專利名稱：直角配氣懸浮活塞發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機，活塞與氣缸內(nèi)壁滑動密封連接，為了保持活塞與氣缸間的 相對運動，需要使用機油對活塞和氣缸進行潤滑。這樣做雖然起到了潤滑效果，但是，在二 沖程發(fā)動機的氣道設(shè)置在氣缸側(cè)壁的結(jié)構(gòu)中，機油會隨氣流進入燃燒室，在燃燒室中的機 油燃燒不充分，由于機油燃燒的不充分使二沖程發(fā)動機的排放性能降低，產(chǎn)生過多的有害 排放物，污染環(huán)境，或者機油會直接進入排氣道，隨發(fā)動機廢氣排入大氣，造成的環(huán)境污染 更嚴重。而傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機，由于進、排氣門都設(shè)置在氣缸蓋上，無論是采用多氣門技 術(shù)還是采用傳統(tǒng)的單氣門技術(shù)，進、排氣門的大小都到氣缸截面積的限制，進而影響進、排 氣門的進、排氣面積，使得進、排氣效率低。為了解決上述傳統(tǒng)二沖程發(fā)動機和四沖程發(fā)動 機的缺點，急需發(fā)明一種新型的發(fā)動機。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明公開了一種直角配氣懸浮活塞發(fā)動機。本發(fā)明的目的 是這樣實現(xiàn)的 —種直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，包括氣缸1和活塞2，所述活塞2全部或部分設(shè)置 在所述氣缸1內(nèi)，在與所述活塞2的活塞上止點對應(yīng)的所述氣缸1上的氣缸上止點121和 與所述活塞2的活塞下止點對應(yīng)的所述氣缸1上的氣缸下止點122之間的全部行程范圍內(nèi) 或部分行程范圍內(nèi)所述活塞2與所述氣缸1懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，在與所述活塞2具有 懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸1構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上設(shè)一個或多個下側(cè)壁配氣道 500l，在每個所述下側(cè)壁配氣道5001內(nèi)的所述氣缸1的側(cè)壁上設(shè)一個或多個下側(cè)壁配氣座 口 4，在每個所述下側(cè)壁配氣座口 4處設(shè)下側(cè)壁配氣閥體5，所述下側(cè)壁配氣閥體5受下側(cè) 壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6控制按正時關(guān)系將所述下側(cè)壁配氣座口 4打開或關(guān)閉。
在所述氣缸1上的氣缸上止點121處或在所述氣缸上止點121附近的所述氣缸1 的側(cè)壁上設(shè)一個或多個上側(cè)壁配氣道6001，在每個所述上側(cè)壁配氣道6001內(nèi)的所述氣缸1 的側(cè)壁上設(shè)一個或多個上側(cè)壁配氣座口 401，在每個所述上側(cè)壁配氣座口 401處設(shè)上側(cè)壁 配氣閥體501 ，所述上側(cè)壁配氣閥體501受上側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)601控制按正時關(guān) 系將所述上側(cè)壁配氣座口 401打開或關(guān)閉；當所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機設(shè)有氣缸蓋3 時，和/或在所述氣缸蓋3上設(shè)一個或多個缸蓋配氣道6002，在每個所述缸蓋配氣道6002 內(nèi)的所述氣缸蓋3的構(gòu)成區(qū)域上設(shè)一個或多個缸蓋配氣座口 402，每個所述缸蓋配氣座口 402處設(shè)缸蓋配氣閥體502，所述缸蓋配氣閥體502受缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu)602控制 按正時關(guān)系將所述缸蓋配氣座口 402打開或關(guān)閉。 所述活塞2設(shè)為由活塞懸浮段21、活塞密封段22和活塞動力段23構(gòu)成，所述活塞 懸浮段21與所述氣缸1懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，所述活塞密封段22與所述氣缸1密封滑動接觸，所述活塞動力段23經(jīng)連桿與發(fā)動機曲軸連接；或所述氣缸1設(shè)為由氣缸懸浮段11 和氣缸密封段12構(gòu)成，所述氣缸懸浮段11與所述活塞2懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，所述氣缸 密封段12與所述活塞2密封滑動接觸。 