專利名稱：具有旋轉正時的內燃機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有旋轉正時的內燃機。
特別地，本發明涉及一種具有用于排氣和進氣分配的旋轉裝置的往復式發動機。
背景技術：
在往復式內燃機領域中，已知使用旋轉分配器代替普通分配裝置，該普通分配裝置使用置于氣缸蓋內的并且通過裝配有凸輪的軸直接或通過適宜的中間元件例如搖臂來移動的提升閥。
這種旋轉分配閥具有許多目的，但是它們基本上都與簡化并改進上述的使用提升閥的構思相關。
最近幾年，技術文獻已經公開了使用旋轉閥允許超越內燃機的安靜性和速度的目前限制，無論它們是奧托循環類型還是狄塞爾循環類型，它們的限制至少部分歸因于目前吸入和排出提升閥的結構。
由于具有彈性返回的往復式運動，提升閥的速度無可避免地與促發它們的彈性元件的機械性質相關，而且它們在每個沖程末端產生了帶有高噪音水平的金屬撞擊。
相比較而言，由于既沒有用于回程的彈性元件，也沒有沖程末端的金屬碰撞，旋轉閥能達到高速旋轉而且非常安靜。
可是，旋轉閥的問題在于流體密封。
由于燃燒室壓力的損失導致能量的損失和不良的發動機性能，因此好的密封的存在對正確的發動機運行是必要的。
仍然未充分解決的使用旋轉正時的問題是旋轉分配器部件的潤滑。
如果使用具有旋轉正時的發動機，另一個經常遇到的缺陷是在奧托循環發動機情況下的火花塞的布置或用于狄塞爾循環發動機的噴射器的布置。
發明內容
本發明的目的是提供具有旋轉正時的內燃機，其在流體密封、旋轉分配器的潤滑方面進行了改進并且具有能夠克服上述問題和缺陷的結構。
在隨后的說明書中更加顯而易見的這些和其它目的通過在權利要求中描述的具有旋轉正時的內燃機實現。
依照上述的目的，在權利要求中清楚的表明本發明的技術特征，參照附圖，本發明的優點在隨后的詳細的說明中更為顯而易見，
了僅作為示例的優選實施例，而不限制本發明的范圍，其中圖1是根據本發明制造的發動機的示意縱向剖面圖，其中一些部件被去除；圖2是圖1的依照線II-II的示意性橫剖面圖；圖2a示出了圖2的放大的細節；圖3是圖1的發動機的示意透視圖，一些部件被分解；圖4是圖1的發動機的示意透視圖，其中部分部件被分解，部分部件被去除，以便更好闡釋發動機的另外部件；圖5a是上述諸圖的發動機的詳細的局部示意透視圖；圖5b是具有圖5a的詳細的局部橫剖面的部分示意透視圖；圖6a和6b是根據本發明的制造的發動機的局部示意透視圖；圖7是根據圖1的線VII-VII的橫剖面圖，部分部件被去除以便更好闡釋另外部件；圖8是根據本發明的發動機的細節的示意透視圖，部分部件被法除以便更好闡釋的另外部件；圖9是根據本發明的發動機的細節的示意橫剖視圖，其中部分部件不按比例放大。
具體實施例方式
參照圖1和2，根據本發明的往復式內燃機，整體用1表示，該內燃機包括氣缸體2、四個模塊化單元3、分別由4和5表示的第一和第二旋轉分配器。
在圖1中，發動機1為四沖程類型，具有四個成一行的氣缸。表示的結構僅作為示例，絕不限制用于根據本發明制造的發動機的許多不同的可能結構。
如圖1所示，氣缸體2包括基壁6和五個從基壁6延伸的垂直壁7、8、9、10、11。
在它的下部區域12中，氣缸體2包括用于容納曲軸14的腔室13，曲軸具有各自的旋轉軸線A。
