專利名稱：內燃機的改進和有關內燃機的改進的制作方法
導論本發(fā)明涉及內燃機。
就環(huán)境保護而言，柴油是大大優(yōu)于汽油的。在理論上講，對完全相同的速度來說，兩沖程發(fā)動機可以產(chǎn)生四沖程發(fā)動機的兩倍的輸出功率，因此兩沖程發(fā)動機很自然地大大優(yōu)于四沖程發(fā)動機。但由于許多原因的影響，實際情況明顯不是這樣，并且兩沖程發(fā)動機在環(huán)境保護上是不可接受的，因為它們是主要的污染源。據(jù)估算，用來潤滑發(fā)動機的潤滑油/燃油混合物的大約40％沒有燃燒就排到排氣中了。在許多國家日益嚴格的排放標準實際上禁止使用常規(guī)的兩沖程發(fā)動機。
許多發(fā)動機的進一步問題是它們是處于腐蝕或其他不適當?shù)沫h(huán)境下工作。人們注意到壓縮點火發(fā)動機比其他類型的內燃機更有效，特別是在上述情況下。它們也特別適用于連續(xù)運行。低功率輸出的壓縮點火發(fā)動機的一個問題是它們通常太重。例如一臺產(chǎn)生大約6馬力功率的常規(guī)壓縮點火發(fā)動機其重量超過136kg(300磅)，這是公知的。除了固定使用外，一臺這樣的發(fā)動機的用途通常受到限制。此外，由于它很重，所有它的制造非常貴，使用相當多的材料并不便于運輸。因此柴油機因其固有特性的原因不便于在許多情況下應用，諸如不便于用在例如除草機，海上用舷外發(fā)動機，便攜式發(fā)電機和手動工具之類的小型的機械中。
總而言之，如果這種低轉速壓縮點火發(fā)動機可以比以前的發(fā)動機輕得多的話，則采用一低轉速壓縮點火發(fā)動機具有相當大的優(yōu)越性。
此外，最好具有一個有效的潤滑系統(tǒng)，特別是對沒有本文上述系統(tǒng)的缺點的兩沖程發(fā)動機而言是如此，目前系統(tǒng)采用一種潤滑油和燃油的結合，這并不能有效地潤滑，它在節(jié)流閥關閉的怠速工況期間不能工作，并且是一種主要的污染源。
理想地，任何這些內燃機，如果其重量降低都必須使用一種有效的空氣進氣系統(tǒng)，如果可能的話應該具有一個有效的增壓器。不幸的是，常規(guī)的增壓器非常貴，并且相當浪費輸入的功率。此外在許多情況下，發(fā)動機需要會導致污染增加的潤滑。人們很久前就注意到了，采用潛埋泵泵入空氣是很有效的，這種方式通常稱之為曲軸箱掃氣，但是由于油底殼的總體尺寸等原因，這種方式并不是特別有效的。
人們長久以來還注意到采用一噴射器，例如愛爾蘭專利69966中所述并要求保護的以發(fā)明人的名字命名的Rynhart氣動噴射器是一種非常有效的將柴油輸送給一壓縮點火發(fā)動機的方法，并且對低功率發(fā)動機是特別有效的，原因是該氣動噴射器相對一常規(guī)的泵和噴射系統(tǒng)來說，其省去的重量是顯著的。因此對一發(fā)動機來說存在一個有效使用該Rynhart氣動噴射器的需要。
在一壓縮點火發(fā)動機，特別是在一臺使用一種諸如Rynhart氣動噴射器之類的氣動噴射器的壓縮點火發(fā)動機中，采用一增壓器的問題是精確度控制發(fā)動機中壓縮力，以便有效燃燒。
已經(jīng)注意到在具有常規(guī)結構的飛輪時存在的問題在于當活塞卡住時，因飛輪產(chǎn)生剪切并引起損傷而產(chǎn)生相當大的損失。
此外，公知的是所有內燃機的主要問題之一是采用液體靜壓力軸承增加了該發(fā)動機的成本，并且需要高壓潤滑系統(tǒng)。任何可以消除對這種液體靜壓力軸承的需要并且例如可允許采用無摩擦軸承的措施都是有利的。
本發(fā)明的目的是為了提供一種可克服現(xiàn)有發(fā)動機結構中存在的一些缺陷的內燃機，具體目的是為了提供一種有效的壓縮點火兩沖程發(fā)動機，該發(fā)動機比相同重量但轉速高得多的四沖程發(fā)動機可產(chǎn)生更多的功率輸出。
本發(fā)明的概述根據(jù)本發(fā)明，其提供一種這樣的內燃機，該內燃機包括一個活塞，該活塞具有裝納在一氣缸體中的一氣缸孔中的一活塞頭和活塞裙；該活塞由連桿連接到一曲軸上，所述連桿具有相應的小頭和大頭，該活塞在下死點(BDC)和上死點(TDC)之間在該氣缸孔中作往復運動；發(fā)動機各部分用的各個軸承；一個處于氣缸孔中空氣輸送口；一個處于該氣缸孔中并連接到排氣管上的排氣口；
一個儲存潤滑油的油底殼；一個裝納該活塞，連桿和曲軸部分的曲軸箱；一個由部分氣缸孔和部分曲軸箱形成的空氣充氣腔；一個用于將空氣輸送到該充氣腔中的空氣進氣管；在該充氣腔和空氣輸送氣口之間的空氣輸送氣口裝置；其特征在于該空氣進氣管由一個變容式增壓器提供，該增壓器具有一個將空氣輸送給該發(fā)動機的工作沖程和一個將空氣吸入該增壓器中的回流沖程。
此外，本發(fā)明提供一種這樣的內燃機，即該內燃機包括一個裝納在一氣缸體中的一氣缸孔中的活塞；該活塞由連桿連接到一曲軸上，所述連桿具有相應的小頭和大頭及相關的軸承，該活塞在下死點(BDC)和上死點(TDC)之間在該氣缸孔中作往復運動；發(fā)動機各部分用的各個軸承；該活塞具有各個隔開的上下活塞環(huán)；一個處于該氣缸孔中并連接到排氣管上的排氣口；及一個儲存潤滑油的油底殼；其特征在于具有一個潤滑油分配組件，該組件包括用于將潤滑油從油底殼輸送出來的裝置；用于在活塞和氣缸壁之間以離散的時間間隔噴射潤滑油的裝置；及用于清除活塞和氣缸壁上的潤滑油，并通過油道將該潤滑油回流到油底殼中的掃氣裝置。
另外，本發(fā)明提供一種這樣的內燃機，即該內燃機包括一個活塞，該活塞具有裝納在一氣缸體中的一氣缸孔中的一活塞頭和活塞裙；該活塞由連桿連接到一曲軸上，所述連桿具有相應的小頭和大頭，該活塞在下死點(BDC)和上死點(TDC)之間在該氣缸孔中作往復運動；發(fā)動機各部分用的各個軸承；一個處于氣缸孔中空氣輸送口；一個處于該氣缸孔中并連接到排氣管上的排氣口；一個儲存潤滑油的油底殼；
一個裝納該活塞，連桿和曲軸部分的曲軸箱；一個由部分氣缸孔和部分曲軸箱形成的空氣充氣腔；一個用于將空氣輸送到該充氣腔中的空氣進氣管；在該充氣腔和空氣輸送氣口之間的空氣輸送氣口；其特征在于在該曲軸箱中和裝納在其中的發(fā)動機的局部上設置一插入件，以便降低充氣腔的體積。
還提供一種增壓內燃機，其特征在于該增壓器是變容型的，具有一個用于將空氣輸送給發(fā)動機燃燒室的工作沖程，和一個將空氣吸入該增壓器的回流沖程。
在一進一步的實施例中，其提供一種這種類型的內燃機用的飛輪，該內燃機包括一個裝納在一個具有一氣缸孔的氣缸體中的活塞，并且在該氣缸孔中，該活塞由一連桿連接到一曲軸上，所述連桿分別具有小頭和大頭及相關的軸承；其特征在于該飛輪由該曲軸驅動并以該曲軸速度的兩倍的速度旋轉。
在本發(fā)明的另一個實施例中，其提供了一種用于這種內燃機的排氣閥，該內燃機包括一裝納在一氣缸體的氣缸孔中并支承在一曲軸上的活塞；一個在該氣缸孔中連接到一排氣管上的排氣口；其特征在于設置一個兩部分排氣閥，該排氣閥具有一個落座于排氣口的外部分和一個主體內部分，該外部分和該內部分可相互結合，以便撤離該排氣口。
