CN101517198A - 轨道引擎 - Google Patents

Abstract

本发明包含一种引擎，其具有环形活塞腔、定位在所述环形活塞腔中的至少一个活塞和经定位以与所述环形活塞腔交互的至少一个引擎阀。

Description

轨道引擎

技术领域

本发明大体上涉及内燃机。更具体地说，本发明涉及具有轨道活塞移动的内燃机，其中活塞在环形路径上移动。

发明内容

在本发明的一示范性实施例中，提供一种引擎。所述引擎包括：引擎块，其包含环形活塞腔；至少一第一活塞，其经设置以在所述活塞腔内进行轨道旋转，所述第一活塞具有活塞环；以及至少一第一引擎阀和一第二引擎阀。每一引擎阀可旋转到准许第一活塞经过其的第一打开位置和其中第一活塞不能经过其的第二闭合位置。第一引擎阀可定位在环形活塞腔的第一开口中，且第二引擎阀可定位在环形活塞腔的第二开口中。所述引擎进一步包括至少一个吸入管道，其用于允许燃料混合物定位在活塞腔内。所述吸入管道位于第一引擎阀与第二引擎阀之间。所述引擎进一步包括：至少一个点火部件，其能够点燃燃料混合物，从而导致燃料混合物燃烧以及形成燃烧气体；以及至少一个排气管道，其用于允许燃烧气体离开活塞腔。当第一活塞经过第一引擎阀时，第一引擎阀移动到第二位置，从而在活塞腔内在第一活塞后方并在第一活塞与第一引擎阀之间形成点火腔区域。当第一活塞经过第一引擎阀时，第一活塞的活塞环延伸越过环形活塞腔的第一开口。

在本发明的另一示范性实施例中，提供一种操作引擎的方法。所述方法包括以下步骤：提供轨道引擎，其具有沿轨道运行穿过环形活塞腔的多个活塞和在打开位置与闭合位置之间移动从而形成环形活塞腔中的点火腔区域和环形活塞腔中的排气腔区域的多个引擎阀；控制多个喷射器，其将燃料和空气提供到环形活塞腔的点火腔区域；控制多个点火部件以点燃环形活塞腔中的燃料混合物；以及在至少两个操作模式之间进行选择。

在本发明的又一示范性实施例中，提供一种形成用于引擎的环形活塞腔的方法。所述方法包括以下步骤：制造具有比环形活塞腔的所需最终横截面面积小的第一横截面面积的环形活塞腔；以及将切割工具旋转穿过环形活塞腔以实现大体上等于所需最终横截面面积的第二横截面面积。

在本发明的再一示范性实施例中，提供一种引擎。所述引擎包括：引擎块，其包含环形活塞腔；至少一第一活塞，其经设置以在所述活塞腔内进行轨道旋转；输出轴，其通过连接部件耦合到第一活塞；以及至少一第一密封件，其定位在环形活塞腔与输出轴之间且接触连接部件。第一密封件包含偏置部件。所述引擎进一步包括至少一第一引擎阀和一第二引擎阀。每一引擎阀可旋转到准许第一活塞经过其的第一打开位置和其中第一活塞不能经过其的第二闭合位置。所述引擎进一步包括至少一个吸入管道，其用于允许燃料混合物定位在活塞腔内。所述吸入管道位于第一引擎阀与第二引擎阀之间。所述引擎进一步包括：至少一个点火部件，其能够点燃燃料混合物，从而导致燃料混合物燃烧以及形成燃烧气体；以及至少一个排气管道，其用于允许燃烧气体离开活塞腔。当第一活塞经过第一引擎阀时，第一引擎阀移动到第二闭合位置，从而在活塞腔内在第一活塞后方并在第一活塞与第一引擎阀之间形成点火腔区域。

在本发明的又一示范性实施例中，提供一种操作引擎的方法。所述方法包括以下步骤：提供轨道引擎，其具有沿轨道运行穿过环形活塞腔的第一活塞和在打开位置与闭合位置之间移动的第一可旋转引擎阀，在所述打开位置中第一可旋转引擎阀的开口与环形活塞腔对准，且在所述闭合位置中第一可旋转引擎阀的突出部与环形活塞腔对准；使第一可旋转引擎阀的开口与环形活塞腔对准；使第一活塞穿过所述开口；以及使第一可旋转引擎阀的开口与空气入口对准以将压缩空气提供到第一活塞后方的环形活塞腔区域。