所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機設(shè)為二沖程發(fā)動機，所述下側(cè)壁配氣道5001設(shè)在 與所述活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸1構(gòu)成區(qū)域的下方側(cè)壁上；或者 所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機設(shè)為四沖程發(fā)動機，所述下側(cè)壁配氣道5001設(shè)在所述氣缸 上止點121處或設(shè)在所述氣缸上止點121附近的側(cè)壁上。 在與所述活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸1構(gòu)成區(qū)域下端的側(cè) 壁上設(shè)一個或多個缸體氣體通道7，所述缸體氣體通道7與有壓氣體源9連通或經(jīng)正時控制 閥8與有壓氣體源9連通。 所述下側(cè)壁配氣道5001設(shè)為進氣道，所述上側(cè)壁配氣道6001和/或所述缸蓋配 氣道6002設(shè)為排氣道；或者所述下側(cè)壁配氣道5001設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道6001 和/或所述缸蓋配氣道6002設(shè)為進氣道。 當所述下側(cè)壁配氣道5001設(shè)為進氣道，所述上側(cè)壁配氣道6001和/或所述缸蓋 配氣道6002設(shè)為排氣道時，在所述下側(cè)壁配氣道5001內(nèi)設(shè)壓氣渦輪71，在所述上側(cè)壁配 氣道6001和/或所述缸蓋配氣道6002內(nèi)設(shè)排氣動力渦輪72 ;或當所述下側(cè)壁配氣道5001 設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道6001和/或所述缸蓋配氣道6002設(shè)為進氣道時，在所述下 側(cè)壁配氣道5001內(nèi)設(shè)排氣動力渦輪72，在所述上側(cè)壁配氣道6001和/或所述缸蓋配氣道 6002內(nèi)設(shè)壓氣渦輪71。 所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機為二沖程發(fā)動機，所述下側(cè)壁配氣道5001位于與 所述活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸1構(gòu)成區(qū)域的下方側(cè)壁上，所述下 側(cè)壁配氣道5001設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道6001和/或所述缸蓋配氣道6002設(shè)為進 氣道時，在作功沖程中，當所述活塞2行至距活塞下止點S距離時，所述下側(cè)壁配氣閥體5 受所述下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6控制將所述下側(cè)壁配氣座口 4打開進行掃氣，當所 述活塞2達到所述活塞下止點后并遠離所述活塞下止點達到大于或等于所述S距離時，所 述下側(cè)壁配氣閥體5受所述下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6控制將所述下側(cè)壁配氣座口 4 關(guān)閉，實現(xiàn)一種工質(zhì)作功膨脹容積大于或等于進氣容積的發(fā)動機。 所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機還包括正時控制機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置IO，所述正時控制機 構(gòu)調(diào)節(jié)裝置10按發(fā)動機工況要求調(diào)節(jié)所述下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6、所述上側(cè)壁配 氣閥體正時控制機構(gòu)601和/或所述缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu)602，從而構(gòu)成能夠滿足不 同工況下對吸氣容積和膨脹容積作工容積的要求。 所述氣缸1上不設(shè)氣缸蓋，兩個所述氣缸1對接設(shè)置，在兩個所述活塞2之間形 成燃燒室，在所述燃燒室區(qū)域內(nèi)的所述氣缸1的側(cè)壁上設(shè)有一個或多個所述上側(cè)壁配氣道 6001，在與兩個所述活塞2分別具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸1構(gòu)成區(qū)域的 側(cè)壁上分別設(shè)一個或多個下側(cè)壁配氣道5001。 本發(fā)明所謂的正時控制機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置是指具有調(diào)節(jié)正時關(guān)系功能的裝置，如現(xiàn)有 技術(shù)的VVT-i裝置等，實現(xiàn)一種工質(zhì)作功膨脹容積和進氣容積可調(diào)的不等沖程發(fā)動機，在 平穩(wěn)運行時，工質(zhì)的作功膨脹容積大于進氣容積，工質(zhì)作功更徹底，節(jié)能環(huán)保；當需要高功 率輸出時，工質(zhì)的作功膨脹容積等于進氣容積，滿足瞬時高功率的要求。