此外，提供一種這樣的內燃機，該內燃機具有一個裝納在一個具有一個由氣缸蓋密封的氣缸孔的氣缸體內的活塞；其特征在于該氣缸蓋是一個分體式氣缸蓋，其包括一個裝納在一同心外部分內的內部分，各部分之間形成一個空心圓周腔，以便有選擇地裝納吸聲材料。
本發(fā)明的詳細說明從一些實施例的下列說明中同時參考各附圖可以更清楚地理解本發(fā)明，這些實施例只作為示例方式給出。其中


圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的兩沖程壓縮點火發(fā)動機的剖視圖；圖2是該發(fā)動機的曲軸箱組件的剖視圖；圖3是通過活塞剖開的細節(jié)圖；圖4是該活塞的一仰視平面圖；圖5是圖3和4的活塞的局部放大剖視圖；圖6是通過增壓器組件的剖視圖，該增壓器組件構成本發(fā)明的一部分，其中一殼體被移去；圖7是圖6未示出的殼體的剖視圖；圖8是圖6所示的增壓器組件的分解圖；圖9是圓柱狀凸輪的剖視圖，該凸輪構成該增壓器組件的一部分；圖10是構成該增壓器的一部分的活塞的透視圖；圖11是圖10的活塞的剖視圖；圖12是一個兩部分排氣閥和該氣缸體部分的放大剖視圖；圖13是用在該發(fā)動機中的配重的剖視圖；圖14是該飛輪的透視圖；圖15(a)-(h)是表示該發(fā)動機的運行的示意圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明類似于圖1所述發(fā)動機的替換結構的剖視圖。
參見各附圖，首先參見圖1-13，其提供了一種兩沖程壓縮點火發(fā)動機，該發(fā)動機整體由標號1表示。該發(fā)動機的主要部分是一個基本上是間接型的氣缸2，該氣缸具有一個整體上由標號3表示的氣缸頭，在該氣缸頭上通常安裝一個Rynhart型噴射器，不過圖中沒有示出。該氣缸2裝納一個由連桿5連接到一曲軸6上的活塞4，該曲軸局部安裝在一油底殼7中。應該注意到連桿5沒有安裝在該油底殼7中，與之是分離的。該發(fā)動機1包括一個整體上由標號8表示的增壓器，一個整體上由標號9表示的排氣閥組件，并且還設置一排氣箱10及飛輪11。在該排氣閥組件9中設置有空氣輸送口12和廢氣輸送口13。一曲軸箱14與油底殼7分離并形成在活塞4下面形成一空氣充氣腔15。由于圖中所示活塞處于下死點(BDC)處，因此圖1中只示出了該充氣腔15的非常小的部分。
閱讀該說明書時可清楚地知道這種發(fā)動機可具有許多新的和革新的特征，它們之中的許多可廣泛用于各類內燃機中，并不僅僅用于如該實施例所述的曲軸箱吸氣、增壓的兩沖程壓縮點火發(fā)動機。此外，應該注意到該發(fā)動機具有大量常規(guī)結構中使用的零部件，并且這些零部件只有在為了理解本發(fā)明是必要的并使用到該發(fā)動機中且對本發(fā)明的革新特征和新特征是必要的時才對其進行說明。因此，為了清楚起見在一些附圖中，一些標號已經(jīng)被省略了，并且有些細節(jié)表示在其他的附圖中。
現(xiàn)在參見圖2-5，該活塞4具有圓周方向的各活塞環(huán)槽20和一下環(huán)槽21?；钊?的許多細節(jié)可在圖1和2中看出，但許多部分只能從圖3-5中看出。只表示在圖5中刮油環(huán)22安裝在該下槽21中。一組圓周方向設置的排油槽28形成于該槽21的上表面中，從而提供可越過該刮油環(huán)22頂部的另外潤滑油通道或流道。該活塞4具有用于裝納一空心活塞銷24的銷孔23。該銷孔23的兩端由塞25塞住。該連桿5用一小頭軸承26安裝在該活塞4中，用一大頭軸承27安裝在曲軸6上，兩軸承都是輥針軸承。活塞4具有一個在活塞銷24和環(huán)槽21之間連通的垂直布置的流道30?；钊N24又由另外的流道31與小頭軸承26連通，且連桿5中具有一流道32，與大頭軸承27連通，后由流道33和34與曲軸6中的一流道35連通。該大頭也用起密封作用并降低體積的端塞密封住。在曲軸6中形成另外的流道36和37，其作用在下面說明。有些流道只是簡單的孔，而另外的流道如圖所示是通孔。一軸向設置的槽40形成于活塞4中并與圓周方向的槽21連通，并且如圖1所示，與氣缸2中另外流道38和39連通，該流道38和39又通過一管42與安裝在該油底殼7中的潤滑油泵43連通。在圖1中只可看出該管42的一部分。因此可以看出在泵43和圓周方向的槽21之間存在一清晰的通道，然后通過其他流道與該曲軸6的內部和一些其他軸承連通。
活塞4下面構成充氣腔15的空間由空氣輸送口(未示出)連接到氣缸中的空氣輸送口12上。
參見圖6-11，該增壓器8包括一個具有一前罩50和一后罩51殼體，一設置在一柱塞53上的膜片52夾在該前罩和后罩之間，該膜片有效地將該殼體分成一前傳遞腔54和一后腔55。應該注意到該前傳遞腔54在圖1中是以最小的尺寸示出的。該前罩50具有一個出口57(參見圖1和7)。
現(xiàn)在參見圖10和11，可以看出柱塞53具有一組孔56，這些孔帶有由該膜片52的延伸部分形成的簧片閥52a。該前罩50和前傳遞腔54由帶有一管58的出口57在曲軸箱14中通過一個閥59(參見圖1和7)與空氣充氣腔15連通。該閥59由一搖臂60和一個利用連接鍵連接到該曲軸6上的凸輪61控制。
具體參見圖6和8，該后罩51具有各個使該后腔55直接與大氣連通的孔。安裝在柱塞53后部的是一個安裝在一對凸輪從動件71之間的圓筒形凸輪70。一曲軸延伸殼體72由螺栓連接到該后罩51上，并具有一后潤滑油腔73和一前潤滑油腔74，該兩腔由一個安裝在凸輪70上的旋轉斜盤75隔開。該旋轉斜盤75具有在圖8中清楚地示出的由一簧片閥77覆蓋的各個孔76。該曲軸延伸殼體72具有一出口78和進口79。
現(xiàn)在參見圖1，該出口78由回流管80連接到油底殼70上，而該進口79利用供給管82并通過一單向閥81連接到該油底殼7上。應該注意到在圖1所示位置，流道37與后潤滑油腔73連通。
現(xiàn)在再具體參見圖1和12，圖中示出排氣閥9安裝在常規(guī)的排氣口13中，并包括一個裝納一安裝在一閥桿92上的管形閥頭91的內閥導向凸緣90。該閥頭91具有一對環(huán)形密封面，即一個用于與該排氣閥13匹配的朝前環(huán)形密封面93和一個用于與該內閥導向凸緣90匹配的朝后密封面94。因此，在該內閥導向凸緣90和閥頭91之間具有一空間，該空間由標號95標出，并且在某些實施例中可連接到該增壓器上。在閥桿92上的一彈簧96(參見圖1)使該閥頭91抵靠在該排氣口13上。該閥桿92由一個與曲軸6上的凸輪98嚙合的滑動的蹄式搖臂97控制。
參見圖1和13，該發(fā)動機1還包括一配重99，該配重具有一個在圖13中詳細示出的外緣99a，該配重中填裝有與該外緣99a平齊的結構泡沫(未示出)。該結構泡沫130表示在圖1和2中。
參見圖1，氣缸頭3是一個由兩部分構成的氣缸頭，其包括一個具有一分隔式燃燒室101的內芯100，該內芯100裝納在一薄外罩102中并與該外罩隔開，因此在該內芯100和外罩102之間具有一空間103。該空間103中可以填滿任何合適的吸聲材料。也可使用任何具有良好的傳熱性能的化合物或流體。
