CN1668832A - 往复运动式内燃机 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有可调压缩比的内燃机。发动机(1010)包括：壳体(1013)；活塞组件(1012)，它可调整地连接到壳体(1013)中；及气缸，它可往复运动地设置在壳体(1010)内。在内燃机工作期间，气缸相对于活塞组件(1013)进行往复运动。发动机(1010)还包括压缩比调整机构(1300)，该机构与活塞组件(1012)相连接。压缩比调整机构(1300)适合在工作期间调整发动机(1010)的压缩比。在本发明的另一个方面中，发动机(1010)包括：排气门，它与气缸相流体连通；及曲轴(1016)，它连接到气缸上，其中曲轴(1016)包括突出部以驱动排气门(1052)。

Description

往复运动式内燃机

技术领域

本发明总的来讲涉及内燃机，更加具体地说，涉及活塞基本上静止的往复运动式内燃机。

背景技术

如现有技术中所公知的一样，内燃机是一种这样的机器，它把热量转换成机械工作。在内燃机中，当活塞在该室内进行滑动时，加入到燃烧室中的燃料空气混合物受到压缩。用来点火的高压被施加到安装在燃烧室中的火花塞上，以产生电火花，从而点燃燃料空气混合物。所产生的燃烧物在该室内推动活塞向下，从而产生了力，该力转换成旋转输出。

这种内燃机具有各种各样的问题。首先，由于运动零件较多，因此这些发动机的装配费用较贵。此外，由于这些运动零件，使得这些发动机的使用寿命较短，因为在这些运动零件之间具有摩擦磨损。最后，由于零件较多，因此这些发动机较重。

因此，具有这样的需要：内燃机不仅能产生较高的功率重量比率，而且制造费用较低，具有高度的可靠性，并且与目前能得到的往复运动式发动机相比具有更少的运动零件。

发明内容

公开了一种具有可调压缩比的内燃机。该发动机具有：壳体；第一活塞组件，它可调整地连接到壳体中；及第一气缸，它可往复运动地设置在壳体内。在发动机工作期间，第一气缸相对于第一活塞组件进行往复运动。该发动机还包括压缩比调整机构，该机构与第一活塞组件相连接。压缩比调整机构适合在工作期间调整发动机的压缩比。根据本发明的另一个方面，压缩比调整机构也控制发动机的功率设定。

在本发明的另一个方面中，发动机包括：排气门，它与第一气缸相流体连通；曲轴，它连接到第一气缸中，其中曲轴包括突出部，该突出部用来在打开位置和关闭位置之间驱动排气门。

根据本发明的另一个方面，发动机包括第一进气口，它设置在第一气缸中，在该气缸中，该开口可以操纵以把气体输送到第一气缸中。压缩比调整机构适合调整第一活塞组件，以把第一活塞组件布置成有选择地阻止气体通过第一进气口。

根据本发明的另一个方面，内燃机还包括：第二活塞组件，该活塞组件连接到壳体上，从而与第一活塞组件相对；及第二气缸，它连接到第一气缸上。在内燃机工作期间，第一和第二气缸相对于第一和第二活塞组件进行往复运动。

根据本发明的另一个方面，内燃机还包括：第三活塞组件，它连接到壳体上，从而与第四活塞组件相对，该第四活塞组件连接到壳体上；及第三气缸，它连接到第四气缸上。在内燃机工作期间，第三和第四气缸相对于第三和第四活塞组件进行往复运动，并且相对于第一和第二气缸基本上垂直地进行往复运动。

根据本发明的另一个方面，内燃机还包括进气室和气体压缩装置。气体压缩装置连接到第一气缸上，其中当第一气缸沿着第一方向进行往复运动时，气体压缩装置通过进气室，从而压缩装于其中的气体。根据本发明的另一个方面，气体压缩装置所压缩的气体通过进气口释放到第一气缸中。

附图说明

当结合附图时，本发明的上述方面和许多伴随优点变得更加容易清楚了，因为这些借助参照下面的详细描述变得更加好理解，其中：

图1A是简图，它示出了根据本发明所形成的内燃机的线性和旋转运动；

图1B示出了根据本发明所形成的内燃机的运动和共同中心点；

图2是根据本发明所形成的内燃机的横剖视侧视图，它示出了第一组气缸，这些气缸垂直于第二组气缸地进行延伸，其中每组气缸与往复运动和旋转机构相接触；

图3是根据本发明所形成的内燃机的一部分的横剖视图，它示出了排气口、进气口和往复运动和旋转机构；

图4是根据本发明所形成的内燃机的横剖视图，它示出了气缸、进气口和排气口；

图5是根据本发明所形成的内燃机的横剖视图，它示出了气缸轴颈销槽、排气口、壳体和气缸环；

图6是根据本发明所形成的内燃机的活塞的横剖视图，它示出了活塞环和火花塞或者喷射器孔；

图7是根据本发明所形成的内燃机的横剖视图，它示出了壳体、排气口和气缸环；

图8A是根据本发明所形成的内燃机的预压缩板的顶视图；

图8B是根据本发明所形成的内燃机的预压缩板的横剖视端视图；

图8C是根据本发明所形成的内燃机的预压缩板的横剖视端视图；

图9是根据本发明所形成的内燃机的横剖视侧视图，它示出了燃料-空气混合物进入到燃烧室中并且通过排气口排出废气；

图10是根据本发明所形成的内燃机的横剖视侧视图，它示出了功率输出轴，该输出轴连接到往复运动和旋转机构的端部上；

图11是根据本发明所形成的内燃机的横剖视图，它示出了发动机的主要零件；

图12是根据本发明所形成的内燃机的横剖视侧视图，它示出了过压阀连接到气缸上的发动机的主要零件；

图13是根据本发明所形成的内燃机的横剖视图，它示出了连接到往复运动和旋转机构的一端上的减速板；

图14是根据本发明所形成的内燃机的侧视图，它示出了功率输出轴颈；

图15是根据本发明所形成的内燃机的端视图，它示出了簧片阀组件；

图16A-16H示出了根据本发明所形成的内燃机的气缸运动；

图17A-17H示出了根据本发明所形成的内燃机的气缸组件的运动；

图18是根据本发明所形成的往复运动式内燃机的另一实施例的透视图，它示出了发动机缸体和相关的零件如控制板壳体和连接于其中的进气歧管；

图19是图18所示内燃机的顶平面视图；

图20是图18所示内燃机的侧平面视图；

图21是图18所示内燃机的顶平面视图，其中一部分发动机缸体被剖去，该视图示出了往复运动的气缸套的横剖视图，其中该气缸套安装着一对对置的、基本上静止的活塞；

图22是图21所示的、基本静止的一个活塞的一个实施例的正视图；

图23是图21所示的、往复运动的气缸套的一个实施例的横剖视图；

图24是图21所示的、往复运动的气缸套和相关的零件的一部分的局部横剖视图，它示出了当热力循环的压缩部分开始时的、往复运动的气缸套；

图25是图21所示的、往复运动的气缸套和相关的零件的局部横剖视图，它示出了在往复运动的气缸套转变成热力循环的膨胀部分时往复运动的气缸套相对于所示出的、基本上静止的活塞处于上死点(TDC)位置上；

图26是图21所示的、往复运动的气缸套和相关的零件的局部横剖视图，它示出了当气缸套转变成热力循环的扫气部分时往复运动的气缸套，它借助打开靠近基本上静止的活塞的顶部的若干进气口和打开排气门来标记；

图27是图21所示的、往复运动的气缸套和相关的零件的局部横剖视图，它示出了当往复运动的气缸套进气扫气时(其中进气口全打开且排气门全打开)往复运动的气缸套相对于所示出的、基本上静止的活塞处于下死点(BDC)位置上；

图28是图18的往复运动式内燃机的局部横剖视图，该剖视图基本上沿着曲柄-凸轮的中心线截取从而与第一气缸套的中心线共平面，并且垂直通过第二气缸套的中心线，该第二气缸套的中心线垂直于第一气缸套；

图29是根据本发明所形成的、图28所示的曲柄凸轮的一个实施例的透视图；

图30是图29所示的曲柄凸轮的底视图；

图31是图29所示的曲柄凸轮的正视图；

图32是图31所示的曲柄凸轮的侧视图；

图33是图解正视图，它示出了具有连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的线性运动和旋转运动；它示出了第一垂直取向的气缸套处于充分延伸的位置上，而第二水平取向的气缸套处于中间冲程位置上，其中位于一对曲轴主轴颈之间的距离被放大以更好地示出气缸套的运动；

图34是具有图33所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图35是具有连接起来的、图33的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解正视图；其中曲柄凸轮从图33所示的位置绕着第一旋转轴线旋转30度，该图示出了当套线性向下运动时的、第一垂直取向的气缸套和当它线性地运动到左边时的、第二水平取向的气缸套；

图36是具有图35所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图37是具有连接起来的、图33的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解正视图；其中曲柄凸轮从图33所示的位置绕着第一旋转轴线旋转90度，该图示出了第一垂直取向的气缸套处于中间冲程位置上和第二水平取向的气缸套处于完全延伸的位置上；

图38是具有图37所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图39是具有连接起来的、图33的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解正视图；其中曲柄凸轮从图33所示的位置绕着第一旋转轴线旋转150度，该图示出了当套线性向下运动时的、第一垂直取向的气缸套和当它线性地运动到右边时的、第二水平取向的气缸套；

图40是具有图39所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图41是图解正视图，它示出了具有连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的线性运动和旋转运动，其中曲柄凸轮从图33所示的位置绕着第一旋转轴线旋转180度，该图示出了第一垂直取向的气缸处于完全延伸的位置上和第二水平取向的气缸套处于中间冲程位置上；

图42是具有图41所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图43是具有连接起来的、图33的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解正视图；其中曲柄凸轮从图33所示的位置绕着第一旋转轴线旋转210度，该图示出了当套线性向上运动时的、第一垂直取向的气缸套和当它线性地运动到右边时的、第二水平取向的气缸套；

图44是具有图43所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图45是具有连接起来的、图33的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解正视图；其中曲柄凸轮从图33所示的位置绕着第一旋转轴线旋转270度，该图示出了第一垂直取向的气缸套处于中间冲程位置上和第二水平取向的气缸套处于完全延伸的位置上；

