具有滑阀的外部热源发动机的制作方法

本发明涉及一种外部热源发动机。

背景技术：

例如爱立信(ericsson)类型的具有外部热源的发动机正在重新引起人们的兴趣和发展，其目的是通过提高热量排放来减少污染物排放或减少能量消耗。这种类型的发动机通过交换器在发动机外部的两个热源之间运转。其使用气门来控制两个腔室之间的工作流体(气相)的流动，一个腔室用于压缩，另一个腔室用于膨胀。

对于容积式机器，例如尤其是内燃活塞发动机，使用由凸轮致动的气门进行分配也是已知的。这种分配有多种限制。特别地，气门的与工作腔室相对的面上的压力必须低。此外，如果气门开启的持续时间(以凸轮旋转角度的度数衡量)很短，则最大气门升程会很低。此外，凸轮驱动消耗能量。

还已知使用风门分配的容积式机器，例如压缩机。该解决方案要求在机器运转循环的每个阶段，每个风门上的压力差始终具有适当的值和方向，以使风门处于循环所考虑的阶段所必需的(打开或关闭)状态。

在一些具有外部热源的容积式机器中，例如两个专利申请fr2905728和fr2954799中所述的容积式机器，工作气体在工作腔室中被压缩，然后在热源中传递，然后在该腔室扩展时间开始时从此再次传递到同一工作腔室。为了有效，上述两种工作气体的传递都必须短暂，并通过通道部分进行，该通道部分足够大以使压降最小。用凸轮控制的风门的分配很难满足这些要求。此外，这种类型的循环几乎与风门分配不兼容。

本发明的目在于提出一种外部热源发动机，以克服上述问题的至少一部分。本发明的目的还在于提供节省空间的发动机。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，至少一个目的通过外部热源发动机而实现，外部热源发动机包括：

-至少一个汽缸；

-活塞，其在汽缸中往复移动；

-汽缸盖，其与活塞和汽缸限定了用于工作气体的工作腔室；

-分配器，其安装在汽缸盖中，选择性地使工作腔室与以下资源连通：

-工作气体进气口；

-热交换器的冷端；

-热交换器的热端；

-排气口。

根据本发明，分配器包括旋转地安装在汽缸盖中的至少一个旋转滑阀，并且包括内部通道，所述内部通道通过至少一个孔穿过其侧壁而开口，至少一个孔通过形成在汽缸盖上的至少一个开口选择性地与工作腔室连通。

与包括阀的装置相比，根据本发明的发动机具有以下优点：在很短的时间内通过大的通道截面以很小的压降分配气流。与实施爱立信循环的发动机相比，根据本发明的发动机允许显著地使摩擦和压降成倍减少。其在减少零件数量同时提高发动机效率，从而减少发动机的空间需求和重量。

滑阀是指包括内部通道的圆柱形元件，工作气体可以在内部通道中流通。内部通道例如是导管。滑阀被布置成使其旋转轴线垂直于其上方布置的汽缸的轴线。滑阀沿着工作气体路径位于工作腔室和交换器之间。滑阀的旋转运动与活塞的往复运动同步，使得工作气体可以通过内部通道通过滑阀，从而在工作腔室和交换器之间分配气体。优选地，每个内部通道与穿过滑阀的侧壁形成的至少两个通孔连通，每个通孔位于内部通道的两端之一处。在循环的某一阶段，工作气体在工作腔室和交换器的冷入口之间流动，穿过至少一个汽缸盖开口和旋转滑阀的至少一个内部通道。滑阀中与形成在汽缸盖中的至少一个开口选择性地重合的通孔被称为孔。

滑阀分配系统允许为工作气体的通过提供较大的截面，特别是在孔开始与汽缸盖开口重合时。由于滑阀的旋转速度基本恒定，所以通道截面迅速增加，例如线性增加，直到孔与汽缸盖开口完全重合。相反，由于其(基本上卵形的)几何形状，凸轮根据基本正弦定律来致动阀，使得工作气体通道截面在打开运动开始时非常缓慢地增加。

滑阀分配允许执行以下四冲程类型的热力学循环：

-将基本上冷的工作气体吸入工作腔室，

-所述气体在所述工作腔室中被压缩，然后

-在其中流通有热量产生流体(热源)的热交换器中传递，以加热工作气体；

-在同一工作腔室的膨胀时间开始时，加热后的工作气体在工作腔室中重新传递；然后

-当工作腔室与交换器隔离时，膨胀继续并结束；并且

-从工作腔室排出工作气体。

借助于滑阀，上述两种工作气体的传递都是短暂的，并且通过足够大以最小化压降的通道截面进行。

优选地，汽缸盖的至少一个开口能够与滑阀的两个内部通道连通，两个所述内部通道通过两个周向对齐的孔穿过滑阀的侧壁而开口。两个相邻孔之间的角度偏差在5至15度之间。这些值，如下面给出的有关孔和孔口的角度值，为在3000至4000rpm(每分钟转数)之间的滑阀的旋转速度、在500至600℃(摄氏度)之间的热量产生流体的温度而标出。所述两个内部通道，一个是工作气体进入工作腔室的通道，另一个是工作气体离开工作腔室的通道。该特性允许离开工作腔室的工作气体和进入工作腔室的工作气体相互交叉。因此，避免了在膨胀阶段开始时工作腔室中相对较低的压力的不利现象。

