專利名稱：直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。
技術(shù)背景 傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞與氣缸內(nèi)壁滑動(dòng)密封連接，為了保持活塞與氣缸間的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)，需要使用機(jī)油對(duì)活塞和氣缸進(jìn)行潤滑。這樣做雖然起到了潤滑效果，但是，在二 沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣道設(shè)置在氣缸側(cè)壁的結(jié)構(gòu)中，機(jī)油會(huì)隨氣流進(jìn)入燃燒室，在燃燒室中的機(jī) 油燃燒不充分，由于機(jī)油燃燒的不充分使二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)油會(huì)直接進(jìn)入排氣道，隨發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排入大氣，造成的環(huán)境污染 更嚴(yán)重。而傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，由于進(jìn)、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(jìn)、排氣門的大小都受到氣缸截面積的限制，進(jìn)而影響進(jìn)、 排氣門的進(jìn)、排氣面積，使得進(jìn)、排氣效率低。為了解決上述傳統(tǒng)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和四沖程發(fā) 動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，急需發(fā)明一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型公開了一種直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新 型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸和活塞，所述活塞全部或部分設(shè)置在所 述氣缸內(nèi)，在與所述活塞的活塞上止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述氣缸上的氣缸上止點(diǎn)和與所述活塞的活 塞下止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述氣缸上的氣缸下止點(diǎn)之間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)所述 活塞與所述氣缸懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置，在與所述活塞具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置關(guān)系的 所述氣缸構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上設(shè)一個(gè)或多個(gè)下側(cè)壁配氣道，在每個(gè)所述下側(cè)壁配氣道內(nèi)的所 述氣缸的側(cè)壁上設(shè)一個(gè)或多個(gè)下側(cè)壁配氣座口，在每個(gè)所述下側(cè)壁配氣座口處設(shè)下側(cè)壁配 氣閥體，所述下側(cè)壁配氣閥體受下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)控制按正時(shí)關(guān)系將所述下側(cè) 壁配氣座口打開或關(guān)閉。在所述氣缸上的氣缸上止點(diǎn)處或在所述氣缸上止點(diǎn)附近的所述氣缸的側(cè)壁上設(shè) 一個(gè)或多個(gè)上側(cè)壁配氣道，在每個(gè)所述上側(cè)壁配氣道內(nèi)的所述氣缸的側(cè)壁上設(shè)一個(gè)或多個(gè) 上側(cè)壁配氣座口，在每個(gè)所述上側(cè)壁配氣座口處設(shè)上側(cè)壁配氣閥體，所述上側(cè)壁配氣閥體 受上側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)控制按正時(shí)關(guān)系將所述上側(cè)壁配氣座口打開或關(guān)閉；當(dāng)所 述直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有氣缸蓋時(shí)，和/或在所述氣缸蓋上設(shè)一個(gè)或多個(gè)缸蓋配氣 道，在每個(gè)所述缸蓋配氣道內(nèi)的所述氣缸蓋的構(gòu)成區(qū)域上設(shè)一個(gè)或多個(gè)缸蓋配氣座口，每 個(gè)所述缸蓋配氣座口處設(shè)缸蓋配氣閥體，所述缸蓋配氣閥體受缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu) 控制按正時(shí)關(guān)系將所述缸蓋配氣座口打開或關(guān)閉。所述活塞設(shè)為由活塞懸浮段、活塞密封段和活塞動(dòng)力段構(gòu)成，所述活塞懸浮段與 所述氣缸懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置，所述活塞密封段與所述氣缸密封滑動(dòng)接觸，所述活塞動(dòng) 力段經(jīng)連桿與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接；或所述氣缸設(shè)為由氣缸懸浮段和氣缸密封段構(gòu)成，所述氣缸懸浮段與所述活塞懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置，所述氣缸密封段與所述活塞密封滑動(dòng)接觸。所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，所述下側(cè)壁配氣道設(shè)在與所述 活塞具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸構(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(dòng)機(jī)設(shè)為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，所述下側(cè)壁配氣道設(shè)在所述氣缸上止點(diǎn)處或設(shè)在所 述氣缸上止點(diǎn)附近的側(cè)壁上。在與所述活塞具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸構(gòu)成區(qū)域下端的側(cè)壁 上設(shè)一個(gè)或多個(gè)缸體氣體通道，所述缸體氣體通道與有壓氣體源連通或經(jīng)正時(shí)控制閥與有 壓氣體源連通。所述下側(cè)壁配氣道設(shè)為進(jìn)氣道，所述上側(cè)壁配氣道和/或所述缸蓋配氣道設(shè)為排 氣道；或者所述下側(cè)壁配氣道設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道和/或所述缸蓋配氣道設(shè)為 進(jìn)氣道。