在氣缸體2的中心區域15中，氣缸體2的垂直壁7、8、9、10、11形成四個從腔室13延伸的基本上圓筒狀的并具有各自的中心軸線B的腔16，各中心軸線相互平行且垂直于曲軸14的旋轉軸線A。曲軸14穿過四個腔16，并通過已知類型的軸承由壁7、8、9、10和11支承。腔16包括各自的置于腔室13上的下端16a，和與各自的中心軸線B縱向相對的上端16b。
每個模塊化單元3包括頂蓋17和圓柱形本體18，圓柱形本體由頂蓋17限制并且嵌入頂蓋，這樣它能在氣缸體2的其中一個腔16中與其同軸地軸向滑動。
圓柱形本體18通過強制連接而連接到各自的頂蓋17上，優選地所述連接由螺紋連接獲得。
進一步地，兩個允許軸向滑動的環形密封108插入到在圓柱形本體18上。
圓柱形本體18具有從頂蓋17延伸的內圓柱形壁19，其下端通往腔室13。
在每個模塊化單元3的圓柱形壁19內部能以密封的方式軸向滑動的活塞20運動連接到曲軸14上，其方式和根據的方法均為已知，因此不作進一步描述。在頂蓋17和相應的活塞20之間，各個模塊化單元3的圓柱形壁19形成燃燒室21。
第一和第二圓柱形孔22、23穿過每個頂蓋17，橫向于圓柱形本體18的軸線。
頂蓋17彼此對齊，使得各自的圓柱形孔22、23同軸。如圖5a、5b更好地示出的，每個孔22、23具有圓柱形內表面24。
第一孔22與通往頂蓋17外側的排氣管25相連，同時第二孔23與進氣管26相連，該進氣管也通往頂蓋17外側。
如圖2所示，孔22、23通過兩個各自的口27和28與燃燒室21相連。
參考圖1和2，兩個旋轉分配器4、5是圓柱形的，而且容納在頂蓋17中的圓柱形孔22、23內，每個按以下方式支承它可以通過兩個端部徑向軸承29、30和通過一個中間軸承100自由旋轉。旋轉分配器4、5具有各自的旋轉軸線C′、C″。
如圖3和4所示，將徑向軸承29、30、100插入由氣缸體2的半圓形部分33形成的各自的殼體31、32、101。
參考圖3和4，對于每時半圓形部分33，發動機1包括形狀與分配器4、5匹配且能穩定連接到半圓形部分33上的相應的半支座34。
如圖1所示，在它們的組裝結構中，每對半圓形部分33和相應的支座34限定了與每個頂蓋17的孔22、23同軸的第一和第二圓柱形殼體35、36。分配器4、5能夠在殼體35、36內自由旋轉。
半圓形部分33和半支座34形成用于將分配器4、5固定到氣缸體2上的裝置37，由于模塊化單元與分配器4、5整體成形，從而將模塊化單元3固定到氣缸體2上。
如圖8所示，在每個模塊化單元3之間插入鋁環109，鋁環兩側具有用于O形環109b的各自的支座109a，所述O形環109b保證了每個模塊化單元3之間的油密封，此外仍然允許其軸向滑動。
參考圖6a、6b，在它的內表面的下部區域，每個軸承29、30、100具有形成區域39的各自的凹槽38，用于積聚潤滑流體。
參考圖2和5b，根據發動機的類型，每個頂蓋17包括用于容納火花塞41或未示出的噴射器的腔40。
旋轉分配器4、5具有基本上圓柱形外側表面42和多個橫向通孔43，沿著軸線C′、C″軸向分布，并且設計成將每個頂蓋17的口27和28與相應的排氣和進氣管25和26連通。在附圖所示的情況下，相對于旋轉分配器4、5，所述孔43是徑向通孔，因此口27、28與相應的管25、26徑向相對。可是，顯然這只是一個示意實施例，不對于其它可能替換實施例起限制作用，其中例如管25、26相對于口27、28不同地布置，并且孔43不是徑向的和直的。
有利地，分配器4、5上的徑向孔43和頂蓋17上的相應口27、28具有各自幾何外形，其設計成優化充滿和排出氣體，建立通過橫剖面的一種變化，其可以與傳統提升閥的提升規律比較。
