专利名称：往复发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种往复发动机。
背景技术：
在往复发动机中已提出了一种技术，其中，为减小在活塞的往复运动中产生在气缸与活塞之间的摩擦阻力，在气缸的内表面和与它的内表面相对的活塞的滑动表面之间形成一气室，燃烧气体从一燃烧室引入该气室后储存在该气室内。由在该气室内的燃烧气体的气体压力使活塞从该缸的内表面浮起，从而减小在活塞的往复运动中在气缸的内表面与活塞的滑动表面之间的滑动摩擦阻力。作为这一提出的往复发动机的一例子，在一发动机中，在第一活塞环与第二活塞环之间形成环形空间，第一活塞环靠近在其中燃烧燃料一空气混合物的燃烧室的活塞的上表面，第二活塞环靠近第一活塞环。这环形空间被分隔成推进侧半环空间和反—推进侧半环空间，以及在气缸的一侧壁内形成一气体通道，以当活塞处于上死点附近时允许推进侧半环空间与燃烧室连通。
附带说一下，在发动机的上述例子中，至于活塞环，在它装配在活塞环凹槽中的状态中，通过该活塞环的弹性它的外周表面与气缸的内表面接触和气体压力作用在它的内周表面上。因此，在活塞环的内周表面与活塞的侧表面之间产生一间隙，从而上述分隔的推进侧空间和反—推进侧空间通过该间隙相互连通。因此，引入推进侧空间的燃烧气体能够通过该间隙泄漏进入反—推进侧空间，会使气体压力变得不足，引起活塞在燃烧行程中不能从气缸的内表面浮起。如此，可能造成在活塞与气缸的内表面之间不能有效获得滑动摩擦的下降。
此外，当引入推进侧空间的燃烧气体通过上述间隙漏入反—推进侧空间时，基于气体压力的缓冲垫消失。因此，不可能降低与活塞的往复运动有关的、当活塞对着气缸的内表面冲击时产生的锤击声。
按照上述各方面的观点设计了本发明，它的目的是提供一种能够有效地减小在活塞与气缸的内表面之间的滑动摩擦阻力和降低在活塞与气缸的内表面之间锤击声的往复发动机。
发明内容
按照本发明的一第一方面的往复发动机包括形成在活塞的侧表面上的、在活塞的往复方向中相互靠近设置的第一和第二环形凹槽；分别装配在第一和第二环形凹槽内的第一和第二活塞环；用于分隔将在第一与第二活塞环之间的空间分隔成推压侧空间(thrust side space)和反—推压侧空间(anti-thrust side space)的分隔装置(partitioning means)；用于允许推压侧空间与燃烧室连通的连通装置，该连通装置具有设置在气缸的内表面中上多个连通通道，并适合于允许通过该多个连通通道使推压侧空间与燃烧室连通。
按照本发明的第一方面的往复发动机，连通装置具有在气缸的内表面上设置的多个连通通道，并适合于允许通过该多个连通通道使推压侧空间与燃烧室连通。由此，在燃烧室内的燃烧气体能够迅速地和充分地引入推压侧空间。因此，由基于引入推压侧空间的燃烧气体的气体压力的、相对活塞的拍打(slpa)运动和转动的缓冲垫能够支承活塞。如此，可以有效地减小在活塞的往复运动中、在活塞与气缸之间的滑动摩擦阻力，以及降低在活塞与气缸的内表面之间的锤击声。应该注意连通通道可以为任何形式，例如通孔、凹槽、凹陷等。
关于按照本发明的一第二方面的往复发动机，在按照本发明的第一方面的往复发动机中，连通装置允许在活塞处于上死点附近时推压侧空间与燃烧室连通。
关于按照本发明的一第三方面的往复发动机，在按照本发明的第一或第二方面的往复发动机中，分隔装置具有一设置在第二环形凹槽内的阻挡件(hamperingmember)，以便通过在形成第二环形凹槽的底表面和与该底表面相对的第二活塞环的内周表面之间产生的一间隙阻挡推压侧空间与反—推压侧空间之间的相互连通。
