CN102061992A - 往复式发动机 - Google Patents

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Abstract

以两冲程循环运转的往复式发动机(10)，包括一对基本同心对准的彼此相对的固定式活塞(13，15)和一个在这些固定式活塞周围做往复运动的套筒(11)。往复式套筒(11)界定了两个腔，每一个腔可操作地连接到两个活塞中的其中一个，以界定一室。第一室是预充气室(21)，且其具有至少一个进气口(25)，以及第二室是燃烧室(19)，且其具有至少一个出口(35)，两个室被压控转换阀(23)分隔开。套筒(11)的往复运动能被转化为旋转运动。

Description

往复式发动机
本申请是申请日为2004年11月26日，申请号为200480039866.8，发明名称为“往复式发动机”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种往复式发动机，尤其是，但并不唯一地涉及一种无曲轴的往复式套筒发动机。
背景技术
多年来，已经开发出了大量的往复式发动机，每一种都比先前的样式具有优势或有改进之处。
化石燃料往复式发动机大部分都使用两冲程或四冲程循环。与四冲程循环每转动两圈一作功行程相比，两冲程循环发动机的优势在于每转动一圈一作功行程。然而，两冲程循环发动机存在两个明显的不足。其一是其进气并非总是有效的，一些未燃烧的燃料和/或氧气被排放到排气系统，以及在排气循环后，一些废气仍然存在。其二，两冲程发动机经常需要向燃料中添加油料用来润滑曲轴和活塞。这些因素结合在一起意味着两冲程发动机通常会造成更高程度的污染。
现有技术的发动机的进一步问题是作用在活塞上的力向旋转运动的转化。通常来说，这种转化由曲轴来实现。尽管当曲柄垂直于活塞的运动方向时，曲轴是最有效率的，但是在其它角度却效率不高。且由于当曲柄与活塞的运动方向几乎成直线时，在上止点周围作用在活塞上的力最大，因此力不能有效地传递至曲轴。
目的
因此，本发明的目的是提供一种往复式发动机，其在克服上述问题方面有些进展，或者至少为公众提供有用的选择机会。
发明内容
因此，在第一个方面，本发明从广义上说在于以两冲程循环运转的往复式发动机，包括：
一对大体上同心对准的、被一套筒分隔开的、彼此相对的固定式活塞，该套筒用于在该活塞周围做往复运动，往复式套筒界定了两个腔，每一个腔可操作地连接到两个活塞中的一个以界定一室。第一室是预充气室，且其具有至少一个进气口，以及第二室是燃烧室，且其具有至少一个出口，两个室被转换阀分隔开。
本领域的技术人员将会理解此往复式发动机的优势。预充气室比燃烧室的容积大，以允许可能提高废气从燃烧室的排出和/或燃烧室的增压。此外，可以通过固定的通道给活塞环上油，从而不需要向燃料内加油。
优选地，套筒具有驱动部件用来作用在邻近套筒的输出部件上的轨道上，轨道界定了一路径以使当驱动部件作用在轨道上时，套筒的往复运动能导致输出部件的旋转运动。这种发动机并不受曲轴的环形运动所强加的约束的限制。由于大部分能量来自汽缸，同时曲轴的行程在钟表的两点钟和四点钟位置之间，所以具有曲轴的发动机受到限制。相比之下，本发明的发动机依靠套筒的大范围运动能够有效地从其往复式运动中获取能量。
优选地，输出部件包括一用于可绕往复式套筒旋转的旋转套筒。这样的结构特别的紧凑，且发动机的功率输出能够直接作用到负载上，例如车轮或螺旋桨毂。
虽然输出部件可以具有单波峰的弯曲导轨，但是优选输出部件具有多波峰的弯曲导轨，以使其以往复式套筒的一个以上的完整的循环来形成输出套筒的一次旋转运动。在某些应用中，扭矩高和每分钟旋转圈数低的发动机是优势的，例如发动机要求往复式套筒循环12次才形成输出套筒旋转运动一圈。这样的发动机在以合适的速度驱动轮船螺旋桨方面是有用的而无需减速箱。