图46是具有图45所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图47是具有连接起来的、图33的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解正视图；其中曲柄凸轮从图33所示的位置绕着第一旋转轴线旋转360度，该图示出了第一垂直取向的气缸套处于完全延伸的位置上和第二水平取向的气缸套处于中间冲程位置上；

图48是具有图47所示的、连接起来的第一和第二气缸套的曲柄凸轮的图解侧视图；

图49是适合与本发明的图解实施例一起使用的曲柄凸轮、外驱动齿轮、外驱动减速齿轮和功率输出法兰的分解视图，其中以横剖视图示出了外驱动齿轮，并且以局部剖开的方式示出了外驱动减速齿轮；

图50是基本上通过图49的剖面50-50所截取的、图49所示的外驱动齿轮、外驱动减速齿轮、功率输出法兰和曲柄凸轮的平面横剖端视图；

图51是图49所示的曲柄凸轮、外驱动齿轮、外驱动减速齿轮和功率输出法兰的平面端视图，其中外驱动减速齿轮从图49所示的位置旋转1/6圈；

图52是图49所示的曲柄凸轮、外驱动齿轮、外驱动减速齿轮和功率输出法兰的平面端视图，其中外驱动减速齿轮从图49所示的位置旋转1/8圈；

图53是图49所示的曲柄凸轮、外驱动齿轮、外驱动减速齿轮和功率输出法兰的平面端视图，其中外驱动减速齿轮从图49所示的位置旋转1/4圈；

图54是图49所示的曲柄凸轮、外驱动齿轮、外驱动减速齿轮和功率输出法兰的平面端视图，其中外驱动减速齿轮从图49所示的位置旋转3/8圈；

图55是图49所示的曲柄凸轮、外驱动齿轮、外驱动减速齿轮和功率输出法兰的平面端视图，其中外驱动减速齿轮从图49所示的位置旋转1/2圈；

图56是根据本发明所形成的直接外驱动器和滑动块体的平面端视图；

图57是图56所示的直接外驱动器和滑动块体的分解顶视图；

图58是图56所示的直接外驱动器和滑动块体的分解侧视图，此外还示出了直接外驱动适配器；

图59是图58所示的直接外驱动器、滑动块体和直接外驱动适配器的平面端视图；

图60是图59所示的直接外驱动器、滑动块体和外驱动适配器的平面端视图，其中直接外驱动器从图59所示的位置旋转90度；

图61是图59所示的直接外驱动器、滑动块体和外驱动适配器的平面端视图，其中直接外驱动器从图59所示的位置旋转180度；

图62是图59所示的直接外驱动器、滑动块体和外驱动适配器的平面端视图，其中直接外驱动器从图59所示的位置旋转270度；

图63是根据本发明所形成的压缩比和功率设定控制系统的一个实施例的图解局部视图；

图64是图21所示的往复运动气缸套和相关零件中的一个的局部横剖视图，它示出了往复运动的气缸套相对于基本上静止的活塞处于TDC位置上，而该活塞处在高压缩比、小功率设定的位置上；及

图65是图21所示的往复运动气缸套和相关零件中的一个的局部横剖视图，它示出了往复运动的气缸套相对于基本上静止的活塞处于BDC位置上，而该活塞处在高压缩比、小功率设定的位置上。

具体实施方式

本发明的内燃机适合以两循环原理进行工作。本发明的发动机不同于这些发动机：它们目前通过使用每个双缸壳体9的一个双缸1来实现。缸轴颈销2通过双缸1的中心。缸轴颈销2合适地设置在轴承(滚柱轴承或者其它类轴承)10上。缸轴颈销2可以转动。没有连杆。

排气口3和进气口4设置在气缸孔的相对端部上。如图11所示，排气口和进气口3和4沿着垂直方向被隔开。这与公知两冲程发动机的、沿直径相对的进气口和排气口不相同中。

进气口4可以绕着气缸的整个圆周进行设置。排气口3可以设置在气缸直径的两侧上。

参照图5和8，排气口3设置在气缸壳体9的两侧上。这些排气口设置在中心，并且在气缸处于下死点端位置上时交替地与两个双缸的排气口3共用。

发动机还具有活塞6。这些活塞6是静止的并且不是发动机的运动零件。这些活塞6可以被调整以得到不同的压缩比。

活塞6具有火花塞或者喷射器孔8和活塞环7。喷射孔8适合于发动机的另一个实施例如柴油机。

现在，参照图6，活塞6的端部具有至少一个活塞环7。活塞6的这些端部的直径基本上等于气缸的直径。它的长度的其它部分最好具有较小的直径。活塞6的中心局部是中空的，从而可以进入到火花塞或者喷嘴器孔8中。

双缸8的敞开端具有连接于其上的环形预压缩板13。预压缩板13和活塞环7接合气缸的壁以在它们之间限定出密封。每个预压缩板13一起固定到它的气缸上并且滑过位于上死点和下死点之间的活塞6。

预压缩板13是进气循环具有不同阶段的主要原因。

现在，参照图11，双缸壳体9包括进气室17。进气室17借助气缸壳体板15来封闭。气缸壳体板15保持住第一簧片阀组件14和活塞6。

每个双缸壳体9具有槽18，该槽设置在气缸的每侧上。每个槽18位于沿气缸孔线的中心处。这些槽18以一种方式形成，以致延伸通过双缸壳体9的气缸轴颈销2在它的整个冲程长度自由地滑动。

仍然参照图11，两个双缸壳体9以90度的角度连接在一起。该对双缸壳体9如此设置以致这些槽18以相同的角度相互面对，并且具有相同的中心点，如图1所示。

回来参照图11和12，两个缸轴颈销2相互以曲轴类方式偏心地连接起来，以致它们的这些中心线被分开1/2的冲程距离。在缸轴颈销2的两端上是功率输出轴12，该轴12借助功率输出(“PTO”)轴颈11而连接到销2上。PTO轴颈11的中心设置在这样的线上，该线位于连接起来的缸轴颈销2的中心线之间的中间上。

PTO轴颈11可以设置在轴承10中，而轴承10设置在PTO轴12上。PTO轴12的中心线与马达组件的中心线相一致，如图2所示。

缸轴颈销2沿着直线运动该冲程的距离，并且借助双缸组件、槽18和缸壳体9的90度角度的连接来导向。整个缸销组件完全绕着PTO轴12的中心线进行同时旋转。因此，缸轴颈销组件具有两个旋转轴线。第一个旋转轴线由纵向轴线来限定出，该纵向轴线延伸通过缸轴颈销组件的细长方向。第二个旋转轴线被定义成垂直于这样的位置：该位置位于气缸的冲程长度的端部之间的中间处。

根据下面使直线运动转变成圆周运动：

图1：长度相同的两条线AB和CD在每条线的中间位置上以直角(90度角度)相互相交。长度等于AB或者CD长度的一半的线ab随着它在线CD上的点a从位置C运动到位置D并且返回。同时，点b在线AB上从A运动到B并且返回。这证明了连接起来的缸轴颈销2的直线运动。其结果是，设置在线ab的中间点上的点X沿着圆周进行运动。这证明了PTO轴颈11的圆周运动。PTO轴颈11使PTO轴12进行旋转。

在燃烧冲程期间，空气或者空气/燃料混合物通过第一簧片阀组件14而进入到进气室17中。进气室17最好大于实际的缸排量。

连接到双缸1上的预压缩板13通过设置在预压缩板13中的第二簧片阀组件16把压缩冲程期间的空气或者空气/燃料混合物输送到预压缩室中。

通过设置在气缸壳体和活塞轴中的输送口21来实现上述这些，如图11所示。在燃烧冲程，空气/混合物在下死点位置附近处通过进气口4进入并且进入到汽缸内腔20。它从燃烧室通过已经打开的气缸排出口3来推出其它气体，这些排出口3在这个位置上与设置在气缸壳体9中的这些排出口相一致。

当汽缸1开始压缩冲程时，进气口4关闭，排气口3停止配合，并且汽缸内腔20被密封。作为进气室17的尺寸大小过大的结果是，汽缸内腔20得到与增压发动机或者涡轮增压式发动机相同的充量。节流阀一旦完全打开，它就以最小的转速已实现这个。

通过去掉连杆和去掉它绕着曲轴的相应运动，减少了气缸壁上的摩擦。活塞速度、在这种情况下是气缸速度的曲线图在任何转速下可以得到合适的改变。

燃烧压力也更好，并且能够更加有效地把能量转换成机械能。

图12示出了正常活塞汽缸装置的相同原理。

图3与图2相同，只是具有其它尺寸大小。

在图14中，过压阀22设置在第二簧片阀组件16的簧片阀之间。在达到一定预压缩之后，根据调整，预压缩中的多余空气/燃料混合物被排回到进气室17中。

与工作高度(altitude)或者发动机转速无关，只要到达所调整的预压缩量，那么发动机提供全马力和扭矩范围。

一个或者多个气缸壳体通风孔21设置在预压缩室19的底部中。这些通风孔21通过压缩机簧片阀23通到空气软管连接部，这些连接部可以设置在发动机或者发动机安装于其中的车辆上的任何地方。在柴油机中，在来自任何一个或者所有气缸的、发动机的正常工作期间，多余空气可以用于压缩机中。

在汽油机中，在需要时可以那样只使用一部分气缸。在这种情况下，这些特殊气缸的空气不得不旁通化油器。

在燃料喷射式可燃气体发动机中，只要气缸的喷射器被关闭了，那么就不必进行旁通。

这保证了只有空气受到压缩。

如果选择了压缩机，那么一部分可燃气体发动机保持工作并且驱动压缩部分。在不需要压缩机和脱开空气软管或者其它设备之后，这些通风孔自动地关闭并且发动机转换回到所有气缸上的正常工作中。

参照图13，齿轮24连接到PTO轴颈11上。齿轮24与PTO轴颈11和气缸轴颈销2一样绕着它自己进行旋转。同时，它以它的中心线绕着功率输出轴12的中心线地进行旋转，而内部齿圈25连接到该轴12上。

如果齿轮25旋转360度，那么它不得不通过齿圈25的齿用凸轮带动它的齿两次。

通过控制直径和相关的可能齿数，可以具有实际发动机转速与理想的PTO轴12转速之间的不同减速比。在图13的例子中，PTO轴颈11上的齿轮24具有30个齿。PTO轴12上的齿圈25具有40个齿。在气缸销组件和齿轮24绕着它的中心线旋转一个360度的情况下，齿轮在齿圈25上具有60个齿。齿圈25只具有40个齿，因此它不得不在这个过程中旋转20个齿的距离，这等于PTO轴12旋转180度。可以得到2∶1的减速比。

