CN103797227B - 包括凸轮的曲柄销，包括随动件的连杆，和包括曲柄销和连杆的内燃发动机 - Google Patents

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Abstract

一种曲轴，其可包括具有圆形横截面的第一轴颈和第二轴颈；和曲柄销，所述曲柄销在第一曲柄销轴颈与第二曲柄销轴颈之间延伸。所述曲柄销可包括第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮，其包括各自的第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓，其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓彼此不同。所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个可被构造来影响耦接到所述曲柄销的连杆的冲程。连杆可包括第一随动件、第二随动件和第三随动件，其包括各自的第一随动件表面、第二随动件表面和第三随动件表面，其中所述第一随动件表面和第二随动件表面彼此不同。内燃发动机可包括曲轴和连杆，其被构造来在曲柄销轴线与所述连杆的近端之间提供相对线性运动。

Description

包括凸轮的曲柄销，包括随动件的连杆，和包括曲柄销和连杆 的内燃发动机
优先权要求
本PCT国际专利申请要求2011年9月29日申请的美国临时申请第61/540,715号和2011年5月19日申请的美国临时申请第61/488,067号的优先权权利，这两个公开以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及曲轴、连杆和内燃发动机。特定而言，本公开涉及具有改进的燃料效率和/或功率输出的内燃发动机。
发明背景
较高的燃料费和对减少与内燃发动机的操作相关的不期望排放的期望已经在改进操作期间的燃料效率上再度产生了关注。因此，可能期望改进常规内燃发动机的效率。
常规内燃发动机包括气缸体，其界定用于接纳曲轴的轴颈，和一个或多个气缸，其罩住在曲柄销处经由连杆操作地耦接到曲轴的活塞。在常规操作期间，活塞在气缸内往复运动，使得在内燃发动机的动力冲程期间，由活塞、气缸和气缸头界定的燃烧腔室内的空气/燃料混合物的燃烧迫使活塞朝向曲轴。随着活塞朝向曲轴行进，曲轴经由连杆和曲柄销旋转，从而将与空气/燃料混合物的燃烧相关的能力转换成机械功。
由于常规内燃发动机的架构，当活塞处于气缸内符合最大压缩的位置时（即，当活塞距曲轴最远时燃烧腔室处于其最小容量），在曲轴的中心与曲柄销的中心之间延伸的径向轴线趋于与连杆轴几乎共线（如果没有共线）。在这些相对位置，随着活塞在动力冲程期间首先开始其朝曲轴的运动，在连杆轴与径向轴之间仅创建非常短的力臂（如有）。结果，最初由空气/燃料混合物在燃烧时所创建的力无法将与如果力臂的长度更大时将转化的力矩一样大的力矩传递到曲轴。这种情况可能特别不期望，因为在燃烧期间和燃烧之后不久，活塞上的力由于燃烧情况而接近其最大量值。此外，随着活塞沿气缸朝曲轴向下行进以及力臂的长度增加，来自燃烧情况的作用于活塞上的力的量值迅速消散。因此，因为在活塞上的最大力的时间期间在连杆轴与径向轴之间创建非常短的力臂，所以从燃烧过程产生功的效率可能小于期望的效率。
因此，可能期望提供一种内燃发动机，其具有在操作期间改进内燃发动机效率的构造。此外，可能期望提供一种内燃发动机，其具有允许定制期望的性能特性的构造。
发明概要
在下文描述中，某些方面和实施方案将变得显然。应理解，所述方面和实施方案可在不具有这些方面和实施方案的一个或多个特征的情况下以其最宽泛的意义而实践。应理解，这些方面和实施方案仅是示例性的。
本公开的一个方面涉及内燃发动机的曲轴。曲轴可包括第一轴颈，其具有界定第一轴颈中心的圆形横截面，第一轴颈被构造来可旋转地耦接到内燃发动机的气缸体。曲轴还可以包括第二轴颈，其具有界定第二轴颈中心的圆形横截面，第二轴颈被构造来可旋转地耦接到内燃发动机的气缸体，其中第一轴颈中心和第二轴颈中心界定纵向曲轴轴线。曲轴也可以包括界定纵向曲柄销轴线的曲柄销，且其被构造来耦接到连杆，所述纵向曲柄销轴线平行于纵向曲轴轴线且与纵向曲轴轴线间隔开。曲柄销可包括至少一个曲柄销轴颈、包括第一凸轮轮廓的第一凸轮，包括第二凸轮轮廓的第二凸轮，和包括第三凸轮轮廓的第三凸轮。第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓可彼此不同，且第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个被构造来影响耦接到曲柄销的连杆的冲程。
根据另一方面，内燃发动机的连杆可包括杆部和盖部，其中杆部和盖部界定被构造来接纳内燃发动机的曲柄销的椭圆形开口。椭圆形开口的第一端可与杆部相关，且椭圆形开口的第二端可与盖部相关。连杆还可以包括与椭圆形开口的第一端相关的第一随动件，与椭圆形开口的第一端相关的第二随动件，和与椭圆形开口的第二端相关的第三随动件。第一随动件可包括第一随动件表面，且第二随动件可包括第二随动件表面，且第一随动件表面和第二随动件表面彼此不同。
根据还有一个方面，内燃发动机可包括界定气缸的气缸体，和包括曲柄销的曲轴。其中曲轴可旋转地耦接到气缸体且可沿着纵向曲轴轴线旋转。曲柄销可界定平行于纵向曲轴轴线且与纵向曲轴轴线间隔开的纵向曲柄销轴线。所述发动机还可以包括被构造来在气缸内往复运动的活塞，和包括近端和远端的连杆，其中所述近端操作地耦接到曲柄销，且所述远端操作地耦接到活塞。曲柄销可包括至少一个曲柄销轴颈，连杆绕所述曲柄销轴颈旋转；包括第一凸轮轮廓的第一凸轮，包括第二凸轮轮廓的第二凸轮，和包括第三凸轮轮廓的第三凸轮。第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓可彼此不同，且第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个可被构造来在纵向曲柄销轴线与连杆的近端之间提供相对线性运动。
根据又另一方面，内燃发动机可包括界定气缸的气缸体，和包括曲柄销的曲轴，其中曲轴可旋转地耦接到气缸体，且沿着纵向曲轴轴线旋转。曲柄销可界定平行于纵向曲轴轴线且与纵向曲轴轴线间隔开的纵向曲柄销轴线。所述发动机还可以包括被构造来在气缸内往复运动的活塞，和包括近端和远端的连杆，其中所述近端操作地耦接到曲柄销，且所述远端操作地耦接到活塞。曲柄销可包括至少一个曲柄销轴颈，连杆绕所述曲柄销轴颈旋转；包括第一凸轮轮廓的第一凸轮，包括第二凸轮轮廓的第二凸轮，和包括第三凸轮轮廓的第三凸轮。第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓彼此不同，且第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个可被构造来在曲柄销与连杆的近端之间提供相对线性运动，导致纵向曲柄销轴线与活塞上表面之间的距离随着曲轴旋转而改变。
根据还有一个方面，内燃发动机可包括界定气缸的气缸体，和包括曲柄销的曲轴，其中曲轴可旋转地耦接到气缸体，且沿着纵向曲轴轴线旋转。曲柄销可界定平行于纵向曲轴轴线且相对于纵向曲轴轴线偏移某一距离的纵向曲柄销轴线。所述发动机还可以包括被构造来在气缸内界定活塞冲程的间隔开的冲程终点之间往复运动的活塞。所述发动机还可以包括连杆，其包括近端和远端，其中所述近端操作地耦接到曲柄销，且所述远端操作地耦接到活塞。曲柄销可包括至少一个曲柄销轴颈，连杆绕所述曲柄销轴颈旋转；包括第一凸轮轮廓的第一凸轮，包括第二凸轮轮廓的第二凸轮，和包括第三凸轮轮廓的第三凸轮。第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓可彼此不同。在纵向曲轴轴线与纵向曲柄销轴线之间延伸的线可界定曲轴的径向轴线。第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个可被构造来改变纵向曲柄销轴线与连杆的远端之间的距离。所述发动机可被构造使得随着曲轴旋转，在活塞到达冲程终点中的至少一个之后，活塞在气缸内的逆转方向的行进经由纵向曲柄销轴线与连杆的近端之间的相对运动而被延迟。
根据又一个方面，内燃发动机可包括界定气缸的气缸体，和包括曲柄销的曲轴，其中曲轴可旋转地由气缸体接纳，且沿着纵向曲轴轴线旋转。曲柄销可界定平行于纵向曲轴轴线且相对于纵向曲轴轴线偏移某一距离的纵向曲柄销轴线。所述发动机还可以包括被构造来在气缸内往复运动的活塞，和包括近端和远端的连杆，其中所述近端操作地耦接到曲柄销，且所述远端操作地耦接到活塞。曲柄销可包括至少一个曲柄销轴颈，连杆绕所述曲柄销轴颈旋转；包括第一凸轮轮廓的第一凸轮，包括第二凸轮轮廓的第二凸轮，和包括第三凸轮轮廓的第三凸轮。第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓彼此不同。在纵向曲轴轴线与纵向曲柄销轴线之间延伸的线可界定曲轴的径向轴线，其中第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个被构造来改变纵向曲柄销轴线与连杆的远端之间的距离。所述发动机可被构造来选择性地操作于两个模式中，包括第一模式，其中纵向曲柄销轴线与连杆的远端之间的距离根据基于曲轴的径向轴线的角位置的第一策略而改变，和第二模式，其中纵向曲柄销轴线与连杆的远端之间的距离根据基于曲轴的径向轴线的角位置的第二策略而改变。第一策略可不同于第二策略。
根据又另一方面，动力传动系可包括根据任何上述方面的内燃发动机，操作地耦接到发动机的传动装置，和被构造来做功的驱动构件。驱动构件可操作地耦接到传动装置。
根据还有一个方面，交通工具可包括根据任何上述方面的内燃发动机，操作地耦接到发动机的传动装置，和被构造来做功的驱动构件。驱动构件可操作地耦接到传动装置。
本公开的额外目的和优点将部分在下文的描述中阐述，或可通过实践所公开的实施方案而研习。
除了上文阐述的结构和程序配置之外，实施方案可包括许多其它配置，如下文解释的配置。应理解，前文描述和下文描述都仅是示例性的。
附图简述
并入本描述中且组成本描述的一部分的附图图示了示例性实施方案，且与本描述一起用于解释实施方案的原理。在图中，
图1是内燃发动机的示例性实施方案的示意部分透视图；
图2是图1中所示的示例性实施方案的一部分的示意部分透视图；
图3是图1中所示的示例性实施方案的曲轴的示例性实施方案的示意透视图；
图4是图1中所示的示例性实施方案的连杆的示例性实施方案的示意透视图；
图5A是图4中所示的示例性连杆的一部分的示意透视图；
图5B是图4中所示的示例性连杆的另一部分的示意透视图；
图6是图1中所示的示例性实施方案的示意俯视图；
图7是沿着图6的线A-A获取的示意部分侧面截面图；
图8A是沿着图7的线B-B获取的示意部分截面图；
图8B是沿着图7的线C-C获取的示意部分截面图；
图8C是沿着图7的线D-D获取的示意部分截面图；
图9A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为0度；
图9B是图9A的示意详细图；
图9C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为0度；
图9D是图9C的示意详细图；
图9E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为0度；
图9F是图9E的示意详细图；
图10A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为15度；
图10B是图10A的示意详细图；
图10C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为15度；
图10D是图10C的示意详细图；
图10E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为15度；
图10F是图10E的示意详细图；
图11A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为35度；
图11B是图11A的示意详细图；
图11C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为35度；
图11D是图11C的示意详细图；
图11E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为35度；
图11F是图11E的示意详细图；
图12A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为90度；
图12B是图12A的示意详细图；
图12C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为90度；
图12D是图12C的示意详细图；
图12E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为90度；
图12F是图12E的示意详细图；
图13A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为120度；
图13B是图13A的示意详细图；
图13C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为120度；
图13D是图13C的示意详细图；
图13E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为120度；
图13F是图13E的示意详细图；
图14A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为150度；
图14B是图14A的示意详细图；
图14C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为150度；
图14D是图14C的示意详细图；
图14E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为150度；
