本發(fā)明特別地公開 了如下的特征設置至少兩個另外的活塞-氣缸組件，以對現有技術 進行補充，其中一個組件帶有第三活塞，包含在第三活塞-氣缸組件 中的、位于第三氣缸中的第三活塞與包含在第四活塞-氣缸組件中的、 位于第四氣缸中的第四活塞互連，組件帶有相應的進氣閥和排氣閥， 兩組件適于與將平動運動轉換為旋轉運動的所述齒輪單元相配合，第 一氣缸的排氣岡與第三氣缸的進氣閥互連，且第二氣缸的排氣閥與第 四氣缸的進氣閥互連，且與第三、第四氣缸相關的排氣閥將被用于排 出燃燒后的廢氣。
作為落入到本發(fā)明基本理念范圍內的 一種擬議實施方式，本發(fā)明 還公開了如下特征當所述第一活塞-氣缸組件中的第一氣缸由燃料 作用時，第一活塞移動向下方位置，同時，第二氣缸中的第二活塞移 向其上方位置。
在該運動過程中，發(fā)生了兩個事件笫一氣缸中第一活塞的運動受到阻抑，與此同時，前一循環(huán)中產生的廢氣隨之被壓縮。 利用排氣閥的開啟/閉合時間來對運動速度進行調節(jié)。 當所述第一活塞-氣缸組件中的排氣閥開啟時，廢氣壓力被引導 給第四氣缸，且該氣缸的進氣閥使得第四氣缸中的第四活塞受到驅動， 從而獲得額外的做功輸入，且無需為此運動而額外地從外界供送能量。
還公開了特征在第四氣缸和第三氣缸中重復地進行同樣的過程， 同時，廢氣從第三、第四氣缸的排氣閥排出，例如排出到消音器中。
如果相互協作的成對的活塞-氣缸組件的工作速度(或怠速)小 于作用到齒輪單元上的轉速，輸出軸的轉動不受到影響。
還公開了如下的特征當外加能量被選定為微小量時一例如當車 輛處于下坡狀況而對外加能量的供送執(zhí)行節(jié)控時，車輛將在這樣的條 件下行駛停止工作的氣缸-活塞組件不對齒輪單元的運動進行制動， 在增大外加能量供送的情況下一例如在加速情況下，氣缸-活塞組件 將追上齒輪單元的轉動軸，而后參與到連續(xù)的工作中。
本發(fā)明的優(yōu)點主要被認為是本文所公開的本發(fā)明特征、以及具體 的顯著性區(qū)別特征，該優(yōu)點在于其對現有狀況進行了改造，形成了一 種空氣-燃料驅動的發(fā)動機裝置和/或廢氣驅動的發(fā)動機裝置，其帶有 至少兩個活塞-氣缸組件，其中，被包含在第一活塞-氣缸組件中的、
位于第一氣缸中的第一活塞與包含在第二活塞-氣缸組件中的、位于 第二氣缸中的第二活塞互連，且所述的各個活塞-氣缸組件都帶有進
氣閥和排氣閥，所述兩活塞-氣缸組件適于與將平動運動轉換為旋轉 運動的齒輪單元相配合。
在這樣的實例中，能利用兩個另外的活塞-氣缸組件，且利用相 關的進氣閥和排氣閥，使包含在第三活塞-氣缸組件中的、位于第三 氣缸中的第三活塞與包含在第四活塞-氣缸組件中第四氣缸中的第四 活塞互連，所述兩個額外的活塞-氣缸組件適于與將平動運動轉換為 旋轉運動的所述齒輪單元相配合。
第一氣缸的排氣閥可與第三氣缸的進氣閥互連，而第二氣缸的排 氣閥可與第四氣缸的進氣閥互連。第三、第四氣缸的排氣閥可被用來
15將燃燒后的廢氣清除出。
那些被總體上認為是本發(fā)明區(qū)別特征的內容被限定在后附權利要 求1的區(qū)別特征部分中。


作為例示，下文將參照附圖更為詳細地介紹目前提議的一種實施
方式，該實施方式展示了與本發(fā)明相關的重要特征。在附圖中
圖l表示了一種發(fā)動機裝置，其帶有兩對成對動作的發(fā)動機-氣 缸組件，其中，第一對活塞-氣缸組件構成了由空氣-燃料驅動的發(fā) 動機裝置，而第二對活塞-氣缸組件構成了由廢氣驅動的發(fā)動機裝置； 圖2是圖1所示發(fā)動機裝置的側視圖3表示了將平動運動轉換為旋轉運動的齒輪單元的第一實施方
式；