图16和17示出了四缸发动机的仅三个主要运动部件。两个双缸1和气缸销组件，该气缸销组件具有两个气缸销2和PTO轴颈11。步骤1-8证明了在1/4的冲程增量中旋转一个360度。形成具有比四个气缸更多或者更少的一些发动机。

在这种发动机中可以使用所有公知的汽化系统、燃料喷射系统或者辅助使用涡轮增压器、压缩机和压气机，需要使用或者不需要使用。此外，可以采用所有公知的点火系统、润滑系统、冷却系统、排放控制系统和与其它发动机相关的公知系统，因此它们也落入本发明的范围内。

图18-65示出了根据本发明所形成的往复运动式内燃机1010的替换实施例。发动机1010与传统往复运动式内燃机的不同点在于，发动机10101使两个气缸套1014a和1014b各自在对置的多对“基本静止”的活塞1012a和1012b和1012c和1012d之间进行往复运动，这两个气缸套相对于相互是垂直的。如在详细描述中所使用的一样，措词“基本静止”是用来表示这样的零件：该零件尽管可以具有一些运动，但是不能与曲轴或者发动机的类似零件相一致地进行运动，如传统发动机的活塞、凸轮轴、连杆或者气门一样。换句话说，基本上静止的零件的运动是分开的，并且相对于曲轴或者发动机的类似零件独立地驱动。

在图18-65所示出的实施例中，许多零件相互相同，如活塞1012a、1012b、1012c和1012d及两个气缸套1014a和1014b中的每一个。因此，采用编码制，其中结构相同的零件用相同的标号再加上所选择的字母来表示，从而使它们与它们的相同对应物区别开。在上下文允许的地方，在下面描述中的、具有相同对应物的一个零件的元件的标号应该理解成也指相同对应物的相应元件。

现在，参照图18-20，讨论发动机缸体1013和根据本发明所形成的图示实施例的其它相关外部零件。发动机缸体1013适合是八角形块体结构，该结构具有上部平坦的端表面1146，该端表面1146与下部平坦的端表面1148相对，该端表面1148具有内腔，以安装活塞、气缸和位于它们之间的其它相关零件。发动机缸体1013借助本领域公知的技术如机加工和/或铸造由刚性材料如钢、铸铁或者铝形成。两个进气歧管1138和四个正方形安装板1136固定到发动机缸体1013的侧壁上。壳体安装板1144连接到每个安装板1136上，其中控制板壳体1320连接到每个安装板上。

现在，参照图18和21，描述壳体安装板1144。壳体安装板1144起着绝热体的作用，从而阻止在发动机缸体1013内所产生的热量传递到压缩比和功率设定控制系统1300的各种零件中，而在下面更加详细地描述该系统1300。为了阻止热量传递，因此壳体安装板1144具有内腔1324。内腔1324借助限制压缩比和功率设定控制系统1300的零件和安装板1136之间的接触而阻止热量传递。此外，壳体安装板1144具有四个冷却开口1326，这些开口与内腔1324和外部环境相流体连通，从而允许加热过的空气与外部冷却空气进行交换。

再参照图18-20，每个活塞1012的未端和上部室管路1312从控制板壳体1320中伸出，而该管路1312与压缩比和功率设定控制系统1300相连。下部室管路1314从壳体配合板1144中伸出，而下部室管路1314也与压缩比和功率设定控制系统1300相连。排气口1142设置在控制板壳体1320上方或者下方，如这种情况一样。排气口1142与废气通道1037(参见图27)相流体连通，该通道1037设置在发动机缸体1013的内部中，并且允许在发动机1010的燃烧室内所产生的燃烧物排出到大气中。优选地，公知的废气收集、处理和/或消声器系统(未示出)与排气口1142相流体连通。每个进气歧管1138具有两个进气口1140。优选地，公知的进气系统连接到每个进气口1140中，该进气系统可以具有一些零件如化油器和/或滤清器。

参照图21，现在主要关注内燃机1010的内部零件，发动机1010具有两个双缸套1014a和1014b，这两个双缸套中的每一个各自在气缸套1014a和1014b的相对端部上安装着两个基本上静止的、相对置的活塞1012a和1012b及1012c和1012d。气缸套1014a和1014b相互垂直地、偏离地安装在发动机缸体1013内。气缸套1014a和1014b交替地在第一延伸位置和第二延伸位置之间进行往复运动。更加具体地说，参照气缸套1014a，气缸套1014a在第一延伸位置(在该位置中，气缸套1014a相对于第一活塞1012b处于上死点(TDC)位置，并且相对于第二活塞1012a处于下死点(BDC)位置，如图21所示)和第二延伸位置(在该位置上，气缸套1014a相对于第一活塞1012b处于BDC位置上，并且相对于对置的第二活塞1012a处于TDC位置上)之间进行往复运动。同样地，第二气缸套1014b在第一延伸位置和第二延伸位置之间进行往复运动。但是，第二气缸套1014b在第一气缸套1014a的相位之外往复运动180度，因此当第一气缸套1014a处于延伸位置上时，第二气缸套1014b处于中间冲程的位置上。气缸套1014借助曲柄-凸轮1016相互连接起来。曲柄-凸轮1016把气缸套1014的线性运动转变成旋转运动，如下面将进一步详细讨论的一样。

参照图22，现在描述根据本发明所形成的、四个基本上静止的活塞1012中的一个的物理结构。由于这些活塞1012基本上相互相同，因此图22所示的、活塞1012a的标记应该理解成在上下文允许的地方也可以参照相应的其它三个活塞1012b、1012c和1012d(参见图21)。活塞1012a是具有活塞顶部的、中空的、圆柱形的柱塞，该柱塞共心地、垂直地安装到轴1020上。活塞顶部1018和轴1020具有对准的内部孔，这些孔形成了通道1022，该通道1022沿着轴向延伸通过活塞1012的中心。通道1022可以大量地减少活塞1012的重量，同时也允许进入设置在活塞顶部1018内的火花塞1024和/或燃料喷射器(未示出)。活塞1012具有火花塞或者喷射器孔1023以用来安装火花塞1024和/或燃料喷射器。

两个压缩环1030沿着圆周方向安装在活塞顶部1018上。如现有技术中所公知的一样，主要在热动力循环的压缩和膨胀部分期间，压缩环1030防止燃烧气体和产物窜过活塞顶部1018。尽管没有示出，活塞顶部1018也可以如现有技术中所公知的一样具有油控制环。在压缩环1030的附近，活塞顶部1018的直径基本上等于气缸套1014的直径。活塞顶部1018的直径沿着活塞顶部1018的长度方向可以是锥形的，从而一部分的活塞顶部1018与具有相对较小直径的压缩环隔开。

压缩比控制板1026沿着圆周方向安装在轴1020上。压缩比控制板1026适合于在板1026的上部和下部环形表面1025和1027上接受增压的控制流体。借助有选择地在环形表面1025和1027中提供压差，可以相对于发动机缸体来调整活塞1012a的轴向位置，以能够调整发动机的功率设定和压缩比率，如下面更加详细描述的一样。两个油控制环1028沿着圆周方向安装在压缩比控制板1026上，以防止任何控制流体进行泄漏。

参照图23，现在描述往复运动的双气缸套1014a，该气缸套与上述基本上静止的活塞1012中的两个相结合地进行工作。由于这些双气缸套1014基本上相互相同，因此图23中所示出的气缸套1014a的标号应该理解成也可以在上下文允许的地方参照其它气缸套1014b(参见图21)。双气缸套1014a是总体上细长的圆柱形结构，该结构具有第一轴向对准的孔，该孔共心地形成在气缸套1014a的上部末端上，因此形成了第一气缸1032a，该气缸1032a可往复运动地安装活塞1012a(参见图21)。位于气缸套1014a中的、第二共心形成的、沿轴向对准的孔设置在气缸套1014a的相对下部末端上，从而形成了第二气缸1032b，从而可以往复运动地安装第二活塞1012b(参见图21)。气缸1032a和1032b被成形成和定尺寸成以间隙配合的关系安装活塞1012a和1012b，如现有技术中所公知的一样。

现在，参照图21、23和24，排气门座1034位于在气缸1032的内部或者底端上。排气门座1034借助现有技术中的公知技术来形成以将排气门安装于其中。四个废气通道1036与排气门座1034相流体连通，这些通道用来从气缸1032中排出废气。在中心钻出通过气缸套1014a的阀杆孔1038。阀杆孔1038被定尺寸成安装排气门1052的杆。气门弹簧壳体1040与阀杆孔1038相连通。阀杆壳体1040被定尺寸成和成形成安装弹簧，该弹簧把排气门偏压在关闭位置上。曲柄-凸轮壳体1042与气门弹簧壳体1040相连通。曲柄-凸轮壳体1042被定尺寸成和成形成安装曲柄凸轮1016并且允许它进行旋转。

现在，参照图23和28，曲柄-凸轮孔1042借助成形成圆柱形的孔1150来形成，该孔1150在与气缸套端部等距离的位置上垂直地通过气缸套1014a。孔1150的半径基本上等于从曲柄-凸轮1016的中心线到曲柄-凸轮1016的曲柄轴颈1072的外表面所测得的距离。在工作期间，这个尺寸大小的半径允许曲柄轴颈在曲柄-凸轮壳体1042的孔1150内进行自由旋转。孔1150的直径在孔1150的中心处突然向外，以形成突出部间隙孔1152。突出部间隙孔1152的半径等于或者大于从曲柄-凸轮的中心线到曲柄-凸轮1016的突出部1054的末端或者顶部所测得的距离。这种尺寸大小的半径提供了足够大的间隙，以允许突出部1054在曲柄-凸轮孔1042内进行自由旋转。

环形预压缩板1044设置在气缸套1014a的相对末端上。环形预压缩板1044用来压缩增压的燃烧气体并且把它输送到气缸1032中，这个在下面将更加详细地进行讨论。进气口1046位于环形预压缩板1044的附近。在所示出的实施例中，进气口1046以60度的间隔绕着气缸1032沿着圆周方向隔开，但是，本领域普通技术人员应该清楚的是，其它结构也是合适的。在用来对气缸1032进行扫气和充气的工作期间进气口1046允许燃烧气体进入到气缸1032中。内部和外部燃烧气体/油密封件1048设置在环形预压缩板的内部和外部表面上。密封件1048防止流体流过，这些在下面将更加详细地描述。

