CN110352289A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃机，该内燃机设有壳体和活塞装置，该活塞装置包括连接至轨道的活塞。轨道连接有轴并包括内凸轮表面和外凸轮表面。活塞通过从动件连接至轨道，该从动件在与其对应的轨道的内凸轮表面和外凸轮表面上移动以控制活塞的运动。活塞连接有一滑动元件，滑动元件在活塞头的下方延伸并且设有成型的滑块表面，该滑块表面与与其对应的壳体中的轮廓接合。从动件安装在滑动元件上。而且，壳体包括至少两块板以及至少两块端板，该板设有用于容纳轨道的切口和用于容纳轴的孔，该端板横向地连接至板。在端板中形成至少一个气缸孔，活塞设置成在气缸孔中往复运动。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机及一种组装内燃机的方法。
背景技术
大多数内燃机包括可移动地设置在气缸内的活塞头，该活塞头通过连杆连接至曲轴。其它的内燃机，例如在WO 2015/107330中描述的内燃机，其活塞头连接至具有凸轮表面的轨道上，该活塞头设有一个或多个凸轮从动件，该凸轮从动件沿轨道移动以控制活塞头的运动。本发明涉及对这种内燃机的改进。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种内燃机，该内燃机包括壳体和活塞装置，该活塞装置包括连接至轨道的活塞；其中，轨道连接有轴并包括内凸轮表面和外凸轮表面，活塞通过若干从动件连接至轨道，该从动件在与其对应的轨道的内凸轮表面和外凸轮表面上移动以控制活塞的运动；其中，活塞连接有一滑动元件，该滑动元件在活塞头的下方延伸并且包括成型的滑块表面，该滑块表面与与其对应的壳体中的轮廓接合，从动件安装在滑动元件上。
当轨道相对于壳体旋转时，活塞头根据内凸轮表面和外凸轮表面的路径往复运动。本发明的有利之处在于，与其对应的滑块和壳体的轮廓可以在垂直于作往复运动的活塞的两个方向上约束滑动元件相对于壳体的运动。
本发明的第二方面提供了一种内燃机，该内燃机包括活塞装置，该活塞装置包括连接至轨道的活塞；其中，轨道连接有轴并包括凸轮表面，活塞设有从动件，该从动件在轨道的凸轮表面上移动以控制活塞的运动；发动机还包括壳体，其中，壳体包括至少两块板以及至少两块端板，该板设有用于容纳轨道的切口和用于容纳轴的孔，以及该端板横向地连接至板；其中，至少一个气缸孔形成在该端板中，活塞设置成在气缸孔中往复运动。
本发明的第三方面提供了一种组装内燃机的方法，该内燃机包括壳体和活塞装置，该活塞装置包括连接至轨道的活塞；其中，轨道连接有轴并包括内凸轮表面和外凸轮表面，活塞通过若干从动件连接至轨道，该若干从动件在与其对应的轨道的内凸轮表面和外凸轮表面上移动以控制活塞的运动；其中，活塞连接有一滑动元件，该滑动元件在活塞头的下方延伸并且包括成型的滑块表面，该滑块表面与与其对应的壳体中的轮廓接合，从动件安装在滑动元件上；其中，壳体包括至少两块板以及至少两块端板，该板设有用于容纳轨道的切口和用于容纳轴的孔，其中，至少一个气缸孔形成在该端板中，活塞设置成在气缸孔中往复运动；该方法包括以下步骤：a)通过将轨道连接至轴并将活塞连接至轨道，以将活塞装置连接至轴；b)将至少两块板放在轨道的任一侧；c)将端板放在一起，以便该端板横向于板；及d)将端板连接至板。
通过在轨道的任一侧上组装板，可以容易地构造发动机，并且可通过增加或减少轨道、活塞和使用过的板的数量来放大或缩小发动机容量。板可以基本相同和/或为彼此的镜像。因此，引擎的架构具有高度可扩展性，几乎没有部件。端板包含气缸孔，并且有利地允许冷却通道在期望的地方循环。端板还可为气缸盖提供固定。端板的尺寸和配置可根据发动机容量和活塞数量等而变化。
滑动元件可通过一个或多个紧固件牢固地连接至活塞，或者可选地可与活塞一体地形成。
滑动元件可设置成与轨道具有运行间隙。
若干从动件可包括一个或多个平面轴承或滚柱轴承。
滑动元件可包括两个分支，每个分支在活塞的下方延伸，以便滑动元件跨越轨道。每个分支上均设有成型的滑块表面，每个成型的滑块表面均与与其对应的所述壳体中的轮廓接合。
若干从动件可被设置为：使至少一个在轨道的外凸轮表面上移动的从动件位于滑动元件的两个分支之间。
若干从动件设置为：使滑动元件的每个分支均设有至少一个在轨道的内凸轮表面上移动的从动件。