本發(fā)明所謂的S距離是指活塞行程范圍內(nèi)的任一距離，即S距離小于活塞的行程。 本發(fā)明所謂的不等沖程發(fā)動機是指作功沖程中的活塞行程大于進氣沖程中的活塞行程的 發(fā)動機，實現(xiàn)了工質(zhì)的作功膨脹容積大于進氣容積，使工質(zhì)作功更徹底，具體運行過程可以 參照米勒循環(huán)發(fā)動機。 本發(fā)明中的下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)、上側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)和缸蓋 配氣閥體正時控制機構(gòu)可以設(shè)為機械式、電磁式或液壓式控制機構(gòu)，如將所述下側(cè)壁配氣 閥體正時控制機構(gòu)設(shè)為由凸輪和彈簧構(gòu)成的機械式控制機構(gòu)，將所述上側(cè)壁配氣閥體正時 控制機構(gòu)設(shè)為由凸輪和彈簧構(gòu)成的機械式控制機構(gòu)，將所述缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu)設(shè) 為由凸輪和彈簧構(gòu)成的機械式控制機構(gòu)。本發(fā)明所述正時控制閥也可以設(shè)為機械式、電磁 式或液壓式控制閥，如正時電磁閥。本發(fā)明所述正時控制機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置也可以設(shè)為機械式、 電磁式或液壓式控制閥。 本發(fā)明中的下側(cè)壁配氣道可以設(shè)為進氣道，在下側(cè)壁配氣道內(nèi)設(shè)或不設(shè)壓氣渦 輪；也可以設(shè)為排氣道，在下側(cè)壁配氣道內(nèi)設(shè)或不設(shè)排氣動力渦輪。相應(yīng)的，本發(fā)明中的上 側(cè)壁配氣道可以設(shè)為排氣道，在上側(cè)壁配氣道內(nèi)設(shè)或不設(shè)排氣動力渦輪；也可以設(shè)為進氣 道，在上側(cè)壁配氣道內(nèi)或不設(shè)壓氣渦輪。 本發(fā)明所述的懸浮設(shè)置是指氣缸與活塞之間既不發(fā)生接觸又維持相當小的間隙。 所謂準懸浮設(shè)置是指活塞和氣缸之間處于接觸與非接觸的臨界狀態(tài)。本發(fā)明中所謂的有壓 氣源可以是有壓氮氣源、有壓水蒸氣源或發(fā)動機產(chǎn)生的有壓廢氣源。本發(fā)明中有壓氣源受 正時控制裝置控制，在發(fā)動機壓縮沖程開始至做功沖程結(jié)束向發(fā)動機活塞的外表面和氣缸 的內(nèi)表面形成的空隙內(nèi)充入有壓氣體，使有壓氣體占據(jù)該空隙，而使新鮮空氣無法進入上 述空隙，減少有害氣體(如氮氧化物)的產(chǎn)生。另外，有壓氣體在從缸體氣體通道進入到發(fā) 動機活塞的外表面和氣缸的內(nèi)表面形成的空隙的過程中，可以把缸體氣體通道附近的氣缸 和活塞的熱量重新泵到氣缸和活塞的上部以及燃燒室內(nèi)，在對氣缸和活塞密封滑動導(dǎo)向部 位起到冷卻作用的同時，提高了熱量的利用效率，而不像傳統(tǒng)發(fā)動機那樣，為了冷卻相互運 動的部件將多余的熱量強制散發(fā)到大氣中而白白浪費能源。而且，因為有壓氣體的占位作 用，新鮮空氣不會被擠壓入上述空隙，燃燒室的體積不會受上述空隙的大小影響而相對保 持不變，同時由于有壓氣體充入上述空隙內(nèi)，起到了增加燃燒室氣體質(zhì)量的作用，不但不會 影響發(fā)動機的做功能力，反而會增強發(fā)動機的做功能力。最后，在進氣和排氣沖程的過程 中，缸體氣體通道處于斷開狀態(tài)，與傳統(tǒng)發(fā)動機相比，有壓氣體對進排氣沒有影響。
本發(fā)明有以下積極有益的效果 1、本發(fā)明中采用的懸浮活塞的非接觸懸浮設(shè)置活塞段與氣缸內(nèi)壁不接觸，無需使 用機油對該非接觸懸浮設(shè)置活塞段進行潤滑，由于氣缸側(cè)面設(shè)置的氣閥座口的位置在活塞 的密封段上面，可以避免機油被刮入氣道，從而避免了被刮入氣道內(nèi)的機油進入燃燒室或 直接排入大氣中，減少了環(huán)境污染，提高了發(fā)動機壽命。 2、由于設(shè)置在氣缸蓋上的氣閥只起到進氣或排氣的作用，增大了進氣或者排氣的 面積，提高了進氣或者排氣的效率，進而提高了發(fā)動機的效率。 3、由于有壓氣體的占位作用一即占有了氣缸內(nèi)壁與活塞外壁形成的空隙，即使 在高溫高壓下，該空隙內(nèi)也不產(chǎn)生氮氧化物，環(huán)保性能好。 4、有壓氣體在從缸體氣體通道進入到發(fā)動機活塞的外表面和氣缸的內(nèi)表面形成的空隙的過程中，可以把缸體氣體通道附近氣缸和活塞的熱量重新泵到氣缸和活塞的上部 以及燃燒室內(nèi)，提高了熱量的利用效率。 5、由于活塞的密封段遠離燃燒室，從而大大延長了發(fā)動機機油的使用壽命，降低 了發(fā)動機使用和維護的成本。 6、由于活塞的密封段遠離燃燒室，使活塞的潤滑性能更好，從而可提高活塞和氣 缸的工作溫度，進而大幅度提高了發(fā)動機的熱效率。 7、發(fā)動機氣缸上可以僅設(shè)置上下側(cè)壁配氣道，從而省略了氣缸蓋上復(fù)雜的配氣道 結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，降低了氣缸蓋的制造成本，同時由于僅設(shè)有上下側(cè)壁配氣道，配氣閥體、配 氣閥體正時控制機構(gòu)等相關(guān)的配氣結(jié)構(gòu)就可以在發(fā)動機的兩側(cè)水平配置，從而可以有效利 用發(fā)動機兩側(cè)的閑置空間，從而大大降低了發(fā)動機的高度方向上的尺寸，而降低發(fā)動機高 度方向的尺寸，在汽車、工程機械等發(fā)動機的應(yīng)用中具有巨大的好處。