图14F是图14E的示意详细图；
图15A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为180度；
图15B是图15A的示意详细图；
图15C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为180度；
图15D是图15C的示意详细图；
图15E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为180度；
图15F是图15E的示意详细图；
图16A是沿着图7的线B-B获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为270度；
图16B是图16A的示意详细图；
图16C是沿着图7的线C-C获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为270度；
图16D是图16C的示意详细图；
图16E是沿着图7的线D-D获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为270度；
图16F是图16E的示意详细图；
图17是相似于图7的示意部分侧面截面图，其示出内燃发动机的另一示例性实施方案的一部分；
图18A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为0度；
图18B是图18A的示意详细图；
图18C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为0度；
图18D是图18C的示意详细图；
图18E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为0度；
图18F是图18E的示意详细图；
图19A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为15度；
图19B是图19A的示意详细图；
图19C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为15度；
图19D是图19C的示意详细图；
图19E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为15度；
图19F是图19E的示意详细图；
图20A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为35度；
图20B是图20A的示意详细图；
图20C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为35度；
图20D是图20C的示意详细图；
图20E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为35度；
图20F是图20E的示意详细图；
图21A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为90度；
图21B是图21A的示意详细图；
图21C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为90度；
图21D是图21C的示意详细图；
图21E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为90度；
图21F是图21E的示意详细图；
图22A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为120度；
图22B是图22A的示意详细图；
图22C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为120度；
图22D是图22C的示意详细图；
图22E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为120度；
图22F是图22E的示意详细图；
图23A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为150度；
图23B是图23A的示意详细图；
图23C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为150度；
图23D是图23C的示意详细图；
图23E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为150度；
图23F是图23E的示意详细图；
图24A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为180度；
图24B是图24A的示意详细图；
图24C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为180度；
图24D是图24C的示意详细图；
图24E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为180度；
图24F是图24E的示意详细图；
图25A是沿着图17的线I-I获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为270度；
图25B是图25A的示意详细图；
图25C是沿着图17的线H-H获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为270度；
图25D是图25C的示意详细图；
图25E是沿着图17的线J-J获取的示意部分端截面图，其中曲轴的径向轴线角度示出为270度；和
图25F是图25E的示意详细图。
具体实施方式
现在将对示例性实施方案进行详细参考。在可能之处，图和描述中使用的相同参考数字指相同或相似部件。
图1至图16F中所示的示例性发动机10是往复式活塞、内燃发动机。如图1中所示，发动机10包括气缸体12。示例性气缸体12界定许多气缸14，每个气缸界定纵向气缸轴CL。如本文中更详细解释，示例性气缸体12的一些实施方案可具有比常规气缸体相对更长的长度L B ，以容纳具有比一些常规曲柄销相对更长的曲柄销的曲轴。
在所示的示例性实施方案中，发动机10具有内嵌构造和四个气缸14a、14b、14c和14d。虽然示例性发动机10具有通常称为“四个内嵌”构造的构造，但是发动机10可具有本领域技术人员已知的其它构造，如（例如）通常称为“V”、“W”、“H”、“扁平”、“水平对置”和“径向”的构造。此外，虽然示例性发动机10具有四个气缸，但是发动机10可具有本领域技术人员已知的其它数量的气缸，如（例如）一个、两个、三个、五个、六个、八个、十二个、十六个、二十个和二十四个。因此，发动机10可例如具有通常称为“四个扁平”、“六个扁平”、“六个内嵌”、“V-6”、“八个直线式”、“V-8”、“V-10”、“V-12”、“W-12”和“H-16”的构造的任何一个。此外，虽然本文中描述的示例性发动机10涉及四个冲程的操作，但是预期本领域技术人员已知的其它操作，如（例如）两个冲程、三个冲程、五个冲程和六个冲程的操作。示例性发动机10可以是本领域技术人员已知的火花点火发动机、压缩点火发动机，或其组合和/或修改。
如图1和图2中所示，示例性发动机10包括对应于气缸14的活塞16，例如四个活塞16a、16b、16c和16d。如图1中所示，活塞16a和16d分别定位在气缸14a和14d的上端（即，相对于图1中所示的发动机10的定向的“上方”），而活塞16b和16c由于分别定位在气缸14b和14c中的下方而在图1中不可见。在一定程度上，气缸14中的活塞16的相对位置趋于指示发动机10的相对点火顺序（即，如由气缸指定的燃烧情况的相继顺序），示例性发动机10可被构造来具有如本领域技术人员已知的不同点火顺序。
示例性发动机10的气缸体12界定用于接纳曲轴20的许多轴承（未示出），使得曲轴20可相对于气缸体12沿着由曲轴20界定的纵向曲轴轴线CS而旋转。例如，如图3中所示，曲轴20界定具有含横截面中心的圆形横截面的许多曲轴轴颈22。曲轴轴颈22的数量对应于由气缸体12界定的轴承数量，且曲轴轴颈22由轴承接纳，使得曲轴20可沿着纵向曲轴轴线CS旋转。
虽然曲柄销24的数量并非必须等于活塞16数量，但是图2和图3中所示的示例性曲轴20也界定了对应于活塞16数量的曲柄销24数量。如图3中所示，每个示例性曲柄销24包括由曲柄销凸轮27分隔的一对曲柄销轴颈25a和25b，一对二级曲柄销凸轮27a和27b，和一对三级曲柄销凸轮27c和27d。在所示的实例中，二级曲柄销凸轮27a和27b位于曲柄销凸轮27的任一侧上，且三级曲柄销凸轮27c和27d位于二级曲柄销凸轮27a和27b的相对侧上。根据一些实施方案（未示出），曲轴20可包括仅一个二级曲柄销凸轮27a和仅一个三级曲柄销凸轮27c。在这种实施方案中，二级曲柄销凸轮27a可位于曲柄销凸轮27的一侧上，三级曲柄销凸轮27c位于二级曲柄销凸轮27a的与曲柄销凸轮27相对的侧上，使得曲柄销凸轮被相继配置为曲柄销凸轮27、二级曲柄销凸轮27a和三级曲柄销凸轮27c。或者，二级曲柄销凸轮27a可位于曲柄销凸轮27的一侧，三级曲柄销凸轮27c位于曲柄销凸轮27的与二级曲柄销凸轮27a相对的侧上，使得曲柄销凸轮被相继配置为三级曲柄销凸轮27c、曲柄销凸轮27和二级曲柄销凸轮27a（如本文中所使用，术语“二级”和“三级”不指示相对重要性。相反，这些术语用于将相似类型的结构从彼此区分）。
示例性曲柄销轴颈25a和25b是圆形横截面，且各自的圆形横截面可界定中心C（例如见图8A至图8C），其继而界定以垂直方式延伸通过各自曲柄销轴颈25a和25b的横截面中心C的纵向曲柄销轴线CP，使得曲柄销轴线CP平行于曲轴轴线CS且相对于曲轴轴线CS偏移。例如，曲柄销轴线CP距曲轴20的纵轴CS间隔某一距离T（见图3和图9A）。曲轴20还可以包括许多平衡砝码26以提供（或改进）当与活塞16和连杆组装时曲轴20的旋转平衡。在纵向曲轴轴线CS与纵向曲柄销轴线CP之间延伸的线界定曲轴20的径向轴线RA（见图9A至图16F，和图18A至图25F）。
关于示例性曲柄销凸轮27，例如图8A中所示，曲柄销凸轮27界定对应于从曲柄销轴线CP到曲柄销凸轮27的边缘面31的径向距离r d 的凸轮轮廓29。径向距离r d 从最小径向距离变化到最大径向距离以界定凸轮轮廓29。根据图8A中所示的示例性实施方案，曲柄销凸轮27的凸轮轮廓29界定一般的凸面半径，其中凸轮轮廓29的一部分对于凸轮轮廓29的至少约70度（例如，对于至少约80度，至少约90度，至少约100度，至少约110度，至少约120度，至少约130度，至少约140度或至少约150度）具有大体上恒定的半径。根据一些实施方案，凸轮轮廓29可具有界定对于凸轮轮廓的至少约70度（例如，至少约80度，至少约90度，至少约100度，至少约110度，至少约120度，至少约130度，至少约140度或至少约150度）大体上恒定的径向距离r d 的部分。
在图8A中所示的示例性实施方案中，在沿着从纵向曲轴轴线CS朝纵向曲柄销轴线CP的线延伸的第一方向d 1 上，与第一方向d 1 相关的径向距离r d1 小于最大径向距离。另外，在沿着从纵向曲柄销轴线C P 朝纵向曲轴轴线C S 的线延伸的第二方向d 2 上，与第二方向d 2 相关的径向距离r d2 大于与第一方向d 1 相关的径向距离r d1 。
相似于曲柄销凸轮27，第二曲柄销凸轮27a和27b界定对应于从曲柄销轴线C P 分别到二级曲柄销凸轮27a和27b的边缘面31a和31b的径向距离r d ’的二级凸轮轮廓29a和29b，如图8B中所示。径向距离r d ’从最小径向距离变化到最大径向距离以界定二级凸轮轮廓29a和29b。如图8B中所示，在沿着从纵向曲轴轴线C S 朝纵向曲柄销轴线C P 的线延伸的第一方向d 1 上，与第一方向d 1 相关的径向距离r d ’ 1 小于最大径向距离。另外，在沿着从纵向曲柄销轴线C P 朝纵向曲轴轴线CS的线延伸的第二方向d 2 上，与第二方向d 2 相关的径向距离r d ’ 2 大于与第一方向d 1 相关的径向距离r d ’ 1 。根据一些实施方案，二级凸轮轮廓29a和29b可大体上与曲柄销凸轮27的凸轮轮廓29相同。根据一些实施方案，二级凸轮轮廓29a和29b可大体上与曲柄销凸轮27的凸轮轮廓29不同。
三级曲柄销凸轮27c和27d界定对应于从曲柄销轴线C P 分别到三级曲柄销凸轮27c和27d的边缘面31c和31d的径向距离r d ’’的三级凸轮轮廓29c和29d，如图8C中所示。径向距离r d ’’从最小径向距离变化到最大径向距离以界定三级凸轮轮廓29c和29d。如图8C中所示，在沿着从纵向曲轴轴线C S 朝纵向曲柄销轴线C P 的线延伸的第一方向d 1 上，与第一方向d 1 相关的径向距离r d ’’ 1 小于最大径向距离。另外，在沿着从纵向曲柄销轴线CP朝纵向曲轴轴线CS的线延伸的第二方向d 2 上，与第二方向d 2 相关的径向距离r d ’’ 2 大于与第一方向d 1 相关的径向距离r d ’’ 1 。
根据一些实施方案，凸轮轮廓29、二级凸轮轮廓29a和29b和三级凸轮轮廓29c和29d可彼此均不同。根据一些实施方案，凸轮轮廓29，二级凸轮轮廓29a和29d，和三级凸轮轮廓29c和29d中的一个或多个可大体上相同。例如，凸轮轮廓29，二级凸轮轮廓29a和29d，和三级凸轮轮廓29c和29d中的一个或多个可大体上相同，但是关于曲柄销轴线C P 相对于彼此旋转。
参考图2，活塞16经由对应于活塞16数量的某一数量的各自连杆28操作地耦接到曲柄销24。例如，示例性连杆28（例如见图4）包括具有椭圆形开口32a和32b的近端30，和具有第二孔径36的远端34。示例性连杆28的近端30经由椭圆形开口32a和32b操作地耦接到曲轴20的曲柄销24，且连杆28的远端34经由销38操作地耦接到活塞16。
