CN102165165A - 双腔汽缸内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善的燃气发电引擎。所述改善引擎包括使用具有穿过气缸底部密封区延伸的固定活塞臂。在提出的四冲程引擎中，下腔用作上腔气缸引擎的增压器。在提出的二冲程引擎中，下腔用作压缩腔，并且压缩气体到达上腔。活塞臂运行在驱动从动轴的椭圆形轴上。移动空气以进出活塞排放空气的阀由位于椭圆形轴上的凸轮提升。在活塞处于冲程底部时，唯一的油注射器使得油在油环之间通过。

Description

双腔汽缸内燃机
相关申请的交叉引用
不适用
关于联邦政府资助的研究或开发的声明
不适应
公共调查协定的组织名称
不适应
递交在压缩磁盘上的材料引置条款
背景技术
技术领域
本发明涉及内燃机的改进，尤其涉及一种每个汽缸被活塞分为两个腔的内燃机，其中上腔用于燃烧，下腔用于抽吸空气和初级压缩。
当本发明的内燃机用作二冲程引擎时，其引擎的大小可以最高降低为现有的四冲程引擎的50％。
当本发明的内燃机用作四冲程引擎时，其引擎的大小与现有的四冲程引擎相当，但是位于活塞下的腔将作为增压器以提高效率。
以下是包括37CRF1.97及1.98中披露的信息在内的相关现有技术的描述：
大量专利公开了活塞驱动式引擎。多数引擎采用在汽缸中上下移动的活塞。活塞连接在曲轴上，并且装枢轴于连接在活塞连接杆上的活塞销。活塞杆的从一侧至另一侧的运动消除了位于活塞下的密封面的可能性。具有相对于活塞保持在固定方向上的活塞杆的引擎设计允许活塞下存在密封区域，并且此区域可以作为泵以增加被推入至活塞顶部的空气量，从而涡轮增压汽缸内的空气量，而不需要运用从引擎的排气管或从动轴驱动的传统的涡轮增压器。一些产品和专利已经公布了关于活塞以固定方向存在的活塞杆的应用。在此将涉及这些产品的实施例进行如下披露。
由于活塞的运动时位于其下的活塞推动空气产生的气动阻力，造成大量能量损耗。在现有的引擎中，由于气动阻力仅使用活塞顶部能量造成浪费。但在双腔汽缸中不存在气动阻力。
Kilbrun I.Porter于1971年6月15日公开的美国专利3,584,610披露了具有一对直径方向对置汽缸的星形内燃机。尽管其活塞杆位于相对活塞固定的方向上，但是位于活塞之下的体积不是用于将空气泵入引擎的抽吸冲程。
Glen F.Chatfield于1984年7月17日公开的美国专利4,459,945披露了一种凸轮控制的往复式活塞装置。一个或者相对的两个或者四个活塞从取代曲柄梢和连接杆的专门凸轮或者轭运转。尽管该专利披露了固定于活塞的活塞杆，但是也未公开利用每个活塞之下的区域将空气泵入引擎的抽吸冲程。
Egidio Allais于1984年11月6日公开的美国专利4,480,599披露了一种具有可独立操作的凸轮的无活塞式引擎。活塞在凸轮的对立边上运动以平衡活塞的运动。凸轮上的从动件使活塞在汽缸内运动。活塞与连接杆的往复运动通过移动磁铁穿过线圈，从而在反向的旋转运动中产生电。活塞之下的空气运动同样地未利用在抽吸冲程中将空气推进汽缸。
Luciano Fantuzzi于2005年12月20日公开的美国专利4,480,599和于2001年8月30日公布的申请号为US2001/0017122的专利申请分别披露了往复运动式内燃机。活塞安装在活塞杆上，活塞杆在连接于从动轴的导向凸轮上运动。这些发明利用活塞引导往复运动，从而在汽缸壁上产生压力。双腔设计则利用活塞壁和下腔底部的导向管在往复运动中引导活塞。以上两项专利文件均未披露利用下腔作为增压器。
需要一种引擎，其活塞的下侧用于压缩空气以及作为上腔汽缸的增压器。本发明披露和提供了该解决方案。
发明内容
双腔汽缸引擎的目的在于使用活塞的下侧作为引擎或者其它用途的增压器或者压缩器。
双腔汽缸引擎的目的在于利用汽缸底部的导向管和椭圆形轴将往复直线运动转换为旋转运动。
