專利名稱：筒式發(fā)動機氣缸體組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種筒式內(nèi)燃發(fā)動機。更具體地，本發(fā)明涉及該筒式 發(fā)動機的發(fā)動機氣釭體組件。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動機廣泛用于驅(qū)動各種各樣的車輛。內(nèi)燃發(fā)動機呈現(xiàn)出各 種各樣的構(gòu)型，這些構(gòu)型通常針對在發(fā)動機中的往復(fù)式活塞和氣缸的 特定取向或布置而適當(dāng)命名。內(nèi)燃發(fā)動機的一個實例是"V"型發(fā)動機， 其中"V"型是指成排的氣缸互相成角度布置以形成V形。與本發(fā)明最 相關(guān)的另一類型的發(fā)動機是筒式發(fā)動機。
筒式發(fā)動機包括以"筒"的形式布置的多個氣缸和活塞，其中所 述多個氣缸和活塞的軸線互相平行并且通常沿著與驅(qū)動軸同心的圓布 置。動力從往復(fù)式活塞經(jīng)由滾輪或者支承界面?zhèn)鬟f到凸輪盤。凸輪盤 的標(biāo)稱面垂直于活塞軸線并且附接到驅(qū)動軸以與之一起運動。凸輪盤 具有大致正弦形的形狀，以使得活塞的軸向往復(fù)運動引起凸輪盤和驅(qū) 動軸的旋轉(zhuǎn)運動。
仍然希望的是，利用具有一體形成的用于冷卻劑流的吸入/排出端 口和通道的單體式氣缸體(monoblock)設(shè)計，提供一種改進的、現(xiàn)代
化的筒式發(fā)動機i殳計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種其中某些實施方案利用整體式單體式氣缸體(one-piece monoblock )來構(gòu)造的筒式內(nèi)燃發(fā)動機。在笫一實施方案 中，筒式內(nèi)燃發(fā)動機包括驅(qū)動軸組件，該驅(qū)動軸組件包括中心驅(qū)動軸 以及從其上延伸的凸輪盤。整體式單體式氣缸體具有縱向中心軸線， 并帶有容納驅(qū)動軸的中心縱向開口 。整體式單體式氣缸體還限定了多 個各自具有平行于所述中心軸線的軸線的燃燒室。所述燃燒室被限定 在一個與縱向軸線同心的圓上。每一個燃燒室具有大致圓柱形的側(cè)壁、 第一封閉端以及第二開口端。進氣門開口和排氣門開口被限定在每一 個燃燒室的第 一封閉端中。所述整體式單體式氣缸體還限定了冷卻劑 系統(tǒng)，該冷卻劑系統(tǒng)包括多個冷卻劑通道、多個各自與所述進氣門開 口之一流體連通的吸入通道以及多個各自與排氣門開口之一流體連通 的排出通道。多個活塞組件各自具有被容納在所述燃燒室之一 內(nèi)的活 塞?；钊M件與驅(qū)動軸組件的凸輪盤機械連通。氣門機構(gòu)包括多個進 氣門和多個排氣門，所述氣門中的每一個均被容納在所述燃燒室內(nèi)的 所述氣門開口之一中。
單體式氣缸體還可以限定一個與所述多個吸入通道流體連通的吸
入歧管，該吸入歧管可以是大致環(huán)形的并且與單體式氣缸體的軸線同 心。由單體式氣缸體限定的冷卻劑系統(tǒng)還可以包括至少一個冷卻劑歧 管，該冷卻劑歧管呈大致環(huán)形且與單體式氣缸體的軸線同心，并且所 述冷卻劑歧管與冷卻劑通道流體連通。冷卻劑系統(tǒng)可以包括第 一和第 二冷卻劑歧管，所述冷卻劑歧管的每一個呈大致環(huán)形且與單體式氣缸 體的軸線同心，并且與冷卻劑通道流體連通。這些冷卻劑歧管可以各 自限定一個在一對間隔開的末端之間延伸的C形通道。通道可以是在 端口和末端之間向下逐漸減小，并且該端口可以在所述末端之間的中 間。在這種布置中，第一和第二歧管的端口可以被大致定位在發(fā)動機 的相對側(cè)上，以使得一個歧管的向下逐漸減小的末端鄰近另一歧管的 端口設(shè)置。筒式內(nèi)燃發(fā)動機還可以包括被附接到單體式氣缸體的驅(qū)動 殼以及被附接到該驅(qū)動殼的第二單體式氣缸體。第二單體式氣缸體可 以限定多個壓縮室，活塞組件可以各自還包括被容納在所述多個壓縮 室之一內(nèi)的第二活塞。替代地，筒式內(nèi)燃發(fā)動機可以還包括被附接到 單體式氣缸體上的驅(qū)動殼以及被附接到該驅(qū)動殼上的輸出罩。