内燃机还包括一对定时轮，所述定时轮在轨道的任一侧上连接至轴，每个定时轮均设有与轨道的内凸轮表面基本匹配的内凸轮表面，其中，滑动元件的每个分支设有至少一个从动件，所述从动件在与其对应的定时轮的内凸轮表面上移动。
成型的滑块表面可被润滑处理，使成型的滑块表面通过一层润滑剂与壳体轮廓接触。
成型的滑块表面可包括吸油孔，该吸油孔用于容纳从壳体轮廓中的细长槽中获得的油。优选地，壳体轮廓中的细长槽未延伸到离所述活塞最远的壳体轮廓的端部。
轨道的内凸轮表面和外凸轮表面可被润滑处理，使从动件均通过润滑剂层接触凸轮表面。
每个从动件均包括安装在平面轴承轴上的滚柱，所述平面轴承轴固定至所述滑动元件。平面轴承轴可包括吸油孔，该吸油孔用于容纳从滑动元件获得的油。
轨道为径向轨道，所述轨道的内凸轮表面和外凸轮表面相对于所述轨道的旋转轴被设置为内径向表面和外径向表面。
内燃机还可包括多个活塞装置，该活塞装置包括连接至一个或多个轨道的多个活塞。例如，两个活塞可连接至其中一个轨道，活塞连接至轨道的基本相对的侧面。多个轨道可沿轴向方向设置。两个这样的轨道可在轴上彼此异相180度设置，以平衡发动机。
每个轨道可设有一对定时轮。该对定时轮可设置在轨道的每侧上。每个定时轮可包括凸轮表面。定时轮的凸轮表面可对应于与其对应的轨道的内凸轮表面或外凸轮表面之一的路径。
壳体可包括至少两块板以及至少两块端板，该板具有用于容纳轨道的切口和用于容纳轴的孔，该端板横向地连接至板。至少一个气缸孔可形成在该端板中，活塞可设置成在气缸孔中往复运动。
可沿轴的轴向方向在每个轨道和定时轮之间设置一个板。侧板可沿轴的轴向方向连接至板的外侧。壳体的板可通过多个紧固件连接在一起。端板可帮助将板保持在一起。
附图说明
现在将参考附图来描述本发明的实施例，其中：
图1示出了引擎；
图2示出省略了某些部件的发动机；
图3a和3b示出了用于发动机中的一个活塞的动力传递机构的侧视图和立体图，发动机省略了某些部件；
图4a和4b示出了设有从动件的活塞和滑动元件的立体图和主视图；
图5示出省略了从动件的活塞和滑动元件；
图6示出了附接有从动件安装件的活塞和滑动元件；
图7a至7e示出了发动机的翅片板的侧视图、俯视图、另一侧视图、端视图和立体图；
图8和8b示出了动力传递机构的立体图和侧视图，该动力传递机构设有两个轨道和每个轨道设有两个活塞；
图9a至9h示出了在组装期间的各个阶段的发动机；以及
图10示出了发动机壳体的板之间的调节器。
具体实施方式
图1示出了内燃机1，该内燃机1包括块组件2、两个顶部组件3a，3b、和排气系统(省略)。这里将不再详细讨论顶部组件3a，3b和排气系统。块组件2包括多个壳体构件或板，该板包括侧板4a，4b、翅片板4c，4d，4e，4f、端板5a，5b、顶盖6a、和底盖6b。
图2示出的发动机1中不包括顶部组件3a，3b、顶盖6a、底盖6b、和端板5b，使发动机的其他部分可见。端板5b设有两个孔，一个孔容纳有气缸套7a，另一个孔容纳有气缸套7b，气缸套7a容纳有活塞8a，气缸套7b容纳有活塞8b，活塞8a，8b的顶部在图2中可见。同样地，虽然图2中未示出，端板5a也设有两个孔，用于分别容纳有对应活塞的两个另外的汽缸套。发动机1总共设有四个活塞，这四个活塞以相对设置的方式与两个轨道9a，9b连接，活塞的顶部在图2中可见。因此，发动机1包括四个活塞组件，并且将详细描述第一活塞组件的结构和功能，但是应当理解，第二、第三和第四活塞组件在结构上和功能上与第一活塞组件相似。
第一活塞组件在图3a和3b中示出。第一活塞组件10a包括活塞80，其中活塞头8a可移动地设置在气缸套7a内(参见图2)。活塞头8a通过轨道13连接到输出轴11，该输出轴11设有旋转轴11a和输出凸缘12。轨道13通过花键连接(不可见)的方式安装在并可旋转地固定在输出轴11上。轨道13与输出轴11一起相对于活塞头8a和气缸套7a围绕旋转轴11a旋转。
每个轨道13设有围绕其圆周延伸的径向外凸轮表面14。轨道13还设有位于悬空部分的底面的径向内凸轮表面15，内凸轮表面15背向外凸轮表面14，即面向相反方向。平面边缘表面16在轨道13的外凸轮表面和内凸轮表面之间延伸。