双腔汽缸引擎的目的在于利用上腔作为四冲程引擎，以及利用下腔作为压缩器或者增压器。
双腔汽缸引擎的目的在于通过利用上腔进行燃烧/排气以及利用汽缸下部进行进气/压缩，以实现分离周期引擎或者二冲程引擎。这种设计能够导致引擎大小降低高达50％。
双腔汽缸引擎的目的在于消除由于活塞摆动以及活塞被活塞杆从一侧向另一侧推拉而产生的摩擦。由于活塞在汽缸内成直线地被推拉，因而消除了侧向旋转和摩擦，故消除面面力。
双腔汽缸引擎的目的在于消除来自活塞之下的空气动力和气动阻力。
双腔汽缸引擎的目的在于将腔之下的区域作为用于活塞之上的区域的减震器，从而使之成为引擎消声器。
双腔汽缸引擎的目的在于由于其更轻的重量和更高效率而用作飞机引擎。
双腔汽缸引擎的目的在于消除机轴、凸轮轴、凸轮链轮、同步齿型带、同步齿型带张紧轮和外部增压器或涡轮增压器。这些可识别配件的消除可以减少空间、重量、成本和能量损耗。
双腔汽缸引擎的目的在于相对于现有的四冲程引擎节省双腔的能量，这是由于该双腔汽缸引擎重量更轻、摩擦力更小、活塞内没有侧面力、更少的部件以及当活塞在汽缸内运动时没有来自活塞之下的气动阻力。
双腔汽缸引擎/压缩机的又一个目的在于通过使用马达转动椭圆形轴，来利用引擎/压缩机作为用于其它功能的泵、压缩机，。
本发明的各目的、特征、方面和优点将在以下结合带有数字表示和元件的附图的本发明实施例的详细描述中变得明显。
附图说明
图1为本发明第一优选实施例的类型I和类型II的双腔汽缸的进气阶段的剖面图；
图2为本发明第一优选实施例的类型I和类型II的双腔汽缸的排气阶段的剖面图；
图3为类型III的单腔汽缸剖面图；
图4为类型IV双腔汽缸压缩机的剖面图；
图5为二汽缸/二冲程引擎的操作结构图；
图6为具有汽缸增压器的二汽缸、二冲程引擎的结构图；
图7为用于具有活塞阀的二冲程引擎的双腔汽缸；
图8为用于二冲程引擎的活塞阀的放大图；
图9为用于二冲程引擎的排气阀的凸轮波瓣；
图10为具有四周期引擎和四冲程引擎的四汽缸的结构图；
图11为具有空气存储罐的四周期引擎的四汽缸的结构图；
图12为四冲程引擎的排气阀的凸轮波瓣；
图13为本发明第一优选实施例的连接于椭圆形轴的活塞杆；
图14为用于类型I和类型II引擎的活塞杆、椭圆形轴和排气阀的凸轮波瓣的截面图；
图15为用于类型III引擎的活塞杆、椭圆形轴、气阀的凸轮波瓣和排气阀的凸轮波瓣的截面图；
图16为本发明第二优选实施例的连接于椭圆形轴的活塞杆；
图17为用于类型I和类型II引擎的活塞杆、椭圆形轴和排气阀的凸轮波瓣的截面图；
图18为用于类型III引擎的活塞杆、椭圆形轴、气阀的凸轮波瓣和排气阀的凸轮波瓣的截面图；
图19为在典型的四冲程引擎中不同引擎速度所对应的能耗图表；
图20为采用类似燃料注射器的注射器的油注射系统的剖面图；
图21为采用在打开位置具有随动阀的注射器的油注射系统的剖面图；
图22为采用在关闭位置具有随动阀的注射器的油注射系统的剖面图；
图23为在一个椭圆形轴上具有八个汽缸的引擎的简化截面图。
具体实施方式
引擎/压缩机可以是四种类型之一。类型I是二冲程引擎，类型II是具有增压器的四冲程引擎，类型III是没有增压器的四冲程引擎，类型IV是压缩机汽缸。附图显示了活塞之上和之下的不同空间。这些空间仅用于示意说明，可以基于不同的设计要求而改变。为了给火花塞、空气流通和或燃料注入预留空间，一般而言活塞之上的空间比活塞之下的空间大。
图1和图2为双腔汽缸的一个优选实施例的剖面图。内燃机有一个或多个汽缸30，每个汽缸被活塞40分为上腔和下腔。活塞40通过活塞杆或活塞臂41在汽缸30的内部通过往复直线运动滑动。活塞杆41位于相对于活塞40固定方向的位置，并且通过位于在汽缸末端且采用低摩擦封条的封条42穿过导向管在汽缸内外滑动。汽缸有两种操作类型。类型1有一个腔用于燃烧/排气，第二个腔用于进气/压缩，据此称为分离周期引擎或二冲程引擎。第二种类型使用一个腔用于进气/压缩/燃烧/排气，第二个腔用于进气/压缩，据此称为具有增压器的四周期引擎。