例如，滑阀包括：

-内部通道，用于在工作腔室和交换器的冷端之间使冷的且被压缩的工作气体流通，以及

-与前一个通道不同的内部通道，用于在交换器的热端和工作腔室之间使被压缩且加热的工作气体流通。

与其从交换器中变“热”后离开时的较高温度相比，进入交换器的工作气体被称为“冷”工作气体。但是，应当理解，进入交换器的“冷”工作气体已经通过其在工作腔室中的压缩而被重新加热。同样，在压缩结束时，交换器的“冷”端仍处于接近工作气体的温度。

优选地，分配装置布置成使得在压缩结束时，当工作腔室中的压力低于交换器中的压力时，工作腔室开始与交换器的冷端连通。在发动机运转期间，参照上述循环，一旦孔的至少一部分与开口重合，冷的且被压缩的和/或正被压缩的工作气体便进入旋转滑阀，以使冷的且被压缩的工作气体流通到交换器的冷端。随着滑阀的旋转，工作腔室和孔之间的通道截面增加。当滑阀的孔与汽缸盖开口完全重合时，通道截面最大。然后，至少50％的冷的且被压缩的工作气体的大部分已经通过所述孔。然后，由于滑阀的旋转和压缩的结束，只有一部分孔与开口重合，从而使冷的且被压缩的工作气体的其余部分流通到交换器的冷端。同时，工作腔室和第二内部通道的第二孔之间的通道截面增加，使得所述孔的一部分与相同的开口重合。离开第二孔并因此进入工作腔室的工作气体在被加热后来自交换器的热端。因此，工作气体形成一个回路，该回路穿过相同的汽缸盖开口，但穿过滑阀的不同内部通道。这允许形成所述更大的开口，并因此进一步增加了提供给气体的通道截面，以使其进入交换器或从交换器返回。在短时间内，冷的工作气体和热的工作气体相互交叉。

在一个实施方案中，在与孔相对的端部，内部通道通过孔口穿过滑阀的侧壁而开口，所述孔口根据滑阀的角位置选择性地与固定的连接器连通。滑阀的孔口允许工作气体从滑阀的内部通道流到连接器，或者从连接器流到滑阀的内部通道。

优选地，对于每个通道，至少一个滑阀的几何形状使得当孔与工作腔室连通时，孔口能够与相应的连接器连通。该特性允许工作腔室与连接器连通，从而使工作气体流通。

所述连接器包括与交换器的冷端连通的冷连接器和与交换器的热端连通的热连接器。所述连接器包括与工作气体进气口连通的进气连接器和与工作气体排气口连通的排气连接器。

对于以上以及其余要求，术语孔和孔口对应于或限定穿过滑阀的侧壁的通孔。术语“孔”用于限定能够与汽缸盖开口连通的每个孔口，以使工作气体从工作腔室通向滑阀，反之亦然。术语孔口用于限定能够与连接器连通的每个通孔，以使工作气体从滑阀通向连接器，反之亦然。孔不能用作孔口，反之亦然。为此，在至少一个滑阀的侧壁上，至少一个孔相对于至少一个孔口轴向偏移。

根据一个实施方案，滑阀的孔和孔口或通孔仅穿过侧壁布置。

根据另一个实施方案，滑阀的孔和孔口或通孔可以部分地或仅穿过滑阀的两个轴向面布置。

根据优选实施方案，发动机包括低压滑阀，该低压滑阀控制工作腔室与进气口和排气口的选择性连通。该发动机包括高压滑阀，该高压滑控制工作腔室与交换器的热端和冷端的选择性连通。该特征通过将被称为“高压”的流与被称为“低压”的流分离并减小其空间需求，从而简化了发动机的构造。滑阀可以具有相同或不同的直径。直径相同的滑阀可以简化发动机的构造。该实施方案还满足了为进入交换器和从交换器返回的气体提供相对较大截面的问题，由于气体随后被压缩，因此必须流动的体积小于进气口和排气口处的体积。然而，直径大于低压滑阀的直径的高压滑阀允许进一步扩大进入交换器和从交换器返回的内部通道的通道截面。

优选地，发动机包括两个固定的连接器，被称为“高压”连接器的连接器和被称为“低压”连接器的连接器。高压连接器包括与交换器的冷端连通的冷连接器和与交换器的热端连通的热连接器。低压连接器包括进气连接器和排气连接器。

根据优选实施方案，热力学循环在单个汽缸中进行。置于工作腔室之上的汽缸盖支撑高压滑阀和低压滑阀，高压滑阀和低压滑阀在平行于滑阀轴线的方向上彼此平行设置。汽缸盖具有大致形成三角形的几何形状。其具有上端相交下表面和两个曲线形侧面。

汽缸盖具有两个凹的且相对的侧面，每个侧面通过形状互补被布置为容纳圆柱形滑阀。特别地，每个侧面具有与容纳的滑阀的轴线基本同轴的圆弧形截面。开口形成在侧面上。优选地，开口为矩形的形状以限制压降。

汽缸盖具有用于与发动机缸套接触的基本平坦的下表面。下表面包括腔室通孔，该腔室通孔限定了过渡腔的入口，并且在发动机运转期间，该腔室通孔平行于滑阀的轴线延伸了工作腔室的体积(形状类似于汽缸的形状)。过渡腔具有大致三角形的形状。优选地，活塞头具有与过渡腔的形状互补的形状，使得活塞头可以进入过渡腔。

根据一个实施方案，至少一个孔包括用于同一内部通道的两个孔，能够通过两个开口同时与工作腔室连通。每个孔可以与一个开口重合。为了在用于工作气体流的通过的较大截面、限制所述流的压降以及限制在滑阀和汽缸盖之间的工作气体泄漏之间找到折衷，该特性是特别有利的。对于高压滑阀而言，这种折衷显得尤为重要。