圖4表示了將平動運動轉換為旋轉運動的齒輪單元的第二實施方 式；以及
圖5表示了一種發(fā)動機裝置，其帶有兩對成對配合的活塞-氣缸 組件，每個組件都可由空氣-燃料混合物進行驅動。
具體實施例方式
借助于下文的介紹，應當強調的是在下文對目前提議的一種實 施方式所進行的描述中，選用了一些詞語和特定的術語，以此來總體 上清晰地描述本申請所公開的發(fā)明理念，其中的實施方式展示了與本 發(fā)明相關的重要區(qū)別特征，并被清楚地表示在附圖中。
但是，在此前提下，應當牢記的是文中所選用的表述不應被看 作被排它性地局限于文中選用的詞語，而是應當這樣來理解各個所選 用的詞語使得這些詞語除了本身的含義之外，還涵蓋了所有的技術 等同手段，其按照相同或基本上相同的方式來發(fā)揮作用，以便于在這 樣的實例中能實現相同或基本上相同的目的和/或技術效果。
參照圖l到圖5,圖中示意性地詳細表示了本發(fā)明的基本前提狀 況，并借助于目前提出的、下文將要詳細描述的實施方式，具體地給 出了本發(fā)明相關的重要特征。
16圖1以局部剖面圖的形式表示了由空氣-燃料混合物驅動的發(fā)動 機裝置l，在該發(fā)動機裝置l，第一活塞11可往復運動地布置在第一
氣缸12中，與活塞頂部相關的氣閥13、 14是一個或多個進氣閥以及 一個或多個排氣閥或出氣閥，發(fā)動機裝置還包括點火裝置(圖中未示 出),其對氣缸12中由活塞11運動加壓的空氣-燃料混合物執(zhí)行點火。
兩個氣缸-活塞組件1、 2適于相互同步地運動，以使得第一氣缸 -活塞組件l中的第一活塞ll與第二氣缸-活塞組件2中的第二活塞 21直接或間接地配合，而且，與氣缸頂部相關的進氣閥13、 23和排 氣閥14、 24被配置給第一氣缸-活塞組件1中的第一活塞ll和第二 氣缸-活塞組件2中的第二氣缸22。
所述氣閥受到調控，以使得所述第一氣缸-活塞組件1中的一個 做功沖程促成所述第二氣缸-活塞組件2中的排氣沖程，且所述第二 氣缸-活塞組件2中的做功沖程促成所述第一氣缸-活塞組件1中的 排氣沖程。
在圖1中更為具體地表示出如下的特征利用齒條6的中介作用 將所述第一活塞ll與第二活塞21相互固連成單元體，其中的齒條與 齒輪軸5a、以及慣性輪50直接配合。
所述第一活塞11可與第一齒條6固連成單元體，且所述第二活塞 21可與第二齒條16固連成單元體，其中，兩齒條6、 16都與齒輪軸 5a相配合。
在該實例中，所述第一齒條6可相對于所述第二齒條16成一定的 角度，該角度小于直角。
本發(fā)明還公開了一種由廢氣驅動的發(fā)動機裝置，其包括至少一 個氣缸-活塞組件3，其中，活塞31在氣缸32中往復運動，與氣缸 頂部相關的氣閥33、 34是一個或多個進氣閥33以及一個或多個排氣 閥34。
兩個氣缸-活塞組件3、4適于相互同步地運動，以使得頭一個(第 三)氣缸-活塞組件3中的第一活塞31與第二個(第四)氣缸-活塞 組件4中的第二活塞41直接或間接地配合。與氣缸頂部相關的進氣閥和排氣閥被配置給頭一個(第三)氣缸-活塞組件3中的頭一個(第三)氣缸32、以及第二個(第四)氣缸 -活塞組件中的第二個(第四)氣缸42。所述氣閥受到調控，以使得所述頭一個(第三)氣缸-活塞組件 3中的做功沖程促成所述第二個(第四)氣缸-活塞組件2中的排氣 沖程，且所述第二個(第四)氣缸-活塞組件4中的做功沖程促成所 述頭一個(第三)氣缸-活塞組件3中的排氣沖程，其中，頭一個(第 三)氣缸-活塞組件3中的做功沖程是通過經氣閥33供送加壓廢氣而 實現的，第二個(第四)氣缸-活塞組件4中的做功沖程是通過供送 加壓廢氣實現的。