内燃机制造技术

内燃机(10)包括至少两个具有平行的纵向轴线的汽缸(11、1’)，每个汽缸包括开口和能够在所述汽缸内平移运动的活塞(12、12’)，汽缸的各个开口彼此面对，活塞与连杆曲柄机构具有运动学关系，所述连杆曲柄机构包括：‑连接所述活塞的间隔件(13)，其适于在活塞之间保持固定的间隔，活塞分别附接至间隔件的臂(131、131’)；‑绕轴线旋转的曲轴(20)，其布置在汽缸的开口之间和在所述汽缸的纵向轴线之间，曲轴包括曲柄销(21)；‑绕曲柄销旋转的摇杆(40)；‑至少一个连杆(30)，其包括刚性地附接至间隔件的称为“小端”(31)的第一端部和刚性地附接至摇杆的端部中的一者的称为“大端”(32)的第二端部。

Internal-combustion engine

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机
本专利技术属于能够从往复直线运动产生连续圆周运动的运动转换系统的领域，并且更具体地涉及发动机、特别是已知为内燃机类型的发动机。
技术介绍
往复直线运动借助于称为连杆曲柄机构的机构转换为连续圆周运动。该机构通常用于内燃机中以传递能够使车辆行驶的扭矩。通常，内燃机包括具有一个或多个曲柄销的曲轴，该曲柄销或每个曲柄销形成曲柄，连杆通过其端部中的一个端部(称为大端)围绕该曲柄枢转。连杆在其另一端部(称为小端)铰接至可滑动地安装在汽缸中的活塞。活塞与汽缸一起在汽缸内部形成称为“燃烧室”的工作室，在该工作室中，气体(例如空气)与燃料(例如烃)的混合物发生燃烧。通过使混合物膨胀，该燃烧在活塞上产生推力，该活塞经由连杆将该力的一部分传递至曲轴的曲柄销，以使曲轴旋转。内燃机的工作周期包括进气阶段，在该阶段中，将新鲜气体和燃料的混合物吸入该汽缸或每个汽缸的燃烧室中，然后是该混合物被该活塞或每个活塞压缩的阶段，然后是混合物燃烧的各个阶段，从而在燃烧室中产生压力的增大以及燃烧气体的膨胀，以及最终是用于排放燃烧气体的排气阶段。活塞在汽缸中的冲程受两个端部位置(即上止点和下止点)的限制，在该上止点处燃烧室的容积最小，在该下止点处燃烧室的容积最大。现有技术的内燃机的缺点之一是其效率低。效率是指曲轴提供的机械动力与气体和燃料混合物燃烧所需的燃料提供的动力之比。现有技术的内燃机的效率差主要是由于构成这些发动机的传动系的许多运动部件产生的摩擦。该摩擦部分是由活塞沿着汽缸的冲程产生的。具体而言，在活塞冲程期间，连杆与汽缸的母线轴线形成角度，该角度根据曲柄销的角度位置而变化，这称为连杆的倾角。当活塞在上止点和下止点之间的中间位置时，该倾角达到最大值。由于该角度的相对高的值，当活塞沿汽缸滑动时，它产生横向力，即垂直于汽缸的纵向轴线的力。此外，除了产生可以引起运动部件过早磨损的摩擦之外，这些力还可以在周期性机械应力的作用下产生曲轴的机械疲劳，并因此导致曲轴破裂。当活塞在上止点和下止点之间移动时，连杆的倾角也导致活塞急剧加速和减速，反之亦然。这些急剧加速和减速产生“二阶”惯性力。这些二阶力在曲轴每旋转一圈时变化两次，并可以在发动机的运动组件中引起明显的内部机械应力。内燃机的效率差还归因于气体和燃料混合物的燃烧不完全的事实。实际上，由于不完全燃烧，而无法充分利用燃烧室内燃料可以潜在地提供的动力。燃烧不完全的事实主要归因于压缩阶段和燃烧阶段的持续时间不足。具体而言，活塞在上止点附近停留的时间不足以将混合物保持在高压缩状态足够长时间以确保基本上完全的燃烧。