活塞杆41采用低摩擦封条42在汽缸的一端穿过导向管进、出汽缸滑动。活塞在汽缸内部的下止点(bottom dead center，BDC)和上止点(top dead center，TDC)之间作往复直线运动而滑动，器件例如椭圆形轴将活塞的往复直线运动转换为引擎轴的旋转运动。活塞臂41在上止点(BDC)和下止点(TDC)之间的运动距离相当于椭圆形轴的长轴和短轴差值的一半，每个轴系旋转引擎轴90度而非现有引擎中的180度。椭圆形或椭圆形的曲柄100轴有两面壁，其中内壁101将活塞杆推入汽缸，外壁102将活塞杆拉出汽缸。关于所述椭圆形或椭圆形的曲柄轴的更详细的描述和图解参考图13-18。活塞杆或臂41终止于活塞臂导43，活塞臂导43具有面对外壁102设置的两个滚筒以及面对内壁101设置的另一个滚柱轴承45。
顶盖31接近汽缸30的顶部。顶盖31包括向空气流的进口提供燃料的燃料注射器70和在汽缸30中点燃压缩气体/空气混合物的火花塞71。空气从入口部分进入汽缸，其中，空气81通过入口止回阀80进入入口部分。待排放空气91从排放端口排出，其中待排放空气91通过排放阀90从排放端口排出。排放阀90通过排放阀弹簧92在起反作用的排放阀弹簧销钉93上推动以保持关闭。排放阀90具有排放阀提升94，其中通过位于曲柄100上的排气凸轮波瓣95提升排放阀提升94。
活塞40通过一系列压缩环50和油环51封住汽缸30的内部。油经过油管60和油漏61排出活塞。油流过油管60的详细过程请参见图20、21和22。因为油会进入至活塞40的中部，所以在靠近活塞40的外表面附近设置有压缩环50的油管60的两侧均设置有油环50。
图3为根据第一优选实施例的类型III的单腔汽缸剖面图。内燃机有一个或多个被活塞40分为上腔和下腔的汽缸30。活塞40通过活塞杆或活塞臂41在汽缸30的内部通过往复直线运动滑动。活塞杆41位于相对于活塞40固定方向的位置，并且通过位于汽缸末端且采用低摩擦封条的导向管或活塞臂封条42在汽缸内外滑动。这种类型III引擎采用一个腔用于进气/压缩/燃烧/排气，第二个腔为油通道62而打开，故被称为四冲程引擎。
活塞杆41采用低摩擦封条42在汽缸一端穿过导向管在汽缸内外滑动。活塞在汽缸内部的下止点(BDC)和上止点(TDC)之间作往复直线运动而滑动，器件例如椭圆形轴将活塞的往复直线运动转换为引擎轴的旋转运动。活塞臂41在下止点(BDC)和上止点？(TDC)之间的运动距离相当于椭圆形轴的长轴和短轴差值的一半，每个轴系旋转引擎轴90度而非现有引擎中的180度。椭圆形的曲柄100轴有两面壁，其中内壁101将活塞杆推入汽缸，外壁102将活塞杆拉出汽缸。关于所述椭圆形的曲柄轴的更详细的描述和图解参考图13-18。活塞杆或臂41终止于具有两个滚柱轴承44的活塞臂导43。其中一个滚柱轴承面对外壁102设置，第二个滚柱轴承面对内壁101设置。
顶盖31接近汽缸30的顶部。顶盖31包括向空气流的进口提供燃料的燃料注射器70和在汽缸30中点燃压缩气体/空气混合物的火花塞71。空气从入口部分进入汽缸，其中，空气81通过入口阀80进入。空气从入口阀80进入。入口阀通过入口阀弹簧82在起反作用的入口阀弹簧销钉83上推动以保持关闭。入口阀80有一个通过位于曲柄100上的进气凸轮波瓣85提升的入口阀提升84。待排放空气91从排放端口排出，即待排放空气91通过排放阀90排出。排放阀90通过排放阀弹簧92在起反作用的排放阀弹簧销钉93上推动以保持关闭。排放阀90有一个通过位于曲柄100上的排气凸轮波瓣95提升的排放阀提升94。
