专利名称：对置活塞滑动缸配气发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机领域。
背景技术：
无论二冲程或四冲程对置气缸对顶活塞发动机，都具有相当的优势。近年
来，关于这方面的研究十分活跃，例如世界专利WO 2006/002982， WO 2007/010186A1， WO 2007/006469和WO 2008/149061A2等。这些方案要么是没 有解决二冲程发动机缸套侧面配气所带来的诸多问题，要么是采用滑动缸进排 气分别配气的方式，从而导致结构复杂，配气效率低等问题。因此，需要发明 一种配气效率高的对置气缸对顶活塞发动机。
发明内容
专利WO 2007/006469A2确实公开了一种滑动缸配气结构，但是其配气道是 进排气分置的，而本发明通过进排共用的连通式气道以及滑动缸的配合，可以 实现更为有效的配气过程。而且这一结构可以使滑动缸的开启过程为排气冲 程开始开启，并维持开启状态直至进气冲程完了，从而加大了配气的开度和配 气时间，最终实现更高效的配置。为了进一步提高配气效果，可在进气道设压 气涡轮，在排气道设动力涡轮，且两涡轮共轴设置，这样就可以利用喷气式发 动机的原理，即利用压气涡轮将新鲜空气压入燃烧室，进一步满足发动机对进 气通量的要求。
所谓浮动径向弹性密封环，是将密封环结构体与发动机气缸浮动设置，这 样密封环就可以自转，密封环的转动等同于滑动缸和发动机气缸的两个接触面 在转动，同时可以通过在密封环上设置导气结构，保证密封环按同一个方向自 转，从而补偿由于加工误差、冷热形变及磨损造成的影响，确保高密封性。所 谓开口径向组合式浮动弹性密封环是由两个或两个以上开口的浮动弹性密封环 径向套装而成的。在装配时，不同环的开口应错向安装，例如，两个开口环的 开口互相形成18(T ，三个开口环的开口互相形成120。。同样，锥面可设为内 锥面或外锥面，开口径向组合式浮动弹性密封环也可单独使用或将多个开口径
4向组合式浮动弹性密封环轴向落装使用。
所谓外缺口梯形浮动弹性密封环是指当密封环的内口与发动机气缸密封接
触时，为了保证密封环整体形变尽量保持一致，受到大的爆炸力或关闭撞击力 的时候不会发生翘曲形变，就在密封环的外侧均布开一些小缺口。同理，如果 是密封环的外侧是与对应面密封接触时，就在密封环的内侧均布开一些小缺口 。 对于开口径向组合式浮动径向弹性密封环来说，同理，为了避免在开口处形成 大的应力集中和形变，根据密封环与对应件对应面接触面的不同位置，将密封 环内环设计成不等截面的偏心结构体，或是将密封环外环设计成不等截面的偏 心结构体，使开口径向弹性密封环各处的径向形变趋于一致，也即等形变开口 环；或是在密封环内环的内侧及对应外环外侧开一些等截面即开口深度、宽度 均相等不等密度的缺口，或是开一些密度相等但截面断面即切口深度不同的缺□。
所谓旋转配气结构体是为了使发动机的进气位置和排气位置在气缸圆周上 更换位置，以保证气缸在圆周方向上的热均匀性，保障对置设置的两气缸间的 密封性。
所谓斜口端密封缸是指设在两个对置气缸间的一段气缸段，其两端面成一 定角度而构成斜口端密封缸。斜口端密封缸设置的目的是为了使进气分两条路 径进入气缸，以防止进气直接进入排气道，增加扫气作用。
所谓导流结构体是指设在气缸内的，用以减少进排气在气缸内混合的空气 导向件。
本发明所公开的对置气缸对顶活塞进排共用连通气道配气结构，既实用于 四冲程发动机，也使用于二冲程发动机，同时也为二冲程/四冲程动态切换发动 机提供了新的开发平台。
为了克服传统发动机的上述缺陷，本发明公开了一种对置活塞滑动缸配气 发动机。本发明的目的是这样实现的所述对置活塞滑动缸配气发动机，包括 气缸，活塞，进气道和排气道，两个所述气缸直接或经密封体间接对置设置构 成对置气缸，在每个所述气缸中设置一个所述活塞，此两个所述活塞相互对顶 设置，两个所述气缸中至少一个设为按中心轴线方向滑动的滑动气缸，所述进气道和所述排气道设为连通式配气道，所述连通式配气道设在两个所述气缸对 置设置对顶接触的分界面处或设在所述密封体的两端对顶接触的分界面处，所 述连通式配气道与所述滑动气缸直接或间接滑动密封接触，所述滑动气缸受发 动机配气正时机构控制。
在所述进气道中设压气涡轮，在所述排气道中设动力涡轮，所述压气涡轮 和所述动力涡轮直接或间接联动。
两个所述活塞设为自由活塞单独直接对外输出动力；或两个所述活塞设为 分别经连杆与相互正时啮合的曲轴A和曲轴B连接对外输出动力；或两个所述 活塞分别经连杆A和连杆B与同一曲轴连接后共同对外输出动力。