照本发明的第三方面的往复发动机，分隔装置具有设置在第二环形凹槽内的阻挡件，以便通过在形成第二环形凹槽的底表面和与该底表面相对的第二活塞环的内周表面之间产生的一间隙阻挡在推压侧空间与反—推压侧空间之间的相互连通。由此，可防止引入推压侧空间的燃烧气体的泄漏，因此可以充分地保持引入推压侧空间的高压气体的气体压力。因此，可以允许借助于推压侧空间内的气体压力在与相对于气缸的推压侧内表面的活塞的侧向压力相反的方向使活塞浮起。由此，可以有效地减小在活塞与气缸之间的滑动摩擦阻力，并降低由于活塞的拍打(slap)运动和转动在活塞与气缸内表面之间的锤击声。
按照本发明的一第四方面的往复发动机包括形成在活塞的侧表面内的、在活塞的往复方向相互靠近设置的第一和第二环形凹槽；分别装配在第一和第二环形凹槽内的第一和第二活塞环；分隔在所述第一和第二活塞环之间的空间以成为推压侧空间和反—推压侧空间的分隔装置；以及，用于允许推压侧空间与燃烧室连通的连通装置，分隔装置具有设置在第二环空间内的阻挡件，以便通过在形成第二环形凹槽的底表面和与该底表面相对的第二活塞环的内周表面之间产生的一间隙阻挡在推压侧空间与反—推压侧空间之间的相互连通。
按照本发明的第四方面的往复发动机，分隔装置具有设置在第二环形凹槽中的阻挡件，以便通过在形成第二环形凹槽的底表面和与该底表面相对的第二活塞环的内周表面之间产生的一间隙阻挡在推压侧空间与反—推压侧空间之间的相互连通。因此，可以防止引入推压侧空间内的燃烧气体的泄漏，以及由推压侧空间内的气体压力能够支承活塞离开气缸的内表面。由此，可以有效地减小在活塞和气缸的内表面之间的摩擦阻力，并降低在活塞与气缸的内表面之间的锤击声。
关于按照本发明的一第五方面的往复发动机，在按照本发明的第四方面的往复发动机中，连通装置具有设置在气缸的内表面中的许多连通通道，并适于允许通过这些连通通道使推压侧空间与燃烧室连通。
按照本发明的第五方面的往复发动机，连通装置具有在气缸的内表面中设置的多个连通通道，并适于允许通过这些连通通道使推压侧空间与燃烧室连通。由此，燃烧室内的燃烧气体能够迅速地和充分地引入推压侧空间。因此，在引入推压侧空间内的燃烧气体的气体压力的基础上的、相对于活塞的拍打运动和转动的缓冲垫能够支承活塞。这样，可以有效地减小在活塞的往复运动中在活塞与气缸之间的滑动摩擦阻力，并降低在活塞与气缸的内表面之间的锤击声。应该注意这些连通通道可以为任何形式，例如通孔、凹槽、凹陷等。
关于按照本发明的一第六方面的往复发动机，在按照本发明的第四或第五方面的往复发动机中，连通装置适于在活塞处于上死点附近时允许推压侧空间与燃烧室连通。
关于按照本发明的一第七方面的往复发动机，在按照本发明的第三至第六方面的任何一方面的往复发动机中，第二环形凹槽设置在活塞的侧表面内，以致第一环形凹槽位于第二环形凹槽与活塞的头端(head end)表面之间。
关于按照本发明的一第八方面的往复发动机，在按照本发明的第三至第七方面的任何一方面的往复发动机中，分隔装置具有以这样一方式设置的至少一对阻挡件，即沿着连接活塞和连杆的活塞销的轴线方向彼此相对。
按照本发明的第八方面的往复发动机，分隔装置具有以这样一方式设置的至少一对阻挡件，即沿着连接活塞和连杆的活塞销的轴线方向彼此相对。由此，能够充分地保持引入推压侧空间的燃烧气体的气体压力。因此，能够浮动地支承活塞离开气缸的推压侧内表面，以及，活塞能够在紧密配合于气缸的反—推压侧内表面的状态下滑动。这样，可以消除活塞的径向振摆(转动和拍打运动)。
关于按照本发明的第九方面的往复发动机，在按照本发明的第三至第八方面的任一方面的往复发动机，分隔装置具有设置在第一和第二活塞环之间的至少一对分隔件，该对分隔件以这样一方式设置，即沿着连接活塞和连杆的活塞销的轴向彼此相对。
按照本发明的第九方面的往复发动机，分隔装置具有设置在第一和第二活塞环之间的至少一对分隔件，该成对的分隔件以这样一方式设置，即沿着连接活塞和连杆的活塞销的轴向彼此相对。由此，当燃烧气体被引入推压侧空间时，能够用以引入推压侧空间的燃烧气体的气体压力为基础的、相对于该活塞的拍打运动和转动的缓冲垫来支承活塞。这样，可以有效地减小在活塞的往复运动中、在活塞与气缸之间滑动摩擦阻力，并降低活塞与气缸的内表面之间的锤击声。