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，具有或不具有單體式氣缸體的筒式內(nèi)燃發(fā)動機可以包括驅(qū)動軸組件，該驅(qū)動軸組件包括中心驅(qū)動軸和從 該驅(qū)動軸上延伸的凸輪盤。用于此實施方案的發(fā)動機氣缸體具有縱向 中心軸線，并帶有用于容納驅(qū)動軸的中心縱向開口。該氣缸體具有多 個燃燒室，這些燃燒室各自具有平行于中心軸線的軸線。這些燃燒室 被限定在與縱向軸線同心的圓上。所述氣缸體也具有多個限定在其內(nèi) 的冷卻劑通道。用于發(fā)動機的冷卻劑系統(tǒng)包括至少一個冷卻劑歧管， 該冷卻劑歧管大致是環(huán)形的并且與該氣缸體的軸線同心。冷卻劑歧管 與在氣缸體中的冷卻劑通道流體連通。多個活塞組件各自具有被容納 在燃燒室之一內(nèi)的活塞并且與驅(qū)動軸組件的凸輪盤機械連通。筒式內(nèi) 燃發(fā)動機的此實施方案的氣缸體可以是單體式氣缸體。冷卻劑系統(tǒng)可 以包括第二冷卻劑歧管，該第二冷卻劑歧管也是大致環(huán)形的且與氣缸 體的軸線同心，并且與冷卻劑通道流體連通。冷卻劑歧管可以各自限
定一個在一對間隔開的末端之間延伸的c形通道。該通道可以是在端 口和末端之間向下逐漸減小。在這種配置中，端口可以大致在末端之 間的中間，同時第 一歧管的端口和第二歧管的端口被大致定位在發(fā)動 機的相對側(cè)上，以使得一個歧管的向下逐漸減小的末端鄰近另 一歧管 的端口設(shè)置。發(fā)動機還可以包括大致環(huán)形的并且與氣缸體的軸線同心 的吸入歧管。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種用于具有中心縱向軸線類型的筒式 內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻劑系統(tǒng)，該筒式內(nèi)燃發(fā)動機具有多個限定在與該軸 線同心的圓內(nèi)的燃燒室。這些燃燒室各自具有平行于縱向軸線的軸線。 冷卻劑系統(tǒng)包括至少一個冷卻劑歧管。冷卻劑歧管是大致環(huán)形的并且 與發(fā)動機的軸線同心。冷卻劑系統(tǒng)也可以包括第二冷卻劑歧管，該第 二冷卻劑歧管也是大致環(huán)形的并且與發(fā)動機的軸線同心。每一個冷卻 劑歧管可以限定一個在一對間隔開的末端之間延伸的c形通道。該c 形通道被制成在端口和末端之間向下逐漸減小。在這樣的配置中，端 口可以在末端之間的中間，并且歧管的端口可以凈皮大致定位在發(fā)動機 的相對側(cè)上，以使得一個歧管的向下逐漸減小的末端鄰近另一歧管的 端口設(shè)置。
在本發(fā)明的又一方面中，筒式內(nèi)燃發(fā)動機具有沿著筒式發(fā)動機的 縱向中心軸線設(shè)置的中心驅(qū)動軸，并且包括驅(qū)動殼和被限定在多個燃燒室內(nèi)的單體式氣缸體。多個螺栓牢固地將單體式氣缸體固定到驅(qū)動 殼，螺栓從中心軸線徑向向外間隔開并且沿著驅(qū)動殼和單體式氣缸體 的外圓周設(shè)置。


通過參照以下的詳細描述同時結(jié)合附圖考慮，在本發(fā)明的優(yōu)點變
得更明白的同時將容易地理解本發(fā)明的優(yōu)點，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的筒式內(nèi)燃發(fā)動機的側(cè)視剖視
圖2是形成圖1中的發(fā)動機的一部分的單體式氣缸體的俯視立體
圖3是單體式氣缸體的仰視立體圖4是單體式氣缸體的俯視剖視立體圖，示出了吸入系統(tǒng)的一部 分和在第一冷卻劑歧管和某些冷卻劑通道之間的連通；
圖5是單體式氣缸體的俯視立體圖，該單體式氣缸體被進一步剖 開以示出在冷卻劑通道和第二冷卻劑歧管之間的連通；
圖6是單體式氣缸體的俯視剖視立體圖，示出了吸入和排出通道 的一部分。
圖7是單體式氣缸體的俯視立體圖，該單體式氣缸體被進一步剖 開以示出第一冷卻劑歧管；
