CN1351691A - 往复运动流体机械 - Google Patents

Abstract

一种挡车轭型流体机械,其中,活塞(32)彼此分离,并其各活塞(32)有其自身的滑动表面(30)和其自身的滑动器(18)。各活塞的滑动表面(30)布置在曲柄(12)的连杆头轴承(16)的同一侧。曲柄(12)的主轴线(14)可沿一轨道运动,这样,活塞基本不滞后或提前。曲柄、活塞和滑动器的有效质心保持相对于曲柄轴线静止。各活塞包括引导装置(2030),以便将活塞限制成沿活塞轴线运动,引导装置横向位于引导表面(30)上,配合装置刚性安装在曲柄箱上。中间部件可以使活塞和滑动器与用于调节中间部件的位置的装置相互连接,以便改变装置的压缩比。因为装置有相对的活塞,安装在两活塞上的轭分开成两个部件(6062a、6062b),这两个部件可拆卸地保持在一起。

Description

往复运动流体机械

技术领域

本发明涉及通常称为“挡车轭(scotch yoke)”装置的往复运动流体机械的变型。

背景技术

已知的挡车轭装置包括一对或多对水平相对的活塞，该活塞在各自的气缸内往复运动。一对活塞中的每一个都刚性安装在另一个上，这样，该对活塞作为一单个单元而运动。该活塞沿平行的轴往复运动，这些轴可以同轴或可以偏移。一个曲柄在一对活塞的中心，该曲柄偏心地安装在滑动器中。该滑动器再安装在相对的滑动表面之间的活塞组件中，该相对的滑动表面垂直于活塞的轴延伸。这样，该滑动器限制成垂直于活塞轴运动，因此，当曲柄旋转时，将使得活塞以真正正弦曲线运动的形式沿活塞轴线往复运动。在某些情况下，提供的真正正弦曲线运动更应当是由曲柄和连杆结构提供的准正弦曲线运动，而大多数内燃机或泵中所用的是该曲柄和连杆结构。不过，该装置有一些缺点。活塞和在垂直平面内往复运动的滑动器都不能通过旋转的质量来进行动平衡。尽管这可以部分通过多对装置来补偿，但还是留下了摆动力偶。

而且，在普通结构中，滑动器在一对相对的表面之间滑动，该对相对的表面在连杆头轴承的两侧。活塞必须沿平行轴布置，而滑动器的滑动表面和滑动引导表面之间的距离必须大于曲柄连杆头的直径。

本发明的目的是改正现有技术的某些缺点并以优选形式提供了一种装置，在该装置中，成对的活塞不用刚性连接在一起，且不需要同轴，并且还能达到很好的动平衡。本发明还允许安装在单个连杆头支承销上的活塞使用非对称的部件。

在最基本的形式中，本发明实际上使活塞彼此分离，并使各活塞有其自身的一对和一组滑动表面和其自身的滑动器。各活塞的滑动表面不在连杆头的各侧，而是位于远离连杆头的位置，滑动表面可以是组合表面。分离意味着各活塞并不依赖于与其它活塞的连接而沿两个方向运动，而是允许各活塞沿单独的轴线运动和与其它各活塞的相位不同。结构活塞可以通过带有不同滑动表面的公共连杆机构而相互连接，但是活塞并不刚性连接在一起。因此，由一对活塞可以获得V形结构，或者由三个活塞可以获得120°的布置方式。

发明的公开

在一种基本形式中，本发明提供了一种流体发动机或泵，该流体发动机或泵包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上；

至少两个活塞，每个活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，各活塞包括引导装置，该引导装置与在连接装置上的相应配合装置配合，所述引导装置包括一对引导表面，这两引导表面都布置在连杆头装置的相同侧。

优选是，该引导装置包括基本垂直于相应活塞轴线延伸的表面。不过，该引导表面可以以与相应活塞轴线所成角度不是90°的形式延伸。即使当引导表面“垂直于”活塞轴线时，引导表面也可以偏离垂直方向正负5°。配合装置可以是两个或更多平行的线性表面，该表面与引导表面相对应并能相对于该引导表面滑动。也可选择，配合装置可以包括两个或更多滚子轴承或类似物。

在该实施例中，线性平行相对的引导表面可以位于连接装置上，配合装置可以安装在活塞上。在优选形式中，在各连杆头轴承上有两个或三个安装在滑动器装置上的活塞。如果需要的话，活塞可以环绕主轴线等角度布置。

引导装置可以与活塞成一体或可以位于安装在活塞上的单独构件上。当提供有单独构件时，该构件可枢轴转动地安装在活塞上，优选是通过活塞销装置。这允许我们采用具有连接杆的普通活塞，该连接杆包括引导装置。

曲柄轴可以相对于气缸固定，或者是可运动的，以便改变压缩比和/或气缸内的活塞的同步性。在V形结构中，曲柄轴沿气缸之间夹角的等分线运动将导致压缩比变化，同时不会引起相位的任何变化。一种可选结构是曲柄轴轴线可以绕远处的轴线旋转，因此能使曲柄轴升高或降低。该结构可以用于单活塞发动机。曲柄的运动可以沿任意方向。

当每个连杆头轴承有两个活塞时，活塞可以布置成V形结构。该V形结构可以成任意角度，例如90°、60°、72°或其它合适角度。每个连杆头轴承上的活塞数目仅仅由物理尺寸限制。各连杆头轴承可以有单个连接装置，多个活塞安装在该单个连接装置上，或者可以在各连杆头轴承上安装有多个连接装置，同时各连接装置有一个安装在它上面的相应活塞。

当多个活塞安装在一个连杆头轴承上时，它们可以位于离主轴线相同距离处，或者不同活塞可以离主轴线不同距离。

尽管引导装置和互补的配合装置优选是横截面为简单的平表面，但是也可以是其它结构，以便提供有另外的、垂直于引导装置的线的定位表面。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体发动机或泵，该流体发动机或泵包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合，因此，该连接装置可以相对于该至少一个活塞进行非旋转运动；以及

稳定装置，该稳定装置与连接装置配合，以便当该连接装置沿轨道绕主轴线运动时将其限定在单一方向上。

该稳定装置可以包括连接装置与该至少一个活塞配合的部分。该稳定装置可以包括单独的连杆机构，该单独的连杆机构可枢轴转动地安装在连接装置和曲柄箱上。

曲柄机构可以是有偏心的连杆头轴承的简单曲柄，或者它可以是一种组合机构，该组合机构使得连杆头轴承不会以恒定角速度进行简单圆周运动。该组合曲柄机构的实例在PCT国际专利申请No.PCT/AU97/00030和PCT/AU98/00287中公开。这些文献所公开的内容为本文参引。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上；

至少一个活塞，该活塞安装成能在相应气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，所述曲柄机构的主轴线可相对于所述气缸沿至少一个轨道运动，所述配合装置结构为这样，即使所述至少一个活塞既不延迟也不提前。

当装置包括布置成V形的活塞时，曲柄机构的主轴线优选是沿线性轨道运动，该线性轨道平分该V形的夹角。也可选择，曲柄机构的主轴线可以沿弧线运动。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在相应气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，所述连接装置的质心位于该连杆头轴线上或靠近该连杆头轴线。

优选是，曲柄包括配重，该配重能够相对于曲柄轴线基本平衡和/或动平衡连接装置的质量。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在相应气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，当曲柄旋转时，该曲柄机构、连接装置和该至少一个活塞的有效质心相对于曲柄轴线保持静止或基本保持静止。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一对非相对布置的活塞，各活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，各活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中连接装置和配合装置的结构是这样的，即，各活塞的运动都是简单的谐振运动。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该装置包括：

一种曲柄机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一对非相对布置的活塞，各活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，各活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，各对活塞的质量和运动等效于沿轨道运动的单个物体。

优选是，该轨道是一个圆，但是它也可以是椭圆形。

优选是，各活塞的运动是简单的谐振运动。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一对活塞，各活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，每对活塞轴线相互成90°角，各活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，各对活塞的质量和运动等效于沿轨道运动的单个物体；

连接装置的质心位于连杆头轴线上或靠近连杆头轴线；以及

曲柄包括配重，该配重基本上位于与连杆头径向相对的位置，并有远离曲柄轴线的质心，该配重包括以下等效物：

第一质量，用于相对于曲柄轴线静平衡和/或动平衡连杆头轴承的全部或部分质量；

第二质量，用于相对于曲柄轴线静平衡和/或动平衡连接装置的全部或部分质量；以及

相应的第三质量，用于相对于曲柄轴线静平衡和/或动平衡每对活塞的全部或部分质量。优选是，该角度为90°。

优选是该轨道是一个圆，第三质量优选是静平衡和/或动平衡活塞的质量。

当轨道不是一个圆时，该第三质量可以沿第一方向平衡活塞的质量。该第一方向优选是平行或垂直于每对活塞的轴线的角平分线。

在本发明的所有形式中，连接装置可以相对于活塞进行非旋转运动。优选是，除了工差所允许的外，没有任何旋转运动。

一种往复运动活塞装置，包括：

至少一个活塞组件，该活塞组件沿活塞轴线往复运动；

一曲柄，该曲柄绕曲柄轴线旋转，并有偏离曲柄轴线的部件；

至少一个中间部件，该中间部件位于该部件和活塞之间，以便将部件的运动传递给活塞组件。

该装置的各活塞组件可以有两个表面，其中该偏离部件支承在一个表面上，中间部件支承在另一表面上。

该装置可以有单个的中间部件，该单个中间部件支承在两表面上，或者该装置有两个中间部件，每个部件支承在一个相应表面上。

各活塞组件可以有一个活塞或可以有两个活塞。当每个组件有两个活塞时，优选是至少一个中间部件位于活塞下面。

该部件优选是一圆形凸轮，该凸轮的中心偏离曲柄轴线。

该装置可以是对于每个部件有两个或更多活塞组件。

当对于每个部件都有两个或更多活塞组件时，它们可以沿彼此成任意角度延伸的活塞轴线往复运动。优选是，每个偏离部件的两活塞组件彼此成90°延伸。

当两活塞组件彼此成90°延伸时，优选是提供有两个中间部件，每个中间部件都与两个活塞组件配合。

在另一基本形式中，本发明提供了一种往复运动活塞装置，包括：

至少一个活塞组件，该活塞组件沿活塞轴线往复运动；

一曲柄，该曲柄绕曲柄轴线旋转，并有偏离曲柄轴线的部件；

至少一个中间部件，该中间部件位于该部件和活塞之间，以便将部件的运动传递给活塞组件。

该装置的各活塞组件可以有两个表面，其中该偏离部件支承在一个表面上，中间部件支承在另一表面上。

该装置可以有单个的中间部件，该单个中间部件支承在两表面上，或者该装置有两个中间部件，每个部件支承在一个相应表面上。

各活塞组件可以有一个活塞或可以有两个活塞。当每个组件有两个活塞时，优选是至少一个中间部件位于活塞下面。

该部件优选是一圆形凸轮，该凸轮的中心偏离曲柄轴线。

该装置可以是对于每个部件有两个或更多活塞组件。

当对于每个部件都有两个或更多活塞组件时，它们可以沿彼此成任意角度延伸的活塞轴线往复运动。优选是，每个偏离部件的两活塞组件彼此成90°延伸。

当两活塞组件彼此成90°延伸时，优选是提供有两个中间部件，每个中间部件都与两个活塞组件配合。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动，该活塞的横截面区域垂直于活塞轴线，该活塞有第一引导装置，该第一引导装置与连接装置上的配合装置配合；

至少一个第二活塞引导装置，以便将活塞限制成沿活塞轴线运动；

其中：第一活塞引导装置平分活塞，各第二活塞引导装置位于由活塞横截面区域确定的容积内，但是并不沿着由第一活塞引导装置形成的中心平分线。

在优选实施例中，第一引导装置包括基本垂直于各活塞轴线延伸的表面，如前所述。

该第二活塞引导装置将减轻活塞在气缸中的“堵塞”，该“堵塞”在高温下可能出现问题。希望能保持活塞与活塞轴线对齐。第二活塞引导装置的多个优选实施例将联系附图进行介绍。应当知道，因为第二引导装置位于活塞的“基底面(footprint)”内，因此，该流体装置的金属质量能减至最小。

正如图中所示，在某些实施例中，第二活塞引导装置成对形成，从该对中的一个部件画向另一部件的线将垂直于由第一活塞引导装置形成的中心平分线。在另一实施例中，该第二活塞引导装置包括位于由第一活塞引导装置形成的平分线的两侧的部件，但是并不是沿着中心线的部件。

第二活塞引导装置可以安装在活塞基底面内的块上，从而使本发明装置的尺寸减至最小。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；

中间连接装置，该中间连接装置使该至少一个活塞与连接装置相互连接；以及

用于调节该中间连接装置相对于该至少一个活塞或连接装置或者该至少一个活塞和连接装置的位置的装置。

该调节装置可以包括狭槽、槽或与中间连接装置配合的表面。

该中间连接装置优选是插入引导装置或与该引导装置配合，以便使在气缸内的该至少一个活塞稳定。优选是，该调节装置包括引导装置，但是该引导装置可以是单独的。

调节装置可以相对于气缸轴线横向或纵向运动，或者可以横向和纵向运动。该引导装置可以绕轴线旋转。

调节装置可以包括线性、单半径曲线或多半径曲线的狭槽、槽、表面或类似物。该中间装置可以包括滑动或滚动接触部件，以便与调节装置配合。

调节装置是可运动的，以便改变活塞的有效冲程、装置的有效压缩比或活塞运行所沿的位置/时间轨道，或者前述的任意组合。

在另一种基本形式中，本发明还提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；

中间连接装置，该中间连接装置使该至少一个活塞与连接装置相互连接；以及

用于沿活塞所运行的轴线调节距离的装置。

在发明的本方面，调节装置可以包括与连接杆分开的可压缩连接杆或可压缩元件。在另外的实施例中，

我们已经提出了挡车轭型流体机械，其中，各活塞可以与安装在曲柄的相同连杆头上任意另外的活塞分离，因此允许各活塞沿气缸轴线运动，而该气缸轴线可以与任意另外的气缸轴线成一定角度。在该装置的制造中，发现活塞可以在气缸内绕轴线总体垂直于气缸轴线旋转，从而损坏该装置。为了防止出现这种情况，提出了用安装、连接在活塞上或者与该活塞成一体的引导装置，以便将该活塞保持在正确的方向上，并防止活塞出现不希望的旋转或偏转。我们还提出了位于活塞和气缸孔外部的引导装置。这需要在曲柄箱内的额外空间，因此增大了该流体机械的尺寸。