圖1是本發(fā)明的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖 圖1是本發(fā)明的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3是本發(fā)明的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖 圖4是本發(fā)明的實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖 圖5是本發(fā)明的實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖 圖6是本發(fā)明的實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖 圖7是本發(fā)明的實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖 圖8是本發(fā)明的實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖 圖9是本發(fā)明的實施例9的結(jié)構(gòu)示意圖 圖10是本發(fā)明的實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖 圖11是本發(fā)明的實施例11的結(jié)構(gòu)示意圖 附圖編號
I. 氣缸 121.上止點 5.下側(cè)壁配氣閥體 21.活塞懸浮段
II. 氣缸懸浮段 501.上側(cè)壁配氣閥體 402.內(nèi)開上側(cè)壁配氣座口 7.缸體氣體通道 61.凸輪
6001. 上側(cè)壁配氣道
6002. 缸蓋配氣道2.
122
下止點
3. 氣缸蓋
4. 下側(cè)壁配氣座口
6.下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu) 22.活塞密封段 23.活塞動力段
12.氣缸密封段 401.上側(cè)壁配氣座口
601.上側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu) 502.內(nèi)開上側(cè)壁配氣閥體 8.正時控制閥 62.彈簧 71.壓氣渦輪 402.缸蓋配氣座口
9.有壓氣體源 5001.下側(cè)壁配氣道 72.排氣動力渦輪 502.缸蓋配氣座口
602.缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu) 10.正時控制機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置具體實施方式

實施例1 如圖1所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，包括氣缸1和活塞2，活塞2全部或部分 設(shè)置在氣缸1內(nèi)，在與活塞2的活塞上止點對應(yīng)的氣缸1上的氣缸上止點121和與活塞2 的活塞下止點對應(yīng)的氣缸1上的氣缸下止點122之間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi) 活塞2與氣缸1懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，在與活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的氣 缸l構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上設(shè)一個下側(cè)壁配氣道5001 ，在每個下側(cè)壁配氣道5001內(nèi)的氣缸l的 側(cè)壁上設(shè)一個下側(cè)壁配氣座口 4，在每個下側(cè)壁配氣座口 4處設(shè)下側(cè)壁配氣閥體5，下側(cè)壁 配氣閥體5受一個下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6控制按正時關(guān)系將下側(cè)壁配氣座口 4打 開或關(guān)閉；在氣缸蓋3上設(shè)有一個缸蓋配氣道6002，每個缸蓋配氣道6002內(nèi)的缸蓋構(gòu)成區(qū) 域上設(shè)一個缸蓋配氣座口 402，每個缸蓋配氣座口 402處設(shè)缸蓋配氣閥體502，缸蓋配氣閥 