CN102325977B - 多汽缸对置活塞发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种整合的多汽缸对置发动机构造，该多汽缸对置发动机构造包括单一的支撑结构，汽缸套可移除地安装并密封到该支撑结构，曲轴可旋转地支撑在该支撑结构上。该单一的支撑结构包括冷却歧管，其将流体冷却剂提供到汽缸套。附接于支撑结构的排气和进气歧管为汽缸套中各自的通道服务。发动机构造也可包括在具有柔性裙部的被冷却活塞的构造中的一些改进，和具有密封结构的汽缸的构造中的一些改进，该密封结构安装在排气口和进气口的外侧，从而控制通孔和活塞之间的汽缸空隙中的润滑剂。

Description

多汽缸对置活塞发动机
优先权
本专利申请要求了下列美国临时专利申请的优先权：
2009年2月20日提交的US 61/208136；
2009年3月11日提交的US 61/209908；
2009年3月11日提交的US 61/209911；和
2009年3月11日提交的US 61/209912。
相关申请
本申请含有的主题涉及下列专利申请的主题：
2004年6月10日提交的美国专利申请10/865707，“Two Cycle，Opposed Piston Internal Combustion Engine”，2005年12月15日公开为US/2005/0274332，并在2007年1月2日授权为美国专利7156056；
2005年6月10日提交的PCT申请US2005/020553，“Improved TwoCycle，Opposed Piston Internal Combustion Engine”，2005年12月29日公开为WO/2005/124124；
2005年3月31日提交的美国专利申请11/095250，“OpposedPiston Homogeneous Charge Pilot Ignition Engine”，2006年10月5日公开为US/2006/0219213，并在2007年9月18日授权为美国专利7270108；
2006年3月30日提交的PCT申请US/2006/011886，“OpposedPiston，Homogeneous Charge，Pilot Ignition Engine”，2006年10月5日公开为WO/2006/105390；
2005年4月1日提交的美国专利申请11/097909，“Common RailFuel Injection System With Accumulator Injectors”，2006年10月5日公开为US/2006/0219220，并在2008年2月26日授权为US专利7334570；
2006年3月30日提交的PCT申请US/2006/012353，“CommonRail Fuel Injection System With Accumulator Injectors”，2006年10月12日公开为WO/2006/107892；
2006年3月17日提交的美国专利申请11/378959，“OpposedPiston Engine”，2006年7月20日公开为US/2006/0157003，并在2008年4月22日授权为美国专利7360511；
2007年3月16日提交的PCT申请PCT/US2007/006618，“OpposedPiston Engine”，2007年9月27日公开为WO2007/109122；
2006年8月29日提交的美国专利申请11/512942，“Two Stroke，Opposed-Piston Internal Combustion Engine”，2007年2月22日公开为US/2007/0039572；
2005年06月10日提交的美国专利申请11/629136，“Two-Cycle，Opposed-Piston Internal Combustion Engine”，2007年10月25日公开为US/2007/0245892；
2006年12月20日提交的美国专利申请11/642140，“Two Cycle，Opposed Piston Internal Combustion Engine”；
2007年3月16日提交的美国专利申请11/725014，“Opposed PistonInternal Combustion Engine With Hypocycloidal Drive and GeneratorApparatus”；
2008年3月11日提交的美国专利申请12/075374，“Opposed PistonEngine With Piston Compliance”，2008年7月10日公开为US/2008/0163848；和，
2008年3月12日提交的美国专利申请12/075,557，“InternalCombustion Engine With Provision for Lubricating Pistons”。
技术领域
本领域涉及内燃发动机。更具体地，本领域包括对置活塞发动机。更进一步具体地，本领域包括具有多个汽缸的对置活塞发动机，或多汽缸对置活塞发动机。
背景技术
在对置活塞发动机中，每个汽缸具有两个端部和两个活塞，每个端部设置一个活塞。进气口在汽缸的一个端部(“进气端”)中被机加工或形成，并且排气口在另一个端部(排气端)。对置活塞发动机可能具有一个或更多曲轴和/或其他输出，并且可能使用多种燃料。在典型的对置活塞发动机中，由于活塞的头部向彼此移动，空气-燃料混合物被压缩在活塞的头部之间的汽缸孔中。由于在汽缸中间活塞接近各自的上止点(TDC)位置，由压缩产生的热量引起空气-燃料混合物的燃烧。燃烧产生的气体的膨胀驱动对置活塞分开，朝着各自的下止点(BDC)位置接近端口。活塞的移动运动是分阶段进行的，以便在压缩和动力冲程(power strokes)中控制进气口和排气口的工作。对置活塞发动机的优点包括有效率的扫气、高的热效率和机械效率、简化的构造、和平稳运转。参看《Trans.I.Mar.Eng.》1972年84卷/册中JF Butler等人的《The Doxford Seahorse Engine》。
近来在交叉引用的专利申请中描述的技术设计改善了对置活塞发动机构造与运行的许多方面。例如，新颖的冷却设计集中在在发动机工作期间由发动机动力组件显示的热曲线图(thermal profile)。在这点上，当通过将冷却剂径向对称地应用到活塞头部的背部而冷却对置活塞时，专用的冷却有效地补偿了在发动机工作期间由汽缸展现出的纵向上不对称的热标记图(thermal signature)。汽缸构造通过限制汽缸套长度而被简化，这在发动机工作期间允许活塞大体上退回并且允许其裙部润滑。这个设计减少了焊接并且增加了发动机的功率-重量比。为了减少活塞上的侧力，在活塞内部或上面没有安装联接销(linkage pin)(也称为肘节销(wristpins)和枢轴销(gudgeon pins))。
然而，需要以额外的改进将最近的技术革新整合到多汽缸对置活塞发动机构造中，以便进一步提高功率-重量比、耐用性、适应性和紧凑性，并且从而扩大这种发动机的使用范围。
发明内容
因此，这个说明书中描述的发动机构造包括在整合的多汽缸对置活塞发动机设计中的一些改进，该多汽缸的对置活塞发动机设计包括单一的发动机支撑结构，汽缸套可移除地安装固定并密封到该支撑结构，并且曲轴被可旋转地支撑在该发动机支撑结构上。汽缸套从排气、进气和冷却部件上分离，并且加压空气在单个输入集气部(inputplenum)中被提供到全部汽缸。
