多活塞共线气缸活塞机构的制作方法

专利名称：多活塞共线气缸活塞机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体压缩及热能与动力领域，尤其是一种气缸活塞机构。
背景技术：
无论是活塞式气体压缩领域还是活塞式发动机领域，活塞惯性力的影响是限制这类机械的设计和制造的重要因素，为此，在传统设计和制造过程中往往尽可能地把活塞的质量压到最低，这样就必定影响活塞的强度。换句话说，从一方面讲是需要把活塞的质量做轻，而从另外一方面讲是需要提高活塞的承载 能力而需要把活塞做重，这个矛盾一直影响着气体压缩机和发动机的设计、制造和性能。因此，需要发明一种性能受活塞质量影响小或能够消除活塞质量对性能影响的气缸活塞机构。

发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下
一种多活塞共线气缸活塞机构，包括连接结构体、气缸、配气口和至少三个活塞，所述活塞共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸相配合，相邻的两个所述活塞与所述气缸构成一个流体工作区，所述连接结构体包括A类连接结构体和B类连接结构体,相间的所述活塞与所述A类连接结构体固连，其余的所述活塞与所述B类连接结构体固连，所述A类连接结构体和所述B类连接结构体相对运动，所述A类连接结构件和所述B类连接结构件设置在所述气缸的外部，所述配气口设在所述流体工作区上，在所述活塞的每一个单程运动中，至少有一个所述流体工作区处于压缩冲程。在所述流体工作区上设燃油喷射器；所述配气口包括扫气进气口和扫气排气口，所述扫气进气口和所述扫气排气口设置在设有所述燃油喷射器的所述流体工作区的所述气缸的侧壁上，所述燃油喷射器受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构控制。在所述流体工作区上设燃油喷射器；所述配气口包括扫气进气口和排气口，在所述排气口处设排气门，所述扫气进气口和所述排气口设置在设有所述燃油喷射器的所述流体工作区的所述气缸的侧壁上，所述排气门和所述燃油喷射器受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构控制。在所述流体工作区上设燃油喷射器；所述配气口包括扫气排气口和进气口，在所述进气口处设进气门，所述扫气排气口和所述进气口设置在设有所述燃油喷射器的所述流体工作区的所述气缸的侧壁上，所述进气门和所述燃油喷射器受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构控制。所述活塞为五个以上。在所述流体工作区上设燃油喷射器；所述配气口包括进气口和排气口，在所述进气口和所述排气口处对应设置进气门和排气门，所述进气口和所述排气口设置在设有所述燃油喷射器的所述流体工作区的所述气缸的侧壁上，所述进气门、所述排气门和所述燃油喷射器受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照吸气冲程-压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程-排气冲程的四冲程工作模式工作的四冲程控制机构控制。在所述流体工作区上 设燃油喷射器；所述配气口包括进气口和排气口，在所述进气口和所述排气口处对应设置进气门和排气门，所述进气口和所述排气口中的至少一个设置在设有所述燃油喷射器的所述流体工作区的所述活塞上，所述进气门、所述排气门和所述燃油喷射器受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照吸气冲程-压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程-排气冲程的四冲程工作模式工作的四冲程控制机构控制。所述进气门和所述排气门分别设置在设有所述燃油喷射器的所述流体工作区的两个所述活塞上。所述流体工作区的个数为2的整数倍。所述流体工作区的个数为4的整数倍。所述配气口包括扫气进气口、扫气排气口、进气口和供气口，在所述进气口和所述供气口处对应设置进气门和供气门，所述扫气进气口和所述扫气排气口设置在所述流体工作区的所述气缸的侧壁上，所述进气口和所述供气口设置在所述流体工作区的所述活塞上。所述配气口包括进气口和供气口，在所述进气口和供气口处对应设置进气门和供气门。所述A类连接结构体和/或所述B类连接结构体经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接。所述A类连接结构体和/或所述B类连接结构体与定位滑块连接，所述定位滑块经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接。所述A类连接结构体和/或所述B类连接结构体经连杆与摆轴的连杆轴颈连接。所述A类连接结构体和/或所述B类连接结构体与定位滑块连接，所述定位滑块经连杆与摆轴的连杆轴颈连接。所述摆轴与负载连接。所述连接结构体及与其固定连接的所述活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的0. I倍，小于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。所述连接结构体及与其固定连接的所述活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的0. 2倍。选择性地，所述连接结构体及与其固定连接的所述活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值可设为所述气缸内的气体被压缩终了时气体压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的0. I倍到2倍之间的任意值，例如0. 3倍、0. 4倍、
0.5 倍、0. 6 倍、0. 7 倍、0. 8 倍、0. 9 倍、I. 0 倍、I. I 倍、I. 2 倍、I. 3 倍、I. 4 倍、I. 5 倍、I. 6 倍、
1.7倍、I. 8倍、I. 9倍等。
所述连接结构体及与其固定连接的所述活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体的最大压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的0. I倍，小于所述流体工作区内的气体的最大压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。所述连接结构体及与其固定连接的所述活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体的最大压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的0. 2倍。选择性地，所述连接结构体及与其连接的所述活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值可设为所述气缸内的气体的最大压力对与所述连接结构体固定连接的所述活塞所产生的作用力的绝对值的0. I倍到2倍之间的任意值，例如0. 3倍、0. 4倍、0. 5倍、0. 6倍、0. 7倍、0. 8 倍、0. 9 倍、I. 0 倍、I. I 倍、I. 2 倍、I. 3 倍、I. 4 倍、I. 5 倍、I. 6 倍、·I. 7 倍、I. 8 倍、I. 9倍等。所述A类连接结构体与行程限定机构的一端转动连接，所述B类连接结构体与所述行程限定机构的另一端转动连接。所述A类连接结构体或所述B类连接结构体与行程限定机构的一端转动连接，所述行程限定机构的另一端与机体转动连接；或所述A类连接结构体与一个行程限定机构的一端转动连接，所述B类连接结构体与另一个行程限定机构的一端转动连接，此两个所述行程限定机构的另一端均与机体转动连接。至少一个所述活塞的直径大于或小于其余所述活塞的直径。在所述气缸的端部设气缸盖，所述气缸盖、靠近所述气缸盖的所述活塞和所述气缸构成附属流体工作区。所述流体工作区的承压能力大于IMPa。选择性地，所述流体工作区的承压能力还可以大于2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于 30MPa。所述气缸的轴线设为直线或设为弧线。在做功冲程中，所述流体工作区内的气体对所述活塞所做的功为B，所述活塞在整个做功冲程中的平均速度为F，所述活塞的质量为M，所述活塞的质量