圖8是單體式氣缸體的側(cè)視立體圖9是單體式氣缸體的側(cè)視剖視立體圖，示出了冷卻劑歧管、吸 入歧管、用于支撐驅(qū)動軸的中心孔以及燃燒室之間的相對定位； 圖IO是單體式氣缸體的側(cè)視剖視圖11-18是單體式氣缸體的各部分的透視圖，示出了穿過單體式 氣缸體的冷卻劑流；
圖19是形成圖1中的發(fā)動機的一部分的驅(qū)動殼和壓縮機缸體的立 體圖20是壓縮機缸體的一部分的立體圖，示出了穿過在筒式發(fā)動機 的壓縮機側(cè)的吸入和排出增壓室的氣流；以及
圖21是根據(jù)本發(fā)明的替代實施方案的筒式發(fā)動機的橫截面圖。
具體實施例方式
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施方案的筒式內(nèi)燃發(fā)動機整體用10示 出。發(fā)動機10包括多個燃燒室12和活塞14,所述多個燃燒室和活塞 大致沿著與由中心驅(qū)動軸組件20所限定的縱向中心軸線A-A同心的圓 布置。每一燃燒室12具有圓柱形側(cè)壁，而活塞14可滑動地容納在該 圓柱形側(cè)壁內(nèi)以用于往復(fù)軸向運動。燃燒室和活塞運動的軸線均大致 平行于中心軸線。在燃燒室12內(nèi)發(fā)生燃燒循環(huán)以引起活塞14的往復(fù) 運動。動力從往復(fù)式活塞14經(jīng)由滾輪或支承界面?zhèn)鬟f到凸輪盤16。 驅(qū)動軸組件20包括中心驅(qū)動軸，該中心驅(qū)動軸連接到凸輪盤16以便 繞驅(qū)動軸組件20的縱向軸線A-A與之一起旋轉(zhuǎn)。凸輪盤16具有大致 正弦形的形狀，以使得活塞14的往復(fù)軸向運動引起凸輪盤16和驅(qū)動 軸組件20相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運動。
所示出的發(fā)動機10的實施方案是一種雙端式設(shè)計，其中第一組活 塞14和燃燒室12形成發(fā)動機10的燃燒端，第二組活塞15和室13形 成發(fā)動機10的增壓器或壓縮機端。第一和第二組活塞通過連接桿或連 接件17連接在一起，以使得它們沿著基本相同的軸線一起運動。在所 示出的實施方案中，連接桿或連接件17包括十字頭引導(dǎo)部件，在該十 字頭引導(dǎo)部件中引導(dǎo)件18附接到活塞組件并且沿著導(dǎo)桿19滑動。
第二組中的活塞15與壓縮室13的圓柱形側(cè)壁可滑動地接合?；?塞15和壓縮室13協(xié)同起到壓縮機或增壓器的作用，以用于壓縮在發(fā) 動機的燃燒端內(nèi)的燃燒循環(huán)中所使用的吸入空氣。在替代實施方案中， 發(fā)動機是單端式的。對該種實施方案，活塞組件中的每一個僅包括一 個燃燒端，發(fā)動機的壓縮機端被去除和/或用封閉板或封閉組件替代。 作為另一替代方案，可以使用雙端式的活塞組件，但在第二端上不具 備壓縮功能。替代地，每一活塞組件的第二端可以充當(dāng)引導(dǎo)或穩(wěn)定構(gòu) 件。
如在下文所更詳細描述的，所示出的發(fā)動機10的實施方案包括形 成發(fā)動機氣缸體組件的三個主要部件限定燃燒室和氣缸頭的第一單 體式氣缸體30、驅(qū)動殼120以及限定壓縮室的第二單體式氣缸體130。
第一單體式氣缸體或燃燒單體式氣缸體30優(yōu)選地以模制或鑄造 成形，然而應(yīng)理解，在單體式氣缸體30在已準(zhǔn)備好用于筒式發(fā)動機10之前可能需要后續(xù)的研磨或表面處理操作。如圖2-10所示，單體 式氣缸體30呈大致圓柱形。參照圖3、 9和10,單體式氣缸體30包 括沿著驅(qū)動軸組件20的縱向軸線A-A延伸的中心孔32。燃燒室12被 成形在單體式氣缸體30內(nèi)，并且具有與驅(qū)動軸組件20的縱向軸線平 行的軸線。
每一個燃燒室12包括在開口端23和封閉端24之間延伸的圓柱形 側(cè)壁22。在圖9的圖解中，燃燒室12的下端為開口端23，上端是封
閉端，然而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白發(fā)動機的取向不限于此。在典 型的非單體式氣缸體的發(fā)動機中，燃燒室的末端由單獨的氣缸蓋封閉，
該氣缸蓋緊固到氣缸缸體，在它們之間采用墊圏或者其它密封件來緊 固氣缸缸體。
