專利名稱：氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別是一種氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
自從發(fā)動(dòng)機(jī)誕生以來，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的高效密封一直是發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)者和制造商 所追求的重中之重，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)活塞與氣缸套之間通過機(jī)油潤滑活塞環(huán)的設(shè)置，使活塞與 氣缸套之間滑動(dòng)密封，這種結(jié)構(gòu)確實(shí)大幅度提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的密封性，但是由于氣缸套和活 塞以及活塞環(huán)之間存在滑動(dòng)摩擦，對于活塞、活塞環(huán)尤其是氣缸套的材料要求具有相當(dāng)高 的耐磨性能，為了維持發(fā)動(dòng)機(jī)的密封性、密封的持續(xù)性以及發(fā)動(dòng)機(jī)壽命就必須采用高耐磨 材料制成的氣缸套，并采用機(jī)油進(jìn)行潤滑，這樣就決定了發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套和活塞的工作溫度 必須保持在較低水平(現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)在400 500°C之間)。在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)中這個(gè)溫 度無法再提高，否則就可能出現(xiàn)機(jī)油變質(zhì)、氣缸套熔化、活塞熱損等問題。然而，眾所周知， 為了維持活塞和氣缸套之間這一較低溫度，就要對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻以致燃料30%左右 的能量將通過缸套、活塞和缸蓋流出，形成利用價(jià)值不大的低品質(zhì)余熱。為此，本申請人申 請了“懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)”(申請?zhí)枮?00910143760. 7和200920157318. 5)，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)活 塞和氣缸套間的在高溫狀態(tài)能夠既密封又不會(huì)嚴(yán)重磨損的問題。但是，為了防止新鮮空氣 進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的外表面和氣缸內(nèi)表面形成的空隙而在高溫高壓下產(chǎn)生過多的氮氧化物 的問題，需要發(fā)明一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)來解決這一難題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的上述缺陷，本實(shí)用新型公開了一種氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng) 機(jī)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸和活塞，在與所述活塞的活塞上止點(diǎn)對 應(yīng)的所述氣缸上的上止點(diǎn)和與所述活塞的活塞下止點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸上的下止點(diǎn)之間的 全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)所述活塞與所述氣缸非接觸懸浮設(shè)置，在與所述活塞的 活塞上止點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸上的上止點(diǎn)以下的所述氣缸的氣缸側(cè)壁上和/或在所述活塞 的活塞懸浮段側(cè)壁上設(shè)有缸體氣體通道；所述缸體氣體通道與有壓氣體源連通；或設(shè)置氣體振蕩儲(chǔ)氣囊，所述缸體氣體通 道與所述氣體振蕩儲(chǔ)氣囊連通。當(dāng)所述缸體氣體通道設(shè)置在所述氣缸側(cè)壁上時(shí)，所述缸體氣體通道設(shè)置在所述上 止點(diǎn)和所述下止點(diǎn)之間，并且所述缸體氣體通道靠近所述下止點(diǎn)設(shè)置。當(dāng)所述缸體氣體通道設(shè)置在所述活塞懸浮段側(cè)壁上時(shí)，所述氣體振蕩儲(chǔ)氣囊設(shè)置 在所述活塞的內(nèi)部。在所述缸體氣體通道與所述有壓氣體源之間或者在所述缸體氣體通道與所述氣 體振蕩儲(chǔ)氣囊之間設(shè)有正時(shí)控制裝置。在所述活塞的外表面設(shè)活塞隔熱結(jié)構(gòu)，和/或在所述活塞的活塞內(nèi)頂壁上和/或活塞內(nèi)側(cè)壁上設(shè)所述活塞隔熱結(jié)構(gòu)，所述活塞隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)為活塞隔熱夾層或活塞隔熱層或 所述活塞隔熱夾層和所述活塞隔熱層的組合；和/或所述氣缸的氣缸內(nèi)側(cè)壁和氣缸外側(cè)壁 同時(shí)或單獨(dú)設(shè)氣缸隔熱結(jié)構(gòu)，所述氣缸隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)為氣缸隔熱夾層或氣缸隔熱層或所述氣 缸隔熱夾層和所述氣缸隔熱層的組合。