活塞80包括活塞头8a和稳定的滑动元件17，滑动元件17连接到活塞头并在活塞头的下方延伸。在所示实施例中，滑动元件17和活塞头8a由一体成型的方式制得，但可选择地，滑动元件17可为与活塞头8a分开的部分，并且通过紧固件如螺栓与活塞头8a连接。活塞80还包括安装在滑动元件17上的若干从动件，该若干从动件在与其对应的轨道的内凸轮表面和外凸轮表面上移动，以控制活塞的运动。在所示实施例中，该若干从动件包括单个外圆柱滚柱18和四个内圆柱滚柱19，每个滚柱可旋转地安装在活塞80上。
所述外圆柱滚柱18设有圆柱形的外径向表面，该外径向表面在轨道13的外凸轮表面14上移动并且在活塞80和轨道13之间传递载荷。所述内圆柱滚柱19包括两对圆柱滚柱。在每对滚柱中，有一在轨道13的内凸轮表面15上滚动的轨道从动件，以及一在定时轮的内凸轮表面上滚动的定时轮从动件，这将在后面描述。所述稳定滑动元件17设有分叉结构，该分叉结构形成左分支或臂20、和右分支或臂21。所述臂20，21沿远离活塞头8a的方向向下悬垂，以使滑动元件17跨立在轨道13的两侧。所述外圆柱滚柱18可旋转地安装在轴颈22上，轴颈22在左臂20和右臂21之间延伸，使滚柱18设于在臂20，21之间。
所述内圆柱滚柱19成对设置，一个内圆柱滚柱19设置在臂20上，一个内圆柱滚柱19设置在21上。一对内滚柱19的轨道从动滚柱设置在臂20和轨道轮中心23之间。一对内从动件19的定时轮从动件设置在臂20和定时轮之间。所述内圆柱滚柱19安装在轴颈24上，该轴颈24固定在稳定滑动元件17的左臂20上。一轴颈24上也设有类似的一对滚柱19，这一对滚珠19安装在分叉的稳定滑动元件17的右臂21的下端。轨道13的内凸轮表面15和外凸轮表面14的轮廓成型为使得当轨道13绕轴11a旋转时，外圆柱滚柱18和内圆柱滚柱(轨道从动件)19保持与轨道的外凸轮表面14和内凸轮表面15的连续滚动接触。由于轨道13的外凸轮表面14和内凸轮表面15围绕旋转轴11a是非圆形的，使得活塞头8a在活塞套7a的圆柱形内表面内以往复直线运动的方式运动，活塞根据轨道的轮廓以往复直线运动的方式运动。
在图4a和4b中更详细地示出了活塞80。分叉的稳定滑动元件17的臂20，21基本上是平坦的并且是相互平行的，并且其尺寸设计成与轨道13的平坦侧表面16间隙配合。活塞80包括设置在活塞头8a下方的多个用于减轻重量的切口25。所述稳定元件17包括吸油器26，吸油器26被设置成在压力下容纳油并且通过内部油道将油分配到活塞80周围到需要润滑的位置，例如，分配到外圆柱滚柱18和轴颈22之间的界面以及内圆柱滚柱19和轴颈24之间的界面。
图5示出了活塞80，其中若干从动件和与其对应的轴颈均未被示出，图6示出了活塞80，其中仅示出了具有用于若干从动件的轴颈。从图5中可以看出，用于容纳轴颈24的圆形孔27均具有与吸油器26流体连通的输油孔。用于外圆柱滚柱18的轴颈22通常是圆柱形的，其一端被切割以形成大致正方形的轮廓以防止轴颈22旋转。轴颈22的若干端部分别位于与其对应的活塞80的臂20，21中的大致呈正方形和圆形的孔中。
分叉的稳定元件17的臂20，21均包括成型的滑块表面20a，21a。成型的滑块表面20a，21a与与其对应的块组件2中的轮廓接合。特别是从图5和图6中可以看出，成型的滑块表面20a和成型的滑块表面21a均具有大致U形的轮廓。滑块表面20a的轮廓基本上是滑块表面21a的轮廓的镜像。成型的滑块表面20a，21a限制活塞80的运动，以使活塞80仅沿圆柱形气缸套7a的纵轴方向移动。该约束确保了分叉的稳定滑动元件17的臂20，21的二个相向设置的表面不接触轨道13的侧表面16。
图7a至7e示出了构成如图2所示的块组件2的翅片板4c中的一个。翅片板4c和4e是相同的，翅片板4d和4f是翅片板4c的镜像。在所示实施例中，翅片板4c为设有若干固定孔的机加工的金属板，该固定孔用于将翅片板4c固定至块组件2的相邻板4a，4d，6a，6b，5a和5b。板4c设有通孔31，该通孔31容纳可旋转的轴11。板4c被设置成在孔31的一侧容纳轨道轮13并且在孔31的另一侧容纳定时轮30。如图所示，轨道轮13设置成位于图7a所示的翅片板的第一侧上的凹槽32内，定时轮30设置成位于图7c所示翅片板相对侧的凹槽33内。