为了解决至少一些上述缺点，在一种基本形式中，本发明提供了一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞设置成能在气缸内沿活塞轴线往复运动，该活塞或各活塞有第一引导装置，该第一引导装置与连接装置上的配合装置配合，所述连接装置相对于活塞和两个端点之间的第一引导装置沿轨道往复运动。

至少一个第二引导装置，该第二引导装置与该至少一个活塞相连，以便将相应活塞限制成沿相应活塞轴线运动；

其中：该第一引导装置局部或整体横过相应活塞的垂直于气缸轴线的横截面区域延伸；以及

第二引导装置相对于所述轨道横向设置。

优选是，该第二引导装置位于两端点之间。

优选是，该第一、第二引导装置装于由沿气缸轴线的气缸横截面区域凸起所确定的容积内。不过，该第一或第二引导装置，或者该第一和第二引导装置可以伸出该容积。而且，该第二引导装置可以在该容积内，但是可以并不位于两端点之间。

该第一和第二引导装置可以与活塞体形成一体，或者可以是一个或多个安装在该活塞体上的单独零件。当引导装置是单独的单元时，可以提供有刚性或可枢轴转动地安装到活塞体上的单个单元。该第二引导装置可以包括一个或多个引导件，该引导件包括基本平行于活塞轴线延伸的管或杆。当引导装置包括两个或更多引导件时，这些引导件可以相对于活塞的横截面中心对称或不对称。

优选是，该第一引导装置穿过活塞横截面区域的中心延伸。

当两个或更多活塞安装在一个连杆头上时，活塞可以位于一个平面内或者可以位于两个或更多平面内。

我们还说明可以怎样完全或基本使流体机械绕曲柄轴线静平衡或动平衡，或者静平衡和动平衡。需要指出的是，第二引导装置的附加质量可以如早先申请所述方式来平衡。还应当知道，尽管安装在单个曲柄上的活塞的平衡是正常的，但是如果连杆头同轴，具有安装在不同连杆头上的活塞的装置也可以进行平衡。

在另一种基本形式中，本发明提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；

中间连接装置，该中间连接装置使该至少一个活塞与连接装置相互连接；以及

用于调节该中间连接装置相对于该至少一个活塞或连接装置或者该至少一个活塞和连接装置的位置的装置。

该调节装置可以包括狭槽、槽或与中间连接装置配合的表面。

该中间连接装置优选是插入引导装置或与该引导装置配合，以便使在气缸内的该至少一个活塞稳定。优选是，该调节装置包括引导装置，但是该引导装置可以是单独的。

调节装置可以相对于气缸轴线横向或纵向运动，或者可以横向和纵向运动。该引导装置可以绕轴线旋转。

调节装置可以包括线性、单一半径曲线或多半径曲线的狭槽、槽、表面或类似物。该中间装置可以包括滑动或滚动接触部件，以便与调节装置配合。

调节装置是可运动的，以便改变活塞的有效冲程、装置的有效压缩比或活塞运行所沿的位置/时间轨道，或者前述的任意组合。

我们已经介绍了这样的装置，其中，活塞运动由安装在连杆头上的滑动器实现，且可以有两个或更多活塞安装在单个滑动器上，但是，各活塞沿彼此独立的轨道运动。

我们发现，因为各活塞并不直接与其它活塞相连，因此活塞有在气缸内绕总体平行于曲柄轴线的轴线旋转的趋势。这可能导致装置的破坏性失效。我们还发现，提供平行于气缸轴线延伸的引导装置可以防止该旋转，且这已经在我们的早先申请中公开了。在这些早先申请中，所公开的引导装置在曲柄轴和连杆头的扫气容积之上。我们还发现能够将引导装置布置成这样，它们能在循环的各个部分延伸到由曲柄和滑动器扫过的容积内。这使得装置更紧凑。

在一种基本形式中，本发明提供了一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；该活塞有第一引导装置，该第一引导装置与连接装置上的配合装置配合；

至少一个第二引导装置，用于将活塞限制成沿活塞轴线运动；

其中：当该曲柄机构旋转时，该至少一个第二引导装置延伸到曲柄机构的扫气容积内。

优选是，该第二装置位于活塞的轴向横截面区域内。

优选是，各活塞有两个第二引导装置，更优选是，它们的位置相对于活塞轴线对称。

在普通的挡车轭型活塞流体机械中，滑动器可旋转地安装在曲柄的连杆头上，该连杆头沿轨道绕主轴线运动。该滑动器限制成沿活塞组件内的线性狭槽运动，其基本垂直于气缸轴线。这样，当曲柄旋转时，将引起活塞沿气缸往复运动。

在单个活塞的装置中，线性狭槽位于气缸轴线上，因此，在上死点时，连杆头位于活塞和主轴线之间。

我们发明了多种与该普通情况不同的新颖而有创造性的结构。

在另一基本形式中，本发明提供了一种活塞往复运动的流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头，该连杆头沿轨道绕主轴线运动，该连杆头有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

单个活塞，该活塞安装成能在气缸内往复运动，该活塞包括配合装置，用于与连接装置配合，因此，当连杆头沿轨道绕主轴线运动时，活塞在气缸内往复运动；

其中，在上死点时，主轴线在活塞和连杆头轴线之间。

这实际上与正常情况相反。

在另一形式中，本发明提供了一种活塞往复运动的流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头，该连杆头沿轨道绕主轴线运动，该连杆头有连杆头轴线；

至少一个连接装置，该至少一个连接装置可旋转地安装在连杆头上，以便绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装在各自的气缸内，以便沿活塞轴线往复运动；

配合装置，该配合装置使该至少一个活塞与该至少一个连接装置相互连接；

其中，主轴线并不位于该至少一个气缸轴线上或任意一个气缸轴线上。

优选是，当该活塞或一个活塞在上死点或下死点时，连接主轴线和连杆头轴线的直线平行于该一个活塞的相应气缸轴线并离开该相应气缸轴线。

优选是，该配合装置或各配合装置包括引导装置，以便将各活塞限制成沿相应的气缸轴线运动。

通常，在挡车轭发动机或泵中，两个相对的活塞环绕一个轭刚性连接在一起。可旋转地安装在曲柄连杆头上的滑动器在该轭内滑动，并使得活塞往复运动。

本发明的目的是提供一种改进的轭结构，在优选形式中，该结构允许用两个相同的部件来组装该轭组件。该组件可以相对于气缸轴线总体轴向或横向分开。在优选形式中，所需的固定部件的数目减少，同时使得该部件的结构简单。

在一种基本形式中，本发明提供了一种用于挡车轭型流体装置的轭组件，该轭组件有在相对气缸内往复运动的相对活塞，该相对气缸有平行的气缸轴线，该轭组件安装到两活塞上，并包括配合部分，用于接受可旋转地安装到曲柄轴连杆头上的配合部分，其中，当曲柄旋转时，配合装置往复运动，所述配合部分分开成两个部件，这两个部件可拆卸地结合在一起。

配合部分可以沿总体平行于气缸轴线的平面或总体垂直于气缸轴线的平面分开。

这两个部件可以相同，或者可以不相似。

优选是，仅需要两个固定件，以便将两个部件牢固保持在一起。

优选是，该配合部分包括两个相对的槽道，配合装置在该槽道内往复运动。各槽道可以仅由一个部件确定，或者可以两部件都确定各槽的一部分。

优选是，当相同的部件每个只确定一个槽道的全部或部分时，各部件包括支脚，该支脚伸出并与另一部件配合。这些支脚可以位于：在槽道的相对端，但是横向在同一侧；在槽道的相同端，但是在槽道的横向相对侧；或者在槽道的相对端，且在槽道的横向相对侧。优选是，可以用一个固定件来同时保持两个支脚，每个部件一个支脚。

当采用不相同的部件时，一个部件在槽道附近可以有两个或更多的间隔开的支脚，而另一部件可以在槽道附近没有支脚或只有一个支脚。

优选是，支脚位于槽道的端头，但是单个支脚可以位于靠近槽道的中点处。在该结构中，曲柄不能超过配合部分。

我们发现，本发明的分离且成对活塞的挡车轭装置可以很好地平衡，其中，当该装置在循环过程中，其部件旋转、沿轨道运动和往复运动时，发动机活动部件(曲柄、活塞及其部件、以及在曲柄连杆头和活塞之间的互联件)的质心保持恰好平稳和集中在主轴线上。我们发现，当一对活塞布置为彼此成90度并共用相同的连杆头轴线时，可以很好地平衡。我们发现，当一对活塞布置为彼此成90度并有同轴的连杆头时，同样能很好地平衡(尽管在本实施例中可能产生摇摆连接)。

不是90度的V形结构的发动机也可以很好地平衡。

这可以通过将连杆头分开而实现，因此，每对往复运动的质量即活塞有两个连杆头轴线。这两个连杆头轴线绕主轴线彼此成角度偏离。

附图的简要说明

由下面对本发明的优选形式的非限定性说明，可以更好地理解本发明，附图中：

图1是本发明的流体机械的横剖图。

图2是图1中的装置的局部剖透视图。

图3是本发明的三活塞流体机械的透视图。

图4所示为本发明的第三实施例的端视图。

图5所示为本发明的第四实施例的局部剖透视图。

图6所示为图5中的装置的连接装置的端视图。

图7所示为图6中的装置的透视图。

图8所示为图1中的实施例的一种变化形式的端视图。

图9所示为本发明的第五实施例的透视图。

图10所示为图9中的实施例的端视图。

图11所示为本发明的第六实施例的端视图。

图12所示为本发明的第七实施例的端视图。

图13所示为本发明的第八实施例的端视图。

图14至47所示为本发明的引导表面的各种形状。

图48至51所示为本发明的不同实施例的端视图。

图52所示为本发明的另一实施例的端视图。

图52所示为本发明的另一实施例的端视图。

图53所示为本发明的另一实施例的端视图。

图54所示为本发明的另一实施例的端视图。

图55所示为本发明的另一实施例的端视图。

图56所示为本发明的另一实施例的透视图。

图57所示为本发明的另一实施例的透视图。

图58所示为本发明的另一实施例的端视图。

图59和60所示为图58所示实施例的透视图。

图61所示为本发明的另一实施例的透视图。

图62所示为图61中的实施例的端视图。

图63至68所示为本发明的还一实施例的端视图。

图69至80所示为用于本发明的实施例中的滑动器装置的端视图。

图81是根据本发明制造的活塞的透视图。

图82是从不同角度看的图81中的活塞的透视图。

图83是流体装置的透视图，该流体装置包括图81和82中的活塞。

图84是图83所示的装置的一部分的详图。

图85至126所示为根据本发明制造的各种活塞的底平面图。

图127至129所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图130至132所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图133至135所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图136至138所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图139至141所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图142至144所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图145至147所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图148至150所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图151至153所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图154至156所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图157至159所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图160至162所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图163至165所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图166至168所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图169至171所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图172至174所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图175至177所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图178至180所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图181至183所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图184至186所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图187至189所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图190至192所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图193至195所示为根据本发明制造的另一活塞的等距视图。

图196是本发明的第一实施例的横剖图。

图197是本发明的第二实施例的横剖图。

图198是本发明的第三实施例的横剖图。

图199是本发明的第四实施例的横剖图。

图200是本发明的第五实施例的横剖图。

图201是本发明的第六实施例的横剖图。

图202是本发明的第七实施例的横剖图。

图203是本发明的第八实施例的横剖图。

图204是本发明的第九实施例的横剖图。

图205是本发明的第十实施例的横剖图。

图206是本发明的第十一实施例的横剖图。

图207是本发明的第十二实施例的横剖图。

图208是本发明的第十三实施例的横剖图。

图209是图208所示实施例在不同位置时的横剖图。

图220是本发明一实施例在其循环过程中在第一位置时的端视图。

图221至223是图220所示的实施例在其循环的不同阶段的端视图。

图224所示为沿垂直于一个气缸轴的、一个实施例的视图，这时处在一个活塞处于下死点时所对应的位置处。

图225所示为该实施例的类似于图224的视图，但是在上死点。

图226所示为该实施例的透视图。

图227所示为图226的部件的放大图。

图228是本发明的第一实施例的轴向端视图。

图229是本发明的第二实施例的轴向端视图。

图230是本发明的第三实施例的轴向端视图。

图231是本发明的第四实施例的轴向端视图。

图232是本发明的第五实施例的轴向端视图。

图233所示为本发明的第一实施例的端视图。为了清晰，省略了某些部件。

图234是图1中的实施例的透视图。

图235所示为第一实施例的分解透视图。

图236所示为本发明的第二实施例的透视图。

图237所示为本发明的第三实施例的透视图。

图238所示为第三实施例的分解透视图。

图239所示为第三实施例的端视图。

图240至243所示为各种轭结构的总体透视图。

图244是具有一对裂开的连杆头的曲柄的等距视图。

图245是根据本发明的V形挡车扼装置的端视图，其中，连杆头(bigend)同轴，且活塞彼此成75度布置在主轴线周围，并能进行往复运动。

图246是根据本发明的V形挡车扼装置的端视图，其中，活塞彼此成90度布置在主轴线周围，并能进行往复运动。

图247是根据本发明的V形挡车扼装置的端视图，其中，活塞彼此成120度布置在主轴线周围，并能进行往复运动。

图248是设计成安装在单活塞组件上的连接杆的透视图。

图249是设计成安装在图248所示连接杆上的单活塞组件的透视图。

实施本发明的最佳方式

参考图1和2，图中表示了一流体机械10，该流体机械10包括曲柄12，该曲柄12安装成可绕曲柄轴线14旋转。曲柄12有径向离开该轴线14的偏心支承销16。这样，当曲柄12绕轴线14旋转时，销16将环绕轴线14作圆形轨迹运动。