例如，在压缩工作气体的阶段以及将其输送到交换器的冷端的期间，气体穿过高压滑阀的两个孔，穿过汽缸盖的两个开口，因此气流分成两部分，穿过两个开口和两个孔，形成两条流线。在两个孔之后，每个流线在通向公共导管的导管中流通。实际上，根据该特定实施方案，内部通道具有y形。

优选地，开口和孔具有矩形的形状以限制压降。

优选地，至少一个孔被至少一个竖杆所细分。当至少一个孔在汽缸盖开口的前面通过时，该特征允许保持放置在汽缸盖上的密封装置。竖杆既可以装备低压滑阀的孔，又可以装备高压滑阀的孔。

对于以上以及本说明书的其余部分，竖杆是指设置为仅对孔进行细分而不在滑阀内部突出的棒(不对内部通道进行细分)。其沿圆周延伸以连接孔的两个纵向侧，从而延伸滑阀的圆周。

根据可以与先前实施方案兼容的另一实施方案，至少一个通道包括平行于同一资源的两个通道，能够同时使每个通道与汽缸盖的一个相应的开口连通。该特性允许提供较大的工作气体通道截面。

例如，当来自交换器的热端的工作气体返回时，工作气体流被分成两条流线，其在滑阀内部的两个独立的内部通道中流通。两条流线在进入滑阀的两个孔口之前被分开，在离开汽缸盖的两个开口之后相遇。

优选地，截面的形状和内部通道的路径被制成以促进工作气体在特定方向上的流通，例如促进气体的抽吸，特别是避免滑阀中的压缩作用。此外，其被布置成限制沿着每个滑阀的压差。这允许限制滑阀和汽缸盖之间的摩擦，从而限制了工作气体在滑阀周围泄漏的风险。

根据其他实施方案，外部热源发动机可以包括多个汽缸，例如内燃发动机。例如，发动机可以包括至少两个汽缸。在这种情况下，其可以包含到目前为止描述的全部或部分特性。至少一个滑阀可以包括两个周向对齐的孔口，以选择性地与同一连接器连通，并且每个孔口连通于与相应的一个汽缸相关的相应的通道。该特性允许减小滑阀的空间需求，并因此减小发动机的空间需求。

孔口例如彼此相对180度，并且所述孔口的上游的内部通道邻接并具有共同的壁。

在两个或多个汽缸的情况下，有利地，对于彼此成直线设置的所有汽缸，滑阀是相同的。

优选地，发动机包括用于限制气体泄漏的密封装置。开口被密封装置包围，以在每个开口周围封闭滑阀的周壁与汽缸盖的相邻表面之间的间隙。密封装置可以包括由用于干摩擦的材料例如石墨制成的棒。例如，棒在开口周围设置在汽缸盖的侧面上。

根据本发明的另一方面，该方面可以与第一方面兼容，提供了一种发动机驱动组件，包括根据上述一个或多个特征的发动机和热交换器，热交换器具有热量接收路径，热量接收路径在冷端和热端之间延伸，冷端和热端分别在压缩阶段结束和膨胀阶段开始时选择性地连接到工作腔室。工作气体在热量接收路径中流通。

优选地，交换器是逆流型的。热交换器包括热量产生路径，热量产生流体沿一个方向在热量产生路径中行进，该方向与工作气体在热量接收路径中的行进方向相反。热量产生路径不同于热量接收路径。

根据一个实施方案，热交换器包括热量产生路径，内燃发动机的排气在热量产生路径中行进。根据另一实施方案，热交换器包括热量产生路径，被太阳能再加热的流体在热量产生路径中行进。

附图说明

通过阅读非限制性实施方式和实施方案以及以下附图的详细说明，本发明的其他优点和特征将变得显而易见：

-图1a、图1b、图2a、图2b和图2c是外部热源发动机的示意图，其包括根据本发明的两个旋转滑阀，发动机与热交换器联接，在发动机的主要运转阶段中以截面图观察发动机和热交换器组件：图1a示出了将工作气体吸入发动机的汽缸的阶段，图1b示出了从所述汽缸排出气体的阶段，图2a示出了工作气体压缩结束的阶段，在此期间气体也被引导到热交换器的冷端，图2b示出了一个阶段，其中滑阀具有被称为“扫描”位置的位置，该位置允许交换器的冷端和热端与发动机汽缸同时进行流体连通，图2c示出了工作气体通过热交换器之后的膨胀阶段；

-图3是根据一个实施方案的用于包括两个汽缸的发动机的汽缸盖的底部立体图，该汽缸盖为每个汽缸具有四个开口；

-图4是根据实施方案的发动机的上部的分解立体图，该实施方案包括两个汽缸，该上部包括根据图3的汽缸盖，该汽缸盖一方面承载有被称为“低压”滑阀并覆盖有连接器的滑阀，另一方面承载有分解示出的被称为“高压”滑阀并位于汽缸盖和用于覆盖高压滑阀的连接器之间的滑阀；

-图5a、图5b、图6a和图6b是示出在图2b所示的阶段之前和之后的滑阀的角位置的视图，图5a和图6a根据与图4相似的表示模式特别示出了高压滑阀，图5b和图6b是整个发动机的截面图，图5a和图5b示出了高压滑阀在扫描位置之前瞬间的角位置，图6a和图6b示出了高压滑阀在扫描位置之后瞬间的角位置；