當(dāng)所述下側(cè)壁配氣道設(shè)為進(jìn)氣道，所述上側(cè)壁配氣道和/或所述缸蓋配氣道設(shè)為 排氣道時(shí)，在所述下側(cè)壁配氣道內(nèi)設(shè)壓氣渦輪，在所述上側(cè)壁配氣道和/或所述缸蓋配氣 道內(nèi)設(shè)排氣動(dòng)力渦輪；或當(dāng)所述下側(cè)壁配氣道設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道和/或所述 缸蓋配氣道設(shè)為進(jìn)氣道時(shí)，在所述下側(cè)壁配氣道內(nèi)設(shè)排氣動(dòng)力渦輪，在所述上側(cè)壁配氣道 和/或所述缸蓋配氣道內(nèi)設(shè)壓氣渦輪。所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，所述下側(cè)壁配氣道位于與所述活 塞具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸構(gòu)成區(qū)域的下方側(cè)壁上，所述下側(cè)壁配氣道 設(shè)為排氣道，所述上側(cè)壁配氣道和/或所述缸蓋配氣道設(shè)為進(jìn)氣道時(shí)，在作功沖程中，當(dāng)所 述活塞行至距活塞下止點(diǎn)S距離時(shí)，所述下側(cè)壁配氣閥體受所述下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制 機(jī)構(gòu)控制將所述下側(cè)壁配氣座口打開進(jìn)行掃氣，當(dāng)所述活塞達(dá)到所述活塞下止點(diǎn)后并遠(yuǎn)離 所述活塞下止點(diǎn)達(dá)到大于或等于所述S距離時(shí)，所述下側(cè)壁配氣閥體受所述下側(cè)壁配氣閥 體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)控制將所述下側(cè)壁配氣座口關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)一種工質(zhì)作功膨脹容積大于或等于 進(jìn)氣容積的發(fā)動(dòng)機(jī)。所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)還包括正時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置，所述正時(shí)控制機(jī)構(gòu) 調(diào)節(jié)裝置按發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求調(diào)節(jié)所述下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)、所述上側(cè)壁配氣閥體 正時(shí)控制機(jī)構(gòu)和/或所述缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)，從而構(gòu)成能夠滿足不同工況下對(duì)吸 氣容積和膨脹容積/作功容積的要求。所述氣缸上不設(shè)氣缸蓋，兩個(gè)所述氣缸對(duì)接設(shè)置，在兩個(gè)所述活塞之間形成燃燒 室，在所述燃燒室區(qū)域內(nèi)的所述氣缸的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)所述上側(cè)壁配氣道，在與兩 個(gè)所述活塞分別具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置關(guān)系的所述氣缸構(gòu)成區(qū)域的側(cè)壁上分別設(shè)一 個(gè)或多個(gè)下側(cè)壁配氣道。本實(shí)用新型所謂的正時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置是指具有調(diào)節(jié)正時(shí)關(guān)系功能的裝置，如 現(xiàn)有技術(shù)的WT-i裝置等，實(shí)現(xiàn)一種工質(zhì)作功膨脹容積和進(jìn)氣容積可調(diào)的不等沖程發(fā)動(dòng) 機(jī)，在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，工質(zhì)的作功膨脹容積大于進(jìn)氣容積，工質(zhì)作功更徹底，節(jié)能環(huán)保；當(dāng)需要 高功率輸出時(shí)，工質(zhì)的作功膨脹容積等于進(jìn)氣容積，滿足瞬時(shí)高功率的要求。本實(shí)用新型所謂的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。本實(shí)用新型所謂的不等沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是指作功沖程中的活塞行程大于進(jìn)氣沖程中的活 塞行程的發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)的作功膨脹容積大于進(jìn)氣容積，使工質(zhì)作功更徹底，具體運(yùn)行過程可以參照米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型中的下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)、上側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)和 缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)可以設(shè)為機(jī)械式、電磁式或液壓式控制機(jī)構(gòu)，如將所述下側(cè)壁 配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)設(shè)為由凸輪和彈簧構(gòu)成的機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)，將所述上側(cè)壁配氣閥體 正時(shí)控制機(jī)構(gòu)設(shè)為由凸輪和彈簧構(gòu)成的機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)，將所述缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī) 構(gòu)設(shè)為由凸輪和彈簧構(gòu)成的機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型所述正時(shí)控制閥也可以設(shè)為機(jī)械 式、電磁式或液壓式控制閥，如正時(shí)電磁閥。本實(shí)用新型所述正時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置也可以 設(shè)為機(jī)械式、電磁式或液壓式控制閥。本實(shí)用新型中的下側(cè)壁配氣道可以設(shè)為進(jìn)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(dòng)力渦輪。相應(yīng)的，本實(shí)用新型 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(dòng)力渦輪；也可以設(shè) 為進(jìn)氣道，在上側(cè)壁配氣道內(nèi)或不設(shè)壓氣渦輪。