虽然转换阀可以被机械地操控，但是优选地，此转换阀由压力控制。这样设置的阀具有至少两点好处。其一，它不需要额外的装置，而额外的装置会造成相关功率的损失且需要额外维护。以及其二，这种设置能改进发动机的进气，因为只要预充气室内的压力一超过燃烧室内的压力，阀就被打开，这是令人期望的以促进空气从预充气室到燃烧室的单向流动。
优选地，预充气室的进气口设置有压力控制阀。这样的设置具有与压力控制转换阀相似的优点。
优选地，燃烧室的出口包括在往复式套筒内的一口，其大小和位置被设置成使在往复式套筒的至少部分移动过程中，该口能被活塞闭合。
上述这样的出口和阀装置意味着发动机运转时无需驱动任何形式的齿轮组来操作阀。
优选地，发动机包括往复式套筒，其在两对预充气室和燃烧室附近做往复式运动。当往复式套筒处于一对预充气室/燃烧室的作功行程过程中时，其被移动，同时往复式套筒可以将新鲜的空气吸入另一对中的预充气室内，因而此结构是有优势的。
优选地，发动机包括两个往复式套筒，以及更优选地，发动机被构建成使每一个往复式套筒与另一个可以在彼此相对的方向上运行。这样的设置可以提供改进的发动机平衡。
在第二个方面，本发明从广义上说在于加入了这里所主要描述的往复式发动机的车辆或动力构件。
附图说明
从广义上说，本发明可以在于本申请说明书中单独地或共同提到的或指明的部件、组件和特点，和任何两个或多个部件、组件或特点的任意组合或全部结合，以及这里提到的具有已知的等同体的具体的整体，这样的等同体在这里引入，如同它们被单独提出。
现在仅通过实施例，参考下面的附图来描述本发明大量的优选形式，其中，
图1是一示意图，显示了压缩阶段进行的带燃烧室的往复式发动机循环，
图2是一示意图，显示了压缩阶段继续进行的带燃烧室的往复式发动机循环，以及空气开始进入预充气室内，
图3是一示意图，显示了此阶段进行的往复式发动机循环，其中燃料被引入并点燃以及作功行程开始，
图4是一示意图，显示了往复式发动机循环向着作功行程结束的方向进行以及这时废气开始排出燃烧室，
图5是一示意图，显示了进气阀打开时进行的往复式发动机循环，进气阀打开以允许充入新鲜的空气并将其从预充气室转向燃烧室，以及来完成废气的清除，
图6是一示意图，显示了此阶段进行的往复式发动机循环，其中进气阀关闭以及往复式套筒变换方向开始进行压缩行程，
图7是一往复式套筒的示意图，显示了利用曲轴将往复式套筒的往复运动转化为旋转运动，
图8是一往复式套筒的示意图，显示了利用作用于输出部件上的弯曲导轨的驱动辊轴将往复式套筒的往复运动转化为旋转运动，
图9是对置的往复式双套筒发动机的剖面图，
图10是对置的往复式双套筒发动机的透视剖面图，
图11到图15是透视图，按照顺序显示了对置的往复式双套筒发动机的装配过程，
图16是应用于船舶的发动机的示意图，以及
图17是用来改变输出驱动轴的速度的齿轮装置的透视图。
图18是加入了许多独立的对置的往复式双套筒发动机单元的发动机组件的示意性透视图。
图19是双燃烧室单往复式套筒发动机的剖面图。
具体实施方式
参考图1，所示的往复式发动机(10)包括至少一往复式套筒(11)，第一固定式活塞(13)和第二固定式活塞(15)。往复式套筒(11)包括两个圆柱形部分，每一个具有如图所示的不同直径，以及这两个圆柱形部分被一中间隔板(16)分开。
往复式套筒(11)显示为在压缩行程方向(17)运动，这造成燃烧室(19)内的气体将被压缩。在预充气室(21)内形成了部分真空状态。
转换阀(23)用来控制气体通过中间隔板(16)内的通道(24)的流量。转换阀是单向阀，尽管未显示，但是其被轻质弹簧偏置关闭。在所示的发动机(10)循环进行的此阶段，转换阀(23)被关闭。
图2到6是图1的继续，其显示了往复式发动机(10)的一个完整的循环。
参考图2，所示的具有往复式套筒(11)的发动机(10)继续在压缩行程方向(17)运动。燃烧室(19)内的气体继续被压缩。在此阶段，进气口(25)不再被第二活塞(15)所覆盖，空气能够以方向(27)被引入预充气室(21)内。