可选择地，所述活塞的质量财可大于111Zo 5F2、015%.5F2、CU%5F2、
0.255/ . 03S/ , 0.355/ , 0.4￡/ n 0.455/ ,成十；0.5￡/ ,
/0.5F2、 / OI2、 /0.5F2 ' /0.5F2 ' / 0.5F2/OIj。与所述A类连接结构体连接的所述活塞的连接点和所述活塞的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体连接的所述活塞的连接点和所述活塞的中心线所形成的平面B之间的夹角小于90度。所述A类连接结构体经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接；所述B类连接结构体经另一所述连杆与同一所述曲轴的不同连杆轴颈转动连接。部分或全部所述配气口处设与之对应的配气门，所述配气门中的部分或全部受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照气体工质导入膨胀做功冲程-排气冲程的二冲程工作模式工作的二冲程做功机构控制系统控制。一种多活塞共线气缸活塞机构，包括连接结构体、气缸、配气口和两个共轴线设置的活塞，所述活塞与设置在其外部的所述气缸相配合，两个所述活塞与所述气缸构成一个流体工作区，所述连接结构体包括A类连接结构体和B类连接结构体，一个所述活塞与所述A类连接结构体固连，另一个所述活塞与所述B类连接结构体固连，所述A类连接结构体和所述B类连接结构体相对运动，所述A类连接结构件和所述B类连接结构件设置在所述气缸的外部，所述配气口设在所述流体工作区上，其中，所述A类连接结构体和/或所述B类连接结构体经连杆与摆轴的连杆轴颈连接。所述A类连接结构体和/或所述B类连接结构体与定位滑块连接，所述定位滑块经连杆与摆轴的连杆轴颈连接。与所述A类连接结构体连接的所述活塞的连接点和所述活塞的中心线所形成的 平面A，和与所述B类连接结构体连接的所述活塞的连接点和所述活塞的中心线所形成的平面B之间的夹角小于90度。为了进一步优化所述多活塞共线气缸活塞机构的结构，所述A类连接结构体和所述B类连接结构体可以套装设置。所述多活塞共线气缸活塞机构设为柴油发动机，所述柴油发动机的燃油喷射提前角大于15度。选择性地，所述柴油发动机的燃油喷射提前角可以设为大于17度、19度或大于20度。所述多活塞共线气缸活塞机构设为汽油发动机，所述汽油发动机的点火提前角大于5度。选择性地，所述汽油发动机的点火提前角可以设为大于7度、9度、11度、13度、15度、17度或大于20度。所述连杆设为弹性结构体。本发明的原理是通过将所述活塞共线设置在二冲程工作模式下(如二冲程发动机或气体压缩机)形成至少两个所述流体工作区，在四冲程工作模式下(如四冲程发动机)形成至少四个所述流体工作区，并使所述活塞一次单程运动中，所述多活塞共线气缸活塞机构中的至少一个所述流体工作区处于压缩冲程，通过这种设置方式实现了在任何单一运动过程中所述气缸内的被压缩气体对所述活塞产生的作用力与所述活塞及其连接结构体的惯性力方向相反的作用，从而减轻了惯性力也减轻了气缸内气体压力(特别是用于发动机时的爆压力)对所述活塞的运动连接件(例如连杆、曲轴等)的冲击。本发明中，所谓的“相间的所述活塞与所述A类连接结构体固连，其余的所述活塞与所述B类连接结构体固连”是指如果设置5个所述活塞，则第I个、第3个和第5个所述活塞或第2个和第4个所述活塞为相间的所述滑动活塞，如第I个、第3个和第5个所述活塞与所述A类连接结构体固连，则第2个和第4个所述活塞与所述B类连接结构体固连，如第2个和第4个所述活塞与所述A类连接结构体固连，则第I个、第3个和第5个所述活塞与所述B类连接结构体固连，依次类推设置有其他数量所述活塞的所述多活塞共线气缸活塞机构的结构。
本发明中，所述配气口是指设在所述流体工作区上的，工质可以通过其进入或排出所述流体工作区的开口。所述配气口可以由所述活塞、设在所述配气口处的配气门及控制机构来控制其开启和关闭。本发明中，所谓的“所述配气口设在所述流体工作区上”是指所述配气口设在所述流体工作区的所述气缸的侧壁上和/或设在所述流体工作区的所述活塞上。本发明中，所谓的附属流体工作区是指由设置在所述气缸端部的所述气缸盖、靠近所述气缸盖的所述活塞和所述气缸所构成的流体工作区，其功能和作用可以与所述流体工作区相同。本发明中，所谓的惯性力是指所述活塞及其连接结构体在做往复运动时由于加速度的影响所产生的作用力，具体是指所述连接结构体(包括所述A类连接结构体和所述B类 连接结构体等)及其固定连接的所述活塞的质量与其加速度的乘积所得到的力；在所述A类连接结构体和/或所述B类连接结构体与曲轴或摆轴连接的结构中，所谓的惯性力还包括连杆的往复惯性力。本发明中，所谓的固定连接是指两个部件之间没有任何位移、没有任何转动或摆动的连接方式，即经固定连接后的部件形成一体按照同一运动规律运动的连接方式。本发明中，所述活塞的最大惯性力的绝对值设定为某一个特定值,可以理解为所述活塞的质量设定为某一特定值，其目的是为了尽最大可能地增大所述活塞的质量，从而使所述活塞的质量与其本身的加速度的乘积所得到的力大于所述多活塞共线气缸活塞机构的最大爆炸压力的0. I倍,小于最大爆炸压力的2倍，其目的是为了减少爆炸压力对连杆、曲轴等运动部件的冲击力。本发明中，所谓的“所述A类连接结构体和所述B类连接结构体相对运动”同时是指与所述A类连接结构体连接的所述活塞和与所述B类连接结构体连接的所述活塞之间发生相对运动。本发明中，所谓的“在所述活塞的每一个单程运动中，至少有一个所述流体工作区处于压缩冲程”是指在只设有配气口的结构中，所述流体工作区的个数至少为两个，而且每个所述流体工作区都以二冲程工作模式工作，则在所述活塞的每一个单程运动中，至少有一个所述流体工作区处于压缩冲程；在设有配气门的结构中，所述多活塞共线气缸活塞机构还包括一个使“所述活塞在每一个单程运动中，至少有一个所述流体工作区处于压缩冲程”的控制机构。本发明中，与所述A类连接结构体连接的所述活塞的连接点和所述活塞的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体连接的所述活塞的连接点和所述活塞的中心线所形成的平面B之间的夹角小于85度、80度、75度、70度、65度、60度、55度、50度、45度、40度、35度、30度、25度或小于20度。本发明所公开的多活塞共线气缸活塞机构改变了尽可能将活塞轻量化的设计思想，与其相反，通过将活塞或其固定连接结构体重量化设计，从而减少往复运动的惯性力以及缸内气体压力变化(特别是用作活塞式发动机时燃烧形成的爆压)对运动件(例如连杆、曲轴等)的冲击。本发明人认为，在传统气缸活塞机构中，例如活塞式发动机等，气缸内燃料燃烧产生的爆压作用在质量较轻的活塞及其连接件上，形成较大的加速度，最终将能量的一部分储存到飞轮中，当气缸活塞机构需要能量时，再由飞轮释放回到气缸活塞机构中，这样一个长距离的能量储存与释放经过了多个部件，更经过了多处滑动或转动界面，必定造成能量损失以及整个机构的重量化。与此相反，本发明中将处于燃烧膨胀做功冲程中的流体工作区内爆压的作用力的一部分直接用作其他所述流体工作区的压缩力，这就大大提高了机构的平稳性、效率和整机轻量化。不仅如此，通过将所述活塞及其固定连接结构体重量化设计，相当于将所述气缸内燃料燃烧的爆压中的能量一 部分储存在所述活塞及其固定连接结构体内以备用，这样就进一步增加了机构的运行的平稳性，也提高了机构的效率。本发明中，增大所述活塞的质量的优势还在于假设所述活塞及其固定连接结构