关于按照本发明的第十方面的往复发动机，在按照本发明的第九方面的往复发动机中，分隔和阻挡件以在活塞的往复方向对齐的方式设置。
按照本发明的第十方面的往复发动机，分隔件和阻挡件以这样一方式设备，即在活塞的往复方向对齐。由此，可以防止其中在阻挡件与分隔件之间产生间隙、造成引入推压侧空间的燃烧气体的泄漏。
关于按照本发明的一第十一方面的往复发动机，在按照本发明的第九或第十方面的往复发动机中，分隔装置具有用于朝气缸的内表面分别弹性加压于成对分隔件的一对加压件。
按照本发明的第十一方面的往复发动机，分隔装置具有用于朝气缸的内表面分别弹性加压成对的分隔件的成对的加压件。由此，可以防止在往复发动机的各工作行程中引入推压侧空间的燃烧气体泄漏至反—推压侧空间。例如，即使在施加于活塞的头端表面的气体压力和惯性力的基础上在活塞中产生转动力或拍打运动力的情况中，由成对的加压件的弹性推压力能够使分隔件和气缸的内表面相互紧密接触。因此，在推压侧空间和反—推压侧空间之间保持气密性，而不会引起引入推压侧空间的高压气体泄漏至反—推压侧空间。
关于按照本发明的一第十二方面的往复发动机，在按照本发明的第十一方面的往复发动机中，成对的加压件分别以这样一方式设置，即沿着连接活塞和连杆的活塞销的轴线方向彼此相对。
按照本发明的第十二方面的往复发动机，成对的加压件分别沿着该轴线方向彼此相对地设置。这样，例如，即使在施加于活塞的头端表面的气体压力和惯性力的基础上、在活塞中产生转动力或拍打运动力的情况中，由成对加压件的弹性推压力能够使分隔件和气缸的内表面紧密接触。由此，可以在推压侧空间与反—推压侧空间之间保持气密性，而不会引起引入推压侧空间的高压气体泄漏到反—推压侧空间。因此，能够浮动地支承活塞离开气缸的推压侧内表面，活塞能够在紧密配合于气缸的反—推压侧内表面的状态下滑动。这样，可以消除活塞的径向摆动(转动和拍打运动)。
关于按照本发明的一第十三方面的往复发动机，在按照本发明的第十一或十二方面的往复发动机中，加压件包括一弹簧。应该注意弹簧例如包括片簧、螺旋弹簧等。
关于按照本发明的一第十四方面的往复发动机，在按照本发明的第九至第十三方面的任一方面的往复发动机中，分隔装置具有形成在活塞的侧表面中、位于第一和第二活塞环之间的、对气缸的内表面凹入的一对凹入部分，分隔件分别设置在由成对凹入部分所形成的空间。
按照本发明的第十四方面的往复发动机，由于分隔件分别设置在由成对的凹入部分分别所形成的空间内，所以可以保持在推压侧空间与反—推压侧空间之间的气密封。由此，可以防止在往复发动机的各工作行程中引入推压侧空间的燃烧气体泄漏至反—推压侧空间。
关于按照本发明的一第十五方面的往复发动机，在按照本发明的第三至第十四方面的任何一方面的往复发动机中，分隔装置具有设置在第二环形凹槽内的和适于朝第二活塞环的内周表面弹性加压于阻挡件的一加压件。
按照本发明的第十五方面的往复发动机，分隔装置具有朝活塞环的内周表面弹性加压阻挡件的加压件。这样，可以防止在往复发动机的各工作行程中引入推压侧空间的燃烧气体泄漏至反—推压侧空间，能够充分地保持引入推压侧空间的燃烧气体的气体压力。因此，能够浮动地支持活塞离开气缸的推压侧内表面，活塞能够在紧密地配合于气缸的反—推压侧内表面的状态下滑动。从而，可以消除活塞的径向摆动(转动和拍打运动)。
关于本发明的一第十六方面的往复发动机，在本发明的第十五方面的往复发动机中，分隔装置具有沿着连接活塞和连杆的活塞销的轴线方向彼此相对的一对加压件。