根據附圖所示的優選實施例，在圖7可以看到，分配器4、5的外側表面42有圓柱形護套44，護套由具有高強度和硬度的金屬材料制成，為了更清晰起見，在其它圖中未示出。
在未示出的替換實施例中，護套44由陶瓷材料制成。
根據未示的其它替換實施例和使用護套的替換形式，通過將表面熱處理應用于分配器4、5實現分配器4、5的外側表面42的硬化。
如圖1所示，旋轉分配器4、5通過齒形帶45與曲軸14運動連接。按這種方式，驅動它們旋轉，以便它們與曲軸14的旋轉同步。參考四沖程發動機所示的情況，在曲軸14和旋轉分配器4、5之間齒輪齒數比為1/4。
根據本發明未示的替換實施例，在曲軸14和分配器4、5之間通過帶有適宜潤滑的齒輪或鏈條傳輸運動。
如圖1所示，在它們的外側表面42，旋轉分配器4、5具有多個用于徑向密封的圓周部分46，所述徑向密封容納于制造在護套44上各自的圓周凹槽47中，并插入分配器4、5和孔22、23的內圓柱形表面24之間。
如圖1示意所示，發動機1包括用于潤滑流體的泵48，其置于氣缸體2的垂直壁11的適宜的殼體48a內。潤滑管49從泵48處延伸，其第一部分49a給支承旋轉分配器4、5的軸承29提供加壓潤滑流體。
如圖6a、7所示，通過制造在軸承29上的孔102，第一部分49a通往形成用于積聚潤滑流體的區域39的凹槽38。
在軸承29上，每個分配器4、5具有第一徑向通道50，其設計成允許在潤滑管49的第一部分49a和管49的第二部分49b之間流體流通，該第二部分49b位于旋轉分配器4、5內，沿著旋轉分配器的軸線C′、C″縱向延伸。
與軸承29類似，在軸承30內有通道50。位于管49的第二部分49b，由于泵48作用于其上的壓力和其在分配器4、5旋轉之后受到的離心力，分配器內的潤滑流體通過所述通道50流向中間軸承100，并且從那流向末端軸承30。
潤滑管49還具有第三部分49c，其從軸承30延伸并連接到容納曲軸14的腔室13上。根據已知的方法(因此在文中不再更為詳細描述)，通過管49的第三部分49c，供給軸承30的潤滑流體流入腔室13，從那又被泵48泵送并再次在管49中循環。
如圖5a和5b所示，孔22、23的內圓柱形表面24上有平行于軸線C′、C″和圓柱形孔22、23母線延伸的縱向槽口51。在槽口51處，多個通往圓柱形孔22、23的內表面24的第二通道52吸取來自表面24的潤滑流體。第二通道52沿著槽口51一個接一個布置。
進一步地，在它的表面42上，每個分配器4、5包括多個與分配器4、5的內部連通的校準孔105和多個集油槽106。
在壓力作用下來自于分配器5內部的潤滑流體通過校準徑向孔105，并充滿作為貯液器的通道52。然后潤滑流體沿著槽口51流動，潤滑分配器的外表面42。然后在槽106中收集油，該槽位于分配器的外表面42上，并連接到(其連接方式未示出)真空泵元件53上，在圖1中可看到，真空泵元件置于分配器4、5的一端的垂直壁7外。有利地，真空泵元件53是具有葉片的類型，通常用于汽車部件。換句話說，真空泵元件53吸取潤滑流體，并將其送回管49。
泵48、具有部分49a、49b和49c的管49、第一通道50、第二通道52、槽口51、孔105、槽106、真空泵元件53一起形成了用于發動機1特別用于旋轉分配器4、5的潤滑裝置54。
參考圖5b，每個頂蓋17還具有多個設計成容納冷卻劑的內腔55。