當(dāng)所述缸體氣體通道為多個(gè)時(shí)，在所述缸體氣體通道的外側(cè)設(shè)有連通氣體通道結(jié) 構(gòu)體，每個(gè)所述缸體氣體通道與所述連通氣體通道結(jié)構(gòu)體連通，所述連通氣體通道結(jié)構(gòu)體 經(jīng)正時(shí)控制裝置與所述有壓氣體源連通。所述正時(shí)控制裝置設(shè)為電磁閥式正時(shí)控制裝置；或所述正時(shí)控制裝置設(shè)為由正 時(shí)切換結(jié)構(gòu)體和正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的機(jī)械式正時(shí)控制裝置，所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體設(shè)置在所 述氣缸的外側(cè)，并與所述氣缸的外側(cè)壁密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體上設(shè)有結(jié)構(gòu)體 氣體通道和正時(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)體氣體通道經(jīng)所述正時(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)受所述正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 控制與所述缸體氣體通道連通和斷開，在所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體的外側(cè)壁處設(shè)有密封氣體通 道，所述密封氣體通道與所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，所述密封氣體通道與所述有 壓氣體源連通。所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體與所述氣缸的外側(cè)壁密封滑動(dòng)接觸，所述密封氣體通道與所 述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸。所述活塞和所述氣缸在下止點(diǎn)以外的部分密封滑動(dòng)接觸。在所述氣缸的下部設(shè)有冷卻水套。本實(shí)用新型所謂的非接觸懸浮設(shè)置是指氣缸與活塞之間既不發(fā)生接觸又維持相 當(dāng)小的間隙，從而實(shí)現(xiàn)既密封又不磨損的目的。本實(shí)用新型中所謂的有壓氣源可以是有壓 氮?dú)庠础⒂袎核魵庠椿虬l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的有壓廢氣源。本實(shí)用新型所謂的氣體振蕩儲(chǔ)氣囊是 指具有振蕩功能的腔體容器，可以是圓形、矩形等。本實(shí)用新型中所謂的氣體占位是指缸體進(jìn)氣通道受正時(shí)控制裝置控制，在發(fā)動(dòng)機(jī) 壓縮沖程開始至作功沖程結(jié)束向發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的外表面和氣缸的內(nèi)表面形成的空隙內(nèi)充入 有壓氣體，使有壓氣體占據(jù)該空隙，而使新鮮空氣無法進(jìn)入上述空隙，減少有害氣體(如氮 氧化物)的產(chǎn)生。其次，有壓氣體在從缸體氣體通道進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的外表面和氣缸的 內(nèi)表面形成的空隙的過程中，可以把缸體氣體通道附近的氣缸和活塞的熱量重新泵到氣缸 和活塞的上部以及燃燒室內(nèi)，在對氣缸和活塞密封滑動(dòng)導(dǎo)向部位起到冷卻作用的同時(shí)，提 高了熱量的利用效率，而不像傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)那樣，為了冷卻相互運(yùn)動(dòng)的部件將多余的熱量強(qiáng) 制散發(fā)到大氣中而白白浪費(fèi)能源；再者，因?yàn)橛袎簹怏w的占位作用，新鮮空氣不會(huì)被擠壓入 上述空隙，燃燒室的體積不會(huì)受上述空隙的大小影響而相對保持不變，同時(shí)由于有壓氣體 充入上述空隙內(nèi)，起到了增加燃燒室氣體質(zhì)量的作用，不但不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的作功能力，發(fā) 動(dòng)機(jī)的作功能力反而更強(qiáng)；最后，在進(jìn)氣和排氣沖程的過程中，缸體氣體通道處于斷開狀 態(tài)，與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有壓氣體對進(jìn)排氣沒有影響?；钊魺峤Y(jié)構(gòu)設(shè)置的目的是為了減少熱量損失，同理，氣缸隔熱結(jié)構(gòu)的設(shè)置也是 為了減少熱量損失。所謂的隔熱夾層是指設(shè)置在氣缸或活塞內(nèi)部的真空結(jié)構(gòu)，用來減少熱 量的損失。所謂正時(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)是指設(shè)置在正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體上的，受正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的結(jié) 構(gòu)，如齒輪，齒條等。