現(xiàn)在參見圖1和13，其中示出了飛輪11，該飛輪包括一組空氣冷卻用的葉片48。
參見圖1，在油底殼7中安裝一個向上延伸的圓筒形導向件110，在該實施例中該導向件由一塞子111密封住。如下面將要參見本發(fā)明的其他實施例進行說明那樣，該圓筒形導向件110可用來為各動力附件或類似物提供一泄出。該圓筒形導向件110的優(yōu)點是在任何密封都失敗的情況下，可在油底殼中一直保持有足夠的潤滑油，這實際上形成了一圍堰作用。
滑輪120安裝在一惰輪軸121上，低于該圓筒形導向件110的頂部，并低于該油底殼中由倒三角形表示的潤滑油的水平面。該滑輪120由一帶齒的皮帶122連接到一個固定在該曲軸7上的滑輪123上。該帶齒的皮帶122的作用為了在油底殼7中潤滑油水平面上提供一霧狀潤滑油，從而潤滑諸如搖臂97之類的各運動部件。
為了理解該發(fā)動機的各零部件的運行，最容易的方法是首先考慮該發(fā)動機的工作情況而不參考該發(fā)動機工作循環(huán)中的特定時間，然后考慮該發(fā)動機在特定時間時相對該發(fā)動機的循環(huán)的工作情況。
首先，涉及該變容式增壓器8的工作，當增壓器活塞53在凸輪70的作用下從左邊運動到右邊時，如圖1所示，空氣在該前傳遞腔54中壓縮，并且在閥59打開時，空氣在壓力作用下輸送到空氣充氣腔1 5中，然后如果活塞4使空氣輸送口12露出，則空氣被直接輸送到該氣缸2中。在返回或隨動沖程中，活塞53中的簧片閥52a打開，并且空氣將通過孔62和56吸入該前傳遞腔54中。如果假設該閥59在該增壓器的大部分工作沖程期間都是打開的，則該增壓器實際上相對該發(fā)動機不是都在工作的。
關于該潤滑劑分配組件，泵43基本上是通過管42將潤滑油輸送到流道39和38中，在此再將潤滑油輸送到軸向布置的槽中，并從此輸送到圓周槽21中，在此再輸送到活塞壁上，并利用下面說明的掃氣裝置并通過流道30，31，32，33，34和35輸送到流道37中。
該潤滑油分配組件用的掃氣裝置由增壓器8提供，因此有必要再考慮該增壓器的工作情況。由于當旋轉斜盤75利用凸輪70作用朝該前潤滑油腔74運動時，它在曲軸延伸部分的殼體72中往復運動，并在其后面產(chǎn)生一真空，并首先暴露出進氣口79，然后暴露單向閥81，以致于潤滑油通過供給管82吸入后潤滑油腔73中。隨著工作沖程的進一步進行，最終使流道37暴露，因此此時真空作用在所有流道上，從而將潤滑油從該圓周槽21中抽走。然后，在朝后潤滑油腔73的回程中，潤滑油通過簧片閥77輸送入該前潤滑油腔74中，用于潤滑凸輪。任何過量的潤滑油都在重力作用下和/或下一個沖程旋轉斜盤95的作用下通過管80從出口78排出輸送返回入油底殼7中。
應該注意到取決于各流道所處的位置，有些軸承沒有由該系統(tǒng)潤滑?？梢钥闯隼缭谝痪唧w實施例中，各大端和小端如發(fā)動機的一些其他軸承那樣被潤滑。
也有必要將排氣閥9的運行作為應該獨立的問題來考慮。大致上說，由于在一個兩部分排氣閥中，如果在活塞上的燃燒室中存在過大的壓力，該彈簧96將停止使閥頭91朝內閥導向凸緣90運動，因此將有空氣漏過該閥頭91。這將使燃燒室處于理想的燃燒壓力下，直到活塞4上升靠近該排氣口13為止。因此本發(fā)明的排氣閥可確保一恒定的壓縮比。此外，當該排氣閥9打開時，由于其處于全縮回位置的結構，在排氣點從該氣缸2中沖出的空氣將直接流過用于冷卻該閥的閥頭91。此外，該特定的套筒式結構由于處于縮回位置，因此可保證該閥只有一小部分暴露在非常高溫度的排氣中，其余部分似被隱藏起來。
具體參見圖15(a)-(h)，以更詳細地說明發(fā)動機的工作。參見圖15(a)，點火發(fā)生在上死點(TDC)處。閥59關閉，并且增壓器8與該發(fā)動機的其余部分隔開。在上死點處，由于活塞4處于最上的位置，因此在活塞4下方的空氣充氣腔15中形成的體積最大。該增壓器8仍在繼續(xù)通過柱塞53導入空氣并導入該前傳遞腔54中。在滯后于活塞4大約60°的返回沖程中，該增壓器8仍在導入空氣。
當活塞4下降時，參見圖15(a)所示，該增壓器8已經(jīng)到達其返回沖程的端部并開始反轉?？梢钥闯鲈谶@個階段，凸輪70已經(jīng)關閉了流道37?，F(xiàn)在簧片閥52a關閉，并且在該前傳遞腔54中開始形成一正壓力，并在該后潤滑油腔73中開始產(chǎn)生一真空。同時，該旋轉斜盤75推壓其前部的潤滑油，一些潤滑油將通過回流管80輸送到油底殼7中。此時當空氣從右邊運動到左邊時其可由增壓器8壓縮。最終使流道37暴露出來，然后真空作用在它和活塞4之間的所有流道上。因此，對潤滑油分配組件進行掃氣。排氣閥9已經(jīng)打開，而活塞4還沒有使該排氣口13露出?？諝庠谀て?2后面引入該后腔55中。
現(xiàn)在參見圖15(c)，排氣口13由活塞4打開，廢氣輸送到該廢氣箱10中。
現(xiàn)在參見圖15(d)，當增壓器柱塞53到達其沖程的端部時，閥59打開，活塞4和輸送口12暴露出來，并且開始進行掃氣。參見圖15(e)，當活塞4下降時，流道37暴露給該后腔73以便對潤滑油進行掃氣。
一般說來，泵43不會在發(fā)動機的每一個循環(huán)工作，但將簡單地提供所需要的足夠油量。取決于從流道38中輸送出來的油量，實際上該油是一種極稀薄的由油和空氣形成的油霧，或僅僅是油，在借助于施加到該圓周槽21上的真空的作用而進行掃氣時，該油然后可變成一油霧。閥59關閉(參見圖15(f))，并且當該增壓器反轉時，簧片閥52(a)處于關閉狀態(tài)，直到如圖15(g)所示的活塞52兩端的壓力保持平衡為止。圖15(h)表示點火狀態(tài)。
現(xiàn)在參見圖16，與前面各附圖所述的各零部件相似的各零部件由相同的標號表示，并且一般來說，為了避免造成混淆，最小數(shù)量的零部件標號是相同的。在該油底殼7中的圓筒形導向件110中安裝有一傘齒輪200，該傘齒輪構成一傘齒輪鏈，并且與其他傘齒輪201嚙合，該傘齒輪201又由該驅動軸6上的其他傘齒輪202驅動。該傘齒輪200和201每一個都分別具有動力牽引套203和204。從而提供垂直的和水平的動力牽引。在帶有該潤滑系統(tǒng)的發(fā)動機中，這一點是特別重要的，它不可能允許該發(fā)動機完全處于側置狀態(tài)。
在該實施例中，一個基本上與前述實施例的飛輪結構相同(但其重量是前者的一半)的飛輪210由一軸211和支承架212支承在該氣缸2上，并且由一滑輪213和從固定在該曲軸6上的另外滑輪215來的V型皮帶214驅動。
可以想象活塞中軸向槽可以不要，而是在該氣缸壁中設置一孔用于將潤滑油噴射到該刮油環(huán)上，從而噴射到活塞上，可采用一組沿圓周方向隔開的孔。還可以想象由于發(fā)動機運行速度非常低，因此沒有必要一定采用分隔式氣缸。