該實施方式表示出了如下的內容所述頭一個(第三)活塞31 和所述第二個(第四)活塞41被相互固連成單元體，且借助于齒條 6a的中介作用相互直接配合，其中的齒條6a與齒輪軸5a以及慣性輪 50相配合。所述頭一個(第三)活塞31與頭一個(第三)活塞桿6a固連成 單元體，且所述第二個(第四)活塞41與第二個(第四)齒條6b固 連成單元體，其中，兩齒條都與齒輪軸5a相配合。所述頭一個(第三)齒條6a相對于所述第二齒條6b可成一定的 角度，該角度小于直角。本發(fā)明還包括一種發(fā)動機裝置機組，在該機組中， 一個或多個由 空氣-燃料驅動的發(fā)動機裝置1、 2與同一轉軸5a相協作，且這一個 或多個由空氣-燃料驅動的發(fā)動機裝置1、2與一個或多個由廢氣驅動 的發(fā)動機裝置3、 4相協作，類似地，發(fā)動機裝置3、 4也與所述同一 轉軸5a相協作。因而，圖1中的局部剖視圖還表示出了根據本發(fā)明的發(fā)動機裝置 機組"M"，其帶有至少兩個氣缸-活塞組件1、 2，其中，包含在第一 氣缸-活塞組件l中的、位于第一氣缸12中的第一活塞ll與包含在 第二氣缸-活塞組件2中的、位于第二氣缸22中的第二活塞21互連， 且每個所述的氣缸-活塞組件1、 2都帶有作為進氣閥13、 23和排氣閥14、 24的氣閥，進氣閥適于供送燃料混合物，排氣閥適于將燃燒后 的廢氣排出。所述兩活塞-氣缸組件l、 2適于與齒輪單元5配合，齒輪單元5 將組件l、 2之間的平動運動轉換為旋轉運動。設置了另外兩個活塞-氣缸組件3、 4，包含在第三活塞-氣缸組 件3中的、位于第三氣缸32中的第三活塞31與包含在第四活塞- 氣 缸組件4中的、位于第四氣缸42中的第四活塞41互連，組件帶有相 應的氣閥33、 33和34、 43，所述兩個另外的活塞-氣缸組件3、 4適 于與將平動運動轉換為旋轉運動的所述齒輪單元5對應地配合。第一活塞12的排氣閥14與第三活塞32的進氣閥33相連。 第二活塞22的排氣閥24與第四活塞42的進氣閥44相連，且第三活塞32和第四活塞42的排氣閥被用于排出燃燒后的廢氣。當第一氣缸12受到燃料的作用時，第一活塞11移動向下方位置 (接近于齒輪單元5從動軸或動力軸5a的位置)，而第二氣缸22中的第二活塞21移向其上方位置(遠離齒輪單元5的從動軸或動力軸5a的位置)。在活塞的該運動過程中發(fā)生了兩個事件。前一循環(huán)中產生的廢氣受到壓縮，與此同時，第一活塞ll在第一 氣缸12中的運動受到阻抑。利用排氣閥的開啟和/或閉合時間來對運動速度進行調控。當廢氣閥24開啟時，廢氣壓力被引導向第四氣缸42，且該氣缸 的進氣閥44使得第四氣缸42中的第四活塞41受到驅動，從而獲得額 外的功率輸入，且無需為該運動而額外地從外界輸入燃料。在第四氣缸42和第三氣缸32中重復執(zhí)行相同的過程，同時，廢 氣從第三氣缸32和第四氣缸42排出到消音器中。下文將介紹這樣的情況如果活塞-氣缸組件1 - 4成對協作工作 的速度(或怠速)小于齒輪單元的轉速，輸出軸的轉動不會受到影響。當額外供送的能量被選定為微小量時一例如當處于下坡路段而對 額外能量的供送執(zhí)行節(jié)控時，使得車輛在這樣的條件下行駛停止工輪單元進行制動，在增大外部能量供送的 情況下一例如在加速時，啟動后的氣缸-活塞組件將追上齒輪單元的輸出軸，而后參與到連續(xù)的工作中。這種形式的發(fā)動機單元是按照迄今為止尚無的工作方法進行工作 的，這種方法的特征在于其燃料經濟性方面的作用。因而，工作循環(huán)可以是下文的情況氣缸-活塞組件1是原動機或驅動單元，而組件2是由廢氣驅動 的單元，且可按照如下的設計來實現兩組件1、 2之間的聯接。向氣缸12的進氣閥13供送燃料混合物，而排氣閥14則與氣缸 32的進氣閥33直接相連。