可旋转安装在支承销16上的是滑动器18。该滑动器有两个舌片20、22。

该滑动器18以总体垂直于轴线14的方式延伸，而该舌片以总体平行于轴线14的方式延伸。正如图2所示，滑动表面在滑动器的主体部分24的两侧轴向延伸，因此形成T形结构。

各舌片20、22插入相应活塞32的T形狭槽30内。各活塞安装在气缸34内，并被迫沿各气缸轴线36进行线性运动。狭槽30优选是基本垂直于气缸轴线36延伸，并横过活塞的中心径向延伸。狭槽30的两端是开口的。因此，滑动器能够相对于活塞横向运动，但是必须与活塞一起轴向运动。当狭槽30不与活塞轴线成90°延伸时，舌片相对于活塞的横向运动将使活塞轴向运动。这使得人们能将活塞运动控制成超出纯正弦运动。

活塞被强制沿其活塞轴线运动，并当曲柄12旋转时，滑动器18部件环绕曲柄轴14旋转。各舌片的运动有平行于相应活塞轴线的分量和垂直于相应活塞轴线的分量。因此，活塞在其相应气缸内往复运动，同时舌片在其相应狭槽30内横向滑动。活塞和在狭槽中的舌片的线性运动的组合使得滑动器部件18在曲柄旋转时，不管其它活塞如何，都保持方向恒定。在图1的实施例中，提供有两个彼此成90°的活塞，但是，因为滑动器18在其绕曲柄轴线沿轨道运行时保持其方向，因此，活塞之间的角度可以不是90°。同样，可以添加更多的活塞。

图3表示三个活塞的装置的透视图。为了清楚，省略了气缸和曲柄铸件。可以看见，装置110包括有支承销116的曲柄112，该支承销116在腹板(web)117之间延伸。三个活塞彼此成120°环绕曲柄等间距布置。三舌片装置118安装在支承销上。该装置可以是整体式结构或它可以包括三个安装在销钉116上的单独部件。如图所示，各活塞有T形狭槽130，各舌片120插入该T形狭槽130内。活塞轴向偏移，但是需要时它们也可以在一公共平面上。

因为各活塞是与其它活塞分离的，活塞的方向和位置可以根据需要选择。活塞轴不需要从曲柄轴线上径向延伸。活塞轴可以从一个轴线上径向延伸，但该轴线可以离开曲柄的轴线。活塞轴可以在曲柄轴线的各侧并彼此平行和相互间隔开。

图4表示具有绕曲柄轴线54旋转的曲柄52的流体装置50。滑动器机构56保持在支承销56上并有两个臂58、60，这两个臂58、60水平延伸并分别插入活塞66、68的狭槽62、64中。各活塞66、68在双腔室气缸70、72中往复运动。气缸70、72的两端封闭，因此，燃烧室74限定在活塞和气缸端头之间。

曲柄52的旋转使得活塞在气缸内垂直往复运动，同时臂相对于活塞横向运动。

参考图5至7，图中表示了一种往复运动活塞装置210，该装置210有在相应气缸234内往复运动并彼此成90°的两个活塞230。连接装置218使两个活塞通过舌片220和活塞232中的狭槽230而与曲柄轴212的连杆头销钉216相连。该连接装置218有两个腹板240，其中一个活塞有一个腹板，这两腹板在轴向上彼此偏离。这允许活塞232彼此交叠，因此能更靠近曲柄轴线214。润滑油管242用于从连杆头销钉216向舌片220和狭槽230的滑动表面提供高压润滑油。

连接装置218包括一配重244，该配重244在连杆头销钉216的相对侧向下伸出，将在两腹板之间的角度分成两等份。该配重244的大小为这样，即连接装置218的惯性中心，优选还有质心都在连杆头轴线246上。应当知道，当活塞等间隔环绕曲柄轴线214时，腹板240将彼此平衡并可以不需要单独的配重。

当连接装置沿轨道绕曲柄轴线214运动时，没有相对于连杆头轴线246的旋转力产生，这使得连接装置试图绕该连杆头旋转，且这将需要在狭槽230/舌片220的交界面产生反向旋转力。此外，因为连接装置的惯性中心保持在连杆头轴线246上，因此，能以相对简单的方式向曲柄212上的、且在连杆头轴线246的径向相对端处的配重248添加合适质量的物质，以便使曲柄轴/连接装置组件动平衡。应当知道，对于其它的活塞结构，只要连接装置的惯性中心在连杆头轴线246上，那么它就可以动平衡。

这还留下了活塞的往复运动质量。活塞的速度遵循纯正弦曲线，在两活塞的组合中，等价于单个旋转质量。这时可以通过向曲柄轴添加合适质量而平衡，由此形成动平衡装置。对于双V形结构，单个活塞质量被加在曲柄轴的背面。对于四活塞的星形结构，两个活塞的质量加在曲柄配重上。

参考图8，所示流体机械是图1中的实施例的一种变化形式。为了清楚，相同的标号用于相同的部件。理论上，活塞32限定为沿活塞轴线36作线性运动，各舌片20限定为相对于活塞32作线性运动，该组合能防止连接装置18相对于活塞32的任意旋转。不过，由于需要有制造工差，因此不可避免地有一些游隙，从而有连接装置18相对于活塞32的转动。从而这将在舌片20与狭槽30的交界面处产生旋转力。为了解决该问题，图8中的装置提供有一连杆机构40。该连杆机构40的一端在42处枢轴连接在连接装置18上，另一端在44处可枢轴转动地连接在曲柄箱(未示出)上。这样，连杆机构40、连接装置18、曲柄轴12和曲柄箱形成四杆连杆机构。当曲柄轴线14与连杆头轴线46分离时，两枢轴点42、44之间的距离不变。这样，不管通过使连接装置18与活塞32配合而施加的约束力如何，连接装置都被强制沿轨道绕曲柄轴线14运动，且其方向不变。

参考图9&10，图中表示了一种双气缸流体装置60，该装置有在气缸64内往复运动的活塞62。活塞62各有一活塞销66，该活塞销66安装在相应活塞的轴承68中。连接杆70安装在活塞销66上。不过，连接杆70并不安装在曲柄轴12的连杆头上，而是安装在连接装置18上。各连接杆70的下端72有T形狭槽74，该T形狭槽74安装连接装置18的T形舌片20。而连接杆70可绕活塞销66相对于活塞自由转动，狭槽74和舌片20的配合平表面相组合能防止枢轴转动，因此，连接杆70和连接装置18作为一个零件运动。而这使得结构不需要很复杂，且能允许人们采用普通的活塞。

参考图11，图中表示了一种双气缸流体装置80，其中两个活塞82安装在气缸84中的连接装置18上。该连接装置18安装在曲柄轴12上，但是曲柄轴的轴线14并不相对于气缸84固定。而是，曲柄轴12以及其连接装置18和活塞82可以向上或向下运动，如箭头86所示。曲柄轴12的垂直运动使气缸84中的活塞升高，从而能改变摇臂轴(fly)的压缩比。曲柄轴12的运动不会影响气缸84内的活塞相对于曲柄轴12的同步性或活塞彼此之间的同步性。这与普通的V形发动机不同，在普通的V形发动机中，如果提供活动曲柄，将改变活塞的同步性，使得一个活塞提前，另一个滞后。

曲柄轴12的垂直运动可以利用普通装置实现，例如液压作动筒等。

应当知道，活动曲柄可以用于单个活塞，且活动曲柄可以沿不同于V形双发动机的平分线的轨道运动。例如，该曲柄可以与垂直方向成15°运动。除了需要使曲柄运动更远以获得相同的压缩比变化外，没有其它影响。

图12表示图11中的实施例的一种变化形式，其中，曲柄轴12安装在支承臂90上。曲柄与齿轮92啮合，对于发动机，该齿轮92可以与变速箱相连。齿轮92有旋转轴94。支承臂90可枢轴转动地环绕与轴线94同轴的轴安装在曲柄箱上。支承臂可以通过合适装置绕轴线94旋转，以便使曲柄轴相对于气缸升高或降低。尽管这将使曲柄轴横向运动，从而使活塞提前和滞后，但是该提前和滞后非常小。

图13表示本发明的另一实施例，在该实施例中，一双气缸装置100有可在气缸104中往复运动的活塞102。该活塞有连接杆106，该连接杆106可枢轴转动地安装在活塞销108上。连接杆的下端有两个对向的平行表面，滑动器110安装在该表面上。滑动器110的相对端与液压操作作动筒112相连。这些作动筒112装于连接装置18内，并可选择地通过管道114供给高压油。因此，作动筒112能够使滑动器110绕其中心116枢轴转动，从而相对于连接装置118升高或降低，并因此相对于气缸或者气缸和连接装置的组合而升高或降低。这使得活塞相对于相应气缸升高或降低，和/或使得连接杆106绕活塞销108枢轴转动，因此改变活塞的相位。

图14至29表示活塞的导引表面和在相配合的装置上的相应表面的多种变化形式。

图14表示滑动器100有Y形配合表面102，用于与单活塞的两对表面104、106配合。

图15表示滑动器110有配合装置112。该表面112是Y形，但是有从基座118伸出的表面114、116。

图16表示滑动器120有配合装置122。该配合装置的横截面成T形，有两个臂124、126。这些臂124、126的横截面形成弯曲的上表面128。

图17表示滑动器130有箭头形配合装置132。该配合装置132有两个向下延伸和分开的臂134，该臂134与活塞配合。

图18表示一种W形配合装置140。

图19表示一种T形配合装置150，但是臂156的上下表面152、154都有V形槽158，V形凸起160延伸到该V形槽内。该V形槽158和凸起160可以位于活塞和配合装置中的另一个上。

图20表示一种T形配合装置170，该配合装置170的上表面172有位于其中心的狭槽173。活塞的相应表面174包括一矩形凸起176，该矩形凸起176延伸到该狭槽中。

图21表示一种T形配合装置190，该配合装置190有位于其上表面194的中心的半圆形凸起192。该凸起192并不必须位于中心，且还可以有位于该配合装置的中心的一侧或两侧的另外的凸起，该凸起既可以在上表面194上，也可以在下表面196、198上，或者可以在上表面和下表面上。

图22的装置类似于图17的装置，不同的是，活塞的上部配合表面180不是连续的，而是有开口182。

图23表示一种T形配合装置200，有(什么？)

图24表示一种T形配合装置210，该配合装置有臂212和214。该臂的侧表面216、218是弯曲的，因此，表面216和218之间的宽度在该配合装置的中心处大于在两端的位置处。应当知道，活塞中的相应狭槽的宽度必须至少与两臂中的最宽部分的宽度一样宽。

图25表示一种T形配合装置220，但是在该配合装置220中，臂222、224在纵向上汇集到一点，因此形成三角形上表面。

图26表示一种T形配合装置230，该配合装置230有臂232和中心支脚234。该支脚234在其两表面上有线性齿轮236、238。这些齿轮236、238可以用于通过安装在活塞上的可旋转齿轮来驱动其它装置。

图27所示为图25中的实施例的端视图。

图28表示一种T形配合装置250，该配合装置250有位于上表面254中心的线性齿轮252。与图26中的装置相同，该齿轮可以用于驱动安装在活塞上或活塞内的装置。

图29表示一种V形双发动机300，该发动机300有活塞302、曲柄304和连接装置306，该连接装置306安装在曲柄304的连杆头308上。活塞是普通活塞，其中有活塞销310，连接杆312可旋转的安装在该活塞销310上。不过，连接杆312在其底端有狭槽314，连接装置306插入该狭槽内。

各连接杆有横向延伸的臂316，该臂与滑动器318啮合，该滑动器318可在平行于相应气缸轴线的引导器320上滑动。该连接杆可以与滑动器318成一体，或者可以通过可枢轴转动的接头322连接，如图所示。该接头322可以是单轴接头或球形接头。在图示实施例中，臂316平行于狭槽314延伸，不过，它们可以以任意角度延伸。

引导器320有助于各活塞稳定，因为所需的工差将导致活塞在气缸孔内稍微旋转，并引起咬合等。当采用非常紧的工差时，可以不需要引导器。该滑动器318可以与曲柄箱成一整体，或者可以是通过螺栓等安装在曲柄上的单独部件。

当连接杆相对于活塞没有发生旋转运动时，活塞的活塞销可以与曲柄轴线成90°。使用有活塞销的活塞允许人们采用“现在使用”的活塞。

图30表示V形双发动机的示意平面图，该V形双发动机有主曲柄330、连杆头332和安装在该连杆头上的连接装置334。活塞336安装在该连接装置334上，与前述实施例中相同。

还提供有从动曲柄338，该从动曲柄338环绕平行于主曲柄轴线331的轴线340旋转。连接件342可枢轴转动地安装在连接装置334的344处和从动曲柄338的346处。从动曲柄轴线340到枢轴点346之间的距离与从主曲柄轴线331到连杆头332之间的距离相同。这样，从动曲柄和连接件342有助于在主曲柄330旋转时保持该连接装置的方向固定。应当知道，该稳定方法可以用于本文所述的任意实施例。

图31表示穿过连杆头350和连接装置352的轴向剖视图。该连接装置352有配合装置354，该配合装置与两单独活塞(未示出)的配合装置356和358配合。

图32表示与图31类似的结构，但是连接装置362上的配合装置360和两活塞的相应配合装置364、366的形状不同。

图33表示了连接装置370，该连接装置370有两个狭槽372、374，T形配合装置376、378插入各狭槽372、374内。配合装置376、378可以安装在单个活塞上或装在单独的活塞上。

图34表示连接装置380，该连接装置380有两个狭槽382、384。各狭槽成Z形，相应的配合装置386、388保持在各狭槽内。

图35表示连接装置390，该连接装置390有两个狭槽392、394，配合装置396、398安装在这两狭槽392、394内。滚子轴承400位于狭槽内，以便于配合装置396、398沿狭槽392、394运动。应当知道，轴承400可以沿狭槽以间隔方式提供。