應該注意到構成本發(fā)明的一部分的潤滑油分配組件的基本特征是將潤滑油從儲油油底殼中輸送出來，并且以離散的時間間隔，用某些裝置將潤滑油噴射或輸送到該活塞和氣缸壁之間，然后某些掃氣裝置用來將潤滑油從該活塞和氣缸壁上清除，并通過某些形式的潤滑油流道使過量的潤滑油返回到該油底殼中。重要的是壓力油的輸送之后是一真空型掃氣。理想地，壓力油的輸送可按規(guī)定的時間間隔進行，并且這種潤滑油輸送應該與活塞速度存在一定的比例關系。一種可用的典型系統(tǒng)可以是任何形式的齒輪類縮減變容式泵。一種具有一泄壓閥的蓄壓器也是合適的，該泄壓閥應該這樣預設的，以致于按規(guī)定的時間間隔噴射一定量的潤滑油。實際上，可以想象一個這樣的系統(tǒng)的潤滑油供給可由增壓器潤滑油腔或任何其他合適形式的裝置實現(xiàn)。例如如果提供電力，那么可使一電磁線圈驅動的泵進行定時，從而按規(guī)定的時間間隔噴射潤滑油。同時合適的是利用一電磁閥取代一泄壓閥。應該注意到如不采用上述增壓器提供真空，則用上述一個泵裝置，以及借助于在各流道上施加一真空，提供一有效排量的潤滑油或將潤滑油噴射入該發(fā)動機中，也可對發(fā)動機進行掃氣。
變容式增壓器，特別是一變容式膜片增壓器的主要優(yōu)點是可以使氣缸頭壓力保持恒定。一另外的優(yōu)點是具有非常少的拖動功或廢功。由于氣閥在在下死點處打開，并且還有大約60％的增壓工作沖程要完成，因此該增壓器不能浪費太多的能量，在這種意義上說，該增壓器不是克服一氣閥之類的阻力工作的，例如在現(xiàn)有技術中增壓器就存在相當大的閥阻力，在這種意義上說，該增壓器要克服自身的阻力進行工作。通常來說，該增壓器滯后于活塞大約60°。
在正常的兩沖程發(fā)動機中，當其上升時，吸入大氣中的空氣，然后當下降時，可將該空氣壓縮。在本發(fā)明中，排氣沖程是在該增壓器進氣閥打開的時間內完成的。
由于空氣需要一定的時間流到排氣閥，因此在下死點處，該增壓器可能需要提前2-3°，而不會有損失。因此，該排氣閥可在某種程度上滯后關閉。本發(fā)明的最大優(yōu)點是對低轉速發(fā)動機來說，由于該輸送口打開非常長的時間，因此該發(fā)動機實際上具有面積非常大的輸送口。在下死點處，當該增壓器打開時，壓力大約是兩個大氣壓，即高于測量值1巴。
當該增壓器活塞處于返回沖程時，增壓器閥(此時已經(jīng)關閉)和膜片之間的腔室中的殘余壓力可幫助使該增壓器組件回位，因此使作用在該系統(tǒng)上的應力緩解。由于該增壓器進氣閥關閉，與該增壓器的返回沖程一致，則空氣不會從曲軸箱回流。因此該曲軸箱可以保持以前的進氣充量的壓力，該壓力的大小額外高于常規(guī)兩沖程發(fā)動機一個大氣壓(其必須利用活塞每個朝上的沖程產(chǎn)生的真空吸入新鮮充量)。這一特性具有兩個主要優(yōu)點。第一，當該增壓器進氣閥在做功沖程期間關閉時，曲軸箱中的增壓壓力當與常規(guī)兩沖程發(fā)動的進行比較時沒有倍增，因此由于存在更多的用于燃燒的氧氣，氣缸的壓比增加，結果是使功率增加。第二，在所有時間曲軸箱都具有一正壓力，該壓力可幫助潤滑油分布到活塞銷，連桿大頭和各主要軸承的內側，從而降低摩擦。在一常規(guī)兩沖程發(fā)動機中，載荷總是作用在相同的方向，因此會減少潤滑油在各軸承內側的分布，這將導致摩擦增加。
由于歧管中殘余壓力的原因，單缸發(fā)動機的情況存在一些困難。要獲得一高效的低轉速發(fā)動機是困難的。對高速發(fā)動機來說，由于活塞通過輸送口的時間非常短，各輸送口的面積需要調節(jié)，因此有效的是使活塞面積大大降低，例如10000轉相對于1000轉的裝置來說只有十分之一的時間，因此需要非常大的輸送口。本發(fā)明可允許使用非常小的具有各種優(yōu)點的輸送口。本發(fā)明可將兩倍的空氣和燃料輸送入發(fā)動機中。氧氣比正常的高大約22％，因此在獲得最佳的燃燒的同時，可使用許多其他的燃燒技術，例如渦流，延遲噴射，滯后點火等等。
如上所述，可以想象該潤滑系統(tǒng)也可用發(fā)動機的其他運動部件有效地形成一泵。理想地，本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)可用于其他軸承并且實際上可用于各輔助設備的潤滑。
該潤滑系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是可以免除在該發(fā)動機中使用液壓靜壓軸承，它減少了發(fā)動機的阻力。使用根據(jù)本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)的發(fā)動機可使用無摩擦軸承，該軸承對降低阻力是非常好的。由于噪聲會增加，則可提供其他裝置來降低高噪聲，并且在任何情況下，產(chǎn)生的噪聲不是顯著的。
該系統(tǒng)的一個特殊優(yōu)點是如果制造出來的發(fā)動機采用該系統(tǒng)，則潤滑油儲存于一密封環(huán)境中，而沒有稀釋并且沿一規(guī)定的路徑運動。這樣就可以排除普通的污物、灰塵等的污染，所以可以想象的是該發(fā)動機的壽命和品質都可以大大改善。
常規(guī)的兩沖程發(fā)動機的問題之一是所有的軸承是開放的。在不利的環(huán)境下，例如在船舶發(fā)動機遇到的含鹽的環(huán)境下，這會導致特別嚴重的問題。軸承通常對產(chǎn)生腐蝕作用的鹽是很敏感的，然而無摩擦軸承要求沒有壓力潤滑系統(tǒng)，它能保證長的壽命。利用無摩擦軸承可以用空氣混合氣或油霧中潤滑油體積的大約2％對各軸承進行潤滑。在空氣混合氣中只需要非常少的體積的潤滑油的優(yōu)點是不需要太多的動力就可獲得這種潤滑。實際上，重要的是不能使無摩擦軸承具有過多的潤滑油。
必須注意的另一點是在正常的兩沖程發(fā)動機中，潤滑油由燃料稀釋，所以人們實際上對其進行了降解處理。然而，在本發(fā)明中，不存在將潤滑油與燃料混合而使其稀釋的問題，但可直接將它卷吸走或使它攜帶于空氣中而輸送到具體的零部件，例如活塞，氣缸或一軸承中，所以在這些零部件處的潤滑劑是高度稀釋的潤滑油。這就意味著潤滑劑的優(yōu)化程度可進行選擇，而不存在考慮由該燃料對該潤滑油進行稀釋的稀釋效果的任何問題。
相對小的體積的潤滑油卷吸在繞該系統(tǒng)輸送的空氣中的另一個優(yōu)點是該系統(tǒng)兩端的壓差必然是小的。
可以想象的是泵壓作用可由該發(fā)動機的各零部件之一完成，即增壓器的凸輪幾乎就如一旋轉斜盤泵那樣工作。因此，該增壓器可獲得一雙重作用。
本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)的另一優(yōu)點是當在該活塞中切出一個潤滑劑用的槽時，使最需要冷卻的活塞存在一額外冷卻。因此，潤滑油/空氣薄霧用作一冷卻劑。并且額外的優(yōu)點是當該活塞處于其最熱的狀態(tài)時，具有一最大量的潤滑劑傳遞給該活塞。在該潤滑系統(tǒng)在循環(huán)期間被斷開時，有足夠的潤滑劑油霧卷吸在該槽中。
應該注意到對該兩沖程發(fā)動機來說，存在一特殊的優(yōu)點，即當在怠速工況下的常規(guī)發(fā)動機中，節(jié)流是關閉的，因此沒有潤滑油/空氣燃料混合氣輸送到該發(fā)動機中，因此該發(fā)動機沒有被潤滑。然而，對本發(fā)明來說，只要活塞運動，發(fā)動機總可以得到潤滑。