图4为优选实施例的双腔汽缸剖面图。内燃机有一个或多个空气泵汽缸33，其中每个汽缸33被活塞40分为上腔和下腔。活塞40通过活塞杆或活塞臂41在汽缸30的内部通过往复直线运动滑动。活塞杆41位于相对于活塞40固定方向的位置，并且通过位于汽缸末端且采用低摩擦封条的导向管或活塞臂封条42在汽缸内外滑动。这种类型采用两个腔用于进气/压缩，因此被称为压缩机或类型IV。
活塞杆41采用低摩擦封条42在汽缸一端穿过导向管在汽缸内外滑动。活塞在汽缸内部的下止点(BDC)和上止点(TDC)之间作往复直线运动而滑动，器件例如椭圆形轴将活塞的往复直线运动转换为鞣引擎轴的旋转运动。活塞臂41在下止点(BDC)和上止点(TDC)之间的运动距离相当于椭圆形轴的长轴和短轴差值的一半，每个轴系旋转引擎轴90度而非现有引擎中的180度。椭圆形或椭圆形的曲柄100轴有两面壁，其中内壁101将活塞杆推入汽缸，外壁102将活塞杆拉出汽缸。关于所述椭圆形的曲柄轴的更详细的描述和图解参考图13-18。活塞杆或臂41终止于具有两个滚柱轴承44的活塞臂导43。其中一个滚柱轴承面对外壁102设置，第二个滚柱轴承面对内壁101设置。汽缸33的每个腔具有一个空气入口止回阀86和一个压缩空气出口止回阀96。
二冲程引擎/分离周期引擎
图5为将二个汽缸用作四汽缸引擎的结构图。这是通过利用第一个汽缸的向下冲程产生用于引擎的能量，同时压缩下腔的空气为第二个汽缸所利用来实现。第二个汽缸的向下冲程为引擎产生能量，并且为第一个汽缸压缩空气。这些汽缸的配件与图1所示的配件相同或相似。空气阀110如图8所示，凸轮波瓣具有排气波瓣133。
燃料注射器70和火花塞71位于汽缸的顶部或顶盖。在活塞40上冲程上，空气120通过单向止回阀122进入汽缸30的内部。当活塞40向下运动时，汽缸内的空气被压缩并穿过活塞促动阀110和增压空气管线121中的单向止回阀123，增压空气管线121将压缩空气通过单向止回阀86推入活塞顶部，并在此处与来自燃料注射器70的注入燃料混合以及通过火化塞71引爆。紧接着，活塞40在膨胀的气体作用下向下驱动。然后活塞40向上运动并通过阀门96将燃烧的废气排出排气口91。
图6在图5的基础上对系统增加一个作为增压器的压缩汽缸，除此之外，图6所示的部件和功能与图5相同。压缩机33推动增压空气穿过管线126然后穿过活塞阀110至汽缸32。从图6可知，空气泵汽缸33的两个冲程均是从外面通过单向阀86吸入空气至空气管线81。增压空气管线126中的空气也通过工作汽缸32的向下的冲程增压。
图7中的引擎装有燃料注射器70和火花塞71。汽缸30有装有单向吸入止回阀86和排气阀96的增压空气管线126，其中，燃烧的废气从排气口91的排气阀96排出。当活塞在汽缸30中向上运动时，在汽缸的下部空气通过单向阀122进入活塞40的下面120。活塞40下面空气在活塞40向下运动时被压缩，只有当活塞40的下侧挤压活塞促动阀110的柄111时，空气才会从汽缸30的底部逸出。
图8显示了制动活塞115，用于阻断来自管线126和同一个汽缸的压缩空气以及制动出口管线121。活塞具有通风口112用于平衡制动活塞115的上部分和下部分的压强。活塞通过弹簧113保持在关闭位置。当活塞汽缸40的下侧于柄111上克服弹簧阻力下推时，制动活塞115被下推，因此允许来自管线126和来自汽缸底部的气流经过管线121到其它汽缸。弹簧113和制动活塞115安装在密封有增压空气线121和增压线126的壳体114内。
图9所示为二冲程引擎的左排气阀的凸轮波瓣133。
四冲程引擎