所謂正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是指可按發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)關(guān)系運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以是電腦(CPU)控制的電機(jī)，也可以是與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連動(dòng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置。本實(shí)用新型中在氣缸下部設(shè)置冷卻水套的目的是為了保證活塞和氣缸在下止點(diǎn) 以外部分的可靠密封滑動(dòng)接觸，維持溫度的均勻性以減少冷熱形變，保持活塞與氣缸的高 度密封性。實(shí)施時(shí)，有壓氣體源可以是有壓氮?dú)庠?、有壓水蒸氣源或有壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣源。本實(shí)用新型有以下積極有益的效果1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，便于機(jī)械加工，成本低；2、本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞和氣缸套在高溫狀態(tài)下能夠既密封又不磨損， 可大幅提高熱效率。3、由于有壓氣體的占位作用一即占有了氣缸內(nèi)壁與活塞外壁形成的空隙，即使 在高溫高壓下，該空隙內(nèi)也不產(chǎn)生氮氧化物，環(huán)保性能好。4、有壓氣體在從缸體氣體通道進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的外表面和氣缸的內(nèi)表面形成 的空隙的過程中，可以把缸體氣體通道附近氣缸和活塞的熱量重新泵到氣缸和活塞的上部 以及燃燒室內(nèi)，在對氣缸和活塞密封滑動(dòng)導(dǎo)向部位起到冷卻作用的同時(shí)，提高了熱量的利 用效率。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5和圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7和圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9和圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸1和活塞2，在與活塞2的活塞 上止點(diǎn)對應(yīng)的氣缸1上的上止點(diǎn)21和與活塞2的活塞下止點(diǎn)對應(yīng)的氣缸1上的下止點(diǎn)22 之間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)活塞2與氣缸1非接觸懸浮設(shè)置，在與活塞2的 活塞上止點(diǎn)對應(yīng)的氣缸1上的上止點(diǎn)21以下的氣缸1的氣缸側(cè)壁201上設(shè)有一個(gè)或多個(gè) 缸體氣體通道7，缸體氣體通道7直接與有壓氣體源6連通。實(shí)施時(shí)，有壓氣體源為有壓氮?dú)庠础Ｔ诨钊?運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)行程中有壓氣體源6 中的氮?dú)庠丛床粩嗟慕?jīng)由缸體氣體通道7和間隙33進(jìn)入氣缸1，通過實(shí)驗(yàn)或/和理論計(jì)算， 調(diào)節(jié)活塞2與氣缸1之間的間隙33大小、缸體氣體通道7的個(gè)數(shù)和直徑大小、有壓氣體源 6的氮?dú)鈮簭?qiáng)這幾個(gè)數(shù)據(jù)，可以使得一方面在活塞2運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)行程中都有有壓氣體源 6內(nèi)的氮?dú)庠丛床粩嗟挠砷g隙33進(jìn)入氣缸1，即在活塞2運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)行程中都有有壓氣 體源6內(nèi)的氮?dú)庠丛床粩嗟某錆M間隙33，從而防止間隙33中產(chǎn)生氮氧化物；另一方面經(jīng)由 間隙33進(jìn)入氣缸1的氮?dú)獾牧孔銐虻纳?，以至于其對氣缸?nèi)的爆炸燃燒產(chǎn)生的影響非常的小，可以忽略不計(jì)。此外，當(dāng)缸體氣體通道7設(shè)置在氣缸側(cè)壁201上時(shí)，缸體氣體通道7可以設(shè)置在上 止點(diǎn)21和下止點(diǎn)22之間，并且缸體氣體通道7靠近下止點(diǎn)22設(shè)置。實(shí)施例2如圖2所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞2全部或部分設(shè)置在氣缸1內(nèi)，活塞 2在氣缸1的上止點(diǎn)21和下止點(diǎn)22間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)與氣缸1非接 觸懸浮設(shè)置，在氣缸1的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)缸體氣體通道7，在缸體氣體通道7的外部 設(shè)有氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110，缸體氣體通道7與氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110連通。