如图4、图5A和图5B中所示，示例性连杆28包括杆部33和盖部35。示例性杆部33和示例性盖部35界定椭圆形开口32a和32b，其中椭圆形开口32a和32b每个界定纵轴，其可一般平行于连杆28的纵轴C R 而延伸。椭圆形开口32a和32b界定与纵轴正交的宽度，所述宽度一般对应于曲柄销轴颈25a和25b的横截面直径，从而允许曲柄销轴颈25a和25b相对于连杆28线性移动。这个示例性构造允许纵向曲柄销轴线C P 与连杆28的近端30之间的相对线性运动。
如图4和图5A中所示，示例性杆部33包括第一对支腿37a和37b，和与第一对支腿37a和37b间隔开的第二对支腿39a和39b，从而在第一对支腿与第二对支腿之间提供空隙41。第一对支腿37a和37b至少部分界定第一椭圆形开口32a，且第二对支腿39a和39b至少部分界定第二椭圆形开口32b。
在图4中所示的示例性实施方案中，套筒46可提供于椭圆形开口32a和32b中。例如，图4中所示的示例性套筒46包括半个套筒48，其界定用于接纳曲柄销24的轴颈25a和25b中的一个的轴承表面50。半个套筒48包括对置的凸缘52，使得当在椭圆形开口32a和32b中组装套筒46时，支腿对37a和37b以及39a和39b被夹在各自套筒46的对置凸缘52之间。套筒46允许曲柄销24在椭圆形开口32a和32b内往复运动，同时提供轴承表面50，曲柄销轴颈25a和25b在所述轴承表面中旋转。
如图5A和图5B中所示，杆部33包括与空隙41相关的随动件43和第二随动件43a和43b。例如，在所示的示例性实施方案中，随动件43和第二随动件43a和43b位于第一对支腿37a和37b和第二对支腿39a和39b的顶点处的空隙41中。连杆28的杆部33耦接到曲轴20使得第一对支腿37a和37b以及第二对支腿39a和39b分别与第一曲柄销轴颈25a和第二曲柄销轴颈25b相关，其中曲柄销24的凸轮27，二级凸轮27a和27b，以及三级凸轮27c和27d定位在空隙41中（见图2）。示例性盖部35（见图5B）可通过盖螺栓（未示出）耦接到第一对支腿37a和37b以及第二对支腿39a和39b，从而绕各自的曲柄销轴颈25a和25b围封各自的椭圆形开口32a和32b，其中凸轮27，二级凸轮27a和27b，和三级凸轮27c和27d被限制于连杆28的空隙41中。一些实施方案可包括对应于一个二级曲柄销凸轮27a的仅一个二级随动件43a，和/或对应于一个三级曲柄销凸轮27c的仅一个三级随动件42c。
根据图5A中所示的示例性实施方案，示例性随动件43和二级随动件43a和43b被构造来相对于杆部33摆动以减少各自曲柄销凸轮27与随动件43之间以及各自二级曲柄销凸轮27a和27b与二级随动件43a和43b之间的摩擦和磨损。随动件43和二级随动件43a和43b可由单件结构形成，使得其彼此一起摆动。根据一些实施方案，随动件43和二级随动件43a和43b可独立于彼此形成，使得其独立于彼此摆动。根据一些实施方案，二级随动件43a和43b可被构造来一起但独立于随动件43而摆动。
随动件43可包括随动件表面，其被成形来提供相邻凸轮27表面的凹面半径，其与动力冲程开始时（例如，在径向轴线R A 的角位置与动力冲程开始的延迟结束一致，例如，当径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 35度时（例如见图11A））凸轮轮廓29的互补凸面半径大体上相同。例如，随动件43可具有随动件表面，其具有与凸轮轮廓29的凸面半径的一部分大体上相同的凹面半径，所述凸面半径的一部分对于凸轮轮廓29的至少约70度（例如，对于至少约80度，至少约90度，至少约100度，至少约110度，至少约120度，至少约130度，至少约140度，或至少约150度）具有大体上相同的半径。这种示例性构造可用于增加凸轮27与随动件43之间的接触面积，从而减少凸轮27和/或随动件43的摩擦和/或磨损。
根据一些实施方案（例如，图17至25F中所示的示例性实施方案），二级随动件43a和43b可包括各自的随动件表面，其被成形以具有相邻二级凸轮27a和27b的表面的凹面半径，其与例如在动力冲程开始时二级凸轮轮廓29a和29b的互补凸面半径大体上相同。例如，二级随动件43a和43b可具有随动件表面，其具有与凸轮二级凸轮轮廓29a和29b的凸面半径的一部分大体上相同的凹面半径，所述凸面半径对于二级凸轮轮廓29a和29b的至少约70度（例如，对于至少约80度，至少约90度，至少约100度，至少约110度，至少约120度，至少约130度，至少约140度，或至少约150度）具有大体上相同的半径。这种示例性构造可用于增加二级曲柄销凸轮27a和27b与各自的二级随动件43a和43b之间的接触面积，从而减少二级凸轮27a和27b和/或二级随动件43a和43b的摩擦和/或磨损。
在图9A中所示的示例性实施方案中，示例性随动件43还包括相邻杆部33的互补表面的凸面半径，随动件43抵靠所述互补表面而摆动。这个示例性构造可用于增加随动件43与杆部33的表面之间的接触面积，从而减少杆部33和/或随动件43的摩擦和/或磨损。相似地，如图9C中所示，示例性二级随动件43a和43b还包括相邻杆部33的互补表面的凸面半径，二级随动件43a和43b抵靠其而摆动。这个示例性构造可用于增加二级随动件43a和43b与杆部33的表面之间的接触面积，从而减少杆部33和/或杆二级随动件43a和43b的摩擦和/或磨损。
根据一些实施方案，随动件43和/或二级随动件43a和43b可包括弧形槽（未示出），且杆部33可包括销（未示出），使得随着凸轮27和二级凸轮27a和27b的表面分别抵靠随动件43和二级随动件43a和43b骑动，随动件43和二级随动件43a和43b相对于杆部33摆动。这可用于维持随动件43、43a和43b与凸轮27、27a和27b的相对表面与杆部33之间增加的接触面积，从而减少凸轮27、27a和27b、杆部33和/或随动件43、43a和43b的摩擦和/或磨损。
可使用润滑剂以减少源于各自凸轮与随动件之间的相对运动的摩擦和/或磨损。例如，可提供润滑剂以减少随动件43、43a和43b的一个或多个表面与凸轮27、27a和27b的各自表面之间的摩擦和/或磨损。根据一些实施方案，随动件43、43a和43b的一个或多个表面与凸轮27、27a和27b的各自表面可被构造来促进各自表面之间的液体动力润滑或流体膜润滑。
在图5B中所示的示例性实施方案中，连杆24的盖部35包括各自的三级随动件43c和43d，其被构造来跟随各自的三级曲柄销凸轮27c和27d。例如，在图4和图5B中所示的示例性实施方案中，三级随动件43c和43d位于椭圆形开口32a和32b的盖端的顶点处。连杆28的杆部33和盖部35耦接到曲轴20使得三级曲柄销凸轮27c和27d分别与三级随动件43c和43d对准。一些实施方案可包括仅一个三级曲柄销凸轮27c和一个三级随动件43c。三级曲柄销凸轮27c和27d和三级随动件43c和43d可用于在发动机10的进气冲程期间（即，当发动机10是四冲程发动机时）沿气缸14向下拉动连杆28和活塞16，在这期间在缺乏作用于活塞16上的燃烧力的情况下曲轴20操作来沿气缸14向下拉动活塞16。三级曲柄销凸轮27c和27d与三级随动件43c和43d之间的相互作用将来自曲柄销24的拉力经由三级曲柄销凸轮27c和27d、三级随动件43c和43d和连杆28通过防止曲柄销24以不受限制的方式在椭圆形开口32a和32b内滑动而传输到活塞16。
如图5B中所示，连杆28可包括一个盖部35，其例如经由如螺栓（未示出）的紧固件而耦接到第一对支腿和第二对支腿37a、37b、39a和39b。如所示（例如见图10A），示例性盖部35包括具有腔66（例如，孔）的盖凹部64。在所示的示例性实施方案中，盖凹部64包括具有弧形面的一端68，且盖凹部64接纳摇杆构件70，其具有含相对于盖凹部64的端部68以互补方式呈弧形的表面72的一端，以促成在摇杆构件70与盖部35之间的运动，如摆动运动。腔66中可提供偏置构件74以偏置摇杆构件70，使得其相对于盖部35的盖凹部64而枢转出（例如见图9E和图9F）。偏置构件74可包括任何已知的偏置配置，如（例如）一个或多个弹簧、液压总成和/或气压总成。
根据一些实施方案，摇杆构件70可包括接纳三级随动件43c和43d的凹槽54（例如，具有弧形横截面），所述三级随动件43c和43d具有与凹槽54互补的各自表面，使得三级随动件43c和43d可在凹槽54内摆动或另外一般地移动。三级随动件43c和43d安装于随动件基部44的相对端（例如见图5B），且因此三级随动件43c和43d也相对于盖部35摆动或另外一般地移动。根据一些实施方案，摇杆构件70可包括相邻凹槽54和三级随动件43c和43d的一个或多个突起45，其帮助防止三级随动件43c和43d在摆动期间嵌入凹槽54中。
示例性摇杆构件70可用于大体上维持各自三级曲柄销凸轮27c和27d与三级随动件43c和43d之间的接触。例如，如图11E、图11F、图12E和图12F中所示，摇杆构件70相对于盖部35枢转，其中偏置构件74提供偏置力以将三级随动件43c和43d保持抵靠各自的三级曲柄销凸轮27c和27d。这可导致发动机10的操作期间摩擦、磨损和/或噪音减少。
根据所示的示例性实施方案，三级随动件43c和43d可包括随动件表面，其是凹面使得其提供与三级曲柄销凸轮27c和27c的凸轮轮廓29c和29d的更大接触面积。例如，随动件表面可具有凹面半径，其对应于三级曲柄销凸轮27c和27d的最小凸面半径。根据一些实施方案（例如，如所示），三级随动件43c和43d的随动件表面可被构造使得其在跨各自三级曲柄销凸轮27c和27d和三级随动件43c和43d的宽度的至少一部分的至少两个离散接触点处接触三级曲柄销凸轮27c和27d（例如见图9F、图10F、图11F、图12F、图13F、图14F、图15F和图16F）。这可用于减少三级曲柄销凸轮27c和27d与三级随动件43c和43d之间的摩擦和/或磨损。
根据一些实施方案，随着三级曲柄销凸轮27c和27d的表面抵靠三级随动件43c和43d骑动并经过三级随动件43c和43d，随动件43c和43d相对于盖部35摆动，例如图9F、图10F、图11F、图12F、图13F、图14F、图15F和图16F中所示。这可用于维持三级随动件43c和43d与三级曲柄销凸轮27c和27d的表面之间增加的接触面积，从而减少三级曲柄销凸轮27c和27d和/或三级随动件43c和43d的摩擦和/或磨损。
可使用润滑剂以减少源于各自三级凸轮与三级随动件之间的相对运动的摩擦和/或磨损。例如，可提供润滑剂以减少三级随动件43c和43d的一个或多个表面与三级凸轮27c和27d的各自表面之间的摩擦和/或磨损。根据一些实施方案，三级随动件43c和43d的一个或多个表面与三级凸轮27c和27d的各自表面可被构造来促进各自表面之间的液体动力润滑或流体膜润滑。
曲柄销凸轮27、二级曲柄销凸轮27a和27b、三级凸轮27c和27d、随动件43、二级随动件43a和43b和三级随动件43c和43d中的一个或多个可由被构造来经受与凸轮和随动件之间的相互作用相关的摩擦的硬化材料形成。例如，凸轮和随动件的一个或多个可由本领域技术人员已知的硬化轴承材料形成。根据一些实施方案，随动件43、二级随动件43a和43b、三级随动件43c和43d中的一个或多个可以偏置的方式安装使得随动件被偏置以接触对应凸轮。这种偏置力可例如通过弹簧、液压偏置力和/或气压偏置力来提供。这种偏置可例如用于维持曲柄销凸轮27、二级曲柄销凸轮27a和27b和三级曲柄销凸轮27c和27d与各自随动件43、二级随动件43a和43b和三级随动件43c和43d之间的接触，和/或减少与操作示例性发动机10相关的噪音。
根据一些实施方案，曲柄销凸轮27、二级曲柄销凸轮27a和27b、三级曲柄销凸轮27c和27d、随动件43、二级随动件43a和43b和三级随动件43c和43d中的一个或多个可被构造使得一个或多个凸轮贯穿径向轴线R A 的360度旋转保持与对应的一个或多个随动件接触。以这种示例性方式，曲柄销24与连杆28之间的相对运动可贯穿径向轴线R A 的360度旋转而更密切地控制。根据一些实施方案，曲柄销24与连杆28之间的相对运动可能无法贯穿径向轴线R A 的整个360度旋转而密切地控制。
在常规发动机的操作期间，活塞在气缸内往复运动，使得在内燃发动机的动力冲程期间，在由活塞、气缸和气缸头界定的燃烧腔室内的空气/燃料混合物的燃烧迫使活塞朝向曲轴。随着活塞朝曲轴行进，曲轴经由连杆和曲柄销旋转，从而将与压缩的空气/燃料混合物相关的潜在能量转换为机械功。
然而由于常规内燃发动机的架构，当活塞处于气缸内符合最大压缩的位置时（即，燃烧腔室处于其最小容量，这个条件当活塞距曲轴最远时一般符合最大压缩），在曲轴的中心与曲柄销的中心之间延伸的径向轴线趋于与连杆轴几乎共线（如果没有共线）。在这些相对位置，随着活塞在动力冲程期间首先开始其朝曲轴的运动，仅具有在连杆轴与径向轴线之间延伸的非常短的力臂（如有）。结果，最初由空气/燃料混合物在燃烧时所创建的力无法将与如果力臂的长度更大时将转化的力矩一样大的力矩传递到曲轴。这种情况可能特别不期望，因为在燃烧期间和燃烧之后不久，活塞上的力由于燃烧情况而可能接近其最大量值。此外，随着活塞沿气缸朝曲轴向下行进以及力臂的长度增加，来自燃烧情况的作用于活塞上的力的量值可迅速消散。因此，因为在活塞上的最大力的时间期间在连杆轴与径向轴线之间创建非常短的力臂，所以在常规内燃发动机中从燃烧过程产生功的效率可能小于期望的效率。
相比之下，在示例性发动机10的操作期间，随着曲轴20旋转，曲柄销24绕曲轴纵轴C S 旋转，使得曲柄销中心C 界定圆形路径，其具有由沿着在曲轴20的纵轴C S 与各自曲柄销24的纵轴C P 之间延伸的径向轴线R A （例如见图3和图9A）界定的距离T 而界定的半径。因此，连杆28的近端30（其经由连杆28的椭圆形开口32a和32b而耦接到曲柄销24）基于曲柄销凸轮27、27a、27b、27c和27d的轮廓而移动，如在下文关于图9A至图25F而更详细解释。连杆28的远端34由于被操作地耦接到活塞16而受限于以往复和线性的方式移动，所述活塞16同样受限于以往复和线性的方式在由气缸体12界定的各自气缸14内移动。结果，随着曲轴20旋转，活塞16在各自气缸14内往复运动，界定一般对应于曲柄销轴线C P 与曲轴轴线C S 之间的距离T 的两倍的活塞冲程（如根据本文中描述的示例性操作而受影响）。
