阅读说明：本技术 内燃发动机 (Internal combustion engine ) 是由 约翰·海-赫德尔 埃利奥特·波维克 于 2018-03-13 设计创作，主要内容包括：一种压燃式内燃发动机(1),该发动机包括：缸(2)；活塞(3),该活塞可往复运动地接纳在缸(2)内；一对反转的曲轴(4、5),这些曲轴相对于缸(2)可旋转地安装；一对连杆(6、7),每个连杆具有第一端部(61、71)和第二端部(62、72),该第一端部连接到曲轴(4、5)中的相应曲轴的曲柄轴颈(41、51),该第二端部连接到活塞(3)。发动机(1)被构造成使得活塞(3)在朝向曲轴(4、5)的第一方向上的冲程导致每个曲轴(4、5)旋转第一角度,并且在与第一方向相反的第二方向上的活塞冲程导致每个曲轴(4,5)旋转第二角度,第二角度与第一角度相差(β-α)。(A compression ignition internal combustion engine (1) comprising: a cylinder (2); a piston (3) reciprocally received within the cylinder (2); a pair of counter-rotating crankshafts (4, 5) rotatably mounted with respect to the cylinder (2); a pair of connecting rods (6, 7), each having a first end (61, 71) connected to a crank journal (41, 51) of a respective one of the crankshafts (4, 5) and a second end (62, 72) connected to the piston (3). The engine (1) is configured such that a stroke of the piston (3) in a first direction towards the crankshafts (4, 5) causes each crankshaft (4, 5) to rotate a first angle, and a piston stroke in a second direction opposite to the first direction causes each crankshaft (4, 5) to rotate a second angle, the second angle differing from the first angle by (β - α).)

具体实施方式

中，第一角度是196.56°。

在排气冲程期间，曲轴4、5的动量驱动活塞3从下止点至上止点。该运动对应于曲轴旋转通过对应于180°-δ的第二角度。因此在上述具体实施例中，第一角度是163.44°。

现在参考图5，示出了安装在图1至图4的发动机1的曲轴箱(未示出)的轴承架8。轴承架8具有主体9和一对轴承盖10(仅示出其中一个)。轴承架8由与曲轴箱(未示出)不同的材料形成。在该实施例中，曲轴4、5由钢形成，曲轴箱(未示出)由铝合金形成，并且轴承架8由钢形成。轴承架8被设计成减轻曲轴箱的铝合金与曲轴4、5的钢之间的不同的热膨胀的影响。

主体9是立方体并且具有一对间隔开的半圆形切除部分91。每个半圆形切除部分91的大小和尺寸被设计成接纳相应的轴承42、52，曲轴4、5中的一个曲轴可旋转地安装到该相应的轴承。主体9还包括一对润滑端口92，每个润滑端口与切除部分91中的一个切除部分连通。主体9还包括被定位在半圆形切除部分91中的每个半圆形切除部分的两侧的一对螺纹轴承盖安装孔93、用于将轴承架8固定到发动机1的曲轴箱(未示出)的外部安装孔94和定位销孔95。定位销孔95被构造成接纳定位销，以相对于曲轴箱(未示出)定位主体9，并且外部安装孔94的横截面是椭圆形的，以允许轴承架8移动，从而适应轴承架8与曲轴箱(未示出)之间的不同的热膨胀。

轴承盖10是半圆形的并且被构造成与主体9的半圆形切除部分91相互配合，以将轴承42、52卡(captivate)在它们之间。每个轴承盖10还包括从其两侧垂直地突出的一对安装凸缘11。每个安装凸缘11具有延伸穿过其中的孔12，该孔用于接纳螺钉或螺栓(未示出)，该螺钉或螺栓用于螺纹地接合轴承盖安装孔93，以允许轴承盖10附接到主体9。

在使用中，曲轴4、5的主轴承42、52被卡在轴承盖10与半圆形切除部分91之间。每个润滑剂端口92在润滑剂供应部(未示出)与主轴承42、52之间形成流体连接，以能够对该主轴承施加润滑。