图36表示连接装置410，其中，活塞配合装置412、414环绕连接装置410，并向下插入开口狭槽416、418内。

图37表示连接装置420，该连接装置420有两个横向开口狭槽422、424。两个配合装置

图38表示连接装置430，该连接装置430有T形配合装置432，该T形配合装置432有分开向下的臂434和436。上下表面438和440可以平行，如在臂434中那样，或者可以分散，如在臂436中那样。活塞有一系列相对的滚子轴承442，该轴承442与上下表面配合。如实例所示，臂的中心线与连杆头轴线所成角度可以在35°和50°之间。

图39至47表示在连接装置和安装在该连接装置上的活塞的配合装置之间的连接的其它可能的变化形式。

图48表示双活塞流体装置500，该流体装置500有两个相对的活塞502和504，这两活塞502和504在气缸506中往复运动，并有一公共轴线。活塞通过连杆机构507刚性连接。两曲柄轴508和510有连接装置512，该连接装置512安装在相应的连杆头514和516上。连接装置经过在连杆机构507中的孔518，该孔518将连接装置512限制成能相对于连杆机构横向滑动。优选是，该运动垂直于气缸轴线，但并不必须这样。

优选是，两个曲柄508和510相连，例如通过齿轮，这样，它们一起旋转。当它们旋转时，连接装置作正弦曲线垂直运动，这使得活塞也作类似运动。

图49表示图48中的装置的一种变化形式，因此，相同部件的标号相同。

尽管连接装置512可以相对于连杆机构507自由横向滑动，但是在连杆机构上将产生一定的横向负载。因此，连杆机构507的两侧有引导表面520和522，以防止横向运动。

图50表示图48和49中的装置的一种变化形式，在该实施例中，四个活塞530通过连杆机构542与滑动器540枢轴连接。活塞布置成X形。一方面，这可以使各活塞冲程之间有相等的夹角90°，或者如图所示，另一方面，活塞可以不等间距。各连杆机构与各活塞和滑动器可枢轴转动地相连。滑动器540由引导器520和522限制成进行垂直运动，并由此作正弦曲线运动。

图51所示的装置600类似于图48至50中的装置，其中有两个一起旋转的曲柄602和604。X形连接装置606安装在两曲柄的连杆头608和610上。四对相连的活塞512、514、516和518分别安装在连接装置的一个臂520至524上。各臂和其相应的一对活塞与图48中的装置相同。臂520至524优选是彼此成90°延伸，但是这并不是必须的。而且，也不必须为一个连杆头安装在连接装置的中心。优选是，两个曲柄位于连接装置的中心的两侧。

图52表示本发明的还一实施例，该实施例包括一个相对活塞装置700，该装置700有在气缸704内往复运动的活塞702。活塞702通过连杆机构706刚性连接，因此一起运动。曲柄708安装在活塞之间，该曲柄708绕轴线710旋转。曲柄708有圆形盘712，该圆形盘偏离轴线710，其中心在714处。因此，当曲柄旋转时，盘垂直和水平振动。两从动件716安装在连杆机构706上。该从动件716支承在连杆机构的垂直表面717上，并可以相对于连杆机构706垂直运动，但是不能水平运动。该从动件有圆形表面720，该圆形表面720与盘712的圆形表面配合。

图53表示一种单活塞装置730。除了省去一个活塞外，该装置与图52的装置基本相同。曲柄708的主轴承732有裂开件(split member)734。该裂开件734位于活塞组件的狭槽735内，因此有助于使活塞组件稳定。

图54表示一种双活塞装置800，该装置800有两个彼此成90度的活塞。不过，也可以是其它角度。活塞802和803不在一个平面内，而是沿主曲柄806的轴线804轴向交错。主曲柄806有偏心气缸808。第一活塞802有两个在气缸808两侧伸出的臂810&812。从动件814安装在该臂上，该从动件814与气缸808配合，且该从动件814将盘808的振动转变为平行于气缸轴线816的往复运动。同样，第二活塞有一对类似的臂(图中被挡住)，该臂装有从动件820。该该从动件820将气缸808的振动转变为沿气缸轴线822的往复运动。该装置还有引导件821，该引导件与活塞配合，以便限制该活塞的横向运动。

图56表示一种四气缸发动机830，该发动机830有两对相连的活塞组件832。各组件832在两端都有活塞834，该活塞834通过连杆机构838与另一个相连。各组件的活塞834在气缸836中往复运动。

各连杆机构838有穿过该连杆机构在垂直平面中延伸的狭槽839。各狭槽有平行的垂直端壁841，滑动器844位于各狭槽内，并有平行的垂直端壁846。各滑动器能够在相应狭槽内自由地垂直运动。

曲柄840穿过连杆机构838和滑动器844水平延伸。各滑动器844有圆形开口848，曲柄穿过该开口848。曲柄有圆形凸轮842，该凸轮842的大小与开口848相同。凸轮中心偏离曲柄轴线，因此，当该曲柄旋转时，凸轮中心沿环绕曲柄轴线的轨道运动。这使得滑动器844相对于曲柄轴线垂直运动和水平运动。

由于滑动器844相对于活塞组件的垂直自由度，因此滑动器844的垂直运动“失去”，而水平运动使得活塞组件以真正正弦曲线运动的发生水平振动。

与已有的类似系统相比，该结构有多个优点。主要的优点是：滑动器插入凸轮842和狭槽壁841之间，这消除了点负载作用，否则将产生点负载。取而代之的是负载通过较大的表面从凸轮传递给滑动器和从滑动器传递给狭槽。

图57表示两活塞发动机850，该发动机850类似于图56的发动机，因此，相同的部件有相同的标号。在该实施例中，提供有两滑动器852，凸轮842的每一侧有一个。各滑动器不与另一个接触，因此，每个滑动器相对于另一个是“浮动”的。在图56的实施例中，当滑动器844相对于狭槽839旋转时，它有堵塞该狭槽的趋势。使用“裂开”式滑动器将通过采用两个滑动器而避免出现这样的情况。当一个滑动器相对于狭槽旋转时，那么它所做的全部就是环绕凸轮842的中心旋转。

图58至60表示四活塞装置860，该装置有彼此成90°布置的活塞对862a、b。各活塞有一延伸部分864，该延伸部分有垂直于各活塞轴线延伸的表面868和870。延伸部分864伸向活塞轴线的一侧，正如图59所示，因此，各对活塞可以位于垂直于曲柄866的公共平面内。

曲柄包括一偏心圆凸轮872，该偏心圆凸轮872与四个壁面868a、b、870a、b配合。当曲柄旋转时，凸轮872使得两活塞862a、b在它们各自的气缸内(未示出)往复运动。

尽管图58至60的实施例采用了直接支承在端壁上的凸轮，但是应当知道，也可以采用图56或57的实施例中的滑动器结构。

图61和62表示图58至60的实施例的变化形式，因此，相同的部件用相同的标号。

两滑动器880插入凸轮872和端壁868、870之间。各滑动器支承在一个活塞的内侧面868上和另一活塞的外侧面870上。当曲柄866旋转时，将导致该滑动器使得两活塞运动。应当知道，当活塞朝曲柄运动时，支承在各端壁870上的滑动器将把活塞推向曲柄，而当活塞离开曲柄时，支承在内壁868上的另一滑动器将把活塞推离曲柄。和图57中的实施例一样，因为各滑动器仅支承在各活塞的一个端壁上，减少了堵塞的可能。

图63表示双V形装置882，该装置类似于图58至60中的装置，在该装置中，推离直接支承在活塞的端壁上。因此，相同的部件有相同的标号。为了有助于活塞862的稳定，提供有引导器884，该引导器884与延伸部分864的两侧面配合，以便防止活塞相对于相应的活塞轴线横向运动。

图64表示双V形装置890，其中，各延伸部分864有纵向延伸的狭槽892，曲柄866穿过该狭槽892延伸。狭槽892允许纵向运动，但不允许横向运动。需要时，滑动器块可以位于曲轴上，以便与狭槽壁配合。

图65表示混合滑动器结构，该混合滑动器结构可以用于本文所述的任意实施例。在该实施例中，提供有曲柄900，该曲柄900有偏心的圆形凸轮902。该凸轮902位于单或双活塞单元的狭槽904中，该活塞单元有端壁906和908。该狭槽904比凸轮的直径长，且滑动器位于凸轮和端壁908之间。该凸轮直接支承在端壁906上。

图65表示挡车轭发动机(scotch yoke engine)910，该挡车轭发动机910有两相对的活塞912。曲柄914有连杆头916，滑动器构件918安装在该连杆头上，当曲柄914旋转时，该滑动器构件918沿引导表面920、922滑动，从而使得活塞垂直运动。该构件包括两独立件924、926。这两独立件924、926分别与表面920、922配合。在两独立件924、926之间的分离线以大约30°角延伸，但是也可以是任意角度。

图66表示X形挡车轭发动机930，该挡车轭发动机930有两个活塞组件932、934。一个“分裂”的滑动器组件936与两活塞组件的滑动表面配合。该滑动器组件包括两滑动件938、940，这两滑动件938、940与两活塞组件配合。不过，各滑动件仅与各活塞组件的一个滑动表面接触。

图67表示安装在曲柄946的连杆头944上的两件式滑动器组件942，尽管该组件包括部件948、950，但是它们通过螺栓952刚性连接在一起，因此，该结构起到一整体结构的作用。

图68表示安装在连杆头956上的滑动器组件954。该组件有两个部件958、960，每个部件支承在挡车轭型发动机的狭槽的一侧上。两部件的每一个都有环962，该环962环绕连杆头，并允许各部件彼此独立地绕连杆头旋转。应当知道，该环可以与部件的本体964分开，并通过螺栓等安装。

图69表示滑动器组件965，该滑动器组件965包括两个安装在凸轮968上的部件966。各部件966与活塞组件的引导狭槽的一侧配合。各部件966再包括两零件968、970，这两零件通过连杆机构972连接。连杆机构972可以刚性固定在各部件上，或者可枢轴转动地安装在各部件上。

图70表示滑动器组件的一侧的详图，其中，两零件可枢轴转动地连接在轴974上。

图71表示一个部件的滑动器组件，该滑动器组件有一部件976，该部件976与偏心凸轮978配合。该部件有主体980和滚子982，该滚子通常与狭槽的表面984配合，并将该主体恰好保持在表面984上。当凸轮旋转时，部件沿表面的速度改变。该主体与表面分开足够小，这样，在高速时，该主体浮在一层油膜上，在低速时，它由该滚子支承。

图72表示滑动器组件，其中，该滑动器部件986通过滚子990与凸轮988配合。

图73表示多个部件的滑动器组件992，该滑动器组件992有与狭槽995的侧面配合的部件993、994。这两部件通过部件996、997相连，这两部件996、997紧密沿着凸轮998的表面，以便有助于保持滑动器部件在凸轮上的流体润滑。

图74表示滑动器组件1000，该滑动器组件1000有两个部件1002、1004，这两个部件1002、1004在凸轮1006的两侧。连杆机构1008连接两部件1002、1004的相邻端。该连杆机构可以刚性固定在部件上，或者可枢轴转动地安装在部件上。

图75表示滑动器组件，该滑动器组件有连接件1010，该连接件1010连接两部分滑动器组件1012的对角相对端。

图76表示曲柄1014，该曲柄1014有第一圆形凸轮1016，该第一圆形凸轮1016与滑动器部件1018、1020配合。第二凸轮1022邻近第一凸轮，或者叠加在该第一凸轮1016上，且每当曲柄旋转时，该第二凸轮与安装在各部件上的凸轮从动器1024配合。

图77表示两部件的滑动器组件，其中各部件1031有与表面1032配合的滑动表面1030。各部件1031还装有滚子1034，该滚子与在活塞组件上的凸轮表面1036间断配合，以便使该活塞组件进一步远离曲柄。

图78表示分别有线性滑动表面1044和1046的滑动器1040和活塞组件1042。该活塞组件有凸轮表面1048，该凸轮表面1048与从动器1050配合。该从动器1050与在滑动器上的活塞1052相连，以便在需要时泵送出润滑油。应当知道，凸轮/从动器/活塞可以反过来，因此，该凸轮表面可以在滑动器上。

图78表示曲柄1060，该曲柄1060有圆形主凸轮1062，该圆形主凸轮1062与滑动器部件1064配合。各滑动器组件有凸轮从动器1066。当曲柄旋转时，该凸轮从动器与第二凸轮1068间断配合。

图79表示图78中的装置的变化形式，其中，凸轮从动器驱动泵1070，以便将滑油间歇供给各支承区域。

图80表示挡车轭组件，该挡车轭组件有安装在连杆头1074上的单件式滑动器1072。该滑动器1072有油泵1076，该油泵1076与位于曲柄上的凸轮1078间断配合。

应当知道，各种形式的滑动器和在滑动器上的配合装置可以以任意可能的实际组合而用于本发明的任意其它形式中，各种形式并不局限为用于在特定图中所示的部件。

参考图81至84，图中表示了一双V形流体机械2010，该流体机械2010有两活塞2012，这两活塞彼此成90°角在气缸2014内往复运动，也可以为其它角度。连接装置2016可旋转地安装在曲柄(未示出)的连杆头上，并可滑动地与两活塞2012配合。

各活塞2012有T形狭槽2018，该T形狭槽2018径向横过各活塞延伸。该连接装置有相应的T形舌片2020，该T形舌片插入狭槽18内。各舌片2020为两部件结构-横向臂由平面腹板2024形成，该平面腹板2024再通过螺栓2028安装在垂直腹板2026上。

在狭槽2018的两侧有两个轴向延伸的平面腹板2030。这两腹板2030彼此径向相对并垂直于该狭槽2018延伸，但是并不伸出活塞孔。腹板2030与活塞体成一整体。

该流体机械有一系列的U形引导器2032，该引导器与腹板2030配合，如图83和84所示。引导器2032刚性安装在曲柄箱(未示出)上，因此，当活塞在相应气缸中运动时，能有助于限制活塞的摇摆。