体的质量为M1 ,其他运动部件的质量当量为Af2 ,所述活塞和其他运动部件的共同加速度为a，最大爆炸压力为i ，则存在关系式# =碼^! + <^>。传统发动机中，由于活塞的质量设计的很小，也就是Af1很小，因此与活塞连接的
运动件所承受的力Afp很大，增加了对与活塞连接的运动件的承载能力的要求。而本发明中所公开的多活塞共线气缸活塞机构，在将活塞的质量设为较大的结构中(即满足上述关于力和关于能量的限定)，由于增大所述活塞的质量，也就是增大M1,因
此与活塞连接的运动件所承受的力减小。燃烧爆炸的能量的部分或大部分被储存在活塞中，当活塞需要能量时，可直接以减小自己的运动速度将能量释放出来，从而减小对与活塞连接的运动件的承载能力的要求，并且可以减少能量流动过程中的机械损失。例如，在所述多活塞共线气缸活塞机构与曲轴连接的结构中，所述曲轴所承受的最大作用力等于气缸内气体对所述活塞的作用力和往复运动最大惯性力之差，这就大大减轻了曲轴主轴颈、曲轴连杆轴颈、连杆小端连接轴颈等处的冲击力。本发明中，所谓的气缸活塞机构是指用于活塞式发动机的气缸活塞机构或用于活塞式气体压缩机的气缸活塞机构或用于活塞式膨胀做功机构的气缸活塞机构。本发明中，所谓的扫气进气口是指能够产生扫气作用的进气口，所谓的扫气排气口是指能够提供扫气功能的排气口。本发明中，所谓的多活塞共线气缸活塞机构根据气体压缩领域的公知技术，在必要的地方设进气口和供气口，或设进气口、排气口和供气口，可作为气体压缩机的气缸活塞机构使用；根据内燃机领域的公知技术，在必要的地方设进气口和排气口，或设进气口、排气口和供气口，以及燃料入口可作为内燃机的气缸活塞机构使用；根据热动力领域的公知技术，在必要的地方设进气口(即高温高压工质入口)和排气口(即乏气排出口)，可作为利用高压工质膨胀做功对外输出动力的做功机构使用，在这种情况下，由所述进气口导入的工质可以是由锅炉产生的高压蒸汽，或由燃烧室产生的燃气工质；根据流体泵领域的公知技术，在必要的地方设流体入口(进气口)和流体排出口(排气口)，可作为流体泵的气缸活塞机构使用。本发明中，所谓的流体工作区是指流体可以进入和排出的区域，即由所述气缸和所述活塞形成的容积变化区域；当将本发明所公开的多活塞共线气缸活塞机构用作活塞式发动机时，所述流体工作区中的一部分为燃烧室。本发明中，所谓的“所述A类连接结构体和所述B类连接结构体与曲轴转动连接”是指所述A类连接结构体和所述B类连接结构体与所述曲轴的不同相位的连杆轴颈转动连接。本发明中，共轴线设置的所述活塞分为两种运动规律，将运动规律相同的活塞归为一类，故分为A类和B类；与一个或多个同一类所述活塞连接的只做往复运动的结构体叫做连接结构体，所谓的结构体是指具有一定结构形状和结构强度的物体；由于所连接的活塞的运动规律不同，为了区别起见，所述连接结构体分为A类连接结构体和B类连接结构体；所述A类连接结构体将发动机中所有具有相同运动规律的A类活塞连接在一起，同理，所述B类连接结构体将发动机中与所述A类连接结构体相连接的A类活塞具有相对运动规 律的所有B类活塞连接在一起。本发明中，所述A类连接结构体和所述B类连接结构体套装设置的目的是为了减少所述A类连接结构体和所述B类连接结构体所占据的空间，为发动机的结构布置提供方便，特别是为所述A类连接结构体和所述B类连接结构体经连杆与曲轴连接提供方便。传统发动机中，如果将燃油喷射提前角增大(指柴油发动机)或点火提前角增大(指汽油发动机)，气缸内的最大爆炸压力将发生在靠近上止点的区域内，这将给曲轴的连杆轴颈、连杆和活塞的连接部位以及连杆和曲轴的连接部位造成很大的负载，甚至发生破坏。而本发明所公开的多活塞共线气缸活塞机构，由于所述活塞及其固定连接件的往复运动的惯性力很大，特别是当所述活塞及其固定连接件的往复运动的惯性力大于气缸内的最大爆炸压力时，不但不会增加曲轴的连杆轴颈、连杆和活塞的连接部位以及连杆和曲轴的连接部位的负载，反而会使其负载减小，而且在燃料燃烧放热过程中会使更多的燃料在高压下放热，提高所述多活塞共线气缸活塞机构作为发动机(柴油发动机或汽油发动机)的效率。本发明中，应根据公知技术在必要的情况下将所述活塞设为双顶活塞。一般说来，多个所述活塞中除两端的所述活塞以外的其他所述活塞应设为双顶活塞，这样可以减少所述活塞占据的空间。本发明中，根据气体压缩及热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。本发明的有益效果如下
本发明所公开的多活塞共线气缸活塞机构能够大幅度提高流体工作区在整机中所占的比例，进而提高效率，而且大幅度降低活塞质量对气缸活塞机构性能的影响。


图I是本发明实施例I的结构示意 图2是本发明实施例2的结构示意 图3是本发明实施例3的结构示意 图4是本发明实施例4的结构示意 图5是本发明实施例5的结构示意 图6是本发明实施例6的结构示意 图7是本发明实施例7的结构示意 图8是本发明实施例8的结构示意图；图9是本发明实施例9的结构示意 图10是本发明实施例10的结构示意 图11是本发明实施例11的结构示意 图12是本发明实施例12的结构示意 图13是本发明实施例13的结构示意 图14是本发明实施例14的结构示意图； 图15是本发明实施例15的结构示意 图16是本发明实施例16的结构示意 图17是本发明实施例17的结构示意 图18是本发明实施例18的结构示意 图19是本发明实施例19的结构示意 图20是本发明实施例20的结构示意 图21是本发明实施例21的结构示意 图22是本发明实施例22的结构示意 图23是本发明实施例23的结构示意 图24是图23的A向视 图25是本发明实施例24的结构示意 图26是本发明实施例25的结构示意 图27是图26的A-A视 图28是图26的E-E视 图29是本发明实施例26的结构示意 图30是图29的A-A视图，
图中
I活塞、2 A类连接结构体、3 B类连接结构体、4气缸、5进气门、6排气门、7供气门、8扫气进气口、9扫气排气口、10流体工作区、11燃油喷射器、12 二冲程控制机构、13四冲程控制机构、14曲轴、15摆轴、16定位滑块、17负载、18行程限定机构、19机体、20气缸盖、21 二冲程压缩控制机构、29附属流体工作区、30活塞组合体、31连杆、32 二冲程做功机构控制系统、33进气道、34排气道。
具体实施方式
实施例I
如图I所示的多活塞共线气缸活塞机构，包括活塞1、A类连接结构体2、B类连接结构体3、气缸4和配气口，三个所述活塞I共轴线设置，并与设置在其外部的气缸4相配合，所述气缸4的轴线设为直线，相邻的两个所述活塞I构成一个流体工作区10，三个所述活塞I和所述气缸4共构成两个所述流体工作区10，中间的所述活塞I与所述A类连接结构体2固定连接，两端的所述活塞I与所述B类连接结构体3固定连接，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3设置在所述气缸4的外部且能相对运动，所述配气口包括扫气进气口 8和扫气排气口 9，所述扫气进气口 8和所述扫气排气口 9设置在每个所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上，在每个所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上设燃油喷射器11，所述燃油喷射器11受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构12控制，其中，在所述活塞I的每一个单程运动中，所述流体工作区10中有一个处于压缩冲程；所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别经连杆31与曲轴14的不同相位的连杆轴颈转动连接，且将所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 15倍；在做功冲程中，所述流体工作区10内的气体对所述活塞I所做的功为￡，所述活塞I在整个做功冲程中的平均速度为r,所述活塞I的质量为ii/,所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 = 0.055 ;所述流体工作区10的承压能力为2MPa ;所述连杆31设为弹性结构体；与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为88度；所述多活塞共线气缸活塞机构设为柴油发动机，且其燃油喷射提前角为16度。 