专利名称：具有旋转正时的内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有旋转正时的内燃机。
特别地，本发明涉及一种具有用于排气和进气分配的旋转装置的往复式发动机。
背景技术：
在往复式内燃机领域中，已知使用旋转分配器代替普通分配装置，该普通分配装置使用置于气缸盖内的并且通过装配有凸轮的轴直接或通过适宜的中间元件例如摇臂来移动的提升阀。
这种旋转分配阀具有许多目的，但是它们基本上都与简化并改进上述的使用提升阀的构思相关。
最近几年，技术文献已经公开了使用旋转阀允许超越内燃机的安静性和速度的目前限制，无论它们是奥托循环类型还是狄塞尔循环类型，它们的限制至少部分归因于目前吸入和排出提升阀的结构。
由于具有弹性返回的往复式运动，提升阀的速度无可避免地与促发它们的弹性元件的机械性质相关，而且它们在每个冲程末端产生了带有高噪音水平的金属撞击。
相比较而言，由于既没有用于回程的弹性元件，也没有冲程末端的金属碰撞，旋转阀能达到高速旋转而且非常安静。
可是，旋转阀的问题在于流体密封。
由于燃烧室压力的损失导致能量的损失和不良的发动机性能，因此好的密封的存在对正确的发动机运行是必要的。
仍然未充分解决的使用旋转正时的问题是旋转分配器部件的润滑。
如果使用具有旋转正时的发动机，另一个经常遇到的缺陷是在奥托循环发动机情况下的火花塞的布置或用于狄塞尔循环发动机的喷射器的布置。
发明内容
本发明的目的是提供具有旋转正时的内燃机，其在流体密封、旋转分配器的润滑方面进行了改进并且具有能够克服上述问题和缺陷的结构。
在随后的说明书中更加显而易见的这些和其它目的通过在权利要求中描述的具有旋转正时的内燃机实现。
依照上述的目的，在权利要求中清楚的表明本发明的技术特征，参照附图，本发明的优点在随后的详细的说明中更为显而易见，
了仅作为示例的优选实施例，而不限制本发明的范围，其中图1是根据本发明制造的发动机的示意纵向剖面图，其中一些部件被去除；图2是图1的依照线II-II的示意性横剖面图；图2a示出了图2的放大的细节；图3是图1的发动机的示意透视图，一些部件被分解；图4是图1的发动机的示意透视图，其中部分部件被分解，部分部件被去除，以便更好阐释发动机的另外部件；图5a是上述诸图的发动机的详细的局部示意透视图；图5b是具有图5a的详细的局部横剖面的部分示意透视图；图6a和6b是根据本发明的制造的发动机的局部示意透视图；图7是根据图1的线VII-VII的横剖面图，部分部件被去除以便更好阐释另外部件；图8是根据本发明的发动机的细节的示意透视图，部分部件被法除以便更好阐释的另外部件；图9是根据本发明的发动机的细节的示意横剖视图，其中部分部件不按比例放大。
具体实施例方式
参照图1和2，根据本发明的往复式内燃机，整体用1表示，该内燃机包括气缸体2、四个模块化单元3、分别由4和5表示的第一和第二旋转分配器。
在图1中，发动机1为四冲程类型，具有四个成一行的气缸。表示的结构仅作为示例，绝不限制用于根据本发明制造的发动机的许多不同的可能结构。
如图1所示，气缸体2包括基壁6和五个从基壁6延伸的垂直壁7、8、9、10、11。
在它的下部区域12中，气缸体2包括用于容纳曲轴14的腔室13，曲轴具有各自的旋转轴线A。
在气缸体2的中心区域15中，气缸体2的垂直壁7、8、9、10、11形成四个从腔室13延伸的基本上圆筒状的并具有各自的中心轴线B的腔16，各中心轴线相互平行且垂直于曲轴14的旋转轴线A。曲轴14穿过四个腔16，并通过已知类型的轴承由壁7、8、9、10和11支承。腔16包括各自的置于腔室13上的下端16a，和与各自的中心轴线B纵向相对的上端16b。
每个模块化单元3包括顶盖17和圆柱形本体18，圆柱形本体由顶盖17限制并且嵌入顶盖，这样它能在气缸体2的其中一个腔16中与其同轴地轴向滑动。
圆柱形本体18通过强制连接而连接到各自的顶盖17上，优选地所述连接由螺纹连接获得。
进一步地，两个允许轴向滑动的环形密封108插入到在圆柱形本体18上。
圆柱形本体18具有从顶盖17延伸的内圆柱形壁19，其下端通往腔室13。
在每个模块化单元3的圆柱形壁19内部能以密封的方式轴向滑动的活塞20运动连接到曲轴14上，其方式和根据的方法均为已知，因此不作进一步描述。在顶盖17和相应的活塞20之间，各个模块化单元3的圆柱形壁19形成燃烧室21。