参考图3，所示的具有往复式套筒(11)的发动机(10)到达了其在压缩行程方向(17)上行进的极限，并开始沿相反的方向运动，以作功行程方向(29)表示。在此点时，燃烧室内(19)的气体被完全压缩。柴油燃料(31)在合适的时间被注入燃烧室(19)内且由于气缸内的压力而自燃。燃烧的燃料和压缩的气体膨胀来推动中间隔板(16)并在作功行程方向(29)移动往复式套筒(11)。
参照图4，所示的具有往复式套筒(11)的发动机(10)在作功行程方向(29)移动并完成作功行程。燃烧内(19)的气体完成了其燃烧和膨胀。废气出口(35)不再被第一活塞(13)完全遮盖并允许燃烧的气体或废气沿方向(37)排出。
预充气室(21)内的预先充入的气体被压缩，进气口(25)现在被第二活塞(15)遮盖。
参考图5，所示的具有往复式套筒(11)的发动机(10)在作功行程方向(29)移动了一点。在此阶段，燃烧过的气体中相当大的一部分离开了燃烧室(19)。离开燃烧室的废气的速度和动量也将被引出或排出燃烧室，进一步降低了压力。当预充气室(21)内的压力大于燃烧室(19)内的压力时，会引起转换阀在方向(39)上的移动并打开通道(24)。这允许了预充气室(21)内的压缩气体在方向(41)移动并迅速地净化燃烧室(19)以及使其填充新鲜的空气，同时剩余的废气被排出废气口。
预充气室(21)的直径大于燃烧室(19)的直径是有优势的，因为这提供了机会来改进燃烧室(19)的净化能力和/或带来了燃烧室(19)增压的可能性。
参考图6，所示的具有往复式套筒(11)的发动机(10)到达了其在作功行程方向(29)上的行程极限，接着又开始在压缩行程方向(17)移动。当气体大体上已经转移出了预充气室(21)并进入燃烧室(19)的时候，转换阀(23)将会在方向(41)上移动至闭合。
然后，循环又按照上面参考图1时的描述继续进行，周而复始。
参考图7，显示了往复式发动机(10)的更完整的实施例。在该实施例中，所示的往复式套筒(11)通过一短销(43)连接到连杆(45)，其转而又连接到曲轴(47)。曲轴(47)被支撑在轴承(49)上且其上安装了一飞轮(51)。
往复运动(53)被转化成转动(55)。在作功行程过程中传递到飞轮(51)的某些能量转而在压缩行程过程中推动往复式套筒(11)，允许了发动机的循环持续进行。很明显，曲轴(47)还可包括输出轴或驱动面。
参考图8，显示了往复式发动机(10)的另一个更完整的实施例。在此例中，曲轴被一端具有弯曲导轨(59)的呈短钢管形式的输出套筒(57)所代替。辊轴(61)被支撑到一径向对准的销(63)上，其连接到往复式套筒(11)的外径。随着所示的往复式套筒(11)在作功行程方向(17)移动，滚轴对弯曲导轨(59)作用从而使输出套筒(57)发生旋转。
弯曲导轨(59)位于离开输出套筒(57)的主轴恒定的半径处，且弯曲导轨(59)包括四个拐点，其具有被两个波谷分开的两个波峰。弯曲导轨(59)可以是正弦曲线或类似的形状。
弯曲导轨(59)有点类似于凸轮形状，虽然驱动辊轴(61)和弯曲导轨(59)的工作原理与凸轮形状的工作方式相反。也就是说，作用在弯曲导轨(59)上的驱动辊轴(61)的往复运动引起了输出套筒(57)的旋转运动，这与凸轮相反，其通常利用旋转运动来引起与凸轮相接触的第二物体的往复运动。
由于驱动辊轴(61)使输出套筒(57)发生旋转运动，所以能量被传递进飞轮(65)。飞轮(65)内储存的能量使输出套筒(57)继续旋转运动并转而使弯曲导轨的延续部分(67)在与方向(17)相反的方向推动辊轴(61)。此作用使往复式套筒(11)在压缩行程方向(29)运动。图中所示的结构具有输出套筒(57)转一圈两作功行程的优势。具有两个以上的波峰或凸起的不同形状的弯曲导轨能够用来提供转一圈产生两个以上的作功行程。可以利用单波峰，但动力平衡是个问题。
在此实施例中，输出套筒(57)被安装在一套轴承(69)上。很明显，输出套筒(57)还可以包括输出驱动齿轮或驱动面。