图10所示为四汽缸-四周期引擎的结构图。图11所示为具有存储罐的四汽缸-四周期引擎的结构图。这些汽缸部件与前述的汽缸30类似，连接有固定活塞臂的内部活塞40通过轴承44连接至椭圆形轴130以转动驱动轴131。燃料注射器70和火花塞71位于汽缸的顶部或顶盖。在活塞40的向上的冲程，空气120通过单向阀122进入汽缸30的下面。当活塞40向下运动时，两个汽缸内的空气被压缩并穿过单向止回阀123，其中，增压空气管线121将压缩空气通过止回阀125推入活塞顶部，并在此处与来自燃料注射器70的注入燃料混合以及通过火化塞71引爆。紧接着，活塞40在膨胀的气体作用下向下驱动。然后活塞40向上运动并通过阀门96将燃烧的废气排出排气口91。在图11中，存贮罐124用于存贮来自活塞向下冲程的高压空气。一个可替换的构造是，在向上和向下的冲程中，活塞下面的空气可以穿过活塞内的单向阀到达活塞顶部。这些汽缸的部件与图1和图2所示及描述的部件相同或类似。
图12所示为四冲程引擎的排放阀提升的凸轮波瓣133。
图13为第一优选实施例的连接有椭圆形轴130的活塞杆41。图14为活塞杆和带有排气提升阀94的凸轮波瓣133的椭圆形轴的截面图。图15为活塞杆43和带有作为进气阀的两个凸轮波瓣132的椭圆形轴130。凸轮波瓣133用于操作排气阀。活塞杆41由三个轴承44和45支撑。轴承45轧在内壁101上，轴承44轧在外壁102上。轴承45称为推轴承，轴承44称为拉轴承。
图16为第二优选实施例的连接有椭圆形轴130的活塞杆41。图17为活塞杆和带有排气提升阀94的凸轮波瓣133的椭圆形轴的截面图。图18为活塞杆43和带有作为进气阀的两个凸轮波瓣132的椭圆形轴130。凸轮波瓣133用于操作排气阀。活塞杆41由四个轴承46和47支撑。轴承47轧在内壁101上，轴承46轧在外壁102上。上轴承46称为推轴承，下轴承47称为拉轴承。
图19为在典型的四冲程引擎中不同引擎速度所对应的能耗图表。该图显示了引擎速度为1500到大约4000rpm时的曲柄轴摩擦、活塞和连接杆摩擦油泵、活塞环摩擦、阀齿轮功率和泵功率。在已披露的设计中，因为阀随着位于同一个曲柄轴的轴上的波瓣运动，故阀凸轮的驱动机制被消除了。来自活塞臂上的活塞的角旋转以及汽缸壁上的活塞侧面拖拉也消除了。活塞之下的气动阻力也被消除了(图中未示出)。
图20-22所示为油注射系统的剖面图。约三分之二的引擎摩擦发生在活塞和环中，其中所述摩擦的三分之二是汽缸环的摩擦。由于在本发明所提出设计中没有侧力，故所有由于侧到侧间力而产生的摩擦均可消除，因此有三种可选的润滑(方法)。在优选实施例一中，通过类似如图20所示的将燃料注射至汽缸内的方法注入油。在优选实施例二中，通过如图21和22所示的油阀注入油。
图20为第一优选实施例的采用类似燃料注射器的注射器的油注射系统的剖面图。在该图中，当活塞40在冲程的底部或附近时，油注射器147将油注入到油管60。
图21-22所示为第二优选实施例的利用油阀144将油压入位于两个油环51之间的活塞环，当活塞40到达汽缸30的底部时，油阀144注入或者泵入油，油被导入至活塞40然后流入油管60或者流入活塞杆41。通过油通道61将油排出，然后经过滚筒并进入油池泵。活塞有两个压缩环50、两个油环51、一个油通道61和油管60。
从图21和22的详细描述可知，当活塞40达到冲程的底部附近时，活塞40的底部将接触柄140，柄140通过臂142连接到枢轴141上。所述臂举起146及阀144，从而将其中的油通过注射器143注入经过汽缸壁30进入油管60。弹簧145保持注射器143在关闭状态，直至活塞40和油注射器143在冲程的底部充分对准。
第三个可选的润滑方法是采用通常用于二冲程引擎中的燃料和油的混合物。
图23为在椭圆形轴上具有八个汽缸的引擎的简化截面图。这些汽缸部件与前述的汽缸30类似，连接有固定活塞臂的内部活塞40通过轴承44连接至椭圆形轴130以转动驱动轴131。燃料注射器70和火花塞71位于汽缸的顶部或顶盖。每个活塞40有活塞壁41，活塞壁41通过轴承连接在椭圆形轴130上以转动驱动轴131。基于需要、需求或用途，汽缸可以从引擎汽缸和压缩汽缸中选择不同类型的混合汽缸。