选择性地,也可只让所述A类连接结构体2或所述B类连接结构体3中的一个与曲轴14的连杆轴颈转动连接，只要使得所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3相对运动即可。选择性地，所述配气口也可选择性地设置，例如设为扫气进气口 8和排气口，或进气口和扫气排气口 9等，只要能满足所述多活塞共线气缸活塞机构的二冲程工作模式的配气要求即可。可选择地，所述活塞I的质量也可调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构
的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 > 0.05￡中的任意数值，例如调整活塞的质量M ,
楠甘坐；0.15/ ^ 0.155/ ^ 0.25/ , 0.25S/ ^ 0.35/ n 0.355/ n比兴寸丁 /O SV2、 /0.5V2、 /0.5F2、 /0.5V2、 /0.5F2、 /0.5V2、
0.4￡/ 0.455/0.5 E /
/0.5V2 ' /0.5F2/0.5F2。所述流体工作区10的承压能力还可设为大于2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于 30MPa。实施例2
如图2所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于所述配气口包括扫气进气口 8，所述扫气排气口 9用排气口替代，所述排气口处设有排气门6，所述B类连接结构体3与定位滑块16连接，所述定位滑块16经连杆31与摆轴15的连杆轴颈连接，所述摆轴15与负载17连接，所述排气门6和所述燃油喷射器11受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构12控制，且将所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 2倍；所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足OlMF2 = 0.15 ;所述流体工作区10的承压能力为3MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为85度；所述燃油喷射提前角为17度。选择性地，所述平面A和所述平面B之间的夹角还可设为80度、75度、70度、65度、60度、55度、50度、45度、40度、35度、30度、25度或20度。选择性地，所述燃油喷射提前角还可以设为18度、19度、20度或25度等。实施例3
如图3所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于所述配气口包括扫气排气口 9，所述扫气进气口 8用进气口替代，所述进气口处设有进气门5，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别与定位滑块16连接，连接不同类连接结构体的所述 定位滑块16经连杆31与曲轴14的不同相位的连杆轴颈转动连接，所述扫气排气口 9和所述进气口设置在设有所述燃油喷射器11的所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上，所述进气门5和所述燃油喷射器11受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构12控制，且将所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 3倍；将所述B类连接结构体3及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I倍；所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 = 0.155 ;所述流体工作区10的承压能力为5MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为80度；所述燃油喷射提前角为19度。选择性地，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3可以分别与负载17连接。实施例4
如图4所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于还包括行程限定机构18，所述行程限定机构18设为二连杆结构，所述A类连接结构体2与行程限定机构18的一端转动连接，所述B类连接结构体3与所述行程限定机构18的另一端转动连接，所述A类连接结构体2或所述B类连接结构体3经连杆31与所述曲轴14的连杆轴颈转动连接。所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的2倍；所述B类连接结构体3及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的I. 95倍；所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 = Q.2E ;所述流体工作区10的承压能力为lOMPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为90度；所述燃油喷射提前角为20度。
实施例5
如图5所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于还包括行程限定机构18，所述行程限定机构18设为二连杆结构，所述A类连接结构体2与行程限定机构18的一端转动连接，所述行程限定机构18的另一端与机体19转动连接，所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最 大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的I. 8倍；所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5Mr2 = 0.25S ;所述流体工作区10的承压能力为15MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为70度；所述燃油喷射提前角为18度。实施例6