在本單體式氣缸體設(shè)計中，"蓋，，與限定氣缸的氣缸體部分一體 成形，從而限定燃燒室。雖然封閉端24包括進氣門開口 25、排氣門 開口 26和火花塞開口 27,但由于材料延伸遍布燃燒室12的末端，所 以封閉端24是"封閉的，，。替代地，封閉端24可以包括用于多個進 氣門和/或排氣門、多個火花塞或電熱塞和/或一個或多個燃料噴嘴的 開口。當(dāng)裝配好發(fā)動機時，可以設(shè)置傳統(tǒng)的提動閥，以便選擇性地打 開和關(guān)閉開口 25和26。燃燒室的封閉端24可以包括一大致平坦或拱 形或具有其它形狀的表面。同樣地，活塞可以具有大致平坦的上表面， 或者是拱形或具有其它形狀。操作時，在活塞12和燃燒室的封閉的上 端24之間限定的空間內(nèi)發(fā)生燃燒。該空間也可以由圓柱形壁22的與 封閉端24相鄰的部分來局部限定。
當(dāng)裝配好發(fā)動機10時，燃燒室12的開口端23指向凸輪盤16并 且連接件17伸出開口端以接合凸輪盤。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，單體式氣缸體30由鋁鑄造，帶 有厚度為1.5-3. Omm的限定燃燒室l2的圓柱形壁22的鐵氣缸套。替 代地，單體式氣缸體可以以其它方式成形或者由其它材料制成。
單體式氣缸體30在圖2示出的頂端34和圖3示出的底端36之間 軸向延伸。單體式氣缸體30的頂端34適于支撐發(fā)動機10的氣門機構(gòu)。 在所示出的實施方案中，氣門機構(gòu)包括搖桿組件40和挺桿支座組件 50 (圖1 )。更具體地，用于每一室12的搖桿軸法蘭42與單體式氣缸體30的頂端34—體成形。示意性地，如圖2所示，對于六個室12 中的每一室設(shè)置搖桿軸法蘭42。挺桿支座法蘭52 —體成形于單體式 氣缸體30的頂端34處。挺桿支座法蘭52包括多個螺紋孔54,這些 螺紋孔54允許挺桿支座組件50通過多個螺栓裝配到該挺桿支座法蘭 上。挺桿支座法蘭52還包括用于支撐多個火花塞管60 (圖2)的多個 孔56 (圖4)。在所示出的實施方案中，火花塞管60不與單體式氣缸 體30 —體成形。
多個導(dǎo)孔62 (圖4)形成于單體式氣缸體30內(nèi)，用于將氣門導(dǎo)管 64 (圖2)容納在其內(nèi)。氣門導(dǎo)管64優(yōu)選地被壓入導(dǎo)孔62中。如圖3 所最佳示出，在每一室12的頂部還設(shè)有凹部70，用于容納優(yōu)選地被 壓入其內(nèi)的氣門座圈72、 74。單體式氣缸體30的底端36還包括油泵 法蘭80。在油泵法蘭80內(nèi)形成有多個孔82,用于螺紋地承接螺栓以 固定該油泵法蘭。
在所示出的實施方案中，單體式氣缸體還限定用于發(fā)動機10的吸 入歧管和通道中的一些或者全部。參照圖2，吸入系統(tǒng)包括#1限定在 單體式氣缸體的頂端34上的吸入歧管84。在所示出的實施方案中， 吸入歧管84呈大致環(huán)形并且與發(fā)動機的中心軸線同心。在此實施方案 中，歧管84并不形成完整的環(huán)，而是形成具有間隔開的一對末端85 的C形。該C形的歧管包括一對拱形的半部86和87，該對拱形的半 部每一個均在入口 88和各自的末端85之間延伸。半部86和87每一 個均可以從入口 88到末端85向下逐漸減小。半部86和87每一個均 將吸入空氣提供到半個燃燒室中。在替代的實施方案中，吸入歧管形 成完整的環(huán)，以使得末端85被連接，并且流體可以沿著整個環(huán)延伸。 此實施方案可以提供某些優(yōu)點。此實施方案可以具有逐漸減小的橫截 面，或者可以具有大致不變的橫截面。在另一替代實施方案中，歧管 84可以不與單體式氣缸體一體成形，或者不是歧管的一部分，例如其 最頂面，而可以成形為單獨的件。
參照圖4-6和9，多個吸入通道90提供在吸入歧管84和在燃燒 室12的封閉端24內(nèi)的吸入開口 25之間的流體連通。每一個吸入通道 90從吸入歧管84大致向內(nèi)和向下延伸到燃燒室。這些通道可以具有 不同于如圖所示出的形狀和位置。優(yōu)選地，燃料噴嘴端口 89設(shè)置在每一個吸入通道90內(nèi)，用于允i午加入燃料。