按照本发明的第十六方面的往复发动机，分隔装置具有沿着活塞销的轴向彼此相对的成对的加压件。这样，例如，即使在施加于活塞的头端表面的气体压力和惯性力的基础上在活塞中发生转动力或拍打运动力的情况下，由成对加压件的弹性推压力能使阻挡件和气缸的内表面相互紧密接触。因此，可以保持在推压侧空间与反—推压侧空间之间的气密性，而不会引起引入推压侧空间的高压气体泄漏至反—推压侧空间。由此，能够浮动地支承活塞离开气缸的推压侧内表面，活塞能够在紧密配合于气缸的反—推压侧内表面的状态下滑动。这样，可以消除活塞的径向摆动。
关于按照本发明的一第十七方面的往复发动机，在本发明的第十五或第十六方面的往复发动机中，加压件包括弹簧。应该注意弹簧例如包括片簧、螺旋弹簧等。
关于按照本发明的一第十八方面的往复发动机，在按照本发明的第十三至第十七方面的任一方面的往复发动机中，分隔装置具有设置在形成第二环形凹槽的底表面中的、对第二活塞环的内周表面凹入的一凹入部分，阻挡件设置在由该凹入部分所形成的空间内。
关于按照本发明的第十八方面的往复发动机，由于阻挡件设置在由凹槽部分形成的空间内，所以可消除由于例如引入推压侧的燃烧气体的气体压力所引起的阻挡件的位置偏差。
关于按照本发明的一第十九方面的往复发动机，在按照本发明的第三至第十八方面的任一方面的往复发动机中，第一活塞环设置在活塞的头端表面附近，以及设置在第一形成凹槽内，以致第一活塞环的环间隙相对于阻挡件处在推压侧空间侧。
关于按照本发明的一第二十方面的往复发动机，在按照本发明的第三至第十九方面的任一方面的往复发动机中，第二活塞环设置在活塞的侧表面内，以致第一活塞环处在第二活塞环与活塞的头端表面之间，第二活塞环设置在第二环形凹槽内，以致第二活塞环的环间隙处在相对于阻挡件的反—推压侧空间侧上。
关于按照本发明的一第二十一方面的往复发动机，在按照本发明的第三至第二十方面的任一方面的往复发动机中，阻挡件包括销柱。应该注意该销柱可以整体地固定于活塞环。此外，销柱可以为任何形状，例如四角棱柱体、圆柱体或椭圆柱体。
关于按照本发明的一第二十二方面的往复发动机，在按照本发明的第一至第二十一方面的任一方面的往复发动机中，由活塞销将活塞连接于连杆，活塞销设置在活塞内，以致连接活塞销的轴线和曲柄的轴线的一直线相对于连接活塞的中心和曲轴的轴线的一直线朝反—推压侧倾斜。
按照本发明的第二十二方面的往复发动机，由于活塞销的中心相对于活塞的中心朝反—推压侧偏离中心，所以可以减小在该往复发动机的各工作行程中、在活塞强烈撞击气缸的内表面的方向中作用的活塞的转动力矩。由此，可以降低在活塞与气缸的内表面之间的锤击声。应该注意按照本发明的第二十二方面的往复发动机能够由四冲程循环的往复发动机、往复柴油发动机等体现，但是尤其可以由其中在气缸头部的反—推压侧上设置辅助燃烧室的往复柴油发动机体现。
应该注意按照本发明的第一至第二十二方面的任何一方面的往复发动机机能适当地显示出甚至在四冲程循环发动机、两冲程循环发动机或柴油发动机中从本发明得出的效果。
按照本发明，可以提供一种往复发动机，它可以可靠地防止引入推压侧空间的燃烧气体的泄漏，有效地减小在活塞的往复运动中在气缸与活塞之间的滑动摩擦阻力，并降低在活塞与气缸的内表面之间的锤击声。
以下在附图所示的较佳实施例的基础上详细叙述执行本发明的方式。应该注意本发明不局限于这些实施例。
图1是按照本发明的往复发动机的一实施例的说明性正视图；图2是图1所示实施例的说明性正视图；图3是沿着图1所示实施例的线“III-III”截取的说明性剖视图；图4是图3的说明性局部放大图；图5是沿着图1所示实施例的线“V-V”截取的说明性剖视图；图6是沿着图1所示实施例的线“VI-VI”截取的说明性剖视图；图7是说明图1所示的实施例的工作的视图；图8是说明图1所示的实施例的工作的视图；图9是按照本发明的往复发动机的另一实施例的说明性正视图；图10是图9所示实施例的说明性侧剖视图；图11是说明图9所示实施例的工作的视图；图12是说明图9所示实施例的工作的视图；以及图13是说明图9所示实施例的工作的视图。
