CN105247189A - 一冲程内燃机 - Google Patents

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Abstract

一冲程内燃机可以包括往复式活塞，所述往复式活塞是直线的或者旋转的。需要三种原理来使一冲程发动机工作：建立四个专用的腔室；为所述腔室分配协调的功能；以及使活塞移动一致。所述功能将仅仅分配给单个冲程，但是奥托循环产生重复的四冲程循环。由于在一个冲程期间同时执行了四种功能，所以每个冲程变为一个动力冲程，实际上，一冲程发动机是物理上重新设置的四冲程发动机。直线一冲程发动机和旋转一冲程发动机都可以改装为包括对置活塞对置汽缸(OPOC)发动机。通过使用具有分体衬套的曲柄轴或者具有常规轴承的最新研发出来的曲柄齿轮，可以将一冲程活塞的往复式活塞输出转换为连续旋转输出。一冲程发动机可能仅需要一个曲柄轴，由此减少了零部件的数量并且增加了比动力比率。

Description

一冲程内燃机
本申请要求由KyungSooHan于2014年3月26日提交的标题为“One-StrokeinternalCombustionEngine”的美国专利申请第14/225,658号以及2013年5月27日提交的标题为“ReciprocatingRotaryorStraight/LinearEngineswithDedicatedChambersforIntake,Compression,ignition/Combustion,andExhaust”的美国临时专利申请第61/825,560号的优先权的权益，上述两个专利申请的内容以引用的方式全部并入本文。
技术领域
本发明的技术领域涉及提供一种作为具有协调的循环使得每个冲程成为动力冲程的一冲程内燃机的高效内燃机，更加具体地，涉及一种具有往复式活塞冲程、共用协调的一冲程发动机循环的专用进气、压缩、点火/燃烧和排气腔室、改进了吹扫、具有简单顺序循环、并且包括直线的/线性的旋转或者对置活塞配置的直线的/线性的或者旋转的高效发动机。
背景技术
在发动机领域中，往复式四冲程直线活塞是已知的。参照现有技术图1，示出了在点火冲程期间点火的常规火花塞1。阀门2是用于允许燃料进入腔室9的进气阀。阀门3是用于允许排气离开腔室9的排气阀，该排气通常包括一些未燃尽的燃料、一氧化碳或者证实燃烧效率较低的其他元素。在不具有专用腔室的两冲程活塞发动机(下面将更详细论述的已知的两冲程发动机)中，该低效率甚至更为明显。使摇臂4枢转，并且阀门挺杆6升高推杆5抬起摇杆4以升高进气阀2。通常存在凸轮轴7、定时皮带8，并且定时皮带8控制进气阀2随着凸轮轴14的转向而上升。气缸10设有环11、活塞12、和通往曲柄轴14的连接杆13，该曲柄轴14响应于四个冲程而使输出轴旋转：进气、压缩、点火/燃烧和排气，这四个冲程在现有技术图2中更充分地进行了示出。
现在参照现有技术图2，示出了用于图1的针对四个冲程中的每个冲程都具有专用腔室9的四冲程活塞的动画序列。从进气冲程1开始，进气阀2在进气冲程1(左)中示出为打开，而腔室9正在扩张以允许燃料/空气进入腔室9。排气阀3关闭。在压缩冲程2中(左中心)，阀门2和阀门3都关闭，腔室9扩张，但是随着曲柄轴14在点火之前逆时针转向(箭头)，正开始压缩在腔室9中的燃料。在点火冲程3中(右中心)，当压缩燃料/空气混合物时点燃火花塞1，以使活塞12从点燃的混合物的内部燃烧向下移动。由此迫使曲柄轴14从内部燃烧转向。在排气冲程4中，排气阀打开，以允许燃烧产物离开，如在排气阀3上方的箭头所示。腔室9与四个冲程1、2、3和4中的每个冲程交替地压缩和扩张。由此可见，针对发动机循环的每个冲程存在专用的腔室9。当如现有技术图3所示存在四个“四冲程”活塞时，提供了随着每个活塞正在执行发动机循环的不同冲程时曲柄轴14的协调移动：从左到右，压缩准备点火、点火准备排气、进气完成准备压缩、以及排气准备进气。
在现有技术图4中示出了常规的两冲程活塞。上冲程被示出在左侧，并且下冲程被示出在右侧。在上冲程(左侧)期间，存在燃料压缩、点火，传送端口被盖住，连接杆已经向上推动活塞，并且阀门打开允许将燃料混合物拉倒曲柄箱中。在下冲程(右侧)期间，传送端口未被盖住并且迫使燃料混合物进入腔室中，并且通过压缩的燃料混合物将燃烧后的燃料推出，燃烧后的燃料如黑点所示。活塞充分降低，并且连接杆示出了处于下位置中的曲柄轴/连接杆。输出轴被示出为逆时针旋转。
现有技术图5示出了具有涡轮增压器的常规两冲程发动机，该涡轮增压器具有一个专用腔室。空气从左侧进入；燃料通过燃料喷射器喷射。燃料和空气的混合物在曲柄箱中形成，填充该腔室，被压缩并且然后通过活化点火，并且，燃烧后的燃料朝着涡轮增压器排出，在涡轮增压器中，燃烧后的燃料被回收以提供另外的发动机动力。
在现有技术与6中示出了导致菲力斯汪克尔(FelixWankel)的已知汪克尔旋转发动机(具有奥托循环)。轴B在具有进气端口和排气端口的长形腔室的中间。三角形的旋转活塞被示出为活塞A，并且经由示出的齿轮传动装置使活塞A通过进气、压缩、点火和排气使轴B旋转。两个火花塞被示出位于长形腔室的右侧。可以看出，当活塞A正使形成在火花塞近侧的腔室的内含物压缩时，点火会导致燃烧，并且旋转活塞A会使轴B旋转。
在本领域中通常已知的是提供如上所述的两冲程发动机。可以将两冲程发动机定义为相关联的曲柄轴每旋转360°便具有一个动力冲程的发动机，并且，具有两个冲程，或者，例如，向上或者向下移动(上冲程/下冲程)。斯基微索(Sebwiesow)等人(Sebwiesow)在2012年3月6日发布的美国专利第8,127,544号描述了从W.G,Noack等人在1930年12月16日发布的美国专利第1,785,643号到Fitzgerald在2007年8月21日发布的美国专利第7,258,086号的所谓“双作用”两冲程发动机的历史。在Sebwiesow的专利中，描述了以下所谓“双作用”系统：Waldrop的美国专利第2,963,008号、Grow的美国专利第4,205,528号、VanBlarigan的美国专利第6,199,519号、Sadarangani等人的美国专利第6,700,229号、和Fitzgerald的美国专利第7,258,086号中的“双作用”系统。早在Noack等人大约在1930年的‘643专利中，图1示出了活塞6和活塞7，并且，图2示出了在“自由活塞发动机”1内前后移动的附加压缩活塞11和压缩活塞12。Waldrop的‘008专利示出了对包括燃料喷射系统的自由活塞发动机的改进。Grow的‘528添加了经由“风扇吹扫两冲程循环”的吹扫。
斯基微索(Schwiesow)专利对这些早期的“双作用”两冲程系统引入的所谓改进是均质充量压缩点火(HCCI)，用于实现“基本恒定体积燃烧”。Schwiesow专利，以现有技术图7为代表，描绘了在‘544专利的图8至图10的每个附图中的实施例，其中，第一活塞和第二活塞经由刚性连接杆相互固定附接，以便当在圆柱形箱体的每端处的每个燃料/空气腔室的循环火花点火发生时，在圆柱形箱体中从圆柱形箱体的一端振荡到另一端。
霍夫包尔(Hofbauer)的美国专利第6,170,443号描述了一种增压式对置活塞对置汽缸(OPOC)内燃机，可见于现有技术图10。曲柄轴旋转轴被示出为由连接至偏心机构的推杆和拉杆驱动。这些推杆和拉杆包括许多驱动臂，这些驱动臂使内部操作看起来与机车的内部操作相似。‘443专利的OPOC发动机采用了常规的排气系统。然而，霍夫包尔(Hofbauer)在2013年7月23日发布的美国专利第8,490,380号描述了一种改进型OPOC系统，该系统具有进入空气腔室以及与燃烧腔室连通的排气腔室，具有改进的吹扫。
还已知的是以其发明人伯克·拉塞尔(RussellBourke)(图8)命名的所谓伯克(Bourke)内燃机。在1939年11月20日接受的GB514842中描述了伯克(Bourke)内燃机。伯克(Bourke)在其GB'842专利的图1至图4中示出了相对设置的汽缸20，汽缸中具有驱动连接杆19的活塞和旋转安装的曲柄轴。“本发明在于用于内燃机的驱动齿轮，该内燃机具有对置汽缸、活塞和活塞杆、曲柄轴、和用于将活塞的往复杆转换为曲柄轴的旋转运动传动装置，该传动装置包括包围曲柄销的轴承构件以及连接至活塞并且与所述轴承构件的相对侧啮合的装置，其特征在于，与轴承构件啮合的所述装置形成为一对单独的轴承块，这对轴承块刚性地安装在用于将所述轴承块连接在一起的板状装置上。”Bourke建议“每个轴承3、6、10和15优选地由内外圆形间隔滚道制成，在内外圆形间隔滚道之间是多个钢球”。
参照现有技术图7，示出了斯基微索(Schwiesow)发动机的一些细节。斯基微索(Schwiesow)发动机具有双作用“两冲程”活塞，该活塞在发生交替点火时从一侧移动到另一侧。
参照现有技术图8，示出了Bourke发动机的一些细节，该Bourke发动机具有四个“两冲程”活塞并且可以与其他描绘的现有技术发动机进行比较。