翅片板4c设有一对切口，该切口形成从板4c的相对的端面34，35延伸的大致U形的轮廓。这些切口是壳体轮廓38a，38c，该壳体轮廓38a，38c成形为与活塞80的分叉的稳定滑动元件17的大致U形轮廓20a，21a相对应。油输送槽39在大致U形轮廓38a，38c的每侧上，每个油输送槽39均与活塞80的一个吸油器26配合。当活塞80的滑动元件17在与其对应的块组件2的翅片板4c的轮廓38a，38c内滑动时，吸油器26沿细长槽39移动，以保持从块组件2到需要润滑的活塞80部分的连续输油。通过形成在翅片板4c中的油输送管道将油输送到细长槽39。在翅片板4c中形成壳体轮廓38a，38c的切口的长度比活塞80的往复直线运动的预期路径长，使发动机中的任何积聚都不会妨碍活塞80的运动。通过将翅片板4c及其镜像对应物4d背对背地设置在活塞80的任一侧上，并且通过将滑块表面20a和21a的轮廓与壳体轮廓相匹配，活塞80的运动受到其稳定滑动元件17的约束，以便活塞80仅沿汽缸套7a的纵向轴运动。
尽管在图3a中仅示出了安装在单个轨道13上的单个活塞80，但是所示的发动机1设有两个轨道13和四个如上所述的活塞80。图8a和8b示出了发动机1中的活塞装置的立体图和俯视图，以便示出设置在两个相同成型的轨道13上的所有四个活塞头8a，8b，8c和8d，所述两个相同成型的轨道13在轴11上彼此异相180度设置。每个轨道13设有一对活塞8a，8c和8b，8d。活塞8a，8c以相对的关系设置在轨道13上，以便沿平行但偏移的线性往复运动路径移动。活塞8b，8d类似地设置。通过提供设有彼此异相180度的轨道的活塞装置并且通过在偏移的平行轴上以相对的关系在每个轨道设有两个活塞，可以实现发动机1的完美重量平衡而无需任何额外的配重。
如图8b中最佳所示，每个轨道13设有设置在轨道13的相对侧上的一对定时轮30。每个定时轮30设有与其伴随轨道13的内凸轮轮廓相同的内凸轮轮廓。定时轮30固定成与轴11一起旋转，使轨道13及与其伴随的两个定时轮的角位置总是同步的。由于一个轨道13与另一轨道13异相180度，所以两对定时轮30类似地设置成绕轴的旋转轴11a与另一对定时轮30异相180度。
在发动机的操作中，四个活塞中的每个活塞的外圆柱滚柱18抵靠轨道13的外凸轮表面14并沿轨道13的外凸轮表面14滚动，并且，四个活塞中的每个活塞的内圆柱滚柱19抵靠轨道13和定时轮30的内凸轮表面15并沿轨道13和定时轮30的内凸轮表面15滚动。当轨道13和定时轮30随发动机1一起旋转时，活塞头8a至8d根据轨道13和定时轮30的路径形状在与其对应的气缸套7a至7d内移动。
在操作循环的某些部分期间，活塞由轨道驱动，例如在进气、压缩和排气冲程期间。在操作循环的一些部分期间，例如在动力冲程期间，轨道由活塞驱动，使得可以从输出轴11提取功。由于轨道13及与其伴随的定时轮30的路径形状可被赋予任何期望的形状，因此活塞不像大多数传统内燃机那样约束为遵循简谐运动，而是可具有任何期望的位移轮廓。位移轮廓可例如包括在不同高度处的多个不同的局部上死点位置和/或在不同高度处的多个不同的下死点位置。从图3a中可以看出，轨道13成形为使活塞针对每一输出轴旋转完成4个冲程并且经过不同高度处的上死点位置和不同下死点位置。
尽管在所示实施例中，发动机包括两个轨道和四个活塞，但是在替代实施例中，发动机可包括任何数量的轨道(例如1个、2个、3个或更多个)，并且可具有由每个轨道操作的任何数量的活塞装置(例如，1个、2个、3个或更多个)。根据轨道和活塞的数量，可能需要对发动机进行一些重量平衡以取消发动机振动。
参考图9a至9h，通过以下步骤组装发动机。下面描述的方法不包括组装构成发动机1的一部分的所有部件所需的所有步骤，而是为了清楚起见，所述方法已经简化为包括组装动力传递机构和壳体的主要步骤：
在翅片板4e的相对侧上设置轨道13和定时轮30，并且将轨道13和定时轮30连接至轴11，然后插入活塞8b和8c(从动件19不可见)，直到从动件18接触轨道13的外凸轮表面(参见图9a)。
在轴11的远端的上方设置第二定时轮30，以使轴11与第一定时轮30异相180度(参见图9b)。
在轴11的远端的上方设置翅片板4a，并使轴11与翅片板4e接触，然后在轴11的远端的上方设置第二轨道13，并且插入活塞8a和8d(从动件19不可见)(参见图9c)。