对置活塞发动机构造是由具有纵向维度(lengthwise dimension)的细长元件、横向于纵向方向延伸通过该元件的多个通孔、和被支撑在通孔中的汽缸套组成的。汽缸套设置在通孔中，排气端沿着细长元件的一侧延伸出通孔，进气端沿着细长元件的相反侧延伸出通孔。汽缸套的进气端延伸通过细长元件上的细长进气集气室(inlet plenumchamber)，汽缸套的进气口全都位于集气室中。扫气以大体上均匀的压力通过集气室提供到所有进气口，从而在整个发动机工作中确保汽缸套中大体上均匀燃烧和扫气。集气室被完全支撑在细长元件上，以便与汽缸套机械地且热学地分离。该布置实质上减少或去除了发动机结构和汽缸套之间的机械和热应力的传输，否则机械和热应力可以引起发动机工作中汽缸套和设置其中的活塞的不均匀变形。
对置活塞发动机构造是由具有纵向维度的翼梁(spar)和多个横向于纵向维度的通孔组成的。汽缸套被支撑在每个通孔中，一对对置活塞设置在每个汽缸套中。顶部主轴承和底部主轴承在翼梁的顶部和底部上彼此纵向安装并对其，与通孔的各侧面间隔开。第一和第二曲轴以间隔开的平行的关系支撑在顶部和底部主轴承中，其中曲轴的纵轴线(longitudinal axes)处于一个与汽缸套相交并且垂直于其孔的轴线的平面中。第一润滑剂分配廊道在翼梁的顶部大体纵向延伸，具有润滑剂供给通道，该通道延伸通过翼梁到主轴承的顶部。第二润滑剂分配廊道在翼梁的底部大体纵向延伸，其具有冷却剂供给通道和润滑剂供给通道，冷却剂供给通道延伸通过翼梁到通孔和汽缸套之间的冷却剂沟道，润滑剂供给通道延伸通过翼梁到底部主轴承。连接润滑剂泵送源，从而将润滑剂流提供到第一和第二润滑剂分配廊道。
进一步地，这个说明书中描述的发动机构造包括对被冷却的活塞构造的一些改进和对汽缸的构造的改进，其中被冷却的活塞具有柔性裙部和压缩密封件，汽缸具有安装在通孔中的控制结构从而管理汽缸孔和活塞的裙部之间的圆柱形空隙中的润滑剂。
附图说明
图1A是根据该说明书构造的多汽缸对置活塞发动机的透视图。
图1B是横向且垂直于发动机的纵轴线所做的图1A的发动机的透视截面图。
图1C是沿着图1A的发动机的纵轴线所做的图1A的发动机的透视垂直截面图。
图1D是沿着图1A的发动机的纵轴线所做的图1A的发动机的透视水平截面图。
图2A是图1A的发动机的纵向元件或翼梁的透视图，该图是朝向传动支撑机构的第一侧看到的。
图2B是关于图2A的翼梁的一个侧面定位的发动机的元件的分解透视图。
图2C是关于图2A的翼梁的另一个侧面定位的图2B中示出的元件的分解透视图。
图2D是从与图2C相同的视角观察得到的翼梁的视图，图2B和2C中示出的元件组装于其。
图2E是翼梁的部分旋转的截面透视图，元件组装于其。
图2F是沿着翼梁的纵轴线得到的图2A的翼梁的透视垂直截面。
图2G是图2A的翼梁的垂直截面透视图，一些元件组装于其。
图3A是汽缸套的分解透视图，其可能组装到图2A的翼梁。
图3B是图3A的汽缸套的侧面剖视图。
图3C是图2A的翼梁的通孔的侧面剖视图，其容纳汽缸套，例如图3A的汽缸套。
图3D是图2A的翼梁的正视垂直横断面图，图2B和2C的元件组装于其。
图3E是作为对图3A的汽缸套的替换的透视图。
图4是图1A的发动机的透视图，从其一侧移开罩体。
图5A是具有可移动裙部的活塞的侧视剖视图，其可能被容纳在图3A的汽缸套中。
图5B是图5A的活塞的透视分解图，示出活塞的元件。
图5C是图5A的活塞从图5A中的位置旋转90°的侧视截面图。
图5D是透视图，示出根据图5A的多个活塞中的每一个，其通过连杆连接到图1B中所示的两个曲轴。
图6是图1A的发动机的主轴承组件的分解图。
图7A是刷(wiper)的放大的截面图，刷设置在图3A的汽缸套的孔中。图7B是汽缸套的排气侧的侧视剖视图，示出关于在汽缸套中TDC的活塞的刷的位置。图7C是汽缸套的排气侧的侧视截面图，示出关于在汽缸套中BDC的活塞的刷的位置。
图8A是具有元件安装于其的翼梁的第一垂直截面的透视图，该图是朝向传动支撑结构的第二侧看的。
图8B是元件安装于其的翼梁的透视图，该图是朝向传动支撑结构的第一侧看的，其中去掉了某些零件。
图8C是沿着图8A的线C-C得到的翼梁的透视剖视图，元件被安装到该翼梁上。
图9是示出控制自动化的示意图，控制自动化调整并管理润滑剂的供给，润滑剂用于图1A的发动机中的润滑和冷却。
图10是用于在图1A的发动机中使用的空气充气系统的方框图。
具体实施方式
多汽缸的对置活塞发动机的构造得到了描述和说明。尽管发动机构造包括四个汽缸，但是这个构造意图用来说明典型的实施例，并且不应该将本说明书的原理只限制为的四汽缸对置活塞发动机。
图1A是透视图，朝向多汽缸的对置活塞发动机10的第一端部看。发动机包括进气口适配器12和两个曲轴14、16，曲轴14、16的各自相应的端部安装有减震器18、20。沿着发动机10的第一侧31收集发动机排气，并且压缩的进气沿着第二侧32分配。
如图1B和1C所示，发动机10的外壳包括上盖35和下盖36。发动机10通常具有沿着纵轴线AL(图1B)的纵向维度，并且包括细长纵向元件或翼梁50，翼梁50支撑发动机的部件，包括曲轴14、16、输出传动系统40、飞轮41、各种辅助设备(包括燃料泵42)、和汽缸套(也称为“套筒”)70。汽缸套70以有间隔的平行关系并排地设置，通常横向于纵轴线AL取向。两个对置活塞80被支撑以便在每个汽缸套70的孔中朝向和远离彼此往复运动。每个活塞80具有活塞杆82，活塞杆82固定在活塞头部的后表面的一个端部，并且在另一端部联接销84将其连接到连杆100、110。每个活塞由两个连杆100连接或联接到一个曲轴，并由一个连杆110连接或联接到另一个曲轴。连杆100、110被发动机外壳限制在其中做往复移动。曲轴14、16由主轴承60以有间隔的平行关系可旋转地设置，主轴承60沿着翼梁50的相反顶部和底部表面的纵向对齐。由于曲轴14、16以这种方式安装，其纵轴线处于一个平面，该平面与汽缸套70相交并且垂直于汽缸套70的孔的轴线。罩体35和36形成发动机外罩，在发动机外罩中润滑剂由发动机的移动部分射出并溅开。发动机10的底部的集油箱129收集用于再循环的油料到发动机。在该说明书中，曲轴14被认为是上曲轴，而曲轴16被认为是下曲轴。
现在参考图1C。四个汽缸套70支撑在翼梁50中，四个燃料喷射器130也支撑在翼梁50中，每个燃料喷射器130安装在向下有角度的喷射器孔131中，延伸通过翼梁的顶部表面到各自的通孔54。延伸通过每个汽缸套70的侧面的喷射道71容纳有燃料喷射器130的喷嘴。优选地，喷射道71大体上置于汽缸套70的纵向中点，以便当活塞在发动机工作中位于或接近上止点时，在压力下将燃料提供到汽缸套的孔中的燃烧空间。根据图1D，活塞冷却剂歧管150支撑在发动机罩体的内侧上，一个歧管在第一侧31的内部沿着发动机延伸，另一个歧管在第二侧32的内部沿着发动机延伸。每个活塞冷却剂歧管150包括四个活塞冷却剂喷嘴152，每个喷嘴从歧管横向延伸，延伸通过各自联接销84的滑动联轴节(sliding couplings)，从而将冷却剂传递到相关活塞杆82的孔，用于冷却相关活塞80。为了不干扰活塞移动，每个喷嘴152只固定到活塞冷却剂歧管150，并从歧管150延伸，但是喷嘴152不固定到其提供冷却剂的活塞。