输出套筒(57)环绕包括往复式套筒的固定式套筒，位于输出套筒(57)上的弯曲导轨(59)上所产生的源自发动机的扭矩被认为是有优势的。原因是在作功行程中，来自往复式套筒的力能通过销(63)引出来穿过固定式管中的槽传递到弯曲导轨(59)的半径，且半径越大，当驱动辊轴(61)推动弯曲导轨(59)时输出套筒(57)内产生的扭矩越大。很明显，输出套筒(57)的半径越大，输出套筒(57)转动的越慢，但是当要求在相对较低的转速下具有高扭矩输出时，这一特点是有利的，且其不需要减速齿轮装置。较大的半径也允许更多数目的凸起和每转具有更多的作功行程。
带曲轴的发动机，相比较而言，其曲轴的最大半径受到发动机冲程的限制，这也限制了最大扭矩量。
利用作用于弯曲导轨(59)上的驱动辊轴(61)还是有优势的，因为弯曲导轨可以呈几乎任何想要的外形来适应燃烧冲程各阶段中往复式套筒施加的力。与之相比，带有曲轴的两冲程发动机被限制在仅位于钟表的两点钟和四点钟的位置之间的有效曲柄角度，即旋转每360度中仅有60度。单缸四冲程发动机是其效率的一半。本发明的弯曲导轨可被设计成，当驱动辊轴(61)对弯曲导轨(59)上的各波峰的斜面产生作用时允许在超过60度的范围内将线性力有效地转化为旋转扭矩。以及因为弯曲导轨(59)可以具有至少两个波峰，所以发动机能有效地将线性力以超过旋转每360度中的120度(60度的2倍)转化成旋转扭矩。
在图7和图8中，第一活塞(13)和第二活塞(15)以及轴承(49)和(69)的外部滚道显示为彼此相对固定，通过使用这些图中所示的标记(71)。
图9到图15显示了对置的往复式双套筒发动机(73)形式的更复杂的往复式发动机样式，该发动机加入了基本如参考图8所示的一对组件，但在其各端具有弯曲导轨的单输出套筒。
参考图9和10，显示了对置的往复式双套筒发动机(73)的横截面。此对置的往复式双套筒发动机(73)有两个往复式套筒(11)。两个第一活塞(13)和两个第二活塞(15)，且其中的每一套以相对应的方式呈线性设置。对置操作的目的是为了在发动机运转时减少振动或为了改进发动机(73)的动力平衡。
发动机(73)通过加入一固定式套筒(75)而被提供了结构或支撑体。往复式套筒(11)在固定式套筒(75)内运转且输出套筒(57a和57b)绕固定式套筒(75)运转并被支撑在轴承(69)上。往复式套筒(11)通过销(63)来阻止转动，其在固定式套筒(75)中的纵向对准的槽内作用。附加的轴承可以包括在销(63)上以减少对纵向对准槽侧面的摩擦。使纵向对准槽的大小合适有助于阻止驱动辊轴脱离弯曲导轨(59)。
此例中输出套筒(57a和57b)被制造成两个部分，内部(57b)在其各端具有弯曲导轨，以及外部(57a)用来与轴承(69)的外滚道相匹配。第一和第二活塞(13和15)被固定在固定式套筒(75)内。螺丝(75a)将第二活塞(15)紧固到固定式套筒(75)。
可以看出两个第二活塞(15)在图9和图10中形成不同的结构，然而这些不同之处仅仅是制造上的变动并不影响发动机(73)的运转。类似地，图10显示了使用轴承挡圈(69a)，其是可选的，在图9中并未使用。其它小的变动还存在于图9和图10所示的发动机之间，但这些变化并不明显影响发动机的运转。
入口的空气通过进气口(25)进入了进气室(21)，其与两个口(25a和25b)相通。
废气能够通过废气通道(77)进入中间的废气室(79)内。当废气排出时，废气内的压力可以有助于推动往复式活塞(11)。废气随后通过中间的废气出口(81)并在排出最终的废气口(85)之前进入最终的室(83)内。
如果要求的话，提供一柴油注入器(87)直接将柴油注入燃烧室(19)内。