眾所周知，如果在一個(gè)封閉容器A的壁上設(shè)有小孔C，此小孔C將該封閉容器的內(nèi) 腔與氣體外界B聯(lián)通，此時(shí)如果氣體外界B的壓強(qiáng)發(fā)生波動(dòng)，封閉容器A內(nèi)的壓強(qiáng)也會(huì)波 動(dòng)，但是封閉容器A內(nèi)的壓強(qiáng)的波動(dòng)相對于氣體外界B的壓強(qiáng)波動(dòng)存在滯后，這種滯后關(guān)系 會(huì)導(dǎo)致氣體外界B中的氣體流進(jìn)流出小孔C的方向和量的變化，這樣，好比氣體在封閉容器 A和氣體外界B之間振蕩一樣。在本實(shí)用新型中，利用了這種原理，將缸體氣體通道7與氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110連 通。在爆炸作功沖程開始時(shí)氣缸1內(nèi)的壓力迅速升高，氣缸1內(nèi)的高壓迫使爆炸燃燒后產(chǎn) 生的廢氣先后通過間隙33和缸體氣體通道7進(jìn)入氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110，并且一定量的廢氣 儲(chǔ)存在氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110中。在爆炸作功沖程的末期、排氣沖程、吸氣沖程和壓縮沖程 中，氣缸1內(nèi)的壓力降低，儲(chǔ)存在氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110中的部分氣體又反向通過缸體氣體通 道7和間隙33回流到氣缸1內(nèi)，如此循環(huán)反復(fù)。通過實(shí)驗(yàn)或/和理論計(jì)算，調(diào)節(jié)間隙33大 小、缸體氣體通道7的個(gè)數(shù)和直徑大小、氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110的體積這幾個(gè)數(shù)據(jù)，可以使得 一方面在整個(gè)吸氣和壓縮沖程中，氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110內(nèi)廢氣的壓強(qiáng)依然大于氣缸1內(nèi)的 壓強(qiáng)，即保證在整個(gè)吸氣和壓縮沖程中活塞2與氣缸1之間的間隙33中始終充滿氣體振蕩 儲(chǔ)氣囊110中流出的廢氣，從而防止新鮮空氣進(jìn)入間隙33，降低間隙33中產(chǎn)生氮氧化物的 機(jī)率；另一方面使得氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110通過缸體氣體通道7和間隙33流入氣缸1廢氣的 量足夠的少，以至于其對發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣量、燃燒狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)效率的影響足夠小以至于可 以忽略不計(jì)。本設(shè)計(jì)的優(yōu)勢還在于，起到平衡氣缸1內(nèi)壓力的作用，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的工作更加 的平穩(wěn)。實(shí)施例3如圖3所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于缸體氣體通道 7設(shè)置在活塞懸浮段側(cè)壁202上，氣體振蕩儲(chǔ)氣囊110設(shè)置在活塞2的內(nèi)部。實(shí)施例4如圖4所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞2全部或部分設(shè)置在氣缸1內(nèi)，活塞 2在氣缸1的上止點(diǎn)21和下止點(diǎn)22間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)與氣缸1非接 觸懸浮設(shè)置，在氣缸1的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)缸體氣體通道7，缸體氣體通道7直接或間 接與有壓氣體源6連通。在缸體氣體通道7與有壓氣體源6之間設(shè)有正時(shí)控制裝置5。實(shí) 施時(shí)，有壓氣體源為有壓水蒸氣源。正時(shí)控制裝置5控制缸體氣體通道7只在吸氣和壓縮 沖程打開，從而防止該兩個(gè)沖程中新鮮空氣進(jìn)入間隙33中，從而降低間隙33中產(chǎn)生氮氧化 物的機(jī)率。實(shí)施例5[0046]如圖5和圖6所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，在活塞2的外表面設(shè)活塞隔熱結(jié) 構(gòu)3，和/或在活塞2的活塞內(nèi)頂壁上和/或活塞內(nèi)側(cè)壁上設(shè)活塞隔熱結(jié)構(gòu)3，活塞隔熱結(jié) 構(gòu)3設(shè)為活塞隔熱夾層31或活塞隔熱層32或活塞隔熱夾層31和活塞隔熱層32的組合； 和/或氣缸1的氣缸內(nèi)側(cè)壁和氣缸外側(cè)壁同時(shí)或單獨(dú)設(shè)氣缸隔熱結(jié)構(gòu)4，氣缸隔熱結(jié)構(gòu)4設(shè) 為氣缸隔熱夾層41或氣缸隔熱層42或氣缸隔熱夾層41和氣缸隔熱層42的組合。