图2A中所示，翼梁50是发动机10的主要支撑元件。优选地，翼梁由高强度、重量轻的铝合金铸成。例如管体的某些预先形成的元件可能在铸造期间整合到翼梁结构中，从而提供通道和廊道。一旦铸成，然后翼梁可能被机加工从而填充并完成其基本结构。被铸造和机加工的翼梁优选地包含到支撑汽缸套的通孔、进气集气部、主轴承基座(pedestals)、传动系统支撑结构和各种廊道、通道和孔。
现在参考图2A、2B和2C，翼梁50具有第一和第二侧51和52、纵向维度53和横于纵向方向的通孔54。通孔54以有间隔的平行关系并排设置，其轴在发动机的第一和第二侧之间延伸。进气口适配器12安装到翼梁50，沿着第二侧52与进气集气部56流体连通。进气集气部56由细长沟槽组成，细长沟槽在翼梁50的第二侧52中形成，通孔54的进气端伸入细长沟槽。两组主轴承组件60沿着翼梁50的相反的顶部和底部表面上的纵向维度安装，翼梁50的相反的顶部和底部分别响应于发动机的顶部和底部。每组主轴承60在其各自的表面上彼此纵向对齐。每个主轴承组件具有基座61和可拆卸的外轴承片62，基座61优选地形成作为翼梁铸件的一部分，而可拆卸外轴承件62由螺丝或螺栓附接到每个主轴承基座61。
根据图2B，汽缸套70支撑在翼梁50的每个通孔54中。汽缸套70优选能从通孔中拆除，尽管在一些构造中，其可能压入配合到通孔中。优选地，每个汽缸套70安装在各自的通孔54中，以便密封通孔，以防流体沿着其外表面移动，也以便能从通孔中拆除。每个汽缸套70包括排气端72、进气端74、外部圆周外围表面76和内孔77，其中排气端72具有由开口的圆周环组成的排气口73，进气端74具有也由开口的圆周环组成的进气口75，内孔77具有纵轴线78。汽缸套70设置在通孔54中，排气端72沿着翼梁50的第一侧51延伸出通孔，进气端74沿着翼梁50的第二侧52延伸出通孔54。如图2C最清楚地所示，细长进气罩体57由螺丝或螺栓附接到翼梁50，在进气集气部56上方，从而覆盖并密封进气集气部，并且形成单个集气室，其为所有汽缸进气口75提供正压力下的空气。汽缸套70被设置为其内孔77的纵轴线78彼此平行并且位于与进气集气室相交的共同的平面中。进一步地，进气口75全部置于集气室内部。多个锥形件58形成在进气罩体57内，以便当安装罩体时，所有的锥形件面向进气集气部56。每个进气锥形件58包括穿过进气罩体57的开口58o。每个开口58o具有圆周密封的就位凹槽58g。如图2D中所示，每个汽缸套70的进气端74延伸通过各进气锥形件58的开口58o。每个进气锥形件58包括至少一个叶片58v，并且优选地包括多个叶片58v，多个叶片58v以环形阵列位于集气室中，围绕着延伸通过开口58o的汽缸套的进气口75。每个进气锥形件的叶片58v将加压空气从集气室转向到进气口75的开口。有利地，这个集气部布置代替了现有技术构造，其中多个管道和/或歧管连到发动机组的外侧，从而将空气分别送入到各进气口。代之，这个构造包括整合到翼梁的结构中的单个集气室，从而将加压空气分配到所有进气口。进一步地，集气室中设置的叶片58v引起涡流变为加压空气，通过进气口75进入汽缸套70。
参考图2E，润滑剂分配廊道180和190分别在翼梁50的上部分和下部分大致纵向延伸，或者在通孔54的相对侧面延伸。供给通道在翼梁50中沿着翼梁的顶部从润滑剂分配廊道180延伸到上部主轴承基座61；图2G中示出一个这种供给通道182。如图2E和2G所示，每个润滑剂供给通道182通向各自的上主轴承基座61的圆柱形内表面中的圆周润滑剂供给凹槽64。
参考图2F和2G，润滑剂供给通道，一个标记为192，在翼梁50中从润滑剂分配廊道190沿着发动机的底部向下延伸到下部主轴承基座61。优选地，每个润滑剂供给通道192通向各自的下部主轴承基座61的圆柱形内表面中的圆周润滑剂供给凹槽64。冷却剂供给通道194在翼梁50的下部中延伸，从润滑剂分配廊道190向上上升到通孔54。每个冷却剂供给通道194在直径方向上与燃料喷射器孔131的轴线对齐的位置，通向各自的通孔54的内表面上的圆周冷却剂供给凹槽195。在如下面所讨论的插入汽缸套7后，每个冷却剂供给凹槽195在相关通孔54和汽缸套70的外表面之间形成冷却剂通道。根据图3D，冷却剂排出通道196从每个通孔54向上在翼梁50的上部中延伸。优选地，每个通孔54至少由一个这种排出通道服务，优选地由两个排出通道服务。根据图3C和3D，每个排出通道196在一个端部开口进入各自的通孔54的收集凹槽中，并且在另一个端部(如图2F所示)延伸通过翼梁50的顶部，优选延伸通过翼梁的上表面，翼梁的上表面安装了上部主轴承组件60。
所有汽缸套70可以如图3A和3B所示构成并组装，其中汽缸套70包括套管(liner tube)300，套管300在其端部边沿302、304附近形成有排气口和进气口73、75。圆周凸缘305在套管的外表面上形成，邻接排气口73的内侧边缘，以便排气口73位于凸缘305和排气端72之间。对准凹口306提供于凸缘305中。排气端72由端盖307组成，端盖307通过销308/孔309与边沿304对齐，并且通过螺丝或螺栓连到边沿304。在排气端72，套管300的内孔具有增加的内部直径，形成从排气端72纵向移置到套筒内的凸肩310。端盖307的外部直径在其内部端部311处减少，并且内部端部311的边沿被接纳通过套管的边沿302。当端盖307连到边沿302时，内部端部311位置刚好未达到凸肩310，形成环状刷凹槽312(图3B)，凹槽312中装有并保持环状刷313。参考图3B，凹槽312和刷313位于内孔77中，在套筒的排气端72和排气口73之间。凹槽312和排气口73之间的移置量划限定了环状区域，在发动机工作期间，当活塞在BDC时，环形区域中设置安装到活塞头部的压缩环(如下所述)。在这里描述的构造的一些方面中，纵向油排出凹槽314可能在端盖的孔的内表面上形成。如果提供，该凹槽就优选地从油排出凹槽314延伸到端盖307的外边沿。该进气端74可能是同样地构成，并且环状刷凹槽312和刷313位于汽缸套70的内孔中，在套70的进气口和进气端之间。在一些方面，该排出凹槽可以用排出通道替换，排出通道钻穿端盖到刷凹槽312。在替换的实施例中，端盖孔可能没有排出凹槽或排出通道，如图3E所示。
同样参看图3A，浅的优选平坦的圆周沟槽315在汽缸套70的外表面76的中央部分形成。圆周沟槽315间断或分开，从而提供支撑区域，喷射道71钻穿通过支撑区域。狭窄的圆周中央凹槽317通常在沟槽315的中心形成。纵凹槽318、319在外表面76中形成，从中央凹槽317向端部72和74延伸。凹槽318向排气端72延伸，其长度均匀，以便其端部320在外表面76上圆周对齐。凹槽319向进气端74延伸，其长度均匀，以便其端部321在外表面76上圆周对齐。根据图3A，凹槽318的长度可能大于凹槽319的长度，以便如引用的公开US2007/0245892中所述提供对汽缸套的不对称的冷却，其中汽缸套70的排气侧负担的冷却能力大于进气侧。如图3B所示，拼合环或扁平环327安装到沟槽315和凹槽317并覆盖沟槽315和凹槽317，但是纵凹槽318和319未被覆盖。一系列孔328沿着环327的每个半圆周分布，从各自的缝隙边缘到与环中缝隙329相对的无孔部分330。围绕每个半圆周，孔328的直径从部分330到缝隙329逐渐地增加。