实际上，由于现有技术发动机的连杆/曲柄机构的结构，连杆绕曲轴的曲柄销的旋转在到达上止点之后立即使活塞经受强的线性加速度。例如，当活塞在上止点附近时，驱动该活塞以在混合物最大压力的百分之九十至百分之一百之间压缩混合物，以使曲轴旋转五度到十度。当活塞位于上止点时，达到混合物的最大压力。就排气阶段释放出未燃烧的气体而言，燃烧不完全的事实在空气污染方面也产生了问题。这些未燃烧的气体还对人体健康有害。此外，现有技术的内燃机的活塞经受急剧的加速和减速循环。因此，活塞产生周期性地作用在曲轴上的惯性力。除了这些部件承受的机械疲劳外，这些循环应力还产生振动，从而可以导致部件断裂。现有技术的内燃机的另一个缺点在于，由于包括大量的部件，所以内燃机的重量很高。这种重量的结果尤其是，它需要相当大的动力来使包括发动机的车辆运动，从而导致高燃料消耗。此外，内燃机很重的事实使维护变得复杂。
技术实现思路
本专利技术旨在通过提供高效、轻便和紧凑的内燃机来克服上述缺点。在第一方面，本专利技术尤其涉及一种内燃机，该内燃机包括至少两个具有平行的纵向轴线的汽缸，每个汽缸包括开口和能够在所述汽缸内平移运动的活塞，所述汽缸中的各个所述开口彼此面对，所述活塞与连杆/曲柄机构具有运动学关系，所述连杆/曲柄机构包括：-连接所述活塞的间隔件，其适于在所述活塞之间保持固定的间隔，使得一个活塞的平移运动引起另一活塞执行相同的平移运动，所述活塞分别附接至所述间隔件的臂，-绕轴线可旋转地安装的曲轴，其布置在汽缸中的开口之间和在所述汽缸的纵向轴线之间，所述曲轴包括曲柄销，-绕该曲柄销可旋转地安装的摇杆，其包括布置在所述曲柄销的两侧上的两个端部，-至少一个连杆，其包括固定到间隔件的第一端部(称为“小端”)和固定到摇杆的端部中的一者的第二端部(称为“大端”)。术语“固定”是指“可旋转地附接”。通过这些特征，一个活塞的平移的导向由另一活塞提供。因此，在混合物燃烧期间，活塞基本上受到轴向力，并且在它们滑动时在汽缸中产生很小的横向力或不产生横向力。因此，与现有技术的发动机中由活塞在汽缸中滑动所产生的摩擦相比，由活塞在汽缸中滑动所产生的摩擦是可以忽略的。从而显著地提高了发动机效率。此外，当活塞在汽缸中平移运动时，摇杆适于画出绕曲柄销的往复旋转运动，从而使一个或多个连杆的大端画出非圆形路径。因此，与现有技术的发动机相比，每个活塞在上止点的到达速度和离开速度是相对低的，使得与现有技术的发动机相比，每个活塞在上止点附近移动的时间段是相对长的。例如，当活塞在上止点附近时，驱动该活塞以在混合物的最大压力的百分之九十与百分之一百之间压缩混合物，以使曲轴旋转大约二十五度。因此，活塞在燃烧室内维持高压足够长时间以使燃烧基本上完全。因此，废气不再包含(或仅包含少量)未燃烧气体，这些未燃烧气体是空气污染的源头并且对人体健康有害。举例来说，燃烧阶段在曲轴旋转大约一百二十度期间执行。基本上完全的燃烧还导致发动机效率的提高，并因此减少了燃料消耗。在相等的功率下，与根据现有技术的内燃机相比，根据本专利技术的内燃机的发动机运转所需的燃料量更少。例如，在相等的功率和相同的工况下，根据本专利技术的发动机的燃料消耗比现有技术的发动机的燃料消耗低60％以上。在具体实施方式中，本专利技术还具有以下特征，这些特征单独地实施或以其每个技术上功能的组合实施。在本专利技术的具体实施方式中，间隔件的臂连接到间隔件主体，该间隔件主体包括曲轴能够移动通过的开口。借助于这些特征，间隔件更加刚性，因此在混合物的燃烧阶段期间能够更好地返回由活塞传递的力。