将所有的四对内圆柱滚柱(从动件)19连接至四个活塞80，以便将所有四个活塞连接至两个轨道13(参见图9d)。
将翅片板4f和翅片板4c连接至两个轨道13的相对侧(参见图9e)。
将两个另外的定时轮30(再次彼此异相180度)连接至块组件的开口侧(参见图9g)。
连接端板4a和4b以完成块组件的主要部分，并安装汽缸套和端板5a，5b(参见图9h)。
一旦发动机组的板全部组装完毕，在添加两个头部组件3a，3b以及顶盖6a和底盖6b之前，将板固定在一起，例如通过螺栓固定，以便获得如图1所示的发动机。
沿轴11安装的轨道13、定时轮30和间隔件可全部通过轨道、定时轮和间隔件的毂螺栓连接在一起。可在每个轨道和定时轮周围设置针辊，针辊与板间隔开地安装。
尽管在所示实施例中，成型的滑块表面和相应的壳体轮廓基本上是U形的，但是这些成型的表面可以采用不同的形状。在替代实施例中，形成壳体轮廓的切口可以被扩大以容纳单独的插入件，该插入件设有与成型的滑块表面接触的内部轮廓。
图10示出了壳体翅片板4e和4f之间的可选的调节机构。可在翅片板4c和4d之间设置类似的调节机构。所示示例中的调节机构包括四个调节螺栓90，但是可以使用不同数量的螺栓或其他调节装置。调节螺栓头从发动机外部通过壳体侧板4b中的间隙孔(未示出)进入，类似地，用于翅片板4c和4d的调节机构的调节螺栓头通过壳体侧板4a中的孔进入。调节机构用于沿箭头C-C的方向推动板4f远离板4e，在所示的示例中，这是通过在板4f的相应螺纹孔中旋转螺栓90，这使得螺栓的柄端抵靠在板4e上。该调节可用于设定活塞80的稳定元件17的外侧表面与壳体的U形轮廓38e，38f之间的间隙。
调节螺栓90的螺纹孔以及用于将壳体的板4a-4f连接在一起的螺栓的孔可设有O形环。
尽管以上参考一个或多个优选实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行各种改变或修改。

Claims (22)

1.一种内燃机，所述内燃机包括壳体和活塞装置，所述活塞装置包括连接至轨道的活塞；其特征在于，所述轨道连接有轴并包括内凸轮表面和外凸轮表面，所述活塞通过若干从动件连接至所述轨道，所述从动件在与其对应的轨道的内凸轮表面和外凸轮表面上移动以控制所述活塞的运动；其中，所述活塞连接有一滑动元件，所述滑动元件在活塞头的下方延伸并且包括成型的滑块表面，所述滑块表面与与其对应的所述壳体中的轮廓接合，所述从动件安装在所述滑动元件上。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述滑动元件通过一个或多个紧固件牢固地连接至所述活塞，或者其中，所述滑动元件与所述活塞一体成型。
3.如权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，所述滑动元件设置成与所述轨道具有运行间隙。
4.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述若干从动件均包括一个或多个平面轴承或滚柱轴承。
5.如权利要求1-4中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述滑动元件包括两个分支，每个分支在所述活塞的下方延伸，以便所述滑动元件跨越所述轨道，其中，每个分支上均设有所述成型的滑块表面，每个成型的滑块表面均与与其对应的所述壳体中的轮廓接合。
6.如权利要求5所述的内燃机，其特征在于，所述若干从动件被设置为：使至少一个在所述轨道的外凸轮表面上移动的从动件位于滑动元件的两个分支之间。
7.如权利要求5或6所述的内燃机，其特征在于，所述若干从动件设置为：使所述滑动元件的每个分支均设有至少一个在所述轨道的内凸轮表面上移动的从动件。
8.如权利要求7所述的内燃机，其特征在于，内燃机还包括一对定时轮，所述定时轮在所述轨道的任一侧上连接至轴，每个定时轮均设有与所述轨道的内凸轮表面基本匹配的内凸轮表面，其中，所述滑动元件的每个分支设有至少一个从动件，所述从动件在与其对应的定时轮的内凸轮表面上移动。
9.如权利要求1-8中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述成型的滑块表面被润滑处理，使所述成型的滑块表面通过一层润滑剂与所述壳体轮廓接触。