本實(shí)用新型所述的懸浮設(shè)置是指氣缸與活塞之間既不發(fā)生接觸又維持相當(dāng)小的 間隙。所謂準(zhǔn)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)。本實(shí)用新型中 所謂的有壓氣源可以是有壓氮?dú)庠?、有壓水蒸氣源或發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的有壓廢氣源。本實(shí)用新 型中有壓氣源受正時(shí)控制裝置控制，在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮沖程開始至做功沖程結(jié)束向發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)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(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)氣缸和活塞 密封滑動(dòng)導(dǎo)向部位起到冷卻作用的同時(shí)，提高了熱量的利用效率，而不像傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)那樣， 為了冷卻相互運(yùn)動(dòng)的部件將多余的熱量強(qiáng)制散發(fā)到大氣中而白白浪費(fèi)能源。而且，因?yàn)橛?壓氣體的占位作用，新鮮空氣不會(huì)被擠壓入上述空隙，燃燒室的體積不會(huì)受上述空隙的大 小影響而相對(duì)保持不變，同時(shí)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(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的做功能力，反而會(huì)增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的做功能力。最后，在進(jìn)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(dòng)機(jī)相比，有壓氣體對(duì)進(jìn)排氣沒 有影響。本實(shí)用新型有以下積極有益的效果1、本實(shí)用新型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(jī)油對(duì)該非接觸懸浮設(shè)置活塞段進(jìn)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(jī)油被刮入氣道，從而避免了被刮入氣道內(nèi)的機(jī)油進(jìn)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(dòng)機(jī)壽命。2、由于設(shè)置在氣缸蓋上的氣閥只起到進(jìn)氣或排氣的作用，增大了進(jìn)氣或者排氣的 面積，提高了進(jìn)氣或者排氣的效率，進(jìn)而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)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。[0024]5、由于活塞的密封段遠(yuǎn)離燃燒室，從而大大延長了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的使用壽命，降低 了發(fā)動(dòng)機(jī)使用和維護(hù)的成本。6、由于活塞的密封段遠(yuǎn)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(jìn)而大幅度提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。7、發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)由于僅設(shè)有上下側(cè)壁配氣道，配氣閥體、配 氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)等相關(guān)的配氣結(jié)構(gòu)就可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的兩側(cè)水平配置，從而可以有效利 用發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)的閑置空間，從而大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的高度方向上的尺寸，而降低發(fā)動(dòng)機(jī)高 度方向的尺寸，在汽車、工程機(jī)械等發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用中具有巨大的好處。
圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本實(shí)用新型的實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本實(shí)用新型的實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本實(shí)用新型的實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖編號(hào)1.氣缸2.活塞3.氣缸蓋121.上止點(diǎn)122.下止點(diǎn)4.下側(cè)壁配氣座口5.下側(cè)壁配氣閥體6.下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)21.活塞懸浮段 22.活塞密封段23.活塞動(dòng)力段11.氣缸懸浮段 12.氣缸密封段401.上側(cè)壁配氣座口501.上側(cè)壁配氣閥體601.上側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)402.內(nèi)開上側(cè)壁配氣座口502.內(nèi)開上側(cè)壁配氣閥體7.缸體氣體通道 8.正時(shí)控制閥9.有壓氣體源61.凸輪62.彈簧 5001.下側(cè)壁配氣道6001.上側(cè)壁配氣道 71.壓氣渦輪72.排氣動(dòng)力渦輪6002.缸蓋配氣道402.缸蓋配氣座口502.缸蓋配氣座口602.缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu) 10.