此外，间隔件能够更好地承受由这些力引起的机械应力。取决于间隔件中的开口的构造，曲轴的耳轴或曲柄销可以移动通过所述开口。在具体实施方式中，内燃机包括两个连杆，这两个连杆分别通过其小端固定至间隔件，并通过其大端分别固定至摇杆的端部中的一者。连杆的小端可以分别固定在间隔件的臂或主体上、优选固定在相对于曲轴的耳轴的旋转轴线基本上在直径上彼此相对的两个相应的点上。在本专利技术的具体实施方式中，内燃机包括成对布置的四个汽缸，该四个汽缸对称地布置在包含曲轴的旋转轴线的中间平面P的两侧上，使得汽缸的纵向轴线垂直于该平面P。在本专利技术的具体实施方式中，间隔件包括四个臂，该四个臂成两对分布，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机(10)，包括至少两个具有平行的纵向轴线的汽缸(11、11’)，每个汽缸包括开口和能够在所述汽缸内平移运动的活塞(12、12’)，所述汽缸的各个所述开口彼此面对，所述活塞与连杆/曲柄机构具有运动学关系，其特征在于，所述连杆/曲柄机构包括：/n-连接所述活塞的间隔件(13)，所述间隔件适于在所述活塞之间保持固定的间隔，使得一个活塞的平移运动引起另一活塞执行相同的平移运动，所述活塞分别附接至所述间隔件的臂(131、131’)，/n-绕轴线可旋转地安装的曲轴(20)，所述曲轴布置在所述汽缸的开口之间和在所述汽缸的纵向轴线之间，所述曲轴包括曲柄销(21)，/n-绕所述曲柄销可旋转地安装的摇杆(40)，所述摇杆包括布置在所述曲柄销的两侧上的两个端部，/n-至少一个连杆(30)，所述连杆包括固定到所述间隔件的称为“小端”(31)的第一端部和固定到所述摇杆的端部中的一者的称为“大端”(32)的第二端部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种内燃机(10)，包括至少两个具有平行的纵向轴线的汽缸(11、11’)，每个汽缸包括开口和能够在所述汽缸内平移运动的活塞(12、12’)，所述汽缸的各个所述开口彼此面对，所述活塞与连杆/曲柄机构具有运动学关系，其特征在于，所述连杆/曲柄机构包括：
-连接所述活塞的间隔件(13)，所述间隔件适于在所述活塞之间保持固定的间隔，使得一个活塞的平移运动引起另一活塞执行相同的平移运动，所述活塞分别附接至所述间隔件的臂(131、131’)，
-绕轴线可旋转地安装的曲轴(20)，所述曲轴布置在所述汽缸的开口之间和在所述汽缸的纵向轴线之间，所述曲轴包括曲柄销(21)，
-绕所述曲柄销可旋转地安装的摇杆(40)，所述摇杆包括布置在所述曲柄销的两侧上的两个端部，
-至少一个连杆(30)，所述连杆包括固定到所述间隔件的称为“小端”(31)的第一端部和固定到所述摇杆的端部中的一者的称为“大端”(32)的第二端部。


2.根据权利要求1所述的内燃机(10)，其中，所述间隔件(13)的臂(131、131’)连接到间隔件主体(133)，所述间隔件主体(133)包括开口(132)，所述曲轴(20)能够移动通过所述开口(132)。


3.根据权利要求1或2所述的内燃机(10)，包括两个连杆(30、30’)，所述两个连杆通过其小端(31、31’)分别固定至所述间隔件(13)，并通过其大端(...

【专利技术属性】
技术研发人员：让·尤金·庞斯，
申请(专利权)人：让·尤金·庞斯，
类型：发明
国别省市：法国;FR