體502受一個缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu)602控制按正時關(guān)系將缸蓋配氣座口 402打開或 關(guān)閉；下側(cè)壁配氣閥體5和缸蓋配氣閥體502為均為內(nèi)開式；活塞2設(shè)為由活塞懸浮段21、 活塞密封段22和活塞動力段23構(gòu)成，活塞懸浮段21與氣缸1懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，活 塞密封段22與氣缸1密封滑動接觸，活塞動力段23經(jīng)連桿與發(fā)動機曲軸連接；該發(fā)動機為 二沖程發(fā)動機，下側(cè)壁配氣道5001位于與活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的氣缸1 構(gòu)成區(qū)域的下方側(cè)壁上；下側(cè)壁配氣道5001設(shè)為進氣道，上側(cè)壁配氣道6001和/或缸蓋配 氣道6002設(shè)為排氣道。 本發(fā)明中采用的懸浮活塞的非接觸懸浮設(shè)置活塞段與氣缸內(nèi)壁不接觸，無需使用 機油對該非接觸懸浮設(shè)置活塞段進行潤滑，由于氣缸側(cè)面設(shè)置的氣閥座口的位置在活塞的 密封段上面，可以避免機油被刮入氣道，從而避免了被刮入氣道內(nèi)的機油進入燃燒室或直 接排入大氣中，減少了環(huán)境污染，提高了發(fā)動機壽命。由于活塞的密封段遠離燃燒室，從而 大大延長了發(fā)動機機油的使用壽命，降低了發(fā)動機使用和維護的成本。由于活塞的密封段 遠離燃燒室，使活塞的潤滑性能更好，從而可提高活塞和氣缸的工作溫度，進而大幅度提高 了發(fā)動機的熱效率。由于設(shè)置在氣缸蓋上的氣閥只起到進氣或排氣的作用，增大了進氣或 者排氣的面積，提高了進氣或者排氣的效率，進而提高了發(fā)動機的效率。
實施例2 如圖2所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別是，直角配氣懸浮活 塞發(fā)動機為四沖程發(fā)動機，下側(cè)壁配氣道5001位于與活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān) 系的氣缸1構(gòu)成區(qū)域的氣缸上止點121處或氣缸上止點121附近的側(cè)壁上。
實施例3 如圖3所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別是，活塞2設(shè)為一體 式結(jié)構(gòu)，氣缸1設(shè)為由氣缸懸浮段11和氣缸密封段12構(gòu)成，氣缸懸浮段11與活塞2懸浮 設(shè)置或準懸浮設(shè)置，氣缸密封段12與活塞2密封滑動接觸。
實施例4 如圖4所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例3的區(qū)別是，缸蓋配氣閥體 502為內(nèi)開式缸蓋配氣閥體。
實施例5 如圖5所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例3的區(qū)別是，在活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的氣缸1構(gòu)成區(qū)域下端的側(cè)壁上設(shè)一個缸體氣體通道7，缸體氣 體通道7與有壓氣體源9連通或經(jīng)正時控制閥8與有壓氣體源9連通。有壓氣體由有壓氣 體源9流出，經(jīng)過缸體氣體通道7通入氣缸內(nèi)壁與活塞外壁形成的空隙。
由于有壓氣體的占位作用一即占有了氣缸內(nèi)壁與活塞外壁形成的空隙，即使在高 溫高壓下，該空隙內(nèi)也不產(chǎn)生氮氧化物，環(huán)保性能好。同時，有壓氣體在從缸體氣體通道進 入到發(fā)動機活塞的外表面和氣缸的內(nèi)表面形成的空隙的過程中，可以把缸體氣體通道附近 氣缸和活塞的熱量重新泵到氣缸和活塞的上部以及燃燒室內(nèi)，提高了熱量的利用效率。
實施例6 如圖6所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別是，在下側(cè)壁配氣道 5001內(nèi)設(shè)壓氣渦輪71，在缸蓋配氣道6002內(nèi)設(shè)排氣動力渦輪72。
實施例7 如圖7所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別是，下側(cè)壁配氣道 5001設(shè)為排氣道，缸蓋配氣道6002設(shè)為進氣道時，在下側(cè)壁配氣道5001內(nèi)設(shè)排氣動力渦輪 72，在缸蓋配氣道6002內(nèi)設(shè)壓氣渦輪71。