第一和第二圆柱形孔22、23穿过每个顶盖17，横向于圆柱形本体18的轴线。
顶盖17彼此对齐，使得各自的圆柱形孔22、23同轴。如图5a、5b更好地示出的，每个孔22、23具有圆柱形内表面24。
第一孔22与通往顶盖17外侧的排气管25相连，同时第二孔23与进气管26相连，该进气管也通往顶盖17外侧。
如图2所示，孔22、23通过两个各自的口27和28与燃烧室21相连。
参考图1和2，两个旋转分配器4、5是圆柱形的，而且容纳在顶盖17中的圆柱形孔22、23内，每个按以下方式支承它可以通过两个端部径向轴承29、30和通过一个中间轴承100自由旋转。旋转分配器4、5具有各自的旋转轴线C′、C″。
如图3和4所示，将径向轴承29、30、100插入由气缸体2的半圆形部分33形成的各自的壳体31、32、101。
参考图3和4，对于每时半圆形部分33，发动机1包括形状与分配器4、5匹配且能稳定连接到半圆形部分33上的相应的半支座34。
如图1所示，在它们的组装结构中，每对半圆形部分33和相应的支座34限定了与每个顶盖17的孔22、23同轴的第一和第二圆柱形壳体35、36。分配器4、5能够在壳体35、36内自由旋转。
半圆形部分33和半支座34形成用于将分配器4、5固定到气缸体2上的装置37，由于模块化单元与分配器4、5整体成形，从而将模块化单元3固定到气缸体2上。
如图8所示，在每个模块化单元3之间插入铝环109，铝环两侧具有用于O形环109b的各自的支座109a，所述O形环109b保证了每个模块化单元3之间的油密封，此外仍然允许其轴向滑动。
参考图6a、6b，在它的内表面的下部区域，每个轴承29、30、100具有形成区域39的各自的凹槽38，用于积聚润滑流体。
参考图2和5b，根据发动机的类型，每个顶盖17包括用于容纳火花塞41或未示出的喷射器的腔40。
旋转分配器4、5具有基本上圆柱形外侧表面42和多个横向通孔43，沿着轴线C′、C″轴向分布，并且设计成将每个顶盖17的口27和28与相应的排气和进气管25和26连通。在附图所示的情况下，相对于旋转分配器4、5，所述孔43是径向通孔，因此口27、28与相应的管25、26径向相对。可是，显然这只是一个示意实施例，不对于其它可能替换实施例起限制作用，其中例如管25、26相对于口27、28不同地布置，并且孔43不是径向的和直的。
有利地，分配器4、5上的径向孔43和顶盖17上的相应口27、28具有各自几何外形，其设计成优化充满和排出气体，建立通过横剖面的一种变化，其可以与传统提升阀的提升规律比较。
根据附图所示的优选实施例，在图7可以看到，分配器4、5的外侧表面42有圆柱形护套44，护套由具有高强度和硬度的金属材料制成，为了更清晰起见，在其它图中未示出。
在未示出的替换实施例中，护套44由陶瓷材料制成。
根据未示的其它替换实施例和使用护套的替换形式，通过将表面热处理应用于分配器4、5实现分配器4、5的外侧表面42的硬化。
如图1所示，旋转分配器4、5通过齿形带45与曲轴14运动连接。按这种方式，驱动它们旋转，以便它们与曲轴14的旋转同步。参考四冲程发动机所示的情况，在曲轴14和旋转分配器4、5之间齿轮齿数比为1/4。
根据本发明未示的替换实施例，在曲轴14和分配器4、5之间通过带有适宜润滑的齿轮或链条传输运动。
如图1所示，在它们的外侧表面42，旋转分配器4、5具有多个用于径向密封的圆周部分46，所述径向密封容纳于制造在护套44上各自的圆周凹槽47中，并插入分配器4、5和孔22、23的内圆柱形表面24之间。
如图1示意所示，发动机1包括用于润滑流体的泵48，其置于气缸体2的垂直壁11的适宜的壳体48a内。润滑管49从泵48处延伸，其第一部分49a给支承旋转分配器4、5的轴承29提供加压润滑流体。
如图6a、7所示，通过制造在轴承29上的孔102，第一部分49a通往形成用于积聚润滑流体的区域39的凹槽38。
在轴承29上，每个分配器4、5具有第一径向通道50，其设计成允许在润滑管49的第一部分49a和管49的第二部分49b之间流体流通，该第二部分49b位于旋转分配器4、5内，沿着旋转分配器的轴线C′、C″纵向延伸。