-图7a和图7b是示出在图1a所示的工作气体进气阶段期间滑阀的角位置的视图，图7a是根据包括两个汽缸的实施方案的发动机的上部的立体图，该上部包括汽缸盖，该汽缸盖一方面承载有覆盖有连接器的高压滑阀，另一方面承载有分解示出的位于汽缸盖和用于覆盖低压滑阀的连接器之间的低压滑阀，图7a特别示出了低压滑阀沿其旋转轴线的方向，图7b是整个发动机的截面图；

-图8a和图8b是示出在图1b所示的工作气体排出阶段期间滑阀的角位置的视图，图8a是根据图7a的立体图，并示出了低压滑阀沿其旋转轴线的方向，图8b是整个发动机的截面图。

具体实施方式

由于这些实施方案绝不是限制性的，因此特别有可能考虑本发明的变形，该变形仅包括排除其他描述的特征的所选的下述特征(即使所排除出的该选择在包括这些其他特征的语句中)，如果特征的这种选择足以赋予技术优势或使本发明与现有技术水平区分开来。这种选择包括优选功能性的至少一个特征，不具有结构细节，和/或仅具有部分结构细节，如果该部分仅足以赋予技术优势或将本发明与现有技术区分开来。

图1a、图1b、图2a、图2b和图2c示出了外部热源发动机1的运转的主要阶段，并且将根据包括基本特征的实施方案来描述发动机。

该发动机包括：

-发动机缸体，其中形成有被称为汽缸2的圆柱形腔室，

-可移动活塞3，其被布置为在汽缸2中往复移动，

-汽缸盖4，其在汽缸2上方盖住发动机缸体，在活塞3和汽缸盖4之间在汽缸2中限定用于工作气体(通常是空气)的工作腔室5；

-分配器，其安装在汽缸盖4中，布置并构造为选择性地使工作腔室5与以下资源连通：

-工作气体进气口a，

-热交换器的冷端b，

-热交换器的热端c，

-排气口d。

发动机连接到热交换器6，用于在工作气体、所述热量接收流体和热量产生流体之间进行热交换。热交换器6是逆流型的。其包括热量产生路径61，热量产生流体从左向右在热量产生路径61中行进。其还包括热量接收路径62，该热量接收路径62在热量产生路径61下方示出，参照图1a至图2c，从而工作气体从右向左在该热量接收路径中行进。热量产生路径不同于热量接收路径。热量产生流体例如是内燃发动机的排出气体。

热交换器6通过连接器和管道连接到发动机，从而能够使工作气体从发动机流通到热交换器，反之亦然。同样，一个或多个连接器或管道连接到发动机以进行进气和排气。

该分配器包括两个旋转滑阀20、30，其在工作腔室5上方旋转地安装在汽缸盖4中。两个滑阀的旋转轴线彼此平行，并且与汽缸2的轴线正交。滑阀包括被称为“低压”滑阀30的滑阀，该滑阀被布置和构造为控制工作腔室5与进气口a和排气口d的选择性连通。滑阀包括被称为“高压”滑阀20的滑阀，该滑阀被布置和构造为控制工作腔室5与交换器6的热端c和冷端b的选择性连通。优选地，高压滑阀仅用于控制工作腔室和交换器之间的工作气体流通。同样，低压滑阀仅用于控制进气口和排气口。该特征通过将被称为“高压”流动的流动与被称为“低压”流动的流动分离并减小其空间需求而简化了发动机的构造。滑阀具有相同的直径，从而简化了发动机的构造。

每个滑阀20、30包括用于在工作腔室5和资源之间传导工作气体的内部通道。每个内部通道具有两个端部，所述两个端部分别通过至少一个通孔穿过滑阀的侧壁而开口。分配器被布置和构造成使得滑阀的旋转运动与活塞的往复运动同步，从而工作气体可以经由内部通道通过滑阀。通孔被布置和构造成选择性地与在汽缸盖中形成的至少一个开口和在固定的连接器中形成的至少一个开口重合。当工作气体在工作腔室和滑阀之间通过(或相反)时，面向汽缸盖开口的通孔被称为孔。当工作气体在滑阀和所述连接器之间通过(或相反)时，面向连接器的通孔被称为孔口。孔不能用作孔口，反之亦然。为此，孔口与孔轴向偏移。

根据包括单个汽缸的发动机的一个实施方案，低压滑阀包括：

-对于进气口a，内部通道包括进气孔和进气孔口，

-对于排气口d，内部通道包括排气孔和排气孔口，并且

高压滑阀包括：

-为了将工作气体从工作腔室5传递到交换器6的冷端b，内部通道包括至少一个冷孔和至少一个冷孔口，

-为了将工作气体从交换器6的热端c传递到工作腔室5，内部通道包括至少一个热孔和至少一个热孔口。

滑阀分配器允许进行热力学循环，现在将描述其主要阶段。

参照图1a，示出了将工作气体吸入工作腔室5的阶段。活塞3与滑阀20、30的同步使得低压滑阀30的旋转允许低压滑阀的进气孔32与汽缸盖开口连通并且同时允许进气孔口34与进气连接器的开口连通的同时，活塞3的运动下降。工作气体通过进气孔口和进气孔之间的内部通道以进入工作腔室5。同时，高压滑阀的孔与汽缸盖的开口不连通。工作气体优选是从外部环境获取的空气。当活塞到达下止点时，低压滑阀30枢转，以便低压滑阀的进气孔32不再与汽缸盖开口连通，甚至不再部分连通(除了关闭进气口的任何可能的延迟)。