关于图8所示的发动机(10)，辊轴(61)通过销(63)被支撑到各往复式套筒(11)上。在发动机(73)的作功行程过程中，往复式套筒(11)推动辊轴(61)靠住输出套筒的内部(57b)各端上的弯曲导轨，导致输出套筒(57a和57b)的旋转运动。输出套筒(57a和57b)和可能与其连接的飞轮上的动量，造成输出套筒(57a和57b)继续转动，以及弯曲导轨与辊轴(61)的相互作用随后造成了往复式套筒(11)在压缩行程方向(17)移动。此工作循环与上面图1到6中描述的一样，不过此情况同时发生在对置的往复式双套筒上，但是在相反的方向。
图11到15显示了通过进一步的解释来逐步形成对置的往复式双套筒发动机(73)。
参照图11，所示的第一活塞(13)和第二活塞(15)被准确定位，就像辊轴(61)和销(63)一样。第一活塞(13)也被显示加入了最终的废气室末端装置(83a)
参考图12，所示的往复式套筒(11)安装在活塞(13)和活塞(15)附近。
参考图13，所示安装的固定式套筒(75)，就像轴承(69)和轴承挡圈(69a)。
参考图14，显示了安装的输出套筒的内部(57b)。从这个角度清楚地显示了在套筒(57b)各端的弯曲导轨。
参考图15，显示了安装的输出套筒的外部(57a)，其与轴承挡圈(69a)匹配。
参考图16，显示了安装到例如船上的发动机组件(10)。在此实施例中，发动机组件安装到发动机安装装置处，所述发动机安装装置安装在船内隔板上。联轴器(93)将输出套筒(57)连接到船(89)的推进轴(95)。可以看出这样的设置提供了一种紧凑的直列型船舶发动机机构。
参考图17，所示的发动机组件(10)与齿轮装置相连。在此实施例中，输出套筒(57)，或它的延伸部件是引起三行星齿轮(101)在固定式环形齿轮(103)内环行的原因，三行星齿轮(101)也与连接到输出轴(107)一端的恒星齿轮(105)啮合。固定式环形齿轮显示为部分切割。这样的设置能用于提供紧凑的台阶式齿轮装置，其能用来使输出轴(107)的速度增大到超过发动机的运转速度。当发动机组件(10)在输出套筒(57)上存在大量的波峰或凸起时，在转一圈产生许多作功行程的情况下，台阶式齿轮装置在某些应用中是优势的。很明显，可以使用可替换的齿轮和驱动装置。
参考图18，此示意图显示了如上所示的具有四个往复式套筒发动机(73)的发动机组件(150)，其位于输出轴(151)附近。齿轮(153)安装在各发动机(73)的输出套筒(57)上并被输出套筒(57)驱动。具有输出齿轮(155)的各齿轮(153)连接到输出轴(151)。这样，四个发动机(73)合力来驱动输出轴(151)。
单独的发动机(73)安装到支撑结构(157)上以构成发动机组件(150)。虽然在本实施例中显示的支撑结构(157)使用了支杆网，但可替代地是单个的发动机(73)可在圆柱形支撑结构内被支撑，其反过来能安装到船结构，或者任意方式的其它支撑结构。
此实施例显示了具有四个单独发动机(73)的发动机组件(150)，但是可以构想能使用任意数目的发动机，这取决于输出齿轮(155)附近的空间和输出齿轮(155)的数目。虽然所示的此实施例具有四个相同间隔的发动机(73)，但是可以构想发动机(73)能够被间隔开或成组以适应任何特殊的安装需求。
这样的发动机组件(150)可以用作轮船上的船舶发动机来驱动螺旋桨(159)。此发动机结构的优势是对于螺旋桨(159)每单独旋转一圈可有大数目的作功行程。例如，如果各发动机(73)在其各自的输出套筒上有12个凸起的弯曲导轨，且在各齿轮(153)和输出齿轮(155)之间有六比一的减速齿轮比，那么发动机能使发动机转一圈产生576作功行程。576这个数字计算如下：12个凸起意味着各发动机(73)转一圈产生24作功行程，因为完整的发动机组件(150)包括4个发动机(73)，所以此24作功行程乘以4得96作功行程，6∶1的减速齿轮意味着螺旋桨(159)转动单独一圈产生6×96，或576作功行程。在船舶发动机应用场合中为螺旋浆提供非常大的功率输入是重要的，而其中重要的是要在非常低的转速下这样做，这样发动机组件(150)才会具有优势。使用此类发动机组件可以不需要在船舶驱动装置中设置变速箱或能减少这种需求。