可以想象借助于一真空系統(tǒng)，總可以將潤滑油/空氣薄霧潤滑劑從各零部件中抽出來，這就可保證與更常規(guī)的壓力潤滑系統(tǒng)相比，不會存在過渡潤滑。設想所需要的只是大約0.3巴(大約5psi)的壓差。
最后，本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)不僅僅是一個比這之前已經(jīng)提供的，特別是用于兩沖程發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)更有效的潤滑系統(tǒng)，而且還提出了將用于潤滑的潤滑油/空氣油霧或混合氣隔開的概念，而不采用常規(guī)兩沖程發(fā)動機中潤滑油/燃料混合物，從而排出滿足嚴格的排放標準的環(huán)保清潔廢氣。
由于在泵壓作用下的空氣充量在不帶增壓時進行工作并具有許多優(yōu)點，因此特別有利的是采用增壓和空氣充量的結合。雙重功能的優(yōu)點是在泵壓作用下的空氣可用來使廢氣朝下死點掃氣，并且當與一排氣閥結合使用時，該排氣閥關閉，而增壓器進氣閥可打開。進氣閥后和增壓器中的空氣充量是一種預壓縮的增壓空氣，該增壓空氣提供傳遞口傳遞到該氣缸和曲軸箱中。然后該增壓器運行直到空氣輸送口被活塞裙或活塞頭關閉為止。
可以想象除變容式增壓器外可采用各種增壓器，在使用一變容式增壓器時具有許多實際上的優(yōu)點。大部分增壓器的制造是非常昂貴的，但除滑動葉片式外，并且除不合適的離心式增壓器外，所有這些增壓器需要潤滑，因此使用一種上述的變容式增壓器的優(yōu)點之一是在空氣流中沒有卷入潤滑油，因此與可能產(chǎn)生污染且使用被潤滑的增壓器相比，污染保持在更低的水平上。
當使用上述潤滑系統(tǒng)時，對油底殼隔離是特別有利的。
為使帶有增壓器的本發(fā)明能有效地工作，一排氣閥是必須的。
該變容式增壓器的一具體優(yōu)點是可采用更低的速度。當使用一膜片時，對低速特別有利的，并且如上所述，該膜片型增壓器的一具體優(yōu)點是它不需要潤滑。
具有一泄壓排氣閥或任何泄壓裝置的優(yōu)點之一是可以在氣缸中活塞上保持-恒定的壓力，這樣可保證該氣動Rynhart型噴射器在噴射點有效地工作。
重要的是應該注意到除非采取某些形式的壓力控制，這一氣動噴射器將不能滿意地與一增壓器一起工作。明顯地，如果沒有一增壓器，由于捕獲在氣缸中空氣的體積總是相同的，因此沒有必要需要壓力控制。
在該系統(tǒng)中使用一增壓器的另一個優(yōu)點是利用一變容式增壓器和閥，不會損失增壓空氣，因此輸入給增壓器的功率降低。
重要的是應明白由于剩余空氣輸送給氣缸，因此根據(jù)本發(fā)明的泵壓作用和增壓器的結合可以形成一個比從前的發(fā)動機的潔凈得多的燃燒發(fā)動機的工作環(huán)境。
常規(guī)的兩沖程發(fā)動機的主要問題是在活塞下降時，氣缸工作容積大約25％被排出，并且未燃燒的燃料/潤滑油/空氣混合氣的大約40％排出廢氣中。這就是兩沖程發(fā)動機為什么燃料利用率如此低并且對環(huán)境如此不利的原因之一。
借助于收集上述充量并用增壓器對其增壓，本發(fā)明不僅能超過四沖程發(fā)動機的效率，而且它可以產(chǎn)生幾乎兩倍的同轉速的發(fā)動機的輸出功。還發(fā)現(xiàn)有選擇地輸送增壓器空氣對控制發(fā)動機是特別合適的。這就意味著只有一半時間是該增壓器工作，并且這個時間是唯一需要的時間。增壓器功率輸入要求比常規(guī)系統(tǒng)的低得多。
一巨大的優(yōu)點是相對一相同的有效排量的四沖程發(fā)動機而言，利用本發(fā)明可獲得一功率重量比高的低轉速的發(fā)動機。
設置一個按曲軸轉速的雙倍進行旋轉的飛輪無疑具有一些大的優(yōu)點，該飛輪連接到該曲軸上。第一，它可降低該發(fā)動機的整體重量；第二，在遙控失敗的情況下，從該發(fā)動機上脫開飛輪比加倍重量的發(fā)動機具有更小的危險性。另一個優(yōu)點是它可以設計為在發(fā)動機失敗時，保證在飛輪脫離其軸產(chǎn)生損壞之前可以切斷其驅動。
在該飛輪中設置一鼓風機的優(yōu)點是可以提供對氣缸和氣缸頭的直接冷卻。
借助于在一兩沖程發(fā)動機中使用一排氣閥，可利用沖出氣體的動力學效果免除使用某些形式的調節(jié)排氣的必要。
本發(fā)明使它很容易收集氣體充量，因此可使用一種非常簡單的消聲器結構，這又反過來可導致降低重量，并且可對廢氣進行更有效的處理。
排氣口中的排氣閥及閥座的結構是這樣的，它可由推力或拉力關閉。前者具有降低作用在凸輪上的負載的優(yōu)點，所需的彈簧其剛度低于拉力用的。應該注意到被推向關閉的排氣閥總是作用在氣缸壓力上。同時，如大部分發(fā)動機中的拉力控制閥那樣，該拉力控制閥具有更復雜結構，和較小氣體動力學校正輪廓以及繞該輸送口具有較大死點體積。
采用結構泡沫的優(yōu)點之一是獲得比正常的曲軸箱壓縮更高的壓縮壓力，原因是死點體積降低了。這樣也可在使用一增壓器時不必采用期望的大增壓器，從而幫助曲軸箱的體積降低。同樣，這也有助于低壓泵送?；镜?，借助于利用結構泡沫，其體積降低，并可獲得比正常發(fā)動機中更高的輸送壓縮。
聚胺酯是一種特別合適的材料，它不透柴油，汽油，潤滑油，并且能承受遠超過正常曲軸箱所遇到的任何熱量。使用聚胺酯的另一優(yōu)點是它可以直接使用并且可相當容易地安裝就位。聚胺酯的另一優(yōu)點是它的密度可變化，并且由于封閉的多孔狀內表面，可獲得堅硬耐磨的表面。
使用Ryhart噴射器而不是一常規(guī)的泵和噴射器的優(yōu)點是如果在一分隔式燃燒室中使用一常規(guī)的泵噴射器，則用于在氣缸內產(chǎn)生渦流的裝置是必要的，以便促進并幫助燃燒。
應該注意到利用一分隔式燃燒室和上述一結構，即一個兩部分氣缸頭，將可以降低燃燒的爆燃。
使用Rynhart型氣動噴射器的巨大優(yōu)點是由于在該分隔式燃燒室中保持的污染量，一個按兩沖程工作運行的分隔式燃燒室的常規(guī)噴射器效率是較低的。然而，該Rynhart型氣動噴射器可將一空氣充量輸送到燃燒室中，在將主要的廢氣從氣缸中排出的位置，該燃燒室可幫助該分隔式燃燒室進行掃氣。
應該注意到的是盡管在本發(fā)明說明書中公開的的各個特征可分離成一系列發(fā)明，重要的是要認識到它并不僅僅是一個分離的、新的潤滑系統(tǒng)或特定形式的燃燒室飛輪或增壓器，而是它們所有結合對節(jié)省重量并提供對環(huán)境有效的發(fā)動機這一總體想法作出貢獻的，特別是可使兩沖程發(fā)動機在基本上相同的功率重量比時在一特定的范圍內具有接近四沖程發(fā)動機的輸出功率。
實際上，一種原型機已經(jīng)生產(chǎn)出來，該原型機顯示出在功率為6馬力范圍內的兩沖程柴油機具有與相應的四沖程汽油機相同的輸出功率和重量。為了獲得這種效果，利用一兩沖程柴油發(fā)動機是特別有利的。這對例如小型海用弦外發(fā)動機，除草發(fā)動機和市場上的輔助發(fā)動機的情況是特別合適的，特別是需要恒定運行時，更是如此。這樣的一個典型示例是用作發(fā)電機。當只考慮海洋休閑市場時，每年幾乎有1300萬臺發(fā)動機出售，就其安全性和壽命特性來考慮，擁有一個兩沖程柴油機而不是汽油機的優(yōu)點是極其明顯的。