參照圖6和9，多個排出通道92優(yōu)選地也一體成形于單體式氣缸 體內(nèi)。每一個排出通道92提供了在燃燒室12內(nèi)的多個排出開口 26之 一與排出端口或歧管之間的流體連通。在所示出的實施方案中，排出 歧管94 (圖1)并不與單體式氣缸體30—體成形，而是連接到在單體 式氣缸體的周緣上的多個排出端口 96。排出通道和端口可以具有不同 于如圖所示的形狀和位置。
單體式氣缸體30優(yōu)選地還包括和限定一個用于流體冷卻發(fā)動機 IO的冷卻劑系統(tǒng)。在所示出的實施方案中，冷卻劑系統(tǒng)包括第一冷卻 劑歧管、多個冷卻劑通道以及第二冷卻劑歧管。冷卻劑被引入所述歧 管中的一個，流過通道，通過其他歧管流出。參照圖2-10，在100處 示出了第一或上冷卻劑歧管，在102處示出了第二或下冷卻劑歧管。 每一個冷卻劑歧管通常是環(huán)形的并且與發(fā)動機的軸線同心。冷卻劑歧 管不是完整的環(huán)，而是具有間隔開的末端的大致C形。參照圖7，單 體式氣缸體30被顯示為在第一冷卻劑歧管100的平面內(nèi)剖開。如圖所 示，該歧管具有入口或出口端口 104,該入口或出口端口 104與在一 對間隔開的末端108之間延伸的C形通道106連通。端口 104大致在 兩個末端的中間。如圖所示，C形通道在端口 104和每一個末端108 之間向下逐漸減小。
第二冷卻劑歧管102類似于第一歧管100，除了它圍繞發(fā)動機的 軸線轉(zhuǎn)過大致180度之外。第二歧管具有與C形通道107連通的入口 或出口端口 105。通道107在一對間隔開的末端之間延伸，而端口 105 大致在該兩個末端的中間。通道107在端口 105和每一個末端之間向 下逐漸減小。替代地，所述歧管中的一個或者兩個可以形成完整的環(huán) 和/或可以不逐漸減小。
單體式氣缸體還限定了一冷卻劑通道，該冷卻劑通道在歧管之間
延伸并且大致圍繞燃燒室的圓柱形壁和封閉端。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員將理解的，優(yōu)選地設(shè)置有冷卻劑泵，用于通過冷卻劑通道泵抽冷卻劑。
在圖11-18中，最佳示出了穿過單體式氣缸體30的冷卻劑流，這 些圖示出了由單體式氣缸體30的壁所限定的"負空間(negativespace)"。箭頭示出了流動方向。來自散熱器(未示出)的冷卻劑進 入第一冷卻劑歧管中的通道106 (圖11)。冷卻劑從第一冷卻劑歧管 大致徑向向內(nèi)移動到大致圍繞燃燒室的圓柱形空腔110中(圖12)。 對于單體式氣缸體30內(nèi)的每一個室設(shè)置有空腔110。每一個空腔110 與相鄰的空腔110流體連通。冷卻劑穿過空腔110向內(nèi)流動(圖13和 14)，然后向上朝向圍繞單體式氣缸體30的吸入通道90和排出通道 92所限定的空間流動。冷卻劑穿過吸入和排出通道之間的空間112大 致徑向向外移動(圖15-16)。冷卻劑從空間112移動到第二冷卻劑 歧管102中的通道107中(圖17-18)。冷卻劑從第二冷卻劑歧管102 被引導(dǎo)回散熱器，在該散熱器處冷卻劑被冷卻并且被重新引導(dǎo)回第一 冷卻劑歧管，以如上剛剛所述的那樣穿過單體式氣缸體30再循環(huán)。
雖然本發(fā)明的不同方面已經(jīng)針對筒式發(fā)動機進行了描述，其中該 筒式發(fā)動機使用單體式氣缸體來限定燃燒室、冷卻劑通道和其它部分， 但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明的某些方面可以用于傳統(tǒng)的非 單體式氣缸體發(fā)動機設(shè)計。作為一個實例，根據(jù)本發(fā)明的冷卻劑系統(tǒng) 可以用于由單體式氣缸體或未由單體式氣缸體來構(gòu)造的筒式發(fā)動機。 該冷卻劑系統(tǒng)將使用所示出的具有與筒式發(fā)動機的縱向軸線同心的一 個或多個大致環(huán)形的冷卻劑歧管的方式。優(yōu)選的實施方案將設(shè)置一對 大致環(huán)形的冷卻劑歧管，該對歧管每一個與發(fā)動機的縱向軸線大致同 心。最優(yōu)選的實施方案是，冷卻劑通道各自呈C形并且被對置為使得 一個歧管的入口端口與另一個歧管的出口端口相對。還優(yōu)選的是，歧 管從端口到末端橫截面面積逐漸減小，并且在一個歧管上的逐漸減小 與在另一個歧管上的逐漸減小反向。也就是說， 一個歧管的窄的末端 被設(shè)置為鄰近于另一個歧管的較寬的通道，該另一個歧管鄰近該前一 個歧管的端口，并且反之亦然。這種方式也可以用于帶有不是單體式 氣缸體的組成部分的冷卻通道的單體式氣缸體設(shè)計。替代地，冷卻劑 歧管可以被設(shè)置為以各種已知方式中的任意一種附接到發(fā)動機的其余 部分的一個或多個的附加部件。
