CN101454539B - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机(2)，该发动机包括：发动机壳体，该壳体具有界定第一燃烧室(4)的第一壁(20)；具有第一活塞(12)的第一连杆(8)和具有第二活塞(14)的第二连杆(10)。所述活塞也界定所述第一燃烧室(4)。所述第一壁(20)至少限定一段环面，所述活塞沿着该段环面限定的曲线路径受到引导。所述连杆耦接到中间构件(58)，所述中间构件在两个端部位置之间双向行进，并且所述中间构件耦接到曲轴。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机，该发动机包括发动机壳体，该壳体具有界定第一燃烧室的第一壁；具有第一活塞的第一连杆和具有第二活塞的第二连杆。活塞还界定第一燃烧室。第一壁限定至少一段环面，且活塞沿着该段环面限定的曲线路径受到引导。
发明内容
本发明的基本目的是提供一种结构紧凑简单的内燃机。
根据本发明，该目的借助上述这种内燃机来实现，该发动机设置有耦接到连杆的中间构件，该中间构件在两个端部活塞之间双向移动，并且耦接到曲轴。
与传统内燃机相对照，本发明的内燃机具有燃烧室，该燃烧室不仅由发动机壳体的壁和第一活塞界定，而且由第二活塞界定。所述活塞可以设置为单独的部件，连接到连杆。所述活塞可以为连杆的集成部件。发动机壳体的壁限定至少一段环面，所述活塞在该环面中接受引导，以使活塞沿着曲线路径移动。当燃烧气体在如上界定的燃烧室内点燃时，则向着相反的方向驱动两个活塞，即迫使其分离。燃烧室内膨胀的气体从而不仅驱动一个，而且驱动两个活塞，从而增加发动机的效率。这样减少了燃料消耗并且改善了排放值。
由于活塞沿着曲线路径移动，所以本发明的内燃机对于给定的燃烧室体积而言，结构非常紧凑。
根据本发明，中间构件接收活塞的运动，并将该运动传递到曲轴。中间构件和单一曲轴从而可以取代两个曲轴以及耦接两个曲轴的其他装置。因此，本发明的发动机非常紧凑并且易于制造。
具有优势的是，在燃烧气体膨胀过程中，活塞向着相对的方向同时移动，即所产生的力和扭矩得到较大的补偿。从而几乎完全补偿了振动，以使不再需要专用设备诸如平衡轴等。
在优选实施方式中，第一连杆包括第三活塞，第二连杆包括第四活塞，其中第三和第四活塞界定第二燃烧室。这样允许更为紧凑地布置两个燃烧室。每个连杆借助活塞在一端界定第一燃烧室，而在另一端借助另一个活塞界定第二燃烧室。因此，行程减小了一个燃烧室的尺寸但增大了另一个燃烧室的尺寸，反之亦然。从而避免了活塞的空载行程，以及由于摩擦造成的相应损耗也减至最小。
形状为环面的壁可以界定第一和第二燃烧室。第二燃烧室还可以由单独的第二壁界定，该第二壁也限定至少一段环面。在本发明的范围内，环面定义为环形主体，该环面可以具有任意截面形状，例如圆形、方形、矩形或椭圆形。
两个连杆优选围绕共同的枢转轴线枢转。这样减小了发动机的尺寸并使定位活塞所需的部件数目最少。两个燃烧室和两个插置的连杆具有优势地对称布置，以减少发动机振动。
特别优选的是，曲轴围绕与枢转轴线同轴的旋转轴线旋转。这样，活塞和连杆的运动可以对称地传递给中间构件，并由其传递给曲轴。枢转轴线与曲轴旋转轴线同轴布置也对发动机非常紧凑的结构做出了贡献。
在本发明进一步的实施方式中，中间构件插置在由连杆的枢转运动所限定的平面之间。这样，横向发生作用并引发不希望的扭矩载荷的力可以减至最小。
在本发明特别优选的实施方式中，连杆和中间构件可以经由转动且滑动的接头彼此耦接。每个接头设置在连杆和中间构件之间，以允许每个连杆相对于中间构件转动和滑动。该中间构件可以以类似方式耦接到曲轴。
中间构件优选具有接收区域，用于收容连杆的对应啮合构件。啮合构件可以为接收在中间构件的槽形区域内的螺栓。这样为运动和力从连杆向中间构件传递提供了结实且可靠的传递方式。
显然，在本发明的范围内，中间构件可以包括接收在连杆对应接收区域内的啮合构件。