本發(fā)明的一個主要優(yōu)點是涉及使用汽油啟動。柴油發(fā)動機在溫度低于露點時很難啟動，并且大部分柴油機將在溫度高達8℃時將可“結臘”。盡管本發(fā)明最初設計是以一高達18∶1的壓縮比工作，但壓縮比也可非常容易地降低，例如降低到9∶1，這將允許用汽油進行初始啟動，因此可降低啟動的努力。
理想地，氣缸的余隙容積也可以如此進行計算，使得當考慮質量密度增加100％時，壓縮比等于18∶1，這一點可使用一增壓器獲得，因此當該增壓器有效地短回路時，壓縮比下降到汽油啟動時的理想壓縮比。
還應該注意到在正常的環(huán)境溫度下不利用汽油柴油機也可有效地啟動。汽油啟動的最大優(yōu)點是它允許在低于-30℃的溫度下啟動，并且在該溫度下使用時，可以想象該發(fā)動機按柴油方式運行足夠長的時間，將會使油箱泵和噴射器中的柴油“解除結臘”。在這一階段，可切斷汽油供給并且點火系統(tǒng)可按正確的壓縮比按柴油方式工作。
必須再一次注意到本發(fā)明的主要成果在于提供一種先進且復雜的兩沖程發(fā)動機，但該發(fā)動機的制造成本低并且可產(chǎn)生大約6-10匹馬力。目的之一是用低轉耐用的兩沖程柴油機取代四沖程發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)出的一種具體的原型機重量大約22kg(48磅)的兩沖程柴油機，希望它產(chǎn)生大約6馬力的功率。一常規(guī)的6馬力壓縮點火柴油機的重量通常是其重量的2-3倍。一臺這種重量的發(fā)動機適合于用在海用舷外機中或大負荷除草機中。因此本發(fā)明已經(jīng)取得了具有一低速發(fā)動機的加長行程的四沖程汽油機的功率重量比。使用柴油明顯比使用汽油是有利的。
權利要求書按照條約第19條的修改1.一種內燃機，其包括一個帶有一活塞頭和活塞裙并安裝在氣缸體的氣缸孔中的活塞；該活塞由一連桿連接到一曲軸上，所述連桿分別具有小頭和大頭，該活塞在在氣缸孔中在上死點(TDC)和下死點(BDC)之間往復運動；該發(fā)動機各零部件用的軸承；一個在氣缸孔中的空氣輸送口；一個連接到一排氣管上并處于氣缸孔中的排氣口；一儲油油底殼；一個裝納該活塞、連桿和部分曲軸的曲軸箱；一個由部分氣缸孔和曲軸箱形成的空氣充氣腔；一個用于將空氣輸送給該充氣腔的空氣進氣管；及該充氣腔和空氣輸送口之間的空氣輸送口裝置；其特征在于該空氣進氣管由一變容式增壓器供氣，該增壓器安裝在該空氣充氣腔的外側，并具有一個將空氣輸送給發(fā)動機的工作沖程和一個將空氣抽入該增壓器的回流沖程。
2.如權利要求1所述內燃機，其特征在于該增壓器包括一個由膜片分成一前傳遞腔和一后腔的殼體，該前傳遞腔通過一個出口與空氣進氣管連通，該后腔朝大氣敞開；用于使該膜片在整個腔室朝該出口和離開該出口運動的裝置；及一個與該膜片相連的單向閥，只允許該空氣在該膜片離開該出口的回流沖程期間在該后腔和前腔之間通過。
3.如權利要求2所述內燃機，其特征在于使該膜片運動的裝置包括一個由一固定到包圍該曲軸的膜片上的一板形成并在一凸輪作用下可在其上滑動的柱塞，該單向閥結合在該板中。
4.如前述任一權利要求所述內燃機，其特征在于在該空氣進氣管中具有一定時輸送閥。
5.如權利要求4所述內燃機，其特征在于該定時輸送閥在該增壓器工作沖程的大部分期間都打開。
6.如權利要求4或5所述內燃機，其特征在于該定時輸送閥
77.如前述權利要求任一所述內燃機，其特征在于該內燃機是一臺兩沖程火花點火發(fā)動機。
78.如前述權利要求任一所述內燃機，其特征在于該內燃機是一臺單缸內燃機。
79.一種增壓內燃機，其中的增壓器是變容式的，并具有一個用于將空氣輸送給該發(fā)動機燃燒室的工作沖程和一個將空氣通過一空氣進氣口抽入該增壓器中的回流沖程，其特征在于該增壓器包括一個由一膜片分成一前傳遞腔和一后腔的殼體，該前傳遞腔通過一出口與該空氣進氣管連通，該后腔朝大氣敞開；用于使該膜片在整個所述腔朝該出口運動并離開該出口的裝置，及一個與該膜片相連從而允許空氣在該膜片離開該出口的回流沖程期間在該前腔和后腔之間流過的單向閥。
80.如權利要求79所述內燃機，其特征在于用于使該膜片運動的裝置包括一個柱塞，該柱塞由一個固定到包圍該曲軸的該膜片上的板構成，并且在一凸輪的作用下可在其上滑動，一單向閥設置在該板中。
81.如權利要求79-80任一所述增壓內燃機，其特征在于該增壓器間接通過一個具有一出口閥的收集腔供給該發(fā)動機，以致于將一脈沖空氣充量傳遞給該燃燒室。
82.如權利要求81所述增壓內燃機，其特征在于該閥是壓力控制的。
83.如權利要求81或82所述增壓內燃機，其特征在于該閥的工作是與該發(fā)動機的循環(huán)同步。
權利要求
1.一種內燃機，其包括一個帶有一活塞頭和活塞裙并安裝在氣缸體的氣缸孔中的活塞；該活塞由一連桿連接到一曲軸上，所述連桿分別具有小頭和大頭，該活塞在在氣缸孔中在上死點(TDC)和下死點(BDC)之間往復運動；該發(fā)動機各零部件用的軸承；一個在氣缸孔中的空氣輸送口；一個連接到一排氣管上并處于氣缸孔中的排氣口；一儲油油底殼；一個裝納該活塞、連桿和部分曲軸的曲軸箱；一個由部分氣缸孔和曲軸箱形成的空氣充氣腔；一個用于將空氣輸送給該充氣腔的空氣進氣管；及該充氣腔和空氣輸送口之間的空氣輸送口裝置；其特征在于該空氣進氣管由一變容式增壓器提供，該增壓器具有一個將空氣輸送給發(fā)動機的工作沖程和一個將空氣抽入該增壓器的回流沖程。
2.如權利要求1所述內燃機，其特征在于該增壓器包括一個由膜片分成一前傳遞腔和一后腔的殼體，該前傳遞腔通過一個出口與空氣進氣管連通，該后腔朝大氣敞開；用于使該膜片在整個腔室朝該出口和離開該出口運動的裝置；及一個與該膜片相連的單向閥，只允許該空氣在該膜片離開該出口的回流沖程期間在該后腔和前腔之間通過。
3.如權利要求2所述內燃機，其特征在于使該膜片運動的裝置包括一個由一固定到包圍該曲軸的膜片上的一板形成并在一凸輪作用下可在其上滑動的柱塞，該單向閥結合在該板中。
4.如前述任一權利要求所述內燃機，其特征在于在該空氣進氣管中具有一定時輸送閥。
5.如權利要求4所述內燃機，其特征在于該定時輸送閥在該增壓器工作沖程的大部分期間都打開。
6.如權利要求4或5所述內燃機，其特征在于該定時輸送閥大致在下死點處打開并在該空氣輸送口由上升的活塞頭和活塞裙關閉后關閉。
7.如前述任一權利要求所述內燃機，其特征在于在該曲軸箱中設置有一插入件，并處于裝納它的發(fā)動機的部分上，從而降低該充氣腔的體積。
8.如權利要求7所述內燃機，其特征在于該插入件是由合適的重量輕的材料制成的。
9.如權利要求7所述內燃機，其特征在于該插入件由一結構泡沫塑料材料制成。
10.如權利要求9所述內燃機，其特征在于該結構泡沫塑料材料是一種聚胺酯。
11.如權利要求7-10任一所述內燃機，其特征在于該連桿由該插入件圍住。