根据图3E，汽缸套70的不对称的冷却构造可能包括汽缸套中纵向钻出的孔，如引用公开US2007/0245892中所教授的。在这点上，多个纵凹槽318的凹槽318a与排气口73的桥73b对齐，并且比其他的凹槽318长。凹槽318e如果达不到凸缘305的话，可以向凸缘305延伸。每个凹槽318e的端部与纵向通道318b之间流体连通，纵向通道318b钻穿排气口桥73b，并且到汽缸套70的排气端72。此外，凹槽318在喷射道71的每个侧面上的端部320可能聚集到一起成为共用凹槽，与纵向通道318b流体连通。每个钻出的纵向通道318b通向端盖307中的孔洞318h。细长凹槽318e和相关纵向孔318b之间的流体连通，可能通过在凹槽318e的端部和孔318b之间的汽缸套上径向钻出的孔来提供。这个构造允许冷却剂流过细长凹槽318e和排气口桥73b，然后流出汽缸套的排气端72。
翼梁50中所有的通孔54可能具有图3C所示的构造。通孔54具有排气端54e和进气端54i、具有冷却剂收集凹槽342和344的内孔表面340、在收集凹槽之间的冷却剂供给凹槽195、在进气端54中的就位凹槽346和在排气端54e中的就位凹槽347。参考图3C和3D，当汽缸套70组装到通孔54时，例如弹性O型环的密封环349位于孔表面340中的凹槽346中。然后，汽缸套70首先插入通过通孔54的进气端74，然后通过排气端54e，凹口306(图3A)与通孔销348对齐，以便使汽缸套70的喷射道71根据在翼梁50中的喷射器孔(不可见)取向。对于如此取向的汽缸套70，直到凸缘305接触并抵靠就位凹槽347的边缘就位，汽缸套70才被推到适当位置。根据图3D，对于在通孔54中如此取向和就位的汽缸套70，冷却剂收集凹槽342与纵凹槽318的端部320对齐，冷却剂供给凹槽195与环327中的孔328对齐，冷却剂收集凹槽344与纵凹槽319的端部321对齐，并且喷射道71与喷射器孔对齐。汽缸套70在翼梁50上固定就位，在其进气端74由进气罩体57固定，并且在其排气端72由排气收集器400固定到通孔54的排气端54e。例如弹性O型环的密封环351位于进气罩体的圆锥开口58o中的凹槽58g中。例如弹性O型环的密封环353位于排气收集器400的凹槽中。
根据图3D，对于在通孔54中如此取向和就位的汽缸套70，密封件349抵靠汽缸套70的外表面就位，在端部321和进气口75之间，形成流体密封，其阻隔流体沿着外表面从端部321进入进气集气室和进气口75的渗漏。密封件351抵靠汽缸套70的外表面就位，在进气端74和进气口75之间，形成流体封闭，以便阻隔流体在任何方向的渗漏。就是说，密封件351阻隔流体润滑剂沿着套筒70的外表面从进气端74进入集气室和进气口75的通道。密封件351也阻隔空气进入进气集气室和从进气集气室出去的渗漏。密封件353抵靠汽缸套70的外表面就位，在排气口73和排气端72之间，形成流体密封，以便阻隔流体在任何方向的渗漏。就是说，密封件353阻隔流体润滑剂沿着汽缸套70的外表面从排气端72进入排气收集器400和排气口75的通道。密封件353也阻隔空气进入排气收集器400和废气从排气收集器400出去的渗漏。凸缘305阻隔流体沿着外表面从端部320进入排气收集器400和排气口73的渗漏。
因此，当汽缸套70被支撑在通孔54中时，其通过当固定了排气收集器400后，保持套筒的凸缘在通孔的排气端的就位凹槽中，汽缸套70被稳定和固定从而防止在翼梁50中运动。汽缸套没有部份与发动机的任何其他部件整体形成。因此，每个汽缸套隔离来自那些方面的热形变和机械形变的引入。在优选的实施例中，汽缸套70可以从发动机移除，这便于修理和维护。进一步地，当汽缸套70位于在通孔中时，汽缸套70相对于在其外表面和其就位的通孔之间的流体通道被密封。在发动机工作期间，当汽缸套70响应于燃烧的热量膨胀时，汽缸套70在通孔54中固定、安全、并密封得更坚固。当然，当优选汽缸套从通孔54可拆卸时，可能存在汽缸套会被过盈装配到通孔中的情况，以便永久地在其中就位。
如图4所示，排气收集器400的排布在翼梁50上沿着第一侧纵向延伸。每个排气收集器400安装到通孔54的排气端54e。如图3C和3D所示，排气收集器与各自汽缸套70的排气口73流体连通。所有排气收集器可如图2B和3D所示构成并组装，其中排气收集器400形成围绕汽缸套70的排气口73的环形线的大体环形腔室(toroidal chamber)401。同样如图4最清楚地所示，每个排气收集器400包括管道403。每个管道403偏离其安装至的汽缸套70的排气端72的垂直中线，其专用于连杆的往复运动。每个管道通向排气管405，通过发动机外壳引入排气歧管(未标出)。根据图3D，每个排气收集器400的环形部分包括内部收集器410和外部收集器420。内部和外部收集器具有大体的圆环面(torus)形状，围绕其外部圆周切成两半，具有变平的前表面和后表面。同样参看图3C，内部收集器410经由在螺纹孔中拧入螺丝或螺栓(参看图2B)固定到通孔54的排气端54e，其有间隔的围绕排气端54e。根据图3C，内部和外部收集器410和420在通过螺纹开口装有螺丝或螺栓在具有螺纹开口的凸缘424相连，从而一起固定这两部分。根据图3D，内部收集器的后表面的内边缘邻接凸缘305的外边缘。外部收集器420其内孔面包括在向汽缸套的排气端环形凹槽425，密封环353就位于其中。
所有的活塞80可如图5A和5B所示构成并组装，其中活塞80包括头部510、裙部520和具有管状构造的活塞杆82。活塞组装到销84。根据图5C，头部510的后部形成有具有螺纹孔的内部和外部环的楔形径向壁511。径向壁的薄的端部汇合于中央圆顶丘512上，其在壁之间向楔形凹口513倾斜。裙部520具有管状形状，在裙部的内表面522上形成有凸缘521，靠近裙部的端部连接头部510。根据图5A，头部510被接纳在裙部520的一个端部上并将其封闭。柔性环523(例如O型环)箍紧头部510的背部的下部嵌入边缘，并且保持在头部的背部形成的圆周隆脊和凸缘521的一侧之间。另一个柔性环524(例如O型环)保持在凸缘的另一侧和安装到头部的背部的定位环525的外边缘之间。可柔性环和凸缘形成环状的、有弹性的可形变接头，连接头部510和裙部520，允许裙部520在头部510上关于活塞杆82轻微地摆动，在中心在杆轴线上的截头锥形件内，并且从凸缘521向活塞裙部的开口端加宽。
根据图5A和5B，活塞杆82包括在其外表面上的凸缘531和532。凸缘531从杆的一端倒退，并且凸缘532从杆的螺纹端部倒退，并且凸缘532的直径比凸缘531小。活塞80的构造进一步包括插入物550，插入物550通过将螺丝或螺栓拧入螺纹孔的内环而附接于头部510的背部，楔形的凹口551与相应的凹口对齐。根据图5C，柔性环524箍紧插入物550的外部周边。活塞杆82延伸通过凸缘532固定到插入物550，活塞杆82的一个端部定中心在插入物的中心开口552和圆周凸缘531中，圆周凸缘531夹在插入物550和杆保持装置560之间。螺丝或螺栓将保持装置560固定到插入物550。保持环525围绕插入物安装在插入物550的背部，并且由螺丝或螺栓固定到头部510，螺丝或螺栓延伸通过插入物并且在头部510的背部安装在螺纹孔的外部环中。参考图5A和5C的侧视剖视图，头部510的背部的楔形空间和插入物550相互对齐，并且以管状的活塞杆82为中心并关于其径向对称。进一步地，如图5A所示，活塞杆82的外端过盈配合到附接至销84的拼合环565的下半部中。如US专利7,360,511中进一步描述的，活塞冷却剂喷嘴152延伸通过销84，并进入管状的活塞杆82的孔。在发动机工作期间，销84沿着活塞冷却剂喷嘴来回滑动，其固定到活塞冷却剂歧管。