在结合附图阅读以下对所说明的实施例的详细描述时，所属领域的技术人员将了解本发明的特征和优点，在附图中，在若干视图中，相同参考标号始终表示相同组件。

附图说明

具体实施方式明确地参看附图，其中：

图1是引擎的示范性实施例的透视图；

图2是图1的引擎其封盖已分解的透视图；

图3是图1的引擎的透视图，其说明下部引擎块、支撑多个活塞的连接圆盘和多个引擎阀；

图4是具有穿过两个引擎阀截取的截面的图1的引擎的透视图；

图5A和5B是图1的引擎的分解透视图；

图6是图1的引擎的截面图，其说明引擎的冷却通道；

图7是说明图1的引擎的冷却通路的截面图；

图8是图1的引擎的侧面透视图，其包含燃料喷射器、空气喷射器和点火部件；

图9是图1的引擎的顶部透视图，其说明将引擎阀耦合到主输出轴的驱动系统；

图10是耦合到主输出轴的齿轮和惰齿轮的详细视图；

图11说明图1的引擎的活塞组合件和引擎阀组合件；

图12说明图1的引擎的块插入件，其说明冷却通道；

图13是包含第一块组合件、第二块组合件和多个模块化引擎阀组合件的另一示范性轨道引擎的顶部透视图；

图14是图13的引擎的透视图；

图15是图13的引擎的透视图；

图16是模块化引擎阀组合件的分解组合件视图；

图17是图15的模块化引擎阀组合件的截面图；

图18是图13的引擎的底部视图；

图19是沿着图17中的线19-19的图13的引擎的截面图；

图19A是图13的引擎的替代实施例的截面图，其包含叶轮风扇以将压缩空气提供到活塞腔206；

图20A是图13的引擎的上部块组合件的底部视图；

图20B是具有在相反方向上成角度的引擎阀的替代上部块组合件的底部视图；

图21是沿着图20中的线21-21的图20的上部块组合件的截面图；

图22A是图13的引擎的下部块组合件、连接圆盘和活塞的顶部视图；

图22B是具有在相反方向上成角度的引擎阀的替代下部块组合件的顶部视图；

图23A到C是图13的引擎的组件的分解视图；

图24A是分解的活塞组合件；

图24B是图24A的活塞组合件的未分解视图；

图25是活塞基底部件的透视图；

图26是支撑多个活塞组合件的连接圆盘的顶部视图；

图27是包含可移除突出部的连接圆盘的另一实施例的透视图；

图28是图13的引擎的引擎阀、活塞腔和空气供应线的交互的代表视图；

图29是图13的引擎的块部件的底部透视图；

图30说明示范性密封件；

图31说明另一示范性密封件；以及

图32说明图13的引擎的功率产生组合件。

除非另有说明，否则图式是按比例的。

具体实施方式

现参看图式，图1到12展示本发明的轨道引擎10的所说明的实施例。引擎10包含第一引擎块组合件12和第二引擎块组合件14以及封盖板16。以说明的方式，块12和14以及封盖板16由铝制成。以说明的方式，每一块半部12和14为两片式设计。如图5和6中最佳展示，块半部12包含第一块18和块插入件20。第二块半部14包含第二块22和块插入件24。尽管引擎10以说明的方式包含形成在两个半部12、14中的引擎块，但可依据制造方法或制造商的需要而使用更多或更少区段(半部、三分之一部、四分之一部等)。举例来说，对于较小引擎，两个半部应是适宜的，而对于较大引擎，引擎块可能需要由许多区段形成。

块插入件20和24包含经配置以分别与形成在块18和22上的突出36对准的凹口34。第一块18和第二块22协作以在其间界定活塞腔26，如图6中最佳展示。第一块18和第二块22以说明的方式分别包含弓形表面28A、28B，其协作以当块18和22如图6所示耦合在一起时界定活塞腔26。换句话说，块半部12和14栓接在一起以形成界定环形活塞腔26的引擎块。活塞46以圆形或轨道方式穿过且围绕活塞腔26行进。

块18和22进一步包含分别位于弓形表面28A、28B附近的冷却通道30A、30B，所述弓形表面28A、28B界定活塞腔26，如图5、6和12中最佳展示。块18和22的冷却通道30A、30B分别与分别形成在块插入件20和24中的冷却通道32A、32B协作。冷却通道32A、32B如图5、6和23中最佳展示。冷却通道因此分别由通道30A和32A以及通道30B和32B界定于活塞腔26的相对侧上。液体或空气在冷却通道中循环以冷却引擎10。

引擎10可为空气冷却、耗散冷却或液体冷却的。所属领域的技术人员可在无需过度实验的情况下将各种已知和常规冷却系统(未图示)应用于引擎10。示范性耗散冷却的系统可包括散热片或叶片以从引擎10的各种组件吸收热量。示范性液体冷却的系统可包括液体循环管或导管，非常类似于常规内燃机的液体冷却系统。

示范性空气冷却的系统可包括用于将冷却空气导向引擎10的各种组件的定向叶片。图19A中展示图13所示的引擎200的实例。参看图19A，叶轮风扇380耦合到引擎200。叶轮风扇380通过齿轮系统381连接到连接圆盘334或输出轴121中的一者。齿轮系统381将叶轮风扇380连接到连接圆盘334和输出轴121中的一者，并使连接圆盘334和输出轴121中的所述一者的旋转速率成倍增加，使得叶轮风扇380具有较高的旋转速率。在一个实施例中，环形齿轮由输出轴121支撑。叶轮风扇380与连接圆盘334一起旋转并使空气382导向并进入块部件233中的流体管道384中。在一个实施例中，管道384中的空气压力约为30磅每平方英寸(psi)。在一个实施例中，止回阀提供在流体管道384中以准许流体流进活塞腔206中，而不流出活塞腔206。图19A所示的实施例可用于任何大小的引擎中，但可较好地适用于其中液体冷却剂不可行的小应用(例如，割草器)。

在一个实施例中，增加活塞208的数目。活塞208的第一子组如本文所论述而操作以旋转连接圆盘334并排出废气。活塞208的第二子组操作以压缩引入到活塞腔206或第二活塞腔中的空气进料。压缩空气接着再循环回去以由第一子组中的所述活塞208中的一者使用来进行燃烧。在一个实施例中，压缩空气穿过活塞腔206外部的腔并再引入到活塞腔206中。在一个实施例中，压缩空气在第二单独的活塞腔中经压缩(第二组活塞由单独的连接圆盘承载)且初始引入到活塞腔206中以由第一子组的活塞208中的一者进行燃烧。

返回到引擎10，块封盖16以说明的方式覆盖图9和10中最佳展示且下文更详细论述的皮带驱动系统38。如2006年6月12日申请的第11/451,120号美国专利申请案和第7,059,294号美国专利(其揭示内容均以引用的方式明确地并入本文中)中详细论述的，在其中多个引擎模块10堆叠在一起的实施例中，封盖16还为待安装的另一引擎模块10提供坚固的底座。多个引擎模块10可串联连接到共同机轴或输出轴121以形成具有更多功率的单一引擎。任何所需数目的引擎单元10可连接在一起以形成更多或更少功率的引擎。

用于将活塞46耦合到输出轴121的连接圆盘40由阳极化铝制成。圆盘40包含板42，其具有用于多个活塞46的安装部分44。连接圆盘40进一步包含中心安装部分48，其用于连接到输出轴121以将来自引擎10的能量传输到另一装置。连接圆盘凸缘50耦合到连接圆盘40的相对侧。以说明的方式，凸缘50是由格罗伯公司(Grob，Inc)制造的钢零件。凸缘50具有内部花键，其与延伸穿过引擎10的中心并轴向向外的输出轴121匹配。以说明的方式，凸缘50栓接到连接圆盘40。如图5所示，两个相同凸缘50耦合到圆盘40的相对侧。凸缘50分别延伸到块18和22的中心支承部分52A和52B中。以说明的方式，输出轴121是将圆盘40和凸缘52连接到外部装置的钢轴。

块18和20还包含外壳部分60A和60B，其界定用于接纳四个相同腔加工圆盘或阀62的外壳。以说明的方式，腔加工阀62由钢板形成。在一个实施例中，腔加工阀由镁制成。以说明的方式，钢衬套64安装到每一腔加工阀62的一侧以为延伸穿过腔加工阀62的花键轴66提供更多接触面积。应了解，组件62、64和66可视需要制造为单件式。腔加工阀62每一者具有形成在相对侧上以准许活塞46穿过阀62的凹口或开口68和70。应了解，单一开口可视需要提供在腔加工阀62中。

腔加工阀62通过皮带驱动组合件38或等效机构而机械地连接到输出轴121，使得腔加工阀62以协调的方式与输出轴121一起旋转，如下文所论述。所属领域的技术人员可在输出轴121与腔加工阀62之间设计适当的机械和齿轮联接或其它类型的联接，使得当活塞46接近并经过活塞腔26内的腔加工阀62时，凹口68、70旋转穿过活塞腔26。