两个所述气缸的气缸直径设为相等或不等。
两个或两个以上所述对置气缸共线设置构成直线多缸发动机。
两个所述对置气缸共线设置构成直线四缸发动机，中间的两个所述气缸设 为滑动气缸分别受所述发动机配气正时机构控制；或中间的两个所述气缸设为 滑动气缸并相互连接构成组合滑动气缸，所述组合滑动气缸受所述发动机配气 正时机构控制；或中间的所述气缸设为固定滑动气缸，另外两个所述气缸设为 所述滑动气缸并分别受所述发动机配气正时机构控制。
四个所述活塞设为与同一根曲轴连接，所述曲轴设在所述直线四缸发动机 的一端或中心；或四个所述活塞设为经曲轴A和曲轴B分别输出动力。
所述连通式配气道和所述滑动气缸之间设旋转配气结构体，所述旋转配气 结构体设为自转式旋转配气结构体或他转式旋转配气结构体。
所述密封体设为浮动径向弹性密封环，所述浮动径向弹性密封环设为梯形 浮动径向弹性密封环，或设为直角梯形浮动径向弹性密封环，或设为径向组合 式浮动径向弹性密封环，或设为轴向组合式浮动径向弹性密封环，或设为开口 径向组合式浮动径向弹性密封环，或设为开口轴向组合式浮动径向弹性密封环， 或设为外缺口梯形浮动径向弹性密封环，或设为内缺口梯形浮动径向弹性密封 环，或设为内等形变开口环，或设为外等形变开口环，或设为变截面式等形变 开口环，或设为等截面缺口式等形变开口环；或所述密封体设为斜口端密封缸。
所述对置活塞滑动缸配气发动机设为对置活塞滑动缸配气二冲程发动机，
6所述发动机配气正时机构设为二冲程发动机配气正吋机构，或所述对置活塞滑 动缸配气发动机设为对置活塞缸配气四冲程发动机，所述发动机配气正时机构 设为四冲程发动机配气正时机构，在所述气缸内设或不设导流结构体。
本发明有以下积极有益的效果
1、 本发明结构简单、体积小、成本低廉；
2、 本发明可以实现发动机的高效配气，从而提高发动机的效率，节能环保。
3、 本发明可适用于任何带有发动机的设备。
图1为本发明一实施例的结构示意图
图2为本发明设有压气涡轮和动力涡轮的结构示意图
图3为本发明由曲轴A和曲轴B共同对外输出动力的结构示意图
图4为本发明由连杆A和连杆B共同对外输出动力的结构示意图
图5为本发明直线四缸发动机第一实施例的结构示意图
图6为本发明直线四缸发动机第二实施例的结构示意图
图7为本发明直线四缸发动机第三实施例的结构示意图
图8为本发明直线四缸发动机动力输出第一实施例的结构示意图
图9为本发明直线四缸发动机动力输出第二实施例的结构示意图
图10为本发明直线四缸发动机动力输出第三实施例的结构示意图
图11为本发明设有自转式旋转配气结构体的结构示意图
图12为图11的A向剖视图
图13为图11的B向剖视图
图14为本发明设有他转式旋转配气结构体的结构示意图
图15为本发明设有斜口端密封缸的结构示意图
图16为本发明浮动径向弹性密封环不同实施方式的结构示意图
图17为本发明内等形变开口环和外等形变开口环的结构示意图
图18为本发明变截面式等形变开口环的结构示意图
图19为本发明等截面缺口式等形变开口环的结构示意20为本发明设有导流结构体的结构示意图
附图编号
1.气缸 2.活塞 111.密封体 10.对置气缸 5.发动机配气正时机构 8.连杆 90.曲轴A
82.连杆B 9.曲轴
1234.直线四缸发动机 3410.旋转配气结构体 3412.他转式旋转配气结构体 1112.梯形浮动径向弹性密封环
4.排气道 34.联通式配气道
7.动力涡轮 81.连杆A
3.进气道 101.滑动气缸 6.压气涡轮 91.曲轴B
1001.直线多缸发动机 1010.组合滑动气缸 3411.自转式旋转配气结构体 1111.浮动径向弹性密封环 1113.直角梯形浮动径向弹性密封环 1114.径向组合式浮动径向弹性密封环1115.轴向组合式浮动径向弹性密封环
1116. 开口径向组合式浮动径向弹性密封环 1120.内等形变开口环
1117. 开口轴向组合式浮动径向弹性密封环 1121.外等形变开口环
1118. 外缺口梯形浮动径向弹性密封环 1110.斜口端密封缸
1119. 内缺口梯形浮动径向弹性密封环 123.导流结构体 1122.变截面式等形变开口环 1123.等截面缺口式等形变开口环 51.二冲程发动机配气正时机构 52.四冲程发动机配气正时机构
具体实施例方式