现在，参照图24，根据往复运动的双气缸套1014和基本上静止的活塞1012的上述描述，现在讨论在热动力循环中的重要过程期间这些零件和相关的零件的相互关系。所示出的、本发明的往复运动内燃机1010的实施例中以两冲程循环进行工作。因此，对于曲柄-凸轮1016每次旋转而言，每个活塞1012在两个冲程中完成热力循环，一个冲程由气缸套1014相对于基本上静止的活塞1012从TDC位置运动到BDC位置(反之亦然)来限定出，而这些基本上静止的活塞1012装在气缸套1014内部。因此，气缸套1014的每个冲程相对于每个活塞1012是做功冲程(也公知为膨胀冲程)或者压缩冲程。这需要在每个做功冲程结束时且在随后的压缩冲程之前快速产生进气功能和排气功能即扫气。在所示出的实施例中，每个活塞1012进行一个做功冲程，如在给定的RPM的、类似设计的四冲程循环发动机中的一样。

仍然参照图24，气缸套1014画在热力循环的压缩部分的开始处。更加具体地说，气缸套1014描述成它从气缸套的BDC位置向上运动到活塞1012上。当气缸套1014向上运动时，活塞1012完全盖住进气口1046，因此密封气缸1032。在所示出的位置上，曲柄凸轮1016上的排出突出部1054取向成刚好使阀杆1066离开排气突出部1054，因此允许阀弹簧1056把排气门1052偏压到关闭位置上。在关闭位置上，排气门1052密封地接合气缸套1014中的排气门座1034，从而防止任何燃烧气体从气缸1032中排出。如所描述的一样，燃烧气体密封地装燃烧室1033中，而该燃烧室1033由气缸1032的侧边缘壁和底边缘壁及活塞顶部1018的端表面或者活塞顶1019来限定出。

当气缸套连续地接近活塞，从而相对于活塞1012离开它的BDC位置和接近它的TDC位置时，燃烧室1033的容积相应地减少了，因此压缩装在其中的燃烧气体。现在，参照图25，当气缸套1014相对于活塞1012到达它的TDC位置时或者刚好在气缸套1014到达TDC位置之前，火花塞1024借助公知装置放出高压火花1058(参见图22)，从而点燃燃烧气体。当燃烧气体进行燃烧时，所产生的燃烧产物进行膨胀，从而驱动气缸套1014远离活塞1012。现在参照图26，燃烧产物的膨胀连续地驱动气缸套1014向下并且远离活塞1012，直到该位置(在该位置上，排气门1052从座1034和进气口1046移开)打开，从而开始从燃烧室1033中扫出燃烧产物。

但是，在从燃烧室1033中扫出燃烧产物之前，新鲜的燃烧气体量被加压以有利于燃烧室1033的扫气。在所示出的本发明实施例中，这个通过使环形预压缩板1044扫过进气室1064来实现。更加具体地说，当气缸套1014从图24所示的位置向上运动到图25所示的位置上时，环形预压缩板1044被迫扫过圆柱形进气室1064。当预压缩板1044向上扫过进气室1064时，在进气室1064中所产生的容积把新鲜燃烧气体吸入到进气室1064中。公知的单向止回簧片阀(未示出)允许燃烧气体流入到进气室1064中，同时防止任何燃烧气体或者燃烧产物从进气室1064中出来。

当气缸套1014从图25所示的位置向下运动到图26所示的位置上时，即从TDC位置到BDC位置上时，进气室1064是密封的压力容器，因为进气口1046被活塞1012所密封并且单向止回簧片阀可以防止燃烧气体从进气室1064中排出来。当预压缩板1044向下扫过进气室1064时，装在进气室1064中的燃烧气体受到压缩直到借助打开进气口1046而释放到燃烧室1033为止。

进气室1064的容量最好大于燃烧室1033的最大排量。在所示出的实施例中，尽管对于本领域普通技术人员来讲显而易见的是：进气室容量与最大燃烧室容量的其它比率适合于与本发明一起使用，如从1∶1到3∶1或者更高，但是该进气室1064比燃烧室的最大排量大三倍。作为进气室1064相对于燃烧室1033具有相对更大的容量的结果是，可以以提高的压力来提供燃烧气体。因此，借助选择进气室1064的相对尺寸大小，可以得到这样的燃烧气体：该燃烧气体所具有的升高压力与在增压或者涡轮增压的传统发动机中所达到的这些升高压力相同。即使在较小的RPM时也能产生给燃烧气体加压，这与传统的增压或者涡轮增压发动机不同，在较小的RPM时，这些传统发动机典型地不能给燃烧气体提供足够的加压，从而导致发动机性能落后，因为传统发动机只有到达较高的RPM时才能给燃烧气体提高足够大的加压。

燃烧室1033的扫气开始于做功冲程结束时。做功冲程结束借助打开进气口1046和排气门1052来定界限。如图26所示，这个产生于当气缸套1014向下运动并且远离基本上静止的活塞1012以到达这样的位置时：在该位置上，进气口1046开始打开并且排气门1052开始升高以离开它的座1034。当进气口1046开始打开时，装在预压缩板1044下方的进气室1064中的加压燃烧气体被释放到燃烧室1033中。大约同时地，当曲柄凸轮1016的突出部1054接合阀杆1066时，排气门1052开始升高离开阀座1034，从而使排气门1052布置到基本上静止的活塞1012上。因此，当装在进气室1064中的加压燃烧气体通过进气口中046和燃烧室1033从进气室1064中释放时，装在燃烧室1033中的燃烧产物开始从燃烧室1033中扫过。当它们与设置在发动机缸体1013中的废气通道1037相对准时，加压燃烧气体进入到燃烧室1033中迫使燃烧产物从气缸套1014中的废气通道1036中出来。

废气通道1037设置在发动机缸体1013的中心处并且根据气缸套1014的位置交替地对准从而与气缸套1014中的第一对废气通道1036a和第二对废气通道1036b相连通。更加具体地说，当气缸套1014相对于第一活塞1012a处于BDC位置上时，与第一活塞1012a相关的第一对废气通道1036a与发动机缸体1013中的废气通道1037相流体连通。当气缸套相对于与第一活塞对置的第二活塞运动到BDC位置上时，与第二活塞相关联的第二对废气通道1036b与发动机缸体1013中的废气通道1037相流体连通。

现在，返回到发动机的工作，气缸套1014连续地移离基本上静止的活塞1012a，直到气缸套1014到达BDC为止。在BDC处，如图27所示，进气口1046和排气门1052完全打开。这时，加压燃烧气体以高速流入到燃烧室1033中，因此清除了燃烧室1033中的燃烧产物并且使该燃烧室1033重新填充有新鲜的燃烧气体。当曲柄凸轮1016连续地顺时针方向旋转通过BDC位置时，在突出部1054从阀杆1066中脱开并且气缸套1014运动到基本上静止的活塞1012中时，排气门1052缩回到关闭位置，从而关闭进气口1046。因此，燃烧室1033完全密封并且装在其中的燃烧气体开始受到压缩，因此使循环返回到图24所示的位置上。

参照图29-32，现在更加详细地描述本发明的曲柄凸轮1016。本发明的所示出实施例的曲柄凸轮1016起着传统往复运动的内燃机的曲轴和和凸轮轴的功能。曲柄凸轮16具有三个圆形曲柄臂1070、两个曲轴主轴颈1072a和1072b、及两个曲柄凸轮突出部1054。曲柄凸轮1016可以由钢或者其它合适刚性的材料形成、锻造成一体，或者例如通过把锻造出的曲轴主轴颈1072热配合到铸造出的曲柄臂1070中来形成。尽管曲柄臂1070相互共心地对准，但是曲轴主轴颈1072相互偏离一个这样的距离：该距离等于冲程长度的一半，并且这些主轴颈1072相对于曲柄臂1070的中心线1074也是偏离的。

现在，参照图21及29-32，曲轴主轴颈1072a和1072b相对于相互进行设置，以致当第一气缸套1014a相对于一个活塞1012b处于TDC位置并且相对于第二对置的活塞1012a处于BDC位置上时，第二气缸套1014b与它的相对活塞1012c和1012d等距离。同样地，每个相应曲轴主轴颈1072的曲柄凸轮突出部1054沿着相反的方向面对，因此当第一曲柄凸轮突出部1054a相对于活塞1012a使排气门1052位于它的全打开位置上时，其它曲柄凸轮突出部1054b与对置的、基本上静止的活塞1012c和1012d等距离，因此不会接合排气门的阀杆，因此使相应的排气门处于关闭位置上。

如本领域普通技术人员所知道的一样，借助使与对置活塞1012b相关的气体进行膨胀来提供与第一活塞1012a相关联地压缩燃烧气体的力。因此，如本领域普通技术人员所知道的一样，施加在曲轴主轴颈1072a上的力是燃烧气体进行膨胀所产生的膨胀力减去压缩力的合力，该压缩力是压缩与对置活塞相关的燃烧气体所需要的力。此外，由于压缩力和膨胀力是共线的，因此通过同时施加膨胀力和压缩力，在曲柄凸轮1016上不会产生力矩。因此，本发明的曲柄凸轮1016相对于传统发动机(它不能使膨胀力与共线的压缩力相反)的曲轴可以减少尺寸大小。

现在，参照图29-32及33-48，现在描述在工作期间相对于曲柄凸轮1016的气缸套1014a和1014b之间的关系。参照图33和34，其中图34是图33中的零件的侧视图，第一气缸套1014a垂直地安装在第一曲轴主轴颈1072a上。第二气缸套1014b相对于第一气缸套1014a垂直地并且因此而水平地安装在第二曲轴主轴颈1072b上。借助发动机缸体使第一气缸套1014a限制到运动的垂直往复运动路径中，该路径用标号为1100的线来表示。同样地，第二气缸套1014b借助发动机缸体来限制到运动的水平往复运动路径中，该路径用标号为1098的线来表示。

