可配置为仅略大于拉杆直径。盘间隔件22的内径可比密封盘21的 内径大拉杆与密封盘内径好之间的间隙距离的若干倍以在密封盘之间产生腔。在密封盘21 之间产生的所述系列的腔可产生对气流的较大阻力，其中所形成的更多腔可增大对流的阻 力。可使盘间隔件22具有某种程度的顺应性以补偿密封件变松的趋势。替代地，可将单独顺 应部件(例如，弹簧)添加到堆叠。
[0135] 在一些实施例中，具有实质上稳定或恒定力矩臂以产生增加的扭矩和功率的功率 递送装置可包含为可安装到引擎上以供使用的引擎修改套件(例如，引擎改装套件)的一部 分。举例来说，在一些实施例中，可更换活塞和引擎的顶端(例如，引擎盖和汽门机构）以便 将单独功率递送装置和功率输出轴安装到现有引擎。此修改套件可用作用于增加现有引擎 的输出扭矩和功率的方法。
[0136] 虽然功率递送装置已大体上描述为具有一致(例如，恒定或不变)长度扭矩臂（其 具有在整个做功行程期间处在其最大、不变化长度的一致(例如，恒定或不变)长度），但力 矩臂长度的一些变化是可能的。例如，在一些实施例中，功率递送装置(例如，旋转构件或拉 杆的介接部分)经配置，使得作用于输出轴上的力矩臂并非完全恒定地处在其最大值。在一 些情况下，力矩臂长度随着张紧装置平移且与可旋转构件介接而略微变化。例如，力矩臂可 随着齿条与旋转小齿轮介接或随着链条与旋转链齿轮介接而略微变化。
[0137] 常规往复式引擎的典型最大力矩臂长度将为机轴半径或引擎行程的一半;然而， 这可针对各种引擎设计而变化。因为常规往复式引擎通常具有从〇长度(在〇度的机轴角和 180度的ATDC下）到其最大长度(在90度ATDC的机轴角下）的扭矩臂长度，所以期望变化幅度 小于此范围（即，0到最大)的任何力矩臂长度为对扭矩产生的改进。例如，在一些情形中，当 拉杆随着活塞一起往复运动时，本文描述的恒定长度力矩臂装置的长度的变化幅度可从约 0 %到约50 % (例如，约0 %到约40 %、约0 %到约30 %、约0 %到约20 %、约0 %到约15 %、约 0 %到约10%、约0 %到约5 %、约0%到约2 %、约0 %到约1 %、约0 %到约0.5 %、约0%到约 0.1 %、约0 %到约0.0001 % )，并且可实现并注意到改进。
[0138] 需注意，本文中针对布置在机轴的中心线（例如，轴线）上方的实质上垂直对准的 汽缸大体上描述这些描述和几何关系。然而，还可使用经不同配置的往复式引擎来实施本 文中描述的原理。也就是说，可基于特定引擎配置来调整或更新本文中呈现的用于描述从 机轴提取功率与从具有恒定长度力矩臂的单独功率递送装置(例如，传动系统)提取功率之 间的差异的等式，但期望在使用经不同配置的引擎的情况下观察到恒定力矩臂引擎的增加 输出。
[0139] 虽然已在本文中描述各种实施例，但应理解，这些实施例仅作为实例呈现及描述 且不将所附权利要求书限于任何特定配置或结构组件。因此，优选实施例的广度和范围不 应由上述示范性结构或实施例中的任何者限制，而应根据所附权利要求书和其等效物界 定。
【主权项】
1. 一种从工作往复式引擎提取机械功的方法，所述方法包括： 使用最大长度转矩臂将转矩施加到所述往复式引擎的输出轴，所述最大长度转矩臂在 所述引擎的往复式元件往复运动和所述输出轴旋转时保持实质上恒定长度。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述实质上恒定长度与所述往复式引擎的机轴的 机轴半径实质上相同。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述使用最大长度转矩臂包括使用实质上恒定长 度力矩臂将所述引擎的所述往复式元件耦合到所述输出轴。