12.如權利要求7-10任一所述內燃機，其特征在于設置一大致圓筒形的配重，用于該充裝有各插入件的連桿。
13.如前述權利要求任一所述內燃機，其特征在于設置一潤滑劑分配組件，該組件包括用于從儲油油底殼輸送潤滑油的裝置；用于將潤滑油在該活塞和氣缸壁之間按離散的時間間隔進行噴射的裝置；及用于從該活塞和氣缸壁上除去潤滑油并使過剩的潤滑油通過各潤滑油流道回流到該油底殼中的裝置。
14.如權利要求13所述內燃機，其特征在于各流道通過活塞和連桿與該油底殼連通。
15.如權利要求13或14所述內燃機，其特征在于用于將潤滑油噴射到該活塞和氣缸壁之間的裝置包括一個在活塞壁中的圓周槽和一個在氣缸壁中并連接到用于從該儲油油底殼輸送潤滑油的裝置的孔。
16.如權利要求15所述內燃機，其特征在于設置有一組圓周方向隔開的孔。
17.如權利要求15或16所述內燃機，其特征在于在使所述孔與圓周槽連通的活塞壁中具有一另外的沿軸向布置的細長槽。
18.如權利要求15-17任一所述內燃機，其特征在于該圓周槽具有一潤滑油掃氣環(huán)。
19.如權利要求15-18任一所述內燃機，其特征在于該圓周槽與該活塞的底部相鄰。
20.如權利要求15-19任一所述內燃機，其特征在于一個流道與所述用于掃氣的槽連通。
21.如權利要求13-20任一所述內燃機，其特征在于各流道通過某些或全部發(fā)動機軸承與活塞和油底殼連接以便潤滑。
22.如權利要求13-21任一所述內燃機，其特征在于在至少部分從油底殼開始的行程和運動到油底殼的行程期間，潤滑油是作為潤滑油/空氣油霧被攜帶的。
23.如權利要求13-22任一所述內燃機，其特征在于當該潤滑油從該活塞中抽吸出來時是呈潤滑油/空氣油霧形式的。
24.如權利要求13-23任一所述內燃機，其特征在于該潤滑油分配組件具有一變容式泵。
25.如權利要求13-23任一所述內燃機，其特征在于該潤滑油組件具有油壓泄壓閥。
26.如權利要求13-25任一所述內燃機，其特征在于掃氣裝置包括用于將一真空施加在流道中的裝置。
27.如權利要求13-26任一所述內燃機，其特征在于該增壓器形成所述的真空。
28.如權利要求3和27所述內燃機，其特征在于該凸輪具有一個可旋轉的斜盤，該斜盤具有一個安裝在一曲軸延伸殼體中的單向閥，所述殼體具有一個后油腔，遠離該膜片設置，在該后油腔中，該旋轉斜盤作往復運動，還具有一個靠近包含該凸輪的膜片殼體的前油腔，其中回油管連接油底殼和前油腔，且供給管通過一單向閥將油底殼和該后油腔相連，并且其中各流道通過曲軸中間并通過通到該延伸殼體上的供給和供應管的連接給該后油腔供油，因此當該旋轉斜盤利用凸輪在該后油腔中朝該前油腔往復運動時，它產(chǎn)生一真空，并且首先將該供給管中的單向閥暴露給油底殼，從而將潤滑油抽入該后油腔中，并且當該旋轉斜盤進一步朝前運動時，在該后油腔中形成該真空，直到該流道暴露為止，并且一真空作用在各流道上，從而將潤滑油抽入該后油腔，在該旋轉斜盤反轉時，潤滑油通過該旋轉斜盤中的一單向閥輸送到該前油腔中，以便潤滑該凸輪并回流到該油底殼中。
29.如前述任一權利要求所述內燃機，其特征在于設置一由兩個部分組成的排氣閥，該排氣閥具有一排氣口外座部分和一主要的內部分，該外部分和內部分相互嚙合時從該排氣口縮回。
30.如權利要求29所述內燃機，其特征在于該閥是一個兩部分套筒式排氣閥，其包括一個座落在排氣口上的蘑菇狀閥頭，該閥頭安裝在一閥桿上并具有朝后延伸的管形部分，該管形部分套在一閉合的管形固定套導向件上并在其中滑動，該閥桿凸伸通過該導向件。
31.如權利要求30所述內燃機，其特征在于該閥桿與一氣閥搖臂的一端結合，其另一端由彈簧偏壓作用與該曲軸上的一凸輪結合。
32.如前述任一權利要求所述內燃機，其特征在于該氣缸頭是一個兩部分氣缸頭，其包括一個裝納在一同心外部分中的內部分，各部分之間形成一個空心圓周腔用于裝納吸聲材料。
33.如權利要求32所述內燃機，其特征在于該吸聲材料是一種高效傳熱材料。
34.如前述任一權利要求所述內燃機，其特征在于設置一個由該曲軸驅動的飛輪，該飛輪的轉速是該曲軸的轉速兩倍。
35.如權利要求34所述內燃機，其特征在于該飛輪安裝在一根與該曲軸偏置的軸上。
36.一種內燃機，其包括一個安裝在氣缸體的氣缸孔中的活塞；該活塞由一連桿連接到一曲軸上，所述連桿分別具有小頭和大頭及相關的各軸承，該活塞在氣缸孔中在上死點(TDC)和下死點(BDC)之間作往復運動；該發(fā)動機各零部件用的軸承；具有隔開的上下活塞環(huán)的活塞；一個連接到一排氣管上并處于氣缸孔中的排氣口；及一儲油油底殼；其特征在于設置有一潤滑油分配組件，該組件包括用于從該儲油油底殼中輸送潤滑油的裝置；用于將潤滑油以離散的時間間隔噴射到活塞和氣缸壁之間的裝置；用于將潤滑油從活塞和氣缸壁上去除并將多余的潤滑油通過各流道回流到該油底殼中的掃氣裝置。
37.如權利要求36所述內燃機，其特征在于各流道通過該活塞和連桿與該油底殼連通。
38.如權利要求36或37所述內燃機，其特征在于用于將潤滑油噴射到該活塞和氣缸壁之間的裝置包括一個在該活塞壁中的圓周槽和一個在該氣缸中并連接到用于從該儲油油底殼輸送潤滑油的裝置的孔。
39.如權利要求38所述內燃機，其特征在于設置一組沿圓周方向隔開的孔。
40.如權利要求38或39所述內燃機，其特征在于在該活塞壁中沿軸向設置的另外的細長槽與該氣缸壁中的孔連通并與該圓周槽連通。
41.如權利要求38-40任一所述內燃機，其特征在于該圓周槽具有潤滑油掃氣環(huán)。
42.如權利要求38-41任一所述內燃機，其特征在于該圓周槽與該活塞的底部相鄰。
43.如權利要求38-42任一所述內燃機，其特征在于各流道與該槽連通。
44.如權利要求36-43任一所述內燃機，其特征在于各流道通過各發(fā)動機的部分軸承或全部軸承與該活塞和油底殼連接以便潤滑。
45.如權利要求36-44任一所述內燃機，其特征在于在從該油底殼開始運動和朝該油底殼運動的至少部分行程期間，潤滑油是由一種潤滑油/空氣油霧攜帶的。
46.如權利要求36-45任一所述內燃機，其特征在于當潤滑油從活塞中抽出時，它是潤滑油/空氣油霧形式的。
47.如權利要求36-46任一所述內燃機，其特征在于該潤滑油分配組件具有一變容式泵。
48.如權利要求36-47任一所述內燃機，其特征在于該潤滑油分配組件具有泄壓閥。
49.如權利要求36-48任一所述內燃機，其特征在于掃氣裝置包括用于使一真空作用到部分流道或全部流道上的裝置。
50.如權利要求36-49任一所述內燃機，其特征在于設置有一個裝納活塞、連桿和部分曲軸的曲軸箱；一個由部分氣缸孔和曲軸箱形成的空氣充氣腔；一個用于將空氣輸送到該充氣腔的空氣進氣管；一個在該氣缸孔中的空氣輸送口；在該充氣腔和該空氣輸送口之間的空氣輸送口裝置；其中空氣進氣管由一變容式增壓器提供，該增壓器具有一個將空氣傳遞給該發(fā)動機的工作沖程和一個將空氣抽入該增壓器的回流沖程。
51.如權利要求50所述內燃機，其特征在于該增壓器包括一個由一膜片分成一前傳遞腔和一后腔的殼體，該前傳遞腔通過一出口與該空氣進氣管連通，該后腔朝大氣敞開；用于使該膜片在整個所述腔朝該出口運動并離開該出口的裝置，及一個與該膜片相連從而允許空氣在該膜片離開該出口的回流沖程期間在該前腔和后腔之間流過的單向閥。