以说明的方式，活塞46通过两个滚销耦合到连接圆盘42的安装凸缘44。以说明的方式，活塞46由铝形成。以说明的方式，活塞46包含用滚销安装到活塞主体的两个面。活塞环组合件由碳/石墨复合材料制成且具有三个环形接触区域。中心接触区域较远地径向向外定位，因为其具有距活塞的内部边缘较远的弓形。活塞46的细节在图11中最佳展示。当活塞46在活塞腔中的对应于腔加工阀的位置的间隙上方旋转时，活塞环组合件45维持至少两个接触区域47(以说明的方式，由下部区49分离的三个接触区域)与活塞腔的表面接触。

所说明的实施例包含四个活塞46和四个腔加工阀62。应了解，在替代实施例中，可每活塞46提供多个腔加工阀62。在另一替代实施例中，可每腔加工阀62提供多个活塞46。此外，在多模块配置中，每一模块可具有一个或一个以上活塞46和一个或一个以上腔加工阀62，只要活塞位置交错以形成平衡力。同样，依据大小、重量和其它因素而定，可使用单一活塞46、单一腔加工阀62引擎。

提供密封件以将连接圆盘42密封到第一块18和第二块22。以说明的方式，位于连接圆盘42与块18之间的第一密封件是碳/石墨密封件。此密封件帮助保持连接圆盘42笔直以及为任何漏气的外部密封件提供辅助密封区域。以说明的方式，位于连接圆盘42与块22之间的第二密封件是较大碳/石墨密封件。此密封件具有两个密封接触环且具有凹口以接纳腔加工圆盘密封件。每腔加工圆盘42存在两个腔加工碳/石墨密封件。密封件具有用于支承的中心孔和密封位置。另外，存在具有缝的孔，所述缝允许活塞穿过。

块18和22每一者经形成以包含第一冷却剂开口80和第二冷却剂开口82。以说明的方式，四个此类开口80、82提供在每一块18、22上。块插入件20和24每一者也包含分别与冷却剂开口80和82以及块18和22对准的四组冷却剂开口84和86。在其它所说明的实施例中，可提供较少的冷却剂开口以使冷却剂在引擎10内循环。以说明的方式，冷却剂使用常规泵循环并使用常规散热器或其它热传递机构冷却。

如图3所示，腔加工阀62位于形成在块18的外壳60A中的缝90中。阀驱动轴92大体上垂直于腔加工阀62的轴66而延伸。阀驱动轴92具有齿轮部分94。齿轮部分94优选地是与轴66上的伞齿轮65啮合的伞齿轮。以说明的方式，驱动轴92延伸穿过形成在第二块22中的孔口96，如图2中最佳展示。

使用图9和10中最佳展示的皮带驱动系统38来旋转轴92，轴92又旋转外壳60A和60B内的腔加工阀62。如图9和10所示，齿轮98耦合到轴92中的每一者。中心齿轮100位于主输出轴121上。还提供惰轮102。具有多个齿的驱动皮带105与齿轮98、102啮合。惰轮102的位置可由具有通过扣件106枢转地耦合到块插入件24的第一端的板104调节。在相对端，板104包含接纳扣件109的缝108。因此，板104可围绕扣件106枢转以使用惰轮102调节皮带105的张力。封盖16位于皮带驱动系统38上方。应了解，可使用任何适宜的齿轮驱动或皮带驱动系统来旋转腔加工阀62，只要系统提供准确且可靠的定时。

各种组件具备定位销孔。这使得连接圆盘40与腔加工阀62的初始定时更容易且更准确。应了解，包含密封件、齿轮等的外壳60A、60B可以是栓接在块18、22的剩余部分上的单独部件。此类单独部件可有助于引擎10的组装和修理。

图8说明耦合到形成在第二块22中的进入口的空气喷射器110。火花塞112和燃料喷射器114耦合到形成在第一块18中的相应端口。空气喷射器110、火花塞112和燃料喷射器114与活塞腔26连通。应了解，燃料喷射器114和空气喷射器110的位置可颠倒。在所说明的实施例中，使用直接燃料喷射器来喷射燃料，且使用标准燃料喷射器来喷射空气。另外，可使用用于燃料和空气的单一喷射器将空气/燃料混合物直接递送到活塞腔26中。

空气喷射器110、火花塞112和燃料喷射器114组提供在每一腔加工阀附近。因此，在所说明的实施例中，提供四个此类组。

以说明的方式，空气/燃料混合物通过空气喷射器110和燃料喷射器114喷射到活塞腔26的点火腔区域中。空气/燃料喷射系统通过机械、电气、电子或光学构件或等效物用输出轴121和/或腔加工阀62的旋转而定时或连接。

块18经形成以包含位于每一腔加工阀62附近的排气端口116，如图1到3和图8所示。从排气端口116放出的废气优选地经引导穿过排气系统(未图示)而到达大气或到达排气矫正系统。可视需要或必要地并入常规的排气组件(例如，催化转换器和回气管)。

以说明的方式，位于闭合的腔加工阀62与活塞46的后侧之间的活塞腔26的体积为点火腔区域，其分别并入有喷射器110、114和火花塞112的吸入端口111、115、113。在腔加工阀62旋转以封闭活塞腔26的时刻(或稍后)，火花塞112促使通过喷射器110、114喷射到活塞腔26中的空气/燃料在点火腔区域中分解(燃烧)，从而导致燃烧气体快速膨胀(如在常规内燃机中那样)，从而给予活塞46能量。这迫使活塞46继续在相同的旋转方向上行进，其又经由连接圆盘40传输到输出轴121。在此步骤期间，腔加工阀62仍在封闭活塞腔26。

当活塞46继续其穿过活塞腔26的有动力的行进时，来自其前方的先前燃烧的废气被迫从活塞腔离开排气端口116。在此步骤期间，腔加工阀62仍在封闭活塞腔26。以说明的方式，位于闭合的腔加工阀62与活塞46的前侧之间的活塞腔26的体积为排气腔区域，其并入有排气端口116。当活塞46移动靠近腔加工阀62时(即，每一活塞46正移动靠近下一连续腔加工阀62)，腔加工阀62的凹口68或70旋转到活塞腔26中，从而允许活塞46穿过凹口68或70。