至于示例性发动机10，随动件43抵靠曲柄销凸轮27骑动、二级随动件43a和43b抵靠二级曲柄销凸轮27a和27b骑动，且三级随动件43c和43d抵靠三级曲柄销凸轮27c和27d而骑动。随着凸轮轮廓的径向距离改变，连杆28的近端30借助于沿着纵轴在椭圆形开口32a和32b内往复运动的曲柄销轴颈25a和25b（见图3）而相对于纵向曲柄销轴线C P 线性移动，如关于图9A至图25F更详细解释。由于这种示例性构造，示例性活塞16的冲程根据曲柄销凸轮27、27a、27b、27c和27d与各自的随动件43、43a、43b、43c和43d之间的相互作用而受影响。如本文中更详细解释，这种示例性构造可允许定制示例性发动机10的操作特性（例如，功率输出、力矩、效率和/或响应性）。
根据图9A至图25F中所示的示例性实施方案，曲柄销24与连杆28之间的这种相互作用可被构造使得在动力冲程期间，活塞16朝曲轴20的实质运动被延迟直到曲轴20已旋转到在传输到活塞16上的燃烧力与在曲轴轴线C S 与各自曲柄销轴线C P 之间延伸的径向轴线R A 之间具有更有效的力臂时为止。例如，曲柄销凸轮可被成形，使得在连杆28的远端34没有任何运动或没有任何显著运动量的情况下曲柄销24随着曲轴20旋转而在椭圆形开口32a和32b内移动，从而有效增加曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离。结果，可捕获燃烧情况的更大量的能量，因为作用于活塞16上的最大的力符合更大的力臂，从而导致动力冲程期间在曲轴20处更大的力矩。燃烧开始的时间可被定制以利用延迟冲程。
例如，如果在曲轴20的径向轴线R A 处于0度时活塞16通常将逆转其行进方向，那么活塞16可（1）随着径向轴线RA处于零度而到达其冲程终点，且接着延迟其方向的逆转直到连杆28与曲轴轴线CS之间存在更大力臂为止，或（2）甚至在径向轴线RA已到达0度之后继续在气缸14中在离开曲轴20的方向上移动，且延迟其方向的逆转直到连杆28与曲轴轴线CS之间存在更大力臂为止。结果，可捕获燃烧情况的更大量的能量，因为作用于活塞16上的最大的力符合更大的力臂，从而导致动力冲程期间在曲轴20处更大的力矩。
图9A至图16F示意地图示具有示例性构造的发动机10的示例性操作，其可用于延迟活塞16在发动机10的冲程开始时沿气缸14向下的行进。例如，连杆28的随动件43、43a、43b、43c和43d与曲柄销24的凸轮27、27a、27b、27c和27d相互作用，导致曲柄销轴颈25a和25b（见图3）在椭圆形开口32a和32b内往复运动，从而有效改变连杆28的有效长度。如图8A中所示，凸轮轮廓29、29a和29b距纵向曲柄销轴线C P 的各自径向距离r d 、r d ’和r d ’’改变，使得曲柄销24能够在没有移动连杆28的远端34的情况下在椭圆形开口32a和32b内随着曲轴20旋转而移动，从而有效增加曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离。这种示例性构造使得甚至在曲柄销24随着曲轴20旋转而继续绕曲轴20的轴线C S 旋转时仍可在较短时间段内将活塞16保持在气缸14内的大体上固定的位置。根据一些实施方案，活塞16可继续在较短时间段内沿气缸14向上行进。结果，可将活塞16维持在燃烧腔室中的最高压力点处，同时曲柄销24旋转到导致由传输作用于活塞16上的力和在曲轴20的中心与曲柄销24的中心C 之间延伸的径向轴线R A 所界定的力臂增加的位置处。这导致相对更多力矩随着燃烧开始而被施加到曲轴20，其中活塞16处于距曲轴20的中心最远的点处（即，如所示，在其向上冲程的末端）。以这种示例性方式，可实施下文概述的延迟策略。
出于清楚描述的目的且由于图9A至图16F的截面图示出各种示例性结构的有限能力，虽然关于图9A至图16F描述的示例性实施方案包括曲柄销轴颈对25a和25b（见图3），椭圆形开口对32a和32b，二级曲柄销凸轮对27a和27b，二级随动件对43a和43b，三级曲柄销凸轮对27c和27d，和三级随动件对43c和43d，但是下文的描述将指曲柄销轴颈、椭圆形开口、二级曲柄销凸轮、二级随动件、三级曲柄销凸轮和三级随动件的各自对的仅一个。如前文所述，一些替代实施方案可包括曲柄销轴颈、椭圆形开口、二级曲柄销凸轮、二级随动件、三级曲柄销凸轮和/或三级随动件中的仅一个（即，与成对相反）。
如图9A至图9F中所示，曲轴20被定向使得由曲轴20的中心和曲柄销24的中心C 界定的径向轴线R A 被定向为零度，其一般对应于一般符合示例性发动机10的压缩冲程（和四冲程发动机中的排气冲程）结束的第一冲程终止角θ 1 。因此，随着径向轴线R A 以这个定向，活塞16在气缸14内处于其上方位置。根据一些实施方案，活塞16可在这个径向轴线位置继续沿气缸14向上行进。
如图9A和图9B中所示，在发动机10的操作期间，曲轴20在顺时针方向上旋转。随着曲柄销凸轮27和随动件43如所示地相互作用，曲柄销轴颈25a（见图3）一般位于椭圆形开口32a的长度内的中心，使得活塞16在其冲程顶部，同时曲轴20的径向轴线R A 与连杆28的纵轴C R 大体上对准。这个位置和示例性构造导致曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34（例如，第二孔径36的中心）之间的距离相对于例如图11A至图15F中所示的曲柄销24的中心C与连杆28的远端34之间的距离而被减小。
如图9A和图9B中所示，示例性曲柄销凸轮27和随动件43不彼此接触。特定而言，凸轮轮廓29的径向距离r d 足够短使得曲柄销凸轮27不接触随动件43。然而参考图9C和图9D，二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a彼此接触，且因此用于控制曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离和/或或者曲柄销轴颈25a沿着椭圆形开口32a的纵轴的纵向位置。
参考图9E和图9F，三级凸轮27c和三级随动件43c彼此接触，且因此可密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级凸轮43c接触。
参考图10A至图10F，曲轴20处于径向轴线R A 已旋转超过第一冲程终止角θ 1 15度的定向。在常规发动机中，活塞16将随着径向轴线R A 旋转通过15度而已经开始朝曲轴轴线C S 行进。相比之下，根据示例性发动机10，活塞16尚未开始其朝曲轴轴线C S 向下的行进。根据一些实施方案，活塞16可实际上在超过第一冲程终止角θ 1 0度与15度之间时继续沿气缸14略微向上行进。如图10A和图10B中所示，曲柄销凸轮27刚好开始接触随动件43，其中随动件43的表面半径略微小于曲柄销凸轮27的表面半径。
参考图10C和图10D，二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a保持接触，其中二级凸轮轮廓29a的径向距离r d ’增加，使得曲柄销轴颈25a（见图3）沿椭圆形开口32a纵向向下移动，从而增加连杆28的有效长度（即，增加曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离）。结果，活塞16并非开始沿气缸14向下行进，相反活塞16保持在其向上冲程的末端（或继续沿气缸14向上行进）。如图10D中所示，示例性二级曲柄销凸轮27a和示例性二级随动件43a被构造使得在曲轴20的径向轴线R A 的这个位置处二级曲柄销凸轮27a的表面半径与二级随动件43a的相邻表面的半径相似。
参考图10E和图10F，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置继续被密切控制。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力， 从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。
在图11A至图11F中，曲轴20已旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 35度的定向。在常规发动机中，活塞16将随着径向轴线R A 旋转通过35度而已经朝曲轴轴线C S行进某一明显距离。相比之下，根据示例性发动机10，活塞16尚未开始其朝曲轴轴线C S 向下的行进。取而代之，二级曲柄销凸轮27a已相对于二级随动件43a旋转（见图9C、图10C和图11C），使得二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的相互作用导致曲柄销轴颈25a（见图3）在椭圆形开口32a内（以所示的定向）以导致连杆28的远端34大体上没有运动的方式向下移动到更远离椭圆形开口32a的中心部分的位置。特定而言，二级凸轮轮廓29a的径向距离r d ’已增加（与图9C和图11C相比），从而迫使曲柄销轴颈25a沿椭圆形开口32a向下。结果，曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离已相对于图9A和图9B中所示的曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离而增加。由于距离上的这个增加，即使曲柄销24已相对于曲轴20的中心C 顺时针旋转，使得曲柄销24的中心C P 距气缸14的顶部更远，活塞16还是没有开始沿气缸14向下行进。根据一些实施方案，活塞16可实际上在超过第一冲程终止角θ 1 0度与35度之间时继续沿气缸14略微向上行进。
如图11A和图11B中所示，曲柄销凸轮27现在与随动件43接触，其中随动件43的表面半径与曲柄销凸轮27的表面半径约相同（例如，相同）。借助于曲柄销凸轮27和随动件43的各自表面半径相似或相同，两个表面之间的接触面积更大，其可用于在发动机10的动力冲程期间（且当发动机10是四冲程发动机时，在进气冲程期间）减少曲柄销凸轮27与随动件43的表面之间的摩擦和/或磨损。
在所示的实例中，在与随动件43接触的点或表面处曲柄销凸轮27的径向距离r d 增加，从而增加连杆28的有效长度。结果，活塞16并非沿气缸14向下行进，相反活塞16保持在其向上冲程的末端，或者在一些实施方案中，继续沿气缸14向上行进。相比于图10D，如图11D中所示，示例性二级凸轮27a和二级随动件43a不再彼此接触，且因此曲柄销凸轮27与随动件43之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。
如图11E和图11F中所示，三级凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过曲柄销凸轮27、随动件43、三级凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级凸轮43c接触。
如图12A至图12F中所示，曲轴20已旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 90度的定向。相比于图9A至图11F，活塞16现在已开始其朝曲轴轴线C S 向下的行进。如图12A和图12B中所示，曲柄销凸轮27保持与随动件43接触，且随动件43的表面半径继续与曲柄销凸轮27的表面半径相似（例如，相同）。如图12A中所示，在与随动件43接触的点或表面处曲柄销凸轮27的径向距离r d 大约处于其最大值，导致曲柄销轴颈25a（见图3）大约处于其沿椭圆形开口32a向下的最大纵向位置，使得连杆28的有效长度大约处于其最大值。如图12D中所示，示例性二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a继续不与彼此接触。结果，曲柄销凸轮27与随动件43之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a的纵向位置。
如图12E和图12F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过曲柄销凸轮27、随动件43、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。然而，如图12E和图12F中所示，摇杆构件70不再明显与连杆28的盖部35的盖凹部64间隔开，其中三级曲柄销凸轮27c与三级随动件43c之间的相互作用压缩偏置构件74。
参考图13A至图13F，曲轴20已旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 120度的定向。活塞16继续沿气缸14向下行进。曲柄销凸轮27保持与随动件43接触，且随动件43的表面半径继续与曲柄销凸轮27的表面半径相似（例如，相同）。如图13A中所示，在与随动件43接触的点或表面处曲柄销凸轮27的径向距离r d 保持与图12A至图12F中所示的大约相同，导致曲柄销轴颈25a（见图3）在椭圆形开口32a中保持大体上静止，使得连杆28的有效长度保持大体上相同。
根据一些实施方案，曲柄销凸轮27的表面半径和/或曲柄销凸轮27的径向距离r d 可贯穿曲轴20的径向轴线R A 的角运动范围而保持大体上相同。随着径向距离r d 保持大体上恒定，椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置保持大体上恒定，使得连杆28的有效长度贯穿曲轴20的角运动范围保持大体上相同。例如，凸轮轮廓29可具有对于凸轮轮廓的至少约70度（例如，至少约80度、至少约90度、至少约100度、至少约110度、至少约120度、至少约130度、至少约140度或至少约150度）界定大体上恒定的径向距离rd的一部分。根据一些实施方案，曲柄销凸轮27的表面可对于凸轮轮廓29的至少约70度（例如，对于至少约80度、至少约90度、至少约100度、至少约110度、至少约120度、至少约130度、至少约140度或至少约150度）具有大体上恒定的半径。例如，在图9A至图15F中所示的示例性实施方案中，曲柄销凸轮27的表面半径和径向距离rd从超过第一冲程终止角θ 1 约35度到约120度时保持大体上不变。根据一些实施方案，凸轮轮廓29的大体上恒定的表面半径和大体上恒定的径向距离r d 可能不一致。