有利地，圓柱形本體18還由通過從通道49延伸的通道49d的潤滑液體冷卻，其在圓柱形本體18之間的環形空腔107中分支并且從與通道49d相對的通道49e流出。
腔55形成發動機冷卻裝置。
根據附圖所示的優選實施例，在各自的頂蓋17，每個模塊化單元3具有進入腔55的冷卻劑的進口管103和離開腔55的冷卻劑的出口管104。
有利地，公開的具有上述特征的發動機1允許旋轉分配器4、5的有效潤滑和同樣有效的發動機冷卻。進一步地，模塊化單元3沿著它們自己的軸線自由滑動保證了自動密封，其增加了燃燒室的壓力。
如圖9所示，每次由曲軸14移動的活塞20啟動壓縮和隨后的燃燒步驟，作用力向上推動整個頂蓋-氣缸單元，因此抵償了頂蓋的圓形腔和分配器銷之間的連接的下部分中存在的間隙。強調的是，為了清晰起見，在圖9中，示出分配器4、5相對于相應的孔22、23偏心。
上述的本發明可以在不背離本發明構思的范圍下以不同的方式作出修改和適應。而且，本發明的所有細節可以由技術上等同的元素替換。
權利要求
1.一種具有旋轉正時的內燃機，包括氣缸體(2)，具有容納至少一個相應的圓柱形本體(18)的至少一個腔(16)，所述圓柱形本體(18)設計成在其內部容納以密封方式滑動的相應活塞(20)；頂蓋(17)，穩定連接到圓柱形本體(18)上，以形成模塊化單元(3)，該模塊化單元以下列方式安裝它能相時于氣缸體(2)軸向滑動；從頂蓋(17)延伸的排氣管(25)和進氣管(26)，其特征在于頂蓋(17)具有相互彼此平行的、垂直于圓柱形本體(18)的第一圓柱形孔(22)和第二圓柱形孔(23)，所述圓柱形本體(18)和在頂蓋(17)中的第一和第二孔(22、23)分別通過至少第一口(27)和第二口(28)彼此連通并且還包括第一圓柱形旋轉分配器(4)和第二圓柱形旋轉分配器(5)，所述旋轉分配器以分別在頂蓋(17)中的第一和第二孔(22、23)中能自由旋轉的方式安置，第一分配器(4)具有至少一個設計成循環地允許第一口(27)和進氣管(26)之間連通的橫向通孔(43)，第二分配器(5)具有至少一個設計成循環地允許第二口(28)和排氣管(25)之間連通的橫向通孔(43)。
2.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于它包括用于將第一和第二分配器(4、5)固定到氣缸體上的裝置(37)。
3.如權利要求2所述的內燃機，其特征在于所述固定裝置(37)包括至少一個半支座(34)，其形狀與第一和第二分配器(4、5)相匹配，所述半支座具有能穩定連接到氣缸體上的部分。
4.如權利要求3所述的內燃機，其特征在于所述半支座(34)和氣缸體(2)形成相對于頂蓋內的第一和第二孔(22、23)同軸的第一和第二圓柱形殼體(35、36)。
5.如權利要求4所述的內燃機，其特征在于第一和第二分配器(4、5)能在第一和第二圓柱形殼體(35、36)內自由旋轉。
6.如權利要求1所述的內燃機，其特征在于頂蓋(17)包括用于容納火花塞(41)或噴射器的腔(40)。
7.如權利要求1至6任意一項所述的內燃機，其特征在于它包括用于冷卻頂蓋的裝置(56)。
8.如權利要求7所述的內燃機，其特征在于冷卻裝置(56)包括在頂蓋(17)內的用于容納冷卻劑的至少一個腔(55)。
9.如權利要求1至8任意一項所述的內燃機，其特征在于它包括潤滑裝置(54)，其設計成便于第一和第二圓柱形分配器(4、5)的旋轉。