参照现有技术图9，示出了先驱所谓“一冲程”Massey-Harris汽油发动机，但是更恰当地描述为具有旋转两冲程活塞。Massey-Harris发动机归因于梅西·斯图尔特(StuartMacey)，并且是往复式旋转两冲程活塞发动机(而Schwiesow活塞从在每端处的交替点火开始前后往复运动)。在本文中，可以将一冲程活塞普遍定义为具有180°动力冲程的活塞，但是我们将Macey发动机考虑为具有旋转两冲程活塞。因此，一冲程活塞，例如，可以从上死点移动到左侧并且停止，然后移动到右侧并且停止(完成了一个冲程)和/或后退或者前进以在向后或者向前方向中的每个方向中包括180°动力冲程。一冲程内燃机的示例是Macey的美国公开专利申请第2003/0121482号，该专利已放弃。活塞块20限定出了燃烧空腔和压缩空腔。“工作组件40”可旋转地设置在块20中，该块20包括圆柱部46、压缩桨叶50和活塞48。还描述了弓形燃烧空腔28和弓形压缩空腔30。驱动杆90可操作地互连第一活塞块20和第二活塞块20，用于共同驱动驱动块22的部件。
在现有技术图11中提供了一个表格，该表格提供了研发中的四款发动机的优点和缺点的比较。Bourke发动机具有一条线上的两个“两直线活塞”，这两个活塞前后往复运动。优点在于零部件计数低和比动力比率高。当Bourke发动机在其循环中往复运动时，Bourke发动机具有一个专用的腔室。Schwiesow发动机可以描述为在一条直线上的双头活塞，并且前后往复运动。Schwiesow发动机在优点方面与Bourke发动机相似，具有较少的零部件和高比率。Schwiesow发动机具有一个专用的腔室。Macey往复式旋转活塞发动机具有与Bourke发动机和Schwiesow发动机相似的优点和缺点。新近的Hofbauer发动机具有在一条直线上的两个对置活塞。该Hofbauer发动机具有许多由德国公司Volkswagen开发的零部件，并且需要大量资金。该Hofbauer发动机具有一个专用的腔室。
所有上述专利和公开申请(包括Bourke专利)的全部内容以引用的方式并入本文。
即使利用对两冲程内燃机和其他常规发动机的上述改进，在本领域中仍然需要借由具有协调循环和一冲程(例如，180°动力冲程)的旋转和直线往复式内燃机的其他实施例提供对例如燃料效率的增强和改进以及在燃料效率改进并且吹扫进一步改进时增加功率。
发明内容
本“发明内容”部分用于介绍构思的选取。下面将在“具体实施方式”部分中进一步描述这些构思。本“发明内容”部分不旨在识别所请求主题的关键特征或者本质特征，也不旨在帮助确定所请求主题的范围。这些构思涉及一种具有往复式活塞的协调式一冲程内燃机，该内燃机将在本文中进一步描述并且也可以称为1-StrokeTM发动机。一冲程(或者1-stroke)在本文中是指由与活塞相关联的火花塞的点火导致的移动使该活塞，例如，在一个方向上，从零速度开始移动，启动，一直到最大速度，然后下降到零速度或者停止。在一冲程活塞发动机中(直线或者旋转实施例，如本文所阐释的)，每个冲程是一个动力冲程。
简要参照图12，该图示出了标题为“内燃机的发动机应用”的表格，左侧示出了常规的或者目前使用的内燃机，这些内燃机用于生产并且在上面已经进行了论述，包括常规的或者目前使用的四冲程活塞发动机和常规的两冲程活塞发动机。该表格旨在向读者提供对在常规发动机与本发明的一冲程发动机的实施例之间的差异的一些了解，本发明的一冲程发动机首先被示出为在图14中的具有公共中心轴和两个双头活塞的直线一冲程发动机。
四冲程发动机需要四个动力冲程或者四个四冲程活塞组件来使输出轴持续旋转，以完成一个完整循环。两冲程发动机需要两个动力冲程或者两个两冲程活塞组件来使输出轴持续旋转，以完成一个完整循环。一冲程发动机仅需要一个动力冲程或者一个一冲程活塞组件来使输出轴持续旋转，以完成一个完整循环。所以，完成一个完整循环所需的动力冲程的数量是本发动机与常规发动机之间的一个显著差异。每个活塞的动力冲程是相同的180°动力冲程。活塞组件的数量可以从常规的四冲程降低到两冲程再到本发明的一冲程发动机的实施例，从4降低到2再到1，曲柄轴的数量也如此。
目前使用的四冲程活塞发动机通常具有四个或者更多个活塞以及多达接近500个零部件。两冲程发动机可以具有一半数量的零部件，并且DDMotion发动机接近200个零部件。如上面所阐释的，常规的四冲程活塞在活塞循环期间具有四个专用的腔室。本发明的一冲程实施例也具有四个专用的腔室，但是两冲程发动机却只有一个专用的腔室。四冲程发动机具有高燃料效率，本发明的一冲程实施例也如此，而常规的两冲程发动机具有低燃料效率。四冲程DDMotion发动机和一冲程DDMotion发动机具有低排放，而两冲程发动机具有较高程度的排放。目前使用的四冲程发动机的比动力比率为1.0，这是因为该常规发动机被选为参照。常规的两冲程发动机和DDMotion一冲程发动机分别具有1.5的比动力比率和大于1.5的比动力比率。常规的四冲程发动机通常用于为动力车辆，诸如汽车，提供动力。目前使用的两冲程发动机用在小型发动机和动力车辆中。一冲程DDMotion发动机可以作为小型发动机用在小汽车中以及用在动力车辆中，甚至用在动力牵引车和具有多个螺旋桨叶的船只中。
Wankel旋转发动机具有三个活塞，粗略有250个零部件，具有专用的腔室，360°动力冲程/活塞，并且通常已经用在汽车中，例如，马自达R-7和RX-8。
在本文中，将本发明协调式一冲程内燃机的实施例描述为两种形式：直线式和旋转式。从定义上将，直线内燃机具有至少两个活塞，以便形成直线。旋转内燃机可以具有两个或者更多个活塞。另外，本内燃机实施例显示出仅仅大约200个零部件，具有专用的腔室，并且还显示出高燃料效率和低排放。其动力冲程/活塞可以使输出轴旋转180°。其比动力比率可以优于已知的发动机，增加到大于1.5。其使用通常不受限制：例如，车辆(诸如，卡车或者汽车)、雪地摩托、剪草机、摩托车、机车、甚至可用于为具有多个螺旋桨叶的大型船只提供动力。
可以在一冲程DDMotion发动机中设置楔块(单向旋转齿轮，如下面将进一步描述的并且在2013年7月16日发布的美国专利第8,485,933号和美国专利第8,641,570号中描述的，这两个专利的全部内容以引用的方式并入本文)和齿轮、驱动器和齿轮或者曲柄轴控制装置，从而使输出轴在所需的旋转方向上持续地旋转(顺时针旋转或者逆时针旋转)。180°动力冲程循环将从一个完整的重复循环的初始启动(启动)描述和描绘，向四个腔室中的进气腔室和排气腔室(1至4)分别装上空气/燃料混合物，点火并且排气，以极大地耗燃率产生动力。图14、19或者23的简单发动机可以是曲柄轴控制型、齿轮和楔块控制型(楔块在本文中标有大写字母“S”标，通常表示如下面进一步描述的或者如美国专利8,641,570及其等同物描述的单向离合器或者棘轮轴承，以通过两个旋转方向输入提供单向的输出)或者其他控制型。
如在本文中描述的用于DDMotion一冲程或者多冲程或者对置活塞发动机的实施例中的控制技术可以称为棘轮轴承或者单向离合器轴承，如上面作为楔块所介绍的。楔块是这种轴承的商品名并且可从例如英国的Renold公共有限公司和印度的NMTG购得。楔块在本文中可以用作这种轴承和组件的简称，该组件在一个旋转方向上单向转动并且与另一个旋转方向或其等同物啮合，并且在本文中通常可以称为输出齿轮，例如，当在具有180°动力冲程(旋转或者线性/直线)或者对置活塞的内燃机的一个或者多个是谁中论及楔块应用时。
这种棘轮或者单向离合器轴承(或者楔块)的外部壳体具有用于接收例如滚针的槽口，从而，当内部滚道正在一个旋转方向上移动时，外壳体可以在任何方向上移动并且可以自由转动(或者相反地，如果外壳体旋转，内滚道可以移动)，这是因为滚针是松的或者可自由转动并且位于其关联槽口的一端处。另一方面，当内部滚道在另一旋转方向上相对于外壳体旋转时或者相反，滚针滚入在滚道与槽口之间的啮合位置中，从而，将壳体控制为在该另一旋转方向上沿着滚道旋转。在2013年3月5日公布的美国专利第8,388,481号的图4中还进一步描述和示出了楔块，该专利的全部内容以引用的方式并入本文。
相较于例如两冲程可旋转360°和四冲程可旋转720°(图12)，本实施例的进一步特征包括180°的输出轴旋转。同样，在本文中描述了旋转发动机的简单顺序循环，在该旋转发动机中，可以经由旋转开关或者电子控制装置来提供控制。可以利用螺线管来远程地控制该循环，并且该循环可以设计在旋转实施例或者直线/线性实施例中。输出控制，如上面建议的，可以经由楔块来进行，并且可以采用曲柄轴、旋转输出、驱动器和其他齿轮来实现顺时针或者逆时针输出轴旋转(正向和逆向)。还描述了对置活塞设计，直线和旋转皆可。
将参照在汽车、其他车辆、和在例如180°动力一冲程DDMotion发动机中通常具有专用的进气、压缩、点火/燃烧和排气腔室的内燃机中的具体应用，来进一步描述这多种技术。在附图中描绘了这多种技术，下面是对其的简要说明。
附图说明
本发明的特征和优点将通过下面结合附图所阐述的详细说明而变得更加显而易见，在附图中，类似的附图标记可以表示相同的或者功能相似的元件。
图1(现有技术)包括已知的四冲程直线活塞的横截面图，该四冲程直线活塞包括阀门、腔室、活塞、汽缸、将活塞连接至曲柄轴的连接杆、以及将曲柄轴连接至凸轮轴的定时皮带。
图2(现有技术)示出了采用了图1的四冲程直线活塞的一个完整四冲程循环。