相比于图12D，如图13D中所示，示例性二级凸轮27a和二级随动件43a随着二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’增加而开始进入与彼此的接触。结果，曲柄销凸轮27与随动件43之间以及二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a的纵向位置。
如图13E和图13F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过曲柄销凸轮27、随动件43、二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。相比于图12E和图12F，如图13E和图13F中所示，摇杆构件70返回到与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74返回到更延伸的构造。
如图14A至图14F中所示，曲轴20已继续旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 150度的定向。活塞16继续沿气缸14向下行进。在所示的示例性实施方案中，随着曲柄销凸轮27的径向距离r d 减小，曲柄销凸轮27和随动件43从彼此分离，且二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’开始增加到二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a与彼此进入接触的程度，如图14C和图14D中所示。在这个接触点，如图14D中所示，二级曲柄销凸轮27a的表面半径与二级随动件43a的表面半径相似（例如，相同）。二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。相对于图13A至图13F中所示的位置，曲柄销轴颈25a保持在椭圆形开口32a中的相对静止的纵向位置，使得连杆28的有效长度保持大体上相同。
如图14E和图14F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
如图15A至图15F中所示，曲轴20已继续旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 180度的定向（即，处于第二冲程终止角θ 2 ，其一般对应于动力冲程（或进气冲程）的结束）。在曲轴20的这个定向时，活塞16停止其沿气缸14向下的行进，且开始对于排气冲程（或压缩冲程）的开端而逆转方向。在图15A和图15B中所示的示例性实施方案中，曲柄销凸轮27和随动件43保持从彼此分离，且二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a保持彼此接触，如图15C和图15D中所示。二级曲柄销凸轮27a的表面半径开始减小，使得在这个接触点，二级随动件43a的表面半径大于二级曲柄销凸轮27a的表面半径。二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。相对于图14A至图14F中所示的位置，曲柄销轴颈25a在椭圆形开口32a中保持于相对静止的纵向位置，使得连杆28的有效长度保持大体上相同。
如图15E和图15F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
如图16A至图16F中所示，曲轴20已继续旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 270度的定向。在曲轴20的这个定向时，活塞16继续沿气缸14向上行进。如图16A和图16B中所示，曲柄销凸轮27和随动件43保持从彼此分离，且二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a保持彼此接触，如图16C和图16D中所示。在这个接触点，二级凸轮27a的表面半径返回到与二级随动件43a的表面半径相似（例如，相同）。二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。相对于图15A至图15F中所示的位置，二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’已减小，且因此曲柄销轴颈25a已沿椭圆形开口32a返回纵向向上行进，使得连杆28的有效长度随着活塞16接近其沿气缸14向上的冲程末端而开始缩短。
如图16E和图16F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且通过二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
返回参考图9A至图9F，曲轴20已继续旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 360度的定向，特定而言，使得径向轴线RA已回到第一冲程终止角θ 1 。在曲轴20的这个定向时，活塞16已沿气缸14向上行进到其冲程末端。（如前文中所提及，根据一些实施方案，活塞16可随着径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 360度而继续沿气缸14略微向上行进）。如图9A和图9B中所示，曲柄销凸轮27和随动件43保持从彼此略微分离，且二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a保持彼此接触，如图9C和图9D中所示。在这个接触点，二级凸轮27a的表面半径略微小于二级随动件43a的表面半径。二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a的纵向位置。相对于图16A至图16F中所示的位置，二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’已继续减小，且因此曲柄销轴颈25a已沿椭圆形开口32a继续纵向向上行进到导致连杆28的有效长度随着活塞16到达其沿气缸14向上的冲程末端而处于实质最小值的纵向位置。
如图9E和图9F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且通过二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
根据一些实施方案，凸轮27和随动件43可彼此接触，且二级凸轮27a和二级随动件43a可以替代方式彼此接触。（实际接触可视需要例如通过可能存在于各自表面之间的液体动力润滑来限制。）例如，当凸轮27和随动件43彼此接触时，二级凸轮27a和二级随动件43a不彼此接触，且相反地，当二级凸轮27a和二级随动件43a彼此接触时，凸轮27和随动件43不彼此接触。根据一些实施方案，可能具有凸轮27和随动件43彼此接触且二级凸轮27a和随动件43a彼此接触的径向轴线R A 的角位置范围。
以上文描述的示例性方式，曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34（例如，销38的中心）之间的距离可变。更明确而言，距离是可变的（例如见图9A和图11B），其中距离的可变性在示例性实施方案中借助于曲柄销24和连杆28而促成。随着径向轴线R A 在第一冲程终止角θ1与超过第一冲程终止角θ 1 180度（即，到第二冲程终止角θ 2 ）之间旋转，曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离开始增加，从而将动力冲程的开始延迟直到径向轴线R A到达例如在所示的示例性实施方案中超过第一冲程终止角θ 1 至少约35度至40度的点处为止。燃烧开始的时间可被定制以利用这种延迟。随着径向轴线R A 继续朝超过第一冲程终止角θ 1 180度的定向旋转（见图9A至图15A），曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离可保持相对恒定。随着径向轴线R A 在超过第一冲程终止角θ 1 180度与360度之间旋转，所述距离减小（见图15A和图9A）。
根据一些实施方案，曲轴20与连杆28之间的示例性构造和/或相互作用可被定制以实现示例性发动机10的期望性能特性，如（例如）改进效率、改进力矩、改进功率输出和/或改进响应性。例如，一个或多个曲柄销凸轮的轮廓可被构造来例如通过改变动力冲程的开始的时间和延迟量值中的至少一个而改进示例性发动机10的效率和/或功率。
根据一些实施方案，示例性发动机10的动力冲程的开始可被延迟直到径向轴线R A 已旋转超过第一冲程终止角θ 1 至少约15度为止。在其它实施方案中，动力冲程的开始可被被延迟直到径向轴线RA已旋转超过第一冲程终止角θ 1 至少约30度为止（例如，超过第一冲程终止角θ 1 至少约40度或45度）。在其它实施方案中，旋转可例如被设定为超过第一冲程终止角θ 1 约25度或35度，以实现发动机10的期望性能特性。
根据一些实施方案，例如取决于一个或多个曲柄销凸轮的轮廓，活塞16可随着径向轴线R A 在超过第一冲程终止角θ 1 0度与例如约35度至40度之间旋转时继续在气缸14中略微向上行进，其后开始活塞16在气缸14内的向下行进。换句话说，在动力冲程的延迟期间，活塞16不一定在气缸14内静止，而相反，活塞16可随着径向轴线R A 相对于第一冲程终止角θ 1 超过0度而继续在气缸14中相对于其在气缸14中的位置向上行进。
各自曲柄销凸轮27、27a、27b、27c和/或27d的凸轮轮廓29、29a、29b、29c和/或29d可选择以促成活塞16在气缸14内行进的期望速度和/或加速度。例如，一个或多个曲柄销凸轮的凸轮轮廓可被构造来在动力冲程的开始延迟结束后提供相对更快的行进和/或更高的加速度。这种凸轮轮廓定制可被执行来提供发动机10的期望的功率、力矩和/或效率。
根据一些实施方案，发动机10可被构造来选择性地操作于至少两个模式中。例如，在第一操作模式中，曲柄销24的中心C （例如，曲柄销24的纵轴C P ）与连杆28的远端34之间的距离可以如上文描述的恒定方式改变。在第二操作模式中，一个或多个曲柄销凸轮的轮廓可以径向方式可变，使得在活塞16的动力冲程中的延迟可根据期望的定制而改变。这可例如经由凸轮定相来完成，其中一个或多个曲柄销凸轮27、27a、27b、27c和27d可相对于曲柄销轴颈25a和25b（见图3）旋转，从而改变动力冲程开始时径向轴线R A 的位置。在这个示例性的第二操作模式中，可能可以定制发动机10的操作以根据某些操作参数来改变发动机10操作的功率输出、力矩和/或效率。根据一些实施方案，发动机10可根据第一模式和第二模式的组合来操作。
如下文更详细描述，除了曲柄销凸轮27和第二曲柄销凸轮27a和27b以及相关的随动件43、43a和43b之外，图17至图25F中所示的示例性发动机10以相似于图7至图16F中所示的示例性发动机的方式操作。特定而言，曲柄销凸轮27和二级曲柄销凸轮27a和27b的角色相对于图7至图16F中所示的示例性实施方案相反。
出于清楚描述的目的且由于图18A至图25F的截面图示出各种示例性结构的有限能力，虽然关于图18A至图25F描述的示例性实施方案包括曲柄销轴颈对25a和25b（见图3），椭圆形开口对32a和32b，二级曲柄销凸轮对27a和27b，二级随动件对43a和43b，三级曲柄销凸轮对27c和27d，和三级随动件对43c和43d，但是下文的描述将指曲柄销轴颈、椭圆形开口、二级曲柄销凸轮、二级随动件、三级曲柄销凸轮和三级随动件的各自对的仅一个。如前文所述，一些替代实施方案可包括曲柄销轴颈、椭圆形开口、二级曲柄销凸轮、二级随动件、三级曲柄销凸轮和/或三级随动件中的仅一个（即，与成对相反）。
如图18A和图18B中所示，在这个示例性发动机10的操作期间，曲轴20以顺时针方向旋转。随着二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a如所示地相互作用，曲柄销轴颈25a（见图3）一般位于椭圆形开口32a的长度内的中心，使得活塞16在其冲程顶部，同时曲轴20的径向轴线R A 与连杆28的纵轴C R 大体上对准。这个位置和示例性构造导致曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34（例如，第二孔径36的中心）之间的距离相对于例如图20A至图24F中所示的曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离而被减小。
如图18A和图18B中所示，示例性二级曲柄销凸轮27a和示例性二级随动件43a不彼此接触。特定而言，二级凸轮轮廓29a的径向距离r d ’足够短使得二级曲柄销凸轮27a不接触二级随动件43a。然而参考图18C和图18D，曲柄销凸轮27和随动件43彼此接触，且因此用于控制曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离和/或或者曲柄销轴颈25a沿着椭圆形开口32a的纵轴的纵向位置。
参考图18E和图18F，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c彼此接触，且因此可密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。
参考图19A至图19F，曲轴20处于径向轴线R A 已旋转超过第一冲程终止角θ 1 15度的定向。在常规发动机中，活塞16将随着径向轴线R A 旋转通过15度而已经开始朝曲轴轴线C S 行进。相比之下，根据示例性发动机10，活塞16尚未开始其朝曲轴轴线C S 向下的行进。根据一些实施方案，活塞16可实际上在超过第一冲程终止角θ 1 0度与15度之间时继续沿气缸14略微向上行进。如图19A和图19B中所示，二级曲柄销凸轮27a刚好开始接触二级随动件43a，其中二级随动件43a的表面半径略微小于二级曲柄销凸轮27a的表面半径。