具体实施例方式
在图1至8中，按照本发明的四冲程循环往复发动机(四冲程循环汽油发动机)包括一气缸2；在气缸内、沿X方向往复运动的一活塞环3；在其小头4通过活塞销4a可转动地连接于活塞3的一连杆5；形成在活塞3的圆周侧表面6中的、沿X方向相互邻近设置的环形凹槽7和8；分别装配在环形凹槽7和8内的活塞环9和10；用于将在活塞环9和10之间的环形空间11分隔成推进侧半环形空间12和反—推进侧半环空间13的分隔装置14；允许空间12与其中燃烧燃料—空气混合物的燃烧室15相连通的连通装置16。
气缸2具有由它的内表面17形成的一气缸空间18，活塞3被设置在该空间18内，以便沿X方向往复运动。在气缸2内设置吸入阀(未示出)和排放阀26。
在这实施例中的活塞3具有在它的周侧表面6上的一油环19。
连杆5在它的大端部(未示出)连接于可转动的曲柄(未示出)。
环形凹槽7和8分别呈沿着周侧表面6的环形。环形凹槽7设置在形成燃烧室的活塞3的头端表面(顶表面或冠表面)附近，同时环形凹槽8设置在周侧表面6内，使环形凹槽7位于环形凹槽8与头端表面23之间。
活塞环(顶环或气体环)9设置在头端表面23附近。活塞环9设置在环形凹槽7内，使它的环间隙33相对于阻挡件56和57处于空间12侧上。活塞环9在它的外周表面34处弹性抵靠于内表面17。
活塞环(第二环或气体环)10设置在外周侧表面6上，使活塞环9处在活塞环10与头端表面23之间。活塞环10设置在环形凹槽8内，使它的环间隙38相对于阻挡件36和37位于空间13侧。活塞环10在它的外周表面39处弹性抵靠于内表面17。
分隔装置14包括设置在活塞环9和10之间的分隔件40和41；用作为加压件、将分隔件40朝内表面17弹性推压的弹簧42；用作为加压件、将分隔件41朝内表面17弹性推压的弹簧43；设置在周侧面6中的、位于活塞环9和10之间的、对内表面17凹入的凹入部分44和45；阻挡件56和57设置在环形凹槽8内，使通过在环形槽8的底表面54与活塞环10的与底表面54相对的内周表面55之间形成的一间隙阻挡在空间2和13之间的相互连通；设置在环形凹槽8内、用作为加压件、分别地将阻挡件56和57弹性地压向活塞环10的内周表面55的螺旋弹簧58和59；以及，设置在底面54内的和对活塞环10的内周表面55凹入的凹入部分(孔部分)60和61。在这实施例中由一圆柱销形成各阻挡件56和57。
分隔件40设置在由凹入部分44形成的空间内，同时分隔件41设置在由凹入部分45形成的空间内。
阻挡件56和螺旋弹簧58设置在由凹入部分60形成的空间内，同时阻挡件57和螺旋弹簧59设置在由凹入部分61形成的空间内。
分隔件40和41、弹簧42和43、凹入部分44和45、阻挡件56和57、螺旋弹簧58和59以及凹入部分60和61以这样的方式设置，即，使它们沿着活塞销4a的轴向Y彼此相对。
分别设置分隔件40和阻挡件56，以使它两沿X方向对齐；同时，分别设置分隔件41和阻挡件57，以使它两沿X方向对齐。
按照上述分隔装置14，阻挡件56和57分别设置在环形凹槽8内，以及，它们分别被螺旋弹簧58和59弹性偏压。由此，在往复发动机1各工作行程中，阻挡了空间12和13通过环形槽8的相互连通。此外，分隔件40和41分别设置在活塞环9和10之间，它们分别被弹簧42和43弹性加压。由此，在往复发动机1的各工作行程中，阻挡了空间2和13的相互连通。并且，即使例如由于气体压力和惯性力活塞在垂直于方向Y的平面内发生了转动，仍然可以防止在各阻挡件56和57与活塞环10之间产生间隙。同时，可以防止在各分隔件40和41与气缸2的内表面17之间产生间隙。因此，可以保持住引入推进侧空间2内的燃烧气体的气体压力。