中间构件具有接收区域用于接收曲轴的相应啮合构件，以便从中间构件向活塞传递运动和力。在特别优选的实施方式中，该接收区域与用于连杆啮合构件的接收区域相同。
根据本发明的替代实施方式，中间构件包括接收在曲轴对应接收区域内的啮合构件。
特别优选的是，中间构件由导向装置引导，该导向装置平行于中间构件行进轴线延伸。该导向装置可以包括平行柱，中间构件在其端部位置之间沿着该平行柱来回滑动和行进。
本发明的内燃机可以为两循环或四循环发动机，其中可以使用汽油机原理和柴油机原理。
本发明进一步的优势、特征和细节可以从权利要求书和以下说明中提炼出来，以下说明参照附图详细说明了特别优选的实施方式。图中所示以及权利要求书和说明书中所提及的特征可以单独或任意组合地构成本发明的基本特征。
附图说明
图1示出了本发明内燃机的示意侧视图；
图2示出了沿着图1中的线II-II切开的截面图；
图3示出了连杆带有两个活塞的替代实施方式。
具体实施方式
图1示出了本发明内燃机2的主要部分。该发动机包括两个燃烧室，第一燃烧室4和第二燃烧室6(在图中未示出)，第二燃烧室相对于第一燃烧室4对称布置。发动机2具有第一连杆8和第二连杆10，这两个连杆对称布置。第一连杆8一端包括第一活塞12，另一端包括第三活塞16。第二连杆10一端包括第二活塞14，另一端包括第四活塞18。活塞16和18在图中未示出，它们与活塞12和14相同。
活塞12到18为环面(torus)并且作为连杆8和10的集成部件。带有两个活塞，且两个活塞设置为单独部件的连杆替代实施方式参照图3进行说明。
第一燃烧器4并不由活塞12和14界定，而是由发动机壳体提供的第一壁20界定。第二燃烧室6相应地由第二壁22界定。壁20和22形状为一段环面，且该环面端部引导其上设置活塞12至18的连杆8和10的端部。
连接该8具有枢转臂24，该枢转臂向着发动机2的中部径向延伸。连杆10具有对应的枢转臂26。枢转臂24和26围绕共同的枢转轴线28枢转。枢转轴线28沿着垂直于图面的方向延伸。
连杆8的枢转臂24保持在轴承30处，该轴承在曲轴42上运行。相应地，连杆10的枢转臂26保持在轴承32处，该轴承在曲轴42上运行(同时参见图2)。
当连杆8和10围绕共同的轴线28如箭头34所示枢转时，它们以压缩燃烧室4内包含的气体的方式移动。连杆8和10也向着相反的方向枢转，如箭头36所示。当连杆8和10根据方向34和46来回枢转时，它们在对应的平面38和40内移动，如图2所示。
曲轴42沿着垂直于平面38和40的方向延伸，并且在旋转轴线44周围旋转，该轴线与枢转轴线28同轴。
曲轴42包括凸角46，该凸角布置在平面48内，夹置在平面38和40之间。
连杆8的枢转臂24包括螺栓形的啮合构件50，该构件设置在枢转臂24端部，面向连杆10。相应地，连杆10的枢转臂26携带螺栓形的啮合构件52，该构件设置在枢转臂26的端部，面向连杆8。啮合构件50和50的中心线分别指定为54和56。当啮合构件50和52分别旋转设置在枢转臂24和26上时，这些中心线可以作为转动轴线。
啮合构件50还可以布置地更靠近连杆8，例如布置在中心线56处。相应地，啮合构件52也可以布置地更靠近连杆10，例如布置在中心线54处。
对于图1和2来说，发动机2包括中间构件58，该构件为框架形。该框架布置在平面48内。中间构件58具有敞开的接收区域60，啮合构件50和52以及曲轴42的凸角46设置在该区域内。
发动机2还包括导向装置62，该装置包括两条平行的柱。它们接收在轴承部件64内，该轴承部件集成在中间构件58(参见图2)的侧端。中间构件58可以沿着轴线66移动，该轴线平行于导向装置62延伸方向延伸。因此，中间构件58可以沿着轴线66向上方68或下方70移动。
连杆8和10的移动如下所述那样传递到曲轴42。当连杆8和10沿着枢转方向36移动(从而增大燃烧室4的尺寸并减小相对的燃烧室6的尺寸)时，啮合构件50和52沿着环形路径基本上向上方移动。啮合构件50和52的位移在图1中由虚线(原始位置)和点划线(向着方向36枢转运动之后)示出。啮合构件50和52啮合中间构件58的接收区域60，从而驱动中间构件58向上方68运动。中间构件58相应的位移在图1中由虚线和点划线示出。