如前文所述，圖1中所示出的本發(fā)明的實施方案包括充當(dāng)壓縮機 或增壓器的第二末端以及將所述兩個半部互連的驅(qū)動殼120。圖19示 出驅(qū)動殼120和限定壓縮室的第二單體式氣缸體130。與第一單體式氣缸體相同，第二單體式氣缸體130可以用模制或鑄造方法成形，然 而應(yīng)理解，在單體式氣缸體130準(zhǔn)備好使用之前可能需要進行后續(xù)的 研磨或表面處理操作。單體式氣缸體130包括用于容納穿過其的驅(qū)動 軸組件20的中心孔132。壓縮室13被成形于單體式氣缸體130內(nèi)。 環(huán)形吸入增壓室133與單體式氣缸體130 —體成形。
圖20示出了用于第二單體式氣缸體130的吸入133和排出150的 負空間。吸入增壓室133將空氣從環(huán)形主吸入?yún)^(qū)域134通過多個向內(nèi) 延伸的進氣道136導(dǎo)入到壓縮室13。壓縮后的空氣通過多個向內(nèi)延伸 的排氣道154排出壓縮室13?？諝鈴呐艢獾?54移動到環(huán)形的主排出 區(qū)域152中?？諝庠谟糜诎l(fā)動機的燃燒端上的燃燒循環(huán)之前，從主排 出區(qū)域156引導(dǎo)至中間冷卻器。閥板確保了空氣穿過進氣道136和排 氣道154的單向流動。
驅(qū)動殼120設(shè)置在第一單體式氣缸體30和第二單體式氣缸體130 之間。驅(qū)動殼120利用螺栓122連接到單體式氣缸體30和130(圖1 )。 驅(qū)動殼120具有大致圓柱形的壁121，該圓柱形的壁具有相對的外表 面和內(nèi)表面。驅(qū)動殼120的外表面包括便于扳手接觸螺栓122的縱向 延伸的外凹部或扇形凹口 124。驅(qū)動殼120的內(nèi)表面包括在圓周上相 對于外扇形凹口 124偏移的縱向延伸的內(nèi)凹部或扇形凹口 126。內(nèi)扇 形凹口 126提供了用于導(dǎo)桿19的間隙。外扇形凹口 124和螺栓122的 外圓周定位有利于形成緊湊的整體發(fā)動機尺寸，提供更多的或者更大 的穿過發(fā)動機的冷卻劑流通道，并且由于外圓周定位所提供的機械益 處而能夠允許使用更少的螺栓或者更小的螺栓規(guī)格。
導(dǎo)桿19可滑動地支撐連接桿或連接件17。每一個導(dǎo)桿19優(yōu)選地 具有縱向延伸的孔172。孑L 172的末端可以攻螺紋，以使用螺栓將導(dǎo) 桿170連接到單體式氣缸體30和/或130。替代地，它們可以用其它 方式緊固。
如前文所述，根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的發(fā)動機是單端式發(fā)動 機，該單端式發(fā)動機缺少壓縮機端。圖21示出了這樣的實施方案，該 實施方案除了活塞組件是單端式的并且輸出蓋或罩替代了第二單體式 氣缸體之外，類似于上述的實施方案。
本發(fā)明已經(jīng)以示例性的方式示出。因此，應(yīng)理解的是，所使用的術(shù)語旨在具有描述詞語的性質(zhì)，而沒有限制的意義。根據(jù)上述的教導(dǎo)， 本發(fā)明的許多改體和變形是可能的。