参考图19C和图19D，曲柄销凸轮27和随动件43保持接触，其中凸轮轮廓29的径向距离r d 增加，使得曲柄销轴颈25a（见图3）沿椭圆形开口32a纵向向下移动，从而增加连杆28的有效长度（即，增加曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离）。结果，活塞16并非开始沿气缸14向下行进，相反活塞16保持在其向上冲程的末端（或继续沿气缸14向上行进）。如图19D中所示，示例性曲柄销凸轮27和随动件43被构造使得在曲轴20的径向轴线R A的这个位置处曲柄销凸轮27的表面半径与随动件43的相邻表面的半径相似。
参考图19E和图19F，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置继续被密切控制。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力， 从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。
在图20A至图20F中，曲轴20已旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 35度的定向。在常规发动机中，活塞16将随着径向轴线R A 旋转通过35度而已经朝曲轴轴线C S行进某一明显距离。相比之下，根据示例性发动机10，活塞16尚未开始其朝曲轴轴线C S 向下的行进。取而代之，二级曲柄销凸轮27a已相对于二级随动件43a旋转，使得二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的相互作用导致曲柄销轴颈25a（见图3）在椭圆形开口32a内（以所示的定向）以导致连杆28的远端34大体上没有运动的方式向下移动到更远离椭圆形开口32a的中心部分的位置。特定而言，二级凸轮轮廓29a的径向距离r d ’已增加（与图18A和图20A相比），从而迫使曲柄销轴颈25a沿椭圆形开口32a向下。结果，曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离已相对于图18A和图18B中所示的距离而增加。由于距离上的这个增加，即使曲柄销24已相对于曲轴20的中心C 顺时针旋转，使得曲柄销24的中心C P 距气缸14的顶部更远，活塞16还是没有开始沿气缸14向下行进。结果，所述距离增加，使得活塞16并非开始在气缸14中向下行进，而是大体上保持在其最大冲程的位置。根据一些实施方案，活塞16可实际上在超过第一冲程终止角θ 1 0度与35度之间时继续沿气缸14略微向上行进。
如图20A和图20B中所示，二级曲柄销凸轮27a现在与二级随动件43a接触，其中二级随动件43a的表面半径与二级曲柄销凸轮27a的表面半径相似（例如，相同）。借助于二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a的各自表面半径相似或相同，两个表面之间的接触面积更大，其可用于在发动机10的动力冲程期间（且当发动机10是四冲程发动机时，在进气冲程期间）减少二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a的表面之间的摩擦和/或磨损。
在所示的实例中，在与二级随动件43a接触的点或表面处二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’增加，从而增加连杆28的有效长度。结果，活塞16并非开始沿气缸14向下行进，相反活塞16保持在其向上冲程的末端，或者在一些实施方案中，继续沿气缸14向上行进。相比于图19D，如图20D中所示，示例性凸轮27和随动件43不再彼此接触，且因此二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。
如图20E和图20F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。
如图21A至图21F中所示，曲轴20已旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 90度的定向。相比于图18A至图20F，活塞16现在已开始其朝曲轴轴线C S 向下的行进。如图21A和图21B中所示，二级曲柄销凸轮27a保持与二级随动件43a接触，且二级随动件43a的表面半径继续与二级曲柄销凸轮27a的表面半径相似（例如，相同）。如图21A中所示，在与二级随动件43a接触的点或表面处二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’大约处于其最大值，导致曲柄销轴颈25a大约处于其沿椭圆形开口32a向下的最大纵向位置，使得连杆28的有效长度大约处于其最大值。如图21D中所示，示例性曲柄销凸轮27和随动件43继续不与彼此接触。结果，二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a的纵向位置。
如图21E和图21F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。然而，如图21E和图21F中所示，摇杆构件70不再明显与连杆28的盖部35的盖凹部64间隔开，其中三级曲柄销凸轮27c与三级随动件43c之间的相互作用压缩偏置构件74。
参考图22A至图22F，曲轴20已旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 120度的定向。活塞16继续沿气缸14向下行进。二级曲柄销凸轮27a保持与二级随动件43a接触，且二级随动件43a的表面半径继续与二级曲柄销凸轮27a的表面半径相似（例如，相同）。如图22A中所示，在与二级随动件43a接触的点或表面处二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’保持与图21A至图21F中所示的相同，导致曲柄销轴颈25a（见图3）在椭圆形开口32a中保持大体上静止，使得连杆28的有效长度保持大体上相同。
根据一些实施方案，二级曲柄销凸轮27a的表面半径和/或二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’可贯穿曲轴20的径向轴线R A 的角运动范围而保持大体上相同。随着径向距离r d ’保持大体上恒定，椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置保持大体上恒定，使得连杆28的有效长度贯穿曲轴20的角运动范围保持大体上相同。例如，二级凸轮轮廓29a可具有对于凸轮轮廓的至少约70度（例如，至少约80度、至少约90度、至少约100度、至少约110度、至少约120度、至少约130度、至少约140度或至少约150度）界定大体上恒定的径向距离r d ’的一部分。根据一些实施方案，二级曲柄销凸轮27a的表面可对于二级凸轮轮廓29a的至少约70度（例如，对于至少约80度、至少约90度、至少约100度、至少约110度、至少约120度、至少约130度、至少约140度或至少约150度）具有大体上恒定的半径。例如，在图17至图25F中所示的示例性实施方案中，二级曲柄销凸轮27a的表面半径和径向距离r d ’从超过第一冲程终止角θ 1 约35度到约120度时保持大体上不变。根据一些实施方案，二级凸轮轮廓29a的大体上恒定的表面半径和大体上恒定的径向距离r d ’可能不一致。
相比于图21D，如图22D中所示，示例性凸轮27和随动件43随着曲柄销凸轮27的径向距离r d 增加而开始进入与彼此的接触。结果，曲柄销凸轮27与随动件43a之间以及二级曲柄销凸轮27a与二级随动件43a之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a的纵向位置。
如图22E和图22F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过曲柄销凸轮27、随动件43、二级曲柄销凸轮27a、二级随动件43a、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。相比于图21E和图21F，如图22E和图22F中所示，摇杆构件70返回到与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74返回到更延伸的构造。
如图23A至图23F中所示，曲轴20已继续旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 150度的定向。活塞16继续沿气缸14向下行进。在所示的示例性实施方案中，随着二级曲柄销凸轮27a的径向距离r d ’减小，二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a从彼此分离，且曲柄销凸轮27的径向距离r d 开始增加，使得曲柄销凸轮27和随动件43进入与彼此的接触，如图23C和图23D中所示。在这个接触点，曲柄销凸轮27的表面半径与随动件43的表面半径大体上相同，如图23D中所示。曲柄销凸轮27与随动件43之间的接触控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。相对于图22A至图22F中所示的位置，曲柄销轴颈25a保持在椭圆形开口32a中的相对静止的纵向位置中，使得连杆28的有效长度保持大体上相同。
如图23E和图23F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过曲柄销凸轮27、随动件43、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
如图24A至图24F中所示，曲轴20已继续旋转到径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 180度的定向（即，处于第二冲程终止角θ 2 ，其一般对应于动力冲程（或进气冲程）的结束）。在曲轴20的这个定向时，活塞16停止其沿气缸14向下的行进，且开始对于排气冲程（或压缩冲程）的开端而逆转方向。在图24A和图24B中所示的示例性实施方案中，二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a保持从彼此分离，且曲柄销凸轮27和随动件43保持彼此接触，如图24C和图24D中所示。曲柄销凸轮27的表面半径开始减小，使得在这个接触点，随动件43的表面半径大于曲柄销凸轮27的表面半径。曲柄销凸轮27与随动件43之间的接触控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。相对于图23A至图23F中所示的位置，曲柄销轴颈25a在椭圆形开口32a中保持于相对静止的纵向位置，使得连杆28的有效长度保持大体上相同。
如图24E和图24F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且因此通过曲柄销凸轮27、随动件43、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
如图25A至图25F中所示，曲轴20已继续旋转到径向轴线RA超过第一冲程终止角θ 1 270度的定向。在曲轴20的这个定向时，活塞16继续沿气缸14向上行进。如图25A和图25B中所示，二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a保持从彼此分离，且曲柄销凸轮27和随动件43保持彼此接触，如图25C和图25D中所示。在这个接触点，曲柄销凸轮27的表面半径返回到与随动件43的表面半径大体上相同。曲柄销凸轮27与随动件43之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a（见图3）的纵向位置。相对于图24A至图24F中所示的位置，曲柄销凸轮27的径向距离r d 已减小，且因此曲柄销轴颈25a已沿椭圆形开口32a返回纵向向上行进，使得连杆28的有效长度随着活塞16接近其沿气缸14向上的冲程末端而开始缩短。
如图25E和图25F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且通过曲柄销凸轮27、随动件43、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
返回参考图18A至图18F，曲轴20已继续旋转到径向轴线RA超过第一冲程终止角θ 1 360度的定向，使得径向轴线R A 已回到第一冲程终止角θ 1 。在曲轴20的这个定向时，活塞16已沿气缸14向上行进到其冲程末端。（如前文中所提及，根据一些实施方案，活塞16可随着径向轴线R A 超过第一冲程终止角θ 1 360度而继续沿气缸14略微向上行进）。如图18A和图18B中所示，二级曲柄销凸轮27a和二级随动件43a保持从彼此略微分离，且曲柄销凸轮27和随动件43保持彼此接触，如图18C和图18D中所示。在这个接触点，曲柄销凸轮27的表面半径略微小于随动件43的表面半径。曲柄销凸轮27与随动件43之间的接触控制椭圆形开口32a中曲柄销轴颈25a的纵向位置。相对于图25A至图25F中所示的位置，曲柄销凸轮27的径向距离r d 已继续减小，且因此曲柄销轴颈25a已沿椭圆形开口32a继续纵向向上行进到导致连杆28的有效长度随着活塞16到达其沿气缸14向上的冲程末端而处于实质最小值的纵向位置。
如图18E和图18F中所示，三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c保持彼此接触，且通过曲柄销凸轮27、随动件43、三级曲柄销凸轮27c和三级随动件43c而密切控制椭圆形开口32a中的曲柄销轴颈25a的纵向位置。偏置构件74继续提供抵靠摇杆构件70的偏置力，从而将三级随动件43c保持与三级曲柄销凸轮43c接触。摇杆构件70保持与盖部35的盖凹部64间隔开，其中偏置构件74保持处于延伸构造。