正時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，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(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣缸1上的氣缸上止點(diǎn)121和與活塞2 的活塞下止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣缸1上的氣缸下止點(diǎn)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(zhǔn)懸浮設(shè)置，在與活塞2具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)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(gè)下側(cè)壁配氣道5001，在每個(gè)下側(cè)壁配氣道5001內(nèi)的氣缸1的 側(cè)壁上設(shè)一個(gè)下側(cè)壁配氣座口 4，在每個(gè)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(gè)下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)6控制按正時(shí)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(gè)缸蓋配氣道6002，每個(gè)缸蓋配氣道6002內(nèi)的缸蓋構(gòu)成區(qū) 域上設(shè)一個(gè)缸蓋配氣座口 402，每個(gè)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(gè)缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)602控制按正時(shí)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(dòng)力段23構(gòu)成，活塞懸浮段21與氣缸1懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置，活 塞密封段22與氣缸1密封滑動(dòng)接觸，活塞動(dòng)力段23經(jīng)連桿與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接；該發(fā)動(dòng)機(jī)為 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，下側(cè)壁配氣道5001位于與活塞2具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)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(jìn)氣道，上側(cè)壁配氣道6001和/或缸蓋配 氣道6002設(shè)為排氣道。本實(shí)用新型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(jī)油對(duì)該非接觸懸浮設(shè)置活塞段進(jìn)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(jī)油被刮入氣道，從而避免了被刮入氣道內(nèi)的機(jī)油進(jìn)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(dòng)機(jī)壽命。由于活塞的密封段遠(yuǎn)離燃燒室， 從而大大延長了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的使用壽命，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)使用和維護(hù)的成本。由于活塞的密 封段遠(yuǎn)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(jìn)而大幅度 提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。由于設(shè)置在氣缸蓋上的氣閥只起到進(jìn)氣或排氣的作用，增大了進(jìn) 氣或者排氣的面積，提高了進(jìn)氣或者排氣的效率，進(jìn)而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。實(shí)施例2如圖2所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別是，直角配氣懸浮活 塞發(fā)動(dòng)機(jī)為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，下側(cè)壁配氣道5001位于與活塞2具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置關(guān) 系的氣缸1構(gòu)成區(qū)域的氣缸上止點(diǎn)121處或氣缸上止點(diǎn)121附近的側(cè)壁上。實(shí)施例3如圖3所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)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(zhǔn)懸浮設(shè)置，氣缸密封段12與活塞2密封滑動(dòng)接觸。實(shí)施例4如圖4所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)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(shí)施例5如圖5所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例3的區(qū)別是，在活塞2具有懸 浮設(shè)置或準(zhǔn)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(gè)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(shí)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。[0062]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(shí)，有壓氣體在從缸體氣體通道 進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)施例6如圖6所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)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(dòng)力渦輪72。實(shí)施例7如圖7所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)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(jìn)氣道時(shí)，在下側(cè)壁配氣道5001內(nèi)設(shè)排氣動(dòng)力渦輪 72，在缸蓋配氣道6002內(nèi)設(shè)壓氣渦輪71。