[發明專利]具有可變容積腔室的發動機

有效

• 申請號: 200980109539.8
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號: CN101983278A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: 安塔爾·達烏克
• 申請（專利權）人: 安塔爾·達烏克
• 主分類號: F01B3/04
• 分類號: F01B3/04;F02B75/04
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 何文彬

技術領域

本發明涉及一般技術領域的發動機，具體地涉及運行以腔室的容積的變化(例如，通過腔室內的工作流體的壓縮和膨脹)為基礎的發動機，這種發動機供應機械能，該機械能例如可用于推進車輛(如汽車、摩托車、飛機或船只)、用于驅動機器(工業的或農業的)、或者甚至用于向發動機形式的能量轉換設備供應機械能。

本發明更具體涉及至少包括以下3個部件的發動機：

-汽缸，其有助于限定腔室，該腔室的容積在最小值與最大值之間變化；

-第一活塞，其也有助于限定所述腔室，所述第一活塞和汽缸被設計為在所述腔室的容積的變化的作用下進行第一相對往復運動；以及

-旋轉輸出軸。

背景技術

利用發動機的腔室的容積變化來向接收系統(小汽車、機器或者其他)供應機械能，實施這種腔室的發動機長期以來為公眾所知并得到廣泛應用，因為用于裝備機動車輛的內燃發動機(“爆燃式發動機”)依賴于這種運行原理。

這種爆燃式發動機的構架一般基于這樣的汽缸的實施，該汽缸在其頂部被汽缸蓋密封。汽缸和汽缸蓋形成燃燒室，該燃燒室的容積由活塞的行程所限定，該活塞通過往復運動在汽缸中滑動，這種滑動運動由因燃燒室中發生的燃燒循環而產生的壓力變化所賦予。接著活塞又通過連桿連接至曲軸，以將活塞的直線平移運動轉化為曲軸的旋轉運動。

通常，這種公知的發動機構架令人滿意，但是其仍具有嚴重的缺陷。具體地，這種公知的發動機實施用于活塞與輸出軸之間的傳力和反力的相對較重和較復雜的機械及運動學鏈。顯然，這構成了故障和能量效率損失的潛在源頭，并且不符合提高可靠性或者降低成本價格的趨勢。此外，這種公知的發動機實施大量的運動部件，這代表相當大的運動質量，而這種相當大的運動質量也可能導致效率和可靠性的問題。這種公知的發動機還相對較笨重，使得這種發動機在車輛內特別是在單箱式機動車輛內安裝可能有問題，特別是在將發動機的重心在車輛中進行正確定位方面。最后，這種公知發動機的效率在發動機的不同使用模式下并非最優，這會導致燃料的過度消耗。為了解決后一問題，已經提出根據發動機的壓力水平對燃燒室的容積進行調整。

一般將如此修改以允許對燃燒室的容積進行動態調整的爆燃式發動機稱為“可變壓縮比發動機”或者另稱為“VCR”發動機，因為空氣/燃料混合物在燃燒室中的壓縮比隨著所述腔室的容積而變化。因而，與傳統爆燃式發動機相比，這種可變壓縮比發動機允許對效率進行優化，并且避免(至少最小化)不希望的現象出現，如爆燃。然而，公知的可變壓縮比發動機也受到以上關于傳統爆燃式發動機所述那些缺陷的困擾。這些缺陷甚至會嚴重，因為一般在公知的VCR發動機中通過實施用于控制活塞行進的復雜機械系統來進行可變壓縮比腔室的生產，而實施用于控制活塞行進的復雜機械系統不僅增加發動機的重量和影響其可靠性，還可能導致不希望的振動和聲響現象出現。此外，這種公知VCR發動機的工業制造是困難的，這導致發動機的成本價格顯著增加。

發明內容

因此，本發明旨在針對以上所列舉的各種缺陷以及提出一種新型發動機，該新型發動機的效率得到了優化并且該新型發動機的構架相當簡單、輕質和可靠。

本發明的另一目的在于提出一種新穎的發動機，其具有相當緊湊和堅固的構造。

本發明的另一目的在于提出一種新穎的發動機，其具有相當簡單的設計且易于制造。

本發明的另一目的在于提出一種新穎的發動機，其制造并不昂貴。

本發明的另一目的在于提出一種新穎的發動機，其運轉依賴于簡單和經證實的機械原理。

本發明的另一目的在于提出一種新穎的發動機，其構造具體對不希望的振動和聲響現象出現進行了限制。

本發明的另一目的旨在提出一種新穎的發動機，其實施最小移動質量并可能獲得相當大的進氣和/或排氣截面。

本發明的另一目的在于提出一種新穎的發動機，其實施最少的不同部件。

通過使用包括以下3個部件的發動機實現屬于本發明的目的：

-汽缸，其有助于限定腔室，所述腔室的容積在最小值與最大值之間變化；

-第一活塞，其也有助于限定所述腔室，所述第一活塞和汽缸被設計為在所述腔室的容積的變化的作用下進行第一相對往復運動；以及

-旋轉輸出軸，

所述發動機還包括：

-第二活塞，其也有助于限定所述腔室的容積，所述第二活塞和汽缸被設計為在所述腔室的容積的變化的作用下進行第二相對往復運動，所述輸出軸與所述第一活塞和第二活塞同軸地安裝；