连通装置16具有设置在推进侧上、气缸2的内表面17上的许多连通通道70。设置多个连通通道70以允许当活塞3处于上死点位置附近时通过连通通道70使空间12与燃烧室15彼此连通。在这实施例中，在气缸2的内表面17上形成的凹入部分71中形成各连通通道70。
以下，将叙述按照该实施例的往复发动机1的工作。
在在完成压缩行和之后开始的燃料—空气混合物的燃烧行程中，如图7所示，在活塞3通过上死点之后和活塞3位于上死点附近时，燃烧气体99的气体压力增加，活塞3受到增大的气体压力从而朝下死点加速。同时，燃烧气体99借助于使经过多个连通通道70使推进侧空间12与燃烧室15连通而被引入推进侧空间12中。这里，随着活塞3对处于相对方向X倾斜的连杆5作用一向前的运动力，朝向推进侧的侧向压力A作用在活塞3上。但是，引入空间12内的燃烧气体99的气体压力沿着与侧向压力A相反的方向对活塞作用一朝反—推进侧的方向的反—侧向压力B，从而造成活塞3被气体浮起。
以上述方式，在燃烧行程中显著地减小了在各活塞环9和10与气缸2的内表面17之间、在推进侧上、在侧向压力A的基础上引起的滑动摩擦阻力。另外，由于通过分别被螺旋弹簧58和59弹性推压的阻挡件56和57防止了引入空间12的燃烧气体99通过环形凹槽8漏入空间13侧，所以能够保持作用在活塞3上的反—侧向压力B。应该注意在燃烧行程中活塞3朝下死点的附近移动。
还有，在完成燃烧气体99的燃烧行程之后开始的排气行程中，如图8所示，保持住在上述排气行程中引入空间12内的燃烧气体99的气体压力的基础上的反—侧向压力B，造成由气体将活塞3浮起。因此，消除了活塞3的在垂直于方向Y的平面内的摆动。
在图9至13中，按照另一实施例的往复柴油发动机101包括一气缸102；在气缸102内、沿方向X往复运动的一活塞103；在其小头104通过活塞销104a可转动地连接于活塞103的一连杆105；形成在活塞103的周侧表面106内的、在方向X上相互靠近设置的环形凹槽107和108；分别装配在环形凹槽107和108中的活塞环109和110；用于将在活塞环109和110之间的环形空间111分隔成推进侧半环空间112和反—推进侧半环空间113的分隔装置；以及，用于允许空间12与主燃烧室115相互连通的连通装置。
气缸102具有由它的内表面117形成的圆柱空间118和设置在空间118内、以便在方向X上可往复运动的活塞103。在气缸102的缸头部分155内设置有吸气阀102a、排气阀102b、用于将点燃的燃料注入主燃烧室115的辅助燃料室115a。
在这实施例中，在反—推进侧上辅助燃烧室115a与主燃烧室115连通，并适于将燃料注入主燃烧室115，从而被注入的燃料在主燃烧室115内从反—推进侧朝推进侧膨胀。
在这实施例中活塞103具有油环149。
连杆105以其大头150连接于可转动的曲轴151。
在活塞103中设置有活塞销104a，以使连接活塞销104a的轴线E和曲轴151的轴线F的直线L1相对于连接活塞103的中心G和轴线F的直线L2朝反—推进侧倾斜。所提供的结构设置能够在往复柴油发动机101的各工作行程中减小在活塞103强烈撞击汽缸102的内表面117的方向上的活塞103的转动力矩。
像上述往复发动机1的环形凹槽7和8、活塞环9和10、分隔装置14和连通装置16那样，以相同方式分别形成环形凹槽107和108、活塞环109和110、分隔装置114和连通装置116。因此，将省去对它们的叙述。
以下将叙述往复柴油发动机101的工作。