然后，活塞上升，从而使捕获的工作气体在工作腔室中被压缩。参照图2a，示出了工作气体的压缩结束阶段。活塞3与滑阀20、30的同步使得在高压滑阀20的旋转允许高压滑阀的冷孔21与汽缸盖开口连通并且同时允许冷孔口23与交换器6的冷端b的连接器开口连通的同时，活塞3的运动上升。工作气体通过冷孔和冷孔口之间的内部通道，从而传递到热交换器6被加热。同时，低压滑阀的孔与汽缸盖开口不连通。调节在压缩期间高压滑阀相对于活塞上升的同步，以限制工作腔室中相对较高压力的不利现象。

参照图2b，活塞3和滑阀20、30的同步使得活塞3位于上止点，而高压滑阀20的旋转允许在其内的双重工作气体流通。高压滑阀20的冷孔21如先前那样至少部分地与相同的汽缸盖开口重合，同时冷孔口23如先前那样至少部分地与交换器6的冷端b的相同连接器开口重合。高压滑阀的被称为冷通道的内部通道允许工作气体通过冷端b从工作腔室传递到交换器6。此外，同步允许热孔22至少部分重合于与冷孔21相同的开口，同时允许热孔口24至少部分地与交换器6的热端c的连接器开口重合。被称为内部热通道的内部通道与内部冷通道不同，允许工作气体通过热端c从交换器6传递到工作腔室5。

然后在交换器的冷端b和热端c之间建立连通，以使一部分进入的工作气体和一部分离开的工作气体接触。工作气体仍然穿过冷孔和冷孔口之间的内部通道，并且工作气体穿过热孔口和热孔之间的内部通道。先前压缩的气体量实际上分配在交换器6的冷端b和热端c之间的路径中，得益于存在于交换器6的热量产生路径61中的热量产生流体，工作气体被加热。同时，低压滑阀的孔与汽缸盖开口不连通。

然后，离开高压滑阀的加热的工作气体在工作腔室中膨胀。参照图2c，活塞3和滑阀20、30的同步使得在高压滑阀20的旋转如先前那样允许高压滑阀的热孔22与相同的汽缸盖开口连通并且同时如先前那样允许热孔口24与交换器6的热端c的连接器的相同开口连通的同时，活塞3的运动下降。工作气体通过热孔口24和热孔22之间的内部通道，以便从交换器6传递到工作腔室而膨胀。同时，没有低压滑阀的孔与汽缸盖开口连通。一旦活塞到达下止点，高压滑阀的孔与汽缸盖开口不连通。

参照图1b，示出了工作气体排出阶段。活塞3和滑阀20、30的同步使得在低压滑阀30的旋转允许低压滑阀的排气孔31与汽缸盖的开口连通并且同时允许排气孔口33与排气连接器的开口连通的同时，活塞3的运动上升。工作气体通过排气孔31和排气孔口33之间的内部通道，以从工作腔室5中排出。同时，高压滑阀的孔不与汽缸盖开口连通。工作气体被释放到外部环境中。当活塞到达上止点时，低压滑阀枢转，以便低压滑阀的排气孔31不再与汽缸盖开口连通，甚至不再部分连通(除了关闭进气口的任何可能的延迟)。

优选地，排气连接器和进气连接器形成单个部件，该单个部件包括用于进气的至少一个入口和用于排气的至少一个出口，每种资源被传递到各自的导管中。对于其余的，排气连接器和/或进气连接器可以毫无区别地指的是被称为“低压”连接器的连接器。

得益于滑阀，工作气体的传递是短暂的，并通过足够大以最小化压降的通道部分进行。此外，由于热力学循环可以在单个汽缸中进行，因此与现有技术的外部热源发动机相比，发动机具有非常小的空间需求。

现在将描述特定实施方案，将以与上述实施方案的这些不同之处进行描述。根据一个实施方案，提供了一种包括两个汽缸的外部热源发动机。

参照图3，其示出了汽缸盖4，汽缸盖4被布置和构造成安装在外部热源发动机上，该外部热源发动机包括根据被称为“成行”安装的安装而布置的两个汽缸。

然后，汽缸盖4设置成置于发动机缸体之上，发动机缸体中形成有两个汽缸。其具有下表面46和两个侧面(在图3中不可见)，以分别支撑彼此平行布置的高压滑阀和低压滑阀。

下表面46基本上是平面的，并且用于与发动机缸套接触。其包括两个腔室通孔46a、46b，每个腔室通孔设置成与发动机的汽缸重合。每个腔室通孔46a、46b限定了进入在汽缸盖内部凹入的过渡腔45的入口。过渡腔45具有大致三角形的形状，并且在运转中与工作腔室相对。优选地，活塞头具有与过渡腔的形状互补的形状，使得活塞头可以进入过渡腔。当发动机运转时，该腔的体积扩大了工作腔室的体积。

根据图3所示的实施方案，汽缸盖包括八个开口，每个汽缸设有四个开口(图3左侧为四个，右侧为四个)，用于根据上述工作阶段来使工作气体流通。

对于一个汽缸，设置有被称为“高压”开口41hp的两个开口，用于使气体流通至高压滑阀，反之亦然，并且设置有被称为“低压”开口41bp的两个开口，用于使工作气体流通至低压滑阀，反之亦然。高压开口41hp位于汽缸盖的同一第一侧面。低压开口41bp位于汽缸盖的与第一侧面相对的同一侧面上；四个开口通向过渡腔。