图3(现有技术)示出了具有图1的四个“四冲程”活塞的已知的内燃机。
图4(现有技术)示出了已知的两冲程活塞的上冲程和下冲程视图。
图5(现有技术)示出了具有涡轮增压器的常规两冲程发动机。
图6(现有技术)示出了常规的(Wankel)旋转发动机的横截面。
图7(现有技术)示出了具有在发生交替点火时从一侧移动到另一侧的双作用“两冲程”活塞的已知的斯基微索(Schwiesow)发动机。
图8(现有技术)示出了具有四个“两冲程”活塞的已知的伯克(Bourke)发动机的一些细节。
图9(现有技术)示出了具有旋转两冲程活塞的已知的梅茜-哈里斯(Massey-Harries)发动机。
图10(现有技术)示出了已知的霍夫包尔(Hofbauer)发动机，即增压式对置活塞对置汽缸(OPOC)两冲程内燃机。
图11(现有技术)提供了一个表格，该表格示出了已知的或者处于研发中的伯克(Bourke)、斯基微索(Schwiesow)、梅西(Macey)和霍夫包尔(Hofbauer)发动机的优点和缺点。
图12提供了另一个表格，该表格的标题为“发动机应用”，该表格比较了常规生产或者目前使用的四冲程发动机和两冲程发动机与本发明的发动机的一冲程DDMotion实施例。在图13至图16中描述了一冲程发动机的实施例的原理。
图13提供了为一冲程发动机建立四个专用腔室的第一原理的机械图，其中，汽缸壳体具有通过中心板隔开的两个腔室#1和#2，汽缸壳体在每个腔室中嵌套有双头活塞以形成四个腔室A、B、C和D。
图14提供了第二原理的机械图：例如，通过经由中心公共轴(或者，外杆，未示出)将两个双头活塞系在一起，来同时致动四个腔室A、B、C和D。在任何一个腔室A、B、C和D中的点火同时致动这两个活塞移到左侧或者移到右侧，同时能够针对每个冲程执行四种功能。
图15提供了第三原理的机械图：为这四个腔室分配协调的功能，例如，A可以是进气，B可以是排气，C可以是点火并且D可以是压缩，并且具有协调的循环，以在往复运动中以及在该协调的循环中移动图14的轴和活塞，其中，进气是指在腔室A正在扩张的同时向专用腔室A装入燃料，排气是指腔室B在发生压缩时排出燃烧后的燃料，点火是指火花塞正在点燃腔室C中的压缩燃料，并且压缩是指对腔室D中的燃油和空气的混合物的压缩。(协调功能的替代分配是：腔室A可以是点火，B可以是排气，C可以是进气并且D可以是压缩。)
图16提供了一个表格，该表格示出了为了在图15中示出的腔室的功能而扩张的一冲程发动机的实施例的协调循环，其中，在腔室C中点火之后，随着在腔室A中发生压缩的同时在腔室D中发生点火，在腔室B中发生进气，并且在腔室C中发生排气，等等，以完成四个冲程中的常规奥托(Otto)循环，据此重复四个冲程的循环直到发动机点火关闭。
图17(A)至图7(E)提供了一系列机械图，这些机械图阐释了可以如何比较常规四冲程发动机的理论以及在从常规四冲程发动机转换为DDMotion一冲程发动机的一系列步骤中表明的差异，据此，图17(A)示出了在本领域中已知的具有扩张的活塞#2和#3和压缩的活塞#1和#4的常规四冲程内燃机，活塞#2的腔室装有空气/气体混合物，并且腔室#4显示已经点燃的空气/气体混合物被排到右侧，而腔室#1具有压缩的空气/气体混合物并且准备好点火；图17(B)示出了图17(A)的简化示意图，示出了活塞、腔室布置；图17(C)示出了在重新对齐典型四冲程发动机时的第一步：将活塞/腔室#1和#4移动到曲柄轴的相对侧并且活塞/腔室#2和#3交换位置；图17(D)示出了如下步骤：对齐活塞/腔室#2和#3和活塞/腔室#1和#4，从而使得公共轴与这两对附接在一起，以便使曲柄轴转向；以及图17(E)示出了将腔室#1、#3、#2和#4对齐在一条直线上以形成DDMotion一冲程发动机的实施例。
图18提供了另一个表格，该表格标记为“活塞和发动机”，具有三列，针对常规四冲程发动机、常规两冲程发动机和DDMotion一冲程发动机的实施例的概观，其中，这些列提供了活塞的编号和类型(DDMotion一冲程实施例具有两个双头活塞，无曲柄轴或者曲柄箱，四个专用的腔室，无共用的腔室及其活塞组件，如图所示)。
图19(A)示出了具有四个专用腔室A、B、C和D的直线/线性一冲程DDMotion活塞的第一实施例，该四个专用腔室A、B、C和D具有通过公共中心轴结合在一起的两个双头活塞；图19(B)示出了直线/线性一冲程DDMotion活塞的第二实施例，其具有相同的四个腔室并且包括两个双头活塞，但是，其中，该双头活塞通过外部侧杆结合在一起，该外部侧杆替代了公共中心轴，但执行的却是相同的功能，即，将这两个双头活塞结合在一起。
图20(A)至图20(C)示出了图20(C)的对置活塞对置汽缸(OPOC)实施例的研发，该对置活塞对置汽缸(OPOC)实施例包括五个活塞和四个腔室，其中，图20(A)提供了DDMotion一冲程直线两个双头活塞的实施例的简化机械图；图20(B)示出了使用在外部壳体内的内部壳体和外杆来允许在外部壳体内的图20(A)的发动机移动以形成一冲程直线双活塞对置活塞对置汽缸(OPOC)发动机的下一个步骤；以及图20(C)示出了去除内部壳体，将活塞的数量增加到五个，并且将外杆重组为包括结合到五个活塞中的其中三个活塞的一个外杆或者两个外杆(如图所示)以形成一冲程直线五活塞OPOCDDMotion实施例。
图21详细地示出了五活塞OPOC一冲程DDMotion实施例，包括其经由中心轴与曲柄轴的连接，其中，活塞3、4和5通过侧杆附接在一起，并且活塞1和2附接至公共中心轴，以及其中，存在四个专用腔室A、B、C和D。
图22示出了DDMotionOPOC发动机的两冲程直线对置活塞实施例的总体机械图，其中，这四个双头活塞#1、#2、#3和#4及其腔室A、B、C和D形成一个方形并且包含在具有方形横截面的壳体中，并且可以根据本发明的原理来改动，其中，第一双头活塞和第三双头活塞的腔室A和腔室C扩张，并且交替设置成常规配置的第二双头活塞和第四双头活塞的腔室B和腔室D压缩，从而可以采用图14的发动机重复循环将720度循环转换为180度动力冲程循环。
图23示出了往复式旋转活塞发动机的概观，在圆柱形壳体中的一冲程DDMotion旋转发动机的实施例具有通过圆柱形中心部分结合在一起的活塞#1和活塞#2，该壳体进一步包括第一和第二相对的隔板，这两个隔板形成四个专用腔室A、B、C和D，以及其中，常规的阀门和火花塞可以安装在隔板中或者安装至圆柱形壳体。
图24示出了具有DDMotion一冲程活塞的DDMotion旋转活塞对置活塞对置汽缸(OPOC)发动机的实施例的机械图，其中，该实施例包括四个活塞，活塞#3和#4与外部圆柱形壳体的内部圆柱形壳体成为一体或者附接至该内部圆柱形壳体，并且活塞#1和#2通过圆柱形中心部分结合在一起，中心曲柄轴形成四个专用腔室A、B、C和D，以及其中，常规的阀门和火花塞可以安装至外部圆柱形壳体(未示出)的端板。
图25(A)至图25(C)示出了根据一冲程DDMotion发动机的原理形成N冲程活塞的替代实施例的机械图，其中，图25(A)是具有四个单头活塞#1、#2、#3和#4的四冲程活塞发动机的机械图，每个活塞容纳在单独的壳体中并且每个活塞形成一个专用腔室A，并且每个活塞具有联接至公共曲柄轴以使输出轴转向的中心公共轴，活塞#1和#3位于输出轴的与活塞#3和#4的相对侧；图25(B)示出了具有形成两个专用腔室A和B的两个双头活塞#1和#2的两冲程活塞发动机的机械图，每个活塞在自己的壳体内对齐在中心公共输出轴的相对侧并且每个活塞具有中心公共轴用于驱动输出轴；以及图25(C)示出了具有两个双头活塞#1和#2的DDMotion一冲程发动机的实施例，这两个双头活塞#1和#2在圆柱形壳体内并且形成具有四个专用腔室A、B、C和D的直线/线性发动机，该图表明本发明的原理是本DDMotion一冲程发动机可以扩张变为N个冲程的N冲程发动机，其中，N可以是1、2、4或者更大数量的具有专用腔室的单头或者双头活塞。
图26(A)至图26(D)示出了联接本发明的一冲程中心公共轴两个双头汽缸实施例的替代方法，其中，图26(A)和图26(C)示出了分别用于联接一冲程发动机以产生输出的曲柄轴加工型轴分体衬套实施例的侧视图和俯视图，并且图26(B)和图26(D)示出了分别用于联接一冲程发动机以产生输出的曲柄齿轮轴承实施例的侧视图和俯视图。
图27(A)和图27(B)示出了至输出轴(图27(A))的驱动器和齿轮控制型活塞输出的对应俯视图和侧视图，其中，图27(A)示出了包括联接至驱动器和齿轮输出控制的一冲程DDMotion发动机实施例的机械图，并且图27(B)示出了侧视图，在该侧视图中，示出了用于往复移动并且驱动图27(A)的输出轴的驱动器和齿轮控制的更具体细节。
图28(A)和图28(B)示出了DDMotion一冲程或者其他发动机实施例的齿轮和楔块控制型活塞输出的对应侧视图和俯视图，其中，图28(A)示出了齿轮和楔块，并且图28(B)提供了俯视机械图，该图示出了来自例如一冲程发动机实施例的活塞的中心公共轴输入和考虑了往复输入以及第一和第二输出的单向输出。