如图11和12所示，在压缩行程完成之后开始的燃烧行程中，当活塞103位于上死点附近时，在燃烧气体199的气体压力增加时，由气体压力给予运动动力的活塞朝下死点向前运动。同时，借助于通过连通装置116允许空间112与主燃烧室115相互连通，将燃烧气体199引入空间112。其中，随着向前的运动力作用在连杆105上，该连杆相对于方向X倾斜，朝向推压侧的侧向压力C作用在活塞103上。但是，由引入空间112内的燃烧气体199的气体压力使朝反—推压侧的反—侧向压力C沿与侧向压力C相反的方向作用在活塞103上，从而由气体将活塞103浮起。在上述方式中，在燃烧行程期间，在各活塞环109和110与汽缸102的内表面117之间的推进侧上在侧向压力C的基础上显著地减小了滑动摩擦阻力。同时，可以防止活塞环109和110强烈地撞击推进侧上的内表面117。另外，借助于分别由螺旋弹簧158和159弹性地加压的阻挡件156和157，可防止引入空间112的燃烧气体199通过环形凹槽107和108漏入到空间113。
在燃烧气体199的燃烧行程完成之后开始的排放行程中，如图13所示，保持了在引入空间112内的燃烧气体199的气体压力基础上的反—侧向压力D，因此消除了在垂直于方向Y的平面内的活塞103的摆动。
在吸入行程完成之后开始的压缩行程中，当位于下死点附近的活塞103朝上死点附近向后运动时，在主燃烧室115内的空气被压缩，使该空气处于高压和高温之下。应该注意到在上述压缩行程中，在活塞103向后运动到上死点附近之后开始了燃烧行程。
应该注意在按照这实施例的往复柴油发动机101中设置有汽缸衬套，连通装置可以设置在该汽缸衬套内。
权利要求
1.一种往复发动机包括形成在活塞的侧表面内、沿所述活塞的往复方向相互靠近设置的第一第二环形凹槽；分别装配在所述第一和第二环形凹槽内的第一和第二活塞环；用于将在所述第一和第二活塞环之间的空间分隔成推压侧空间和反—推压侧空间的分隔装置；以及，允许推压侧空间与燃烧室相互连通的连通装置，所述连通装置具有在气缸内表面上设置的多个连通通道，并适于允许通过所述多个连通通道使推压侧空间与所述燃烧室相连通。
2.按照权利要求1的往复发动机，其特征在于在活塞位于上死点附近时所述连通装置允许推压侧空间与所述燃烧室连通。
3.按照权利要求1或2的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有一阻挡件，该阻挡件设置在所述第二环形凹槽内，以便通过在形成第二环形凹槽的底表面和与所述底表面相对的所述第二活塞环的内周向表面之间产生的一间隙阻挡在推压侧空间与反—推压侧空间之间的相互连通。
4.一种往复发动机包括在活塞的侧表面上形成的、沿所述活塞的往复方向相互靠近设置的第一和第二环形凹槽；分别装配在所述第一和第二环形凹槽内的第一和第二活塞环；用于将在所述第一和第二环形凹槽之间的空间分隔成推压侧空间和反—推压侧空间的分隔装置；以及，用于允许推压侧空间与燃烧室相互连通的连通装置，所述分隔装置具有一阻挡件，该阻挡件设置在所述第二环形凹槽内，以便通过在形成所述第二环形凹槽的底表面和与所述底表面相对的所述第二活塞环的内周表面之间产生的间隙阻挡在推压侧空间与反—推压侧空间的相互连通。
5.按照权利要求4的往复发动机，其特征在于所述连通装置具有设置在气缸的内表面上的多个连通通道，并适于允许通过所述多个连通通道使推压侧空间与所述燃烧室连通。
6.按照权利要求4或5的往复发动机，其特征在于所述连通装置适于在所述活塞处于上死点附近时允许推压侧空间与所述燃烧室连通。
7.按照权利要求3至6的任一项的往复发动机，其特征在于所述第二环形凹槽设置在所述活塞环的侧表面上，以致所述第一环形凹槽位于第二环形凹槽与活塞环的头端表面之间。
8.按照权利要求3至7的任一项的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有以这样一方式设置的至少一对阻挡件，即沿着连接所述活塞和连杆的活塞销的轴线方向彼此相对。