参照图4，其示出了高发动机，该高发动机被布置和配置为安装在外部热源发动机的缸套上，该外部热源发动机包括根据被称为“成行”安装的安装而布置的两个汽缸。高发动机包括根据图3所示的汽缸盖4，在汽缸盖4上安装有低压滑阀30，在图4中只有一端可见。低压滑阀覆盖有低压连接器70，其将在下面更详细地描述。汽缸盖4在侧面上具有容纳表面40，在该容纳表面上可以容纳旋转滑阀，这里是高压滑阀20。容纳表面40具有凹形的形状，以便与高压滑阀20在形状上互补地配合。特别地，容纳表面具有与容纳的滑阀的轴线基本同轴的圆弧形截面。汽缸盖4的布置与侧面的形状基本对称。像低压滑阀一样，高压滑阀的横截面具有圆形的外形。此外，两个滑阀具有基本相同的直径。

根据图4所示的实施方案，容纳表面40包括四个高压开口41hp：两对相邻的开口41a，41b，每对设置成与一个汽缸配合。优选地，开口是矩形的，以限制在工作气流的流通期间的压降。

图4示出当发动机的同步达到以下状态时，高压滑阀处于特定的角位置：

-对于其中一个被称为“汽缸a”的汽缸，工作气体处于压缩阶段，并且

-对于其他被称为“汽缸b”的汽缸，工作气体处于膨胀阶段。

在此特定位置，工作气体在高压滑阀20的内部通道中不流通。

参照图4、图5a、图6a，汽缸盖4包括：两个开口41a，其设置为置于汽缸a之上；以及两个开口41b，其设置为置于汽缸b之上。高压滑阀20包括两个相邻的冷孔21a，其具有相同的尺寸，并且沿着与滑阀的旋转轴线平行的方向在滑阀的外围对齐。冷孔具有大致矩形的形状，其纵向尺寸在平行于滑阀的旋转轴线的方向上延伸。冷孔21a用于与汽缸盖的开口41a重合，以便工作气体可以从汽缸a的工作腔室流通到高压滑阀20。在内部通道的另一端，参照图4，在高压滑阀的外围布置有冷孔口23a。一方面的两个冷孔21a和另一方面的冷孔口23a分别限定了用于使工作气体流通到交换器的冷端的内部通道的两端。孔口23a用于与高压连接器60的开口63a重合。孔口23a具有矩形的形状，其纵向尺寸在与滑阀的旋转轴线正交的方向上延伸。

此外，开口41彼此间隔开，使得孔口(冷和热)在两个开口之间与汽缸盖4的容纳表面40相对。优选地，两个相邻开口的两个横向边缘之间的间隔等于或大于孔口的横向尺寸。因此，孔口的尺寸取决于两个开口之间的间隔，或者取决于一个开口与容纳表面的轴向端之间的间隔。因此，例如，冷孔口23a与使两个冷孔21a间隔开的圆周表面周向对齐。

参照图4，还可以看出高压滑阀包括两个相邻的热孔22a，其具有相同的尺寸，并且沿着与滑阀的旋转轴线平行的方向在滑阀的外围对齐。热孔具有基本矩形的形状，其纵向尺寸在平行于滑阀的旋转轴线的方向上延伸。热孔22a与冷孔21a周向对齐。热孔22a用于与汽缸盖的开口41a重合，以便工作气体可以从高压滑阀20流通到汽缸a的工作腔室。此外，热孔22a和冷孔21a沿着滑阀的圆周以很小的角位移(例如5至15度)间隔开。选择角位移，使得开口41可以同时与冷孔和热孔连通。

例如，每个热孔沿着滑阀的圆周具有在20至50度之间，优选在25至35度之间的角通孔。假设发动机执行四个主要阶段，并且内部通道被非零厚度的壁间隔开，则根据工作气流通过所需的较大截面、减小压降和空间需求(滑阀的直径和长度)之间的折衷来选择这些值。每个冷孔沿着滑阀的圆周具有例如在10至40度之间，优选在20至30度之间的角通孔。

此外，每个开口41hp沿着容纳表面40的圆周具有例如在15至30度之间的角通孔。

优选地，孔口沿着滑阀的圆周具有在100至350度之间，优选地在120至150度之间的角通孔。

关于汽缸b，根据高压滑阀的特定角位置，发动机的同步使得孔不与汽缸盖的开口41b连通。参照图4，可以部分地看出高压滑阀包括冷孔口23b，该冷孔口用于与高压连接器60的开口63b重合，使得来自汽缸b的工作腔室的工作气体可以从高压滑阀流通到高压连接器。还可以看出，高压滑阀包括两个热孔口24b，所述热孔口24b分别用于与高压连接器60的两个开口连通，使得来自交换器的热端的工作气体可以从高压连接器(通过两个开口，包括一个开口65和另一个不可见的开口)流通到朝向汽缸b的工作腔室b的高压滑阀。高压连接器60具有覆盖表面69，该覆盖表面69被布置和构造成通过形状互补与由汽缸盖4留下的外周表面协作。覆盖表面69在横截面中具有大致圆弧形状。

在高压滑阀的选择性地与汽缸a连通的部分和高压滑阀的选择性地与汽缸b连通的部分之间，孔和孔口分别在直径上相对。

现在将参照图5a、图5b、图6a和图6b描述当工作气体在汽缸b的工作腔室和交换器之间流通时高压滑阀20的角位置。图5a示出当发动机的同步达到以下状态时，高压滑阀处于特定的角位置：