根据一些实施方案，凸轮27和随动件43可彼此接触，且二级凸轮27a和二级随动件43a可以替代方式彼此接触。（实际接触可视需要例如通过可能存在于各自表面之间的液体动力润滑来限制。）例如，当凸轮27和随动件43彼此接触时，二级凸轮27a和二级随动件43a不彼此接触，且相反地，当二级凸轮27a和二级随动件43a彼此接触时，凸轮27和随动件43不彼此接触。根据一些实施方案，可能具有凸轮27和随动件43彼此接触且二级凸轮27a和随动件43a彼此接触的径向轴线R A 的角位置范围。
以上文关于图17至图25F描述的示例性方式，曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34（例如，销38的中心）之间的距离可变。更明确而言，距离是可变的（例如见图18A和图20B），其中距离的可变性在示例性实施方案中借助于曲柄销24和连杆28而促成。随着径向轴线R A 在第一冲程终止角θ 1 与超过第一冲程终止角θ 1 180度（即，到第二冲程终止角θ 2 ）之间旋转，所述距离开始增加，从而将动力冲程的开始延迟直到径向轴线R A 到达例如在所示的示例性实施方案中超过第一冲程终止角θ 1 至少约35度至40度的点处为止。燃烧开始的时间可被定制以利用这种延迟。随着径向轴线R A 继续朝超过第一冲程终止角θ 1 180度的定向旋转（见图18A至图24A），曲柄销24的中心C 与连杆28的远端34之间的距离可保持相对恒定。随着径向轴线R A 在超过第一冲程终止角θ 1 180度与360度之间旋转，所述距离减小（见图24A和图18A）。
根据一些实施方案，曲轴20与连杆28之间的示例性构造和/或相互作用可被定制以实现示例性发动机10的期望性能特性，如（例如）改进效率、改进力矩、改进功率输出和/或改进响应性。例如，一个或多个曲柄销凸轮的轮廓可被构造来例如通过改变动力冲程的开始的时间和延迟量值中的至少一个而改进示例性发动机10的效率和/或功率。
根据一些实施方案，示例性发动机10的动力冲程的开始可被延迟直到径向轴线R A 已旋转超过第一冲程终止角θ 1 至少约15度为止。在其它实施方案中，动力冲程的开始可被被延迟直到径向轴线RA已旋转超过第一冲程终止角θ 1 至少约30度为止（例如，超过第一冲程终止角θ 1 至少约40度或45度）。在其它实施方案中，旋转可例如被设定为超过第一冲程终止角θ 1 约25度或35度，以实现发动机10的期望性能特性。
根据一些实施方案，例如取决于一个或多个曲柄销凸轮的轮廓，活塞16可随着径向轴线R A 在超过第一冲程终止角θ 1 0度与例如约35度至40度之间旋转时继续在气缸14中略微向上行进，其后开始活塞16在气缸14内的向下行进。换句话说，在动力冲程的延迟期间，活塞16不一定在气缸14内静止，而相反，活塞16可随着径向轴线R A 相对于第一冲程终止角θ 1 超过0度而继续在气缸14中相对于其在气缸14中的位置向上行进。
各自曲柄销凸轮27、27a、27b、27c和/或27d的凸轮轮廓29、29a、29b、29c和/或29d可选择以促成活塞16在气缸14内行进的期望速度和/或加速度。例如，一个或多个曲柄销凸轮的凸轮轮廓可被构造来在动力冲程的开始延迟结束后提供相对更快的行进和/或更高的加速度。这种凸轮轮廓定制可被执行来提供发动机10的期望的功率、力矩和/或效率。
根据一些实施方案，发动机10可被构造来选择性地操作于至少两个模式中。例如，在第一操作模式中，曲柄销24的中心C （例如，曲柄销24的纵轴C P ）与连杆28的远端34之间的距离可以如上文描述的恒定方式改变。在第二操作模式中，一个或多个曲柄销凸轮的轮廓可以径向方式可变，使得在活塞16的动力冲程中的延迟可根据期望的定制而改变。这可例如经由凸轮定相来完成，其中一个或多个曲柄销凸轮27、27a、27b、27c和27d可相对于曲柄销轴颈25a和25b旋转，从而改变动力冲程开始时径向轴线R A 的位置。在这个示例性的第二操作模式中，可能可以定制发动机10的操作以根据某些操作参数来改变发动机10操作的功率输出、力矩和/或效率。根据一些实施方案，发动机10可根据第一模式和第二模式的组合来操作。
图1至图25F中所示的示例性发动机10可并入动力传动系中，例如，包括操作地耦接到发动机10的传动装置和被构造来做功的驱动构件，所述驱动构件被操作地耦接到所述传动装置。例如，驱动构件可包括推进设备，如（例如）轮子或螺旋桨。根据一些实施方案，这种动力传动系可包括被构造来将旋转动力转换成电力的发电机，所述发电机被操作地耦接到示例性发动机10。这种动力传动系可包括电力存储设备（例如，飞轮和/或一个或多个电池），其操作地耦接到发电机且被构造来存储电力。根据一些实施方案，传动装置可包括一个或多个电动机。
此外，示例性发动机10可并入交通工具中，其包括操作地耦接到发动机10的传动装置和被构造来做功且被操作地耦接到传动装置的驱动构件。例如，驱动构件可包括推进设备，如（例如）轮子或螺旋桨。例如，交通工具可以是轿车、面包车、卡车、船、轮船、火车和空中交通工具。这种交通工具可包括示例性发动机10，其操作地耦接到被构造来将旋转动力转换成电力的发电机，和操作地耦接到发电机且被构造来存储电力的电力存储设备。传动装置可例如为电动机。
上文概述的系统的示例性实施方案的至少一些部分可与其它示例性实施方案的部分联合使用。此外，本文中公开的至少一些示例性实施方案可独立于彼此和/或与彼此组合来使用，并且可具有本文中未公开的内燃发动机的应用。
本领域技术人员将显然了解可对本文中描述的结构和方法进行各种修改和变动。因此，应理解本发明不限于本描述中讨论的标的。相反，本发明意在涵盖修改和变动。

Claims (92)

1.一种内燃发动机，其包括：
气缸体，其界定气缸；
曲轴，其包括曲柄销，其中所述曲轴可旋转地耦接到所述气缸体且沿着纵向曲轴轴线旋转，且所述曲柄销界定平行于所述纵向曲轴轴线且与所述纵向曲轴轴线间隔开的纵向曲柄销轴线；
活塞，其被构造来在所述气缸内往复运动；和
连杆，其包括近端和远端，其中所述近端操作地耦接到所述曲柄销且所述远端操作地耦接到所述活塞，
其中所述曲柄销包括
至少一个曲柄销轴颈，所述连杆绕其旋转，
第一凸轮，其包括第一凸轮轮廓，
第二凸轮，其包括第二凸轮轮廓，和
第三凸轮，其包括第三凸轮轮廓，
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓，和第三凸轮轮廓彼此不同，且
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个被构造来在所述纵向曲柄销轴线与所述连杆的所述近端之间提供相对线性运动。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述连杆的所述近端包括椭圆形开口，且所述曲柄销接纳于所述椭圆形开口中。
3.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中所述曲柄销和所述连杆被构造使得所述曲柄销沿着所述椭圆形开口的纵轴移动。
4.根据权利要求3所述的内燃发动机，其中所述连杆包括：
与所述椭圆形开口的第一端相关的第一随动件，所述第一随动件界定第一随动件表面；
与所述椭圆形开口的所述第一端相关的第二随动件，所述第二随动件界定第二随动件表面；和
与所述椭圆形开口的第二端相关的第三随动件，所述第三随动件界定第三随动件表面，
其中所述曲柄销的沿着所述椭圆形开口的纵轴的移动基于所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮中的至少一个与所述第一随动件、第二随动件和第三随动件中的至少一个之间的相互作用。
5.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中所述至少一个曲柄销轴颈接纳于所述椭圆形开口内。
6.根据权利要求5所述的内燃发动机，其中所述至少一个曲柄销轴颈包括两个曲柄销轴颈，其中所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮在所述两个曲柄销轴颈之间。
7.根据权利要求6所述的内燃发动机，其中所述连杆包括第一对支腿和与所述第一对支腿间隔开的第二对支腿，且在所述第一对支腿与第二对支腿之间提供空隙，其中所述第一对支腿和第二对支腿至少部分界定第一椭圆形开口和第二椭圆形开口，且其中第一曲柄销轴颈接纳于所述第一椭圆形开口中，且第二曲柄销轴颈接纳于所述第二椭圆形开口中。
8.根据权利要求7所述的内燃发动机，其中所述连杆包括耦接到所述第一对支腿和第二对支腿的盖部。
9.根据权利要求8所述的内燃发动机，其中所述盖部和所述第一对支腿界定所述第一椭圆形开口，且所述盖部和所述第二对支腿界定所述第二椭圆形开口。
10.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述第一凸轮轮廓界定从所述纵向曲柄销轴线到所述第一凸轮的边缘面的径向距离，其中所述径向距离从最小径向距离变化到最大径向距离，且其中在沿着从所述纵向曲轴轴线朝所述纵向曲柄销轴线的线延伸的第一方向上，与所述第一方向相关的所述径向距离小于所述最大径向距离。
11.根据权利要求10所述的内燃发动机，其中在沿着从所述纵向曲柄销轴线朝所述纵向曲轴轴线的线延伸的第二方向上，与所述第二方向相关的所述径向距离大于与所述第一方向相关的所述径向距离。
12.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中所述连杆包括杆部和盖部，且其中所述杆部和所述盖部界定所述椭圆形开口。
13.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中所述椭圆形开口具有对应于所述至少一个曲柄销轴颈的直径的宽度。
14.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述曲柄销还包括第四凸轮和第五凸轮。
15.根据权利要求14所述的内燃发动机，其中所述第四凸轮包括第四凸轮轮廓，且其中所述第四凸轮轮廓与所述第二凸轮的所述第二凸轮轮廓相同。
16.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述曲柄销还包括第五凸轮，其包括第五凸轮轮廓，且其中所述第五凸轮轮廓与所述第三凸轮的所述第三凸轮轮廓相同。
17.根据权利要求14所述的内燃发动机，其中所述第一凸轮在所述第二凸轮与第四凸轮之间，且所述第二凸轮和第四凸轮在所述第三凸轮与第五凸轮之间。
18.根据权利要求14所述的内燃发动机，其中所述曲柄销包括两个曲柄销轴颈，且其中所述第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮在所述两个曲柄销轴颈之间。
19.根据权利要求4所述的内燃发动机，其中所述第一随动件表面包括第一半径，且所述第二随动件表面包括第二半径，且其中所述第一半径和第二半径彼此不同。
20.根据权利要求19所述的内燃发动机，其中所述第三随动件包括第三随动件表面，其中所述第三随动件表面不同于所述第一随动件表面和第二随动件表面。
21.根据权利要求20所述的内燃发动机，其中所述第三随动件表面包括平坦表面。
22.根据权利要求20所述的内燃发动机，其中所述第三随动件表面包括第三半径，且其中所述第三半径不同于所述第一半径和第二半径。
23.根据权利要求4所述的内燃发动机，其中所述第一随动件和第二随动件被构造来相对于所述连杆摆动。
24.根据权利要求4所述的内燃发动机，其中所述第一随动件表面包括第一凹面半径，且其中所述第一凹面半径与所述第一凸轮轮廓的凸面半径的一部分相同。
25.根据权利要求24所述的内燃发动机，其中所述第一凸轮轮廓的所述部分界定对于至少90度恒定的凸面半径。
26.根据权利要求4所述的内燃发动机，其中所述第二随动件表面包括第二凹面半径，且其中所述第二凹面半径与所述第二凸轮轮廓的凸面半径的一部分相同。
27.根据权利要求26所述的内燃发动机，其中所述第二凸轮轮廓的所述部分界定对于至少90度恒定的凸面半径。
28.根据权利要求4所述的内燃发动机，其中所述第一随动件表面界定第一表面积，且所述第二随动件表面界定第二表面积，且其中所述第一表面积大于所述第二表面积。
29.根据权利要求4所述的内燃发动机，其还包括与所述椭圆形开口的所述第一端相关的第四随动件，其中所述第四随动件包括第四随动件表面，所述第四随动件表面与所述第二随动件表面相同。
30.根据权利要求29所述的内燃发动机，其中所述第一随动件在所述第二随动件与第四随动件之间。
31.根据权利要求30所述的内燃发动机，其中所述第一随动件被构造来独立于所述第二随动件和第四随动件相对于所述连杆摆动。
32.根据权利要求31所述的内燃发动机，其中所述第二随动件和第四随动件被构造来相对于所述连杆一起摆动。
33.根据权利要求29所述的内燃发动机，其中所述第一随动件、第二随动件和第四随动件被构造来相对于所述连杆一起摆动。
34.根据权利要求29所述的内燃发动机，其还包括与所述椭圆形开口的所述第二端相关的第五随动件，其中所述第五随动件包括第五随动件表面，所述第五随动件表面与所述第三随动件表面相同。
35.根据权利要求34所述的内燃发动机，其中所述第三随动件和第五随动件被构造来相对于所述连杆一起摆动。
36.根据权利要求2所述的内燃发动机，其还包括接纳于所述椭圆形开口中的套筒，其中所述套筒接纳所述曲柄销且被构造来在所述椭圆形开口内往复运动。
37.根据权利要求4所述的内燃发动机，其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓、第三凸轮轮廓、第一随动件表面、第二随动件表面和第三随动件表面中的一个或多个被构造来促进各自轮廓和表面之间的液体动力润滑或流体膜润滑。
38.一种内燃发动机的曲轴，所述曲轴包括：
第一轴颈，其具有界定第一轴颈中心的圆形横截面，所述第一轴颈被构造来可旋转地耦接到内燃发动机的气缸体；
第二轴颈，其具有界定第二轴颈中心的圆形横截面，所述第二轴颈被构造来可旋转地耦接到所述内燃发动机的气缸体，其中所述第一轴颈中心和第二轴颈中心界定纵向曲轴轴线；和
曲柄销，其界定纵向曲柄销轴线且被构造来耦接到连杆，所述纵向曲柄销轴线平行于所述纵向曲轴轴线且与所述纵向曲轴轴线间隔开，所述曲柄销包括
至少一个曲柄销轴颈，