因此，在此公开了双腔汽缸引擎的具体实施例。但是本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的情况下对这些实施例进行各种修改，应该是显而易见的。因此，本发明的精神由所附权利要求及其等同限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
修改的权利要求
(国际局于2009年1月19日(19.01.09)接受)
1.一种双腔汽缸引擎/压缩机包括：
具有第一个圆柱形腔和至少第二个圆柱形腔的壳体，每个所述圆柱形腔具有活塞，所述活塞将每个所述圆柱形腔分为上腔和下腔；
至少一个顶盖位于所述上圆柱形腔的顶部，以封闭所述圆柱形腔；
每个活塞具有从每个活塞底部垂直延伸的活塞杆；
位于每个所述汽缸底部的低摩擦封条，允许所述活塞杆密封的强制直线运动；
所述分开的活塞杆紧固到椭圆形轴上，以将往复直线运动转换为旋转运动；
位于每个所述圆柱形腔的下腔上的入口和入口止回阀，当所述活塞在上冲程时，用于引入空气至所述下腔；
位于所述圆柱形腔的下腔上的出口和出口止回阀，当所述活塞在下冲程时，通过所述出口和出口止回阀将压缩空气推出；
来自第一下腔的所述压缩空气转移至同一腔的第一上腔和或分开的圆柱形腔，和
其中所述压缩空气用于对所述引擎增压。
2.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括排气阀，所述排气阀通过位于从动轴上的排气凸轮操作。
3.如权利要求2所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述排气凸轮可以操作多于一个的排气阀。
4.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括空气存贮罐，用于存储来自所述上腔或所述下腔的压缩空气。
6.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括位于所述顶盖中的火花塞和燃料注射器。
7.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括供油系统，以将油注入至活塞环之间的所述活塞周围。
8.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括至少一个位于所述顶盖的进气止回阀。
9.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括进气阀，所述进气阀通过位于从动轴上的进气凸轮操作。
10.如权利要求9所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述进气凸轮可以操作多于一个的进气阀。
12.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括位于所述上腔上的第二入口和第二入口止回阀，当活塞在下冲程时，用于引入空气至所述上腔，位于所述上腔上的第二出口和第二出口止回阀，当所述活塞在上冲程时，通过所述第二出口和第二出口止回阀将压缩空气推出，并且将所述压缩空气转移至分开的圆柱形腔的上腔或者空气存储罐。
14.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，用于二周期引擎，进一步包括由弹簧保持关闭的活塞阀，所述弹簧通过操作所述至少一个活塞筒的至少一个的所述下腔的下侧面来直接按压阀柄，以直接打开所述活塞阀，使压缩空气从所述至少一个活塞的所述下腔流入增压空气管线，以用于另一个汽缸的上腔，所述活塞阀包括平衡所述活塞阀上部和下部压强的通风口。
15.如权利要求12所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述引擎/压缩机用于作为空气或液体的压缩机。