可向氣缸22的進氣閥23供送燃料混合物，而排氣閥24則與氣缸 42的進氣閥44直接相連。排氣閥34、 43 (廢氣閥)與消音器(圖中未示出)相連。將實現如下的操作功能當氣缸12由燃料驅動時，活塞11被移向下方位置，而氣缸22 中的活塞21則從其下方位置移向上方位置。在該運動過程中，發(fā)生了兩個對工作而言至關重要的事件前一循環(huán)中產生的廢氣被壓縮，與此同時，氣缸12中活塞11的 運動受到阻抑。該運動速度由排氣閥14的開啟和/或閉合時間來調控。當廢氣閥或排氣閥14開啟時，廢氣壓力(或多或少地，該壓力與 輸入壓力處于同一數量級上)被引導向氣缸32，該氣缸的進氣閥33 使得氣缸32中的活塞31受到驅動，從而獲得額外的功率輸入，且無 需為此運動從外界額外地供送燃料。第四氣缸42和第三氣缸32中重復執(zhí)行相同的過程，同時，廢氣 從廢氣閥34、 43排出到消音器(圖中未示出)中。與目前存在了一百年之久的發(fā)動機技術相比，利用這種整體全新 的技術來節(jié)省約50%的燃料并非是不可能的。該新技術還意味著如果發(fā)動機包括多個裝置1、 2、 3、 4，則可 以關斷它們中任意幾個的燃料供應一例如為了在車輛小負荷時進行驅20動。這根本不會影響發(fā)動機的轉軸一因為轉軸的轉速更快。目前的發(fā)動機也進行同樣的操作一關斷燃料，但由于發(fā)動機中的 所有氣缸都使用同一曲軸，所以仍然會對其余的原動機或驅動單元施加負載。目前發(fā)動機技術與根據本發(fā)明的發(fā)動機關鍵的區(qū)別在于可將帶 有兩個成對安裝的活塞-氣缸組件的標準發(fā)動機看作是兩個獨立并行 工作的發(fā)動機，這兩個發(fā)動機也能獨立地工作，如果其中一個發(fā)動機 停止工作，但仍能獲得50%的輸出。這種合適的功能與直升飛機和由活塞發(fā)動機驅動的螺旋槳飛行 器，對于這樣的應用場合，發(fā)動機故障將會對社會造成極其危險的損 害。所公開的低轉速、高扭矩發(fā)動機適于作為工程發(fā)動機、固定和移 動式動力機械一例如挖掘機等工程機械、以及類似的做功輸入機，這 些機器通常要長時間地高轉速工作。由于具有相反方向的做功作用，所以，發(fā)動機的工作能獲得平衡 的效果(振動更小)。參見圖3和圖4,圖中表示了圖1、 2所示齒輪單元5的兩種替換 形式。下文將對圖3所示齒輪單元5中選定的標號、以及圖4所示發(fā)動 機輸出軸5a的反轉功能進行描述。-緊固螺釘61、 61a用于將齒輪5c、 5c'復位向本體；-止動軸承62、 62c與左冠狀齒輪65、 65a集成為一個部件，用 于驅動發(fā)動機轉軸5a在順時針方向上轉動，其中的轉軸被安裝在相對 的驅動方向上；-在左手側，利用齒條6來驅動齒輪63、 63a;-左冠狀齒輪65、 65a與右冠狀齒輪67、 67a;-上回轉齒輪66、 66a以及下回轉齒輪68、 68a;-右止動軸承69、 69c與右冠狀齒輪67、 67a集成為一個部件， 用于驅動發(fā)動機轉軸在逆時針方向上轉動，其中的轉軸被安裝在相對21的驅動方向上；-在右手側，利用齒條6a來驅動齒輪70、 70a; -為止動軸承設置的接合表面71a;-為止動軸承設置的接合表面72，備選地是，其還鎖止軸承在相 反方向上的運動；-為止動軸承設置的接合表面73a，備選地是，其還鎖止軸承在 相反方向上的運動；-發(fā)動才幾轉軸5a、 5a';-小直徑的空間74、 74a，在該空間內不能進行結合(運動距離 逆反)。作為備選方案，可利用機械、電氣、或液壓裝置使得發(fā)動機轉軸 5a、 5a'橫向移動，或者可利用安裝在發(fā)動機轉軸上的松套筒71a來實 現該運動，其中，轉軸與套筒之間實現接合?？