改變皮帶/鏈條驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸正時(shí)的機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利說(shuō)明】改變皮帶/鏈條驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸正時(shí)的機(jī)構(gòu)
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本發(fā)明要求2013年4月9日在美國(guó)專利和商標(biāo)局提交的美國(guó)專利申請(qǐng)61/810，256的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。
【背景技術(shù)】
[0003]本申請(qǐng)的主題涉及雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有改進(jìn)的可變氣道正時(shí)。更特別地，該主題涉及具有被皮帶或鏈條耦接的兩個(gè)曲軸的對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其中正時(shí)控制機(jī)構(gòu)作用于皮帶或鏈條來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣道操作的正時(shí)。
[0004]在對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，一對(duì)活塞被設(shè)置用于在至少一個(gè)氣道式(ported)汽缸的膛徑(bore)內(nèi)進(jìn)行相反的滑動(dòng)移動(dòng)。每個(gè)汽缸具有排氣道和進(jìn)氣道，并且這些汽缸被并列放置并被確定方位以使排氣道和進(jìn)氣道互相對(duì)齊。每個(gè)氣道包括靠近汽缸的相應(yīng)端部在汽缸壁內(nèi)沿周向設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)開口隊(duì)列或序列。該發(fā)動(dòng)機(jī)包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)排氣端和進(jìn)氣端的兩個(gè)曲軸，并且每個(gè)活塞被耦接到兩個(gè)曲軸中的相應(yīng)一個(gè)。在皮帶(或鏈條)驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中，兩個(gè)曲軸被皮帶或鏈條連接?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)控制氣道的操作。就此而言，每個(gè)氣道均位于固定的位置，在這些位置處氣道在發(fā)動(dòng)機(jī)操作的每個(gè)周期期間被各自的活塞以預(yù)定的次數(shù)打開和關(guān)閉?？刂婆艢獾啦僮鞯哪切┗钊环Q為“排氣活塞”，而控制進(jìn)氣道操作的那些活塞被稱為“進(jìn)氣活塞”。
[0005]通常，在對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，排氣活塞相對(duì)于進(jìn)氣活塞被確定相位，以便在動(dòng)力沖程的稍后部分增強(qiáng)排氣的抽送和吹掃。
[0006]一般通過(guò)以比進(jìn)氣活塞連接桿在其所連接的曲軸(“進(jìn)氣曲軸”)上的位置稍微提前的角度將排氣活塞連接桿定位在其所連接的曲軸(“排氣曲軸”)上來(lái)固定活塞相位。在該配置中，隨著活塞在燃燒之后移動(dòng)遠(yuǎn)離上止點(diǎn)(TC)位置，兩個(gè)氣道(進(jìn)氣道和排氣道)都被它們各自的活塞關(guān)閉。隨著活塞接近下止點(diǎn)(Be)位置，排氣道首先被打開以開始排氣抽送，然后進(jìn)氣道在稍晚若干預(yù)設(shè)的時(shí)間后被打開以允許增壓空氣進(jìn)入氣缸室內(nèi)，從而提供剩余排氣的吹掃。當(dāng)活塞倒轉(zhuǎn)方向時(shí)，排氣道首先關(guān)閉，允許增壓空氣通過(guò)仍然打開的進(jìn)氣道進(jìn)入到氣缸室內(nèi)，直到進(jìn)氣道也關(guān)閉并且壓縮周期開始。
[0007]期望能夠通過(guò)依靠改變活塞定相(phasing)以便動(dòng)態(tài)地適應(yīng)氣道打開和關(guān)閉的次數(shù)以改變發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間發(fā)生的速度和負(fù)載，從而控制在對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣道定相。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]該期望的目標(biāo)在皮帶(或鏈條)驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)通過(guò)由兩個(gè)或更多個(gè)張緊器張緊連接兩個(gè)曲軸的皮帶或鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)改變張緊器的位置，皮帶/鏈條的兩個(gè)跨距(span)的長(zhǎng)度被改變并因此曲軸之間的相位被改變。改變曲軸之間的相位進(jìn)而改變活塞之間的定相，由此改變氣道定相。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