在该实施例中，主体9的下表面被高度抛光，并且润滑剂端口92与曲轴箱中的主油路的端口对准。其结果是，轴承架8适应轴承架8与曲轴箱(未示出)之间不同的热膨胀的移动导致少量泄漏，这润滑了相对的表面。然而还可以设想，润滑剂端口92与对准的曲轴箱(未示出)中的主油路的端口之间的连接可以被密封，例如通过在曲轴箱(未示出)或主体9的下表面中的凹槽中接纳的O形环可以被密封。在这样的实施例中，垫圈(未示出)可以被设置在主体9和曲轴箱(未示出)的面对的表面之间。

现在参考图6，示出了类似于上述发动机1的装置，其中与先前附图相似的特征由相似的附图标记表示并且不再进一步描述。该装置与先前附图的不同之处在于设置活塞稳定机构100，以通过平衡由连杆6、7施加的不对称力来抑制活塞3在缸2内的摆动。

连杆6、7中的每个连杆均具有包围相应的活塞销34、35的相应的轴承63、73(为简单起见示出为轴承表面)。轴承63、73被相应的轴承壳64、74包围。在本实施例中，活塞稳定机构100采用一组齿165、175的形式(为了简单起见，仅示出了其中的一些)，这些齿形成在轴承壳64、74中的每个轴承壳的外表面上并且从轴承壳64、74中的每个轴承壳的外表面突出。齿165、175被构造成当活塞3往复运动时一对连杆6、7的相应的第二端部62、72相对于彼此旋转时相互啮合。

相互啮合的齿165、175限制了当活塞3往复运动时这对连杆6、7可以相对于彼此移动的程度。这在使用中，在发动机的动力冲程期间尤其重要。作用在活塞3上的来自燃烧室(未示出)内的气体膨胀的任何不平衡力将经由相应的活塞销34、35传递到连杆6、7。相互啮合的齿165、175有助于保持平衡的活塞3，并且降低活塞3在缸(未示出)内摆动的可能性。

现在参考图7，示出了类似于图6的机构100的活塞稳定机构200，其中相似的特征由相似的附图标记表示并且不再进一步描述。在本实施例中，第一连杆6具有在与其第二端部62间隔开的位置处从该第一连杆突出的销266，并且第二连杆7具有在与其第二端部72间隔开的位置处从该第二连杆突出的销276。

在该实施例中，活塞稳定机构200采用回弹性偏压装置的形式，在该实施例中为弹簧280的形式。弹簧280具有绕着第一连杆6的销266钩住的第一端部281、绕着第二连杆7的销276钩住的第二端部282以及绕着第一活塞销34和第二活塞销35中的每个活塞销的一对中心绕线。弹簧280在连杆6、7中的每个连杆上施加扭转力，以推动它们分开。

在使用中并且在由于燃烧室内的气体膨胀或通过任何其他方式作用在活塞3上的不平衡力的情况下，弹簧280将有助于平衡活塞3，以减轻活塞3在缸(未示出)内的摆动。

应当理解，尽管图7示出了弹簧280绕着活塞销34、35缠绕，但情况不必是这样。相反，弹簧280可以绕着轴承壳64、74或轴承壳64、74处的特定的保持唇缘或成型件或连杆6、7的第二端部62、72缠绕。此外，应当理解，弹簧280可以用任何合适的回弹性偏压装置来代替。

现在参考图8和图9，示出了类似于图6的机构100的活塞稳定机构300，其中相似的特征由相似的附图标记表示并且不再进一步描述。根据该实施例的活塞稳定机构300包括被接纳在活塞303的腔336内的万向节或转向节壳体310。壳体310包围并且部分地封装相应的连杆6、7的第二端部62、72和活塞销34、35。

壳体310具有用于接纳相应的连杆6、7的第二端部62、72的狭槽311和一对间隔开的第二孔312a、312b，这些第二孔正交于狭槽311并与该狭槽相交。孔312a、312b被布置成一旦连杆6、7的第二端部62、72被接纳在第一狭槽311内则接纳相应的活塞销34、35。

壳体310具有一对间隔开的润滑剂端口313，该对间隔开的润滑剂端口穿过该壳体的上表面并与第一狭槽和第二狭槽311、312a、312b流体连通，以使得活塞销34、35和轴承63、73能够被润滑。活塞303包括从限定腔336的内表面突出的装载唇缘(loading lip)337。装载唇缘337被构造成限制壳体310能够进入腔336的程度。