气缸套1014a和1014b的往复线性运动通过曲柄凸轮1016转换成旋转运动。更加具体地说，曲柄凸轮1016在两个旋转轴线上进行旋转。第一旋转轴线1074绕着曲柄凸轮1016的中心线。更加具体地说，第一旋转轴线1074借助这样的线来限定出，该线与每个曲轴主轴颈1072a和1072b的中心线1076a和1076b共平面，该线平行于中心线并且与中心线等距离。在工作期间，曲柄凸轮1016绕着第一旋转轴线1074进行旋转，同时第一旋转轴线1074在圆形轨道1080中进一步绕着第二旋转轴线1078进行旋转。第二旋转轴线1078定义成这样的线：该线垂直于第一气缸套1014a和第二气缸套1014b的中心线，该中心线二等分每个气缸套1014a和1014b的冲程的中点。第二旋转轴线1078的圆形轨道1080的半径等于冲程长度的1/4。

仍然参照图33和34，气缸套1014a画在延伸的位置上，在那个位置上，气缸套1014a相对于它的两个对置活塞处于TDC和BDC位置上，同时气缸套1014b画在中间位置上，在该位置上，气缸套1014b与它的相应对置活塞等距离。在这种结构中，第二旋转轴线1078与曲轴主轴颈1072b的中心线共线并且等分气缸套1014b的冲程长度的中点。当曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074顺时针旋转时，同时第一旋转轴线1074同时沿着圆形轨道1080进行反时针方向旋转，该圆形轨道1080绕着第二旋转轴线1078对中，曲轴主轴颈1072b和它的相关气缸套1014b沿着气缸套1014b的水平运动路径1098线性地运动到左边。同样地，曲轴主轴颈1072a和它的相关气缸套1014a沿着它的相关气缸套1014a的垂直运动路径100线性地向下运动到图35和36所示的位置上。

参照图35和36，它们示出了在曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074旋转30度之后的、具有连接起来的气缸套1014a和1014b的曲柄凸轮。因此，气缸套1014a被画成它线性地向下运动，并且远离图33和34所示的延伸位置，并且气缸套1014b画成它从图35和36所示的中间位置运动到左边。当曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074进行顺时针方向旋转时，而第一旋转轴线1074沿着围绕第二旋转轴线1078对中的圆形轨道1080同时进行逆时针方向旋转时，曲轴主轴颈1072b和它的相关气缸套1014b沿着气缸套1014b的水平路径线性地运动到左边。同样地，曲轴主轴颈1072a和它的相关气缸套1014a沿着它的相关气缸套1014a的垂直运动路径1100线性地向下运动到图37和38所示的位置上。

现在，参照图37和38，它们示出了在曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074旋转90度之后的、具有连接起来的气缸套1014a和1014b的曲柄凸轮。因此，气缸套1014b相对于两个对置的活塞画在延伸的位置上，同时气缸套1014a画在中间位置上，在该中间位置上，气缸套1014a与它的相应对置活塞等距离。在这种结构中，第二旋转轴线1078与曲轴主轴颈1072a的中心线1076a共线，并且等分气缸套1014a的冲程长度的中间位置。当曲柄凸轮连续地绕着第一旋转轴线1074进行顺时针方向旋转时，而第一旋转轴线1074沿着绕第二旋转轴线1078对中的圆形轨道1080同时进行逆时针方向旋转时，曲轴主轴颈1072b和它的相关气缸套1014b改变方向并且沿着气缸套1014b的水平运动路径1098现在线性地运动到右边。曲轴主轴颈1072a和它的相关气缸套1014a沿着它的相关气缸套1014a的垂直运动路径1100连续地向下线性运动到图39和40所示的位置(cofiguration)上。

现在，参照图39和40，它们示出了在曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074旋转150度之后的、具有连接起来的气缸套1014a和1014b的曲柄凸轮。因此，气缸套1014a画成它从图37和38所示的中间位置向下线性地运动，而气缸套1014b被示成气缸套1014b从图37和38所示的延伸位置运动到右边。当曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074进行顺时针方向旋转时，而第一旋转轴线1074沿着绕第二旋转轴线1078对中的圆形轨道1080同时进行逆时针方向旋转时，曲轴主轴颈1072b和它的相关气缸套1014b沿着气缸套1014b的水平运动路径1098线性地运动到右边从而到达它的中间位置。同样地，曲轴主轴颈1072a和它的相关气缸套1014a沿着它的相关气缸套1014a的垂直运动路径1100向下线性地运动到图41和42所示的位置上。

参照图41和42，气缸套1014a画出在延伸位置上，在该位置上，气缸套1014a相对于它的两个对置活塞处于TDC和BDC位置上，同时气缸套1014b画出在中间位置上，在该位置上，气缸套1014b与它的相应对置活塞等距离。在这种结构中，第二旋转轴线1078与气缸套1014b的曲轴主轴颈的中心线共线，并且等分气缸套1014b的冲程长度的中间位置。当曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074进行顺时针方向旋转时，而第一旋转轴线1074沿着绕第二旋转轴线1078对中的圆形轨道1080同时进行逆时针方向旋转时，曲轴主轴颈1072b和它的相关气缸套1014b沿着气缸套1014b的水平运动路径1098线性地运动到右边。同样地，曲轴主轴颈1072a和它的相关气缸套1014a沿着它的相关气缸套1014a的垂直运动路径100向上线性地运动到图43和44所示的位置上。

参照图43和44，它们示出了在曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074旋210度之后的、具有连接起来的气缸套1014a和1014b的曲柄凸轮。因此，气缸套1014a画成它向上线性地运动并且远离图41和42所示的延伸位置，并且气缸套1014b被示成它从图41和42所示的等距离位置运动到右边。当曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074进行顺时针方向旋转时，而第一旋转轴线1074沿着绕第二旋转轴线1078对中的圆形轨道1080同时进行逆时针方向旋转时，曲轴主轴颈1072b和它的相关气缸套1014b沿着气缸套1014b的水平运动路径1098线性地运动。同样地，曲轴主轴颈1072a和它的相关气缸套1014a沿着它的相关气缸套1014a的垂直运动路径1100向上线性地运动到图45和46所示的位置上。

现在，参照图45和46，它们示出了在曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074旋转270度之后的、具有连接起来的气缸套1014a和1014b的曲柄凸轮。因此，气缸套1014b相对于它的两个对置活塞画在延伸位置上，而气缸套1014a画在中间位置上，在该中间位置上，气缸套1014b与它的相应对置活塞等距离。在这种结构中，第二旋转轴线1078与曲轴主轴颈1072b的中心线共线并且等分气缸套1014b的冲程长度的中间位置。当曲柄凸轮绕着第一旋转轴线1074连续地进行顺时针方向旋转时，而第一旋转轴线1074沿着绕第二旋转轴线1078对中的圆形轨道1080同时进行逆时针方向旋转时，曲轴主轴颈1072b和它的相关气缸套1014b改变方向，并且现在沿着气缸套1014b的水平运动路径1098线性地运动到左边。曲轴主轴颈1072a和它的相关气缸套1014a沿着它的相关气缸套1014a的垂直运动路径1100连续向上线性地运动到图47和48所示的位置上，因此使发动机返回到图33和34所示出的位置上，从而相对于每个活塞完成了一个热力循环。

现在，参照图28，进一步详细地描述曲柄凸轮1016和气缸套1014a和1014b之间的相互关系。图28示出了本发明的往复运动内燃机1010的局部横剖视图。该横截面基本上是沿着曲柄凸轮1016的纵向长度来截取的。随着截取了这样的横截面，垂直取向的气缸套1014a沿着气缸套1014a的中心线被截开。由于气缸套1014b取向成垂直于气缸套1014a，因此而处于水平方向上，故该横截面横向通过位于气缸套1014b端部之间的中间位置上的气缸套1014b。气缸套1014a相对于活塞1012a(未示出)示出在BDC位置上，并且相对于活塞1012b处于TDC位置上。

气缸套1014b被示成与它的对置活塞等距离。随着曲柄凸轮1016如此形成，与曲轴主轴颈1072a相关联的突出部1054b接合与活塞1012a相关联的排气门1052的阀杆1066a，从而使气门1052升高以离开它的座1034。与气缸套1014b的曲轴主轴颈1072b相关联的突出部1054b示成在对置的、基本上静止的活塞的阀杆之间等距离。由于气缸套1014b位于与气缸套1014b相关联的对置活塞之间的中间位置上，因此气缸套1014b目前不进行扫气。相应地，发动机缸体1013中的废气通道1037仍然没有与气缸套1014b的废气通道1036相流体连通(参见图23)。

现在，参照图49，描述外驱动系统1094的零件。外驱动系统1094把曲柄凸轮1016的往复运动和旋转运动转换成绕着功率输出轴1084的中心线的旋转运动。外驱动系统1094包括外驱动减速齿轮1082和外驱动齿轮1086。外驱动减速齿轮1082还包括内部齿轮齿1090，这些齿1090沿着外驱动齿轮接受凹口1096的边缘圆柱形壁进行设置。外驱动减速齿轮1082借助公知装置如固定器刚性地连接到功率输出驱动法兰1080上。功率输出轴1084垂直地、共心地连接到功率输出驱动法兰1080上。功率输出轴1084的中心线与第二旋转轴线1078共线。外驱动齿轮1086具有外齿轮齿1088，这些齿成形成和定尺寸成与外驱动减速齿轮1082的内齿轮齿1090相啮合。外驱动齿轮1086具有曲柄臂1070接受凹口1092，该凹口成形成和定尺寸成安装圆形曲柄臂1070。曲柄臂1070借助现有技术中公知的装置如借助固定器刚性地连接到外驱动齿轮1086的接受凹口1092中。

根据外驱动系统1094的零件的上面描述，现在描述外驱动系统1094的工作。参照图50-55，字母A用作外驱动齿轮1086上的任选基准点，而字母B用作外驱动减速齿轮1082上的任选基准点。基准字母C表示曲轴主轴颈1072b的中心点，因此表示气缸套1014b(未示出)的中心点，基准字母D表示曲轴主轴颈1072a和气缸套1014a(未示出)的中心点。