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述提取机械功进一步包括通过使用所述最大长 度转矩臂施加所述转矩增加所述往复式引擎的输出功率。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述最大长度转矩臂包括在所述输出轴的整个旋 转期间始终保持其最大长度的力矩臂。6. 根据权利要求3所述的方法，其中将所述引擎的所述往复式元件耦合到输出轴包括 将所述输出轴耦合到界定实质上恒定转矩臂的旋转扭矩递送装置，所述旋转扭矩递送装置 经配置以与所述引擎的所述往复式元件介接。7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述引擎为内燃机。8. 根据权利要求1所述的方法，其中所述使用保持实质上恒定长度的所述最大长度转 矩臂将所述转矩施加到所述往复式引擎的所述输出轴包括： 将平移构件耦合到所述往复式引擎的所述往复式元件；以及 使用所述最大长度转矩臂将所述平移构件耦合到所述输出轴。9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述转矩臂实质上垂直于所述平移构件的往复轴 以将扭矩施加到可旋转功率输出构件。10. 根据权利要求8所述的方法，其中保持实质上恒定长度的所述转矩臂包括耦合到所 述功率输出构件的可旋转齿轮装置和耦合到所述平移构件的齿条。11. 一种往复式引擎，其包括至少一个实质上不变长度转矩臂，所述不变长度转矩臂在 往复式元件的往复运动和所述引擎的输出轴的旋转期间保持实质上恒定。12. 根据权利要求11所述的往复式引擎，其中所述实质上不变长度转矩臂具有等于所 述引擎的机轴的机轴半径的长度。13. 根据权利要求11所述的往复式引擎，其进一步包括用于使用所述实质上不变长度 转矩臂将所述引擎的所述往复式元件的往复式运动转换成所述输出轴的旋转运动的装置。14. 根据权利要求11所述的往复式引擎，其进一步包括安置在汽缸内的至少一个往复 式活塞，所述活塞在一端通过连接杆连接到所述引擎的机轴且还另外通过所述实质上不变 长度转矩臂连接到所述输出轴。15. 根据权利要求14所述的往复式引擎，其中所述实质上不变长度转矩臂至少部分由 耦合到所述输出轴的旋转装置和耦合到所述往复式活塞的平移元件的组合形成，其中所述 旋转装置界定所述实质上不变长度转矩臂。16. 根据权利要求15所述的往复式引擎，其中所述旋转装置包括滑轮、齿轮或链齿轮中 的至少一者。17. 根据权利要求15所述的往复式引擎，其中所述平移元件包括缆线、链条、皮带、拉杆 或齿条中的至少一者。18. 根据权利要求14所述的往复式引擎，其进一步包括安置在所述往复式活塞与所述 输出轴之间的离合器装置。19. 根据权利要求11所述的往复式引擎，其中所述实质上不变长度转矩臂包括产生扭 矩的扭矩臂，所述转矩臂：i)界定在所述输出轴的旋转轴与平移构件和可旋转构件之间的 接触点之间；ii)大体上垂直于所述平移构件的运动；以及iii)在所述引擎的往复式元件的 往复运动期间保持实质上恒定长度。20. 根据权利要求11所述的往复式引擎，其进一步包括用于暂时存储由所述引擎的往 复式元件产生的能量且随后在所述往复式元件在所述引擎内行进时将所述能量释放到所 述输出轴的能量存储装置。