在连接圆盘40组合件的组装期间，连接圆盘凸缘50用六个螺钉安装到连接圆盘板42。接下来，活塞主体每一者用两个滚销安装到连接圆盘安装突出部44。一个活塞面安装到活塞主体，或者其可刚好在将主体安装到连接圆盘之前安装。接着将活塞环密封件定位到活塞主体上。接着安装相对的活塞面。

以说明的方式，腔加工阀组合件如下构造：通过将伞齿轮用滚销安装到水平和垂直花键轴66、92上来开始。将小轴承按压到水平轴末端上，且将中型轴承按压到垂直轴上，并用间隔件分离。将垂直轴组合件按压到块中。将油封按压到腔加工阀密封件中最靠近小轴承处。将水平轴上的伞齿轮插入到油封中。将腔加工阀62滑动到适当位置，其中使凸缘远离等径伞齿轮。将相对的腔加工圆盘密封件装上，且接着将中型轴承按压到水平花键轴的末端上。

以说明的方式，引擎块组合件如下构造：将大轴承按压到块和块插入件位置中。将连接圆盘密封件安装到块22中。接下来，取腔加工阀组合件并同时将其滑动到连接圆盘上。接着将整个旋转组合件降低到块22中，从而确保中心轴按压到大(凸缘)轴承中。一旦块22准备就绪，就使其连同块18一起立于边缘上。将块密封件安装到块18中，小心不要使其落出。将两个块半部18、22滑动在一起。将所述两个半部栓接在一起。安装火花塞112和喷射器110、114。

以说明的方式，使用电动TEC3r可编程燃料喷射器和点火控制模块111来控制喷射器110、114和火花塞112。模块111独立地控制燃料和空气喷射器114、110以及火花塞112。

引擎可依据所需功率而在多种模式中操作。在高功率模式中，所有活塞在每一腔位置处同时点火。所说明的实施例具有四个活塞46和四个腔区域。因此，在此所说明的实施例中，连接圆盘40的每次旋转存在多达十六次点火。

在中等功率模式中，以说明的方式，所有活塞在每隔一个活塞腔位置处点火。在轻度功率模式中，以说明的方式，交替活塞46在交替活塞腔位置处点火。在闲置模式中，以说明的方式，两个活塞46每隔一次旋转点火。

应了解，存在功率输出组合的许多变化。当活塞不在每个腔位置处点火时，其可跳过任何数目的腔。举例来说，在所说明的实施例中，活塞46可在90°、180°、270°、360°、450°等处点火。燃料和空气喷射器114、110可具有每燃烧循环点火多次的可能性。举例来说，如果有更多时间/活塞行程可用，那么当初始燃烧正衰减时可喷射第二剂量的燃料空气以恢复燃烧。

对于生产，适合活塞46所定位处的切割工具是优选的。此切割器耦合到驱动机构；其为机械或液压的，在将定位活塞环处旋转切割尖端。接着，在引擎块的铸造或引擎块的机械加工期间，活塞腔的直径稍小于所需直径。引擎将与切割/修整“活塞”组装在一起。这些切割/修整“活塞”将完成活塞腔的“汽缸”区域的最终钻孔/搪磨。在一个实施例中，电源包含通过连接圆盘中的孔到达切割/修整“活塞”的切割工具的连接。一旦完成最终钻孔。将拆卸并清洁块部件。块部件接着将再次与定位在活塞腔中的工作活塞46一起组装。

此引擎10具有增加的马力和扭矩。扭矩增加是由于较长扭矩臂的缘故。此引擎可以每分钟较高转数旋转，而没有活塞的方向的不良变化，且因此不太具有自我破坏性。不存在往复运动质量，且阀机件不受引擎的每分钟转数限制。此引擎当与当前引擎相比时还具有降低水平的复杂性，具有较少移动零件，且较容易维护。此引擎进一步具有较少内部摩擦，且因此，可利用针、辊或滚球轴承而不是常规引擎中出现的普通轴承。

此引擎具有较高的功率与重量比，这意味着其可较小且针对所产生的功率量具有减少的重量。此引擎的结构可不太刚性且使用较少材料。因此，此引擎可在大小方面按比例放大或缩小以用于多种装置中，从例如修草器和割草机等小型园艺设备，到例如摩托车引擎和发电机等中型引擎，到大型汽车引擎，到更大型火车机车、轮船和发电站引擎。

此外，此引擎在设计上是模块化的，因为若干引擎单元可堆叠在一起以形成多单元设计，类似于多汽缸常规引擎。此模块化设计使得较容易通过简单地添加额外单元而增加性能，由于每一单元可相同而减少了制造成本，且由于各个单元可在故障时替换而使得较容易维护。

参看图13到31，展示轨道引擎200的另一示范性实施例。引擎200可以与引擎10相同的方式和/或如2006年6月12日申请的第11/451,120号美国专利申请案和第7,059,294号美国专利(其揭示内容均以引用的方式明确地并入本文中)中所揭示而操作。

引擎200包含第一块组合件202和第二块组合件204。如本文所描述，第一块组合件202和第二块组合件204协作以界定活塞腔206(见图19)，多个活塞208(见图19)移动穿过所述活塞腔206。引擎200进一步包含多个模块化引擎阀组合件210。模块化引擎阀组合件210中的每一者支撑引擎阀212(见图16)，所述引擎阀212与活塞腔206和多个活塞208协作以形成一个或一个以上点火腔区域和排气腔。以说明的方式，展示四个模块化引擎阀组合件210。在引擎200的一个实施例中，针对多个活塞208中的一者或一者以上提供至少一个引擎阀212。在引擎200的一个实施例中，针对引擎阀212中的一者或一者以上提供至少一个多个活塞208。在一个实施例中，提供相等数目的活塞208和引擎阀212。在一个实施例中，提供比引擎阀212更大数目的活塞208。在一个实施例中，提供比活塞208更大数目的引擎阀212。

模块化引擎阀组合件210每一者支撑燃料喷射器216和点火部件218。模块化引擎阀组合件210与第一块组合件202和第二块组合件204中的一者或两者协作以使燃料喷射器216和点火部件218与活塞腔206连通。第一块组合件202和第二块组合件204中的一者包含空气入口220(块组合件202的块部件232)，压缩空气通过所述空气入口220被引入到活塞腔206中。第一块组合件202和第二块组合件204中的一者包含排气出口222(以说明方式，块组合件204的块部件233)，废气通过所述排气出口222从活塞腔206移除。尽管第一块组合件202、第二块组合件204以及多个模块化引擎阀组合件210的各种组件被展示为包含燃料喷射器216、点火部件218、空气入口220和排气出口222，但可准许任何布置，只要在多个活塞208与阀212之间提供燃料和空气以进行燃烧即可。