如图1所示的对置活塞滑动缸配气发动机，两个所述气缸1直接或经密封 体111间接对置设置构成对置气缸10，在每个所述气缸1中设置一个所述活塞 2，此两个所述活塞2相互对顶设置，两个所述气缸1中至少一个设为按中心轴 线方向滑动的滑动气缸101,所述进气道3和所述排气道4设为连通式配气道 34，所述连通式配气道34设在两个所述气缸1对置设置对顶接触的分界面处或 设在所述密封体111的两端对顶接触的分界面处，所述连通式配气道34与所述 滑动气缸101直接或间接滑动密封接触，所述滑动气缸101受发动机配气正吋 机构5控制。
如图2所示的对置活塞滑动缸配气发动机，在所述进气道3中设压气涡轮6，在所述排气道4中设动力涡轮7，所述压气涡轮6和所述动力涡轮7直接或间接 联动。
如图2、图3和图4所示的对置活塞滑动缸配气发动机，两个所述活塞2设 为自由活塞单独直接对外输出动力；或两个所述活塞2设为分别经连杆8与相 互正时啮合的曲轴A 90和曲轴B 91连接对外输出动力；或两个所述活塞2分 别经连杆A 81和连杆B 82与同一曲轴9连接后共同对外输出动力。
如图2、图3和图4所示的对置活塞滑动缸配气发动机，两个所述气缸1的 气缸直径设为相等或不等。
如图5所示的对置活塞滑动缸配气发动机，两个或两个以上所述对置气缸 10共线设置构成直线多缸发动机1001 。
如图5、图6、图7、图8、图9和图10所示的对置活塞滑动缸配气发动机， 两个所述对置气缸10共线设置构成直线四缸发动机1234，中间的两个所述气缸 1设为滑动气缸101分别受所述发动机配气正时机构5控制；或中间的两个所述 气缸1设为滑动气缸101并相互连接构成组合滑动气缸1010，所述组合滑动气 缸1010受所述发动机配气正吋机构5控制；或中间的所述气缸1设为固定滑动 气缸，另外两个所述气缸1设为所述滑动气缸101并分别受所述发动机配气正 时机构5控制。
如图8、图9和图10所示的对置活塞滑动缸配气发动机，四个所述活塞2 设为与同一根曲轴9连接，所述曲轴9设在所述直线四缸发动机1234的一端或 中心；或四个所述活塞2设为经曲轴A 90和曲轴B 91分别输出动力。
如图11、图12、图13和图14所示的对置活塞滑动缸配气发动机，所述连 通式配气道34和所述滑动气缸101之间设旋转配气结构体3410，所述旋转配气 结构体3410设为自转式旋转配气结构体3411或他转式旋转配气结构体3412 。
如图15、图16、图17、图18和图19所示的对置活塞滑动缸配气发动机， 所述密封体111设为浮动径向弹性密封环1111，所述浮动径向弹性密封环1111 设为梯形浮动径向弹性密封环1112,或设为直角梯形浮动径向弹性密封环1113， 或设为径向组合式浮动径向弹性密封环1114，或设为轴向组合式浮动径向弹性 密封环1115，或设为开口径向组合式浮动径向弹性密封环1116，或设为开口轴向组合式浮动径向弹性密封环1117，或设为外缺口梯形浮动径向弹性密封环 1118,或设为内缺口梯形浮动径向弹性密封环1119，或设为内等形变开口环 1120，或设为外等形变开口环1121，或设为变截面式等形变开口环1122，或设 为等截面缺口式等形变开口环1123;或所述密封体111设为斜口端密封缸1110。 如图20所示的对置活塞滑动缸配气发动机，所述对置活塞滑动缸配气发动 机设为对置活塞滑动缸配气二冲程发动机，所述发动机配气正时机构5设为二 冲程发动机配气正吋机构51，或所述对置活塞滑动缸配气发动机设为对置活塞 缸配气四冲程发动机，所述发动机配气正吋机构5设为四冲程发动机配气正时 机构52,在所述气缸1内设或不设导流结构体123。
权利要求
1、一种对置活塞滑动缸配气发动机，包括气缸(1)，活塞(2)，进气道(3)和排气道(4)，其特征在于两个所述气缸(1)直接或经密封体(111)间接对置设置构成对置气缸(10)，在每个所述气缸(1)中设置一个所述活塞(2)，此两个所述活塞(2)相互对顶设置，两个所述气缸(1)中至少一个设为按中心轴线方向滑动的滑动气缸(101)，所述进气道(3)和所述排气道(4)设为连通式配气道(34)，所述连通式配气道(34)设在两个所述气缸(1)对置设置对顶接触的分界面处或设在所述密封体(111)的两端对顶接触的分界面处，所述连通式配气道(34)与所述滑动气缸(101)直接或间接滑动密封接触，所述滑动气缸(101)受发动机配气正时机构(5)控制。
2、 如权利要求1所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于在所述进 气道(3)中设压气涡轮(6)，在所述排气道(4)中设动力涡轮(7)，所述压 气涡轮(6)和所述动力涡轮(7)直接或间接联动。