如图6所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于还包括两个行程限定机构18，所述行程限定机构18设为二连杆结构，所述A类连接结构体2与一个行程限定机构18的一端转动连接，所述B类连接结构体3与另一个行程限定机构18的一端转动连接，此两个所述行程限定机构18的另一端均与机体19转动连接，所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 35倍；所述B类连接结构体3及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 35倍；所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足OMW2=OME ;所述流体工作区10的承压能力为20MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为65度；所述多活塞共线气缸活塞机构设为汽油发动机，且其点火提前角为6度。显然，当所述多活塞共线气缸活塞机构设为汽油发动机时，需要在所述流体工作区10上设置合适的点火装置，例如火花塞。实施例I
如图7所述的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于取消所述燃油喷射器11 ;所述配气口包括进气口和供气口，所述进气口和所述供气口设置在所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上，在所述进气口和所述供气口处对应设置进气门5和供气门7，所述进气门5、所述供气门7受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照吸气冲程-压缩供气冲程的二冲程工作模式工作的二冲程压缩控制机构21控制，所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的I. 7倍；所述流体工作区10的承压能力为2MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为60度；所述多活塞共线气缸活塞机构设为压缩机。实施例8如图8所述的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例7的区别在于所述进气口和所述供气口设置在所述流体工作区10的所述活塞I上，所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的I. 6倍；所述B类连接结构体3及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的I. 6倍；所述流体工作区10的承压能力为2. 5MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为55度。实施例9
如图9所述的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于所述气缸4的轴线设为弧线，在所述气缸4的端部设气缸盖20，所述气缸盖20、所述活塞I和所述气缸4构成附属流体工作区29，在所述气缸盖20上设进气口和供气口，所述进气口和所述供气口处对应设置进气门5和供气门7，所述附属流体工作区29按照按照吸气冲程-压缩供气冲程的二冲程工作模式工作；与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为50度。实施例10
如图10所示的多活塞共线气缸活塞机构，包括活塞I、A类连接结构体2、B类连接结构体3、气缸4和配气口，五个所述活塞I共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸4相配合，其中两个相间的所述活塞I与所述A类连接结构体2固定连接，另外三个相间的所述活塞I与所述B类连接结构体3固定连接，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3设置在所述气缸4的外部且能相对运动，所述气缸4的轴线设为直线，相邻的两个所述活塞I构成一个流体工作区10，五个所述活塞I和所述气缸4构成四个所述流体工作区10，在每个所述流体工作区10上设燃油喷射器11 ;所述配气口包括扫气进气口 8和扫气排气口 9，所述扫气进气口 8和所述扫气排气口 9设置在每个所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上，所述燃油喷射器11受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构12控制，其中，在所述活塞I的每一个单程运动中，所述流体工作区10中至少有一个处于压缩冲程；所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别经连杆31与曲轴14的不同相位的连杆轴颈转动连接，且将所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 15倍；在做功冲程中，所述流体工作区10内的气体对所述活塞I所做的功为5 ,所述活塞I在整个做功冲程中的平均速度为7，所述活塞I的质量为M ,所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足|15,2 = 0.055 ；所述流体工作区10的承压能力为3MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为45度；所述多活塞共线气缸活塞机构设为汽油发动机，且其点火提前角为11度。显然，需要在所述流体工作区10上设置合适的点火装置，例如火花塞。选择性地,也可只让所述A类连接结构体2或所述B类连接结构体3中的一个与曲轴14的连杆轴颈转动连接，只要使得所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3相对运动即可；也可只在选定的一个或几个所述流体工作区10上设所述燃油喷射器11 ;所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值可以设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小；所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值还可以设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小；所述流体工作区10的个数可以设计为2个以上或2的整数倍，只要满足在所述活塞I的一个单程运动中至少有一个所述流体工作区10处于压缩冲程即可。实施例11
如图11所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例10的区别在于所述配气口包括进气口和排气口，所述进气口和所述排气口设置在每个所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上，在所述进气口和排气口处对应设置进气门5和排气门6，所述进气门5、所述排气门6和所述燃油喷射器11受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照吸气冲程-压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程-排气冲程的四冲程工作模式工作的四冲程控制机构13控制，其中，在所述活塞I的每一个单程运动中，所述流体工作区10中至少有一个处于压缩冲程；将所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 2倍；在做功冲程中，所述流体工作区10内的气体对所述活塞I所做的功为I，所述活塞I在整个做功冲程中的平均速度力『所述活塞I的质量为M，所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 = 0.15S ;所述流体工 作区10的承压能力为2MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为40度；所述多活塞共线气缸活塞机构设为汽油发动机，且其点火提前角为13度。选择性地,也可只让所述A类连接结构体2或所述B类连接结构体3中的一个与曲轴14的连杆轴颈转动连接，只要使得所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3相对运动即可；也可只在选定的几个所述流体工作区10上设所述燃油喷射器11 ;所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值可以设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小；所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值还可以设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小。可选择地，所述活塞I的质量也可调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构