图29(A)和图29(B)包括侧视机械图和端视机械图，其中，图29(A)示出了两个双头活塞，这两个双头活塞形成DDMotion一冲程实施例的专用腔室A、B、C和D，指明在壳体中的进气阀、火花塞和排气阀具有中心公共输出齿轮和轴(以及惰轮或者轴承)，并且图29(B)在侧视图中示出了双头活塞，输出轴2940从壳体延伸到右侧。
图30(A)至图30(C)包括机械图，这些机械图示出了具有TransgearTM齿轮组件控制的本发动机发明的一冲程旋转对置活塞实施例，其中，图30(A)和图30(B)分别示出了具有编号为A、B、C和D的专用腔室的活塞#1(填有阴影)和活塞#2(斜线阴影)，并且示出了往复移动，据此，腔室B和D首先在图30(A)中压缩并且在图30(B)中扩张，以及其中，图30(C)是从图30(A)竖直截取的横截面视图并且示出了公共中心往复输入轴、活塞#1和活塞#2、楔块#1和楔块#2、以及在其他齿轮之中的太阳齿轮和输出齿轮用于控制并且提供本发动机发明的传动齿轮控制型往复式旋转对置活塞实施例的单向输出。
图31(A)、图31(B)和图31(C)示出了旋转活塞密封条的示例性实施例，其中，图31(A)示出了旋转一冲程活塞发动机实施例，其具有安装在本发明的旋转一冲程发动机中的密封板以及C形密封条和活塞形密封条；图31(B)示出了图31(A)的旋转发动机的活性形密封条的细节；图31(C)示出了C形密封条的细节；以及图31(D)示出了图31(A)的旋转发动机的密封板的细节。
相对于各个实施例，将在下面对附图的详细说明中进一步描述新颖内燃机的变型和技术的这些应用。
具体实施方式
本发明涉及例如往复式直线或者旋转活塞在往复式直线或者旋转内燃机中的应用，将参照图12至图31描述具有一冲程以上的对置活塞直线和旋转实施例以及各个方面和实施例的直线实施例，其中，图12示出了本发明的典型发动机应用；图13至图15示出了一冲程DDMotion实施例的研发原理；以及图16示出了一冲程发动机循环。图17示出了如何将四冲程发动机重新设置为一冲程发动机。图18示出了活塞和发动机表。图19至图31示出了直线和旋转一冲程和N冲程对置活塞实施例和控制的另一些机械图。
首先参照图12，图12提供了标题为“发动机应用”的表格，该表比较了常规生产或者目前使用的四冲程和两冲程发动机与本发明的发动机的一冲程实施例。在图14中首次示出了通过形成专用腔室A、B、C和D的公共中心轴结合在一起的往复式双头活塞的实施例，在该实施例中，作为电信的一冲程DDMotion发动机，通常可以包括具有端板的汽缸壳体。简要参照图12，该图示出了标题为内燃机的“发动机应用”的表格，在左侧示出了生产中的并且上面论述过的常规或者目前使用的内燃机，包括：常规或者目前使用的四冲程活塞发动机和常规两冲程活塞发动机。该表格旨在向读者提供对在常规发动机与本发明的一冲程发动机的实施例之间的差异的一些了解。在右侧，则表示用于本发明(即，如在图14中首先示出的受让人DifferentialDynamicsCorporation或者DDMotion的一冲程发动机)的示例性实施例的数据。
四冲程发动机需要四个动力冲程或者四个四冲程活塞组件来使输出轴持续转动或者完成一个完整循环。两冲程发动机需要两个动力冲程或者两个两冲程活塞组件来使输出轴持续转动或者完成一个完整循环。一冲程发动机仅需要一个动力冲程或者一个一冲程活塞组件来使输出轴持续转动或者完成一个完整循环。所以，完成一个完整循环所需的动力冲程的数量是本发动机与常规发动机之间的一个显著差异。每个活塞的动力冲程是相同的180°动力冲程。活塞组件的数量可以从常规的四冲程降低到两冲程再到本发明的一冲程发动机的实施例，从4降低到2再到1，曲柄轴的数量也如此。
目前使用的四冲程活塞发动机通常具有四个或者更多个活塞以及多达接近500个零部件。两冲程发动机可以具有一半数量的零部件，并且DDMotion发动机接近200个零部件。如上面所阐释的，常规的四冲程活塞在活塞循环期间具有四个专用的腔室。本发明的一冲程实施例也具有四个专用的腔室，但是两冲程发动机却只有一个专用的腔室。四冲程发动机具有高燃料效率，本发明的一冲程实施例也如此，而常规的两冲程发动局具有低燃料效率。四冲程DDMotion发动机和一冲程DDMotion发动机具有低排放，而两冲程发动机具有较高程度的排放。目前使用的四冲程发动机的比动力比率为1.0，这是因为该常规发动机被选为参照。常规的两冲程发动机和DDMotion一冲程发动机分别具有1.5的比动力比率和大于1.5的比动力比率。常规的四冲程发动机通常用于为动力车辆，诸如汽车，提供动力。目前使用的两冲程发动机用在小型发动机和动力车辆中。一冲程DDMotion发动机可以作为小型发动机用在小汽车中以及用在动力车辆中，甚至用在动力牵引车和具有多个螺旋桨叶的船只中。
Wankel旋转发动机具有三个活塞，粗略有250个零部件，具有专用的腔室，360°动力冲程/活塞，并且通常已经用在汽车中，例如，马自达R-7和RX-8。
在图14中示出了本发明协调式一冲程内燃机发明的实施例，并且在本文中，将其描述为两种形式：直线式和旋转式。从定义上将，直线式具有至少两个活塞，以便形成直线。旋转内燃机可以具有1个、2个或者更多个活塞。另外，本内燃机实施例显示出仅仅大约200个零部件，具有专用的腔室，因此还显示出高燃料效率和低排放。其动力冲程/活塞可以使输出轴旋转180°或者使活塞在壳体中在一个方向上移动。其比动力比率可以优于已知的发动机，增加到大于2.0，即，大于1.5。其使用实际上不受限制：例如，车辆(诸如，卡车或者汽车)、雪地摩托、剪草机、摩托车、机车、甚至可用于为具有多个螺旋桨叶的大型船只提供动力。
图13(A)至图15示出了本发明的协调循环一冲程发动机的三种研发原理。图13(A)提供了为一冲程发动机建立四个专用腔室的第一原理的机械图。为了创建四个专用腔室，圆柱形壳体可以具有通过中心板1315隔开的两个腔室#1和#2，圆柱形壳体在每个腔室中嵌套有双头活塞以形成四个腔室A、B、C和D，如图13(B)所示。具体地，图13(A)和图13(B)分别示出了具有左端板1310-1和右端板1310-2的汽缸壳体1300，左端板1310-1和右端板1310-2用于密封气缸壳体1300的端部。汽缸壳体1300可以是圆柱形壳体，具有椭圆形横截面或者方形或者矩形横截面，这取决于其内部的活塞的横截面形状。中心板1315将汽缸壳体1300划分为腔室#1和腔室#2(图13(A))。图13(B)示出了添加有两个双头活塞#1和#2的图13(A)，在图13(A)的腔室#1和腔室#2中的每一个中存在一个双头活塞。活塞#1将腔室#1划分为腔室A(示出为压缩)和腔室B(示出为扩展)。活塞#2将腔室#2划分为腔室C(示出为压缩)和腔室D(示出为扩展)。
参照图14，图14示出了第二种一冲程发动机研发原理，据此，同时致动腔室A、B、C和D。双头活塞#1已经添加到腔室#1，并且双头活塞#2已经添加到腔室#2，这些活塞通过中心公共轴1410系在一起，该中心公共轴1410可以附接至活塞或者与活塞成为一体。在图14中，可以看出，通过添加活塞#1和#2，通过这两个活塞将原来的两个腔室#1和#2进一步划分形成四个腔室A、B、C和D，通过轴1410同时致动活塞。腔室A、B、C和D可以专用于起到如根据第三种研发原理所描述的功能。
这是通过固定装置(诸如，公共中心轴1410)将第一双头活塞和第二双头活塞结合在一起但仍然留出腔室A、B、C和D(A和C压缩，B和D扩张，但是尚非专用于功能)来实现的。中心公共轴1410可以延伸至左侧、至右侧或者同时延伸至左侧和右侧，所以，轴110的每侧可以用于提供朝着输出的往复运动。在本文中论述的替代实施例中，可以用在图19(B)中首次示出的外部壳体杆来替代中心公共轴或者尤其补充。相似地，这些外杆可以延伸至左侧、至右侧或者同时延伸至左侧和右侧。活塞#1和#2在往复运动中沿着轴1410从左侧移动到右侧。在任何腔室中的点火会致动两个活塞移动。针对每个冲程(移动到左侧或者移动到右侧，例如)，同时执行四种功能(进气、排气、点火和压缩)，即，第三种一冲程发动机研发原理。
图14提供了第二原理的机械图：例如，通过经由中心公共轴1410(或者，外杆，未示出)将两个双头活塞系在一起，来同时致动四个腔室A、B、C和D。在任何一个腔室A、B、C和D中的点火同时致动这两个活塞移到左侧或者移到右侧，其中，这四个腔室A、B、C和D能够针对每个冲程(从左侧移动到右侧，例如)执行四种功能。
图15提供了第三原理的机械图和相关表格：为这四个腔室分配协调的功能，例如，在循环的给定冲程中，A可以是进气，B可以是排气，C可以是点火并且D可以是压缩，并且具有协调的循环，以在往复运动中以及在该协调的循环中移动图14的轴和活塞，其中，“进气”是指在腔室A正在扩张的同时向专用腔室A装入燃料，“排气”是指腔室B在发生压缩时排出燃烧后的燃料，“点火”是指火花塞正在点燃腔室C中的压缩燃料，并且“压缩”是指对腔室D中的燃油和空气的混合物的压缩。活塞示出为移动到左侧。但是，在启动发动机时，活塞可以处于最左侧位置与最右侧位置之间的任何位置，包括最左侧位置和最右侧位置。所以，如果在腔室C中发生燃料/空气混合物的点火，那么，无论这两个活塞在何处(除非它们在最右侧位置)，它们都会受到燃料/空气混合物的点火的激励而一起移动到右侧。协调功能的替代分配可以如下：腔室A可以是点火，B可以是排气，C可以是进气并且D可以是压缩。