在一个实施例中，将第一块组合件202和第二块组合件204每一者划分为四个四分之一部。在此实施例中，将引擎阀组合件210与第一块组合件202和第二块组合件204一体式形成，例如引擎10。

第一块组合件202包含第一块部件230和第二块部件232。第二块部件232包含形成活塞腔206的一部分的表面234(见图19)。表面234是大体半圆形状且形成围绕引擎200的纵轴236的环形凹进。块部件233包含也形成活塞腔206的一部分的表面305(见图19)。表面305是大体半圆形状且形成围绕引擎200的纵轴236的环形凹进。活塞208旋转穿过活塞腔206。

第一块部件230进一步包含多个凹进238。第二块部件232也包含多个凹进240。凹进238和凹进240协作以形成冷却通道242，流体穿过所述冷却通道242以从活塞腔206移除热量。示范性流体包含空气和液体。第一块部件230包含流体入口244(见图13)和流体出口246(见图13)，冷却流体分别通过所述流体入口244和流体出口246被引入到冷却通道242和从冷却通道242移除。

参看图23A，展示多个凹进238的四个实例。在第二块部件232中提供对应数目的多个凹进240。针对每一对多个凹进238和多个凹进240提供对应的密封件250。以说明方式，密封件250是o形环。密封件250被接纳在相应块部件230和235的凹槽307中(在图29中针对块部件230说明，且在图19中展示)。

参看图16，展示模块化引擎阀组合件210中的一者。多个模块化引擎阀组合件210包含第一基底部件250和第二基底部件252。第一块部件250包含用于接纳引擎阀212的凹进251。第一块部件250进一步包含：第一孔254，其经设定大小以接纳引擎阀支撑组合件256；以及第二孔258，其经设定大小以将阀接纳到驱动系统耦合组合件260。

引擎阀支撑组合件256包含第一轴承262、第一齿轮264、密封件266、引擎阀212、衬套268、轴270、第二轴承272和多个耦合件274。衬套268通过多个耦合件274耦合到引擎阀212。衬套268耦合到轴270，使得引擎阀212与轴270一起旋转。在一个实施例中，衬套268和轴270具有联锁花键特征。在一个实施例中，轴270和阀212为单一组件。密封件266定位在引擎阀212附近在衬套268的相对侧。第一齿轮264定位在密封件266附近且由轴270支撑。第一齿轮264耦合到轴270，使得轴270与第一齿轮264一起旋转。第一轴承262和第二轴承272支撑轴270的相对端。

参看图17，当第一基底部件250和第二基底部件252通过耦合件253组装在一起时，第一轴承262接纳在第一孔254的表面276附近，且第二轴承272接纳在第二基底部件252中的孔277的表面278附近。

返回参看图16，驱动系统耦合组合件260包含第二齿轮280、第一轴承282、第二轴承284、保持器286、轴288和驱动齿轮290。第二齿轮280耦合到轴288，使得第二齿轮280与轴288一起旋转。驱动齿轮290耦合到轴288，使得齿轮290与轴288一起旋转。第一轴承282和第二轴承支撑轴288的相对端。

参看图17，第一轴承262接纳在第二孔258的表面294附近，且第二轴承272接纳在第二孔258的表面296附近。第二齿轮280接纳在第二孔258的区292中。第二齿轮280包含啮合第一齿轮264的齿。第二齿轮280通过借助保持器286将轴288保持在第二孔258中而维持与第一齿轮264啮合。保持器286接纳在第二孔258的凹槽298中。

驱动齿轮290的旋转通过轴288传递到第二齿轮280。第二齿轮280将旋转传递到第一齿轮264。第一齿轮264的旋转通过轴270传递到引擎阀212。驱动齿轮290耦合到沿着纵轴236定位的输出轴121。在一个实施例中，图9的驱动系统38用于将驱动齿轮290耦合到主输出轴121。驱动系统38安装到块部件230的表面297。

块部件230的表面297可充当驱动系统38的安装位置、引擎200的另一实例的安装位置或辅助驱动器的安装处。示范性辅助驱动器包含功率操纵系统、交流发电机、燃料泵和空气调节器系统。

模块化阀组合件210中的每一者通过耦合件299组装到上部块组合件202和下部块组合件204。如图20A和22A所示，第二块部件232和块部件233的相应缝300和302相对于活塞腔206的径向法线304以角度303成角度。活塞208在方向207上行进穿过活塞腔206。在一个实施例中，缝300和302与径向法线304成约12度的角度。通过使缝300和302成角度，可使用各个活塞环318、320和322代替引擎10的单一活塞肋。成角度确保了活塞环318、320和322中的每一者不与缝300和302对准。在一个实施例中，使用缝300和302的约5度直到约12度的成角度。在一个实施例中，缝300和302的约12度直到约30度的成角度。在一个实施例中，角度303为12.5度。在一个实施例中，角度303经选择以使得当活塞经过缝300和302时，活塞环的至少一半保持与活塞腔206的壁接触。此外，角度303越小，则阀212上的空气压力就越均匀。在一个实施例中，活塞环318、320和322由碳石墨制成，块以特氟纶(TEFLON)牌涂层作阳极化处理，且阀212由镁制成。

参看图20B和22B，展示另一实施例，其中缝300和302在另一方向上关于相应径向法线成角度。应作出部件250和252以及块组合件202和204的形状的对应变化。活塞208仍在相同方向207上行进。

在一个实施例中，缝300和302单独地或与相对于径向法线304成角度组合地关于径向法线304成角度。在一个实施例中，缝300和302大体上与径向法线304对准，且活塞环318、320和322相对于径向法线304成角度。活塞环318、320和322的成角度可为上文针对缝300和302提供的范围中的任一者。在一个实施例中，缝300和302以及活塞环318、320和322两者均相对于径向法线304在相对方向上成角度。

参看图24A和25B，活塞208包含活塞基底部件308、第一活塞面310和第二活塞面312。第一活塞面310和第二活塞面312中的每一者具有分别接纳在突出314和316上并用滚销固定到其处的凹进。活塞基底部件308、第一活塞面310和第二活塞面312中的每一者分别包含圆周缝324、326和328，其接纳活塞环318、320和322中的相应一者。在一个实施例中，活塞基底308、活塞面310和活塞面312组合成单一整体组件。

在一个实施例中，活塞面310的末端和活塞面312的末端平行于引擎200的径向法线304(如图26所示)。在一个实施例中，活塞面310和活塞面312的末端并不平行于引擎200的径向法线304。

