改变皮带/链条驱动的双曲轴对置活塞发动机上的曲轴正时的机构的制作方法
【专利说明】改变皮带/链条驱动的双曲轴对置活塞发动机上的曲轴正时的机构
[0001]优先权
[0002]本发明要求2013年4月9日在美国专利和商标局提交的美国专利申请61/810，256的权益和优先权。
【背景技术】
[0003]本申请的主题涉及双曲轴对置活塞发动机，其具有改进的可变气道正时。更特别地，该主题涉及具有被皮带或链条耦接的两个曲轴的对置活塞发动机，其中正时控制机构作用于皮带或链条来改变发动机内的气道操作的正时。
[0004]在对置活塞发动机内，一对活塞被设置用于在至少一个气道式(ported)汽缸的膛径(bore)内进行相反的滑动移动。每个汽缸具有排气道和进气道，并且这些汽缸被并列放置并被确定方位以使排气道和进气道互相对齐。每个气道包括靠近汽缸的相应端部在汽缸壁内沿周向设置的一个或多个开口队列或序列。该发动机包括可旋转地安装在发动机的相应排气端和进气端的两个曲轴，并且每个活塞被耦接到两个曲轴中的相应一个。在皮带(或链条)驱动的双曲轴对置活塞发动机中，两个曲轴被皮带或链条连接。活塞的往复运动控制气道的操作。就此而言，每个气道均位于固定的位置，在这些位置处气道在发动机操作的每个周期期间被各自的活塞以预定的次数打开和关闭。控制排气道操作的那些活塞被称为“排气活塞”，而控制进气道操作的那些活塞被称为“进气活塞”。
[0005]通常，在对置活塞发动机内，排气活塞相对于进气活塞被确定相位，以便在动力冲程的稍后部分增强排气的抽送和吹扫。
[0006]一般通过以比进气活塞连接杆在其所连接的曲轴(“进气曲轴”)上的位置稍微提前的角度将排气活塞连接杆定位在其所连接的曲轴(“排气曲轴”)上来固定活塞相位。在该配置中，随着活塞在燃烧之后移动远离上止点(TC)位置，两个气道(进气道和排气道)都被它们各自的活塞关闭。随着活塞接近下止点(Be)位置，排气道首先被打开以开始排气抽送，然后进气道在稍晚若干预设的时间后被打开以允许增压空气进入气缸室内，从而提供剩余排气的吹扫。当活塞倒转方向时，排气道首先关闭，允许增压空气通过仍然打开的进气道进入到气缸室内，直到进气道也关闭并且压缩周期开始。
[0007]期望能够通过依靠改变活塞定相(phasing)以便动态地适应气道打开和关闭的次数以改变发动机运转期间发生的速度和负载，从而控制在对置活塞发动机内的气道定相。
【发明内容】
[0008]该期望的目标在皮带(或链条)驱动的双曲轴对置活塞的发动机内通过由两个或更多个张紧器张紧连接两个曲轴的皮带或链条来实现。通过改变张紧器的位置，皮带/链条的两个跨距(span)的长度被改变并因此曲轴之间的相位被改变。改变曲轴之间的相位进而改变活塞之间的定相，由此改变气道定相。
【附图说明】
[0009]图1是双曲轴对置活塞发动机的示意图。
[0010]图2A-图2C是皮带/链条驱动的双曲轴对置活塞发动机的互连曲轴系统的图示说明，其中两个曲轴通过由两个惰轮接合的皮带或链条连接，其示出可变的曲轴定相。
[0011]图3A-图3C是皮带/链条驱动的双曲轴对置活塞发动机的互连曲轴系统的图示说明，其中两个曲轴通过由四个惰轮接合的皮带或链条连接，其示出可变的曲轴定相。
[0012]图4是用于皮带/链条驱动的双曲轴对置活塞发动机的互连曲轴系统的图示说明，其示出用于图2A-图2C的多惰轮配置的输出轴集成。
[0013]图5是用于皮带/链条驱动的双曲轴对置活塞发动机的互连曲轴系统的图示说明，其示出用于图3A、图3B和图3C的多惰轮配置的输出轴集成。
【具体实施方式】
[0014]图1示出一种双曲轴对置活塞发动机49，其具有至少一个气道式(ported)汽缸50。例如，该发动机可以具有一个气道式汽缸盖、两个气道式汽缸、三个气道式汽缸或者四个或更多个气道式汽缸。每个汽缸50均具有内膛(bore)52以及在其相应端部中形成的或机械加工的排气道54和进气道56。排气道54和进气道56均包括开口的一个或多个周向阵列，其中相邻的开口被固体桥(solid bridge)分隔。在一些描述中，每个开口被称为“气道”;然而，这种“气道”的周向阵列的构造与图1中所示的构造并无不同。排气活塞60和进气活塞62被可滑动地设置在内膛52内，其中它们的端表面61和63彼此相对。排气活塞60被耦接到曲轴71，进气活塞被耦接到曲轴72。虽然该图以基本上垂直的方向示出发动机49，但这只是为了图示说明；在其他方面，可以以其他方向而不是所示的垂直方向设置该发动机。
[0015]当汽缸50的活塞60和62处于或接近它们的TC位置时，燃烧室被限定在内膛52内活塞的端表面61与63之间。燃料通过定位在穿过汽缸50的侧壁的开口中的至少一个燃料喷射器喷嘴100被直接喷射到燃烧室内。
[0016]图2A-图2C和图3A-图3C示出一种双曲轴对置活塞发动机，诸如图1中所示的发动机，该发动机装配有耦接曲轴71和72的皮带(或链条)100。皮带100被间隔开的张紧惰轮接合，这些张紧惰轮被设置在连接曲轴轴线的直线的相应侧。在曲轴71与曲轴72之间的定相(phasing)通过控制张紧惰轮的运动以便改变皮带100中的张力而被改变。通过改变张紧器的位置，皮带的两个跨距(span)的长度被改变，并且因此曲轴之间的相位被改变。改变曲轴之间的相位进而改变了活塞间的定相，由此改变对置活塞发动机49的气道定相。
[0017]如图2A-图2C所示，张紧惰轮104作用于皮带100的第一跨距并且在由箭头指示的一个方向上被弹簧加载，以便占去皮带100内的任何松弛。第二张紧惰轮106作用于皮带100的第二跨距。第二张紧惰轮106由一对皮带轮108、110组