[0010]圖2A-圖2C是皮帶/鏈條驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的互連曲軸系統(tǒng)的圖示說(shuō)明，其中兩個(gè)曲軸通過(guò)由兩個(gè)惰輪接合的皮帶或鏈條連接，其示出可變的曲軸定相。
[0011]圖3A-圖3C是皮帶/鏈條驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的互連曲軸系統(tǒng)的圖示說(shuō)明，其中兩個(gè)曲軸通過(guò)由四個(gè)惰輪接合的皮帶或鏈條連接，其示出可變的曲軸定相。
[0012]圖4是用于皮帶/鏈條驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的互連曲軸系統(tǒng)的圖示說(shuō)明，其示出用于圖2A-圖2C的多惰輪配置的輸出軸集成。
[0013]圖5是用于皮帶/鏈條驅(qū)動(dòng)的雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的互連曲軸系統(tǒng)的圖示說(shuō)明，其示出用于圖3A、圖3B和圖3C的多惰輪配置的輸出軸集成。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1示出一種雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)49，其具有至少一個(gè)氣道式(ported)汽缸50。例如，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有一個(gè)氣道式汽缸蓋、兩個(gè)氣道式汽缸、三個(gè)氣道式汽缸或者四個(gè)或更多個(gè)氣道式汽缸。每個(gè)汽缸50均具有內(nèi)膛(bore)52以及在其相應(yīng)端部中形成的或機(jī)械加工的排氣道54和進(jìn)氣道56。排氣道54和進(jìn)氣道56均包括開口的一個(gè)或多個(gè)周向陣列，其中相鄰的開口被固體橋(solid bridge)分隔。在一些描述中，每個(gè)開口被稱為“氣道”;然而，這種“氣道”的周向陣列的構(gòu)造與圖1中所示的構(gòu)造并無(wú)不同。排氣活塞60和進(jìn)氣活塞62被可滑動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)膛52內(nèi)，其中它們的端表面61和63彼此相對(duì)。排氣活塞60被耦接到曲軸71，進(jìn)氣活塞被耦接到曲軸72。雖然該圖以基本上垂直的方向示出發(fā)動(dòng)機(jī)49，但這只是為了圖示說(shuō)明；在其他方面，可以以其他方向而不是所示的垂直方向設(shè)置該發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0015]當(dāng)汽缸50的活塞60和62處于或接近它們的TC位置時(shí)，燃燒室被限定在內(nèi)膛52內(nèi)活塞的端表面61與63之間。燃料通過(guò)定位在穿過(guò)汽缸50的側(cè)壁的開口中的至少一個(gè)燃料噴射器噴嘴100被直接噴射到燃燒室內(nèi)。
[0016]圖2A-圖2C和圖3A-圖3C示出一種雙曲軸對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)裝配有耦接曲軸71和72的皮帶(或鏈條)100。皮帶100被間隔開的張緊惰輪接合，這些張緊惰輪被設(shè)置在連接曲軸軸線的直線的相應(yīng)側(cè)。在曲軸71與曲軸72之間的定相(phasing)通過(guò)控制張緊惰輪的運(yùn)動(dòng)以便改變皮帶100中的張力而被改變。通過(guò)改變張緊器的位置，皮帶的兩個(gè)跨距(span)的長(zhǎng)度被改變，并且因此曲軸之間的相位被改變。改變曲軸之間的相位進(jìn)而改變了活塞間的定相，由此改變對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)49的氣道定相。
[0017]如圖2A-圖2C所示，張緊惰輪104作用于皮帶100的第一跨距并且在由箭頭指示的一個(gè)方向上被彈簧加載，以便占去皮帶100內(nèi)的任何松弛。第二張緊惰輪106作用于皮帶100的第二跨距。第二張緊惰輪106由一對(duì)皮帶輪108、110組