参看图25，活塞基底部件308包含接纳连接圆盘334上的突出部332(见图23B)的凹进330。活塞基底部件308通过接纳在孔口336中的一对滚销而耦合到突出部332。在图27所示的一个实施例中，可移除突出部338耦合到连接圆盘334。可移除突出部338接纳在连接圆盘334的开口340中。突出部338可通过扣件、剪切销、联锁部件或任何其它适宜的构件固定到连接圆盘334。

在一个实施例中，如果引擎200出现故障且活塞组合件208运行到阀212中，那么突出部338与连接圆盘334脱离。通过准许突出部338脱离，连接圆盘334能够继续与主输出轴121一起旋转。这准许在多模块引擎(使引擎200的多个实例安装到共同输出轴121)中，即使所述模块中的一者已出现故障，引擎也继续操作。出现故障的模块将简单地使连接圆盘334与少于其全部正操作的活塞一起旋转。

参看图19，通过块部件232和233的接触沿着外边缘密封活塞腔206。活塞腔206沿着内边缘包含间隙，连接圆盘334延伸穿过所述间隙。活塞腔206可沿着此内边缘以多种方式相对于连接圆盘334密封。如图19所示，第一密封件352的两个实例分别接纳在块部件232和233的对应凹进353中。密封件352中的每一者包含接触连接圆盘334的多个接触区域。以说明的方式，密封件352中的每一者包含接触连接圆盘334的两个接触区域。密封件352每一者包含接纳扣件以将密封件352固定到相应块部件232和233的开口358。

第二密封件354的两个实例以相同方式分别接纳在块部件232和233的对应凹进355中。第二密封件354作为辅助密封件操作。密封件354中的每一者包含接触连接圆盘334的多个接触区域。以说明的方式，密封件354中的每一者包含接触连接圆盘334的两个接触区域。密封件354每一者包含接纳扣件以将密封件354固定到相应块部件232和233的开口360。在一个实施例中，连接圆盘334承载密封件352和354的两个实例中的一者或两者，使得密封件与连接圆盘334一起旋转。

通过使密封件352和354隔开，可减少连接圆盘334的振动。此外，隔开的密封件352和354保持连接圆盘334平坦且居中。

参看图30，展示密封件360。密封件360经展示为代替凹进353中的密封件352。密封件360还可以或作为替代而代替密封件354。密封件360能够适应连接圆盘334与块部件232和233之间的不同间隔。这减小了当机械加工块部件232和233时所需的公差，例如凹进353的深度。密封件360可扩展以确保与凹进353和连接圆盘334两者接触。

密封件360包含第一密封部件362和第二密封部件364。密封部件362包含接触连接圆盘334的多个接触区域366。以说明的方式，展示三个接触区域366。密封件360进一步包含向下延伸的支脚部分368。支脚部分368接触第二密封部件364。第一密封部件362的表面370与第二密封部件364的表面372之间的间隔通过偏置部件374来偏置。在一个实施例中，偏置部件374是弹簧。在一个实施例中，偏置部件374是波形弹簧。示范性波形弹簧包含可从位于伊利诺斯州苏黎世湖奥卡沃德大道555号(60047)(555 Oakwood Road，Lake Zurich，IL 60047)的斯茉莉钢环公司(Smalley Steel Rings)购得的型号CRR-0950-0.156。偏置部件374维持第一密封部件362与连接圆盘334接触的接触区域366。这自动调节密封件360以考虑到机械加工不规则性并补偿任何磨损。

来自活塞腔206的空气被密封件360阻挡。为了在连接圆盘334与密封件360之间穿过，空气必须在所述三个接触区域366中的每一者与连接圆盘334之间穿过。或者，空气必须沿着凹进353的壁向下行进并在第一密封部件362与第二密封部件364之间穿过。密封件360用以防止空气在任一方向上流动从而产生更大压力用于使活塞208沿着其围绕活塞腔206的轨道推动得更远。密封件352和354也用以防止空气在任一方向上流动从而产生更大压力用于使活塞208沿着其围绕活塞腔206的轨道推动得更远。

参看图31，刀口密封件375形成在块部件233与连接圆盘334之间。在一个实施例中，刀口密封件375位于凹进353与活塞腔206之间。刀口密封件375包含减小块部件233与连接圆盘334之间的间隙的多个突出376。这有效地增加了来自活塞腔206的空气在连接圆盘334与块部件233之间行进的阻力。刀口密封件375可与密封件352、354和360中的一者或一者以上协同使用。

在一个实施例中，连接圆盘334包含一层密封涂层。所述密封涂层可通过将连接圆盘334浸渍到涂层材料中或喷涂密封涂层来涂覆。示范性密封涂层包含碳石墨、陶瓷和其它将以最小摩擦磨成适当配合的材料。在一个实施例中，所述层约为0.005英寸到0.010英寸厚。

一旦块组合件202和204与组装到其处的连接圆盘334组装，连接圆盘334便旋转且密封涂层经磨损以适应块部件232与233之间的间隙的形状。在一个实施例中，连接圆盘334上的密封涂层与密封件352、354、360和375中的任一者组合使用。

参看图32，在一个实施例中，引擎10或引擎200产生电功率。引擎200在图32中表示。导电线390缠绕在基底部件391周围。导电线定位在活塞腔206的壁附近。在一个实施例中，活塞腔的壁至少在对应于导电线390的位置的区域中由绝缘材料制成。

导电线390通过线394连接到电源392。活塞208承载磁性部件396，例如永久磁体。在一个实施例中，磁性部件396是活塞208的处于线390附近的一侧中的插入件。随着具有磁体部件396的活塞208经过缠绕线390，在缠绕线390中引起电场。这促使电流在线394中流动且电能被存储在电源392中。此功率可用于操作各种应用装置。示范性应用装置包含点火系统。在一个实施例中，所产生的功率消除了对常规交流发电机的需要。

在操作中，阀212在方向209上旋转(图28)。阀212包含多个开口211。如图28所示，开口211经设计大小以使阀212在互不干扰的位置中相对于活塞腔206对准。当开口211在方向209上旋转时，阀212的突出部213与活塞腔206重叠，从而在刚刚穿过的活塞208与阀212的突出部213之间形成点火腔区域，以及在下一活塞208与阀212的突出部213之间形成排气腔，如2006年6月12日申请的第11/451,120号美国专利申请案和第7,059,294号美国专利(其揭示内容均以引用的方式明确地并入本文中)中所阐释。

通过燃料入口402将燃料引入到活塞腔206的点火腔区域中，且通过燃料喷射器404供应燃料。在一个实施例中，燃料喷射器404由汽化器代替。在一个实施例中，燃料喷射器404由扼流体代替。通过空气入口220将空气引入到活塞腔206的点火腔区域中。在一个实施例中，通过喷射器提供空气。在一个实施例中，通过叶轮风扇380提供空气。在一个实施例中，用喷射器一起喷射燃料和空气。用点火部件408通过入口406(图22)提供火花以点燃燃料和空气混合物。示范性点火部件是火花塞。燃烧气体通过排气出口222(见图22)从活塞腔206排放。