9.按照权利要求3至8的任一项的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有设置在所述第一和第二活塞环之间的至少一对分隔件，所述成对的分隔件以这样一方式设置，即沿着连接所述活塞和所述连杆的所述活塞销的轴线方向彼此相对。
10.按照权利要求9的往复发动机，其特征在于所述阻挡件和所述分隔件以在所述活塞的往复方向上对齐的方式设置。
11.按照权利要求9或10的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有用于将所述成对的分隔件朝所述气缸的内表面弹性地加压的一对加压件。
12.按照权利要求11的往复发动机，其特征在于所述成对的加压件分别以这样一方式设置，即沿着连接所述活塞和所述连杆的所述活塞销的轴线方向彼此相对。
13.按照权利要求11或12的往复发动机，其特征在于所述加压件包括弹簧。
14.按照权利要求9至13的任一项的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有形成在所述活塞的侧表面上、在所述第一和第二活塞环之间的和对所述气缸的内表面凹入的一对凹入部分，所述分隔件分别设置在由所述成对的凹入部分形成的空间内。
15.按照权利要求3至13的任一项的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有设置在所述第二环形凹槽内并适于将所述阻挡件朝所述第二活塞环的内周表面弹性地加压的加压件。
16.按照权利要求15的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有沿着连接所述活塞和所述连杆的所述活塞销的轴线彼此相对的一对所述加压件。
17.按照权利要求15或16的往复发动机，其特征在于所述加压件包括弹簧。
18.按照权利要求3至17的任一项的往复发动机，其特征在于所述分隔装置具有设置在形成所述第二环形凹槽的底表面内和对所述第二活塞环的内周表面凹入的一凹入部分，所述阻挡件设置在所述凹入部分所形成的空间内。
19.按照权利要求3至18的任一项的往复发动机，其特征在于所述第一活塞环设置在所述活塞的头端表面附近并设置在所述第一环凹槽内，使所述第一活塞环的环间隙位于相对于所述阻挡件的推压侧空间侧上。
20.按照权利要求3至19的任一项的往复发动机，其特征在于所述第二活塞环设置在所述活塞的侧表面内，使所述第一活塞环处于第二活塞环与所述活塞的头端表面之间，所述第二活塞环设置在所述第二环形凹槽内，所述第二活塞环的环间隙位于相对于所述阻挡件的一反—推压侧空间侧上。
21.按照权利要求3至20的任一项的往复发动机，其特征在于所述阻挡件包括销柱。
22.按照权利要求1至21的任一项的往复发动机，其特征在于通过所述活塞销将所述活塞连接于所述连杆，所述活塞销设置在所述活塞内，使连接所述活塞销设置在所述活塞内，以致连接所述活塞销的轴线和曲轴的轴线的一直线相对于连接所述活塞的中心和所述曲轴的轴线的一直线朝反—推压侧倾斜。
全文摘要
一种往复发动机(1)包括气缸(2)；在气缸内沿方向X往复运动的活塞(3)；在其小头(4)通过活塞销(4a)可转动地连接于活塞(3)的连杆(5)；形成在活塞(3)的周侧表面(6)内和沿方向X相互靠近设置的环形凹槽(7，8)；分别装配在环形凹槽(7，8)内的活塞环(9，10)；用于将在两活塞环(9，10)之间的环形空间(11)分隔为推压侧半环空间(12)和反—推压侧半环空间(13)的分隔装置；以及，用于允许空间(12)与其中燃烧燃料—空气混合物的燃烧室(15)连通的连通装置(16)。
文档编号F02F5/00GK1628212SQ0282917
公开日2005年6月15日 申请日期2002年6月20日 优先权日2002年6月20日
发明者坂东茂 申请人:坂东机工株式会社