发动机组件(150)增加了来自以平行方式设置的大量燃烧气缸的输出功率，其与用于多气缸直列式发动机的中的一系列添加相反。即，在直列式发动机中，各气缸增大了向单独曲轴的扭矩。在发动机输出端的曲轴必须承受来自各气缸的全部扭矩的总合，如果发动机有许多燃烧气缸的话，其要求大而重的曲轴。如果需要更大的功率，那么需要增加额外的燃烧气缸，需要更大的曲轴扭矩。相比之下，使用这里描述的发动机组件(150)样式，通过提供输出齿轮(155)附近额外的发动机(73)，功率输出会增大，以及虽然输出齿轮(155)必须被设计以应对增加的扭矩，但是每一个单独的发动机(73)的部件并不需要以任何方式被加强。因此，相比传统的直列式发动机，此发动机组件(150)可以实现体积的减小和重量的减轻。
发动机组件(150)的另一个优势在于按照保养的要求，单独的发动机(73)可以被去除和/或取代。与传统的直列式发动机相比，为发动机组件(150)的使用和保养赋予了更大的灵活性。
参照图19，显示了具有双燃烧室单往复式套筒的发动机的实施例。此发动机的结构和运转方式在许多方面类似于参照图9到图15时所显示的。主要差别是：进气口和阀装置，单往复式套筒的使用，以及废气管。这些方面中的每一方面将在下面进行讨论。
在此实施例中，进气口(161)设在中间的隔板(163)内以及此口受单向阀(165)控制。此类型进气阀的优势是其受压力操控并且只要预充气室内的压力一低于室压时，空气就开始进入预充气室(167)内。
单往复式套筒(169)在两个第一固定式活塞(189)和两个第二固定式活塞(177)附近移动。单往复式套筒(169)还定义了两个预充气室(169)和两个燃烧室(171)，以及具有两端相连接的辊轴(173)。单往复式套筒(169)的优势在于辊轴(173)在其两端与输出套筒(175)啮合并因此使辊轴不能脱离输出套筒(175)任一端上的弯曲导轨。
可以看出，两个第二活塞(177)被支撑在涡轮结构(179)上，而涡轮结构(179)又被来自固定式套筒(183)的螺栓(181)支撑。许多槽(185)设置在往复式套筒(169)上，以允许当套筒往复式运动时套筒跳过螺栓(181)。
此发动机中，单往复式套筒(169)被构建以使一端上的波峰相对应另一端上的波谷。这意味着一端的燃烧室(171)进行作功行程时，套筒(169)能够直接传递力以帮助将空气引入相对向的预充气室/燃烧室对中的预充气室(167)内。
所示的实施例并不是动力平衡的，但是可以通过构建具有两个或多个所示发动机单元的发动机组件来实现良好的动力平衡，设置并使每一个单元同步来平衡其它所产生的力。例如，两个这样的单元可以成直线设置，或四个这样的单元可以按照图18所示的发动机结构来设置。
在此实施例中，往复式套筒(169)包括许多废气出口(187)，当这些出口移走了第一活塞(189)后，其允许废气从燃烧室(171)排出。排出的废气被收集在环形室(191)内然后通过废气管(193)排出发动机。废气管(193)与往复式套筒往复运动，并穿过在一对发动机架(195)上的清除孔。废气管(193)还可在固定式套筒(183)内的清除槽(197)中运行。
变化
虽然此实施例中的发动机使用的是柴油燃料，但可以使用其它燃料，如烃燃料或氢燃料，以及如果要求的话，点火塞可以加到第一活塞冠上以进行点火。
此实施例描述了具有往复式单套筒或双套筒的发动机，但是很明显，任何数目的套筒和活塞组件可以被加入单发动机组件中，以满足功率或平衡要求。
定义
贯穿说明书中，词汇“包括”以及此词汇的变体，如“包括有”“包括着”并不意味着排除其它添加物、部件、整体或步骤。
优势
因此可以看出，本发明的至少一个优选形式提供了一种以两冲程循环运转的往复式发动机，但其并不需要使油料与燃料混合来润滑发动机。
而且，往复式发动机相比传统的两冲程发动机提高了进气能力，并实现了更有效地清除废气。