现在，参照图50，外驱动齿轮1086设置在外驱动减速齿轮1082内，因此外驱动齿轮1086的外齿轮齿1088与外驱动减速齿轮1082的内齿轮齿1090相啮合。当外驱动减速齿轮1082和外驱动齿轮1086顺时针旋转并且相互啮合时，外驱动齿轮1086上的基准点D沿着水平基准线1098进行往复运动。基准线1098表示气缸套1014b(未示出)的线性路径并且是图33-48所示出的相同基准线。同样地，基准点C沿着垂直基准线1100进行往复运动。垂直基准线1100表示气缸套1014a(未示出)的线性通道并且是图33-48所示的相同基准线。当外驱动减速齿轮1082和外驱动齿轮1086顺时针旋转时，各自沿着它们的基准线1098和1100，基准点D运动到右边并且基准点C向上运动。

现在参照图51，外驱动齿轮1086顺时针旋转1/8圈，同时外驱动减速齿轮1082从图50所示的位置上顺时针旋转1/16圈。从图51中可以清楚地知道，基准点C和D仍然位于它们的相应基准线1100和1098上，因此保持了曲轴主轴颈和它们连接的气缸套的中心的线性运动路径。

参照图52，外驱动齿轮1086现在顺时针旋转1/4圈，同时外驱动减速齿轮1082从图50所示的位置上顺时针旋转1/8圈。参照图52，可以清楚地知道，基准点C沿着线性基准线1100向上垂直地运动，同时基准点D沿着水平基准线1098从图51所示的相应位置上水平地运动到右边。基准点D目前处于它的“顶点”，因此相应气缸套处于延伸位置上，相对于与气缸套相关联的、基本上静止的对置活塞，气缸套处于TDC和BDC位置上。当外驱动齿轮1082进一步顺时针旋转时，基准点D沿着基准线1098从向右的运动方向转变到向左的运动方向。

现在，参照图53，外驱动齿轮1086旋转1/2圈，外驱动减速齿轮1082旋转1/4圈。基准点C现在处于它的顶点，因此相应的气缸套处于延伸位置上，而相对于与气缸套相关联的、两个基本上静止的对置活塞，气缸套处于TDC和BDC位置上。当外驱动齿轮1082进一步顺时针旋转时，基准点C沿着基准线1100从向上的运动方向转变到向下的运动方向。

现在，参照图54，外驱动齿轮1086旋转3/4圈。外驱动减速齿轮1082旋.3/8圈。现在，基准点C处于基准路径1100的中心处。中心位置表示，与基准点C相关联的气缸套现在与基本上静止的、与气缸套相关联的活塞等距离。相应地，基准点D现在处于顶点。因此，与基准点D相关联的气缸套处于延伸位置上，因此，相对于与气缸套相关联的、基本上静止的对置活塞，处于TDC和BDC位置上。

参照图55，外驱动齿轮1086旋转一个整圈，同时外驱动减速齿轮1082旋转1/2圈，如基准点A和B的相对位置所示一样。在外驱动齿轮1086的一个整圈中，每个各自的活塞进行一个完全的热力循环。通过控制直径和可能具有的齿轮齿的数量，可以得到发动机RPM与功率输出轴1084的RPM的不同减速比，这个对于本领域普通技术人员来讲是公知的。在图50-55所示的图解实施例中，外驱动齿轮1086具有30个齿，而外驱动减速齿轮1082具有40个齿。在外驱动齿轮1086的一个360度的旋转中，外驱动齿轮1086用凸轮带动60个齿的外驱动减速齿轮1082。外驱动减速齿轮1082具有40个齿，因此它在该过程中旋转20个齿的距离，这导致外驱动减速齿轮1082和连接起来的轴旋转180度。因此，实现了2∶1的减速比率。

常常理想的是，具有直接的外驱动轴，该驱动轴的旋转速度RPM与发动机的相同，或者更加具体地说，处于曲柄凸轮速度RPM。直接外驱动轴可以用来驱动辅件如分配器。参照图56-58来解释根据本发明所形成的直接外驱动系统1102，该系统也适合于与本发明一起使用。直接外驱动系统1102包括直接外驱动适配器1104、直接外驱动器1106、直接外驱动轴1108和滑动块体1110。这些零件结合地进行工作，以把曲柄凸轮的旋转和往复运动转换成直接外驱动输出轴1108中的旋转运动。

现在讨论直接外驱动适配器1104的结构。直接外驱动适配器1104是盘形件，该盘形件相应地具有内部(面对发动机)和外部(远离发动机)环形表面1114和1116。曲柄臂安装凹口1118形成为邻近内部环形表面1114，在该凹口中，一个曲柄臂1070(参见图31)安装于其中并且刚性地固定于其中。驱动轴1112相对于外部环形表面1116垂直地且共心地安装。驱动轴1112安装在孔1120内，而该孔设置在滑动块体1110内。

现在讨论滑动块体1110的结构。滑动块体1110通常是矩形块体结构，它具有弧形端1122，这些弧形端形成来配合直接外驱动器1106的外圆形圆周。选择滑动块体1110的长度和宽度，以能配合形成在直接外驱动器1106中的通道1124的长度和宽度，从而允许滑动块体1110安装在通道1124中。优选的是，对滑动块体1110和它支撑于其内的直接外驱动器1116的通道1124的接触表面进行磨光的精加工，以减少摩擦和磨损。

直接外驱动器1106是盘形件，该盘形件相应地具有内部(面对发动机)和外部(远离发动机)的圆形平表面1126和1128。用来安装滑动块体1110的通道1124形成在内部平表面1126上。直接驱动输出轴1108垂直地、共心地安装在外部平表面1128上。

现在参照附图59-62来描述直接外驱动系统1102的工作。现在参照图59，它示出了直接外驱动系统1102的平端部视图，该视图示出了直接外驱动适配器1104(其中拆去了曲柄凸轮)的内部平表面1114和直接外驱动器1106的内部圆形平表面1126。适配器1104的驱动轴1112以阴影示出。示出了滑动块体1110，但是大部分的滑动块体1110受到适配器1104的遮挡。字母A是直接外驱动器1106的外圆周上的任选基准点，而字母B是直接外驱动适配器1104上的任选基准点。

仍然参照图59，直接外驱动适配器1104的中心用标号1130来表示。直接外驱动器1106的中心用标号1132来表示。直接外驱动适配器1104绕着它的中心1130进行旋转，同时沿着圆形轨道1134也绕着直接外驱动器1106的中心1132进行旋转，圆形轨道1134的半径等于1/4的冲程长度。

图60示出了直接外驱动系统1102，该系统1102从图59所示的那里逆时针旋转1/4圈。图61示出了直接外驱动系统1102，该系统1102从图59所示的那里逆时针旋转了1/2圈。图62示出了直接外驱动系统1102，该系统从图59所示的那里逆时针旋转3/4圈。由于基准字母A和B在直接外驱动适配器1104和直接外驱动器1106进行旋转期间沿着径向保持对准，如图59-62所示，本领域普通技术人员清楚地知道，适配器1104和直接外驱动器1106以相同的速度进行旋转。因此，直接外驱动输出轴1108(参见图58)可以用来驱动一些零件，这些零件在发动机RPM下需要旋转输入旋转。

从图59-62中可以知道，清楚的是，滑动块体1110在工作期间不会运动。如果发动机的一些零件构造成具有0误差，那么这个将是真实的。但是，如果这些开口被构造成落入所选择的误差内，那么典型地如下面情况一样：滑动块体1110在通道1124内进行稍稍的运动，因此“吸收”这些零件的误差，从而减轻了振动并且减少了零件结合的潜力。

现在，参照图63，现在描述本发明的图解实施例的压缩比和功率设定控制系统1300。控制系统1300允许发动机的压缩比和功率设定在工作期间能够进行同时调整。更加具体地说，在低增压情况下，控制系统1300允许发动机有选择地成形成在高功率设定(全节流)下具有较小的压缩比如10∶1，并且在低功率设定(怠速)下具有高压缩比如15∶1。在高增压情况下，控制系统1300允许发动机有选择地成形成在高功率设定(全节流)具有较小的压缩比如5.6∶1，并且在低功率设定(怠速)具有大压缩比如15∶1。控制系统1300借助有选择地控制发动机的基本上静止的活塞1012的轴向位置来控制发动机的压缩比和功率设定，这个在下面将更加详细地描述。在所示出的实施例中，借助有选择地把增压流体提供到控制板1026的上部或者下部环形表面1025和1027中来调整这些活塞的轴向位置，该控制板1026沿着圆周方向连接到活塞1012上，从而迫使活塞1012沿着它的轴线进行轴向运动。

控制系统1300的主要零件包括液压泵1302、控制阀1304、控制板1026和控制板壳体1320。液压泵1302连接成借助供给线路1308和返回线路1310与控制阀1304相流体连通。液压泵1302可以是现有技术中公知的、用来提供增压控制流体的合适装置。在工作时，液压泵1302通过供给线路1308把增压控制流体如液压油排出到控制阀1304中。同样地，返回线路1310把用过的控制流体返回到液压泵1302中以进行重新增压。

控制阀1304有选择地控制控制流体流到控制板壳体1320中，从而允许有选择地控制基本上静止的活塞1012的轴向位置。控制阀1304在三个位置之间可以被驱动。在第一位置上，从液压泵1302通过供给线路1308得到的增压控制流体被输送到第一开口1311中，同时第二开口1313成形成与液压泵1302的返回线路1310相流体连通。在第二位置上，流动被反向，通过供给线路1308从液压泵1302中所得到的增压控制流体被输送到第二开口1313中，同时第一开口1311成形成与液压泵1302的返回线路1310相流体连通。在第三位置上，控制阀1304被放置在没有流动的位置上，其中防止控制流体从开口1311和1313中得到接受或者被排出。控制阀借助在现有技术中公知的任何合适装置如杆1306在三个位置之间被驱动。优选的是，杆1306的位置以直接到达功率设定装置如节流阀或者油门踏板的关系来控制。

控制板壳体1320包括圆柱形腔1322，该圆柱形腔1322安装着控制板1026。控制板把腔1322等分成上部室1316和下部室1318，其中沿着圆周方向设置在控制板1026的边缘上的控制油环1028允许上部室和下部室1316和1318独立地得到增压。辅助控制油环1323防止装在腔1322中的任何增压流体从中泄漏出来。上部室的管线1312把与每个活塞1012相关联的上部室1316连接成与控制阀1304的第一开口1311相流体连通。下部室的管线1314把与每个活塞1012相关联的下部室1316连接成与控制阀1304的第二开口1313相流体连通。