同样如图5D最清楚地所示，每个连杆100和110是弯曲梁，该弯曲梁具有由外部周边框架120构成的细长开放工作构造(open workconfiguration)。在连接到销84的每个连杆端部附近提供至少一个支柱121，支柱121在周边框架的相对的长边之间延伸，并且在连接到曲轴的端部附近提供至少一个其他支柱122，支柱122在周边框架的相对的长边之间延伸。在引用的美国专利7360511中描述的方式中，在销84上摆动的三个连杆将每个活塞80连接到曲轴14和16二者。在这点上，单个连杆110将活塞链接到一个曲轴，其中连杆110具有被接纳在销84上并围绕拼合环565的缝隙端部(split end)110e，并且两个连杆100将活塞连接到另一个曲轴，其中连杆100具有在缝隙端部110e各自的外侧上被接纳在销84上的单个端部100e。
参考图5A，可能在头部510的周边的上部分形成一个或更多圆周凹槽515。例如，可能在其中形成两个凹槽，凹槽中安装有一个或更多拼合环、圆环、压缩环516。优选地，两个凹槽的每个中安装一个钢压缩环，其间隙(gap)偏移例如180°。提供压缩密封件，从而密封头部510和汽缸孔之间的狭窄的环形空间，阻止发动机工作期间燃烧气体的通道(也被认为是“漏气”)。优选地，压缩环516是普通钢管环，其公称直径大于汽缸套的内孔，以便抵靠汽缸套的孔安装密封件。
可替换地，低摩擦的压缩密封件可用于代替压缩环。在发动机工作期间，由接近每个活塞冲程的上止点燃烧产生燃烧气体压力对着压缩密封件的内边缘起作用。加压气体进入凹槽或多个凹槽，在凹槽中安装压缩密封件，并且压缩密封件对着密封件的内表面施加向外的力，这促使外边缘与孔接合密封。随着活塞随着燃烧从上止点移开，燃烧压力下降到环境压力，并且压缩密封件放松到凹槽内，以便当其经过进气口或排气口时再次只轻轻地抵靠孔装载密封件。优选地，当以例如大约0.015″圆周间隙压缩进入汽缸时，压缩密封件可能制造为圆形周边。该密封件的机加工的标称外部直径可以例如比套孔的内部直径大大约0.010″，以便确保对端口区域施加轻负载。密封件的厚度可能是例如0.040″，从而保持气体压力施加的力在低水平。两个这种密封件可能安装在单个凹槽中，该凹槽具有0.080″的公称宽度，其间隙分开间隔180°。该密封可能通过机加工背部电镀有氮化物层的钢制造。
每个主轴承60可如图6所示构成并组装，其中主轴承60包括基座61、外部件62、和管状轴承衬套63。当外部件62固定到基座61时，圆周润滑剂供给凹槽64被限定在由主轴承基座61和外部件62形成的圆柱形内表面中。润滑剂供给通道192从润滑剂分配廊道190延伸通过翼梁50，到达主轴承基座中润滑剂供给凹槽64的部分。当在基座61和外部件62之间接纳并保持套管63时，轴承衬套(bearing sleeve)63中的开口65位于凹槽64的上方，与翼梁50的上表面相对。每个主轴承60可旋转地支撑曲轴的主轴颈。尽管未示出，在每个曲轴中钻孔的润滑剂供给通道在主轴颈和邻近的曲柄轴颈之间延伸，并且每个曲柄轴颈包括一个或更多孔，润滑剂从这些孔流到流体动力(hydro-dynamically)润滑的轴颈杆轴承，连杆通过该轴颈杆轴承连接到轴颈。因此，在发动机工作期间，润滑剂流入主轴承60，并且延伸通过开口65润滑主轴承衬套63和曲轴14、16的主轴颈之间的轴承界面。随着曲轴旋转，润滑剂也从轴承衬套开口65注入主轴承轴颈中钻出的供给通道，并且流过那些通道到流体动力润滑的轴颈轴承。
发动机的所有圆环刷可如图7A所示构成并组装，其中圆环刷313包括具有形成圆周凹槽703的壁的弹性环702。刷313的内壁包括终止于圆周凹口705中的倾斜表面。外壁具有包括至少一个突出部分707的波形表面。在装配期间，内壁和外壁分开伸展，并且圆环709(例如钢弹簧或弹性的O型环)位于凹槽703中。当接着壁被释放时，壁抵靠着圆环709移动，将圆环709挤压成长方形，并且在壁之间保持扩张力。参考图3B和7A，环702的外部直径标称等于汽缸套70的进气端和排气端附近的圆环刷凹槽312的内部直径。当端盖307固定到套管300的端部时，环进气端盖307的内部端部311和凸肩310之间的刷凹槽中。扁平环709对内壁施加弹性力，从而促使凹口705的下边缘抵靠裙部520的外表面。突出部分707接触刷凹槽312的地板，从而在汽缸套的孔中纵向上阻止环702的位移。由此就位，刷环313箍紧裙部520的外表面，随着发动机工作期间活塞往复运动从裙部擦拭多余的润滑剂。例如，参考图3B和7A，在当裙部从汽缸孔退出时，随着活塞经过其下止点位置发生飞溅润滑期间，可从裙部520由凹口705的下边缘刮去多余的润滑剂，并且可将多余的润滑剂通过环709运送到端盖307。多余的润滑剂流过端盖的内孔，并且流出汽缸套70的排气端，从这里被传送从而被收集到集油箱129中(图1B)。
参考图7B和7C，刷313位于汽缸套70的孔中，以便当防止润滑剂在裙部520的外表面上运输进入排气口或进气口时，避免由于与压缩环516接触造成的破坏。优选地，每个刷位于排气口或进气口和相应的汽缸套端部之间。图7B中说明了这个关系，其中刷313位于汽缸套的孔中，在排气口73和排气端72之间。随着排出侧活塞80移动通过TDC，排气口73位于压缩环516和刷313之间。在图7C中，当活塞80移动通过BDC时，压缩环516位于排气口73和刷313之间。因此，当压缩环每个周期经过排气口73两次时，其根本不经过刷凹槽312。
到目前为止描述的发动机构造提供了润滑剂运送结构，其中在被泵送的源的压力下提供例如油的流体润滑剂，该流体润滑剂能够分配遍及多汽缸对置活塞发动机，用于润滑轴承、冷却汽缸、和润滑并冷却活塞。优选地，泵源包括安装在翼梁50上的两个泵。根据图2A，翼梁50在输出端包括传动支撑结构800，安装了发动机传动和某些辅助组件。例如，如图8A所示，两个泵802整合到支撑结构800的相对侧面。现在，参考图8A和8B，在压力下将流体润滑剂运送到上润滑剂分配廊道180和下润滑剂分配廊道190，并且由这两个泵运送到活塞冷却剂歧管150。如图8B最清楚地所示，泵802由传动齿轮803、804驱动，并且每个从集油箱中抽取在集油箱中收集的润滑剂到控制机构805。从控制机构，被泵送的润滑剂流过接头806，进入活塞冷却剂歧管150。每个控制机构805也提供被泵送的润滑剂通过接头808进入在翼梁50中被钻出的运送通道811其横向于翼梁的纵向。下润滑剂分配廊道190通向横向通道811，如在翼梁中钻出的延伸到上润滑剂分配廊道180的竖管(riser)通道813一样。
如图8B和5C最清楚地所示，被泵送的润滑剂流过活塞冷却剂歧管150，流出通过活塞冷却剂喷嘴152，并且进入活塞杆82。在每个活塞中，润滑剂以具有径向对称的紊流分配，通过楔形凹口551，其冲击并冷却头部510的背部。如US专利7360511中所教授的，在头部510的背部被引导的被旋转对称运送的流体冷却剂流，保证了发动机工作期间头部的均匀冷却，并且在发动机工作期间去除了，实质上减少了头部和紧邻头部的裙部部分的膨胀。润滑剂从凹口551沿着裙部520的内表面522流动，并且流出裙部的开口端。流出裙部，润滑剂被活塞80、附着于活塞的销84和连接至销84的连杆100、110的运动抛散并分散。分散的润滑剂溅开到裙部520的外表面上和轴承上，连杆100、110用轴承连接到销84。参考图3B，在裙部520的外表面上运输的多余的润滑剂，由刷313在外表面刮掉，并且由排出凹槽314引出汽缸套70的端部，由此被喷成溅开的油雾。因此，被泵送到活塞的润滑剂用于冷却活塞头部和溅开对裙部的外表面和连杆轴承的润滑。发动机罩体35、36在曲轴占据的发动机的空间(发动机曲柄空间)中限制分散并溅开的润滑剂。