因此，所附的權(quán)利要求書的范圍 內(nèi)，可以以不同于所具體描述的方式來實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種筒式內(nèi)燃發(fā)動機，包括驅(qū)動軸組件，包括中心驅(qū)動軸以及從其上延伸的凸輪盤；具有縱向中心軸線的整體式單體式氣缸體，其帶有容納所述驅(qū)動軸的中心縱向開口，該整體式單體式氣缸體還限定多個各自具有平行于所述中心軸線的軸線的燃燒室，所述燃燒室被限定在一個與所述縱向軸線同心的圓上，所述燃燒室的每一個具有大致圓柱形的側(cè)壁、第一封閉端以及第二開口端以及被限定在每一個燃燒室的第一封閉端中的進氣門開口和排氣門開口；冷卻劑系統(tǒng)，包括多個冷卻劑通道；多個吸入通道，其每一個均與所述進氣門開口之一流體連通；以及多個排出通道，其每一個均與多個排氣門開口之一流體連通；多個活塞組件，其每一個均具有被容納在所述燃燒室之一內(nèi)的活塞，所述活塞組件與所述驅(qū)動軸組件的凸輪盤機械連通；以及氣門機構(gòu)，其包括多個進氣門和多個排氣門，所述氣門中的每一個均被容納在所述燃燒室內(nèi)的所述氣門開口之一中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述單體式氣缸 體還限定一個與所述多個吸入通道流體連通的吸入歧管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述吸入歧管呈 大致環(huán)形并且與所述單體式氣缸體的軸線同心。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中由所述單體式氣 缸體限定的冷卻劑系統(tǒng)進一步包括至少一個冷卻劑歧管，所述冷卻劑 歧管呈大致環(huán)形且與所述單體式氣缸體的軸線同心，并且所述冷卻劑 歧管與所述冷卻劑通道流體連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中由所述單體式氣 缸體限定的冷卻劑系統(tǒng)還包括第 一和第二冷卻劑歧管，所述冷卻劑歧 管的每一個均呈大致環(huán)形且與所述單體式氣缸體的軸線同心，并且所 述冷卻劑歧管與所述冷卻劑通道流體連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述冷卻劑歧管 的每一個限定一個在一對間隔開的末端之間延伸的C形通道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述C形通道的 每一個在端口和所述末端之間向下逐漸減小。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述C形通道的 每一個中的所述端口通常在所述末端之間的中間，所述第一歧管的端 口和所述第二歧管的端口被大致定位在所述發(fā)動機的相對側(cè)上，以使 得一個歧管的向下逐漸減小的末端鄰近另 一歧管的端口設(shè)置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，還包括被附接到所述 單體式氣缸體的驅(qū)動殼以及被附接到所述驅(qū)動殼的第二單體式氣缸 體，所述第二單體式氣缸體限定多個壓縮室，所述活塞組件的每一個 均進一步包括被容納在多個壓縮室之一中的第二活塞。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，還包括被附接到所述 單體式氣缸體上的驅(qū)動殼以及被附接到該驅(qū)動殼上的輸出罩。
11. 一種筒式內(nèi)燃發(fā)動機，包括驅(qū)動軸組件，包括中心驅(qū)動軸和從其上延伸的凸輪盤；具有縱向中心軸線的發(fā)動機氣缸體，其帶有容納所述驅(qū)動軸的中 心縱向開口，所述氣虹體具有多個燃燒室，所述燃燒室的每一個均具 有平行于所述中心軸線的軸線，所述燃燒室被限定在與所述縱向軸線 同心的圓上，所述氣缸體還具有多個限定在其內(nèi)的冷卻劑通道；冷卻劑系統(tǒng)，其包括至少一個冷卻劑歧管，所述冷卻劑歧管呈大 致環(huán)形且與所述氣缸體的軸線同心，并且所述冷卻劑歧管與所述氣缸 體中的冷卻劑通道流體連通；以及多個活塞組件，其每一個均具有被容納在所述燃燒室之一內(nèi)的活 塞，所述活塞組件與所述驅(qū)動軸組件的凸輪盤機械連通。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述氣缸體包 括整體式單體式氣缸體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述冷卻劑系 統(tǒng)還包括第二冷卻劑歧管，所述第二冷卻劑歧管呈大致環(huán)形且與所述 氣缸體的軸線同心，并且所述第二冷卻劑歧管與所述冷卻劑通道流體 連通。