图16提供了本发明的一冲程发动机实施例的循环表格，该表格示出了为了在图15中示出的腔室的功能而扩张的一冲程发动机的实施例的协调循环(奥托(Otto)循环)。在第一个冲程中在腔室C中的点火功能之后，随着向腔室A分配压缩的同时在腔室D中发生第二冲程的点火，向腔室B分配进气，并且向腔室C分配排气，等等，以完成四个冲程中的常规奥托(Otto)循环，据此重复四个冲程的循环。第一个冲程使两个结合在一起的双头活塞移动到右侧；第二个冲程使两个结合在一起的双头活塞移动到左侧，以此类推。继续论述，在第三个活塞冲程中，在腔室A中发生点火、在腔室B中发生压缩，在腔室C中发生进气，并且在腔室D中发生排气。最后，在奥托(Otto)循环的第四个和最后一个冲程中，在腔室C中发生压缩，并且在腔室D中发生进气。四个活塞冲程的奥托(Otto)循环重复。
在图13(B)中示出的腔室A包括空腔和未装有圆柱形壳体的横截面容积的往复活塞(用作驱动器)的容积。相似地，在图13B中示出的腔室B包括空腔和未装有另一往复活塞的容积。在图13B中，图13(A)的腔室#1和#2示出为装有两个双头活塞，这两个双头活塞将每个腔室#1和#2分隔为四个腔室A、B、C和D，两个腔室(A和C)压缩并且两个腔室(B和D)扩张。火花或者点火可以发生在腔室A或者腔室C中，以使通过如图14所示的轴1410结合在一起的两个活塞一起移动到右侧。
17(A)至图17(E)提供了一系列机械图，这些机械图阐释了可以如何比较常规四冲程发动机的理论以及在从常规四冲程发动机转换为DDMotion一冲程发动机的一系列步骤中表明的差异。具体地，首先参照图17(A)，示出了在本领域中已知的具有下降的活塞#2和#3(腔室扩张)和上升的活塞#1和#4(腔室压缩)的常规四冲程内燃机。活塞#2的腔室示出为装有空气/气体混合物，并且腔室#4显示已经点燃的空气/气体混合物被排到右侧。腔室#1具有压缩的空气/气体混合物并且准备好点火。
现在参照图17(B)，示出了图17(A)的简化示意图，示出了活塞#1、#2、#3、#4和腔室布置，活塞#1、#2、#3、#4在图17(B)中的位置与在图17(A)中的位置相同。
图17(C)示出了在重新对齐图17(A)和图17(B)的典型四冲程发动机时的第一步。将活塞/腔室#1和#4移动到输出轴的相对侧，导致活塞#1和#4位于输出轴的底部，并且活塞#2和#3位于输出轴的顶部并且交换位置使得活塞的顺序为1、#3、#2和#4。图17(D)示出了如下步骤：使活塞/腔室#1和#3相互对齐并且使活塞/腔室#2和#4相互对齐，从而使得公共中心轴与这两对活塞附接在一起(未示出输出轴)。图17(E)示出了将腔室与结合在一起的活塞#1和#3和结合在一起的活塞#2和#4对齐在一条直线上以形成DDMotion一冲程直线发动机的实施例。
图18提供了另一个表格，该表格标记为“活塞和发动机”，具有三列，针对1)常规四冲程发动机、2)常规两冲程发动机和3)DDMotion一冲程发动机的实施例的概观。表格的列分别在表格的第二行中提供了活塞的编号和类型(DDMotion一冲程实施例具有两个双头活塞)，在第三和第四行中提供了无曲柄轴或者曲柄箱，在第五行中提供了四个专用的腔室，在第六行中提供了无共用的腔室，在第七行中提供了活塞组件(如图所示)。表格的第一行包括在侧视图中、或者在DDMotion一冲程发动机实施例的情况下在图14中首次示出的活塞组件的机械图中的两个常规活塞的照片。表格的第三行提供了各个发动机的曲柄轴的数量。表格的第四行提供了曲柄箱的数量。表格的第五行提供了专用腔室的数量。第六行提供了共用腔室的数量。在最后一个水平行中(第七行)，典型的四冲程常规发动机包括四个活塞组件，两冲程具有两个活塞组件，并且DDMotion实施例可以包括仅仅一个活塞组件。
图19(A)示出了直线/线性一冲程DDMotion活塞组件的第一实施例，其具有四个专用腔室A、B、C和D和通过在图14中首次示出的公共中心轴1410结合在一起的两个双头活塞(活塞#1和#2)。图13(A)和图13(B)分别示出了具有端板1310-1和1310-2和中心板1315的壳体1300，但是图13(B)示出了不具有中心公共轴1410的汽缸壳体1300。在本文中将使用相似的附图标记，其中，附图标记的前两位数字表示元件首次出现的地方，例如，中心板1315首次出现在图13(A)中，并且中心公共轴1410首次出现在图14中。在图13(A)的端板1310-1和1310-2中存在孔以允许轴1410在汽缸壳体1300外部进行往复运动。在图19(B)的壳体1300中可以存在侧槽以允许外杆1905-1和1905-2将活塞#1系到活塞#2上并且指向右侧以提供往复运动。在图19(A)中，活塞#1和#2在左侧位置，并且轴140延伸至左侧以开始向右侧的冲程。
图19(B)示出了直线/线性一冲程DDMotion活塞的第二实施例，其具有相同的四个腔室A、B、C和D以及双头活塞#1和#2，其中，活塞#1和#2通过外部侧杆1905-1和1905-2结合在一起，该外部侧杆替代了公共中心轴1410，但执行的却是相同的功能：将:双头活塞结合在一起并且将它们移到一起。只需要一组杆1905，该组杆1905可以向左侧、向右侧或者同时向左侧和右侧提供输出。虽然第一活塞和第二活塞的矩形连接被示出为相对于侧杆1905-1和1905-2将活塞#1和#2结合再各侧上，但是应该了解，如果需要右侧输出，则可以通过使将每个活塞结合到外杆1905的线更弯向右侧(或者，如果需要将活塞结合到在左侧的输出，则更弯向左侧)，来实现应力释放。而且，在替代实施例中，可以仅使用一个外杆1905。此外，可以假设在汽缸壳体1300的侧面中存在线性槽以允许该对外杆1905-1和1905-2在往复运动中按照与轴1410相似的方式前后移动。还可以将图14(A)和图14(B)的实施例进行组合，并且同时具有使活塞#1和#2结合在一起的公共中心轴和外杆。
现在参照图20(A)、图20(B)和图20(C)，图20(A)至图20(C)示出了图20(C)的对置活塞对置汽缸(OPOC)实施例的研发，该对置活塞对置汽缸(OPOC)实施例包括五个活塞和四个腔室。从图20(A)开始，图20(A)提供了例如图19(A)的DDMotion一冲程直线两个双头活塞发动机的实施例的简化机械图。在图19(A)和图20(A)中，使用相似的附图标记来表示相似的元件。注意，在图20(A)中，中心公共轴1410不处于向左侧或者向右侧的往复移动中，而是可以结合到任一侧上的输出。图20(B)示出了针对本发明的OPOC发动机的使用在外部壳体2000内的内部壳体1300和穿过外部壳体2000的外杆2005-1和2005-2(一组或者两组)来允许在外部壳体2000内的图20(A)的发动机移动以形成一冲程直线双活塞对置活塞对置汽缸(OPOC)发动机的下一个步骤。注意，在图20(B)中的中心公共轴1410可以连接至活塞#1和活塞#2或者与活塞#1和活塞#2成为一体。同样，中心公共轴1410可以穿过在壳体1300的中心壁1315和端板中的每一个中的润滑孔以及外部壳体2000的端板的至少一个孔(壳体2000的两个端板都显示出轴1410从该端板处延伸)。
图20(C)示出了：添加带阴影的单头活塞#3和#5和双头活塞#4(在中心)，这些活塞通过外杆2005-1和2005-2(或者仅仅一组)结合在一起；去除内部壳体1300，保留外部壳体2000，示出为具有端板2010，并且将活塞的数量增加到五个(包括未带阴影的双头活塞#1和#2，从图20(B)保留下来)。这些活塞#1和#2连接至公共中心轴1410或者与公共中心轴1410成为一体。中心轴1410示出为延伸穿过壳体2010的活塞#3、#4和#5和端板中的每一个中的钻孔形成的润滑孔，从而可以通过已知的手段使往复运动尽可能的顺畅并且无摩擦。图20(C)的发动机进一步重组，所以外杆包括结合至五个活塞中的三个活塞(#3、#4和#)的外杆以及结合至轴1410的活塞#1和#2，以形成一冲程直线五活塞OPOC实施例。该OPOC实施例的专用腔室编号为A、B、C和D，其中，在活塞之间，A和C压缩并且B和D扩张。注意，当杆2005移动到右侧时，轴1410移动到左侧，反之亦然，以创建往复输出。在一个实施例中，外杆可以是固定的并且仅仅是轴1410移向左和右，或者反之亦然，外杆2005移向左和右并且轴1410可以固定就位。
现在，将参照图21论述五活塞直线OPOC一冲程活塞的实施例，其中，三个曲柄轴驱动输出轴，示出了与输出轴的三个连接2120。图21详细示出了五活塞OPOC一冲程DDMotion实施例(与图20(C)的实施例相似)，包括其经由中心轴1410并且还通过两个外杆2005-1和2005-2中的每个外杆与输出轴2125的轴1410连接2120，其中，活塞#3、#4和#5通过侧杆2005-1和2005-2附接在一起，并且活塞#1和#2附接至公共中心轴1410。中心公共轴1410牢固地连接至双头活塞#1和#2或者与双头活塞#1和#2成为一体。至少活塞#3、#4和#5可以润滑或者具有加工到它们中的滚珠轴承孔，以使它们易于在轴1410上滑动。存在四个专用的腔室A、B、C和D(A和C压缩)。当通过杆2005-1和2005-2将活塞2115-1、2115-3和2115-5固定在一起时，连接2120左右往复，从而使中心公共轴1410和杆2005使连接2120所连接的输出轴转向。腔室可以跟随图16的循环，在图16中，功能是腔室所专有的。还存在如图20(A)所示的四个腔室A、B、C和D，并且这些腔室也可以跟随图16的腔室的专有功能的奥托(Otto)循环。