在图28中所说明的实施例中，空气入口220被阀212的突出部213阻挡或当与开口211中的一者对准时解除阻挡。空气入口220相对于阀212中的开口211以及相对于活塞腔206的位置经选择以使得至少在用点火部件408点燃空气之前当突出部213阻挡活塞腔206时空气入口被解除阻挡。在一个实施例中，在阀212中提供单独的开口以控制将空气提供到活塞腔206的点火腔区域。在一个实施例中，单独的开口在开口211内部。在其中使用扼流体或汽化器的一个实施例中，阀212控制将空气和燃料提供到活塞腔的点火腔区域。

在一个实施例中，喷射到活塞腔206中的空气和燃料首先引入到点火腔区域中。在一个实施例中，在引入到点火腔区域中之前，至少将空气引入到活塞腔206中。

引擎200可用以下方式组装。将活塞主体部件308耦合到连接圆盘334的突出部332(见图23B)。在一个实施例中，通过滚销将活塞主体部件耦合到突出部332。活塞环318由凹槽324接纳。活塞面部件310和312耦合到活塞主体部件308。在一个实施例中，活塞面部件310和312通过滚销耦合到活塞主体部件308。密封件279耦合到活塞208之间的连接圆盘334。

组装引擎阀组合件210。齿轮264耦合到轴270。在一个实施例中，齿轮264和轴270中的每一者包含联锁花键特征。在一个实施例中，齿轮264用滚销耦合到轴270。用耦合件274将衬套268耦合到阀212。将密封件266定位在轴270上邻近于齿轮264处。将衬套268与阀212的组合耦合到轴270。在一个实施例中，衬套268和轴270包含联锁花键特征。将轴承292定位到轴270上并将组合件定位到第一基底部件250中的孔254中。将轴承272定位到轴270上并将组合件定位到第二基底部件252中的孔277中。将第一基底部件250与第二基底部件252耦合在一起。在一个实施例中，通过扣件253将第一基底部件250与第二基底部件252耦合在一起。

转向引擎阀组合件210的组合件262，将轴承282和284组装到轴288。齿轮280耦合到轴288。在一个实施例中，齿轮280和轴288中的每一者具有联锁花键特征。将此组合件定位在第一基底部件250中的孔258中，使得齿轮280的齿与齿轮264的齿啮合。通过将保持器286耦合到第一基底部件250来将组合件保持在孔258中。在一个实施例中，保持器286是接纳在第一基底部件250的凹槽298中的夹具保持器。最后，将齿轮290耦合到轴288，使得轴288与齿轮290一起旋转。

转向图23B，凸缘221耦合到连接圆盘334。在一个实施例中，凸缘221通过多个耦合件连接到连接圆盘334。参看图23C，轴承223、密封件352和密封件354分别接纳在块部件233的凹进225、353和355中。在一个实施例中，密封件352和354用多个扣件耦合到块部件233。耦合到连接圆盘334的凸缘221中的一者可接着接纳在轴承233内并经定位以使得连接圆盘334接触密封件352和354。以相同方式，密封件352和354以及轴承228可组装到块部件232。块部件232可接着接纳凸缘221的其它者，使得连接圆盘334接触块部件232的密封件352和354。

块部件232与块部件233对准。如图20A所示，块部件232包含由块部件233上的定位器226接纳的多个定位器227。在一个实施例中，定位器227是接纳在开口(定位器226)中的销。块部件232通过多个扣件(例如，螺钉或螺栓)耦合到块部件233。使用类似的定位器将块部件230和块部件232以及块部件235与块部件233对准。块部件230通过多个扣件(例如，螺钉或螺栓)耦合到块部件233。

转向图23A，密封件250定位在块部件230上的凹槽中(见图29)。块部件232与块部件230对准。类似的密封件定位在块部件233与块部件235之间。

输出轴121耦合到连接圆盘334的凸缘221。在一个实施例中，输出轴121和凸缘具有联锁花键特征。并且，引擎阀组合件210耦合到块组合件202和204。安装驱动系统38。将点火部件408连同燃料喷射器一起耦合到阀组合件210。还将空气供应和排气系统耦合到块组合件或阀组合件中的一者。

通过使引擎阀组合件210作为容易从块组合件202和204移除的模块化组件，大大简化了给定阀212的修理或检测。移除相应引擎阀组合件210，且对阀进行修理或检测而不需要拆卸块组合件202和204。

2006年8月24日申请的第60/839,798号美国临时专利申请案、2007年8月23日申请的第11/844,328号美国申请案和2006年6月12日申请的第11/451,120号美国专利申请案的完整揭示内容全部以引用的方式明确地并入本文中。

以上对所说明的实施例、实例和附图的详细描述仅出于说明的目的，且不希望限制本发明的范围和精神及其等效物。所属领域的技术人员将认识到，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下对本说明书中所揭示的发明做出许多变化。

Claims (25)

1.一种引擎，其包括：

引擎块，其包含环形活塞腔；

至少一第一活塞，其经设置以在所述活塞腔内进行轨道旋转，所述第一活塞具有活塞环；

至少一第一引擎阀和一第二引擎阀；每一引擎阀可旋转到准许所述第一活塞经过其的第一打开位置和其中所述第一活塞不能经过其的第二闭合位置，所述第一引擎阀可定位在所述环形活塞腔的第一开口中，且所述第二引擎阀可定位在所述环形活塞腔的第二开口中；

至少一个吸入管道，其用于允许燃料混合物定位在所述活塞腔内，所述吸入管道位于所述第一引擎阀与所述第二引擎阀之间；

至少一个点火部件，其能够点燃所述燃料混合物，从而导致所述燃料混合物燃烧及燃烧气体形成；以及

至少一个排气管道，其用于允许所述燃烧气体离开所述活塞腔，其中当第一活塞经过所述第一引擎阀时，所述第一引擎阀移动到所述第二位置，从而在所述活塞腔内在所述第一活塞后方并在所述第一活塞与所述第一引擎阀之间形成点火腔区域，当所述第一活塞经过所述第一引擎阀时，所述第一活塞的所述活塞环延伸越过所述环形活塞腔的所述第一开口。