10.如权利要求9所述的内燃机，其特征在于，所述成型的滑块表面包括吸油孔，所述吸油孔用于容纳从所述壳体轮廓中的细长槽中获得的油。
11.如权利要求10所述的内燃机，其特征在于，所述壳体轮廓中的细长槽未延伸到离所述活塞最远的所述壳体轮廓的端部。
12.如权利要求1-11中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述轨道的内凸轮表面和外凸轮表面被润滑处理，使所述从动件均通过润滑剂层接触所述凸轮表面。
13.如权利要求1-12中任一项所述的内燃机，其特征在于，每个所述从动件均包括安装在平面轴承轴上的滚柱，所述平面轴承轴固定至所述滑动元件，其中，所述平面轴承轴包括吸油孔，所述吸油孔用于容纳从所述滑动元件获得的油。
14.如权利要求1-13中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述轨道为径向轨道，所述轨道的内凸轮表面和外凸轮表面相对于所述轨道的旋转轴被设置为内径向表面和外径向表面。
15.如权利要求1-14中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机还包括多个所述活塞装置，所述活塞装置包括连接至一个或多个所述轨道的多个活塞。
16.如权利要求15所述的内燃机，其特征在于，两个活塞连接至其中一个轨道，所述两个活塞连接至所述轨道的相对侧。
17.如权利要求15或16所述的内燃机，当从属于权利要求8时，其特征在于，每个轨道均设有一对定时轮。
18.如权利要求1-17中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述壳体包括至少两块板以及至少两块端板，所述板设有用于容纳所述轨道的切口和用于容纳所述轴的孔，所述端板横向地连接至所述板；其中，至少一个气缸孔形成在所述端板中，所述活塞设置成在所述气缸孔中往复运动。
19.如权利要求1-18中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述板通过多个紧固件连接在一起。
20.一种内燃机，所述内燃机包括活塞装置，所述活塞装置包括连接至轨道的活塞；其特征在于，所述轨道连接有轴并包括凸轮表面，所述活塞设有从动件，所述从动件在所述轨道的凸轮表面上移动，以控制所述活塞的运动；所述内燃机还包括壳体，其中，所述壳体包括至少两块板以及至少两块端板，所述板设有用于容纳所述轨道的切口和用于容纳所述轴的孔，以及所述端板横向地连接至所述板；其中，至少一个气缸孔形成在所述端板中，所述活塞设置成在所述气缸孔中往复运动。
21.如权利要求20所述的内燃机，其特征在于，所述板通过多个紧固件连接在一起。
22.一种组装内燃机的方法，所述内燃机包括壳体和活塞装置，所述活塞装置包括连接至轨道的活塞；其特征在于，所述轨道连接有轴并包括内凸轮表面和外凸轮表面，所述活塞通过从动件连接至所述轨道，所述从动件在与其对应的轨道的内凸轮表面和外凸轮表面上移动以控制所述活塞的运动；其中，所述活塞连接有一滑动元件，所述滑动元件在活塞头的下方延伸并且包括成型的滑块表面，所述滑块表面与与其对应的所述壳体中的轮廓接合，所述从动件安装在所述滑动元件上；其中，所述壳体包括至少两块板以及至少两块端板，所述板设有用于容纳所述轨道的切口和用于容纳所述轴的孔，其中，至少一个气缸孔形成在所述端板中，所述活塞设置成在所述气缸孔中往复运动；所述方法包括以下步骤：a)通过将所述轨道连接至所述轴并将所述活塞连接至所述轨道，以将所述活塞装置连接至所述轴；b)将所述至少两块板放在所述轨道的任一侧；c)将所述端板放在一起，以便所述端板横向于所述板；及d)将所述端板连接至所述板。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3075188A1 (en) 2017-09-08 2019-03-14 University Of Ontario Institute Of Technology Engine with at least one of non-sinusoidal motion and embedded pistons