第一凸轮，其包括第一凸轮轮廓，
第二凸轮，其包括第二凸轮轮廓，和
第三凸轮，其包括第三凸轮轮廓，
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓，和第三凸轮轮廓彼此不同，且
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个被构造来影响耦接到所述曲柄销的连杆的冲程。
39.根据权利要求38所述的曲轴，其中所述第一凸轮轮廓界定从所述纵向曲柄销轴线到所述第一凸轮的边缘面的径向距离，其中所述径向距离从最小径向距离变化到最大径向距离，且其中在沿着从所述纵向曲轴轴线朝所述纵向曲柄销轴线的线延伸的第一方向上，与所述第一方向相关的所述径向距离小于所述最大径向距离。
40.根据权利要求39所述的曲轴，其中在沿着从所述纵向曲柄销轴线朝所述纵向曲轴轴线的线延伸的第二方向上，与所述第二方向相关的所述径向距离大于与所述第一方向相关的所述径向距离。
41.根据权利要求38所述的曲轴，其中所述至少一个曲柄销轴颈包括两个曲柄销轴颈，且所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮在所述两个曲柄销轴颈之间。
42.根据权利要求38所述的曲轴，其中所述曲柄销还包括第四凸轮和第五凸轮。
43.根据权利要求42所述的曲轴，其中所述第四凸轮包括第四凸轮轮廓，且其中所述第四凸轮轮廓与所述第二凸轮的所述第二凸轮轮廓相同。
44.根据权利要求42所述的曲轴，其中所述第五凸轮包括第五凸轮轮廓，且其中所述第五凸轮轮廓与所述第三凸轮的所述第三凸轮轮廓相同。
45.根据权利要求42所述的曲轴，其中所述第一凸轮在所述第二凸轮与第四凸轮之间，且所述第二凸轮和第四凸轮在所述第三凸轮与第五凸轮之间。
46.一种与根据权利要求38所述的内燃发动机的曲柄配合使用的连杆，所述连杆包括：
杆部；和
盖部，
其中所述杆部和所述盖部界定被构造来接纳内燃发动机的曲柄销的椭圆形开口，
其中所述椭圆形开口的第一端与所述杆部相关，且所述椭圆形开口的第二端与所述盖部相关，且
其中所述连杆还包括：
第一随动件，其与所述椭圆形开口的所述第一端相关；
第二随动件，其与所述椭圆形开口的所述第一端相关；和
第三随动件，其与所述椭圆形开口的所述第二端相关，
其中所述第一随动件包括第一随动件表面，且所述第二随动件包括第二随动件表面，和
其中所述第一随动件表面和第二随动件表面彼此不同。
47.根据权利要求46所述的连杆，其中所述第一随动件表面包括第一半径，且所述第二随动件表面包括第二半径，且其中所述第一半径和第二半径彼此不同。
48.根据权利要求47所述的连杆，其中所述第三随动件包括第三随动件表面，其中所述第三随动件表面不同于所述第一随动件表面和第二随动件表面。
49.根据权利要求48所述的连杆，其中所述第三随动件表面包括平坦表面。
50.根据权利要求48所述的连杆，其中所述第三随动件表面包括第三半径，且其中所述第三半径不同于所述第一半径和第二半径。
51.根据权利要求46所述的连杆，其中所述椭圆形开口具有被构造来对应于曲柄销轴颈的直径的宽度。
52.根据权利要求46所述的连杆，其中所述杆部包括四个支腿，其至少部分界定所述椭圆形开口的所述第一端和第二椭圆形开口的第一端。
53.根据权利要求46所述的连杆，其中所述杆部包括第一对支腿，其至少部分界定所述椭圆形开口的所述第一端，和第二对支腿，其至少部分界定第二椭圆形开口的第一端，所述第二对支腿与所述第一对支腿间隔开，从而在所述第一对支腿与所述第二对支腿之间提供空隙。
54.根据权利要求53所述的连杆，其中所述第一随动件和第二随动件与所述空隙相关。
55.根据权利要求53所述的连杆，其中所述盖部被构造来耦接到所述第一对支腿和第二对支腿。
56.根据权利要求46所述的连杆，其中所述第一随动件和第二随动件被构造来相对于所述杆部摆动。
57.根据权利要求56所述的连杆，其中所述第一随动件和第二随动件被构造来独立于彼此相对于所述杆部摆动。
58.根据权利要求46所述的连杆，其中所述第一随动件表面包括第一凹面半径，且其中所述第一凹面半径被构造为与和曲轴相关的凸轮的凸面半径的一部分相同。
59.根据权利要求46所述的连杆，其中所述第二随动件表面包括第二凹面半径，且其中所述第二凹面半径被构造为与和曲轴相关的凸轮的凸面半径的一部分相同。
60.根据权利要求46所述的连杆，其中所述第一随动件表面界定第一表面积，且所述第二随动件表面界定第二表面积，且其中所述第一表面积大于所述第二表面积。
61.根据权利要求46所述的连杆，其还包括与所述椭圆形开口的所述第一端相关的第四随动件，其中所述第四随动件包括第四随动件表面，所述第四随动件表面与所述第二随动件表面相同。
62.根据权利要求61所述的连杆，其中所述第一随动件在所述第二随动件与第四随动件之间。
63.根据权利要求62所述的连杆，其中所述第一随动件被构造来独立于所述第二随动件和第四随动件相对于所述杆部摆动。
64.根据权利要求63所述的连杆，其中所述第二随动件和第四随动件被构造来相对于所述杆部一起摆动。
65.根据权利要求61所述的连杆，其中所述第一随动件、第二随动件和第四随动件被构造来相对于所述杆部一起摆动。
66.根据权利要求61所述的连杆，其还包括与所述椭圆形开口的所述第二端相关的第五随动件，其中所述第五随动件包括第五随动件表面，所述第五随动件表面与所述第三随动件表面相同。
67.根据权利要求66所述的连杆，其中所述第三随动件和第五随动件被构造来相对于所述盖部一起摆动。
68.根据权利要求46所述的连杆，其还包括接纳于所述椭圆形开口中的套筒。
69.根据权利要求46所述的连杆，其中所述盖部包括凹部，其中所述第三随动件与摇杆构件相关，且所述摇杆构件接纳于所述凹部中，使得所述摇杆构件相对于所述盖构件枢转。
70.根据权利要求69所述的连杆，其还包括被构造来提供抵靠所述摇杆构件的偏置力的偏置构件。
71.一种内燃发动机，其包括：
气缸体，其界定气缸；
曲轴，其包括曲柄销，其中所述曲轴可旋转地耦接到所述气缸体且沿着纵向曲轴轴线旋转，且所述曲柄销界定平行于所述纵向曲轴轴线且与所述纵向曲轴轴线间隔开的纵向曲柄销轴线；
活塞，其被构造来在所述气缸内往复运动；和
连杆，其包括近端和远端，其中所述近端操作地耦接到所述曲柄销且所述远端操作地耦接到所述活塞，
其中所述曲柄销包括
至少一个曲柄销轴颈，所述连杆绕其旋转，
第一凸轮，其包括第一凸轮轮廓，
第二凸轮，其包括第二凸轮轮廓，和
第三凸轮，其包括第三凸轮轮廓，
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓，和第三凸轮轮廓彼此不同，且
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个被构造来在所述曲柄销与所述连杆的所述近端之间提供相对线性运动，导致所述纵向曲柄销轴线与所述活塞的上表面之间的距离随着所述曲轴旋转而改变。
72.一种内燃发动机，其包括：
气缸体，其界定气缸；
曲轴，其包括曲柄销，其中所述曲轴可旋转地耦接到所述气缸体且沿着纵向曲轴轴线旋转，且所述曲柄销界定平行于所述纵向曲轴轴线且相对于所述纵向曲轴轴线偏移某一距离的纵向曲柄销轴线；
活塞，其被构造来在所述气缸内界定所述活塞的冲程的间隔开的冲程终点之间往复运动；和
连杆，其包括近端和远端，其中所述近端操作地耦接到所述曲柄销且所述远端操作地耦接到所述活塞，
其中所述曲柄销包括
至少一个曲柄销轴颈，所述连杆绕其旋转，
第一凸轮，其包括第一凸轮轮廓，
第二凸轮，其包括第二凸轮轮廓，和
第三凸轮，其包括第三凸轮轮廓，
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓，和第三凸轮轮廓彼此不同，且
其中在所述纵向曲轴轴线与所述纵向曲柄销轴线之间延伸的线界定所述曲轴的径向轴线，
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个被构造来改变在所述纵向曲柄销轴线与所述连杆的所述远端之间的距离，且
其中所述发动机被构造使得随着所述曲轴旋转，在所述活塞到达所述冲程终点中的至少一个之后，所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进经由所述纵向曲柄销轴线与所述连杆的所述近端之间的相对运动而延迟。
73.根据权利要求72所述的内燃发动机，其中所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的径向轴线已旋转超过对应于所述至少一个冲程终点的点至少10度为止。
74.根据权利要求72所述的内燃发动机，其中所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的所述径向轴线已旋转超过对应于所述至少一个冲程终点的点至少20度为止。
75.根据权利要求72所述的内燃发动机，其中所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的所述径向轴线已旋转超过对应于所述至少一个冲程终点的点至少30度为止。
76.根据权利要求72所述的内燃发动机，其中所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的所述径向轴线已旋转超过对应于所述至少一个冲程终点的点至少40度为止。
77.一种内燃发动机，其包括：
气缸体，其界定气缸；
曲轴，其包括曲柄销，其中所述曲轴由所述气缸体可旋转地接纳且沿着纵向曲轴轴线旋转，且所述曲柄销界定平行于所述纵向曲轴轴线且相对于所述纵向曲轴轴线偏移某一距离的纵向曲柄销轴线；
活塞，其被构造来在所述气缸内往复运动；和
连杆，其包括近端和远端，其中所述近端操作地耦接到所述曲柄销且所述远端操作地耦接到所述活塞，
其中所述曲柄销包括
至少一个曲柄销轴颈，所述连杆绕其旋转，
第一凸轮，其包括第一凸轮轮廓，
第二凸轮，其包括第二凸轮轮廓，和
第三凸轮，其包括第三凸轮轮廓，
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓，和第三凸轮轮廓彼此不同，且
其中在所述纵向曲轴轴线与所述纵向曲柄销轴线之间延伸的线界定所述曲轴的径向轴线，
其中所述第一凸轮轮廓、第二凸轮轮廓和第三凸轮轮廓中的至少一个被构造来改变在所述纵向曲柄销轴线与所述连杆的所述远端之间的距离，且
其中所述发动机被构造来选择性地操作于两个模式中，包括：
第一模式，其中所述纵向曲柄销轴线与所述连杆的所述远端之间的所述距离根据基于所述曲轴的所述径向轴线的角位置的第一策略而改变，和
第二模式，其中所述纵向曲柄销轴线与所述连杆的所述远端之间的所述距离根据基于所述曲轴的所述径向轴线的所述角位置的第二策略而改变，
其中所述第一策略不同于所述第二策略。
78.根据权利要求77所述的内燃发动机，其中所述第一策略对应于将所述内燃发动机操作于比对应于所述第二策略的功率输出更高的功率输出下。
79.根据权利要求78所述的内燃发动机，其中所述第二策略对应于将所述内燃发动机操作于比对应于所述第一策略的效率更高的效率下。
80.根据权利要求77所述的内燃发动机，其中所述曲轴和所述连杆被构造使得所述活塞在所述气缸内界定所述活塞的冲程的间隔开的冲程终点之间往复运动，且其中在所述第二模式中，所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的所述径向轴线已旋转超过对应于所述冲程终点中的至少一个的点至少10度为止。
81.根据权利要求77所述的内燃发动机，其中所述曲轴和所述连杆被构造使得所述活塞在所述气缸内界定所述活塞的冲程的间隔开的冲程终点之间往复运动，且其中在所述第二模式中，所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的所述径向轴线已旋转超过对应于所述冲程终点中的至少一个的点至少20度为止。
82.根据权利要求77所述的内燃发动机，其中所述曲轴和所述连杆被构造使得所述活塞在所述气缸内界定所述活塞的冲程的间隔开的冲程终点之间往复运动，且其中在所述第二模式中，所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的所述径向轴线已旋转超过对应于所述冲程终点中的至少一个的点至少30度为止。
83.根据权利要求77所述的内燃发动机，其中所述曲轴和所述连杆被构造使得所述活塞在所述气缸内界定所述活塞的冲程的间隔开的冲程终点之间往复运动，且其中在所述第二模式中，所述活塞在所述气缸内的逆转方向的行进被延迟直到所述曲轴的所述径向轴线已旋转超过对应于所述冲程终点中的至少一个的点至少40度为止。
84.一种动力传动系，其包括：
根据权利要求1所述的内燃发动机；
传动装置，其操作地耦接到所述发动机；和
驱动构件，其被构造来做功，所述驱动构件被操作地耦接到所述传动装置。
85.根据权利要求84所述的动力传动系，其中所述驱动构件包括推进设备。
86.根据权利要求85所述的动力传动系，其中所述推进设备包括轮子和螺旋桨中的至少一个。
87.根据权利要求84所述的动力传动系，其还包括：
发电机，其被构造来将旋转动力转换成电力，所述发电机被操作地耦接到所述内燃发动机；和
电力存储设备，其被构造来存储电力，所述电力存储设备被操作地耦接到所述发电机，
其中所述传动装置包括电动机。
88.一种交通工具，其包括：
根据权利要求1所述的内燃发动机；
传动装置，其操作地耦接到所述内燃发动机；和
驱动构件，其被构造来做功，所述驱动构件被操作地耦接到所述传动装置。
89.根据权利要求88所述的交通工具，其中所述驱动构件包括推进设备。
90.根据权利要求89所述的交通工具，其中所述推进设备包括轮子和螺旋桨中的至少一个。
91.根据权利要求88所述的交通工具，其还包括：
电机，其被构造来将旋转动力转换成电力，所述发电机被操作地耦接到所述内燃发动机；和
电力存储设备，其被构造来存储电力，所述电力存储设备被操作地耦接到所述发电机，
其中所述传动装置包括电动机。
92.根据权利要求88所述的交通工具，其中所述交通工具包括轿车、面包车、卡车、船、轮船、火车和空中交通工具中的一个。
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