现在，根据压缩比和功率设定控制系统1300的元件的上面描述来描述工作。仍然参照图63，当控制阀1304设置在第一位置上时，从液压泵1302中所得到的增压流体直接进入到上部室1316中。增压流体作用在控制板1026的上部环形表面1025上，因此迫使控制板1026和刚性连接的活塞1012沿着活塞1012的轴向向下并且到达图64所示的位置上。相反，当控制阀1304放置在第二位置上时，从液压泵1302中所得到的增压流体直接进入到下部室1318中。增压流体作用在控制板1026的下部环形表面1027上，从而迫使控制板1026和刚性连接的活塞1012沿着活塞1012的轴线向上，从而使活塞从图64所示的位置运动到图63所示的位置上。

控制活塞1012的轴向位置可以调整发动机的压缩比。更加具体地说，气缸套1014的冲程长度保持不变。因此，借助调整活塞1012的轴向位置，位于活塞1012的顶部和气缸套1014的相对内表面之间的距离在TDC处得到减少。因此，当气缸套相对于活塞到达TDC位置上时，相同容量的燃烧气体实际上压缩成相对较小的最后容积，因此提高了压缩比，这个对于本领域普通技术人员来讲是显而易见的。例如，参照与图25相比较的图64，这两个图示在相对于所示出的活塞1012的TDC位置上，本领域普通技术人员应该知道，与图25相比，燃烧室的最后容量在图64中基本上减少了，从而导致图64中的大压缩比和图25中的相对较小的压缩比。

参照图65，控制活塞1012的轴向位置也可以同时调整发动机的功率设定。更加具体地说，借助调整活塞1012的轴向位置，可以以持续时间和表面积来有选择地控制进气口1046与燃烧室1033相流体连通的程度。借助控制进气口1046与燃烧室1033相流体连通的程度，以与传统自然吸气式发动机的化油器的蝶形阀相类似的方式来控制输送到燃烧室1033中的燃烧气体量。

参照与图27相比较的图65，本领域普通技术人员容易知道借助控制活塞1012的轴向位置来实现的功率设定或者节流效果。参照图65，活塞1012示成处于高压、低功率设定的位置，其中气缸套1014处于BDC位置上。如图65所示一样，当套处于BDC时，进气口1046借助活塞1012来得到局部阻塞。现在，参照图27，气缸套1014也处于BDC。但是，进气口1046现在完全露出，因为活塞1012相对于图65所示的活塞1012位置沿着轴向移离气缸套1014。借助使活塞1012向下移动以部分地阻塞进气口1046，进气口1046的表面积和进气口1046与燃烧室1033相流体连通的持续时间基本上得到减少。借助减少进气口1046与燃烧室1033处于流体连通的程度来减少吸入到燃烧室1033中的燃烧气体量，因此使发动机节流到较小的功率设定。如本领域普通技术人员应该知道的一样，借助完全阻塞进气口1046来关闭发动机。如本领域普通技术人员所应该知道的一样，活塞轴向位置的调整也可以控制进气过程的正时。

尽管控制系统1300的上面详细说明描述了用来使活塞1012开始运动的液压系统，但是本领域普通技术人员应该知道，驱动活塞1012的其它方法也适合与本发明一起使用。例如，活塞1012可以借助电磁系统或者机械装置(例如在该机械装置中，凸轮被旋转以有选择地给活塞1012进行定位)来驱动。

如所有内燃机一样，所示出的往复运动的内燃机1010在工作期间产生了大量的热量，绝大部分的热量是由于燃烧过程所产生的，辅助热量借助压缩气缸套内的气体和发动机1010的运动零件之间的摩擦来产生。借助冷却系统使发动机1010内的温度保持处于控制之中，而该冷却系统使冷却剂通过发动机缸体中的通道和环绕着临界零件进行循环，以除去过量的热量并且使热量所产生的应力相等。由于内燃机冷却系统的设计和零件在现有技术中是公知的，因此出于清楚原因而没有示出发动机中的冷却通道和冷却系统零件。

本发明的往复运动式内燃机的图解实施例也具有润滑系统。润滑系统减少了发动机运动零件之间的摩擦和磨损。由于内燃机润滑系统的设计和零件在现有技术中是公知的，因此出于清楚原因而没有示出发动机中的油通道和润滑系统零件。

尽管所示出的实施例描述成与以汽油为基础的燃料源一起使用，但是本领域普通技术人员应该知道，该发动机也适合与其它可燃燃料源如柴油一起使用。例如，为了使用柴油，发动机可以以现有技术中公知的方式来进行改进，如用燃料喷射器来取代火花塞，并且提高发动机的压缩比以使压缩过的燃烧气体的温度升高到超过实现使用的柴油的自燃温度。

在现有技术中本领域普通技术人员应该知道，化油作用、燃料喷射的所有公知系统或者辅助使用的涡轮增压、压缩机和增压器应该可以用在这种发动机中，必须使用或者可以使用。此外，所有公知型的点火系统、润滑系统、冷却系统、排放控制系统和在现有技术中公知的其它与发动机有关的系统可以与本发明的发动机一起使用，因此落入本发明的范围内。

本领域普通技术人员还应该知道，尽管所示出的实施例描述了本发明的四气缸变形，但是具有其它数量气缸的发动机也可以与本发明一起使用，因此落入本发明的范围内。

尽管示出和描述了本发明的图解实施例，但是应该知道的是，在没有脱离本发明精神实质和范围内可以进行各种变形。

Claims (72)

1.一种具有可调压缩比的内燃机，它具有：

(a)壳体；

(b)第一活塞组件，它可调整地连接到壳体中；

(c)第一气缸，它可往复运动地设置在壳体内，其中，在内燃机工作期间，第一气缸相对于第一活塞组件进行往复运动；及

(d)压缩比调整机构，该机构与第一活塞组件相连接并且适合在工作期间调整内燃机的压缩比。

2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，以相对于第一气缸调整第一活塞组件的空间，从而调整内燃机的压缩比。

3.如权利要求1所述的内燃机，还包括：

(a)排气门，它与第一气缸相流体连通；及

(b)曲轴，它连接到第一气缸中，其中曲轴包括突出部，该突出部用来在打开位置和关闭位置之间驱动排气门。

4.如权利要求1所述的内燃机，还包括第一进气口，它设置在第一气缸中，并且该进气口可以操纵以把气体输送到第一气缸中，其中压缩比调整机构适合调整第一活塞组件，以把第一活塞组件布置成有选择地阻止气体通过第一进气口。

5.如权利要求1所述的内燃机，该内燃机还包括：

(a)第二活塞组件，该活塞组件连接到壳体上，从而与第一活塞组件相对；及

(b)第二气缸，它连接到第一气缸上，在内燃机工作期间，第一和第二气缸相对于第一和第二活塞组件进行往复运动。

6.如权利要求5所述的内燃机，还包括：

(a)第三活塞组件，它连接到壳体上，从而与第四活塞组件相对，该第四活塞组件连接到壳体上；及

(b)第三气缸，它连接到第四气缸上，其中在内燃机工作期间，第三和第四气缸相对于第三和第四活塞组件进行往复运动，并且相对于第一和第二气缸基本上垂直地进行往复运动。

7.如权利要求1所述的内燃机，还包括曲轴，该曲轴至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸上，从而把来自内燃机的能量输送到可以连接到曲轴上的功率输出组件中。

8.如权利要求7所述的内燃机，还包括滑动件，该滑动件可以滑动地接合功率输出组件，并且使功率输出组件相互连接到曲轴上。

9.如权利要求7所述的内燃机，其特征在于，曲轴绕着第一旋转轴线和第二旋转轴线进行旋转。

10.如权利要求1所述的内燃机，还包括：曲轴，该曲轴至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸中；及减速器(reduction)，它把来自内燃机零件中的能量输送到减速系统中。

11.如权利要求10所述的内燃机，其特征在于，减速系统把曲轴的第一旋转速度调整到输出件的第二旋转速度，该输出件连接到减速系统中。

12.如权利要求10所述的内燃机，其特征在于，减速系统还包括：第一功率输送装置，该装置连接到曲轴上；及第二功率输送装置，它连接到输出件上，其中第一功率输送装置在第二功率输送装置内进行旋转。

13.如权利要求1所述的内燃机，还包括：

(a)进气室；及

(b)气体压缩装置，它连接到第一气缸上，其中当第一气缸沿着第一方向进行往复运动时，气体压缩装置通过进气室，从而压缩装于其中的气体。

14.如权利要求13所述的内燃机，第一气缸还包括燃烧室，该燃烧室由第一气缸的内腔和第一活塞组件来限定出，其中进气室的最大容积等于或者大于燃烧室的最大体积。

15.如权利要求13所述的内燃机，还包括：进气口，它与进气室相流体连通；及第一气缸，它允许气体压缩装置所压缩过的气体释放到第一气缸中。

16.如权利要求1所述的内燃机，还包括设置在第一气缸中的第一进气口，其中在可调整的持续时间内第一进气口可操纵地把气体输送到第一气缸中，其中压缩比调整机构与第一活塞组件相连通以调整持续时间。

17.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构在第一位置和第二位置之间驱动第一活塞组件，其中第一位置使内燃机处于高压缩比和小功率设置构造下；该第二位置使内燃机处于小压缩比和高功率设置构造下。

18.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，内燃机是二冲程循环内燃机。

19.一种具有压缩比的内燃机，它具有：

(a)壳体；

(b)第一活塞组件，它可调整地连接到壳体中；

(c)第一气缸，它可往复运动地设置在壳体内，其中，在内燃机工作期间，第一气缸相对于第一活塞组件进行往复运动；及

(d)排气门，它与第一气缸相流体连通；及

(e)往复运动和旋转机构，该机构连接到第一气缸中，其中该往复运动和旋转机构包括突出部，该突出部用来在打开位置和关闭位置之间驱动排气门。

20.如权利要求19所述的内燃机，还包括压缩比调整机构，它与第一活塞组件相连通并且在工作期间适合调整内燃机的压缩比。

21.如权利要求19所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，以调整第一活塞组件与第一气缸间的空间。

22.如权利要求21所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，以根据节流位置来调整内燃机的压缩比。

23.如权利要求19所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构在第一位置和第二位置之间驱动第一活塞组件，其中第一位置使内燃机处于高压缩比和小功率设置构造(configuration)下；该第二位置使内燃机处于小压缩比和高功率设置构造下。