-对于汽缸a，工作气体处于排气阶段，这将在下面进行描述，并且

-对于汽缸b，被压缩和/或正被压缩的工作气体被传递到交换器的冷端(在图5b中也可见)。

参照图5a，高压滑阀20包括清楚可见的两个冷孔21b，该两个冷孔21b从滑阀的圆周起始，并且与图4中的冷孔一致。两个冷孔21b形成同样清楚可见的内部通道的入口，直到冷孔口23b。所述内部通道包括分别从冷孔21b延伸的两个导管，然后这两个导管在公共导管处汇合，从而在两个冷孔21b和冷孔口23b之间形成内部通道。发动机的同步使得冷孔21b与汽缸盖的开口41b连通，从而使工作气体从汽缸b的工作腔室流通到高压滑阀，同时与图4中的冷孔口一致的冷孔口23b与高压连接器60的开口63b连通，使得工作气体从高压滑阀流通到高压连接器。参照图5b，冷孔21b与汽缸盖的开口41b完全重合，冷孔口23b与高压连接器的开口63b完全重合。先前已通过提升活塞3在工作腔室中被压缩的气体被推入高压滑阀20的内部通道。

此外，还可以部分地看出分别与高压连接器60的两个开口连通的两个热孔口24a，使得来自交换器的热端的工作气体可以从高压连接器(通过两个开口，开口64a和开口65)朝向汽缸a的工作腔室流通到高压滑阀20。

参照图6a和图6b，高压滑阀的角位置使得所述滑阀沿逆时针方向旋转了几度，从而工作气体从交换器的热端流通到汽缸b工作腔室。图6a示出当发动机的同步达到以下状态时，高压滑阀处于特定的角位置：

-对于汽缸a，工作气体处于排气阶段的末端，这将在下面进行描述，并且

-对于汽缸b，工作气体离开交换器的热端，并传递到汽缸b的工作腔室进行膨胀(在图6b中也可见)。

参照图6a，高压滑阀20包括与图4的孔口一致的两个热孔口24b。每个热孔口24b形成清楚可见的内部通道的入口，从滑阀的圆周直到热孔22b，两个热孔也在滑阀的外围清楚可见。每个内部通道并行地引导工作气体，并分别且同时与汽缸盖的开口连通。工作气体流分为两条流线，其在滑阀内部的两个独立内部通道中流通。两条流线在进入高压滑阀的两个孔口24b之前被分开，在离开汽缸盖的两个开口41b之后相遇。该特性允许为工作气流的通过提供较大的截面。

发动机的同步使得热孔口24b与高压连接器60的开口(开口65和第二个不可见的开口)连通，从而使工作气体从该交换器的热端流通到高压滑阀20，同时与图4的热孔一致的热孔22b与汽缸盖的开口41b连通，从而使工作气体从高压滑阀流通到汽缸b的工作腔室。参照图6b，热孔22b与汽缸盖的开口41b完全重合，热孔口24b与高压连接器60的开口65完全重合。预先在交换器中加热的气体在汽缸b的工作腔室中膨胀，从而推动活塞3向下运动。

在发动机运转期间并且参照上述循环，一旦两个冷孔21b的至少一部分与开口41b连通，冷的且被压缩和/或正被压缩的工作气体便进入旋转的高压滑阀20，以使冷的且被压缩的工作气体流通到交换器的冷端。随着高压滑阀的旋转，工作腔室和冷孔之间的通道截面增加。当高压滑阀的冷孔与汽缸盖开口完全重合时，通道截面最大。冷的且被压缩的工作气体量的大部分已经通过所述孔。然后，由于高压滑阀的旋转和压缩的结束，只有一部分孔与开口连通，从而使冷的且被压缩的工作气体的其余部分流通到交换器的冷端。同时，工作腔室和热孔之间的通道截面增加，使得所述热孔的一部分与相同的开口连通。离开热孔并因此进入工作腔室的工作气体在被加热后来自交换器的热端。因此，工作气体形成一个回路，该回路穿过汽缸盖的相同开口，但穿过高压滑阀的不同内部通道。在短时间内，冷的工作气体和热的工作气体相互交叉。

根据为包括两个汽缸的发动机设置的高压滑阀的特定实施方案，高压滑阀20包括周向对齐以选择性地与高压连接器连通的两个孔口。参照图5a，一个热孔口24a被设置用于执行来自汽缸a的工作气体的连通，一个热孔口24b被设置用于执行来自汽缸b的工作气体的连通，热孔口24a和热孔口24b沿周向对齐。所述孔口基本上设置在滑阀的中心并且彼此相对180度。所述孔口的上游的内部通道是邻接的并且具有共同的壁。在发动机运转期间，所述两个孔口中的每一个相继使相关的通道与高压连接器的开口65连通。该特性允许减小滑阀的空间需求，并因此减小发动机的空间需求。

现在将参照图7a、图7b、图8a和图8b描述当工作气体在一个汽缸的工作腔室和低压连接器70之间流通时低压滑阀30的角位置。

参照图7a和图8a，示出了类似于图4、图5a和图5b的高发动机。由于高发动机的高压部分与图4、图5a和图5b相同，因此将仅描述高发动机的低压部分。与高压部分相同，容纳低压滑阀的侧面具有包括四个低压开口41bp的容纳表面40：两对相邻的开口41a、41b被设置为分别与汽缸a和汽缸b协作。

