改變皮帶/鏈條驅動的雙曲軸對置活塞發動機上的曲軸正時的機構的制作方法
【專利說明】改變皮帶/鏈條驅動的雙曲軸對置活塞發動機上的曲軸正時的機構
[0001]優先權
[0002]本發明要求2013年4月9日在美國專利和商標局提交的美國專利申請61/810，256的權益和優先權。
【背景技術】
[0003]本申請的主題涉及雙曲軸對置活塞發動機，其具有改進的可變氣道正時。更特別地，該主題涉及具有被皮帶或鏈條耦接的兩個曲軸的對置活塞發動機，其中正時控制機構作用于皮帶或鏈條來改變發動機內的氣道操作的正時。
[0004]在對置活塞發動機內，一對活塞被設置用于在至少一個氣道式(ported)汽缸的膛徑(bore)內進行相反的滑動移動。每個汽缸具有排氣道和進氣道，并且這些汽缸被并列放置并被確定方位以使排氣道和進氣道互相對齊。每個氣道包括靠近汽缸的相應端部在汽缸壁內沿周向設置的一個或多個開口隊列或序列。該發動機包括可旋轉地安裝在發動機的相應排氣端和進氣端的兩個曲軸，并且每個活塞被耦接到兩個曲軸中的相應一個。在皮帶(或鏈條)驅動的雙曲軸對置活塞發動機中，兩個曲軸被皮帶或鏈條連接。活塞的往復運動控制氣道的操作。就此而言，每個氣道均位于固定的位置，在這些位置處氣道在發動機操作的每個周期期間被各自的活塞以預定的次數打開和關閉。控制排氣道操作的那些活塞被稱為“排氣活塞”，而控制進氣道操作的那些活塞被稱為“進氣活塞”。
[0005]通常，在對置活塞發動機內，排氣活塞相對于進氣活塞被確定相位，以便在動力沖程的稍后部分增強排氣的抽送和吹掃。
[0006]一般通過以比進氣活塞連接桿在其所連接的曲軸(“進氣曲軸”)上的位置稍微提前的角度將排氣活塞連接桿定位在其所連接的曲軸(“排氣曲軸”)上來固定活塞相位。在該配置中，隨著活塞在燃燒之后移動遠離上止點(TC)位置，兩個氣道(進氣道和排氣道)都被它們各自的活塞關閉。隨著活塞接近下止點(Be)位置，排氣道首先被打開以開始排氣抽送，然后進氣道在稍晚若干預設的時間后被打開以允許增壓空氣進入氣缸室內，從而提供剩余排氣的吹掃。當活塞倒轉方向時，排氣道首先關閉，允許增壓空氣通過仍然打開的進氣道進入到氣缸室內，直到進氣道也關閉并且壓縮周期開始。
[0007]期望能夠通過依靠改變活塞定相(phasing)以便動態地適應氣道打開和關閉的次數以改變發動機運轉期間發生的速度和負載，從而控制在對置活塞發動機內的氣道定相。
【發明內容】
[0008]該期望的目標在皮帶(或鏈條)驅動的雙曲軸對置活塞的發動機內通過由兩個或更多個張緊器張緊連接兩個曲軸的皮帶或鏈條來實現。通過改變張緊器的位置，皮帶/鏈條的兩個跨距(span)的長度被改變并因此曲軸之間的相位被改變。改變曲軸之間的相位進而改變活塞之間的定相，由此改變氣道定相。
【附圖說明】
[0009]圖1是雙曲軸對置活塞發動機的示意圖。
[0010]圖2A-圖2C是皮帶/鏈條驅動的雙曲軸對置活塞發動機的互連曲軸系統的圖示說明，其中兩個曲軸通過由兩個惰輪接合的皮帶或鏈條連接，其示出可變的曲軸定相。
[0011]圖3A-圖3C是皮帶/鏈條驅動的雙曲軸對置活塞發動機的互連曲軸系統的圖示說明，其中兩個曲軸通過由四個惰輪接合的皮帶或鏈條連接，其示出可變的曲軸定相。
[0012]圖4是用于皮帶/鏈條驅動的雙曲軸對置活塞發動機的互連曲軸系統的圖示說明，其示出用于圖2A-圖2C的多惰輪配置的輸出軸集成。
[0013]圖5是用于皮帶/鏈條驅動的雙曲軸對置活塞發動機的互連曲軸系統的圖示說明，其示出用于圖3A、圖3B和圖3C的多惰輪配置的輸出軸集成。
【具體實施方式】
[0014]圖1示出一種雙曲軸對置活塞發動機49，其具有至少一個氣道式(ported)汽缸50。例如，該發動機可以具有一個氣道式汽缸蓋、兩個氣道式汽缸、三個氣道式汽缸或者四個或更多個氣道式汽缸。每個汽缸50均具有內膛(bore)52以及在其相應端部中形成的或機械加工的排氣道54和進氣道56。排氣道54和進氣道56均包括開口的一個或多個周向陣列，其中相鄰的開口被固體橋(solid bridge)分隔。在一些描述中，每個開口被稱為“氣道”;然而，這種“氣道”的周向陣列的構造與圖1中所示的構造并無不同。排氣活塞60和進氣活塞62被可滑動地設置在內膛52內，其中它們的端表面61和63彼此相對。排氣活塞60被耦接到曲軸71，進氣活塞被耦接到曲軸72。雖然該圖以基本上垂直的方向示出發動機49，但這只是為了圖示說明；在其他方面，可以以其他方向而不是所示的垂直方向設置該發動機。
[0015]當汽缸50的活塞60和62處于或接近它們的TC位置時，燃燒室被限定在內膛52內活塞的端表面61與63之間。燃料通過定位在穿過汽缸50的側壁的開口中的至少一個燃料噴射器噴嘴100被直接噴射到燃燒室內。
[0016]圖2A-圖2C和圖3A-圖3C示出一種雙曲軸對置活塞發動機，諸如圖1中所示的發動機，該發動機裝配有耦接曲軸71和72的皮帶(或鏈條)100。皮帶100被間隔開的張緊惰輪接合，這些張緊惰輪被設置在連接曲軸軸線的直線的相應側。在曲軸71與曲軸72之間的定相(phasing)通過控制張緊惰輪的運動以便改變皮帶100中的張力而被改變。通過改變張緊器的位置，皮帶的兩個跨距(span)的長度被改變，并且因此曲軸之間的相位被改變。改變曲軸之間的相位進而改變了活塞間的定相，由此改變對置活塞發動機49的氣道定相。
[0017]如圖2A-圖2C所示，張緊惰輪104作用于皮帶100的第一跨距并且在由箭頭指示的一個方向上被彈簧加載，以便占去皮帶100內的任何松弛。第二張緊惰輪106作用于皮帶100的第二跨距。第二張緊惰輪106由一對皮帶輪108、110組