16.一种单腔汽缸引擎包括：
具有第一个圆柱形腔的壳体，所述第一个圆柱形腔用于至少一个活塞；
至少一个顶盖位于所述至少一个圆柱形腔的顶部，以封闭所述至少一个圆柱形腔的顶部；
所述至少一个活塞具有从所述至少一个活塞底部垂直延伸的活塞杆；
位于所述第一圆柱形腔底部的低摩擦封条，允许所述活塞杆的密封的强制直线运动；
所述活塞杆紧固到椭圆形轴上，以将往复直线运动转换为旋转运动；
通过位于从动轴上的排气凸轮进行操作的排气阀，和
通过位于从动轴上的进气凸轮操作的进气阀。
17.如权利要求16所述的单腔汽缸引擎，其中，所述排气凸轮可以操作多于一个的排气阀。
18.如权利要求16所述的单腔汽缸引擎，其中，所述进气凸轮可以操作多于一个的进气阀。
20.如权利要求16所述的单腔汽缸引擎，进一步包括位于所述顶盖中的火花塞和燃料注射器。
21.一种可操作引擎的椭圆形轴设备，包括：
包含至少一个汽缸和至少一个活塞的内燃机；
所述至少一个活塞具有从所述至少一个活塞底部垂直延伸的以及延伸穿过所述至少一个汽缸底部的低摩擦封条的活塞杆；
所述活塞通过在所述至少一个汽缸内部作往复直线运动而滑动；
所述分开的活塞杆紧固到椭圆形的或者相似构造的轴上，以将往复直线运动转换为在下止点位置和上止点位置之间的旋转运动；
所述活塞紧固到椭圆形轴上，以将往复直线运动转换为引擎轴的旋转运动；
上止点和下止点之间的距离相当于所述椭圆形轴的长轴和短轴距离的一半，每个活塞冲程将所述内燃机旋转90度；
所述椭圆形的或者相似构造的轴具有内壁和外壁，所述内壁将所述至少一个活塞推入所述至少一个汽缸，所述外壁将所述至少一个活塞拉出所述至少一个汽缸，
所述椭圆形轴进一步包括操作排气阀的凸轮和操作进气阀的凸轮，和
所述至少一个活塞具有轴承，所述轴承将所述至少一个活塞杆接合于所述椭圆形轴上。
22.如权利要求21所述的椭圆形轴设备，其中所述进气凸轮和排气凸轮分别操作多达八个阀。

Claims (21)

1.一种双腔汽缸引擎/压缩机包括：
具有第一个圆柱形腔和至少第二个圆柱形腔的壳体，每个所述圆柱形腔具有活塞，所述活塞将每个所述圆柱形腔分为上腔和下腔；
至少一个顶盖位于所述上圆柱形腔的顶部，以封闭所述圆柱形腔；
每个活塞具有从每个活塞底部垂直延伸的活塞杆；
位于每个所述汽缸底部的低摩擦封条，允许所述活塞杆密封的强制直线运动；
所述分开的活塞杆紧固到椭圆形轴上，以将往复直线运动转换为旋转运动；
位于每个所述圆柱形腔的下腔上的入口和入口止回阀，当所述活塞在上冲程时，用于引入空气至所述下腔；
位于所述圆柱形腔的下腔上的出口和出口止回阀，当所述活塞在下冲程时，通过所述出口和出口止回阀将压缩空气推出；
来自第一下腔的所述压缩空气转移至同一腔的第一上腔和或分开的圆柱形腔。
2.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括排气阀，所述排气阀通过位于从动轴上的排气凸轮操作。
3.如权利要求2所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述排气凸轮可以操作多于一个的排气阀。
4.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括空气存贮罐，用于存储来自所述上腔或所述下腔的压缩空气。
5.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括位于所述顶盖的燃料注射器。
6.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括位于所述顶盖中的火花塞。
7.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括供油机构，以将油注入至活塞环之间的所述活塞周围。