参考图2E，泵802在压力下提供的润滑剂流过上润滑剂分配廊道180和下润滑剂分配廊道190。如图2F所示，从上廊道180，润滑剂流入润滑剂供给通道182，从而为上主轴承60的凹槽64供给。如图6中所示，在每个主轴承60中，润滑剂在响应于曲轴施加的张力曲轴给轴承带来最大压力的轴承部分从润滑剂供给通道进入润滑剂供给凹槽64。该部分以由基座61支撑的半圆的中点为中心。从该部分，润滑剂在供给凹槽64以相反方向移动，直到其达到主轴承60的曲轴带给轴承的压力最小的部分。最小压力部分围绕轴承与最大压力部分圆周间隔180°。最大压力部分以由外部件62限定的半圆的中点为中心。从那里，润滑剂延伸通过轴承衬套中的开口65。从供给凹槽出来的一些润滑剂被运输遍及曲轴主轴颈和轴承衬套，并且润滑的曲轴主轴颈和轴承衬套内表面之间的界面；一些润滑剂被接纳到在曲轴中钻出的通道并由此运输至曲柄行程(crank throws)和连杆100、110的端部之间的流体动力润滑的轴承界面。润滑剂不断地从那些界面流出并在发动机曲轴箱中被喷射为润滑剂雾。
如图2F和2G所示，润滑剂从下廊道190也流入润滑剂供给通道192，流到下主轴承60的供给凹槽64，从这里以与关于上主轴承描述的方式完成下曲轴16和连接于其的轴承的润滑。此外，润滑剂从下廊道190流入冷却剂供给通道194，然后如图3C和3D所示，流入通孔54的圆周冷却剂供给凹槽195。润滑剂进入通孔供给凹槽195(图2F)，冲击拼合环327的无孔部分330(图3A)。参考图3A，润滑剂流分为两个流，这两个流沿着拼合环327的在缝隙329的方向上的一个面顺时针和逆时针流动。孔洞328的尺寸从330到329在两个方向上的均匀增长，等于润滑剂流过拼合环327，进入沟槽315，然后进入圆周凹槽317的速率。润滑剂从圆周凹槽317朝向排气端72的流入纵凹槽318，并且朝向纵凹槽319流入进气端74。纵凹槽318和319中的润滑剂流不对称地冷却汽缸套，从中心向套的输出端比进气端运送更多的冷却能力。如US专利7360511中所教授的，具有排气口73的汽缸套70的端部部分，比具有进气口75的端部部分经受更大的热负荷，并因此最小化汽缸套中的温度不均匀及其导致的套孔的圆柱形不均匀。然而，冷却剂运送元件315、317、318、319和327的构造使得汽缸套比US专利7360511中所教授的相应的布置更容易，价格更低廉。进一步地，汽缸套70的特制不对称冷却和其包含的活塞80的径向对称的冷却结合，去除汽缸套的不均匀的形变和活塞头部的膨胀，并且从而在发动机工作期间维持汽缸孔和活塞之间大体上不变的和圆周对称的机械间隙。
参考图3A和3D继续描述汽缸冷却剂流，润滑剂流出纵凹槽318的端部320，进入通孔冷却剂收集凹槽342(参看图3C)，并且通过一个冷却剂排出通道196流出翼梁50。润滑剂流出纵凹槽319的端部321，进入通孔冷却剂收集凹槽344(参看图3C)，并且通过另一个冷却剂排出通道196流出翼梁50。润滑剂从冷却剂排出通道沿着翼梁50的顶部不断地流出，由此其在发动机中喷射成溅开的油雾。
围绕发动机曲柄空间溅开的润滑剂不断地落到发动机的底部，并且流入集油箱129，上述用于润滑和冷却的润滑剂从集油箱129被抽出并运送。描述的发动机构造优选地包括控制机械化，从而管理如上所述和图9中示意的形式表示的被泵送的润滑剂的运送，被泵送的冷却剂用于润滑和冷却通过润滑剂分配廊道和活塞冷却剂歧管。
根据图9，泵802输出的润滑剂的运送由被整合的控制子系统控制。每个控制分系统可能是自动的，或者可能是经由电子控制单元致动。例如，图9中示出的自动的控制子系统910包括恒温阀911、活塞冷却调节阀912和卸压阀914。泵802的输出串联连接到冷却管路916，润滑剂在冷却管路916中被冷却。尽管也可能使用其他冷却元件，但是冷却管路916优选地包括串联连接的过滤器918和热交换器920。冷却管路916与阀912和914，在翼梁50中通过一个泵802连接到通道孔811。通道孔811连接到另一泵组件802，和该组件的阀912和914一起被连接到该组件上。当打开时，恒温阀911将液压泵802的输出经过冷却管路916转向到通道孔811。
在图9的控制机械化中，恒温阀911响应润滑剂的温度，而阀912和914响应润滑剂流体压力。当润滑剂温度T小于第一预先设定的水平TL(换句话说，最小温度)，恒温阀911打开，并且使润滑剂延伸通过冷却管路916转向到通道孔811。当润滑剂的温度达到第二预先设定的水平TH时(TH是大于TL的最高温度)，恒温阀911关闭且推动润滑剂流过冷却管路916、过滤器918和热交换器920。从热交换器920，过滤的并冷却的润滑剂流回通过冷却管路916，并进入通道孔811。只要流体压力P还没达到第一预先设定(最小的)水平PL，阀912和914就保持关闭。当达到第一预先设定的水平PL时，活塞冷却调节阀912打开，而卸压阀914保持关闭。当流体压力达到预先设定释放水平PH时，卸压阀打开。最终，当流体压力到达最大许可压力水平PHH(其超过PH)时，恒温阀911也可能响应流体压力并打开。因此，按照表格I，
表格I
  P＜PL  PH＞P＞PL   P＞PH   P＝PHH
  T＜TL   S   SJ   SJB   SJB
  T＞TH   SH   SJH   SJBH   SJB
其中P是润滑剂流体压力，T是润滑剂温度，S＝翼梁50，J＝活塞冷却喷嘴152，B＝旁通阀914，并且H＝运送润滑剂延伸通过冷却管路916、热交换器920和过滤器918。
根据表格I，在发动机开动并工作时，当润滑剂相对冷(T＜TL)，并且压力低(P＜PL)时，恒温阀911打开，将润滑剂延伸通过冷却管路直接转向到翼梁50中的通道孔811。然而，当发动机启动时，泵910可能不是完全待发的，并且润滑剂流可能不足以确保足够的润滑剂流到需要立即润滑的主轴承和需要立即冷却的汽缸套以及活塞。因此，在流体压力建立到足够确保满足全部润滑和冷却需要的水平之前，为了确保主轴承和汽缸套的耐久性，活塞冷却阀912保持关闭，防止润滑剂流到活塞冷却剂歧管150。一旦泵和润滑剂通道是待发的，并且流体压力到达PL，活塞冷却调节阀912打开，允许润滑剂流向活塞冷却剂歧管150。流体压力水平范围PL＜P＜PH(这为PL和PH建立了精确的数值)将依赖于与具体的发动机设计和构造有关的许多因素。例如，这些因素可能包括用于控制主轴承两侧温度的润滑剂流需求、避免从主轴承供给润滑剂的曲轴通道中形成空腔所需要的压力、辅助设备(如涡轮增压器)的润滑需求、用于改变功率负荷和活塞加速度的水平的活塞冷却剂流的充分程度、用于改变功率负荷的汽缸冷却剂流的充分程度、在泵进口形成空腔的避免和/或减轻和选择的润滑剂的流体特性。当流体水平到达PH时，卸压阀914打开，将从端口流出的润滑剂转向被覆盖的发动机空间，直到流体压力降到低于PH。
根据表格I，在发动机开动和工况下，当润滑剂相对热(T＞TH)时，恒温阀911关闭，将润滑剂引导通过冷却管路916、过滤器918和热交换器920，然后到翼梁50中的通道孔811；另外，控制机械化响应如上所述的流体压力P使润滑剂分配。