實(shí)施例8如圖8所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別是，還包括正時(shí)控制 機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置10，正時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置10按發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求調(diào)節(jié)下側(cè)壁配氣閥體正時(shí) 控制機(jī)構(gòu)6)上側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)601和/或缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)602，從 而構(gòu)成能夠滿足不同工況下對(duì)吸氣容積和膨脹容積(作功容積)的要求；在作功沖程中，當(dāng) 活塞2行至距活塞下止點(diǎn)S距離時(shí)，下側(cè)壁配氣閥體5受下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)6 控制將下側(cè)壁配氣座口 4打開進(jìn)行掃氣，當(dāng)活塞2達(dá)到活塞下止點(diǎn)后并遠(yuǎn)離活塞下止點(diǎn)達(dá) 到大于S距離時(shí)，下側(cè)壁配氣閥體5受下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)6控制將下側(cè)壁配氣 座口 4關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)一種工質(zhì)作功膨脹容積大于進(jìn)氣容積的不等沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)施例9如圖9所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)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(diǎn)121處或在氣缸上止點(diǎn)121附近 的氣缸1的側(cè)壁上設(shè)一個(gè)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(gè)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(gè)上側(cè)壁配氣座口 401，每個(gè)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(gè)上側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)601控制按正時(shí) 關(guān)系將上側(cè)壁配氣座口 401打開或關(guān)閉。實(shí)施例10如圖10所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例9的區(qū)別是，直角配氣懸浮 活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，下側(cè)壁配氣道5001位于與活塞2具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)懸浮設(shè)置 關(guān)系的氣缸1構(gòu)成區(qū)域的氣缸上止點(diǎn)121處或氣缸上止點(diǎn)121附近的側(cè)壁上。由于發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)由于僅設(shè)有上下側(cè)壁配氣道，配氣閥體、配氣 閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)等相關(guān)的配氣結(jié)構(gòu)就可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的兩側(cè)水平配置，從而可以有效利用 發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)的閑置空間，從而大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的高度方向上的尺寸，而降低發(fā)動(dòng)機(jī)高度 方向的尺寸，在汽車、工程機(jī)械等發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用中具有巨大的好處。實(shí)施例11如圖10所示的直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例9的區(qū)別是氣缸1上不設(shè)氣缸蓋，兩個(gè)氣缸1對(duì)接設(shè)置，在兩個(gè)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(gè)上側(cè)壁配氣道6001，在與兩個(gè)活塞2分別具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)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(gè)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(dòng)機(jī)，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(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述氣缸(1)上的氣缸上止點(diǎn)(121)和與所述活塞(2)的活塞下止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述氣缸(1)上的氣缸下止點(diǎn)(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(zhǔn)懸浮設(shè)置，在與所述活塞(2)具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)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(gè)或多個(gè)下側(cè)壁配氣道(5001)，在每個(gè)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(gè)或多個(gè)下側(cè)壁配氣座口(4)，在每個(gè)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(shí)控制機(jī)構(gòu)(6)控制按正時(shí)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(dòng)機(jī)，其特征在于在所述氣缸(1)上的氣 缸上止點(diǎn)(121)處或在所述氣缸上止點(diǎn)(121)附近的所述氣缸(1)的側(cè)壁上設(shè)一個(gè)或多個(gè) 上側(cè)壁配氣道(6001)，在每個(gè)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(gè)或多個(gè)上側(cè)壁配氣座口(401)，在每個(gè)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(shí)控制機(jī)構(gòu)(601)控制按正時(shí)關(guān)系 將所述上側(cè)壁配氣座口(401)打開或關(guān)閉；當(dāng)所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有氣缸蓋(3)時(shí)，和/或在所述氣缸蓋(3)上設(shè)一 