對置活塞式發(fā)動機的活塞構造制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種用于對置活塞式發(fā)動機的活塞構造，其包括活塞頂冠的波形外形端表面和所述活塞與活塞桿的鉸接。每個活塞頂冠的形狀均包含帶有從所述活塞軸向突出的鄰接脊的碗狀件。用于所述活塞的冷卻構造包含外側廊道，其在所述頂冠附近圍繞所述活塞側壁的內表面延伸。所述外側廊道圍繞毗鄰所述碗狀件的最深部分的中心廊道并且與其流體連通。所述外側廊道具有非對稱外形，其在所述脊下方抬升并且在所述碗狀件的周邊部分下方向上傾斜。用于使所述活塞聯(lián)接到活塞桿的機構包含雙軸線滑動軸承。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及內燃發(fā)動機領域，尤其涉及二沖程對置活塞式發(fā)動機。一方面，本專利
涉及冷卻帶有波狀外形端表面的對置式活塞。另一方面，本專利
涉及對置式活塞與曲軸聯(lián)動裝置的鉸接。
技術介紹
如圖1所示，內燃發(fā)動機以對置活塞式發(fā)動機的方式被示出，該對置活塞式發(fā)動機包含至少一個汽缸10，其帶有汽缸筒12和在其內被機加工或形成的縱向移位的排氣和進氣端口 14和16。燃料噴射器噴嘴17在所述汽缸的縱向中心或附近、位于從氣缸一側通入的噴射器端口中或與其毗連。兩個活塞20、22布置在汽缸筒12中，并且它們的端表面20e、22e彼此相對。為方便起見，活塞20被稱為“排氣”活塞，因為它接近于排氣端口 14;并且其內形成所述排氣端口的汽缸的末端被稱為“排氣末端”。類似地，活塞22被稱為“進氣”活塞，因為它接近于進氣端口 16 ;并且所述汽缸的對應末端被稱為“進氣末端”。帶有一個或更多汽缸(比如汽缸10)的對置活塞式發(fā)動機的操作是很好理解的。在這方面，并且參考圖2，為了響應發(fā)生在端表面20e、22e之間的燃燒，對置的活塞從相應上止點(TDC)位置移開，其中在該位置它們在所述汽缸中相對于彼此處在其最接近位置。當從TDC移動時，活塞保持其相關聯(lián)的端口關閉直到它們接近相應下止點(BDC)位置，在該下止點(BDC)位置它們彼此分開得最遠。活塞可以同相地移動，以致排氣和進氣端口 14、16 —致地打開和關閉。替代性地，一個活塞可以領先另一個一定相位，在這種情況下所述進氣和排氣端口具有不同的打開和關閉時間。在許多對置活塞的構造中，相位偏移被引到活塞運動中。如圖1所示，例如，排氣活塞領先于進氣活塞并且相位偏移導致活塞繞它們的BDC位置以如下次序運動，其中排氣端口 14隨著排氣活塞20運動通過BDC而打開，且同時進氣端口 16仍然是關閉的，以致燃燒氣體開始流出排氣端口 14。隨著活塞繼續(xù)運動遠離彼此，進氣端口 16打開且同時排氣端口 14仍然打開并且加壓空氣充氣(“充入空氣”)被推入汽缸10內，從而驅動排氣離開排氣端口 14。從汽缸通過排氣端口排出排氣且同時允許充入空氣通過進氣端口的置換被稱為“掃氣”。因為進入所述汽缸的充入空氣與排氣的出流(朝向所述排氣端口)沿相同的方向流動，所以掃氣過程被稱為“直流掃氣”。隨著活塞運動通過它們的BDC位置并且倒轉方向，排氣端口 14由排氣活塞20閉合并且掃氣停止。進氣端口 16保持打開而進氣活塞22繼續(xù)運動遠離BDC。隨著活塞朝向TDC (圖2)繼續(xù)移動，進氣端口 16關閉并且所述汽缸中的充入空氣被壓縮在端表面20e和22e之間。典型地，當充入空氣經(jīng)過進氣端口 16時其形成漩渦以便在端口打開的同時促進掃氣，并且在端口關閉以后使空氣與噴射的燃料混合。典型地，燃料是柴油，其由高壓噴射器噴射進入汽缸。參考圖1作為示例，渦流氣流(或簡稱為“漩渦”)30具有大體螺旋運動，其在汽缸筒中形成圍繞汽缸的縱軸線流通的旋風。