筛鶕线m的應用安裝 條件來釆用上述的兩種實施方式。對圖4所示轉動變換器的反轉運動進行描述。發(fā)動機的驅動作用在大多數情況下都帶有反轉倒車運動，利用相 接合的齒輪箱來實現該反轉倒車運動。在舟艇以及其它應用場合中，采用了被稱為尾漿器(astern stroke)的簡單類型構造，用于完成所需的對工作方向進行換向的操 作。本發(fā)明包括一種具有反轉運動的發(fā)動機構造，其實現了使發(fā)動機 機體整體化的簡單設計方向。在該實例中，在發(fā)動機處于怠速、且未連接任何負載的情況下(離 合器或其它傳動功能件被啟用，其斷開了發(fā)動機動力與負載之間的關 系)，對驅動軸的轉動方向實施換向。反轉運動可適合于舟艇發(fā)動機、踏板車發(fā)動機、以及工程機械的 場合，此工程機械的情況下，采用了對供料臺和類似功能件進行反轉 的設計。按照與普通轉動變換器相同的原理來實現這樣的應用擴展，區(qū)別在于安裝了兩倍數目的止動軸承對，這些止動軸承對在工作方向上相互面對，以便于能實現反轉。利用發(fā)動機轉軸的移位或者為該反轉運動安裝軸套，可實現轉動方向的改變，花鍵可作為軸套與發(fā)動機轉軸之間的聯接機構。根據本發(fā)明的原理，采用了兩個功能，下文將對此進行詳細描述。 第一個功能意味著兩個活塞-氣缸對(對置組件對)按照一定的方式始終相互連接在一起工作，以使得氣缸12和氣缸42都同時利用輸送來的燃料工作，并同時將廢氣從氣缸中排出，因而，工作過程為 氣缸12、燃料從進氣閥13進入，氣缸42、燃料從進氣閥44進入； 氣缸12、排氣閥14排氣，氣缸42、排氣閥43排氣。 類似地，在下一流程中，氣缸22和氣缸32進行相同的操作，如此等等，也就是說，利用成對的操作實現二沖程的功能。還可以實現標準的功能，這就意味著在工作階段內達到雙倍的氣缸力。第二種工作功能僅與氣缸12以及氣缸22的燃料供應相關(單作 用式對置發(fā)動機)，氣缸32和氣缸42則由廢氣驅動。由于采用了廢氣加壓的方法、以及對工作氣缸的制動方法，所以， 實現這種功能所需的燃料消耗相當小。這種基本的功能取代了曲軸的 功能，曲軸則是將工作活塞送回到其工作位置。當然，本發(fā)明并不限于上文借助于示例所介紹的實施方式，在不 悖離后附權利要求所公開的本發(fā)明理念范圍的前提下，可進行改型。特別是，應當注意的是在不偏離本發(fā)明范圍的前提下，可將圖 示的各種單元和/或線路與其它的各種單元和/或線路組合起來，以便于能獲得所需的技術功能。
權利要求
1.一種發(fā)動機裝置(1)，其包括至少一個活塞-氣缸組件，其中，活塞(11)可往復運動地布置在氣缸(12)中；與氣缸頂部相關的氣閥(13、14)，其為一個或多個進氣閥和一個或多個排氣閥；以及對氣缸中由活塞運動加壓的空氣-燃料混合物進行點火的裝置，其中，兩個活塞-氣缸組件(1、2)適于相互同步地運動，以使得第一活塞-氣缸組件(1)中的第一活塞(11)與第二活塞-氣缸組件(2)中的第二活塞(21)直接或間接地配合工作；與氣缸頂部相關的進氣閥(13、23)和排氣閥(14、24)與第一活塞-氣缸組件(1)中的第一氣缸(11)和第二活塞-氣缸組件(2)中的第二氣缸(22)相關聯，且所述氣閥被進行控制以使得所述第一活塞-氣缸組件(1)中的做功沖程促成所述第二活塞-氣缸組件(2)中的排氣沖程；以及所述第二活塞-氣缸組件(2)中的做功沖程能促成所述第一活塞-氣缸組件中的排氣沖程，該發(fā)動機裝置的特征在于所述第一活塞(11)與所述第二活塞(21)由齒條相互關連起來，兩活塞利用齒輪軸實現相互直接配合。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其特征在于借助于齒條的中介作 用，所述第一活塞(11)與所述第二活塞(21)相互固連成單元體，其 中的齒條與齒輪軸相互直接配合。