的做功冲程中的平均动能满足0.5M# >0.05#中的任意数值，例如调整活塞的质量M，
柿甘绝；0.15/ o 0.155/ ^ 0.23/ ^ 0.25B/ n 0.35/ n 0.355/ nIf 兴寸丁 /O SF2 ' /0.5V2、 /0.5F2、 /0.5V2、 /0.5V2、 /0.5V2、0.45/ 0.455/ 3 或等干0.55/ 2 /0.5V2、 /0.5V2 ^寸丁 /0.5F2。所述流体工作区10的承压能力还可设为大于2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa 等；所述流体工作区10的个数可以设计为4个以上或4的整数倍，只要满足在所述活塞I的一个单程运动中至少有一个所述流体工作区10处于压缩冲程即可。实施例12· 如图12所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例11的区别在于所述排气口设置在设有所述燃油喷射器11的所述流体工作区10的所述活塞I上，在所述排气口处设排气门6，所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足OiMF2 二 0.25B ;所述流体工作区10的承压能力为8MPa ;所述排气门6设置在设有所述燃油喷射器11的所述流体工作区10的所述活塞I上，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为35度；所述点火提前角为15度。实施例13
如图13所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例11的区别在于所述进气口设置在设有所述燃油喷射器11的所述流体工作区10的所述活塞I上，在所述进气口处设进气门5，所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 = OAB ;所述流体工作区10的承压能力为12MPa ;所述进气门5设在设有所述燃油喷射器11的所述流体工作区10的所述活塞I上，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为30度；所述点火提前角为17度。实施例14
如图14所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例11的区别在于所述进气口和所述排气口设置在设有所述燃油喷射器11的所述流体工作区10的所述活塞I上，在所述进气口和所述排气口处对应设置进气门5和排气门6，所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 = 0.5五；所述流体工作区10的承压能力为16MPa ;所述进气门5和所述排气门6分别设置在设有所述燃油喷射器11的所述流体工作区10的两个所述活塞I上，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为25度；所述点火提前角为19。实施例15
如图15所示的多活塞共线气缸活塞机构，包括活塞I、A类连接结构体2、B类连接结构体3、气缸4和配气口，三个所述活塞I共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸4相配合，所述气缸4的轴线设为直线，相邻的两个所述活塞I与所述气缸4构成一个流体工作区10，三个所述活塞I共构成两个所述流体工作区10，在每个所述流体工作区10上设燃油喷射器11 ;中间的所述活塞I与所述A类连接结构体2连接，两端的所述活塞I与所述B类连接结构体3连接，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3设置在所述气缸4的外部且能相对运动，所述配气口包括进气口、供气口、扫气进气口 8和扫气排气口 9，在每个所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上设所述进气口、所述供气口、所述扫气进气口 8和所述扫气排气口 9，所述进气口和所述供气口处对应设置进气门5和供气门7 (与权11的差别？)。其中，在所述活塞I的每一个单程运动中，所述流体工作区10中至少有一个处于压缩冲程；所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别经连杆31与曲轴14的不同相位的连杆轴颈转动连接，且将所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 25倍；在做功冲程中，所述流体工作区10内的气体对所述活塞I所做的功为E，所述活塞I在整个做功冲程中的平均速度为F， 所述活塞I的质量为M ,所述活塞I的质量调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构的做功冲程中的平均动能满足0.5i^/2 = 0.15 ;所述流体工作区10的承压能力为2MPa，与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角设为20度;所述多活塞共线气缸活塞机构设为汽油发动机，且其点火提前角为20度。显然，当所述多活塞共线气缸活塞机构设为汽油发动机时，需要在所述流体工作区10上设置合适的点火装置，例如火花塞。选择性地,也可只让所述A类连接结构体2或所述B类连接结构体3中的一个与曲轴14的连杆轴颈转动连接，只要使得所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3相对运动即可；所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值可以设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小；所述A类连接结构体2及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值还可以设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小。可选择地，所述活塞I的质量也可调整到使其在所述多活塞共线气缸活塞机构
的做功冲程中的平均动能满足0.5MF2 >0.055中的任意数值，例如调整活塞的质量F ,
伸苴笃干■/ , 0.15M/ , 0.2M/ ^ 0.255/ 5 0.3M/ , 0.35E/ ,
1丈共寸丁 /0.5F2、 /0.5F2、 / 0.5产、 /0.5F2、 /0.5F2、 /0.5F2、
0.4S/' 0.45m/ 成坐干 0.5令
/0.5V2、 /0.5V2 现寸卞 AxSV2。所述流体工作区10的承压能力还可设为大于2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa 等。实施例16