實(shí)施例6如圖7和圖8所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，在氣缸1的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)缸體 氣體通道7的結(jié)構(gòu)中，在缸體氣體通道7的外側(cè)設(shè)有連通氣體通道結(jié)構(gòu)體71，每個(gè)缸體氣體 通道7與連通氣體通道結(jié)構(gòu)體71連通，連通氣體通道結(jié)構(gòu)體71經(jīng)正時(shí)控制裝置5與有壓 氣體源6連通。實(shí)施例7如圖9和圖10所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，正時(shí)控制裝置5設(shè)為電磁閥式正 時(shí)控制裝置，或正時(shí)控制裝置5設(shè)為由正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體9和正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11構(gòu)成的機(jī)械式 正時(shí)控制裝置901，正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體9設(shè)置在氣缸1的外側(cè)，并與氣缸1的外側(cè)壁密封轉(zhuǎn)動(dòng) 接觸，正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體9上設(shè)有結(jié)構(gòu)體氣體通道91和正時(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)10，結(jié)構(gòu)體氣體通道91 經(jīng)正時(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)10受正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11控制與缸體氣體通道7連通和斷開，在正時(shí)切換結(jié) 構(gòu)體9的外側(cè)壁處設(shè)有密封氣體通道72，密封氣體通道72與正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體9密封轉(zhuǎn)動(dòng)接 觸，密封氣體通道72與有壓氣體源6連通。具體實(shí)施時(shí)，正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體9也可設(shè)為與氣缸外壁和密封氣體通道72滑動(dòng)密封 接觸。正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可是機(jī)械式、電磁式或液壓式。如圖1、2、3、4、5、6、7或9所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞2和氣缸1在下 止點(diǎn)22以外的部分密封滑動(dòng)接觸。如圖1、2、3、4、5、6、7或9所示的氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，在氣缸1的下部設(shè)有 冷卻水套8。
權(quán)利要求1.一種氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸(1)和活塞O)，其特征在于在與所述活 塞O)的活塞上止點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸(1)上的上止點(diǎn)和與所述活塞O)的活塞下止 點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸(1)上的下止點(diǎn)0 之間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)所述活 塞( 與所述氣缸(1)非接觸懸浮設(shè)置，在與所述活塞O)的活塞上止點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸 (1)上的上止點(diǎn)以下的所述氣缸(1)的氣缸側(cè)壁(201)上和/或在所述活塞O)的活 塞懸浮段側(cè)壁(20 上設(shè)有缸體氣體通道(7)；所述缸體氣體通道(7)與有壓氣體源(6)連通；或設(shè)置氣體振蕩儲(chǔ)氣囊(110)，所述缸 體氣體通道(7)與所述氣體振蕩儲(chǔ)氣囊(110)連通。
2.如權(quán)利要求1所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于當(dāng)所述缸體氣體通道(7) 設(shè)置在所述氣缸側(cè)壁(201)上時(shí)，所述缸體氣體通道(7)設(shè)置在所述上止點(diǎn)和所述下 止點(diǎn)0 之間，并且所述缸體氣體通道(7)靠近所述下止點(diǎn)0 設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于當(dāng)所述缸體氣體通道(7) 設(shè)置在所述活塞懸浮段側(cè)壁(20 上時(shí)，所述氣體振蕩儲(chǔ)氣囊(110)設(shè)置在所述活塞(2) 的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述缸體氣 體通道(7)與所述有壓氣體源(6)之間或者在所述缸體氣體通道(7)與所述氣體振蕩儲(chǔ)氣 囊(110)之間設(shè)有正時(shí)控制裝置(5)。