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述冷卻劑歧 管的每一個限定一個在一對間隔開的末端之間延伸的C形通道。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述C形通道 的每一個在端口和所述末端之間向下逐漸減小。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，其中所述C形通道 的每一個中的所述端口通常在所述末端之間的中間，所述第一歧管的 端口和所述第二歧管的端口被大致定位在所述發(fā)動機的相對側(cè)上，以 使得一個歧管的向下逐漸減小的末端鄰近另 一歧管的端口設(shè)置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，還包括大致環(huán)形的 并且與所述氣缸體的軸線同心的吸入歧管。
18. —種冷卻劑系統(tǒng)，其用于具有中心縱向軸線的類型的筒式內(nèi)燃發(fā)動機，該筒式內(nèi)燃發(fā)動機具有多個限定在與所述軸線同心的圓內(nèi)的燃燒室，所述燃燒室的每一個均具有平行于所述縱向軸線的軸線，所述冷卻劑系統(tǒng)包括至少一個冷卻劑歧管，所述冷卻劑歧管呈大致環(huán)形并且與所述發(fā)動才幾的軸線同心。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的冷卻劑系統(tǒng)，還包括第二冷卻劑歧管， 所述第二冷卻劑歧管呈大致環(huán)形并且與所述發(fā)動機的軸線同心。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的冷卻劑系統(tǒng)，其中所述冷卻劑歧管的 每一個限定一個在一對間隔開的末端之間延伸的C形通道。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的冷卻劑系統(tǒng)，其中所述C形通道的每 一個均在端口和所述末端之間向下逐漸減小。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的冷卻劑系統(tǒng)，其中所述C形通道的每 一個中的所述端口通常在所述末端之間的中間，并且所述第 一歧管的 端口和所述第二歧管的端口被大致定位在所述發(fā)動機的相對側(cè)上，以使得一個歧管的向下逐漸減小的末端鄰近另一歧管的端口設(shè)置。
23. —種筒式內(nèi)燃發(fā)動機，具有沿著所述筒式發(fā)動機的縱向中心軸 線設(shè)置的中心驅(qū)動軸，所述筒式發(fā)動機包括驅(qū)動殼；限定多個燃燒室的單體式氣缸體；以及多個螺栓，其牢固地將所述單體式氣缸體固定到所述驅(qū)動殼，所述螺栓從所述中心軸線徑向向外間隔開并且被沿著所述驅(qū)動殼和所述 單體式氣缸體的外圓周設(shè)置。
全文摘要
一種筒式內(nèi)燃發(fā)動機，包括驅(qū)動軸組件、單體式氣缸體、多個活塞組件以及氣門機構(gòu)。所述驅(qū)動軸組件帶有中心驅(qū)動軸以及從其上延伸的凸輪盤。整體式單體式氣缸體具有縱向中心軸線，并帶有容納所述驅(qū)動軸的中心縱向開口，該整體式單體式氣缸體還限定多個燃燒室、冷卻劑系統(tǒng)、多個吸入通道和多個排出通道。所述燃燒室各自具有平行于該中心軸線的軸線，并且被限定在一個與所述縱向軸線同心的圓上。每一個燃燒室具有大致圓柱形的側(cè)壁、第一封閉端、第二開口端以及被限定在每一個燃燒室的第一封閉端內(nèi)的進氣門開口和排氣門開口。所述冷卻劑系統(tǒng)包括多個冷卻劑通道。
文檔編號F02B53/00GK101421497SQ200780013579
公開日2009年4月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者A·波爾特 申請人:托馬斯機械有限責(zé)任公司