可能存在某些故障模式和危险，这些模式和危险在图9的控制机械化中可被预期并做好准备。例如，冷却管路916、过滤器918和热交换器920中的任何一个或更多，可能在高温情况下堵塞或故障，引起压力上升。在这种情形中，如表格I中显然的，当超过TH并且P到达PHH时，恒温阀911再次关闭并且将被泵送的润滑剂通过冷却管路916，直接转向到通道811和压力调节阀916，从而避免冷却管路循环中的阻塞。
图9和表格I中示出的控制机械化可以被调整或适用于解决在发动机工作期间对活塞不均匀加热的影响。上述适用是汽缸套的特制冷却，用于不均匀加热，在该不均匀加热中套的排气端通常比进气端更热。可能在刚刚描述的控制机械化中做出相关的适应，从而应对发动机工作期间活塞的区分性加热。在这点上，汽缸套的排气端中的活塞热得更快，并且通常比进气侧活塞更热。因此，参考图9，可以选择活塞冷却剂调节阀912从而具有偏移的工作点，以便在提供润滑剂冷却进气侧活塞之前，将润滑剂提供到为排出侧活塞服务的活塞冷却剂歧管。因此，控制服务排出侧活塞的冷却剂歧管的阀912，会在低于控制进气侧歧管的阀的流体压力下打开。进一步地，可以选择活塞冷却剂调节阀912以具有偏移流体流限制，以便在高于到进气侧活塞的速率的较高流速下提供润滑剂到排出侧活塞。
在发动机工况范围下控制和管理润滑并冷却这里教授的对置活塞发动机构造的流体润滑剂的分配的机械化调整不限制于例如图9中所示的自动的构造。例如，控制机械化可能是由电子发动机控制单元(ECU)、电子传感器、和电子控制阀组成。在这点上，传感器可能被配置用于将润滑剂温度和压力报告到ECU。当温度和压力变化时，ECU会确定需要的润滑剂传送设定，并且会通过发出控制信号到电子致动阀，调整到分配廊道和活塞冷却歧管的被泵送的润滑剂流。
参考附图可以理解自动的控制机械化的代表性的实施例，例如图9中示出的实施例。尽管该实施例包括两个泵和两个实体上分开的控制实体(control entities)，这仅仅是说明下列原理，而不意味着限制该原理。预期根据具体环境所可能使用多于或少于两个泵，并且使用多于或少于两个控制实体实行控制机械化，其中控制机械化管理用于润滑和冷却的被泵送的润滑剂的供给。
现在涉及参考某些附图理解的实例，提供被泵送的润滑剂的泵送源可包括两个泵，每个泵都安装在支撑结构800的下角中的凹座815(图2A)中的相应一个中。如图8A所示，用于控制润滑和冷却对置活塞发动机的元件的被泵送的润滑剂的供给的机械化可以包括两个控制机构805，每个控制机构经构成从而控制各自的一个泵802的输出。泵和关联的控制机构可能如图8A-8B中所示构成并组装，其中图8B示出传动齿轮803，其在发动机工作期间驱动泵802(参看图8C)。如箭头的顺序所示，润滑剂从集油箱抽出，通过进气管817，到达并且延伸通过泵802。如图8C所示，泵802将被泵送的润滑剂运送进入进气室819。当恒温阀911打开时，被泵送的润滑剂流经阀911，进入输出室820。当恒温阀911关闭时，被泵送的润滑剂经由冷却输入管路821流出进气室817，进入冷却管路916，在此在918和920处润滑剂被过滤并冷却。过滤并冷却之后，被泵送的润滑剂从冷却管路916流入冷却输出管823，进入输出室820。从输出室820，被泵送的润滑剂流流入用于分配的通道孔811，从而润滑轴承和冷却汽缸套。参考图8A，随着输出室中的润滑剂的流体压力上升，由阀912控制或调节润滑剂从输出室820到活塞冷却歧管的供给。当输出室820中的流体压力上升超过旁通的特定水平，由阀914控制或调节从输出室820通过旁通孔隙(图8A中由参考数字825示出)排出润滑剂。
适合于本说明书中描述和说明的发动机构造的流体润滑剂的选择，应该取决于许多因素，包括为轴承的润滑需求和汽缸套和活塞的冷却需求。在一些方面，可使用SAE 10W-20、SAE 15W-40、或其他润滑油。根据这些等级，通过构造泵802以维持通道811中3巴(45psi)的润滑剂压力的稳定状态水平，我们能够满足用于泵送润滑剂的歧管需求，润滑剂用于润滑活动部件并冷却四个汽缸和八个活塞。
图10示出可用于如上所述的发动机构造的空气填充系统。在该图中，空气填充系统包括具有压缩机1010和可调喷嘴涡轮1012的涡轮增压器1000。进入的空气被吸入压缩机1010并被压缩。热的加压空气在第一中间冷却器1013中冷却，之后空气延伸通过由控制装置1015控制的旁通阀1014。然后空气由机械增压器1016进一步压缩，并且得到的热加压空气由第二中间冷却器1018冷却。加压空气从第二中间冷却器1018延伸通过进气口适配器12，进入集气室56、57，每个汽缸套70的进气口75位于其中。集气室56、57中的加压空气在大体上均匀压力下提供到所有汽缸套70的进气口75，从而确保整个发动机工作中各汽缸套70种大体上均匀的燃烧和扫气。优选地，从每个单个汽缸套70中的排出气体被供给通过排气收集器400，进入歧管1019。然后排出气体响应于来自控制装置1015的信号，延伸通过涡轮增压器1000的可调喷嘴涡轮1012。
尽管已经参考具体实施例详细描述了对置活塞发动机构造，应该理解，可做出各种修改，而不偏离这些实施例中的原理。因此，围绕这些原理的发明应该仅仅由权利要求限制。因此，这里描述并说明的新颖的发动机构造的范围可适合地包含由比这里描述的元件更多或更少的元件，或由比这里描述的元件更多或更少的元件构成或本质上构成。进一步地，这里公开并说明的新颖发动机构造也可以在缺少本说明书中没有具体地公开、附图中没有具体说明和/或这个申请的实施例中没有具体举例说明的元件的情况下被实施。

Claims (24)

1.一种对置活塞发动机，包含： 
细长元件，其具有纵向维度和横向于所述纵向维度延伸的多个通孔； 
汽缸套，其被支撑在每个通孔中，每个汽缸套包括具有排气口的排气端和具有进气口的进气端、外表面和具有纵轴线的内孔； 
一对对置活塞，其设置在每个汽缸套的所述内孔中； 
设置在所述通孔中的所述汽缸套的所述排气端沿着所述细长元件的第一侧延伸出所述通孔，且其所述进气端沿着所述细长元件的与所述第一侧相反的第二侧延伸出所述通孔； 
在所述细长元件中大体纵向延伸的冷却剂分配廊道，其具有延伸通过所述细长元件到达冷却剂通道的冷却剂供给通道，该冷却剂通道位于所述通孔和所述汽缸套的外表面之间；和 
细长进气集气部，其沿着所述第二侧在所述细长元件中纵向延伸； 
所述汽缸套的所述进气端延伸超过所述进气集气部，所述进气口位于所述细长元件的外面，且与所述进气集气部相邻。 
2.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，其中所述汽缸套被设置为其内孔的纵轴线彼此平行并且位于与所述进气集气部垂直相交的平面中。 
3.根据权利要求2所述的对置活塞发动机，进一步包含： 
第一主轴承，其在所述细长元件的顶部上彼此纵向对齐，与所述通孔的第一侧间隔开，并且第一曲轴被支撑在所述第一主轴承中；和 
第二主轴承，其在所述细长元件的底部上彼此纵向对齐，与所述通孔的第二侧间隔开，并且第二曲轴以与所述第一曲轴间隔开的平行关系被支撑在所述第二主轴承中； 
其中所述第一曲轴和第二曲轴的纵轴线位于一个平面内，该平面与所述汽缸套相交，并且垂直于所述汽缸套中所述内孔的轴线。 