现在参照图22，示出了本发明的四个双头直线对置活塞实施例，从而使得四个活塞和腔室形成方形横截面，该横截面围绕或者在方形壳体2200的内部。在方形壳体2200内部，四个双头活塞(活塞#12210-1、活塞#22210-2、活塞#32210-3、以及活塞#42210-4)靠在壳体2200的外壁上。每个活塞具有相关联的专用腔室和由此驱动的齿轮。活塞#12210-1具有腔室A2205-1和齿轮#12215-1。活塞#22210-2具有腔室B2205-2和齿轮#22215-2。活塞#32210-3具有腔室C2205-3和齿轮#32215-3。活塞#42210-4具有腔室D2205-4和齿轮#42215-4。四个齿轮也形成方形并且互相啮合，从而使得无论点燃哪个活塞，所有齿轮都会在取决于点燃的是哪个活塞的往复运动中做出响应。该发动机也具有腔室A、B、C和D所专有的功能，并且跟随如图16所示的奥托(Otto)循环。
现在参照图23，示出了在圆形横截面壳体2300中的一冲程旋转活塞发动机和曲柄轴的实施例。壳体2300具有第一隔板和第二隔板2325-1和2325-2，该第一隔板和第二隔板2325-1和2325-2限制了连接至围绕中心公共输出轴2322的圆形横截面或者与围绕中心公共输出轴2322的圆形横截面成为一体的活塞#1和活塞#2的往复移动。该发动机示出了四个专用腔室A、B、C和D，其中，当B和D扩张时A和C压缩，反之亦然。每个腔室A、B、C和D跟随在图15和图16中示出的奥托(Otto)循环的腔室表格的专有功能。活塞#1和活塞#2在隔板2325-1和2325-2之间往复。活塞#1和#2的一个冲程包括从停止到加速再到停止(当几乎到达相应隔板时)的一次顺时针移动。另一个冲程可以是活塞#1和#2一起进行的逆时针移动，与直线一冲程实施例相似。阀门和火花塞可以安装在隔板2325-1和2325-2中或者安装至汽缸壳体2300。
现在参照图15，可以停止图23的旋转发动机，活塞#1和#2在接近上死点处(不具有压缩的或者扩张的腔室)。当在腔室C中发生点火时，点燃在腔室C中的任何空气-气体混合物会使活塞#2与活塞#1同时在如所示箭头的方向上逆时针移动。由此，可以启动发动机。然而，图23的发动机在图16的奥托(Otto)循环之后继续运行。
参照图16，为了阐释图23的旋转一冲程发动机，将从启动发动机(启动)(图15)开始阐释重复的发动机循环。可以从汽缸壳体外部来安装和修理旋转一冲程内燃机的活塞环(密封条)。如图16所示，两个腔室B和D最初可以是打开的(扩张)，并且两个空腔(腔室A和C)主要通过往复式旋转活塞/密封条关闭(压缩)在开始位置中，活塞的叶片(桨叶)(汽缸)在图23的右上方和左下方。
为了启动发动机，1)腔室B可以是打开的并且专用于排气；2)装上燃料以制成在循环表格的左上方的空气/燃料腔室A，该腔室是进气腔室；3)逆时针CCW转动旋转活塞，以压缩腔室B；4)在冲程2中，然后向腔室B装入空气-燃料混合物；以及5)对腔室D点火，以在初始逆时针冲程之后产生顺时针冲程。由此产生的燃料/空气混合物点火将活塞#1从左上四分之一处的位置驱动到右上四分之一处的位置，以启动发动机进行奥托(Otto)循环，并且下活塞#2也顺时针地从右下四分之一处移动到左下四分之一处。
可以使用常规手段来点火和燃料点火，诸如，具有顺序分布的火花的火花塞。在图16的实施例中，点火可以发生在任何方便的点处，以对腔室中的待点火压缩燃料/空气混合物点火(按照上述任一发动机的腔室A、B、C和D的顺序)。然而，在优选实施例中，可以使用电子设备来适当地对点火/火花和燃料进给和排出时间定时，并且，可以从圆柱形壳体外部接触到已知的装置，诸如，阀门、密封条等。同样，不是使用机械凸轮，螺线管可以致动打开和关闭(进气和排气)。如之前建议的，可以应用已知的燃料喷射系统。由于在重复循环的四个阶段中的每个阶段中，进气和排气是专有的，所以与两冲程或者选择发动机相比，改进了打开和关闭空腔的定时，并且该定时与四冲程发动机所展现出的接近相同，例如，吹扫。下表提供了如图15所述的发动机启动的示例。可以对腔室A、B、C和D中的任何一个点火，并且一冲程发动机的一对活塞可以处在任何位置，从而使一对活塞的位置应该随着空气/燃料混合物的点火而在表格中发生变化。
表1：如果图15或者图16的冲程1是第一个冲程则向冲程分别的功能
腔室A 腔室B 腔室B 腔室D
冲程#1 进气 排气 点火 压缩
冲程#2
冲程#3
冲程#4
本发明的一冲程发动机可以改装为四冲程内燃机，如上面所论述的。分配给相应四个腔室的每种功能都会经历奥托(Otto)循环。表2示出了腔室A的循环。(由于第一种功能可以是“进气”，所以选择腔室A。)表3示出了所有腔室的循环或者一冲程直线循环的旋转。
表2：腔室3的循环
腔室A 腔室B 腔室B 腔室D
冲程#1 进气 排气 点火 压缩
冲程#2 压缩
冲程#3 点火
冲程#4 排气
在下面的提供了一个完整循环的表3中，可以看出，例如，给定功能呈对角线地在冲程与冲程之间移动。例如，可以看出，“进气”对角线地移动穿过腔室A、B、C和D，而“点火”对角线地移动穿过腔室C、D、A和B。所以，在一个冲程中分配给腔室的任何功能都可以在下一个冲程中对角线地分配给下一个腔室。
表3：一冲程旋转循环(所有腔室的循环)
腔室A 腔室B 腔室B 腔室D
冲程#1 进气 排气 点火 压缩
冲程#2 压缩 进气 排气 点火
冲程#3 点火 压缩 进气 排气
冲程#4 排气 点火 压缩 进气
图24示出了DDMotion旋转活塞对置活塞对置汽缸(OPOP)发动机2400的实施例的机械图。发动机包含在具有圆形横截面的气缸壳体2400中。在圆形壳体2400内部的是具有圆形横截面部分2405的内部壳体。该壳体部分2405具有连接至该壳体部分或者与该壳体部分成为一体的活塞#32420-1和活塞#42420-2。存在与图23的发动机相似的隔板，不同之处在于，由于内部/外部壳体构造，活塞#32420-1和活塞#42420-2能够在相反的方向上从内部活塞#12415-1和活塞#22415-2往复运动。活塞2415-1和活塞2415-2连接至中心轴2422或者与中心轴2422成为一体，并且共用圆形横截面部分2148，该圆形横截面部分2148将活塞#1和活塞#2结合在一起并且又具有用于输出的轴2422作为其中心。通过这四个活塞形成四个专用腔室：腔室A和C示出为压缩，而腔室B和D示出为扩张。该实施例包括四个活塞，活塞#3和#4与外部圆柱形壳体2400的内部圆柱形壳体2405成为一体或者附接。活塞#1和#2通过圆柱形中心部分2418和形成四个专用腔室A、B、C和D的中心曲柄轴2422结合在一起。常规的阀门和火花塞可以安装至外部圆柱形壳体2400(未示出)的端板。与直线OPOC发动机相似，内部活塞#3和#4可以连接至用于结合至输出轴的杆(未示出)，并且中心轴2422可以提供相反的输出，从而在内部壳体2405与轴2422之间发生往复移动。在一个实施例中，随着内部构件执行往复式顺时针/逆时针移动，外部壳体2400可以保持静止。旋转OPOC发动机跟随奥托(Otto)循环，向腔室分配专有功能，如上面参照图15和图16所阐释的。
图25(A)至图25(C)示出了根据一冲程发动机的原理形成N冲程活塞的替代实施例的机械图。图25(A)是具有四个单头活塞#1、#2、#3和#4的四冲程活塞发动机的机械图，每个单头活塞容纳在延伸至输出轴2510的单独壳体2501、2502、2503和2504中。每个壳体2501、2502、2503和2504中形成一个专用腔室A、B、C和D，并且每个壳体具有联接至公共输出轴2510的中心公共轴。活塞#1和#3可以在曲柄轴2510的与活塞#2和#4相对的侧上。每个活塞#1至#4可以是单头活塞。由此，总而言之，发动机是具有四个单头活塞的四冲程活塞发动机。
图25(B)示出了具有分别形成两个专用腔室A和B以及C和D的两个双头活塞#1和#2的两冲程活塞发动机的机械图，每个活塞在自己的壳体2511、2512内对齐在中心公共输出轴2520的相对侧。每个活塞具有中心公共轴用于驱动曲柄轴以使输出轴2520转向。这是具有两个双头活塞(活塞#1和活塞#2)的两冲程发动机。
图25(C)示出了，在经由曲柄轴使输出轴2530转向之前看到的，在汽缸壳体内具有两个双头活塞#1和#2的DDMotion一冲程发动机的实施例。该发动机形成具有四个专用腔室A、B、C和D的直线发动机，当B和D扩张时A和C压缩。图25(A)至图25(C)示出了本发明的原理：本DDMotion一冲程发动机可以扩张变为N个冲程的N冲程发动机，其中，N可以是1、2、4或者更大数量的具有专用腔室的单头或者双头活塞。将在具有中心板的一个单独汽缸壳体内使用双头活塞变为在两个单独汽缸壳体内的两个双头活塞再到四个单头活塞，每个活塞具有自己的汽缸壳体以从一冲程两个连接的双头活塞发动机变为四冲程活塞发动机。