實施例8 如圖8所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別是，還包括正時控制 機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置IO，正時控制機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置IO按發(fā)動機工況要求調(diào)節(jié)下側(cè)壁配氣閥體正時 控制機構(gòu)6)上側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)601和/或缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu)602，從 而構(gòu)成能夠滿足不同工況下對吸氣容積和膨脹容積(作工容積)的要求；在作功沖程中，當 活塞2行至距活塞下止點S距離時，下側(cè)壁配氣閥體5受下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6 控制將下側(cè)壁配氣座口 4打開進行掃氣，當活塞2達到活塞下止點后并遠離活塞下止點達 到大于S距離時，下側(cè)壁配氣閥體5受下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6控制將下側(cè)壁配氣 座口 4關(guān)閉，實現(xiàn)一種工質(zhì)作功膨脹容積大于進氣容積的不等沖程發(fā)動機。
實施例9 如圖9所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別是，氣缸蓋與氣缸設(shè) 為一體式結(jié)構(gòu)，在氣缸蓋上不設(shè)缸蓋配氣道，在氣缸上止點121處或在氣缸上止點121附近 的氣缸1的側(cè)壁上設(shè)一個上側(cè)壁配氣道6001，在氣缸1的高度方向上上側(cè)壁配氣道6001位 于下側(cè)壁配氣道5001的上方或者與下側(cè)壁配氣道5001水平設(shè)置，每個上側(cè)壁配氣道6001 內(nèi)的所述氣缸(1)的側(cè)壁上設(shè)一個上側(cè)壁配氣座口 401，每個上側(cè)壁配氣座口 401處設(shè)上側(cè) 壁配氣閥體501 ，上側(cè)壁配氣閥體501受一個上側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)601控制按正時 關(guān)系將上側(cè)壁配氣座口 401打開或關(guān)閉。
實施例10 如圖10所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例9的區(qū)別是，直角配氣懸浮
活塞發(fā)動機為四沖程發(fā)動機，下側(cè)壁配氣道5001位于與活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置
關(guān)系的氣缸1構(gòu)成區(qū)域的氣缸上止點121處或氣缸上止點121附近的側(cè)壁上。 由于發(fā)動機氣缸上僅設(shè)置上下側(cè)壁配氣道，從而省略了氣缸蓋上復(fù)雜的配氣道結(jié)
構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，降低了氣缸蓋的制造成本，同時由于僅設(shè)有上下側(cè)壁配氣道，配氣閥體、配氣
閥體正時控制機構(gòu)等相關(guān)的配氣結(jié)構(gòu)就可以在發(fā)動機的兩側(cè)水平配置，從而可以有效利用 發(fā)動機兩側(cè)的閑置空間，從而大大降低了發(fā)動機的高度方向上的尺寸，而降低發(fā)動機高度方向的尺寸，在汽車、工程機械等發(fā)動機的應(yīng)用中具有巨大的好處。
實施例11 如圖10所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其與實施例9的區(qū)別是氣缸1上不設(shè)氣 缸蓋，兩個氣缸1對接設(shè)置，在兩個活塞2之間形成燃燒室，在燃燒室區(qū)域內(nèi)的氣缸1的側(cè) 壁上設(shè)有一個上側(cè)壁配氣道6001，在與兩個活塞2分別具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的 氣缸1構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上分別設(shè)一個下側(cè)壁配氣道5001。
權(quán)利要求
一種直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，包括氣缸(1)和活塞(2)，其特征在于所述活塞(2)全部或部分設(shè)置在所述氣缸(1)內(nèi)，在與所述活塞(2)的活塞上止點對應(yīng)的所述氣缸(1)上的氣缸上止點(121)和與所述活塞(2)的活塞下止點對應(yīng)的所述氣缸(1)上的氣缸下止點(122)之間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)所述活塞(2)與所述氣缸(1)懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，在與所述活塞(2)具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸(1)構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上設(shè)一個或多個下側(cè)壁配氣道(5001)，在每個所述下側(cè)壁配氣道(5001)內(nèi)的所述氣缸(1)的側(cè)壁上設(shè)一個或多個下側(cè)壁配氣座口(4)，在每個所述下側(cè)壁配氣座口(4)處設(shè)下側(cè)壁配氣閥體(5)，所述下側(cè)壁配氣閥體(5)受下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)(6)控制按正時關(guān)系將所述下側(cè)壁配氣座口(4)打開或關(guān)閉。