21. -种耦合到往复式引擎的往复式元件的功率递送装置，所述功率递送装置包括： 轴向平移张紧构件，其耦合到所述往复式元件且与所述往复式元件一起平移；以及 可旋转构件，其耦合到功率输出元件且与所述平移张紧构件介接，所述平移张紧构件 将轴向力提供到所述可旋转构件，所述轴向力在所述平移张紧构件的轴向运动期间使用实 质上恒定长度转矩臂将扭矩施加到所述功率输出元件。22. 根据权利要求21所述的功率递送装置，其中产生所述扭矩的所述转矩臂：i)界定在 所述功率输出元件的旋转轴与所述平移张紧构件和所述可旋转构件之间的接触点之间； ii)大体上垂直于所述平移张紧构件的运动；以及iii)在所述往复式元件的往复运动期间 保持实质上恒定长度。23. 根据权利要求21所述的功率递送装置，其中所述可旋转构件使用离合器装置耦合 到所述输出元件，所述离合器装置经配置以允许所述可旋转构件在第二方向上相对于所述 输出兀件自由旋转。24. 根据权利要求21所述的功率递送装置，其中所述可旋转构件包括齿轮装置且所述 平移张紧构件包括与所述齿轮装置介接的齿条。25. 根据权利要求21所述的功率递送装置，其中： 所述往复式元件包括往复式活塞； 所述功率输出元件包括不同于所述引擎的机轴的旋转功率输出轴； 所述平移张紧构件包括拉杆装置以连接到所述往复式活塞且基于所述活塞的往复式 运动而平移； 线性齿轮装置耦合到所述拉杆以与所述拉杆一起平移； 可旋转小齿轮耦合到所述输出转轴且经配置以与所述线性齿轮装置介接;且 单向离合器装置安置在所述输出轴与所述小齿轮之间以在所述小齿轮在朝向活塞借 以旋转的机轴的所述活塞运动的第一方向上旋转时啮合所述输出轴， 其中所述输出轴的旋转轴与所述线性齿轮装置和所述小齿轮之间的接触区之间的距 离在所述活塞在所述引擎中往复运动时保持实质上恒定。26. -种包括至少一个活塞和汽缸的往复式引擎，所述至少一个活塞在一端经由连接 杆连接到机轴且另外经由实质上不变长度转矩臂连接到输出轴，所述引擎包括： 轴向平移元件，其耦合到所述往复式活塞且与所述往复式活塞一起平移；以及 可旋转构件，其耦合到所述输出轴且与所述平移元件介接，所述平移元件将轴向力提 供到所述可旋转构件，所述轴向力在所述平移元件的轴向运动期间将扭矩施加到所述输出 轴， 所述实质上不变长度转矩臂：i)界定在所述输出轴的旋转轴与所述平移元件和所述可 旋转构件之间的界面区之间；以及ii)大体上垂直于所述平移元件的运动。27. 根据权利要求26所述的引擎，其中所述实质上不变长度转矩臂在所述活塞朝向所 述机轴的向内运动和所述活塞远离所述机轴的向外运动期间保持实质上不变。28. 根据权利要求26所述的引擎，其中所述可旋转构件包括齿轮装置且所述轴向平移 元件包括张紧装置以啮合所述齿轮装置。29. 根据权利要求26所述的引擎，其进一步包括离合器装置以基于所述平移元件的运 动方向选择性地啮合所述输出轴。30. 根据权利要求26所述的引擎，其中所述至少一个活塞和汽缸包括四个直列式活塞 和汽缸，所述活塞中的每一者经配置以经由实质上不变长度转矩臂啮合所述输出轴并使其 旋转。
【专利摘要】在一些方面，经配置以耦合到往复式引擎的往复式元件的功率递送装置经配置以经由实质上稳定、不变(例如，恒定)力矩臂耦合到功率输出元件以产生增加的扭矩和功率。
【IPC分类】F02F11/00, F02B75/40, F02B75/32, F16H1/16, F02B75/20
【公开号】CN105556095
【申请号】CN201480036566
【发明人】尼古拉斯·A·桑德斯
【申请人】尼古拉斯·A·桑德斯
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年6月3日
【公告号】EP3004589A1, US20140352653, WO2014197487A1