图26(A)至图26(D)示出了联接本发明的一冲程中心公共轴2620两个双头汽缸实施例的替代方法。图26(A)和图26(C)示出了分别用于联接具有联接至连接器2630和轴2635的中心公共往复轴2620的一冲程发动机的曲柄轴加工型轴分体衬套实施例的侧视图和俯视图，是至输出2645的曲柄轴加工型轴分体衬套的形式，如从图26(C)可见。
此外，如图26(B)和图26(D)所示的CrankgearTM轴承产生输出2645，其中，图26(B)和图26(D)示出了分别用于联接一冲程发动机以产生输出的曲柄齿轮轴承实施例的侧视图和俯视图。在图26(B)和图26(D)中，相似的连接器2630以往复的形式驱动相似的轴2635至圆形曲柄齿轮轴承2640，该圆形曲柄齿轮轴承2640具有相似的中心轴2620用于产生图26(B)或者图26(D)的输出2645。
图27(A)和图27(B)示出了经由曲柄轴(图27(A))至输出轴的驱动器和齿轮控制型活塞输出的对应俯视图和侧视图。图27(A)示出了包括联接至驱动器和齿轮输出控制的一冲程DDMotion发动机实施例(图23)的机械图.在包括图27(A)至图28(B)和图30(C)的任何一个控制图中，可以控制任何往复输入—直线或者旋转一冲程、直线或者旋转OPOC、以及本发明的具有往复移动的任何其他实施例。图27(B)示出了侧视图，在该侧视图中，示出了用于往复移动并且驱动图27(A)的输出曲柄轴的驱动器和齿轮控制的更具体细节。图27(B)在仰视(前视)图中示出了用于图20的旋转内燃机实施例的驱动器2707和另一齿轮控制。在俯视(横截面)图中示出的轴2701是在180°协调动力循环内往复的往复式旋转内燃机输出，如上面所描述的。齿轮2702附接至发动机往复轴2701。齿轮2703是具有轴承2704的虚拟/惰轮。齿轮齿条2705与在顶部的齿轮2702啮合。齿轮齿条503与在底部的齿轮2703啮合。驱动器2707具有半宽度齿轮齿条2705和2706，并且分别与齿轮2702和2703啮合。驱动器2707输出是前后往复的，并且经由曲柄轴连接至输出轴。驱动器2707驱动曲柄轴(图27(A))将前后移动转换为如图27(A)的输出轴的单向转动输出。
图28(A)和图28(B)示出了DDMotion一冲程或者其他发动机实施例的齿轮和楔块控制型活塞输出的对应侧视图和俯视图，图27(A)示出了齿轮和楔块，并且图28(B)提供了俯视机械图，该图示出了来自例如一冲程发动机实施例的活塞的中心公共轴输入2803和考虑了往复输入以及另一输出轴2806A的单向输出2806B。在图28(A)和图28(B)中，示出了齿轮和楔块(如上所定义)，齿轮和楔块将发动机2800输出控制为在输出轴2806B处是单向。发动机2800示出为包括来自活塞2801的输入和单向发动机输出轴2806B。齿轮2802是附接至往复轴2801的齿轮，并且与齿轮2803A和2803B啮合。齿轮2803A是与齿轮2802啮合的齿轮，并且嵌入有楔块2804A。(楔块，如上面所指示的单向转动齿轮，并且标有大写字母“S”以代表其单向输出能力)齿轮2804A也是楔块，但是嵌入在齿轮2803A中。滚道2805A是用于楔块2803A的滚道。轴2806A是附接至滚道2805A的轴。齿轮2807A是附接至轴2806A的齿轮。齿轮2803B至2807B是与齿轮2803A至2807A相同的一组。齿轮2807A和2807B啮合。轴2806B是由于组合式齿轮和楔块作用而单向的输出轴。可以从以引用的方式并入本文的我的早期专利和已公布申请，按照已知的方式，获得正向和反向构思。楔块2804A和2804B在相反的方向上与往复输入2801渐进，从而使得输出2806B变为单向。
图29(A)和图29(B)包括通过中心公共轴结合在一起的两个双头直线活塞2915-1和2915-2的侧视机械图和端视机械图。图29(A)示出了两个双头活塞，这两个双头活塞形成DDMotion一冲程实施例的专用腔室A、B、C和D，指明在壳体中的进气阀、火花塞和排气阀具有中心公共输出齿轮和轴2940(以及惰轮或者轴承2945)，并且图29(B)在侧视图中示出了双头活塞，输出轴2940从壳体延伸到右侧并且连接至输出齿轮2942或者与输出齿轮2942成为一体。
图29(A)和图29(B)示出了两个双头直线活塞模仿更常规的四活塞实施例的范例。该常规四活塞内燃机可具有720°的动力冲程。根据图29(A)和图29(B)的原理，可以将常规内燃机转换为实践本发明的原理，具有在第一和第二平行(上下平行)的活塞2915-1和2915-2中的示出为扩张的腔室A和C以及示出为压缩的腔室B和D(图29(A))并且具有180°的动力冲程。针对所有四个双头活塞，常规点火点示出为与在中间的输出轴2940(输出齿轮2942和轴2940)相对的侧面上。这些位置可以与所示的位置有所不同，只要它们能够按顺序地点火相应的点火腔室。这两个双头直线活塞2915-1和2915-2设置在图29(A)中以端部在前的方式和在图29(B)中以侧视图的方式示出的输出齿轮/轴2940上面和下方，惰轮或者轴承2945组定位在双头直线活塞2915-1和2915-2上方/下方。图29(A)示出了腔室A和C扩张并且腔室B和D压缩，发动机循环是如上面针对图16所示的专用腔室A、B、C和D描述的奥托(Otto)循环。
图30(A)至图30(C)包括机械图，这些机械图示出了具有传动齿轮齿轮控制的本发动机发明的一冲程旋转对置活塞实施例，其中，图29(A)和图29(B)分别示出了具有编号为A、B、C和D的专用腔室的活塞#1(填有阴影)和活塞#2(斜线阴影)，并且示出了往复移动，据此，腔室B和D首先在图30(A)中压缩并且在图30(B)中扩张，以及其中，图30(C)是从图30(A)示出了公共中心往复输入轴、活塞#1和活塞#2、楔块#1和楔块#2、以及在其他齿轮之中的太阳齿轮和输出齿轮用于控制并且提供本发动机发明的传动齿轮控制型往复式旋转对置活塞实施例的单向输出。
具体地，图30(A)示出了具有被示出为在腔室A和C扩张并且腔室B和D压缩时在顶部的对置活塞#1和#2的第一位置。图30(A)和图30(B)具有腔室A、B、C和D，这些腔室具有针对如图16的奥托(Otto)循环所示的腔室的专有功能。活塞#1示出为带有阴影，并且活塞B被示出为带有平行线阴影。图30(B)示出了在腔室B和D扩张并且腔室A和C压缩时移动到侧面的活塞#1和#2。图30(C)示出了(OP)发动机的横截面图，活塞#1隐藏，但是活塞#2(带有平行线阴影)可见围绕中心公共轴、输出齿轮和输出轴。惰轮示出为在对应的左方的顶部位置和底部位置处。识别出了左太阳齿轮和右太阳齿轮，其中，左太阳齿轮可以与轴成为一体或者附接至轴。输出部分示出为在右侧，由包括第一楔块和第二楔块#1和#2的轴驱动。输出齿轮与轴成为一体或者连接至轴。楔块齿轮将输出齿轮联接至输出轴，并且输出齿轮示出为与输出轴成为一体或者连接至输出轴。
图31(A)、图31(B)和图31(C)示出了旋转活塞密封条的示例性实施例，其中，图31(A)示出了旋转一冲程活塞发动机实施例，其具有安装在本发明的旋转一冲程发动机中的密封板以及活塞形密封条和C形密封条。图31(B)示出了图31(A)的旋转发动机的活性形密封条的细节。图31(C)示出了图31(A)的旋转发动机的C形密封条的细节。图31(D)示出了图31(A)的密封板的典型密封板。图31(B)、图31(C)和图31(D)示出了密封条和密封板的替代实施例，并且提供了三个视图，包括替代旋转活塞密封条的概观。图23示出了在上死点处的活塞，该活塞可以具有C形密封条或者密封板(替代隔板)。密封板可以密封圆柱形壳体的直径。在图31(A)中还可以看到密封板，该密封板可以位于活塞的下部分的活塞桨叶的任一侧，图31(B)示出了图31(A)的活塞形密封条的实施例，以及图31(C)提供了图31(A)的密封板的视图。
上述“摘要”部分的目的是使美国专利与商标局以及不熟悉专利和法律术语或者措辞的民众(一般地以及尤其是相关领域中的科学家、工程师和实践者)通过粗略的检查能够快速确定本技术公开的性质和本质。“摘要”部分布置在以任何方式对本发明的范围进行限制。

Claims (21)

1.一种往复式旋转或者直线活塞发动机，
其特征在于，
提供大约180°或者单向的动力冲程，
所述旋转或者直线活塞发动机分别包括：
第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞安装为绕着中心轴顺时针或者逆时针地往复移动以形成旋转一冲程发动机，或者，所述第一活塞通过中心公共轴或者外杆中的一个系到第二活塞上用于在汽缸壳体内往复线性移动，
具有第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室的所述气缸壳体，每个腔室适应于在活塞基本上盖住腔室时处于压缩状态并且在所述活塞未盖住所述腔室时处于扩张状态，所述第一扩张腔室和所述第二扩张腔室专用于动力冲程中的排气功能和压缩功能中的一种并且所述第三压缩腔室和所述第四压缩腔室专用于动力冲程中的进气功能和点火功能中的一种，所述第一活塞和所述第二活塞一起移动，所述第一活塞和所述第二活塞在所述气缸壳体内具有往复运动，并且所述四个腔室专用于四冲程循环的四个动力冲程中的每个动力冲程中的进气、排气、点火和压缩。