如在圖2中最好地示出的，隨著活塞在汽缸的汽缸筒中朝向它們相應的TDC位置前進，燃料40在活塞的端表面20e、22e之間通過噴嘴17直接噴射進入在汽缸筒12中的渦流充入空氣30中。當活塞20和22靠近它們相應的TDC位置時，在被限定在端表面20e和22e之間的燃燒室32內壓縮充入空氣和燃料的渦流混合物。當混合物達到點火溫度時，燃料在燃燒室中點火，從而驅動活塞分開朝向它們相應的BDC位置。在兩沖程、對置活塞式發(fā)動機構造的一些方面，利用帶有頂冠的活塞是所希望的，頂冠具有高度波狀外形端表面，其與漩渦相互作用并且與來自所述燃燒室的外圍的擠壓氣流相互作用，以便生產(chǎn)復雜的、湍流的充入空氣運動，這促進了空氣和燃料的均勻混合。然而，燃燒在活塞頂冠上施加了大量的熱負荷。高度波狀外形端表面創(chuàng)建了非均一的熱力分布，其不適合由傳統(tǒng)的強制冷卻構造所冷卻，從而導致不均勻的熱應力、磨損和活塞頂冠裂紋。因此提供帶有能夠冷卻這種活塞的波狀外形頂冠的活塞構造是所希望的。在兩沖程對置活塞式發(fā)動機構造的另一些方面，操作循環(huán)的性質導致在活塞-曲軸連接聯(lián)動裝置中的軸承上不間斷地施加壓縮負載。這些不可逆的負載防止了軸承表面的分離，其阻塞了在其間的潤滑劑的流動并且限制了這種軸承的耐久性。結果，在對置活塞式發(fā)動機的操作過程中，連續(xù)的壓縮負載在整個操作循環(huán)中都被施加在活塞銷軸承上。因此所希望的是，提供帶有能夠借助于如下的軸承構造使活塞與連接桿鉸接的活塞構造，其中該軸承構造為了在對置活塞式發(fā)動機的操作循環(huán)過程中供應潤滑劑而使軸承表面分開。在兩沖程對置活塞式發(fā)動機構造的又一些方面，冷卻結構和軸承結構兩者都被裝在由活塞裙部所限定的有限空間中。因此提供定位帶有最小占用空間的那些結構的活塞構造是所希望的。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目標是提供具有冷卻結構的活塞構造，該冷卻結構在對置活塞式發(fā)動機中擔負對波狀外形活塞端表面的更加有效的冷卻并增加活塞頂冠的耐久性。本專利技術的另一目標是提供活塞軸承構造，其在對置活塞式發(fā)動機中減輕了不可逆負載的潤滑劑阻塞效果并增加了軸承的耐久性。在一個實施例中，用于使對置活塞式發(fā)動機的滾筒誘導活塞聯(lián)接到活塞桿的軸承構造包含雙軸線軸承，其在發(fā)動機操作過程中導致軸承表面分離，以便允許在所述表面之間供應潤滑劑，從而增加在活塞和活塞桿之間的聯(lián)接的耐久性。本專利技術的另一目標是提供帶有冷卻結構和聯(lián)接結構的活塞構造，冷卻結構和聯(lián)接結構在活塞裙部內占用最小空間，從而提供更簡單的、質量更小的活塞。附圖說明圖1示出帶有靠近相應下止點位置的對置活塞的現(xiàn)有技術對置活塞發(fā)動機的汽缸的部分側截面示意圖，并且該圖適當?shù)貥擞浻小艾F(xiàn)有技術”。圖2示出帶有靠近相應上止點位置的對置活塞的圖1所示汽缸的部分側截面示意圖，其中在上止點位置，活塞的端表面限定燃燒室，并且該圖適當?shù)貥擞浻小艾F(xiàn)有技術”。圖3示出內燃發(fā)動機的概念性示意圖，其中示出本專利技術的一些方面。圖4示出一對活塞中的一個活塞的立面透視圖，其中這對活塞的相同端表面經(jīng)形成以便限定燃燒室構造。圖5示出在汽缸中在靠近TDC位置的兩個相對的活塞的側視圖，它示出了活塞和被限定在活塞的端表面之間的燃燒室的構造特征。圖6示出圖5所示的活塞其中之一的側視圖，它從圖5的視圖旋轉了 90°。圖7示出用于使活塞聯(lián)接到活塞桿的機構的雙偏心結構的放大透視圖。圖8透視地示出圖6所示的活塞的組合件的分解圖。具體實施例方式以下描述包含端口式直流掃氣發(fā)動機，它具有至少一個汽缸，在該汽缸中一對活塞被布置成使得它們的端表面彼此相對。