24.如权利要求19所述的内燃机，还包括第一进气口，它设置在第一气缸中，并且该进气口可以操纵以把气体输送到第一气缸中，其中压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，以把第一活塞组件布置成有选择地阻止气体通过第一进气口。

25.如权利要求19所述的内燃机，该内燃机还包括：

(a)第二活塞组件，该活塞组件连接到壳体上，从而与第一活塞组件相对；及

(b)第二气缸，它连接到第一气缸上，在内燃机工作期间，第一和第二气缸相对于第一和第二活塞组件进行往复运动。

26.如权利要求25所述的内燃机，还包括：

(a)第三活塞组件，它连接到壳体上，从而与第四活塞组件相对，该第四活塞组件连接到壳体上；及

(b)第三气缸，它连接到第四气缸上，其中在内燃机工作期间，第三和第四气缸相对于第三和第四活塞组件进行往复运动，并且相对于第一和第二气缸基本上垂直地进行往复运动。

27.如权利要求19所述的内燃机，还包括往复运动和旋转机构，该机构至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸上，从而把来自内燃机的能量输送到与往复运动和旋转机构相连接的功率输出组件中。

28.如权利要求27所述的内燃机，还包括滑动件，该滑动件可以滑动地接合功率输出组件，并且使功率输出组件相互连接到该往复运动和旋转机构上。

29.如权利要求27所述的内燃机，其特征在于，往复运动和旋转机构绕着两个旋转轴线进行旋转。

30.如权利要求19所述的内燃机，还包括：往复运动和旋转机构，该机构至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸中；及减速系统，它把来自内燃机零件中的能量输送到减速系统中。

31.如权利要求30所述的内燃机，其特征在于，减速系统把往复运动和旋转的机构的第一旋转速度调整到减速系统的输出件的第二旋转速度。

32.如权利要求30所述的内燃机，其特征在于，减速系统还包括：驱动装置，该装置连接到往复运动和旋转机构上；及从动装置，它连接到输出件上，其中驱动装置在从动装置中进行旋转。

33.如权利要求19所述的内燃机，还包括：

(a)进气室；及

(b)气体压缩装置，它连接到第一气缸上，其中当第一气缸沿着第一方向进行往复运动时，气体压缩装置通过进气室，从而压缩装于其中的气体。

34.如权利要求33所述的内燃机，还包括：进气口，它与进气室相流体连通；及第一气缸，它允许气体压缩装置所压缩过的气体释放到第一气缸中。

35.如权利要求19所述的内燃机，还包括设置在第一气缸中的第一进气口，其中在可调整的持续时间内第一进气口可操纵地把气体输送到第一气缸中，其中压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，从而有选择地调整第一进气口可操纵地把气体输送到第一气缸中的持续时间。

36.如权利要求19所述的内燃机，其特征在于，内燃机是二冲程循环内燃机。

37.一种具有可调压缩比的内燃机，它具有：

(a)壳体；

(b)第一活塞组件和第二活塞组件，其中第一和第二活塞组件可调整地连接到壳体上，从而允许在内燃机工作期间调整压缩比；及

(c)第一气缸套，它安装在壳体内，其中，第一气缸套可操纵地在第一和第二活塞组件之间进行往复运动。

38.如权利要求37所述的内燃机，其特征在于，气缸套设置在壳体内，因此一部分第一活塞组件安装在气缸套的第一端内，并且一部分第二活塞组件安装在气缸套的第二端内。

39.如权利要求37所述的内燃机，还包括压缩比调整机构，它与第一活塞组件相连通并且在工作期间适合调整内燃机的压缩比。

40.如权利要求39所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，以调整第一活塞组件相对于第一气缸套的空间，从而调整内燃机的压缩比。

41.如权利要求37所述的内燃机，还包括：

(a)排气门，它与第一气缸套相流体连通；及

(b)往复运动和旋转机构，它连接到第一气缸套上，其中往复运动和旋转机构包括突出部，该突出部用来在打开位置和关闭位置之间驱动排气门。

42.如权利要求37所述的内燃机，还包括第一进气口，它设置在第一气缸套中，并且该进气口可以操纵以把气体输送到第一气缸套中，其中压缩比调整机构适合调整第一活塞组件，从而有选择地阻止气体通过第一进气口。

43.如权利要求37所述的内燃机，该内燃机还包括：

(a)第三活塞组件，它连接到壳体上，从而与第四活塞组件相对，该第四活塞组件连接到壳体上；及

(b)第二气缸套，其中在内燃机工作期间，第二气缸套相对于第三和第四活塞组件进行往复运动，并且相对于第二气缸套基本上垂直地进行往复运动。

44.如权利要求37所述的内燃机，还包括往复运动和旋转机构，该机构至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸套上，从而把来自内燃机的能量输送到与往复运动和旋转机构相连通的功率输出组件中。

45.如权利要求44所述的内燃机，还包括滑动件，该滑动件可以滑动地接合功率输出组件，并且使功率输出组件相互连接到往复运动和旋转机构上。

46.如权利要求37所述的内燃机，还包括：往复运动和旋转机构，该机构至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸中，从而把来自内燃机零件中的能量输送到减速系统中。

47.如权利要求46所述的内燃机，其特征在于，减速系统把往复运动和旋转机构的第一旋转速度调整到减速系统的输出件的第二旋转速度。

48.如权利要求46所述的内燃机，其特征在于，减速系统还包括：驱动装置，该装置连接到往复运动和旋转机构上；及从动装置，它连接到输出件上，其中驱动装置在从动装置中进行旋转。

49.如权利要求37所述的内燃机，还包括：

(a)进气室；及

(b)气体压缩装置，它连接到第一气缸套上，其中当第一气缸套沿着第一方向进行往复运动时，气体压缩装置通过进气室，从而压缩装于其中的气体。

50.如权利要求49所述的内燃机，第一气缸套还包括燃烧室，该燃烧室由第一气缸套的内部腔和第一活塞组件来限定出，其中进气室的最大容积等于或者大于燃烧室的最大容积。

51.如权利要求50所述的内燃机，还包括：进气口，它与进气室相流体连通；及第一气缸套，它允许气体压缩装置所压缩过的气体释放到第一气缸套中。

52.如权利要求37所述的内燃机，还包括设置在第一气缸套中的第一进气口，其中在可调整的持续时间内第一进气口可操纵地把气体输送到第一气缸套中，其中压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，从而把第一活塞组件定位成能够调整该持续时间。

53.如权利要求39所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构与第一活塞组件相通从而调整第一活塞组件与第一气缸之间的空间。

54.如权利要求39所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构与第一活塞组件相连，以根据功率设定装置的位置来调整内燃机的压缩比。

55.如权利要求39所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构在第一位置和第二位置之间驱动第一活塞组件，其中第一位置使内燃机处于高压缩比和小功率设置构造(configuration)下；该第二位置使内燃机处于小压缩比和高功率设置构造下。

56.如权利要求37所述的内燃机，其特征在于，内燃机是二冲程循环内燃机。

57.一种内燃机，它具有：

(a)壳体；

(b)第一气缸，它设置在壳体内；

(c)第一进气口，它与第一气缸相流体连通；

(d)第一活塞组件，它设置在第一气缸内，其中第一气缸适合相对于第一活塞组件进行往复运动，在内燃机工作期间，第一活塞组件可以调整以有选择地阻止气体通过第一进气口。

58.如权利要求57所述的内燃机，还包括压缩比调整机构，它与第一活塞组件相连接并且在工作期间适合调整内燃机的压缩比。

59.如权利要求58所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构与第一活塞组件相连通，以调整第一活塞组件与第一气缸之间的空间，从而调整内燃机的压缩比。

60.如权利要求57所述的内燃机，还包括：

(a)排气门，它与第一气缸相流体连通；及

(b)曲轴，它连接到第一气缸上，其中曲轴包括突出部，该突出部用来在打开位置和关闭位置之间驱动排气门。

61.如权利要求58所述的内燃机，其特征在于，压缩比调整机构适合调整第一活塞组件，从而有选择地阻止气体通过第一进气口。

62.如权利要求57所述的内燃机，该内燃机还包括：

(a)第二活塞组件，它连接到壳体上，从而与第一活塞组件相对；及

(b)第二气缸，它连接到第一气缸中，其中在内燃机工作期间，第一和第二气缸相对于第一和第二活塞组件进行往复运动。

63.如权利要求62所述的内燃机，还包括：

(a)第三活塞组件，它连接到壳体上，从而与第四活塞组件相对，该第四活塞组件连接到壳体上；及

(b)第三气缸，它连接到第四气缸上，其中在内燃机工作期间，第三气缸和第四气缸相对于第三和第四活塞组件进行往复运动，并且相对于第一和第二气缸基本上垂直地进行往复运动。

64.如权利要求57所述的内燃机，还包括曲轴，该曲轴至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸上，从而把来自内燃机的能量输送到与曲轴相连接的功率输出组件中。

65.如权利要求64所述的内燃机，还包括滑动件，该滑动件可以滑动地接合功率输出组件，并且使功率输出组件相互连接到曲轴上。

66.如权利要求65所述的内燃机，其特征在于，曲轴绕着第一旋转轴线和第二旋转轴线进行旋转。

67.如权利要求57所述的内燃机，还包括：曲轴，它至少部分地设置在壳体内并且连接到第一气缸中，从而把来自内燃机零件中的能量输送到减速系统中。

68.如权利要求67所述的内燃机，其特征在于，减速系统把曲轴的第一旋转速度调整成减速系统的输出件的第二旋转速度。

69.如权利要求67所述的内燃机，其特征在于，减速系统还包括：第一功率输送装置，该装置连接到曲轴上；及第二功率输送装置，它连接到输出件上，其中第一功率输送装置在第二功率输送装置中进行旋转。

70.如权利要求57所述的内燃机，还包括：

(a)进气室；及

(b)气体压缩装置，它连接到第一气缸上，其中当第一气缸沿着第一方向进行往复运动时，气体压缩装置通过进气室，从而压缩装于其中的气体。

71.如权利要求70所述的内燃机，第一气缸还包括燃烧室，该燃烧室由第一气缸的内部腔和第一活塞组件来限定出，其中进气室的最大容积等于或者大于燃烧室的最大容积。

72.如权利要求57所述的内燃机，其特征在于，内燃机是二冲程循环内燃机。

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