此外，通过一端或两端具有弯曲导轨的输出套筒的使用，将往复运动转化为旋转运动的方法，为在作功行程过程中获取能量允许了更大的灵活性。即，弯曲导轨能被优化以使作功行程过程中套筒所产生的力能够最有效地转化为旋转运动。往复运动向旋转运动的转化不再受到曲轴环形运动的机械联接的限制。

Claims (19)

1.一种往复式发动机，包括：
一对基本同心对准的被一套筒分隔开的彼此相对的固定式的活塞，所述套筒用于在所述活塞周围做往复运动，往复运动的套筒界定两个腔，每一个腔可操作地连接到所述活塞中的一个以界定一室，第一室是预充气室且具有至少一个进气口，以及第二室是燃烧室且具有至少一个出口，所述第一室和所述第二室被转换阀分隔开，且其中所述转换阀受压力操控。
2.根据权利要求1所述的往复式发动机，其中所述转换阀被构建成当所述预充气室内的压力超过所述燃烧室内的压力时打开。
3.根据权利要求1或2中所述的往复式发动机，其中所述转换阀由偏置装置向闭合配置偏置。
4.根据权利要求3所述的往复式发动机，其中所述偏置装置包括弹簧。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的往复式发动机，其中所述发动机被构建成使用两冲程循环运转。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的往复式发动机，其中用于所述预充气室的所述进气口设置一压控阀。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的往复式发动机，其中用于所述燃烧室的所述出口包括所述往复运动的套筒内的一口，所述口的大小和位置被设置成使在所述往复运动的套筒的至少部分移动过程中，所述口能被活塞闭合。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的往复式发动机，其中所述预充气室具有的直径大于所述燃烧室。
9.一种往复式发动机，包括：
两对基本同心对准的彼此相对的固定式的活塞，每一对相对的活塞被一套筒分隔开，所述套筒用于在所述活塞周围做往复运动，每一个往复运动的套筒界定两个腔，每一个腔可操作地连接到所述活塞中的一个以界定一室，每一对的第一室是预充气室且具有至少一个进气口，以及每一对的第二室是燃烧室且具有至少一个出口，每一对的所述第一室和所述第二室被转换阀分隔开，且其中每一个转换阀受压力操控。
10.根据权利要求9所述的往复式发动机，其中每一个转换阀被构建成当与其相关联的预充气室内的压力超过与其相关联的燃烧室内的压力时打开。
11.根据权利要求9或10中所述的往复式发动机，其中每一个转换阀由偏置装置向闭合配置偏置。
12.根据权利要求11所述的往复式发动机，其中每一个偏置装置包括弹簧。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的往复式发动机，其中所述发动机被构建，以使在所述发动机使用时，各往复运动的套筒以彼此与另一个相反的方向操作。
14.根据权利要求9至13中的任一项所述的往复式发动机，其中所述发动机被构建成使用两冲程循环运转。
15.根据权利要求9至14中的任一项所述的往复式发动机，其中用于每一个预充气室的每一个进气口设置一压控阀。
16.根据权利要求9至15中的任一项所述的往复式发动机，其中用于每一个燃烧室的所述出口包括与其相关联的往复运动的套筒内的一口，所述口的大小和位置被设置成使在每一个往复运动的套筒的至少部分移动过程中，所述口能被活塞闭合。
17.根据权利要求9至16中的任一项所述的往复式发动机，其中每一个预充气室具有的直径大于与其相关联的燃烧室。
18.一种车辆或动力构件，其加入了基本如权利要求1至8中的任一项权利要求所述的往复式发动机。
19.一种车辆或动力构件，其加入了基本如权利要求9至17中的任一项权利要求所述的往复式发动机。
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