2. 如權(quán)利要求1所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于在所述氣缸(1)上的氣 缸上止點(121)處或在所述氣缸上止點(121)附近的所述氣缸(1)的側(cè) 壁上設(shè)一個或多個 上側(cè)壁配氣道(6001)，在每個所述上側(cè)壁配氣道(6001)內(nèi)的所述氣缸(1)的側(cè)壁上設(shè)一 個或多個上側(cè)壁配氣座口 (401)，在每個所述上側(cè)壁配氣座口 (401)處設(shè)上側(cè)壁配氣閥體(501) ，所述上側(cè)壁配氣閥體(501)受上側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)(601)控制按正時關(guān)系 將所述上側(cè)壁配氣座口 (401)打開或關(guān)閉；當所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機設(shè)有氣缸蓋(3)時，和/或在所述氣缸蓋(3)上設(shè)一 個或多個缸蓋配氣道(6002)，在每個所述缸蓋配氣道(6002)內(nèi)的所述氣缸蓋(3)的構(gòu)成區(qū) 域上設(shè)一個或多個缸蓋配氣座口 (402)，每個所述缸蓋配氣座口 (402)處設(shè)缸蓋配氣閥體(502) ，所述缸蓋配氣閥體(502)受缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu)(602)控制按正時關(guān)系將所 述缸蓋配氣座口 (402)打開或關(guān)閉。
3. 如權(quán)利要求1或2所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于所述活塞(2)設(shè)為 由活塞懸浮段(21)、活塞密封段(22)和活塞動力段(23)構(gòu)成，所述活塞懸浮段(21)與所 述氣缸(1)懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，所述活塞密封段(22)與所述氣缸(1)密封滑動接觸， 所述活塞動力段(23)經(jīng)連桿與發(fā)動機曲軸連接；或所述氣缸(1)設(shè)為由氣缸懸浮段(11)和氣缸密封段(12)構(gòu)成，所述氣缸懸浮段(II) 與所述活塞(2)懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置，所述氣缸密封段(12)與所述活塞(2)密封滑 動接觸。
4. 如權(quán)利要求1或2所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于所述直角配氣懸浮 活塞發(fā)動機設(shè)為二沖程發(fā)動機，所述下側(cè)壁配氣道(5001)設(shè)在與所述活塞(2)具有懸浮設(shè) 置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸(1)構(gòu)成區(qū)域的下方側(cè)壁上；或者所述直角配氣懸浮活塞 發(fā)動機設(shè)為四沖程發(fā)動機，所述下側(cè)壁配氣道(5001)設(shè)在所述氣缸上止點(121)處或設(shè)在 所述氣缸上止點(121)附近的側(cè)壁上。
5. 如權(quán)利要求1或2所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于在與所述活塞(2)具 有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸(1)構(gòu)成區(qū)域下端的側(cè)壁上設(shè)一個或多個缸體 氣體通道(7)，所述缸體氣體通道(7)與有壓氣體源(9)連通或經(jīng)正時控制閥(8)與有壓氣 體源(9)連通。
6. 如權(quán)利要求2所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于所述下側(cè)壁配氣道 (5001)設(shè)為進氣道，所述上側(cè)壁配氣道(6001)和/或所述缸蓋配氣道(6002)設(shè)為排氣道；或者所述下側(cè)壁配氣道(5001)設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道(6001)和/或所述缸蓋配氣道(6002)設(shè)為進氣道。