4.根据权利要求3所述的对置活塞发动机，进一步包含连杆，所述连杆将每个活塞连接到所述第一和第二曲轴。 
5.根据权利要求4所述的对置活塞发动机，进一步包含： 
第一活塞冷却剂歧管，其平行于所述第一侧纵向延伸到所述细长元件； 
多个第一冷却剂喷嘴，其从所述第一活塞冷却剂歧管向所述第一侧延伸，每个第一冷却剂喷嘴连接到设置在汽缸套的所述排气口附近的对应活塞； 
第二活塞冷却剂歧管，其平行于所述第二侧纵向延伸到所述细长元件；和 
多个第二冷却剂喷嘴，其从所述第二活塞冷却剂歧管向所述第二侧延伸，每个第二冷却剂喷嘴连接到设置在汽缸套的所述进气口附近的对应活塞。 
6.根据权利要求5所述的对置活塞发动机，其中每个活塞包括具有背侧的头部、围绕所述背侧附连于所述头部的裙部、和延伸通过所述裙部到达所述头部的背侧的杆，并且其中所述杆包括中心孔，所述中心孔具有连接到第一或第二活塞冷却剂喷嘴的第一端部和在所述背侧处的第二端部。 
7.根据权利要求5所述的对置活塞发动机，其中所述冷却剂通道包括在每个汽缸套的外表面上的多个圆周间隔开的凹槽，其通过各自的进入通道与所述冷却剂分配廊道流体连通。 
8.根据权利要求7所述的对置活塞发动机，进一步包括延伸通过所述细长元件的多个出口通道，每个出口通道具有第一端部和第二端部，所述第一端部通向各自汽缸套的所述外表面上的所述多个圆周间隔开的凹槽，所述第二端部通向所述细长元件的外表面。 
9.根据权利要求8所述的对置活塞发动机，其中每个活塞包括头部、 围绕所述头部的背侧附连的裙部、和延伸通过所述裙部到达所述背侧的杆，并且其中所述杆包括中心孔，所述中心孔具有可滑动地包含第一或第二活塞冷却剂喷嘴的第一端部和在所述背侧处的第二端部。 
10.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，每个汽缸套包括圆环刷、第一刷和第二刷，所述圆环刷位于所述汽缸套的所述内孔中，所述第一刷位于所述汽缸套的所述排气口和所述排气端之间，且与第一活塞滑动接触，所述第二刷位于所述汽缸套的所述进气口和所述进气端之间，且与第二活塞滑动接触。 
11.根据权利要求10所述的对置活塞发动机，其中： 
所述冷却剂通道包括在每个汽缸套的外表面上的多个圆周间隔开的凹槽，其通过各自的进入通道与所述冷却剂分配廊道流体连通。 
12.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，其中： 
所述冷却剂通道包括在每个汽缸套的外表面上的多个圆周间隔开的凹槽，其通过各自的进入通道与所述冷却剂分配廊道流体连通；而且， 
每个活塞包括头部、裙部、围绕所述头部的背侧连接所述裙部的圆环接头和延伸通过所述裙部并且固定到所述头部的背侧的杆，所述圆环接头允许所述裙部相对于所述杆轴向摆动。 
13.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，其中： 
每个活塞包括头部、裙部、围绕所述头部的背侧连接所述裙部的圆环接头和延伸通过所述裙部并且固定到所述头部的背侧的杆，所述圆环接头允许所述裙部相对于所述杆轴向摆动；并且， 
每个汽缸套包括圆环刷、第一刷和第二刷，所述圆环刷位于所述汽缸套的所述内孔中，所述第一刷位于所述汽缸套的所述排气口和所述排气端之间，且与第一活塞滑动接触，所述第二刷位于所述汽缸套的所述进气口和所述进气端之间，且与第二活塞滑动接触。 
14.根据权利要求13所述的对置活塞发动机，其中所述冷却剂通道包括在每个汽缸套的外表面上的多个圆周间隔开的凹槽，其通过各自的进入通道与所述冷却剂分配廊道流体连通。 
15.根据权利要求1所述的对置活塞发动机，进一步包括： 
细长进气罩体，其在所述进气集气部上方附接于所述细长元件，并且与所述进气集气部形成进气集气室； 
所述进气端延伸通过所述进气集气部，以便所述进气口位于所述进气集气室中； 
所述进气罩体的内侧的多个进气锥形件，面向所述进气集气部，每个进气锥形件开口穿过所述进气罩体； 
每个汽缸套的所述进气端延伸通过各自进气锥形件的所述开口；并且 
每个进气锥形件包括多个叶片，所述多个叶片被定位为使被加压的空气从所述进气集气室转向到延伸通过所述进气锥形件的开口的所述汽缸套的所述进气口。 
16.根据权利要求15所述的对置活塞发动机，进一步包含多个排气收集器，所述排气收集器沿着所述第一侧在所述细长元件上纵向延伸，每个排气收集器与各自的一个汽缸套的所述排气口流体连通。 
17.根据权利要求16所述的对置活塞发动机，其中所述汽缸套能够从所述通孔卸除。 
18.一种对置活塞发动机，其包含： 
细长元件，其具有纵向维度和横向于所述纵向维度的多个通孔； 
汽缸套，其被支撑在每个通孔中，每个汽缸套包括具有排气口的排气端和具有进气口的进气端、外表面和具有纵轴线的内孔； 
一对对置活塞，其设置在每个汽缸套的所述内孔中； 
其中设置在所述通孔中的所述汽缸套的所述排气端沿着所述细长元件的第一侧延伸出所述通孔，且其所述进气端沿着所述细长元件的与所述第一侧相反的第二侧延伸出所述通孔；以及 
在所述细长元件中大体纵向延伸的冷却剂分配廊道，其具有延伸通过所述细长元件到达冷却剂通道的冷却剂供给通道，该冷却剂通道位于所述通孔和所述汽缸套的外表面之间。 
19.根据权利要求18所述的对置活塞发动机，其中每个汽缸套包括圆环刷、第一刷和第二刷，所述圆环刷位于所述汽缸套的所述内孔中，所述第一刷位于所述汽缸套的所述排气口和所述排气端之间，且与第一活塞滑动接触，所述第二刷位于所述汽缸套的所述进气口和所述进气端之间，且与第二活塞滑动接触。 
20.根据权利要求18所述的对置活塞发动机，其中每个汽缸套包括： 
圆周沟槽，所述圆周沟槽的外表面的中央部分被隔断或分开，从而在所述外表面中提供支撑区域； 
穿过所述支撑区域的喷射器开口； 
所述沟槽中的圆周凹槽； 
在所述外表面中的第一纵凹槽，其从所述圆周凹槽向所述排气端延伸；和 
在所述外表面中的第二纵凹槽，其从所述圆周凹槽向所述进气端延伸。 
21.根据权利要求20所述的对置活塞发动机，其中： 
所述第一纵凹槽具有第一长度； 
所述第二纵凹槽具有第二长度；并且 
所述第一长度大于所述第二长度。 
22.根据权利要求21所述的对置活塞发动机，其中每个汽缸套进一步包括： 
拼合环，其覆盖所述沟槽和所述圆周凹槽； 
沿着所述拼合环的每个半圆周间隔开的一系列孔洞，该一系列孔洞从所述拼合环的各边缘向与所述拼合环中的缝隙相对的所述拼合环的无孔部分延伸；其中 
围绕所述拼合环的每个半圆周，所述孔洞的直径从所述无孔部分到所述缝隙逐渐增加。 
23.根据权利要求18-22中任何一项所述的对置活塞发动机，进一步包括： 
第一润滑剂密封件，其在每个汽缸套的外表面与其中设置有所述汽缸套的通孔之间，所述第一润滑剂密封件位于所述汽缸套的排气口和所述汽缸套的外表面上的所述第一纵凹槽之间；和 
第二润滑剂密封件，其在每个汽缸套的外表面与其中设置有所述汽缸套的通孔之间，所述第二润滑剂密封件位于所述汽缸套的进气口和所述汽缸套的外表面上的所述第二纵凹槽之间。 
24.根据权利要求23所述的对置活塞发动机，其中每个汽缸套进一步包括： 
第一端盖，其固定到所述汽缸套的排气端，并且限定第一刷凹槽，其中圆环刷位于所述第一刷凹槽中；和 
第二端盖，其固定到所述汽缸套的排气端，并且限定第二刷凹槽，其中圆环刷位于所述第二刷凹槽中。 
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