這種解釋性的情景僅傾向于在運轉的對置活塞環(huán)境中以示出的示例的方式為理解不同活塞構造實施例提供基礎，但是不傾向于將所示的構造的應用限制到任意特定對置活塞架構。在圖3中，內燃發(fā)動機49由具有至少一個端口式汽缸50的對置活塞發(fā)動機所表現(xiàn)。例如，發(fā)動機可以具有一個端口式汽缸、兩個端口式汽缸、三個端口式汽缸或四個或更多個端口式汽缸。為了示出的目的，在將要示出和描述的示例中，發(fā)動機是據(jù)推定具有多個端口式汽缸的對置活塞型發(fā)動機。在這方面，每個汽缸50均具有汽缸筒52和在其相應末端形成的排氣和進氣端口 54和56。排氣和進氣端口 54和56均包含開口構成的一個或更多個圓周陣列，其中相鄰開口由實心橋所分離。(在一些描述中，每個開口均被稱為“端口 ”；不過本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.16 US 61/401,5981.一種內燃發(fā)動機，其包含至少一個帶有縱向分開的排氣和進氣端口的汽缸和一對在所述汽缸的汽缸筒中彼此相對地布置的活塞，每個活塞均包含帶有端表面的頂冠，其中第一活塞的端表面具有鄰接彎曲脊的細長碗狀件，其與相對活塞的端表面協(xié)作以便限定具有大體橢圓形形狀的燃燒室，至少一個冷卻廊道具有非對稱外形，其在所述脊下方抬升并且在所述碗狀件的凹部分下方向上傾斜，并且端口被定位在所述至少一個冷卻通道中以便接收液體冷卻劑的噴射。2.根據(jù)權利要求1所述的內燃發(fā)動機，其中雙軸線滑動軸承被安裝在所述頂冠的背面，以便使所述第一活塞與活塞桿聯(lián)接。3.一種對置活塞式發(fā)動機，其包含至少一個帶有縱向分開的排氣和進氣端口的汽缸和一對在所述汽缸的汽缸筒中彼此相對布置的活塞，每個活塞包含帶有端表面的頂冠，并且每個端表面均具有鄰接彎曲突出脊的細長碗狀件，其與另一活塞的端表面協(xié)作以便限定燃燒室，其中每個活塞均包括包含至少一個具有如下外形的冷卻廊道的裙部，所述外形在所述脊下方抬升并且在所述碗狀件的凹部分下方向上傾斜，并且端口被定位在所述至少一個冷卻廊道中以便接收液體冷卻劑的噴射。4.根據(jù)權利要求3所述的對置活塞式發(fā)動機，其中所述至少一個廊道是沿著所述頂冠的周邊的環(huán)形廊道。5.根據(jù)權利要求4所述的對置活塞式發(fā)動機，其中每個活塞進一步包含由環(huán)形廊道所圍繞的中心冷卻廊道和在所述環(huán)形廊道和所述中心廊道之間提供液體連通的至少一個孔。6.根據(jù)權利要求5所述的對置活塞式發(fā)動機，其中所述中心廊道被定位成抵靠所述碗狀件的最深部分。7.根據(jù)權利要求6所述的對置活塞式發(fā)動機，其中每個活塞進一步包含閉合所述中心廊道的圓板和在所述圓板中的用于引導液體冷卻劑流出所述中心廊道的孔。8.根據(jù)權利要求6所述的 對置活塞式發(fā)動機，其中每個活塞進一步包含閉合所述中心廊道的聯(lián)接機構，所述聯(lián)接機構包含通向所述活塞的內部的廊道以及在所述聯(lián)接機構中的用于引導液體冷卻劑流出所述中心廊道并進入所述聯(lián)接機構廊道內的孔。9.根據(jù)權利要求8所述的對置活塞式發(fā)動機，其中所述聯(lián)接機構包含使所述活塞聯(lián)接到活塞桿的雙軸線滑動軸承。10.一種活塞,其包括: 帶有端表面的頂冠； 所述端表面包含鄰接彎曲突出脊的細長碗狀件，其與相對布置的另一活塞的端表面協(xié)作以便形成燃燒室； 帶有非對稱外形的第一冷卻廊道，所述外形...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：E·P·迪昂，B·倫斯基，R·G·麥肯齊，
申請(專利權)人：阿凱提茲動力公司，
類型：
國別省市：