GB201903300D0 (en) 2019-03-11 2019-04-24 Newlenoir Ltd Piston arrangement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2407859A (en) * 1945-04-03 1946-09-17 Russel S Wilson Mechanical movement
CN1040077A (zh) * 1989-04-10 1990-02-28 生三胜 圆凸轮往复活塞内燃机
US20010017122A1 (en) * 2000-02-29 2001-08-30 Luciano Fantuzzi Internal-combustion engine with improved reciprocating action
CN106103896A (zh) * 2014-01-15 2016-11-09 纽勒诺有限公司 活塞布置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB117487A (en) 1917-07-16 1918-07-16 Horace John Howard Improvements in Internal Combustion Engines.
ZA697779B (en) 1969-11-06 1971-03-31 H Poyser Improvements in or relating to cam engines
US4213427A (en) 1978-06-16 1980-07-22 Alfonso Di Stefano Rotary engine
US5454352A (en) * 1993-12-03 1995-10-03 Ward; Michael A. V. Variable cycle three-stroke engine
JP3143564B2 (ja) 1994-06-17 2001-03-07 株式会社三共製作所 カム式エンジン
DE102004034719B4 (de) 2004-07-17 2008-02-21 PÖSCHEL, Günter Hochleistungs-Ein- und Zweitakt-Axialkolben Otto-Diesel- und Hybrid-Motorensystem
JP2008025491A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Toyota Motor Corp 内燃機関
WO2014107628A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Kamtech I.P. S.A. Improved radial cam internal combustion engine
US20210317780A1 (en) * 2014-02-14 2021-10-14 Jing Yuan ZHOU Zhou engine and power-cam mechanism

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2407859A (en) * 1945-04-03 1946-09-17 Russel S Wilson Mechanical movement
CN1040077A (zh) * 1989-04-10 1990-02-28 生三胜 圆凸轮往复活塞内燃机
US20010017122A1 (en) * 2000-02-29 2001-08-30 Luciano Fantuzzi Internal-combustion engine with improved reciprocating action
CN106103896A (zh) * 2014-01-15 2016-11-09 纽勒诺有限公司 活塞布置
US20160333693A1 (en) * 2014-01-15 2016-11-17 Newlenoir Limited Piston arrangement

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