5.如權(quán)利要求4所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述活塞O)的外表 面設(shè)活塞隔熱結(jié)構(gòu)(3)，和/或在所述活塞( 的活塞內(nèi)頂壁上和/或活塞內(nèi)側(cè)壁上設(shè) 所述 活塞隔熱結(jié)構(gòu)(3)，所述活塞隔熱結(jié)構(gòu)(3)設(shè)為活塞隔熱夾層(31)或活塞隔熱層(32)或所 述活塞隔熱夾層(31)和所述活塞隔熱層(3 的組合；和/或所述氣缸(1)的氣缸內(nèi)側(cè)壁 和氣缸外側(cè)壁同時(shí)或單獨(dú)設(shè)氣缸隔熱結(jié)構(gòu)G)，所述氣缸隔熱結(jié)構(gòu)(4)設(shè)為氣缸隔熱夾層 (41)或氣缸隔熱層0 或所述氣缸隔熱夾層Gl)和所述氣缸隔熱層0 的組合。
6.如權(quán)利要求4所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于當(dāng)所述缸體氣體通道(7) 為多個(gè)時(shí)，在所述缸體氣體通道(7)的外側(cè)設(shè)有連通氣體通道結(jié)構(gòu)體(71)，每個(gè)所述缸體 氣體通道(7)與所述連通氣體通道結(jié)構(gòu)體(71)連通，所述連通氣體通道結(jié)構(gòu)體(71)經(jīng)正 時(shí)控制裝置( 與所述有壓氣體源(6)連通。
7.如權(quán)利要求4所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述正時(shí)控制裝置(5) 設(shè)為電磁閥式正時(shí)控制裝置；或所述正時(shí)控制裝置(5)設(shè)為由正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體(9)和正時(shí) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)構(gòu)成的機(jī)械式正時(shí)控制裝置(901)，所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體(9)設(shè)置在所述氣 缸(1)的外側(cè)，并與所述氣缸(1)的外側(cè)壁密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體(9)上設(shè)有 結(jié)構(gòu)體氣體通道(91)和正時(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(10)，所述結(jié)構(gòu)體氣體通道(91)經(jīng)所述正時(shí)驅(qū)動(dòng)結(jié) 構(gòu)(10)受所述正時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)控制與所述缸體氣體通道(7)連通和斷開，在所述正時(shí) 切換結(jié)構(gòu)體(9)的外側(cè)壁處設(shè)有密封氣體通道(72)，所述密封氣體通道(72)與所述正時(shí)切 換結(jié)構(gòu)體(9)密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，所述密封氣體通道(7 與所述有壓氣體源(6)連通。
8.如權(quán)利要求7所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體(9) 與所述氣缸(1)的外側(cè)壁密封滑動(dòng)接觸，所述密封氣體通道(72)與所述正時(shí)切換結(jié)構(gòu)體 (9)密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸。
9.如權(quán)利要求4所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述活塞( 和所述氣缸(1)在下止點(diǎn)0 以外的部分密封滑動(dòng)接觸。
10.如權(quán)利要求4所述氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述氣缸(1)的下部 設(shè)有冷卻水套(8)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氣體占位懸浮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸和活塞，在與所述活塞的活塞上止點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸上的上止點(diǎn)和與所述活塞的活塞下止點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸上的下止點(diǎn)之間的全部行程范圍內(nèi)或部分行程范圍內(nèi)所述活塞與所述氣缸非接觸懸浮設(shè)置，在與所述活塞的活塞上止點(diǎn)對應(yīng)的所述氣缸上的上止點(diǎn)以下的所述氣缸的氣缸側(cè)壁上和/或在所述活塞的活塞懸浮段側(cè)壁上設(shè)有缸體氣體通道；所述缸體氣體通道與有壓氣體源連通；或設(shè)置氣體振蕩儲(chǔ)氣囊，所述缸體氣體通道與所述氣體振蕩儲(chǔ)氣囊連通。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞和氣缸在高溫狀態(tài)下既密封又不磨損，在減少氮氧化物的同時(shí)，提高熱效率，減少燃料的消耗，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F02F1/14GK201891500SQ20102026347
公開日2011年7月6日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者靳北彪 申請人:靳北彪