個(gè)或多個(gè)缸蓋配氣道(6002)，在每個(gè)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(gè)或多個(gè)缸蓋配氣座口(402)，每個(gè)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(shí)控制機(jī)構(gòu)(602)控制按正時(shí)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(dòng)機(jī)，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(dòng)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(zhǔn)懸浮設(shè)置，所述活塞密封段(22)與所述氣缸(1)密封滑動(dòng)接觸， 所述活塞動(dòng)力段(23)經(jīng)連桿與發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhǔn)懸浮設(shè)置，所述氣缸密封段(12)與所述活塞(2)密封滑 動(dòng)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(dòng)機(jī)，其特征在于所述直角配氣懸浮 活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，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(zhǔn)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(dòng)機(jī)設(shè)為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，所述下側(cè)壁配氣道(5001)設(shè)在所述氣缸上止點(diǎn)(121)處或設(shè)在 所述氣缸上止點(diǎn)(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(dòng)機(jī)，其特征在于在與所述活塞(2)具 有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)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(gè)或多個(gè)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(shí)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(dòng)機(jī)，其特征在于所述下側(cè)壁配氣道 (5001)設(shè)為進(jìn)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(jìn)氣道。
7.如權(quán)利要求6所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于當(dāng)所述下側(cè)壁配氣道 (5001)設(shè)為進(jìn)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(shí)，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(dòng)力渦輪(72)；或當(dāng)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(jìn)氣道時(shí)，在所述下側(cè)壁配氣道(5001)內(nèi)設(shè)排氣動(dòng)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(dòng)機(jī)，其特征在于所述直角配氣懸浮活塞 發(fā)動(dòng)機(jī)為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，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(zhǔn) 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(jìn)氣道。
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(dòng)機(jī)，其特征在于所述直角配 氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)還包括正時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置(10)，所述正時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置(10) 按發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求調(diào)節(jié)所述下側(cè)壁配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)(6)、所述上側(cè)壁配氣閥體正時(shí) 控制機(jī)構(gòu)(601)和/或所述缸蓋配氣閥體正時(shí)控制機(jī)構(gòu)(602)，從而構(gòu)成能夠滿足不同工況 下對(duì)吸氣容積和膨脹容積/作功容積的要求。
10.如權(quán)利要求2所述直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述氣缸(1)上不設(shè)氣 缸蓋，兩個(gè)所述氣缸(1)對(duì)接設(shè)置，在兩個(gè)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(gè)或多個(gè)所述上側(cè)壁配氣道(6001)，在與兩個(gè)所述活 塞(2)分別具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)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(gè) 或多個(gè)下側(cè)壁配氣道(5001)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種直角配氣懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸(1)和活塞(2)，在與活塞(2)具有懸浮設(shè)置或準(zhǔn)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(gè)或多個(gè)下側(cè)壁配氣道(5001)，在每個(gè)下側(cè)壁配氣道(5001)內(nèi)的氣缸(1)的側(cè)壁上設(shè)一個(gè)或多個(gè)下側(cè)壁配氣座口(4)，在每個(gè)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(shí)控制機(jī)構(gòu)(6)控制按正時(shí)關(guān)系將下側(cè)壁配氣座口(4)打開或關(guān)閉。本實(shí)用新型由于氣缸側(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(jī)油被刮入氣道，從而避免了被刮入氣道內(nèi)的機(jī)油進(jìn)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(dòng)機(jī)壽命。
文檔編號(hào)F02F3/00GK201635835SQ200920174470
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:靳北彪