3. 根據權利要求l所述的裝置，其特征在于所述第一活塞(ll) 與第一齒條(6)固連成單元體，且所述笫二活塞(21)與第二齒條(16) 固連成單元體，其中，兩齒條均與齒輪軸(5a)相配合。
4. 根據權利要求3所述的裝置，其特征在于所述第一齒條相對于 所述第二齒條成一定的角度，該角度小于直角。
5. 根據權利要求1所述的裝置(3),其包括至少一個活塞-氣 缸組件，其中，活塞(31)可往復運動地布置在氣缸(32)中；與氣缸 頂部相關的氣閥(33、 34)是一個或多個進氣閥(33)和一個或多個排氣閥(34)，該裝置的特征在于另外的兩個活塞-氣缸組件(3、 4) 適于相互同步地運動，以使得第三活塞-氣缸組件(3)中的第三活塞 與第四活塞-氣缸組件(4)中的第四活塞直接或間接地配合；與氣缸 頂部相關的進氣閥和排氣閥被配置給第三活塞-氣缸組件(3)中的第 三氣缸(32)以及笫四活塞和氣缸組件(4)中的第四氣缸(42)，且 所述氣閥受到調控，以使得所述第三活塞-氣缸組件(3)中由于供送 加壓廢氣而獲得的做功沖程促成所述第四活塞-氣缸組件中的排氣沖 程；所述第四活塞-氣缸組件(4)中由于供送加壓廢氣而獲得的做功 沖程促成所述第三活塞-氣缸組件(3)中的排氣沖程。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于所述第三活塞(31) 和第四活塞(41)被相互固連成單元體，并借助于齒條(6a)的中介作 用相互直接地配合，其中的齒條與齒輪軸(5a)相配合。
7. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于所述第三活塞(31) 與第三活塞桿(6a)固連成單元體，且所述第四活塞(41)與第四齒條(6a)固連成單元體，其中，兩齒條都與齒輪軸(5a)相配合。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于所述第三齒條(6a) 相對于所述第二齒條(6b)成一定的角度，該角度小于直角。
9. 一種裝置機組，其特征在于 一個或多個由空氣-燃料驅動的發(fā) 動機裝置(1、 2)與同一轉軸(5a)相協作；所述的一個或多個由空氣 -燃料驅動的發(fā)動機裝置(1、 2)與一個或多個由廢氣驅動的發(fā)動機裝 置(3、 4)相協作，由廢氣驅動的發(fā)動機裝置類似地也與所述同一轉軸(5a)相協作。
10. 根據權利要求l、 5或9所述的裝置，其帶有至少兩個活塞-氣 缸組件，其中，包含在第一活塞-氣缸組件(1)中的、位于第一氣缸(12)中的第一活塞(11)與包含在第二活塞-氣缸組件(2)中的、 位于第二氣缸(22)中的第二活塞(21)互連，且所述的各個活塞-氣 缸組件(1、 2)都帶有用于輸送燃料混合物的進氣閥(13、 23)、以及 用于排出廢氣的排氣閥(14、 24)，所述的兩個活塞-氣缸組件(1、 2) 適于與將平動運動轉換為旋轉運動的齒輪單元(5)相配合，該裝置的特征在于設置至少兩個另外的活塞-氣缸組件(3、 4),包含在第三 活塞-氣缸組件(3)中的、位于第三氣缸(32)中的第三活塞(31) 與包含在第四活塞-氣缸組件(4)中的、位于第四氣缸(42)中的第 四活塞(41)互連，且設置有相應的進氣閥和排氣閥(33、 44; 34、 43)， 所述兩個另外的活塞-氣缸組件(3、 4)適于與將平動運動轉換為旋轉 運動的所述齒輪單元(5)相配合，第一氣缸(12)的排氣閥(14)與 第三氣缸(32)的進氣閥(33)互連，且第二氣缸(22)的排氣閥(24) 與第四氣缸(42)的進氣閥(44)互連，且第三、第四氣缸(32、 42) 的排氣閥(34、 43)被互連起來，并用于排出廢氣。