优选是，引导器通过定位销2034定位在曲柄箱上，再通过螺栓孔2036装上螺栓。

引导器2032起到限制活塞平行和横向垂直于狭槽2018的运动的作用，因此，在需要时能减小活塞裙的长度。

因为腹板2030位于狭槽的侧面，而不是在其一端，因此，该曲柄箱的尺寸不需要比普通的曲柄箱更大。而且，因为腹板2030不伸出活塞孔，已有的曲柄箱可以相对容易地进行改变以便安装该曲柄和活塞组件。

腹板和狭槽2018可以与活塞形成一体，因此由活塞材料形成。也可选择，提供单独的部件，活塞组件由这些部件组装起来。优选是，狭槽2018和腹板2030的支承表面进行适当处理，以便提供较硬的磨损表面，或者提供有单独的插入件，以便提供合适的表面。应当知道，润滑油可以通过油沟或通过喷油而供给支承表面。

图85至126表示活塞腹板或垂直引导装置的不同形状的仰视图，该垂直引导装置可以与图83和84所示的连接装置一起使用。与各活塞的垂直腹板相对应的引导器未示出，但是应当知道，该引导器的形状需要与腹板的表面对应。

图85表示一种具有单个轴向腹板42的活塞2040。该腹板42沿径向线垂直于狭槽2018延伸。该腹板42还超过活塞的外周伸出。该腹板42可以与活塞成一体，或者是一单独部件。

图86表示一种有两个平行腹板46的活塞2044，这两平行腹板46沿径向线垂直于狭槽2018延伸。该腹板2046超过活塞孔伸出，以便与引导器2032配合。各腹板是一单独部件，并插入活塞上的轴向延伸的狭槽2048中。

图87表示一种活塞2050，该活塞2050有两个相对并分开的整体腹板2052，该腹板插入活塞中的狭槽2054中。其它结构与图81和82中的活塞的有关结构相同。

图88表示一种活塞2056，该活塞2056的结构与图81和82中的活塞的结构类似，除了腹板2058超过活塞孔伸出。

图89表示一种活塞2060，该活塞有两个轴向延伸的狭槽2062，这两狭槽2062与安装在曲柄箱上的轴向延伸的腹板2064配合。

图90表示一种活塞2066，该活塞有轴向延伸的腹板2068，该腹板位于狭槽2018的一端，并与U形引导器2070配合。

图91表示活塞2072，该活塞有单个整体腹板2074。

图92表示一种有三个腹板2077、2078和2079的活塞2076。一个腹板2077垂直于狭槽2018从活塞2076的中心伸出，而另两个腹板2078和2079垂直于狭槽从活塞的另一侧伸出。腹板2078和2079间隔开，并位于靠近狭槽2018两端处。这三个腹板都超过活塞的外周伸出。

图93表示一种活塞2080，该活塞与图92中的活塞类似，除了两腹板2078和2079靠得非常近并位于狭槽2018的中心附近。另外，单个腹板2077保持在活塞的外周内。

图94表示一种活塞2082，该活塞有两个T形部件2084，这两个T形部件垂直于狭槽2018彼此径向相对延伸。

图95表示一种活塞2086，该活塞与图94中的活塞类似，除了有单个从活塞的中心伸出的T形部件。

图96表示一种活塞2090，该活塞有两个T形部件2092，这两个T形部件2092偏离活塞的中心。该偏离是关于活塞中心对称的，但并不必须这样。

图97表示一种活塞2094，该活塞与图94中的活塞类似，除了该T形部件2096保持在活塞的孔内。

图98表示一种活塞2098，该活塞2098有Y形轴向延伸的腹板20100，该腹板20100从狭槽2018的中心伸出。

图99表示一种活塞20102，该活塞20102有两个平面腹板20104，这两个腹板20104从狭槽2018的中心伸出，但是为大约45°角，而不是90°角。

图101表示一种活塞20104，该活塞20104有四个垂直于狭槽2018延伸的腹板20106。各腹板与相应的引导件配合。

图102表示一种活塞106，其中，两对L形部件20108确定了两个轴向延伸的T形狭槽20110，T形引导件(未示出)插入该T形狭槽20110中。

图103表示一种活塞20112，该活塞20112有两个腹板20114，每个腹板20114有凹形表面20116，以便与互补的引导装置配合。该表面20116可以是椭圆形、圆形或其它任意形状。

图104表示一种活塞20118，该活塞20118有两个具有凸形表面20122的腹板20120。这些表面20122可以是椭圆形、圆形或其它任意形状。

图105表示一种有两个腹板20126的活塞20124，该腹板20126类似于图104中的装置的腹板，但是其中腹板20126从狭槽2018的中心反向偏离。该偏离可以是对称的或不对称的。

图106表示一种有两个腹板20130的活塞20128，该腹板20130有凸形表面20132。狭槽20134从该凸形表面20132向内朝狭槽2018的中心延伸。

图107表示一种有两个腹板20138的活塞20136，该腹板20138垂直于狭槽2018延伸，但是都偏离活塞的中心并彼此相对。

图108表示一种有两个轴向延伸的腹板20142的活塞20140。各腹板有波纹表面20144，该波纹表面与相应的引导表面配合。这些波纹表面可以是弓形、椭球体形或其它任意合适的形状。该形状可以是规则的或不规则的。

图109表示一种活塞，该活塞类似于图92和93中的活塞，其中有矩形截面的腹板20148。不过，该腹板并不与狭槽2018配合，也不与壳体成一体。而是，该腹板从活塞的底侧伸出。

图110表示一种有两个腹板20152的活塞20150，这两个腹板20152从活塞的主体向下延伸，该活塞主体与狭槽2018的壳体分离。各腹板由两个臂20153、20154形成，这两个臂彼此成90°延伸。该臂也可以以其它角度延伸。

图112表示有两个轴向延伸的部件20158的活塞20156。该部件20158的横截面为蘑菇形。

图113表示有两个轴向延伸的部件20162的活塞20160，该部件20162并不与狭槽2018的壳体配合。

图114表示一种活塞20166，该活塞类似于图113中的活塞，但是有四个轴向延伸的部件20168。在狭槽2018的各侧有两个部件20168。这四个部件的结构优选是关于活塞的中心对称。

图115表示一种活塞20170，该活塞有两对引导件。第一对20172从活塞主体的底侧伸出，并有圆形或椭圆形的外表面20174。另一对20176从活塞的圆形外周表面伸出。

图116表示一种活塞20178，该活塞有四个轴向引导件20180，这四个轴向引导件20180从活塞的圆形外周表面伸出。

图117表示一种活塞20182，该活塞20182有基本成杆形并轴向延伸的引导件。该引导件20184与活塞的外周表面成一体或安装在活塞的外周表面上。

图118表示一种活塞20186，该活塞类似于图90中的活塞，除了两个引导件20188在狭槽2018的一端。

图119表示一种活塞20190，该活塞20190有两个引导件20192，这两个引导件轴向延伸并总体从狭槽2018的壳体径向伸出。各部件20192有波纹形侧表面20194。它们也可以是任意希望的形状。

图120表示一种活塞20196，该活塞20196有三个引导件20197、20198和20199。引导件20197垂直于狭槽2018延伸，而部件20198和20199从狭槽2018彼此分散延伸。优选是，这三个部件都从狭槽2018径向伸出。

图121表示一种活塞20196，该活塞20196有轴向延伸的单个引导件20202。该引导件20202有凹形侧面20204和平的外表面20206。优选是，表面20206平行于狭槽2018。

图122表示一种活塞20206，该活塞20206有三个轴向延伸的引导装置20208、20210和20212。引导装置20208的横截面成简单的矩形，引导装置20210的横截面成F形，而引导装置20212有中心脊柱，该中心脊柱有从其侧面伸出的臂20216和20218。臂20216和20218可以有相同或不同的长度。

图123表示一种活塞20220，该活塞20220有至少一个滚子20222，该滚子通过轴销20224安装在狭槽2018的各侧。滚子20224与安装在曲柄箱上的、轴向延伸的引导器20226配合。该活塞可以在狭槽20118的每一侧有两个或更多的滚子。

图124表示一种活塞20228，该活塞20228有两个矩形截面的管20230，该管在狭槽2018的每一侧轴向延伸。这些管20230在至少一端开口，并容纳安装在曲柄箱上的轴向延伸的引导杆。

图125表示一种活塞20232，该活塞20232有三角形引导件20234，该引导件20234在狭槽2018的每一侧轴向延伸。

图126表示一种活塞20236，该活塞20236有一个引导件20238，该引导件在其两侧壁上有三角形凹槽20240。

图127至129表示活塞20242，该活塞20242有垂直延伸的引导杆20244和水平的滑动杆20246。该杆20244从活塞主体20248的底表面伸出。水平杆20246安装在垂直杆20244的内侧。该杆20246与在连接装置上的合适配合装置配合，而垂直杆20244与安装在曲柄箱上的合适引导表面配合。

图130至132表示一种活塞20250，该活塞20250有垂直引导杆20252和一水平杆20254。该水平杆20254有凹形狭槽20256，以便可滑动地与连接装置上的相应舌片配合。

图133至135表示一种活塞20258，该活塞有主体20260。配合/引导装置20264通过活塞销20262可旋转地安装在该主体上。该配合装置包括一水平延伸的部分20266和一垂直延伸的部分20268。该水平部分包括一狭槽20270，该狭槽20270可滑动地容纳在连接装置上的互补形舌片，而该垂直部分与安装在曲柄箱上的引导件配合。应当知道，该垂直延伸的部分在水平延伸部分的上面和下面延伸。

图136至138表示一种活塞组件20272，该活塞组件20272有Z形水平延伸的部件，该水平延伸部件可滑动地与连接装置上的互补表面配合。

图139至141表示一种活塞组件20276，其中，垂直引导杆20278从活塞20280主体的底部伸出。水平杆20282安装在主体20280上，而与垂直引导杆20278无关。

图142至144表示一种活塞组件20282，该活塞组件20282有主体20284和配合/引导组件20286，该配合/引导组件20286通过销钉或螺栓20288安装在主体上。该配合/引导组件有两个垂直支脚20290和一个横杆20292。水平延伸的T形配合部件20294安装在横杆上，该T形配合部件20294垂直于两垂直引导杆20290的平面延伸。该部件20294与连接装置配合。

图145至147表示一种组件20296，该组件类似于类似于图142至144中的组件。一个类似的配合/引导组件20300安装在活塞主体20298上。组件20300通过活塞销20302安装在主体20298上，该活塞销20302在两支脚20290的平面内延伸。组件20300可以绕销钉20302枢轴转动。

图148至150表示一种活塞组件20304，该活塞组件有主体20306，一个H形引导组件20308安装在该主体20306上。该组件通过销钉20310安装在主体20306上。一个水平延伸的配合杆20312安装在组件20308的横杆20309上。杆20312可枢轴转动地通过销钉20314安装在杆20309上。杆20312有T形狭槽20316，以便与配合装置上的T形舌片配合。

图151至153表示一种活塞组件20318，该活塞组件20318有通过销钉20324安装在主体20322上的引导/配合装置20320。横杆2-326在垂直部件20328之间延伸，并包括一T形狭槽20330。

图154至156表示一种引导配合组件20332，该引导配合组件20332有横杆20334、四个垂直引导杆20336和一个中心连杆20338。在横杆20334的每一侧有两个垂直引导杆20336。该横杆有T形狭槽。

图157至159表示一种组件，该组件类似于图154至156中的组件，除了横杆20340为T形，而不是有T形狭槽。

图160至162表示一种组件20342，该组件类似于图157至159中的组件，并通过两销钉20346安装在活塞体20344上，因此不能枢轴转动。

图163至165表示一种活塞组件20350，该活塞组件20350有引导/配合装置20352，该引导/配合装置20352安装在活塞体20356的销钉或横杆20354上。该销钉或横杆20354可以与活塞体20356分开或成一体。该组件通过螺栓20358保持在横杆20354上。

图166至168表示一种引导/配合组件20360，该引导/配合组件20360类似于图20874至2076中的组件，但是是通过两个销钉20364保持在活塞体20362上。

图169至171表示一种活塞组件20366，该活塞组件20366的功能与图166至168中的组件相同。但是，其中在水平配合杆的各侧为单个整体结构，只有一个垂直引导杆20368，这与有两个的情况不同。

图172至174表示一种活塞组件20370，该活塞组件类似于图127至129中的组件，但是，其中水平狭槽20372用于与连接装置配合。

图175至177表示一种活塞组件20374，该活塞组件20374有单个垂直引导杆20376和悬挂在该引导杆20376上的T形配合杆20378。

图178至180表示一种活塞组件，该活塞组件的功能与图130至132中的实施例相同，除了该凹形狭槽380更靠近活塞体20382。

图181至183表示一种活塞组件20250，该活塞组件20250有两个从活塞体20254伸出的垂直引导杆20252。横向杆20256向内安装在杆20252上并水平延伸。该横杆有菱形狭槽20258，该狭槽20258容纳安装在连接装置上的相应舌片。

图184至185表示一种活塞组件20260，该活塞组件20260有活塞体20262，引导杆/配合组件20264从该活塞体20262向下延伸。该组件20264包括T形配合部分20266，该T形配合部分20266有横杆20268，该横杆20268再确定了一个L形狭槽20270，以便容纳安装在连接装置上的L形舌片。垂直引导杆20272从活塞体20262上向下延伸。优选是，该引导杆20272与配合部分20266成一体，但是它们也可以是分开的。引导杆20272优选是在水平横杆20268下面延伸。

图187至189表示一种活塞组件20274，该活塞组件20274有活塞体20276和引导/配合组件20278，该引导/配合组件通过活塞销20280可枢轴转动地安装在活塞体20276上。组件20278有T形部分，该T形部分包括垂直支脚20282和水平横杆20284。该横杆在侧壁20288上有T形狭槽20286，以便容纳在连接装置上的相应舌片。

图190至192表示一种活塞组件20290，该活塞组件20290有活塞体20292，该活塞体20292有四个向下延伸且垂直和平行的引导杆20294。四个杆20294位于正方形的四角，该正方形的中心在活塞外周的中心。