中间构件58连同其接收区域60还与曲轴42的凸角46接触。因此，当中间构件58沿着向上方向68行进时，凸角46相应发生位移，以点划线示出。凸角46的位置导致曲轴42发生旋转运动72。
图3示出了连杆10’，该连杆设置有两个活塞14和18，它们借助紧固装置74连接到连杆10’。

Claims (16)

1.一种内燃机，该内燃机包括：
发动机壳体，该壳体具有限定至少一段环面且界定第一燃烧室的第一壁；具有第一活塞的第一连杆，所述第一活塞也界定所述第一燃烧室，所述第一连杆沿着该段环面限定的曲线路径受到引导；
具有第二活塞的第二连杆，所述第二活塞也界定所述第一燃烧室，所述第二活塞沿着该段环面限定的曲线路径受到引导；
耦接到所述第一和第二连杆的中间构件，所述中间构件在两个端部位置之间双向行进，其中，所述中间构件由导向装置引导，导向装置包括平行柱并且平行于所述中间构件行进轴线延伸；和
耦接到所述中间构件的曲轴，其中，中间构件的位移导致曲轴转动。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述第一和第二活塞沿着相对的方向移动。
3.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述第一和第二活塞同时移动。
4.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述第一连杆具有第三活塞，所述第二连杆具有第四活塞，所述第三和第四活塞界定第二燃烧室。
5.如权利要求4所述的内燃机，其特征在于，所述第二燃烧室由所述第一壁界定。
6.如权利要求4所述的内燃机，其特征在于，所述第二燃烧室由第二壁界定，所述第二壁限定至少一段环面。
7.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述第一和第二连杆围绕共同的枢转轴线枢转。
8.如权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述曲轴围绕与所述枢转轴线同轴的旋转轴线旋转。
9.如权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述中间构件插置在由所述第一和第二连杆的枢转运动所限定的平面之间。
10.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述第一和第二连杆和所述中间构件借助转动且滑动的接头彼此耦接。
11.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述中间构件和所述曲轴借助转动且滑动的接头彼此耦接。
12.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述中间构件限定接收区域，用于接收所述第一和第二连杆的相应啮合构件。
13.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述中间构件包括接收在所述连杆的关联接收区域内的啮合构件。
14.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述中间构件限定接收区域，用于接收所述曲轴的相应啮合构件。
15.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述中间构件包括接收在所述曲轴的关联接收区域内的啮合构件。
16.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述发动机为两循环发动机、四循环发动机、汽油发动机或柴油发动机。
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