11. 根據權利要求l、 5、 9或10所述的裝置，其特征在于當第一 氣缸(12)由燃料作用時，第一活塞(11)在發(fā)出能量的過程中移動向 第一端點位置，而第二氣缸(22)中的第二活塞(21)在對空氣-燃料 混合物進行壓縮的過程中移向其第 一位置。
12. 根據權利要求1、 2或11所述的裝置，其特征在于在所述運 動過程中發(fā)生了兩個事件。
13. 根據權利要求12所述的裝置，其特征在于前一循環(huán)中產生的 廢氣在第二活塞-氣缸組件(2)中被壓縮，與此同時，第一氣缸(12) 中第一活塞(11)做功沖程過程中的運動受到阻抑。
14. 根據權利要求13所述的裝置，其特征在于利用排氣閥(14) 的開啟/閉合時間來對運動速度進行調節(jié)。
15. 根據上述權利要求任一所述的裝置，其特征在于當排氣閥(14) 開啟時，所產生的廢氣壓力被引導給第三氣缸(32)和該氣缸的進氣閥(33),這使得第四氣缸(42)中的第四活塞(41)受到驅動，從而獲 得額外的做功輸入，且無需為此運動從外界添加燃料。
16. 根據上述權利要求任一所述的裝置，其特征在于在第四氣缸 (42)和第三氣缸(32)中分別重復地進行同樣的過程，同時，從第一、第二氣缸(12、 22)的排氣閥供給的廢氣排出到消音器中。
17. 根據上述權利要求任一所述的裝置，其特征在于如果一對相 互協作的活塞-氣缸組件的工作速度(或怠速)小于齒輪單元(5)的轉速，輸出軸的轉動不受到影響。
18.根據上述權利要求任一所述的裝置，其特征在于當外加能量 被選定為微小量時一例如當車輛處于下坡狀況而對外加能量的供送執(zhí) 行節(jié)控時，車輛將在這樣的條件下行駛停止工作的氣缸-活塞組件不 對齒輪單元的運動進行制動，在增大外加能量供送的情況下一例如在加 速情況下，氣缸-活塞組件將追上轉動軸，而后參與到連續(xù)的工作中。
全文摘要
本發(fā)明包括一種發(fā)動機裝置(“M”)，其帶有至少兩個活塞-氣缸組件，其中，包含在第一活塞-氣缸組件(1)中的、位于第一氣缸(12)中的第一活塞(11)與包含在第二活塞-氣缸組件(2)中的、位于第二氣缸(22)中的第二活塞(21)互連，且所述的各個活塞-氣缸組件(1、2)都帶有用于輸送燃料混合物的進氣閥(13、23)、以及用于排出廢氣的排氣閥(14、24)，所述的兩個活塞-氣缸組件(1、2)適于與將平動運動轉換為旋轉運動的齒輪單元(5)相配合。設置了兩個另外的活塞-氣缸組件(3、4)，包含在第三活塞-氣缸組件(3)中的、位于第三氣缸(32)中的第三活塞(31)與包含在第四活塞-氣缸組件(4)中的、位于第四氣缸(42)中的第四活塞(41)互連，且?guī)в邢鄳倪M氣閥和排氣閥(33、43；34、44)，所述兩另外組件(3、4)適于與將平動運動轉換為旋轉運動的所述齒輪單元(5)相配合，第一氣缸(12)的排氣閥(14)與第三氣缸(32)的進氣閥(33)連接，且第二氣缸(22)的排氣閥(24)與第四氣缸(42)的進氣閥(33)連接，且第三、第四氣缸(32、42)的排氣閥(34、43)將被用于排出廢氣。
文檔編號F02B41/06GK101326351SQ200680042436
公開日2008年12月17日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權日2005年9月21日
發(fā)明者B·哈留 申請人:哈留-線性交換器股份公司