10.如權利要求9所述的內燃機，其中第一和第二圓柱形分配器(4、5)的每一個由兩個端部徑向軸承(29、30)支承，所述端部徑向軸承插入與氣缸體(2)整體形成的相應殼體(31、32)中，其特征在于潤滑裝置(54)包括用于每個分配器(4、5)的潤滑管(49)，所述潤滑管被設計成將潤滑流體提供給徑向軸承(29、30)。
11.如權利要求9所述的內燃機，其中第一和第二圓柱形分配器(4、5)的每一個由兩個端部徑向軸承(29、30)和中間軸承(100)支承，各軸承插入與氣缸體(2)整體形成的相應殼體(31、32、101)中，其特征在于潤滑裝置(54)包括用于每個分配器(4、5)的潤滑管(49)，所述潤滑管被設計成將潤滑流體提供給徑向軸承(29、30、100)。
12.如權利要求10或11所述的內燃機，其特征在于每個軸承(29、30、100)包括各自的用于至少臨時收集潤滑流體的區域(39)。
13.如權利要求12所述的內燃機，其特征在于用于收集潤滑流體的區域(39)包括形成于軸承(29、30、100)的相應內表面上的凹槽(38)。
14.如權利要求11至13任意一項所述的內燃機，其特征在于所述潤滑管(49)至少部分在第一和第二圓柱形分配器(4、5)的每一個內延伸，而且對于每個端部徑向軸承(29、30)包括一個連接到軸承(29、30)的通道(50)。
15.如權利要求14所述的內燃機，其特征在于通道(50)通往用于收集潤滑流體的區域(39)。
16.如權利要求10至13任意一項所述的內燃機，其特征在于對于每個圓柱形孔(22、23)，潤滑裝置(54)包括至少一個形成于孔(22、23)的內表面(24)上的槽口(51)，所述槽口(51)被設計成在圓柱形分配器(4、5)旋轉期間在圓柱形分配器的外表面(42)上分配潤滑流體。
17.如權利要求16所述的內燃機，其特征在于槽口(51)平行于孔(22、23)的母線縱向延伸。
18.如權利要求16或17所述的內燃機，其特征在于所述潤滑裝置(54)包括連接孔(22、23)上的第二通道(52)，第二通道(52)在其中一個槽口(51)處通往圓柱形孔(22、23)的內表面(24)。
19.如權利要求18所述的內燃機，其特征在于每個分配器(4、5)包括多個與通道(52)連通的用于潤滑流體通路的校準徑向孔(105)。
20.如權利要求1至19任意一項所述的內燃機，其特征在于分配器(4、5)的外表面(42)包括用于收集油的槽(106)。
21.如權利要求20所述的內燃機，其特征在于潤滑裝置(54)包括真空泵裝置(53)，其被設計成吸取來自槽(106)的過量潤滑流體。
22.如權利要求21所述的內燃機，其特征在于潤滑裝置(54)包括多個通往表面(24)的通道(52)，所述通道一個接一個沿著槽口(51)布置。
23.如權利要求1至22任意一項所述的內燃機，其特征在于圓柱形本體(18)通過強制的螺紋連接而固定到頂蓋(17)上。
全文摘要
本發明涉及一種往復式內燃機(1)，基本上包括氣缸體(2)、四個模塊化單元(3)和兩個旋轉分配器(4、5)，每個模塊化單元可以在氣缸體(2)的各自腔中滑動，對于各單元(3)，兩個旋轉分配器以密封的方式可旋轉地容納在各單元(3)的頂蓋(17)中的兩個相應的圓柱形孔(22、23)內。
文檔編號F01M9/10GK101092890SQ20071013881
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月6日 優先權日2006年6月7日
發明者馬里奧·布里吉尼亞 申請人:馬里奧·布里吉尼亞