配合装置20296通过活塞销20298可枢轴转动地安装在活塞上，并位于垂直引导杆20294之间。配合装置包括一个扁平的横杆20300，该横杆20300可以与在连接装置上的T形狭槽配合。

图193至195表示一种活塞组件20302，该活塞组件有活塞体20304，该活塞体20304有通过两销钉20308安装在该活塞体20304上的引导/配合组件20306。该组件20306有垂直杆20310和第一横杆20312，该第一横杆有四个垂直引导杆20314，每个垂直引导杆20314布置在横杆的一个拐角处。第二T形横杆20316安装在第一横杆20312的下面，该第二T形横杆20316与在连接装置上的相应T形狭槽配合。

参考图196，图中表示了一种往复运动活塞装置2010，该往复运动活塞装置3010有曲柄3012、在气缸3016内往复运动的活塞3014和可旋转地安装在曲柄3012的连杆头3020上的连接机构3018。该连接机构3018与中间部件3022配合。连接杆3024使部件3022与各活塞3014相连，且该连接杆3024可枢轴转动地安装在活塞3014和部件3022上。

中间部件3022有安装在滑动器3028上的滑动臂3026。该滑动器3028确定了一个平行于相应气缸轴线3030的线性狭槽。这样，该中间部件被限制成平行于气缸轴线运动。连接器3018限制成相对于部件3022垂直于气缸轴线运动，因此，当曲柄旋转时，活塞将沿真正的正弦曲线运动。

图197表示一个类似于图196的实施例，因此，相同标号用于相同的部件。在图197的实施例中，中间部件3022插入滑动器3040中，该滑动器3040可绕公共轴线3042枢轴转动。该轴线在穿过曲柄轴线3044的直线上，该直线等分在两气缸轴线3030之间的夹角。滑动器3040可以绕轴线3042转动，这样，滑动器轴线3046并不平行于气缸轴线3030。这使得中间部件以与气缸轴线成一定角度的方式运动，从而减小装置的有效冲程。中间部件3022相对于活塞的横向运动通过各连接杆3024可枢轴转动地与活塞和部件3022的连接而提供。结果是将横向运动引起的第二种正弦曲线运动叠加到由曲柄旋转所产生的正弦曲线运动上。

图198表示一个类似于图197的实施例，除了滑动器3040安装在单独的轴3050、3052上。与图197的实施例相同，滑动器3040绕其旋转轴的运动使得活塞的运动和冲程长度改变。

图199表示一种变化形式，其中中间部件3022插入整体式滑动器3060中，该滑动器3060再可旋转地安装在其曲柄上，以便能绕曲柄轴旋转。除了旋转轴的位置外，该实施例的功能与图197的实施例相同。

图200表示另一种变化形式，其中，中间部件3022安装在滑动器3062上，该滑动器3062可绕轴3064枢轴转动。与图197和198的装置相同，滑动器的旋转导致装置的运动和冲程长度的变化。

图201表示有一个两部件活塞3070的实施例，该两部件活塞3070有一外活塞3072和一内活塞3074。该外活塞3072等价于前面实施例中的活塞3014。该内活塞3074可滑动地安装在外活塞中，以便平行于气缸轴线运动。连杆机构系统3076使内活塞3074与第二滑动部件3076相连，该第二滑动部件3076安装在第二滑动器3078上。主滑动器和辅助滑动器相互独立地绕各自的轴3080和3082转动。

当主滑动器和辅助滑动器的轴平行时，内活塞3074并不相对于外活塞运动。当该轴不平行时，当曲柄旋转时该内活塞相对于外活塞运动，滑动部件沿相应滑动器运动。

应当知道，中间部件可枢轴转动地安装在活塞上，而不需要连接杆。为了提供所需的自由度，提供了单独的滑动部件3084，该滑动部件可枢轴转动地安装在中间部件3022上。

两滑动器也可以沿轴线3086横向运动，以便改变装置的排量或压缩比。这两滑动器的横向运动可以相互独立。

图202表示图201中的装置的一种较小的变化形式，其中，两滑动器不能枢轴转动，而是仅能横向滑动。

图203表示本发明的另一种较小的变化形式，它有L形中间部件3090，该中间部件3090可旋转地安装在滑动部件3092上。该滑动部件3092可在滑动器3094中滑动，该滑动器3094可绕轴线3096枢轴转动。轴线3096并不位于滑动轴线3098上。

图205表示一个类似于图201中的装置的实施例，其中，阀3101的连杆机构有一个可旋转的从动件3100，该从动件3100沿非线性的狭槽3102滚动。这样，当该从动件沿狭槽3102运动时，阀3101的位置改变。托架3104可绕轴线3106枢轴转动，以便进一步控制阀的位置。

图207表示本发明的一种变化形式，它类似于图203中的装置。在图207的实施例中，狭槽3110为弓形，一弓形的从动件3112用于在该狭槽3110中滑动。托架3114通过偏心轮3116可枢轴转动地环绕轴线3118安装。这使得狭槽3110的横向位置可以改变。狭槽3110的半径可以是任意值。

图208是图207中的装置的另一变化形式，它类似于图207的装置，除了在托架3122上的狭槽3120不是弓形，而是沿多半径轨道。为此，滑动器3124包括两个可旋转的从动件3126。这样，当滑动器沿狭槽3120运动时，它相对于气缸轴线横向运动。滑动器3124相对于中间部件3022的运动通过使两从动件可一起绕轴线3128枢轴转动而实现。

图209表示本发明的一种变化形式，其中，连接杆3130可枢轴转动地与活塞3132和中间部件3134相连。与所有实施例相同，该中间部件可相对于安装在曲柄3140的连杆头3138上的连接器3136横向运动。中间部件3134可枢轴转动地在3143处与滑动部件3142相连，该滑动部件3142在主托架3146的狭槽3144中滑动。托架3146可枢轴转动地安装在辅助托架3148的3150处。该辅助托架3148可沿轴线3152运动。该轴线3152可以垂直于气缸轴线，或者该角度不是90°。如图所示，中间部件可以横向运动，这样，与连接杆的枢轴点3156和3158相连的线3154处在与气缸轴线所成角度不是90°的位置。

图204表示挡车轭装置的一种变化形式，该挡车轭有曲柄3200、安装在连杆头3204上的连接组件3202和通过连接杆3210可枢轴转动地与中间部件3208相连的活塞3206。中间部件由机架3212固定，该机架3212由四个机架部件3214、3215、3216和3217组成，这四个机架部件可枢轴转动地安装在一起。机架的高度与中间部件3208的高度相同，但是，机架的宽度更大，因此，该中间部件3208可以横向运动，从而使活塞3206也能横向运动。机架可垂直运动，且该机架部件可以枢轴转动，以便将机架的形状从矩形变成平行四边形。机架的垂直运动使中间部件向上运动，从而使连接杆3210向上转动，并将活塞拉向装置的中心。这样，装置的压缩比改变，而冲程仍然相同。

机架变形成非矩形使得中间部件转动并沿与气缸轴线成一定角度的轨道运动。当该部件沿该轨道运动时，活塞和它的相应连杆之间的角度将改变，导致活塞进行非正弦曲线运动。

参考图220至227，图中表示了流体装置4010，该流体装置4010有可绕曲柄轴线4013旋转的曲柄4012和两个可在气缸4016中往复运动的活塞4014。这两个活塞4014通过单个滑动器机构4018与曲柄4012相连，该滑动器机构可旋转地安装在曲柄的连杆头4020上。该连杆头4020在腹板4022之间延伸。滑动器4018有两个T形舌片4024，该T形舌片4024可滑动地插入活塞中的相应狭槽4026中。当曲柄旋转时，滑动器4018相对于活塞4014滑动，这使得活塞在气缸中往复运动。

两个引导杆4028从各活塞的底部区域向下伸出。这些杆4028在滑动器4018和狭槽4026的每一侧延伸。此外，各杆在狭槽4026下面朝曲柄轴线4013延伸。尽管如图所示每个活塞有两个杆4028，但是应当知道，也可以每个活塞仅有一个杆或超过两个杆。当用两个或更多杆时，并不必须使它们相对于气缸/活塞轴线对称；该杆可以位于狭槽4026的一侧或不对称地在两侧。

还为引导杆4028提供了同样数目的引导器4030，该引导器4030安装在曲柄箱上或与曲柄箱成一体。在图示实施例中，各引导器4030包括U形槽，各引导杆4028在该U形槽内往复运动。

正如图226和227所示，连杆头4020由两个腹板4022支承。引导杆4028位于活塞4014上，以便当从侧面看时位于两腹板4022之间。此外，最好如图220至223所示，当从端部看时，引导杆4028沿气缸轴线朝曲柄轴线4013延伸。因此，提供引导杆并不需要在曲柄箱内的额外空间。

当曲柄4012旋转时，活塞4014在其气缸内往复运动，如图220至223所示，引导杆上下运动，同时活塞进入和离开由连杆头扫过的容积。

在下死点时，引导杆4028可以刚好延伸到离开滑动器的衬套4034的地方，因此能使引导器4030尽可能靠近曲柄轴的扫气容积(sweptvolume)。这能够使结构紧凑，同时使活塞头4036和曲柄轴线4013之间的距离最小。

参考图228，图中表示了一种流体装置5010，该流体装置5010有曲柄5012，该曲柄5012绕曲柄轴线5014旋转，并有连杆头5016，该连杆头5016有连杆头轴线5018。连接装置5020安装在连杆头5016上，该连接装置5020可以在连杆头上绕连杆头轴线5018旋转。该连接装置包括一线性狭槽5022，配合装置5024装于该狭槽5022内。该配合装置5024可以通过滚子型轴承或通过其它装置而沿狭槽5022滑动。

活塞5026安装在配合装置5024上或与该配合装置5024成一体，该活塞5026安装在气缸5028内，以便沿气缸轴线5030往复运动。

配合装置5024成三角形环的形式，连接装置定位成这样，即线性狭槽5022总是在狭槽5022和活塞5026之间的连杆头轴线上。活塞5026被限制成沿气缸轴线5030运动，因此，当曲柄旋转时，狭槽5022保持水平，同时连接装置5020相对于配合装置垂直运动(和使活塞运动)和横向运动。

该结构的效果是曲柄轴可以比其它形式更靠近气缸盖5032。

图229表示了图228的实施例的一种变化形式，其中，除了配合装置外的所有部件和结构都相同。因此，相同的标号用于相同的部件。

在图229的装置中，配合装置5040不是一个封闭的环，而是在一侧开口。这有助于装配，且该结构的功能与图228中的相同。

图230表示第三实施例，该实施例在某些方面源自于图229中的装置。

图230中的装置5050包括曲柄5052、曲柄轴线5054、连杆头5056和连杆头5058。连接装置5060可旋转地安装在连杆头5058上。

两个同轴的气缸5062上都有各自的活塞5064，该活塞5064安装成沿公共轴线5066运动。该曲柄轴线5054远离轴线5066。

两活塞安装在公共配合装置5068上或与该公共配合装置5068成一体，该公共配合装置总体成T形，并有从轴线5066伸出的臂5070。优选是，臂5070与轴线5066成90°延伸，但是这并不是必须的。还优选是，臂从活塞5064之间近似中点处伸出，但这也不是必须的。

臂与连接装置5060配合，优选是通过滑动舌片和槽或狭槽结构，以便允许该连接装置沿臂5070运动。优选是，该臂是线性的，但这并不是必须的。

臂5070经过连接装置5060延伸，且在其自由端有引导件5072，该引导件5072安装在引导装置5074上或运动装置5074内。该引导装置5074确定了一个平行于轴线5066延伸的狭槽5076，因此有助于保证活塞5064和配合装置5068平行于轴线5066运动。沿轴线5066安装的引导件5078也有助于使活塞5064的运动稳定。

图231表示本发明的第一实施例5080，该实施例5080是基于图228所示的实施例，但是包括两个同轴的相对活塞5090。

在该实施例中，提供有一公共配合装置5082，该公共配合装置5082与连接装置配合。该配合装置与图228的装置中的两个配合装置同样有效，图228的装置中的两个配合装置由一公共横杆5084连接。

图232表示另一实施例5100，该实施例有与图231的装置类似的活塞、曲柄和气缸的布置方式。在该实施例中，配合装置5102为Z形，但是该装置的功能等效于图231的装置。

参考图233和234，图中表示了一相对活塞挡车轭装置6010，该挡车轭装置6010有曲柄6012、在曲柄每一侧的气缸6014和安装在挡车轭组件6018上的两个活塞6016。该挡车轭组件6018确定了一狭槽6020，滑动器6022在该狭槽6020中滑动。滑动器6022可旋转地安装在曲柄的连杆头6024上。为了清晰，只表示了一半曲柄，实际上，连杆头将穿过滑动器6022延伸。

该挡车轭组件包括两个相同的零件6026a和6026b。各零件有位于中心的安装架6028以及横向部分6030和纵向部分6032，活塞6016安装在该中心安装架6028上。

横向部分总体垂直于气缸轴线延伸，而纵向部分总体平行于气缸轴线延伸。

槽道6034沿横向部分和纵向部分延伸，滑动器位于该槽道6034内。螺栓孔6038在横向部分的自由端6036，而在纵向部分的自由端6040也有螺栓孔6042。两个相同的部件与横向部分的自由端6036相连，该横向部分的自由端6036与另一部件的纵向部分的自由端6040配合。螺栓孔6038和6042对齐，两部件用螺栓6044和螺母6046固定在一起。

管形垫圈6048位于槽道内，螺栓穿过该槽道，从而防止该狭槽过紧和压碎。

最好如图234所示，纵向部分有封闭端6050。

图235和236表示图233和234中的装置的一种变化形式，该装置的功能相同，除了各轭部件未闭合。而是槽道6038穿过该末端延伸。这有助于制造，因为该槽道可以很容易地用砂轮进行磨削，同时不会有该纵向部分的末端限制砂轮运动的情况出现。纵向部分的末端6050不需要将滑动器保持在槽道内。