与轴承29类似，在轴承30内有通道50。位于管49的第二部分49b，由于泵48作用于其上的压力和其在分配器4、5旋转之后受到的离心力，分配器内的润滑流体通过所述通道50流向中间轴承100，并且从那流向末端轴承30。
润滑管49还具有第三部分49c，其从轴承30延伸并连接到容纳曲轴14的腔室13上。根据已知的方法(因此在文中不再更为详细描述)，通过管49的第三部分49c，供给轴承30的润滑流体流入腔室13，从那又被泵48泵送并再次在管49中循环。
如图5a和5b所示，孔22、23的内圆柱形表面24上有平行于轴线C′、C″和圆柱形孔22、23母线延伸的纵向槽口51。在槽口51处，多个通往圆柱形孔22、23的内表面24的第二通道52吸取来自表面24的润滑流体。第二通道52沿着槽口51一个接一个布置。
进一步地，在它的表面42上，每个分配器4、5包括多个与分配器4、5的内部连通的校准孔105和多个集油槽106。
在压力作用下来自于分配器5内部的润滑流体通过校准径向孔105，并充满作为贮液器的通道52。然后润滑流体沿着槽口51流动，润滑分配器的外表面42。然后在槽106中收集油，该槽位于分配器的外表面42上，并连接到(其连接方式未示出)真空泵元件53上，在图1中可看到，真空泵元件置于分配器4、5的一端的垂直壁7外。有利地，真空泵元件53是具有叶片的类型，通常用于汽车部件。换句话说，真空泵元件53吸取润滑流体，并将其送回管49。
泵48、具有部分49a、49b和49c的管49、第一通道50、第二通道52、槽口51、孔105、槽106、真空泵元件53一起形成了用于发动机1特别用于旋转分配器4、5的润滑装置54。
参考图5b，每个顶盖17还具有多个设计成容纳冷却剂的内腔55。
有利地，圆柱形本体18还由通过从通道49延伸的通道49d的润滑液体冷却，其在圆柱形本体18之间的环形空腔107中分支并且从与通道49d相对的通道49e流出。
腔55形成发动机冷却装置。
根据附图所示的优选实施例，在各自的顶盖17，每个模块化单元3具有进入腔55的冷却剂的进口管103和离开腔55的冷却剂的出口管104。
有利地，公开的具有上述特征的发动机1允许旋转分配器4、5的有效润滑和同样有效的发动机冷却。进一步地，模块化单元3沿着它们自己的轴线自由滑动保证了自动密封，其增加了燃烧室的压力。
如图9所示，每次由曲轴14移动的活塞20启动压缩和随后的燃烧步骤，作用力向上推动整个顶盖-气缸单元，因此抵偿了顶盖的圆形腔和分配器销之间的连接的下部分中存在的间隙。强调的是，为了清晰起见，在图9中，示出分配器4、5相对于相应的孔22、23偏心。
上述的本发明可以在不背离本发明构思的范围下以不同的方式作出修改和适应。而且，本发明的所有细节可以由技术上等同的元素替换。
权利要求
1.一种具有旋转正时的内燃机，包括气缸体(2)，具有容纳至少一个相应的圆柱形本体(18)的至少一个腔(16)，所述圆柱形本体(18)设计成在其内部容纳以密封方式滑动的相应活塞(20)；顶盖(17)，稳定连接到圆柱形本体(18)上，以形成模块化单元(3)，该模块化单元以下列方式安装它能相时于气缸体(2)轴向滑动；从顶盖(17)延伸的排气管(25)和进气管(26)，其特征在于顶盖(17)具有相互彼此平行的、垂直于圆柱形本体(18)的第一圆柱形孔(22)和第二圆柱形孔(23)，所述圆柱形本体(18)和在顶盖(17)中的第一和第二孔(22、23)分别通过至少第一口(27)和第二口(28)彼此连通并且还包括第一圆柱形旋转分配器(4)和第二圆柱形旋转分配器(5)，所述旋转分配器以分别在顶盖(17)中的第一和第二孔(22、23)中能自由旋转的方式安置，第一分配器(4)具有至少一个设计成循环地允许第一口(27)和进气管(26)之间连通的横向通孔(43)，第二分配器(5)具有至少一个设计成循环地允许第二口(28)和排气管(25)之间连通的横向通孔(43)。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于它包括用于将第一和第二分配器(4、5)固定到气缸体上的装置(37)。
3.如权利要求2所述的内燃机，其特征在于所述固定装置(37)包括至少一个半支座(34)，其形状与第一和第二分配器(4、5)相匹配，所述半支座具有能稳定连接到气缸体上的部分。
4.如权利要求3所述的内燃机，其特征在于所述半支座(34)和气缸体(2)形成相对于顶盖内的第一和第二孔(22、23)同轴的第一和第二圆柱形壳体(35、36)。