如图16所示的多活塞共线气缸活塞机构，包括活塞I、A类连接结构体2、B类连接结构体3、气缸4和配气口，五个所述活塞I共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸4相配合，其中两个相间的所述活塞I与所述A类连接结构体2连接，另外三个相间的所述活塞I与所述B类连接结构体3连接，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3相对运动，相邻的两个所述活塞I和所述气缸4构成一个流体工作区10，五个所述活塞I构成四个所述流体工作区10，所述配气口包括进气口和供气口，在每个所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上设置所述进气口和所述供气口，所述进气口和所述供气口处对应设置进气门5和供气门7，所述多活塞共线气缸活塞机构作为压缩机构使用，其中，在所述活塞I的每一个单程运动中，所述流体工作区10中至少有一个处于压缩冲程；所述B类连接结构体3与曲轴14转动连接，所述A类连接结构体2为自由状态，且将所述B类连接结构体3及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值设计为所述流体工作区10内的气 体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. 18倍；所述流体工作区10的承压能力为4MPa。选择性地，也可将所述A类连接结构体2与所述曲轴14转动连接，所述B类连接结构体3为自由状态；或将所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别与所述曲轴14的不同相位的连杆轴颈转动连接，只要使得所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3相对运动即可；所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值可以设计为所述流体工作区10内的气体被压缩终了时气体压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小；所述连接结构体及其固定连接的所述活塞I的往复运动的最大惯性力的绝对值还可以设计为所述流体工作区10内的气体的最大压力对所述活塞I所产生的作用力的绝对值的0. I到2倍之间的任意大小。所述流体工作区10的承压能力还可设为大于2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、IOMPa、IIMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa 等。实施例17
如图17所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于三个所述活塞I的直径不等且依次递变。实施例18
如图18所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于两端的所述活塞I通过所述B类连接结构体3固连构成活塞组合体30。实施例19
如图19所示的多活塞共线气缸活塞机构，包括活塞I、A类连接结构体2、B类连接结构体3、气缸4和配气口，三个所述活塞I共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸4相配合，相邻的两个所述活塞I与所述气缸4构成一个流体工作区10，相间的所述活塞I与所述A类连接结构体2固连，其余相间的所述活塞I与所述B类连接结构体3固连，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别经连杆31与曲轴14的不同相位的连杆轴颈转动连接，以实现相对运动，所述A类连接结构件2和所述B类连接结构件3设置在所述气缸4的外部，所述配气口包括进气口和排气口，所述进气口和所述排气口设置在所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上，在所述进气口处设有进气门5，在所述排气口处设有排气门6，所述进气门5和所述排气门6受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照气体工质导入膨胀做功冲程-排气冲程的二冲程工作模式工作的二冲程做功机构控制系统32控制。选择性地，所述配气口可根据需要设为进气口、排气口、供气口、扫气进气口和扫气排气口中的一个或多个，其中，全部或部分所述配气口处可设与之对应的配气门，所述配气门中的部分或全部可受二冲程做功机构控制系统32控制。实施例20
如图20所示的多活塞共线气缸活塞机构，包括活塞I、A类连接结构体2、B类连接结构体3、气缸4和配气口，两个所述活塞I共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸4相配合，两个所述活塞I与所述气缸4构成一个流体工作区10，在所述流体工作区10上设燃油喷射器11，一个所述活塞I与所述A类连接结构体2固连，另一个所述活塞I与所述B类连接结构体3固连，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3相对运动，所述A类连接结构件2和所述B类连接结构件3设置在所述气缸4的外部，所述配气口包括进气口和扫气排气口 9，所述进气口和所述扫气排气口 9设置在设有所述流体工作区10的所述气缸4的侧壁上，在所述进气口处设有进气门5，其中，所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别经连杆31与摆轴15的不同相位的连杆轴颈转动连接，所述进气门5和所述燃油喷射器11受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲 程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构12控制。选择性地，所述配气口可根据需要设为进气口、排气口、供气口、扫气进气口和扫气排气口中的一个或多个，其中，全部或部分所述配气口处可设与之对应的配气门。选择性地，也可以只是所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3之中的一个经连杆31与摆轴15的连杆轴颈连接，只要能实现所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3之间的相对运动即可。实施例21
如图21所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例20的区别在于所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3分别与定位滑块16连接，所述定位滑块16经连杆31与摆轴15的连杆轴颈转动连接。选择性地，也可以是所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3中的任意一个与定位滑块16连接。实施例22
如图22所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例18的区别在于所述扫气进气口8用进气口替代，所述进气口处设进气门5，所述扫气排气口 9用排气口替代，在所述排气口处设排气门6，所述进气门5、所述排气门6和所述燃油喷射器11受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构12控制。实施例23