7. 如權(quán)利要求6所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于當所述下側(cè)壁配氣道 (5001)設(shè)為進氣道，所述上側(cè)壁配氣道(6001)和/或所述缸蓋配氣道(6002)設(shè)為排氣道 時，在所述下側(cè)壁配氣道(5001)內(nèi)設(shè)壓氣渦輪(71)，在所述上側(cè)壁配氣道(6001)和/或所 述缸蓋配氣道(6002)內(nèi)設(shè)排氣動力渦輪(72);或當所述下側(cè)壁配氣道(5001)設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道(6001)和/或所述缸 蓋配氣道(6002)設(shè)為進氣道時，在所述下側(cè)壁配氣道(5001)內(nèi)設(shè)排氣動力渦輪(72)，在所 述上側(cè)壁配氣道(6001)和/或所述缸蓋配氣道(6002)內(nèi)設(shè)壓氣渦輪(71)。
8. 如權(quán)利要求2所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于所述直角配氣懸浮活塞 發(fā)動機為二沖程發(fā)動機，所述下側(cè)壁配氣道(5001)位于與所述活塞(2)具有懸浮設(shè)置或準 懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸(1)構(gòu)成區(qū)域的下方側(cè)壁上，所述下側(cè)壁配氣道(5001)設(shè)為排氣 道，所述上側(cè)壁配氣道(6001)和/或所述缸蓋配氣道(6002)設(shè)為進氣道時，在作功沖程 中，當所述活塞(2)行至距活塞下止點S距離時，所述下側(cè)壁配氣閥體(5)受所述下側(cè)壁配 氣閥體正時控制機構(gòu)(6)控制將所述下側(cè)壁配氣座口 (4)打開進行掃氣，當所述活塞(2) 達到所述活塞下止點后并遠離所述活塞下止點達到大于或等于所述S距離時，所述下側(cè)壁 配氣閥體(5)受所述下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)(6)控制將所述下側(cè)壁配氣座口 (4)關(guān) 閉，實現(xiàn)一種工質(zhì)作功膨脹容積大于或等于進氣容積的發(fā)動機。
9. 如權(quán)利要求2或6或7或8所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于所述直角配 氣懸浮活塞發(fā)動機還包括正時控制機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置(IO)，所述正時控制機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置(10) 按發(fā)動機工況要求調(diào)節(jié)所述下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)(6)、所述上側(cè)壁配氣閥體正時 控制機構(gòu)(601)和/或所述缸蓋配氣閥體正時控制機構(gòu)(602)，從而構(gòu)成能夠滿足不同工況 下對吸氣容積和膨脹容積(作工容積)的要求。
10. 如權(quán)利要求2所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，其特征在于所述氣缸(1)上不設(shè)氣 缸蓋，兩個所述氣缸(1)對接設(shè)置，在兩個所述活塞(2)之間形成燃燒室，在所述燃燒室區(qū) 域內(nèi)的所述氣缸(1)的側(cè)壁上設(shè)有一個或多個所述上側(cè)壁配氣道(6001)，在與兩個所述活 塞(2)分別具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸(1)構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上分別設(shè)一個 或多個下側(cè)壁配氣道(5001)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直角配氣懸浮活塞發(fā)動機，包括氣缸1和活塞2，在與活塞2具有懸浮設(shè)置或準懸浮設(shè)置關(guān)系的氣缸1構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上設(shè)一個或多個下側(cè)壁配氣道5001，在每個下側(cè)壁配氣道5001內(nèi)的氣缸1的側(cè)壁上設(shè)一個或多個下側(cè)壁配氣座口4，在每個下側(cè)壁配氣座口4處設(shè)下側(cè)壁配氣閥體5，下側(cè)壁配氣閥體5受下側(cè)壁配氣閥體正時控制機構(gòu)6控制按正時關(guān)系將下側(cè)壁配氣座口4打開或關(guān)閉。本發(fā)明由于氣缸側(cè)面設(shè)置的氣閥座口的位置在活塞的密封段上面，可以避免機油被刮入氣道，從而避免了被刮入氣道內(nèi)的機油進入燃燒室或直接排入大氣，減少了環(huán)境污染，提高了發(fā)動機壽命。
文檔編號F02B75/32GK101793192SQ20091020596
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者靳北彪 申請人:靳北彪