图237和238表示该轭组件的另一变化形式。在该实施例中，该轭组件6060沿气缸轴线劈开，以便形成两个相同的部分6062a、6062b。该部分为U形，有具有轴向延伸的臂6066的中心体6064。各活塞关于垂直于气缸轴线的中心线对称。

两对臂6066的相对表面各有两个柱销孔6068，柱销6070用于使两半定位在一起。这两半通过螺栓6074固定在一起，该螺栓6074穿过在臂6066各端的螺栓孔6076，并拧入相对的臂6066中。当连接起来时，臂6066的端头形成容器6078，活塞安装在该容器6078内。该容器允许活塞绕气缸轴线旋转。

组件还包括连接部件6080。该连接部件位于槽道内，并有穿过孔6084延伸的螺柱6082。部件6080通过螺母6086固定在这两半上，并起到防止组件的这两半弯出平面的作用。

图240至243表示用于组装轭组件的各设计部件。

图240表示轭组件6090，该轭组件包括两个不同的部分6092和6094。第一部分6092有横向臂6096、活塞安装部分6098和中心臂6100。横向臂的端头有穿过该臂延伸的螺栓孔6102，而中心臂6100的自由端有一个孔6104。

另一部分6094有横向臂6106、活塞安装部分6108和两个臂6110，这两个臂6110从靠近横向臂6106的端头处伸出。臂6110从中心臂的同一侧伸出，且在它们的自由端有孔6112。横向臂6106有中心螺栓孔6114。

组装时，中心臂6100通过穿过孔6104并进入孔6114中的螺栓而安装到横向臂6106上。同样，臂6110通过穿过孔6112并进入孔6102中的螺栓而安装到横向臂6096上。螺栓孔6102和6114可以是有螺纹的或无螺纹的。组装需要三个螺栓。

应当知道，该结构只可以在连杆头不穿过轭时使用。

图241表示图240的双臂部件的一种变化形式，该变化形式允许两个相同的部件连接在一起。部件6120有横向臂6122、活塞安装架6124和从横向臂6122的相同侧伸出的臂6126。在臂6126的自由端有螺栓孔6128，孔6130在臂6122的端部。通过将孔6128和6130对齐，并用拧入或穿过孔6130的螺栓固定起来，则可以将两个部件6120装配在一起。装配需要四个螺栓。

图242表示图241的实施例的一种变化形式。图242表示轭部分6140有两个部件6142和6144。第一部件6142包括横向臂6146、活塞安装架6148和单个的纵向臂6150。另一部件6144与臂6150对应，并有螺栓孔6152和6154，以便安装到两横向臂上。尽管该结构有四个部件，而不是在图241中的两个，但是所需的螺栓数目相同-只要四个。

图243表示一种轭组件6160，该组件包括两个相同的部件6162。每个部件包括一个横向臂6164、一个活塞安装架6166和两个纵向臂6168、6170。与图241或242的实施例相比，在本实施例中，臂6168和6170从横向臂6164的相对侧伸出。螺栓孔6172和6174在臂6168、6170的自由端和基部，以便使这两部件能够连接在一起。

下面再转到图244，图中表示一种曲柄机构，该曲柄机构有主轴线7001，并有两个腹板7002、7003，这两腹板7002、7003从主轴颈7025向外伸出，该腹板支承连杆头7005和7004，该连杆头7005和7004分别有其自身的轴线。该轴线彼此偏离30°。该曲柄用于图245的流体装置中，在该流体装置中，气缸轴线彼此成75°。

图246表示本发明的挡车轭型装置，其中，活塞7008a和7008b布置成彼此成90度环绕主轴线7001，曲柄有至少一个连杆头，且它只有一个轴线7010。应当知道，活塞限制成沿其各自的轨道A和B往复运动，且A和B彼此成90度。活塞7008a和7008b通过滑动配合装置7012与曲柄连杆头7010相连。

图247表示本发明的V形挡车轭型装置，其中，活塞7008a、7008b布置成环绕主轴线7001并彼此成120度。轨道B的位置是从与轨道A成90度的位置再逆时针旋转30度。而且，连杆头轴线7004的位置是从连杆头轴线7005的位置再逆时针旋转60度。如上所述，连杆头7100用于使活塞在轨道7100上运动，连杆头7110用于使活塞在轨道A上运动。

应当知道，最好是使活塞以彼此的相位相差半个正弦波的方式进行往复运动。如果活塞质量再相同，那么发动机将能够很好地平衡。显然，V形结构的本发明曲柄盘和挡车轭实施例可以以与X形结构相同的方法进行平衡，本发明的水平相对或成180度的结构的装置也可以同样进行平衡。

应当知道，发动机设计人员可能希望构成如本文所述和所介绍的类型的流体挡车轭装置，其中，一定程度的不平衡在某些时候是优选的，因此，我们扩大本申请的范围，以便包括这样的装置，即该装置的活塞在彼此并不恰好相差四分之一个正弦波的情况下移动，也就是说离开真正平衡10％-20％或者甚至50％的正弦波，这也将在本发明的范围内。

为了进行说明，发动机成90度双V形，其中气缸在垂直中心线左右45度处。假定发动机顺时针旋转，这样，当曲柄轴垂直时，左活塞向上运动，但是右活塞在其气缸中的相同的相对位置处向下运动。

假设发动机由下面部件组成：

曲柄轴，该曲柄轴的质量集中在两个位置上，即配重和连杆头；

连杆，该连杆的质量集中在三个位置：左侧滑动器、右侧滑动器和直接在连杆头下面的配重。

左右活塞，该左右活塞的质量假设集中在它们各自的孔的中心并在各滑动器上面一定距离处。

发动机的静止部件(曲柄箱、气缸体等)假定为刚性安装，因此，在考虑发动机平衡的问题时可以不考虑它们。

假设我们以如下方法开始组装发动机：

安装自身已进行平衡的曲柄轴。也就是，它的质心在其旋转中心，主轴承。无疑能很好地平衡。

再添加称为“连杆”的部件。因为左右滑动器机构将在连杆头的上面，因此，如果我们希望连杆的重心在连杆头处时，该连杆就需要其自身的、直接位于该连杆头下面的配重。当我们将通过连杆的总质量而计算出的质量量添加到曲柄轴配重上时，我们能够使重心在主轴承处，至此，该组件还能很好地平衡。

应当知道，连杆一直保持相同的方向，因此它实际上是“沿轨道运行(orbiting)”。因为它的质心在连杆头处，因此当曲柄轴旋转时，它没有旋转的趋势。当我们减少连杆配重的质量时，连杆的质心将在连杆头的上面，那么当曲柄轴旋转时，该连杆有摇摆的趋势。只有能防止它的实际摇摆，它的质心将还是作某一半径的圆周运动，并还能很好地通过曲柄轴配重而平衡。

因此这时要进行设计选择，即是通过平衡连杆而降低滑动器机构上的负载，还是减小连杆的质量和曲柄轴配重的质量，从而减小总惯性力。一种选择是用其它装置例如第二曲柄机构来防止连杆旋转。

如果我们现在添加活塞，那么我们将使发动机失去平衡。不过，因为活塞运动优选是简单的谐振运动，且活塞的相位相差90度，因此，两个活塞一起恰好等效于一个活塞沿圆周运动。因此，我们只需要将由一个活塞的质量计算出的质量量(并进行调节，以适合曲柄轴行程与曲柄轴配重距离的比例)添加到曲柄轴的配重上，整个发动机仍保持很好地平衡。

很容易想象，当你将你的头向左倾斜时，左侧活塞将看起来垂直运动，而右侧活塞将水平运动。当左侧活塞在其最高点时，曲柄轴配重在其最低点。同时，“右侧”的活塞在冲程的中间处，并向右运动。当考虑到曲柄轴配重的水平运动时，它在冲程的中间处，并向左运动。因此，曲柄轴的配重能调节成恰好平衡两活塞。

发动机的所有运动部件的质心保持恰好静止。这并不比对普通发动机的要求更高。这是因为活塞运动并不是简单的谐振运动，普通从动活塞的运动也不是简单的谐振运动，普通从动活塞在靠近上死点和下死点时的运动是不对称的。

应当知道，Raffaele滑动器发动机的内部动能在其整个循环中是恒定的。只要气缸的角度为90度，那么活塞的合成动能是恒定的。这意味着该机构没有抗恒角速度旋转的趋势。

下面是具有偏移连杆头的发动机的平衡的理论。

A是V形发动机的2个气缸的孔之间的夹角。

D是从主轴线向连杆头延伸的直线之间的夹角。

当D等于2*(A-90)时，可以发现两活塞的重心将沿圆形运动，这样，它能很容易地通过曲柄轴上的配重平衡。

当连接杆能够相对于活塞枢轴转动时，我们假设连接杆足够长，这样，活塞的运动是简单的谐振。当不允许枢轴转动或将枢轴转动的量限制成非常小时，实际上该运动必然是简单的谐振运动。

忽略连接杆的质量。

角度是从X轴线正向测量的、正的逆时针角度。

假设第一气缸孔是O度。

第二气缸孔的角度为A度。

当第一活塞的连杆头是O度(这样，第一活塞在上死点)，第二活塞的连杆头是D度。

考虑到当第一活塞的连杆头是R度和第二活塞的连杆头是D+R度时的一般情况。

第一活塞的X坐标是Cos(R)，该R是相对于第一活塞的平均位置进行测量的。

第一活塞的Y坐标总是零。

第二活塞的曲柄轴的半径也是单位长度，但是通常我们认为伸出到第二气缸孔的轴线上的半径值是Cos(A-D-R)。

因为我们仅对活塞重心位置的变化感兴趣，因此我们认为第二活塞：

X＝Cos(A-D-R)*Cos(A)

Y＝Cos(A-D-R)*Sin(A)

两活塞一起的重心为：

X＝Cos(A-D-R)*Cos(A)+Cos(R)

Y＝Cos(A-D-R)*Sin(A)+O

应当知道，它们都应当除以2，但是为了简化代数表达式而进行了省略。

可以得出，对于任意值A，如果我们认为D＝2*(A-90)，那么两活塞一起的重心沿圆周运动，并能很容易地通过安装在曲柄轴上的配重进行平衡。

我们能够证明，当在上述表达式中用2*(A-90)代替D时，那么：

X＝Cos(A-2*A+180-R)*Cos(A)+Cos(R)

Y＝Cos(A-2*A+180-R)*Sin(A)+O

变成：

X＝Cos(-A+180-R)*Cos(A)+Cos(R)

Y＝Cos(-A+180-R)*Sin(A)+O

等于：

X＝Cos(A+R)*Cos(A)+Cos(R)

Y＝Cos(A+R)*Sin(A)

我们简化可得：

X＝Sin(A)*(Cos(R)*Sin(A)+Sin(R)*Cos(A))

Y＝Sin(A)*(-Cos(A)*Cos(R)+Sin(A)*Sin(R))

或者

X＝Sin(A)*Sin(A+R)

Y＝Sin(A)*Cos(A+R)

这是重心点沿半径Sin(A)的圆周运动时的等式。

这样，两活塞的一起运动可以通过单个质量来配平，该单个质量等于一个活塞以半径为Sin(A)倍曲柄轴半径旋转时的质量。(实际上是两个活塞的事实补偿了系数2，该系数在上述X和Y的表达式中被省略)。

应当知道，当A＝90°，即90°V形结构时，D＝0°，即两连杆头的轴线不偏移，而是同轴。因此，有单个连杆头的90°V形结构仅仅是D＝0°时的特定情况。

图248和249表示连接杆7200组件和活塞组件7300，它们一起用于流体机械(未示出)，该流体机械仅有安装在连接杆7200或每个连接杆7200上的一个活塞组件7300。该连接杆7200有T形配合装置7202，以便与活塞组件上的T形狭槽7304滑动配合。配重7204对着连杆头轴颈7206，以便部分或完全平衡位于连杆头轴颈7206另一侧的连接杆和活塞组件的质量。活塞组件7300还包括活塞头7302和纵向延伸的引导器7306，以便与引导装置配合，从而将活塞组件限制成沿线性轨迹往复运动。应当知道，该活塞组件是一个组装单元，有多个用螺栓连接在一起的部件。活塞头7302通过螺栓7308安装在中心组件7310上，引导器7306通过螺栓7312安装在中心组件7310上。

本领域技术人员可知，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本文所述的实施例进行变化和改变。

工业实用性

本发明通常对于流体机械有工业实用性，尤其是对于内燃机和泵有工业实用性。

Claims (101)

1.一种流体发动机或泵，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上；

至少两个活塞，每个活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，各活塞包括引导装置，该引导装置与在连接装置上的相应配合装置配合，所述引导装置包括一对引导表面，这两引导表面都布置在连杆头装置的相同侧。

2.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：该引导装置包括基本垂直于相应活塞轴线延伸的表面。

3.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：该引导表面以与相应活塞轴线所成角度不是90°的形式延伸。

4.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：配合装置包括两个或更多的平行的线性表面，该表面与引导表面相对应并能相对于该引导表面滑动。

5.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：配合装置包括两个或更多的滚子轴承或类似物。

6.根据权利要求4所述的流体发动机或泵，其中：线性平行相对的引导表面位于连接装置上，配合装置可以安装在活塞上。

7.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：在各连杆头轴承上的滑动器装置上安装有两个或三个活塞。

8.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：活塞环绕主轴线等角度布置。

9.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：引导装置与活塞成一体。

10.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：引导装置位于安装在活塞上的单独构件上。

11.根据权利要求10所述的流体发动机或泵，其中：该单独构件可枢轴转动地安装在活塞上。

12.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：曲柄轴的主轴线相对于气缸固定。

13.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：曲柄轴的主轴线可相对于气缸运动，以便改变气缸内的活塞的压缩比和/或同步性。

14.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：曲柄轴的主轴线可相对于至少一个气缸运动，该运动将导致压缩比变化，同时不会引起相位的任何变化。

15.根据权利要求1所述的流体发动机或泵，其中：曲柄轴主轴线可绕远离主轴线的轴线相对于气缸旋转，因此能使曲柄轴相对于气缸升高或降低。

16.一种流体发动机或泵，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合，因此，该连接装置可以相对于该至少一个活塞进行非旋转的运动；以及