图7a示出当发动机的同步达到以下状态时，低压滑阀处于特定的角位置：

-对于汽缸a，将工作气体吸入工作腔室(进气阶段)，并且

-对于汽缸b，工作气体处于膨胀阶段。

在此特定位置，工作气体不在高压滑阀的内部通道中流通。

参照图7a、图8a，汽缸盖4包括设置成置于汽缸a之上的开口41a和设置成置于汽缸b之上的开口41b。低压滑阀30包括两个相邻的进气孔32a(在图7a中不可见)，这些进气孔具有相同的尺寸并且沿着与滑阀的旋转轴线平行的方向在滑阀的外围对齐。进气孔32a具有大致矩形的形状，其纵向尺寸在平行于滑阀的旋转轴线的方向上延伸。根据图7a所示的角位置，进气孔32a与汽缸盖4的两个开口41a连通，使得工作气体从低压滑阀30流通到汽缸a的工作腔室。在内部通道的另一端，参照图7a和图7b，在低压滑阀的外围布置有进气孔口34a(在图8a中部分可见)。一方面的两个进气孔32a和另一方面的进气孔口34a分别限定了内部通道的两端，该内部通道用于使工作气体从低压连接器70流通到汽缸a的工作腔室。根据所示的角位置，进气孔口34a与低压连接器70的进气孔74a连通。

在运转期间，用作工作气体的外部空气通过进气口71引入低压连接器。进气孔口34a具有矩形的形状，其纵向尺寸在垂直于滑阀的旋转轴线的方向上延伸。

参照图7b，进气孔32a与汽缸盖的开口41a完全重合，进气孔口34a与低压连接器70的开口74a完全重合。活塞3的向下运动允许工作气体进气，见箭头fa。

此外，参照图7a和图8a，每对开口41bp与容纳表面40的轴向端49间隔开，使得进气孔口在容纳表面40的轴向端49与汽缸盖的开口41bp的横向边缘39之间与汽缸盖4的容纳表面40相对。优选地，容纳表面40的轴向端49和横向边缘39之间的间隔等于或大于进气孔口的横向尺寸。

参照图7a和图8a，还可以看出低压滑阀30包括两个相邻的排气孔31a，其具有相同的尺寸，并且沿着平行于滑阀的旋转轴线的方向在滑阀的外围对齐。排气孔31a具有大致矩形的形状，其纵向尺寸在平行于滑阀的旋转轴线的方向上延伸。排气孔31a与进气孔32a周向对齐。排气孔31a用于与汽缸盖的开口41a连通，从而使得工作气体可以从汽缸a的工作腔室经由内部通道流通到低压滑阀30。在排气孔31a的相反端，内部通道通过排气孔口33a开口。此外，排气孔31a和进气孔32a沿滑阀的圆周间隔开小的角位移，例如100至350度，优选200至250度。

优选地，每个排气孔沿着低压滑阀的圆周具有在70至100度之间，优选地在80至90度之间的角通孔。此外，每个进气孔沿滑阀的圆周具有例如在70至100度之间，优选地在80至90度之间的角通孔。

此外，每个开口41bp沿着容纳表面40的圆周具有例如在40度至100度之间的角通孔。

优选地，进气孔口和排气孔口沿滑阀的圆周具有在30至60度之间，优选地在40至55度之间的角通孔。

根据所示的实施方案，在低压滑阀的选择性地与汽缸a连通的部分和低压滑阀的选择性地与汽缸b连通的部分之间，孔和孔口分别在直径上相对。

关于汽缸b并根据低压滑阀的特定角位置，发动机的同步使得没有孔与汽缸盖的开口41b重合。参照图7a，可以看出低压滑阀包括两个进气孔32b，其用于与两个开口41b连通，从而使来自低压连接器70的工作气体可以从低压滑阀(穿过在图7a中不可见的进气孔口34b)流通到汽缸b的工作腔室。还可以部分地看出低压滑阀30包括两个排气孔31b，其用于分别与汽缸盖4的两个开口41b连通，从而使工作气体可以从汽缸b的工作腔室流通到低压连接器70。可以进一步看出低压滑阀30包括排气孔口33b。一方面的排气孔31b和另一方面的排气孔口33b对应于内部通道的两端，允许来自汽缸b的工作腔室的工作气体流通到低压连接器。

图8a特别示出了当从汽缸b的工作腔室排出工作气体时低压滑阀30的角位置。参照图8a，低压滑阀30的两个排气孔31b从滑阀的圆周清楚可见，并且与图7a的排气孔一致。两个排气孔31b形成同样清楚可见的内部通道的入口，直到排气孔口33b。发动机的同步使得排气孔31b与汽缸盖4的开口41b连通，从而使得工作气体从汽缸b的工作腔室流通到低压滑阀，同时与图7a的排气孔口一致的排气孔口33b与低压连接器70的开口75连通，使得工作气体从低压滑阀流通到低压连接器。参照图8b，排气孔31b与汽缸盖的开口41b完全重合，排气孔口33b与低压连接器的开口75完全重合。活塞3的运动使得工作气体被推入低压滑阀30的内部通道，然后被推至低压连接器70，见箭头fd。

参照图7a和图8a，排气孔口33a和33b沿低压滑阀30的外围周向对齐。所述孔口例如彼此相对180度，并且所述孔口的上游的内部通道是相邻的并且具有共同的壁。在发动机运转期间，每个孔口相继使相关的内部通道与低压连接器的单个排气口75连通。该特性允许减小滑阀的空间需求，并因此减小发动机的空间需求。

此外，每对开口41bp沿着容纳表面40彼此间隔开，使得排气孔口与汽缸盖4的容纳表面40相对，从而将开口41a对与开口41b对分开。优选地，两个开口对之间的间隔等于或大于排气孔口的横向尺寸。