8.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括至少一个位于所述顶盖中的进气止回阀。
9.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括进气阀，所述进气阀通过位于从动轴上的进气凸轮操作。
10.如权利要求9所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述进气凸轮可以操作多于一个的进气阀。
11.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述压缩空气用于对所述引擎增压。
12.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括位于所述上腔上的第二入口和第二入口止回阀，当活塞在下冲程时，用于引入空气至所述上腔，位于所述上腔上的第二出口和第二出口止回阀，当所述活塞在上冲程时，通过所述第二出口和第二出口止回阀将压缩空气推出，并且将所述压缩空气转移至分开的圆柱形腔的上腔或者空气存储罐。
13.如权利要求12所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述压缩空气用于对所述引擎增压。
14.如权利要求1所述的双腔汽缸引擎/压缩机，进一步包括由弹簧保持关闭的活塞阀，所述弹簧通过操作所述至少一个活塞腔的至少一个的所述下腔的下侧面来按压柄，以打开所述活塞阀，使压缩空气从所述至少一个活塞的所述下腔流入增压空气管线，以用于另一个汽缸的上腔，所述活塞阀包括平衡所述活塞阀上部和下部压强的通风口。
15.如权利要求12所述的双腔汽缸引擎/压缩机，其中，所述引擎/压缩机用于作为空气或液体的压缩机或泵，以给所述椭圆形轴提供另一个能量源。
16.一种单腔汽缸引擎包括：
具有第一个圆柱形腔的壳体，所述第一个圆柱形腔用于至少一个活塞；
至少一个顶盖位于所述至少一个圆柱形腔的顶部，以封闭所述至少一个圆柱形腔的顶部；
所述至少一个活塞具有从所述至少一个活塞底部垂直延伸的活塞杆；
位于所述第一圆柱形腔底部的低摩擦封条，允许所述活塞杆的密封的强制直线运动；
所述分开的活塞杆紧固到椭圆形轴上，以将往复直线运动转换为旋转运动；
通过位于从动轴上的排气凸轮进行操作的排气阀，和
通过位于从动轴上的进气凸轮操作的进气阀。
17.如权利要求16所述的单腔汽缸引擎，其中，所述排气凸轮可以操作多于一个的排气阀。
18.如权利要求16所述的单腔汽缸引擎，其中，所述进气凸轮可以操作多于一个的进气阀。
19.如权利要求16所述的单腔汽缸引擎，进一步包括位于所述顶盖的燃料注射器。
20.如权利要求16所述的单腔汽缸引擎，进一步包括位于所述顶盖中的火花塞。
21.一种可操作引擎的椭圆形轴，包括：
包含至少一个汽缸和至少一个活塞的内燃机；
所述至少一个活塞具有从所述至少一个活塞底部垂直延伸的以及延伸穿过所述至少一个汽缸底部的低摩擦封条的活塞杆；
所述活塞通过在所述至少一个汽缸内部作往复直线运动而滑动；
所述分开的活塞杆紧固到椭圆形的或者相似构造的轴上，以将往复直线运动转换为在下止点位置和上止点位置之间的旋转运动；
所述活塞紧固到椭圆形轴上，以将往复直线运动转换为引擎轴的旋转运动；
上止点和下止点之间的距离相当于所述椭圆形轴的长轴和短轴距离的一半，每个活塞冲程将所述内燃机旋转90度；
所述椭圆形轴具有内壁和外壁，所述内壁将所述至少一个活塞推入所述至少一个汽缸，所述外壁将所述至少一个活塞拉出所述至少一个汽缸，和
所述至少一个活塞具有轴承，所述轴承将所述至少一个活塞杆接合于所述椭圆形轴上。
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