5.如权利要求4所述的内燃机，其特征在于第一和第二分配器(4、5)能在第一和第二圆柱形壳体(35、36)内自由旋转。
6.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于顶盖(17)包括用于容纳火花塞(41)或喷射器的腔(40)。
7.如权利要求1至6任意一项所述的内燃机，其特征在于它包括用于冷却顶盖的装置(56)。
8.如权利要求7所述的内燃机，其特征在于冷却装置(56)包括在顶盖(17)内的用于容纳冷却剂的至少一个腔(55)。
9.如权利要求1至8任意一项所述的内燃机，其特征在于它包括润滑装置(54)，其设计成便于第一和第二圆柱形分配器(4、5)的旋转。
10.如权利要求9所述的内燃机，其中第一和第二圆柱形分配器(4、5)的每一个由两个端部径向轴承(29、30)支承，所述端部径向轴承插入与气缸体(2)整体形成的相应壳体(31、32)中，其特征在于润滑装置(54)包括用于每个分配器(4、5)的润滑管(49)，所述润滑管被设计成将润滑流体提供给径向轴承(29、30)。
11.如权利要求9所述的内燃机，其中第一和第二圆柱形分配器(4、5)的每一个由两个端部径向轴承(29、30)和中间轴承(100)支承，各轴承插入与气缸体(2)整体形成的相应壳体(31、32、101)中，其特征在于润滑装置(54)包括用于每个分配器(4、5)的润滑管(49)，所述润滑管被设计成将润滑流体提供给径向轴承(29、30、100)。
12.如权利要求10或11所述的内燃机，其特征在于每个轴承(29、30、100)包括各自的用于至少临时收集润滑流体的区域(39)。
13.如权利要求12所述的内燃机，其特征在于用于收集润滑流体的区域(39)包括形成于轴承(29、30、100)的相应内表面上的凹槽(38)。
14.如权利要求11至13任意一项所述的内燃机，其特征在于所述润滑管(49)至少部分在第一和第二圆柱形分配器(4、5)的每一个内延伸，而且对于每个端部径向轴承(29、30)包括一个连接到轴承(29、30)的通道(50)。
15.如权利要求14所述的内燃机，其特征在于通道(50)通往用于收集润滑流体的区域(39)。
16.如权利要求10至13任意一项所述的内燃机，其特征在于对于每个圆柱形孔(22、23)，润滑装置(54)包括至少一个形成于孔(22、23)的内表面(24)上的槽口(51)，所述槽口(51)被设计成在圆柱形分配器(4、5)旋转期间在圆柱形分配器的外表面(42)上分配润滑流体。
17.如权利要求16所述的内燃机，其特征在于槽口(51)平行于孔(22、23)的母线纵向延伸。
18.如权利要求16或17所述的内燃机，其特征在于所述润滑装置(54)包括连接孔(22、23)上的第二通道(52)，第二通道(52)在其中一个槽口(51)处通往圆柱形孔(22、23)的内表面(24)。
19.如权利要求18所述的内燃机，其特征在于每个分配器(4、5)包括多个与通道(52)连通的用于润滑流体通路的校准径向孔(105)。
20.如权利要求1至19任意一项所述的内燃机，其特征在于分配器(4、5)的外表面(42)包括用于收集油的槽(106)。
21.如权利要求20所述的内燃机，其特征在于润滑装置(54)包括真空泵装置(53)，其被设计成吸取来自槽(106)的过量润滑流体。
22.如权利要求21所述的内燃机，其特征在于润滑装置(54)包括多个通往表面(24)的通道(52)，所述通道一个接一个沿着槽口(51)布置。
23.如权利要求1至22任意一项所述的内燃机，其特征在于圆柱形本体(18)通过强制的螺纹连接而固定到顶盖(17)上。
全文摘要
本发明涉及一种往复式内燃机(1)，基本上包括气缸体(2)、四个模块化单元(3)和两个旋转分配器(4、5)，每个模块化单元可以在气缸体(2)的各自腔中滑动，对于各单元(3)，两个旋转分配器以密封的方式可旋转地容纳在各单元(3)的顶盖(17)中的两个相应的圆柱形孔(22、23)内。
文档编号F01M9/10GK101092890SQ20071013881
公开日2007年12月26日 申请日期2007年6月6日 优先权日2006年6月7日
发明者马里奥·布里吉尼亚 申请人:马里奥·布里吉尼亚