3、 如权利要求1所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于两个所述 活塞(2)设为自由活塞单独直接对外输出动力；或两个所述活塞(2)设为分 别经连杆(8)与相互正时啮合的曲轴A (90)和曲轴B (91)连接对外输出动 力；或两个所述活塞(2)分别经连杆A (81)和连杆B (82)与同一曲轴(9) 连接后共同对外输出动力。
4、 如权利要求1所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于两个所述 气缸(1)的气缸直径设为相等或不等。
5、 如权利要求1所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于两个或两 个以上所述对置气缸(10)共线设置构成直线多缸发动机(1001)。
6、 如权利要求1所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于两个所述 对置气缸(10)共线设置构成直线四缸发动机(1234)，中间的两个所述气缸(1) 设为滑动气缸(101)分别受所述发动机配气正时机构(5)控制；或中间的两 个所述气缸(1)设为滑动气缸(101)并相互连接构成组合滑动气缸(1010)， 所述组合滑动气缸(1010)受所述发动机配气正时机构(5)控制；或中间的所 述气缸(1 )设为固定滑动气缸，另外两个所述气缸(1 )设为所述滑动气缸(101 ) 并分别受所述发动机配气正时机构(5)控制。
7、 如权利要求6所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于四个所述活塞(2)设为与同一根曲轴(9)连接，所述曲轴(9)设在所述直线四缸发动 机(1234)的一端或中心；或四个所述活塞(2)设为经曲轴A (90)和曲轴B (91)分别输出动力。
8、 如权利要求1所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于所述连通 式配气道(34)和所述滑动气缸(101)之间设旋转配气结构体(3410),所述 旋转配气结构体(3410)设为自转式旋转配气结构体(3411)或他转式旋转配 气结构体(3412)。
9、 如权利要求1所述对置活塞滑动缸配气发动机，其特征在于所述密封 体(111)设为浮动径向弹性密封环(1111)，所述浮动径向弹性密封环(1111) 设为梯形浮动径向弹性密封环(1112),或设为直角梯形浮动径向弹性密封环(1113)，或设为径向组合式浮动径向弹性密封环(1114)，或设为轴向组合式 浮动径向弹性密封环(1115)，或设为开口径向组合式浮动径向弹性密封环(1116)，或设为开口轴向组合式浮动径向弹性密封环(1117)，或设为外缺口 梯形浮动径向弹性密封环(1118)，或设为内缺口梯形浮动径向弹性密封环(1119)，或设为内等形变开口环(1120)，或设为外等形变开口环(1121)，或 设为变截面式等形变开口环(1122)，或设为等截面缺口式等形变开口环(1123); 或所述密封体(111)设为斜口端密封缸(1110)。
10、 如权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8或9所述对置活塞滑动缸配气发 动机，其特征在于所述对置活塞滑动缸配气发动机设为对置活塞滑动缸配气 二冲程发动机，所述发动机配气正时机构(5)设为二冲程发动机配气正吋机构(51 )，或所述对置活塞滑动缸配气发动机设为对置活塞缸配气四冲程发动机， 所述发动机配气正时机构(5)设为四冲程发动机配气正时机构(52)，在所述 气缸(1)内设或不设导流结构体(123)。
全文摘要
本发明公开了一种对置活塞滑动缸配气发动机，包括气缸，活塞，进气道和排气道，两个所述气缸直接或经密封体间接对置设置构成对置气缸，在每个所述气缸中设置一个所述活塞，此两个所述活塞相互对顶设置，两个所述气缸中至少一个设为按中心轴线方向滑动的滑动气缸，所述进气道和所述排气道设为连通式配气道，所述连通式配气道设在两个所述气缸对置设置对顶接触的分界面处或设在所述密封体的两端对顶接触的分界面处，所述连通式配气道与所述滑动气缸直接或间接滑动密封接触，所述滑动气缸受发动机配气正时机构控制。本发明可以实现发动机的高效配气，从而提高发动机的效率。
文档编号F02B75/32GK101560915SQ200910143779
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者靳宇男 申请人:靳宇男