2.根据权利要求1所述的引擎，其中所述活塞环相对于所述环形活塞腔的径向线成角度，且所述环形活塞腔的所述第一开口相对于所述环形活塞腔的所述径向线成一直线。

3.根据权利要求1所述的引擎，其中所述活塞环相对于所述环形活塞腔的径向线成一直线，且所述环形活塞腔的所述第一开口相对于所述环形活塞腔的所述径向线成角度。

4.根据权利要求3所述的引擎，其中所述环形活塞腔的所述第一开口相对于所述环形活塞腔的径向线成多达约12度的角度。

5.根据权利要求1所述的引擎，其中所述活塞环相对于所述环形活塞腔的径向线成角度，且所述环形活塞腔的所述第一开口相对于所述环形活塞腔的所述径向线成角度。

6.根据权利要求1所述的引擎，其中当所述第一引擎阀移动到所述第二位置时，在所述第一活塞前方并在所述第一活塞与所述第二引擎阀之间形成排气腔区域。

7.根据权利要求6所述的引擎，其中所述燃料混合物的燃料和空气被首先引入到所述活塞腔中到达所述点火腔区域中，所述点火部件点燃所述燃料混合物，且所述燃烧气体给予所述第一活塞能量，因此促使所述第一活塞继续在所述活塞腔内进行所述轨道旋转，且迫使位于所述排气腔区域中的来自先前点火的燃烧气体在所述第二引擎阀打开之前通过所述排气管道离开所述活塞腔。

8.根据权利要求1所述的引擎，其中所述至少一个吸入管道与所述第一引擎阀和所述第二引擎阀成非相交关系。

9.根据权利要求1所述的引擎，其中当将空气提供到所述点火腔区域时，空气吸入管道与所述第一阀部件中的开口对准，所述开口还准许当所述第一引擎阀处于所述第一位置时所述第一活塞经过所述第一引擎阀。

10.一种操作引擎的方法，其包括以下步骤：

提供轨道引擎，其具有沿轨道运行穿过环形活塞腔的多个活塞和在打开位置与闭合位置之间移动从而形成所述环形活塞腔中的点火腔区域和所述环形活塞腔中的排气腔区域的多个引擎阀；

控制将燃料和空气提供到所述环形活塞腔的所述点火腔区域的多个喷射器；

控制多个点火部件以点燃所述环形活塞腔中的燃料混合物；以及

在至少两个操作模式之间进行选择。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在第一操作模式中，所述多个活塞中的第一活塞在所述环形活塞腔中的所述点火腔区域中的每一者处使燃料混合物燃烧以将其向前推动。

12.根据权利要求10所述的方法，其中在第二操作模式中，所述多个活塞中的第一活塞在所述环形活塞腔中的每隔一个点火腔区域处使燃料混合物燃烧以将其向前推动。

13.根据权利要求10所述的方法，其中在第三操作模式中，所述多个活塞中的每隔一个活塞在所述环形活塞腔中的每隔一个点火腔区域处使燃料混合物燃烧以将其向前推动。

14.根据权利要求10所述的方法，其中在第四操作模式中，所述多个活塞中的第一活塞在围绕所述环形活塞腔的每隔一次旋转时使燃料混合物燃烧以将其向前推动。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述控制将燃料和空气提供到所述环形活塞腔的所述点火腔区域的多个喷射器、控制多个点火部件以点燃所述环形活塞腔中的燃料混合物以及在至少两个操作模式之间进行选择的步骤由以操作方式耦合到所述多个喷射器和所述多个点火部件的控制模块来执行。

16.根据权利要求10所述的方法，其中在第五操作模式中，所述多个活塞中的第一活塞在第一点火腔区域处使多个燃料混合物连续燃烧以将其向前推动。

17.一种形成用于引擎的环形活塞腔的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述环形活塞腔制造成具有比所述环形活塞腔的所需最终横截面面积小的第一横截面面积；以及

将切割工具旋转穿过所述环形活塞腔以实现大体上等于所述所需最终横截面面积的第二横截面面积。

18.根据权利要求17所述的方法，其中在所述将切割工具旋转穿过所述环形活塞腔的步骤期间由所述切割工具进行对所述环形活塞腔的至少一第一次完整旋转。

19.根据权利要求18所述的方法，其中由电源通过旋转连接圆盘中的通道对所述切割工具供电。

20.一种引擎，其包括：

引擎块，其包含环形活塞腔；

至少一第一活塞，其经设置以在所述活塞腔内进行轨道旋转；

输出轴，其通过连接部件耦合到所述第一活塞；

至少一第一密封件，其定位在所述环形活塞腔与所述输出轴之间且接触所述连接部件，所述第一密封件包含偏置部件；

至少一第一引擎阀和一第二引擎阀；每一引擎阀可旋转到准许所述第一活塞经过其的第一打开位置和其中所述第一活塞不能经过其的第二闭合位置；

至少一个吸入管道，其用于允许燃料混合物定位在所述活塞腔内，所述吸入管道位于所述第一引擎阀与所述第二引擎阀之间；

至少一个点火部件，其能够点燃所述燃料混合物，从而导致所述燃料混合物燃烧及燃烧气体形成；以及

至少一个排气管道，其用于允许所述燃烧气体离开所述活塞腔，其中当第一活塞经过所述第一引擎阀时，所述第一引擎阀移动到所述第二闭合位置，从而在所述活塞腔内在所述第一活塞后方并在所述第一活塞与所述第一引擎阀之间形成点火腔区域。

21.根据权利要求20所述的引擎，其中所述连接部件是连接圆盘。

22.根据权利要求20所述的引擎，其中所述偏置部件是波形弹簧。

23.根据权利要求20所述的引擎，其中所述第一活塞包含磁性部件，且所述环形活塞腔的一部分与电线重叠，其中由于所述第一活塞相对于所述电线移动而引起电流。

24.一种操作引擎的方法，其包括以下步骤：

提供轨道引擎，其具有沿轨道运行穿过环形活塞腔的第一活塞和在打开位置与闭合位置之间移动的第一可旋转引擎阀，在所述打开位置中所述第一可旋转引擎阀的开口与所述环形活塞腔对准，且在所述闭合位置中所述第一可旋转引擎阀的突出部与所述环形活塞腔对准；

使所述第一可旋转引擎阀的所述开口与所述环形活塞腔对准；

使所述第一活塞穿过所述开口；以及

使所述第一可旋转引擎阀的所述开口与空气入口对准以将压缩空气提供到所述第一活塞后方的环形活塞腔区域。

25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括以下步骤：

使所述突出部与所述环形活塞腔对准以在所述第一活塞与所述第一引擎阀之间形成点火腔区域；以及

在所述点火腔区域中点燃燃料混合物，所述燃料混合物首先定位在所述环形活塞腔中位于所述点火腔区域中。

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