2.根据权利要求1所述的往复式旋转或者直线活塞发动机，
其特征在于，
所述发动机在重复发动机循环的四个冲程中的每个冲程期间不同地具有专用于所述四个腔室的不同的专用的进气、压缩、点火/燃烧和排气功能，所述四个腔室是用于所述第一活塞的腔室A和腔室B以及用于所述第二活塞的腔室C和腔室D，其中，第一动力冲程包括针对腔室A、腔室B、腔室C和腔室D的以下专用功能：排气腔室B和压缩腔室D，使腔室B和腔室D扩张；进气腔室A和点火腔室C，将腔室A和腔室C压缩；第二动力冲程包括针对腔室A、腔室B、腔室C和腔室D的以下专用功能：压缩腔室A和排气腔室C，使腔室A和腔室C扩张；进气腔室B和点火腔室D，将腔室B和腔室D压缩；第三动力冲程包括针对腔室A、腔室B、腔室C和腔室D的以下专用功能：压缩腔室B和排气腔室D，使腔室B和腔室D扩张；点火腔室A和进气腔室C，将腔室A和腔室C压缩；第四动力冲程包括针对腔室A、B、C和D的以下专用功能：排气腔室A和压缩腔室C，使腔室A和腔室C扩张；点火腔室B和进气腔室D，将腔室B和腔室D压缩，以完成旋转或者直线一冲程发动机的一个循环。
3.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线活塞发动机，
其特征在于，
所述发动机为直线配置，所述第一活塞和所述第二活塞是通过所述中心公共轴和所述外杆中的一个结合在一起的双头活塞，所述气缸壳体由中心板分成两部分，所述中心公共轴和所述外杆中的一个用于连接至曲柄轴以使输出轴转向。
4.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线活塞发动机，
其特征在于，
所述发动机是旋转配置，所述第一活塞和所述第二活塞是结合在一起的旋转活塞并且在中心圆形横截面部分的相对侧上围绕中心轴，所述气缸壳体具有圆形的横截面并且具有第一和第二相对的隔板，所述隔板将所述第一旋转活塞和第二旋转活塞的移动限制为往复顺时针和逆时针移动。
5.根据权利要求3所述的往复式旋转或者直线活塞发动机，
其特征在于，
所述直线一冲程发动机具有对置活塞对置汽缸配置，
所述气缸壳体具有在所述气缸壳体外部的第二壳体，所述中心公共轴连接至所述第一双头活塞和所述第二双头活塞或者与所述第一双头活塞和所述第二双头活塞成为一体并且延伸穿过所述第二外部壳体，所述气缸壳体通过外杆连接至所述中心板，所述中心公共轴和所述外杆分别用于经由曲柄轴连接至输出轴。
6.根据权利要求3所述的往复式旋转或者直线活塞发动机，
其特征在于，
所述直线一冲程发动机具有对置活塞对置汽缸(OPOC)配置，
所述气缸壳体包含五个活塞，第一双头活塞和第二双头活塞连接至中心公共轴或者与中心公共轴成为一体，第三活塞和第五活塞是单头活塞，第四活塞是双头活塞，并且第三活塞、第四活塞和第五活塞通过外杆结合在一起以便同时移动，所述第一活塞和所述第二活塞用于相对于所述第三活塞、所述第四活塞和所述第五活塞往复移动，所述第一活塞和所述第二活塞的所述中心公共轴以及所述第三活塞、所述第四活塞和所述第五活塞的所述外杆分别用于连接至曲柄轴以使输出轴转向。
7.根据权利要求4所述的往复式旋转或者直线活塞发动机，
其特征在于，
旋转发动机为旋转的对置活塞对置汽缸配置，所述第一活塞和所述第二活塞是结合在一起的旋转活塞并且在中心圆形横截面部分的相对侧上围绕中心轴，所述气缸壳体具有第三旋转活塞和第四旋转活塞，所述第三旋转活塞和所述第四旋转活塞连接至所述汽缸壳体或者与所述汽缸壳体成为一体，所述气缸壳体具有外部壳体，在所述外部壳体中，所述汽缸壳体可以与所述第一活塞和所述第二活塞的移动相反地在往复移动中旋转。
8.根据权利要求3所述的往复式旋转或者直线内燃机，其特征在于，
所述中心公共轴经由连接器连接至用于连接至曲柄齿轮轴承的轴，所述曲柄齿轮轴承具有圆形的横截面并且联接至输出轴。
9.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，其特征在于，
所述往复式旋转或者直线内燃机是在矩形壳体内具有通过中心公共轴结合的第一活塞和第二活塞的平行直线布置，所述第一活塞和所述第二活塞与通过中心公共轴结合的第三活塞和第四活塞平行，所述第一活塞和所述第二活塞与围绕输出轴的所述第三活塞和所述第四活塞平行，当所述第三活塞和所述第四活塞具有第三扩张腔室和第四压缩腔室时所述第一活塞和所述第二活塞具有第一扩张腔室和第二压缩腔室，所述输出轴用于顺时针和逆时针地往复移动。
10.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，其特征在于，
所述发动机是旋转配置，所述发动机包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞在气缸壳体内并且形成腔室A、腔室B、腔室C和腔室D，所述第一活塞和所述第二活塞在一个动力冲程中形成扩张腔室A和扩张腔室C以及压缩腔室B和压缩腔室D，并且，在第二动力冲程中形成压缩腔室A和压缩腔室C以及扩张腔室B和扩张腔室D。
11.根据权利要求10所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
所述中心轴周围具有第一楔块和第二楔块、第一输出齿轮和第二输出齿轮、左太阳齿轮和右太阳齿轮、惰轮以及楔块齿轮，所述楔块齿轮联接在所述第一楔块和第二楔块与输出之间，用于通过所述中心轴的往复旋转移动提供单向输出。
12.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
包括至少一个楔块，用于提供输出轴的单向运动。
13.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
包括驱动器和齿轮，用于通过往复输入运动提供输出轴的单向运动。
14.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
曲柄轴用于输出轴的单向运动。
15.根据权利要求3所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
包括点火点，所述点火点位于所述气缸壳体的所述第一双头活塞和所述第二双头活塞的所述第一腔室、所述第二腔室、所述第三腔室和所述第四腔室中的每一个腔室的每一端处。
16.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，其特征在于，
相互平行对齐的第一活塞和第二活塞以及相互平行对齐并且围绕第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮的第三活塞和第四活塞，所述第一活塞、所述第二活塞、所述第三活塞和所述第四活塞包含在具有方形横截面的壳体内，所述第一活塞、所述第二活塞、所述第三活塞和所述第四活塞形成腔室A、腔室B、腔室C和腔室D，当将腔室B和腔室D压缩时使腔室A和腔室C扩张，所述第一活塞、所述第二活塞、所述第三活塞和所述第四活塞联接至所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述第三齿轮和所述第四齿轮分别用于提供往复输出。
17.根据权利要求10所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
包括相对的密封板，用于限制活塞移动；以及C形密封条，用于安装在气缸壳体内、与活塞形密封条相对。
18.根据权利要求10所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
每个活塞具有的180度动力冲程，其中，所述发动机的活塞包括一对对置的在相对的顺时针和逆时针方向上移动的第一活塞和第二活塞，所述内燃机具有在所述往复式对置的活塞近侧的专用腔室。
19.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
所述输出轴是传动齿轮，所述传动齿轮被控制为提供输出轴相对于联接至所述第一活塞和所述第二活塞的往复式输入轴的协调单向旋转。
20.根据权利要求1所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于
所述传动齿轮控制包括左太阳齿轮，所述左太阳齿轮连接至所述往复式输入轴或者与所述往复式输入轴成为一体，所述往复式输入轴通过右太阳齿轮围绕在输出侧上，所述左太阳齿轮和所述右太阳齿轮具有相关联的惰轮。
21.根据权利要求1或2所述的往复式旋转或者直线内燃机，
其特征在于，
所述输出控制组件包括啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮中嵌入有楔块齿轮，用于通过往复输入得到单向输出。
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