稳定装置，该稳定装置与连接装置配合，以便当该连接装置沿轨道绕主轴线运动时将其限定在同一方向上。

17.根据权利要求16所述的流体发动机或泵，其中：该稳定装置包括该连接装置与该至少一个活塞配合的部分。

18.根据权利要求16所述的流体发动机或泵，其中：该稳定装置可以包括单独的连杆机构，该单独的连杆机构可枢轴转动地安装在连接装置和曲柄上。

19.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上；

至少一个活塞，该活塞安装成能在相应气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，所述曲柄机构的主轴线可相对于所述气缸沿至少一个轨道运动，所述配合装置结构为这样，即使所述至少一个活塞既不延迟也不提前。

20.根据权利要求19所述的流体发动机或泵，其中：曲柄机构的主轴线沿线性轨道运动。

21.根据权利要求19所述的流体发动机或泵，其中：曲柄机构的主轴线沿弧线运动。

22.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在相应气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，所述连接装置的质心位于该连杆头轴线上或靠近该连杆头轴线。

23.根据权利要求22所述的流体发动机或泵，其中：该曲柄包括配重，该配重能够相对于曲柄轴线基本平衡和/或动平衡连接装置的质量。

24.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在相应气缸内沿活塞轴线往复运动，该至少一个活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，当曲柄旋转时，该曲柄机构、连接装置和该至少一个活塞的有效质心相对于曲柄轴线保持静止或基本保持静止。

25.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一对非相对布置的活塞，各活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，各活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，连接装置和配合装置的结构是这样，即各活塞的运动是简单的谐振运动。

26.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一对非相对布置的活塞，各活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，各活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，各对活塞的质量的运动等效于单个沿轨道运动的物体。

27.根据权利要求26所述的流体发动机或泵，其中：该轨道是一个圆。

28.根据权利要求27所述的流体发动机或泵，其中：该轨道是一椭圆。

29.根据权利要求27所述的流体发动机或泵，其中：各活塞的运动是简单的谐振运动。

30.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一对活塞，各活塞安装成能在相应气缸内沿相应活塞轴线往复运动，每对活塞轴线相互成90°角，各活塞与在连接装置上的配合装置配合；

其中，各对活塞的质量的运动等效于单个沿轨道运动的物体；

连接装置的质心位于连杆头轴线上或靠近连杆头轴线；以及

曲柄包括配重，该配重总体位于与连杆头径向相对的位置，并有远离曲柄轴线的质心，该配重包括以下等效物：

第一质量，用于相对于曲柄轴线静平衡和/或动平衡连杆头轴承的全部或部分质量；

第二质量，用于相对于曲柄轴线静平衡和/或动平衡连接装置的全部或部分质量；以及

相应的第三质量，用于相对于曲柄轴线静平衡和/或动平衡每对活塞的全部或部分质量。

31.根据权利要求30所述的流体发动机或泵，其中：该轨道是一个圆，该第三质量优选是静平衡和/或动平衡活塞的质量。

32.根据权利要求30所述的流体发动机或泵，其中：该轨道不是一个圆，该第三质量沿第一方向平衡活塞的质量。

33.根据权利要求32所述的流体发动机或泵，其中：该第一方向是平行或垂直于每对活塞的轴线的角平分线。

34.根据权利要求30所述的流体发动机或泵，还包括：基本防止该连接装置相对于活塞进行旋转运动的装置。

35.一种往复运动活塞装置，包括：

至少一个活塞组件，该活塞组件沿活塞轴线往复运动；

一曲柄，该曲柄绕曲柄轴线旋转，并有偏离曲柄轴线的部件；

至少一个中间部件，该中间部件位于该部件和活塞之间，以便将部件的运动传递给活塞组件。

36.根据权利要求35所述的装置，其中：各活塞组件有两个表面，该偏离的部件支承在一个表面上，中间部件支承在另一表面上。

37.根据权利要求36所述的装置，该装置有单个的中间部件，该单个的中间部件支承在两表面上。

38.根据权利要求36所述的装置，该装置有两个中间部件，每个部件支承在一个相应表面上。

39.根据权利要求35所述的装置，其中：各活塞组件有一个活塞。

40.根据权利要求35所述的装置，其中：各活塞组件有两个活塞。

41.根据权利要求35所述的装置，其中：各活塞组件有两个活塞，至少一个中间部件位于活塞下面。

42.根据权利要求35所述的装置，其中：该中间部件是一圆形凸轮，该凸轮的中心偏离曲柄轴线。

43.根据权利要求35所述的装置，其中：每个中间部件有两个或更多活塞组件。

44.根据权利要求35所述的装置，其中：至少有两个活塞组件，且各活塞组件沿彼此成任意角度延伸的各自的活塞轴线往复运动。

45.根据权利要求44所述的装置，其中：各活塞组件沿彼此成90°角度延伸的相应活塞轴线往复运动。

46.根据权利要求35所述的装置，其中：该装置有两个活塞组件，这两活塞组件彼此成90°延伸。

47.根据权利要求46所述的装置，其中：该装置有两个中间部件，每个中间部件都与两个活塞组件配合。

48.一种流体装置，该流体装置包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动，该活塞的横截面区域垂直于活塞轴线，该活塞有第一引导装置，该第一引导装置与连接装置上的配合装置配合；

至少一个第二活塞引导装置，以便将活塞限制成沿活塞轴线运动；

其中：第一活塞引导装置平分活塞，各第二活塞引导装置位于由活塞横截面区域确定的容积内，但是并不沿着由第一活塞引导装置形成的中心平分线。

49.根据权利要求48所述的装置，其中：该第一引导装置包括基本垂直于相应活塞轴线延伸的表面。

50.根据权利要求48所述的装置，其中：该第二活塞引导装置包括一对分开的引导装置，从该对中的一个部件画向另一部件的直线垂直于由第一活塞引导装置形成的中心平分线。

51.根据权利要求48所述的装置，其中：该第二活塞引导装置包括位于由第一活塞引导装置形成的平分线的两侧的部件，但是并不是沿着中心线。

52.根据权利要求48所述的装置，其中：该第二活塞引导装置安装在活塞基底面内的块上。

53.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；

中间连接装置，该中间连接装置使该至少一个活塞与连接装置相互连接；以及

用于调节该中间连接装置相对于该至少一个活塞或连接装置或者该至少一个活塞和连接装置的位置的装置。

54.根据权利要求53所述的装置，其中：该调节装置包括狭槽、槽或与中间连接装置配合的表面。

55.根据权利要求54所述的装置，其中：该中间连接装置插入引导装置或与该引导装置配合，以便使在气缸内的该至少一个活塞稳定。

56.根据权利要求55所述的装置，其中：该调节装置包括引导装置。

57.根据权利要求55所述的装置，其中：该引导装置是与调节装置分开的。

58.根据权利要求53所述的装置，其中：调节装置可以相对于气缸轴线横向或纵向运动，或者可以横向和纵向运动。

59.根据权利要求53所述的装置，其中：该引导装置绕轴线旋转。

60.根据权利要求53所述的装置，其中：调节装置包括线性、单半径曲线或多半径曲线的狭槽、槽、表面或类似物，或者前述的任意组合。

61.根据权利要求53所述的装置，其中：该中间装置包括滑动或滚动接触部件，以便与调节装置配合。

62.根据权利要求53所述的装置，其中：该调节装置是可运动的，以便改变活塞的有效冲程、装置的有效压缩比或活塞运行所沿的位置/时间轨道，或者前述的任意组合。

63.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；

中间连接装置，该中间连接装置使该至少一个活塞与连接装置相互连接；以及

用于沿活塞轴线调节活塞所运行的距离的装置。

64.根据权利要求63所述的装置，其中：该调节装置包括连接杆或与该连接杆分开的可变长度元件。

65.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞设置成能在气缸内沿活塞轴线往复运动，该活塞或各活塞有第一引导装置，该第一引导装置与连接装置上的配合装置配合，所示连接装置相对于活塞沿轨道往复运动，且该第一引导装置包括两个端点；

至少一个第二引导装置，该第二引导装置与该至少一个活塞相连，以便将相应活塞限制成沿相应活塞轴线运动；

其中：该第一引导装置局部或整体横过相应活塞的垂直于气缸轴线的横截面区域延伸；以及

第二引导装置相对于所述轨道横向设置。

66.根据权利要求65所述的装置，其中：该第二引导装置位于两端点之间。

67.根据权利要求65所述的装置，其中：该第一第二引导装置装于由气缸横截面区域沿气缸轴线的凸起所确定的容积内。

68.根据权利要求65所述的装置，其中：该第一或第二引导装置，或者该第一和第二引导装置伸出该容积。

69.根据权利要求65所述的装置，其中：该第二引导装置在该容积内，但是并不位于两端点之间。

70.根据权利要求65所述的装置，其中：该第一和第二引导装置与活塞体形成一体。

71.根据权利要求65所述的装置，其中：该第一和第二引导装置是单独的单元。

72.根据权利要求65所述的装置，其中：该第二引导装置包括一个或多个引导件，该引导件基本平行于活塞轴线延伸。

73.根据权利要求65所述的装置，其中：该第一引导装置穿过活塞横截面区域的中心延伸。

74.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；

中间连接装置，该中间连接装置使该至少一个活塞与连接装置相互连接；以及

用于调节该中间连接装置相对于该至少一个活塞或连接装置或者该至少一个活塞和连接装置的位置的装置。

75.根据权利要求74所述的装置，其中：该调节装置包括狭槽、槽或与中间连接装置配合的表面。

76.根据权利要求74所述的装置，其中：该中间连接装置插入引导装置或与该引导装置配合，以便使在气缸内的该至少一个活塞稳定。

77.根据权利要求76所述的装置，其中：该调节装置包括引导装置。

78.根据权利要求74所述的装置，其中：该调节装置可相对于气缸轴线横向或纵向运动，或者可以横向和纵向运动。

79.根据权利要求74所述的装置，其中：该引导装置可绕轴线旋转。

80.根据权利要求74所述的装置，其中：调节装置包括线性、单半径曲线或多半径曲线的狭槽、槽、表面或类似物。

81.根据权利要求74所述的装置，其中：该中间装置包括滑动或滚动接触部件，以便与调节装置配合。

82.根据权利要求74所述的装置，其中：调节装置是可运动的，以便改变活塞的有效冲程、装置的有效压缩比或活塞运行所沿的位置/时间轨道，或者前述的任意组合。

83.一种流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头轴承，该连杆头轴承沿轨道绕主轴线运动，该连杆头轴承有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头轴承上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装成能在气缸内沿活塞轴线往复运动；该活塞有第一引导装置，该第一引导装置与连接装置上的配合装置配合；

至少一个第二引导装置，用于将活塞限制成沿活塞轴线运动；

其中：当该曲柄机构旋转时，该至少一个第二活塞引导装置延伸到曲柄机构的扫气容积内。

84.根据权利要求83所述的装置，其中：该第二活塞引导装置位于活塞的轴向横截面区域内。

85.根据权利要求83所述的装置，其中：各活塞有两个第二引导装置。

86.根据权利要求83所述的装置，其中：该第二引导装置的位置相对于活塞轴线对称。

87.一种活塞往复运动的流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头，该连杆头沿轨道绕主轴线运动，该连杆头有连杆头轴线；

连接装置，该连接装置可旋转地安装在连杆头上，以便能绕该连杆头轴线旋转；

单个活塞，该活塞安装成能在气缸内往复运动，该活塞包括配合装置，用于与连接装置配合，因此，当连杆头沿轨道绕主轴线运动时，活塞在气缸内往复运动；

其中，在上死点时，主轴线在活塞和连杆头轴线之间。

88.一种活塞往复运动的流体装置，包括：

一个曲轴机构，该曲柄机构包括连杆头，该连杆头沿轨道绕主轴线运动，该连杆头有连杆头轴线；

至少一个连接装置，该至少一个连接装置可旋转地安装在连杆头上，以便绕该连杆头轴线旋转；

至少一个活塞，该活塞安装在气缸内，以便沿活塞轴线往复运动；

配合装置，该配合装置使该至少一个活塞与该至少一个连接装置相互连接；

其中，主轴线并不位于该至少一个气缸轴线上或任意一个气缸轴线上。

89.根据权利要求88所述的装置，其中：当该活塞或一个活塞在上死点或下死点时，连接主轴线和连杆头轴线的直线平行于该一个活塞的相应气缸轴线并离开该相应气缸轴线。

90.根据权利要求89所述的装置，其中：该配合装置或各配合装置包括引导装置，以便将相应活塞限制成沿相应的气缸轴线运动。

91.一种用于挡车轭型流体装置的轭组件，该轭组件有在相对气缸内往复运动的相对活塞，该相对气缸有平行的气缸轴线，该轭组件安装到两活塞上，并包括配合部分，用于接受可旋转地安装到曲柄轴连杆头上的配合部分，其中，当曲柄旋转时，配合装置往复运动，所述配合部分分开成两个部件，这两个部件可释放地结合在一起。

92.根据权利要求91所述的轭组件，其中：配合部分包括两个部件，这两个部件沿总体平行于气缸轴线的平面或总体垂直于气缸轴线的平面连接在一起。

93.根据权利要求92所述的轭组件，其中：这两个部件相同。

94.根据权利要求92所述的轭组件，其中：仅需要两个固定件，以便将两个部件牢固保持在一起。

95.根据权利要求91所述的轭组件，其中：该配合部分包括两个相对的槽道，配合装置在该槽道内往复运动。

96.根据权利要求95所述的轭组件，其中：各槽道仅由一个部件确定。

97.根据权利要求92所述的轭组件，其中：各部件包括支脚，该支脚伸出并与另一部件配合。

98.根据权利要求92所述的轭组件，其中：该轭组件包括支脚，该支脚位于槽道的端头。

99.根据权利要求92所述的轭组件，其中：该支脚位于靠近槽道中点的位置处。

100.一种流体发动机、泵或装置，基本如本文中参考附图所述。

101.一种用于挡车轭型流体装置的轭组件，基本如本文中参考附图所述。

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