如图23和图24所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例20的区别在于与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为30度。其中，图24是图23的A向示意图，图24中的夹角2表示与所述A类连接结构体2连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接结构体3连接的所述活塞I的连接点和所述活塞I的中心线所形成的平面B之间的夹角的示意图，进气道33和排气道34设置在所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3之间，且位于所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3夹角之外。选择性地，所述平面A和所述平面B之间的夹角还可以设置为15度、45度、60度等任意小于90度的角。实施例24
如图25所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例16的区别在于所述A类连接结构体2经连杆31与位于所述气缸4的一端的曲轴14的连杆轴颈转动连接；所述B类连接结构体3经另一所述连杆31与位于所述气缸4的另一端的另一所述曲轴14的连杆轴颈转动连接。实施例25 如图26、图27和图28所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于所述A类连接结构体2和所述B类连接结构体3套装设置。实施例26
如图29和图30所示的多活塞共线气缸活塞机构，其与实施例I的区别在于所述平面A和所述平面B之间的夹角设为0度。选择性地，上述实施例中的所述连杆31均可设为弹性结构体。显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于包括连接结构体、气缸(4)、配气口和至少三个活塞(I )，所述活塞(I)共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸(4)相配合，相邻的两个所述活塞(I)与所述气缸(4)构成一个流体工作区(10)，所述连接结构体包括A类连接结构体(2)和B类连接结构体(3)，相间的所述活塞(I)与所述A类连接结构体(2)固连，其余的所述活塞(I)与所述B类连接结构体(3)固连，所述A类连接结构体(2)和所述B类连接结构体(3)相对运动，所述A类连接结构件(2)和所述B类连接结构件(3)设置在所述气缸(4)的外部，所述配气口设在所述流体工作区(10)上，在所述活塞(I)的每一个单程运动中，至少有一个所述流体工作区(10)处于压缩冲程。
2.如权利要求I所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于在所述流体工作区(10)上设燃油喷射器(11);所述配气口包括扫气进气口(8)和扫气排气口(9)，所述扫气进气口(8)和所述扫气排气口(9)设置在设有所述燃油喷射器(11)的所述流体工作区(10)的所述气缸(4)的侧壁上，所述燃油喷射器(11)受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构(12)控制。
3.如权利要求I所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于在所述流体工作区(10)上设燃油喷射器(11);所述配气口包括扫气进气口( 8 )和排气口，在所述排气口处设排气门(6)，所述扫气进气口(8)和所述排气口设置在设有所述燃油喷射器(11)的所述流体工作区(10 )的所述气缸(4 )的侧壁上，所述排气门(6 )和所述燃油喷射器(11)受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构(12)控制。
4.如权利要求I所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于在所述流体工作区(10)上设燃油喷射器(11);所述配气口包括扫气排气口( 9 )和进气口，在所述进气口处设进气门(5)，所述扫气排气口(9)和所述进气口设置在设有所述燃油喷射器(11)的所述流体工作区(10 )的所述气缸(4 )的侧壁上，所述进气门(5 )和所述燃油喷射器(11)受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照扫气进气压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程的二冲程工作模式工作的二冲程控制机构(12)控制。
5.如权利要求I所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于所述活塞(I)为五个以上。
6.如权利要求5所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于在所述流体工作区(10)上设燃油喷射器(11);所述配气口包括进气口和排气口，在所述进气口和所述排气口处对应设置进气门(5)和排气门(6)，所述进气口和所述排气口设置在设有所述燃油喷射器(11)的所述流体工作区(10)的所述气缸(4)的侧壁上，所述进气门(5)、所述排气门(6)和所述燃油喷射器(11)受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照吸气冲程-压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程-排气冲程的四冲程工作模式工作的四冲程控制机构(13)控制。
7.如权利要求5所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于在所述流体工作区(10)上设燃油喷射器(11);所述配气口包括进气口和排气口，在所述进气口和所述排气口处对应设置进气门(5)和排气门(6)，所述进气口和所述排气口中的至少一个设置在设有所述燃油喷射器(11)的所述流体工作区(10)的所述活塞(I)上，所述进气门(5)、所述排气门(6)和所述燃油喷射器(11)受使所述多活塞共线气缸活塞机构按照吸气冲程-压缩冲程-燃烧膨胀做功冲程-排气冲程的四冲程工作模式工作的四冲程控制机构(13)控制。
8.如权利要求7所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于所述进气门(5)和所述排气门(6)分别设置在设有所述燃油喷射器(11)的所述流体工作区(10)的两个所述活塞(I)上。
9.如权利要求I所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于所述流体工作区(10)的个数为2的整数倍。
10.如权利要求9所述多活塞共线气缸活塞机构，其特征在于所述流体工作区(10)的个数为4的整数倍。
全文摘要
本发明公开了一种多活塞共线气缸活塞机构，包括连接结构体气缸、和配气口和至少三个活塞，所述活塞共轴线设置，并与设置在其外部的所述气缸相配合，相邻的两个所述活塞与所述气缸构成一个流体工作区，所述连接结构体包括A类连接结构体和B类连接结构体，相间的所述活塞与所述A类连接结构体固连，其余的所述活塞与所述B类连接结构体固连，所述A类连接结构体和所述B类连接结构体相对运动，所述配气口设在所述流体工作区上，在所述活塞的每一个单程运动中，至少有一个所述流体工作区处于压缩冲程。本发明能大幅度降低活塞质量对气缸活塞机构性能的影响。
文档编号F04B39/00GK102797562SQ20121024045
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者靳北彪 申请人:摩尔动力(北京)技术股份有限公司