52.如權利要求51所述內燃機，其特征在于用于使該膜片運動的裝置包括一個柱塞，該柱塞由一個固定到包圍該曲軸的該膜片上的板構成，并且在一凸輪的作用下可在其上滑動，一單向閥設置在該板中。
53.如權利要求50-52任一所述內燃機，其特征在于在該空氣進氣管中具有一定時輸送閥。
54.如權利要求53所述內燃機，其特征在于該定時輸送閥在該增壓器工作沖程的主要部分期間打開。
55.如權利要求53或54所述內燃機，其特征在于該定時輸送閥在下死點附近打開，并在該空氣輸送口由上升的活塞，活塞頭和活塞裙關閉后關閉。
56.如權利要求50-55和49任一所述內燃機，其特征在于該增壓器形成真空。
57.如權利要求57所述內燃機，其特征在于該凸輪具有一個可旋轉的斜盤，該斜盤具有一個安裝在一曲軸延伸殼體中的單向閥，所述殼體具有一個后油腔，遠離該膜片設置，在該后油腔中，該旋轉斜盤作往復運動，還具有一個靠近包含該凸輪的膜片殼體的前油腔，其中回油管連接油底殼和前油腔，且供給管通過一單向閥將油底殼和該后油腔相連，并且其中各流道通過曲軸中間并通過接到該延伸殼體的供給和供應管的連接而供油給該后油腔，因此當該旋轉斜盤利用凸輪在該后油腔中朝該前油腔往復運動時，它產(chǎn)生一真空，并且首先將該供給管中的單向閥暴露給油底殼，從而將潤滑油抽入該后油腔中，并且當該旋轉斜盤進一步朝前運動時，在該后油腔中形成該真空，直到所述流道暴露為止，并且一真空作用在各流道上，從而將潤滑油抽入該后油腔，在該旋轉斜盤反轉時，潤滑油通過該旋轉斜盤中的一單向閥輸送到該前油腔中，以便潤滑該凸輪并回流到該油底殼中。
58.如權利要求50-57任一所述內燃機，其特征在于各插入件設置在曲軸箱中和裝納在其中的該發(fā)動機的各部分上，從而降低該充氣腔的體積。
59.如權利要求58所述內燃機，其特征在于該插入件是由合適的重量輕的材料制成的。
60.如權利要求58或59所述內燃機，其特征在于各插入件由一種結構泡沫塑料材料制成。
61.如權利要求60所述內燃機，其特征在于該結構泡沫塑料材料是一種聚胺酯。
62.如權利要求58-61任一所述內燃機，其特征在于該連桿由各插入件圍繞。
63.如權利要求58-62任一所述內燃機，其特征在于設置有一個大致圓筒形的配重，用于填裝有該插入件的連桿。
64.如權利要求36-63任一所述內燃機，其特征在于設置有一個兩部分排氣閥，該排氣閥具有一個排氣口外座部分和一個主要的內部分，該外部分和內部分可相互嚙合，從該排氣口縮回。
65.如權利要求64所述內燃機，其特征在于該閥是一個兩部分套筒式排氣閥，其包括一個座落在排氣口上的蘑菇形閥頭，該閥頭安裝在一閥桿上并具有朝后延伸的管形部分，該管形部分套在一封閉的管形固定套導向件上并在其中滑動，該閥桿凸伸通過該導向件。
66.如權利要求65所述內燃機，其特征在于該閥桿與一氣閥搖臂的一端結合，其另一端由彈簧偏壓作用與該曲軸上的一凸輪結合。
67.如權利要求36-66任一所述內燃機，其特征在于該氣缸頭是一個兩部分氣缸頭，其包括一個裝納在一同心外部分中的內部分，各部分間形成一個空心圓周腔用于裝納吸聲材料。
68.如權利要求67所述內燃機，其特征在于該吸聲材料是一種高效傳熱材料。
69.如權利要求36-68任一所述內燃機，其特征在于設置一個由曲軸驅動的飛輪，該飛輪的轉速是該曲軸的轉速兩倍。
70.如權利要求69所述內燃機，其特征在于該飛輪安裝在一根與該曲軸偏置的軸上。
71.一種內燃機，其包括一個帶有一活塞頭和活塞裙并安裝在氣缸體的氣缸孔中的活塞；該活塞由一連桿連接到一曲軸上，所述連桿分別具有小頭和大頭，該活塞在在氣缸孔中在上死點(TDC)和下死點(BDC)之間往復運動；該發(fā)動機各零部件用的軸承；一個在氣缸孔中的空氣輸送口；一個連接到一排氣管上并處于氣缸孔中的排氣口；一儲油油底殼；一個裝納該活塞、連桿和部分曲軸的曲軸箱；一個由部分氣缸孔和曲軸箱形成的空氣充氣腔；一個用于將空氣輸送給該充氣腔的空氣進氣管；及該充氣腔和空氣輸送口之間的空氣輸送口裝置；其特征在于該插入件設置在該曲軸箱中并位于裝納在其中的該發(fā)動機的各部分上，從而降低該充氣腔的體積。
72.如權利要求71所述內燃機，其特征在于該插入件是由合適的重量輕的材料制成的。
73.如權利要求72所述內燃機，其特征在于該插入件由一結構泡沫塑料材料制成。
74.如權利要求73所述內燃機，其特征在于該結構泡沫塑料材料是一種聚胺酯。
75.如權利要求71-74任一所述內燃機，其特征在于該連桿由該插入件圍住。
76.如權利要求71-75任一所述內燃機，其特征在于設置一大致圓筒形的配重，用于該充裝有各插入件的連桿。
77.如前述權利要求任一所述內燃機，其特征在于該內燃機是一臺兩沖程火花點火發(fā)動機。
78.如前述權利要求任一所述內燃機，其特征在于該內燃機是一臺單缸內燃機。
79.一種增壓內燃機，其特征在于該增壓器是變容式的，并具有一個用于將空氣輸送給該發(fā)動機燃燒室的工作沖程和一個將空氣抽入該增壓器中回流沖程。
80.如權利要求79所述增壓內燃機，其特征在于該增壓器包括一個由一膜片分成一前傳遞腔和一后腔的殼體，該前傳遞腔通過一出口與該空氣進氣管連通，該后腔朝大氣敞開；用于使該膜片在整個所述腔朝該出口運動并離開該出口的裝置，及一個與該膜片相連從而允許空氣在該膜片離開該出口的回流沖程期間在該前腔和后腔之間流過的單向閥。
81.如權利要求80所述內燃機，其特征在于用于使該膜片運動的裝置包括一個柱塞，該柱塞由一個固定到包圍該曲軸的該膜片上的板構成，并且在一凸輪的作用下可在其上滑動，一單向閥設置在該板中。
82.如權利要求79-81任一所述增壓內燃機，其特征在于該增壓器間接通過一個具有一出口閥的收集腔供給該發(fā)動機，從而將一脈沖空氣充量傳遞給該燃燒室。
83.如權利要求82所述增壓內燃機，其特征在于該閥是壓力控制的。
84.如權利要求82或83所述增壓內燃機，其特征在于該閥的工作是與該發(fā)動機的循環(huán)同步。
全文摘要
一種內燃機(1)具有一變容式增壓器(8),該增壓器可特別合適地用于在泵壓作用下的兩沖程發(fā)動機中,該發(fā)動機是一種膜片閥形式的,該膜片閥在一殼體中往復運動,從而傳遞空氣的強制脈沖。該內燃機(1)還具有一潤滑油系統(tǒng),該系統(tǒng)包括按離散的時間間隔將潤滑油噴射到活塞(4)和氣缸壁(2)之間,并且任何過剩潤滑油借助于作用在各流道上的一真空并通過該活塞(4)、連桿(5)和主軸(6)中的各流道而去除。其他的特征包括:一個兩部分的排氣閥(9),由一變容式增壓器產(chǎn)生的真空,一個兩部分氣缸頭(3),采用在各運動部件上以便增加一泵壓作用下的發(fā)動機的效率的插入件,及一種特殊結構的飛輪。
文檔編號F02B33/40GK1268997SQ98808633
公開日2000年10月4日 申請日期1998年7月8日 優(yōu)先權日1997年7月8日
發(fā)明者D·賴哈特 申請人:賴哈特研究及發(fā)展有限公司