活塞稳定机构300包括位于壳体310的相对侧上的一对短轴(stub axle)315。该实施例中，活塞303具有一对短轴孔338，该对短轴孔延伸穿过该活塞的侧壁并与腔336连通。短轴315穿过短轴孔338被***并且收缩配合在其中。

活塞稳定机构300还包括一对轴承316，每个短轴315对应一个轴承，该轴承位于短轴孔38与短轴315之间。短轴315将活塞稳定机构300保持在活塞303内，并且允许该活塞稳定机构相对于活塞303绕着它们的共同轴线旋转。短轴315还将能量从活塞303传递到连杆6、7。

在使用中，当连杆6、7的端部62、72位于活塞稳定机构300内并且整个组件位于活塞303内时，连杆6、7之间的任何不平衡经由活塞稳定机构300向活塞303施加力。由于壳体310相对于活塞303绕短轴315能够自由旋转，任何不平衡的力导致活塞稳定机构300相对于活塞303旋转，并且因此活塞303保持平衡。

现在参考图10，示出了根据本发明的实施例的曲轴同步机构400，其中与图1-9相似的附图标记表示相似的特征。曲轴同步机构400具有双面同步带401，该双面同步带在同步带401的第一侧411和第二侧421二者上具有齿411a、421a。

如前面的实施例中，第一曲轴和第二曲轴4、5具有相应的主轴承42、52。第一曲轴4具有第一齿轮402，该第一齿轮被安装成用于与该第一曲轴一起旋转，该第一齿轮与同步带401的第一侧411上的齿轮齿411a配合并且在本实施例中被构造成沿顺时针方向412旋转。第二曲轴5具有第二齿轮403，该第二齿轮被安装成用于与该第二曲轴一起旋转，该第二齿轮与同步带401的第二侧421上的齿轮齿421a配合并且在本实施例中被构造成沿逆时针方向413旋转。因此，第一曲轴4、5和其各自的齿轮402、403被构造成反向旋转。

同步机构400包括第一张紧轮404，该第一张紧轮具有在与第一曲轴和第二曲轴4、5的旋转轴线相交的平面的下侧上的位于下方的旋转中心。第一张紧轮404具有形成第一张紧齿轮424的带齿的外表面，该第一张紧齿轮被构造为与同步带401的第二侧421上的齿421a相互接合并且被构造为沿逆时针方向414旋转。

同步机构400还包括第二张紧轮和第三张紧轮405、406，该第二张紧轮和该第三张紧轮具有相应的旋转中心，这些旋转中心位于与第一曲轴和第二曲轴4、5的旋转轴线相交的平面的上侧上，与第一张紧轮404的旋转中心相对。在该实施例中，第二张紧轮405具有形成第二张紧齿轮425的带齿的外表面，该第二张紧齿轮被构造为与同步带401的第二侧421上的齿421a相互接合，并且被构造为沿逆时针方向415旋转。第三张紧轮406具有形成第三张紧齿轮426的带齿的外表面，该第三张紧齿轮被构造成与同步带401的第一侧411上的齿411a相互接合，并且被构造成沿顺时针方向416旋转。

同步机构400还包括具有旋转中心的凸轮轴驱动轮407，该凸轮轴驱动轮也位于曲轴4、5的上方。凸轮轴驱动轮407具有形成凸轮轴齿轮427的带齿的外表面，该凸轮轴齿轮被构造为与同步带401的第二侧421上的齿421a相互接合，并且被构造为沿逆时针方向417旋转。

在使用中，同步带401通过与第一齿轮和第二齿轮402、403以及凸轮轴齿轮427的接合来保持曲轴4、5相对于彼此之间的同步以及还保持曲轴4、5与凸轮轴驱动轮407之间的同步。

尽管凸轮轴驱动轮407沿逆时针方向旋转，但情况不必是这样。相反，凸轮轴驱动轮407可以沿顺时针方向旋转，同时保持第一齿轮402的顺时针旋转和第二齿轮403的逆时针旋转。技术人员将理解，在这种情况下，这可以通过重新配置曲轴同步机构400来实现，使得同步带401的第二侧421上的齿421a接合凸轮轴齿轮427和第一齿轮402二者，其中同步带401的第一侧411上的齿411a接合第二齿轮403。张紧轮404、405和406也需要被重新配置以适应这种重新配置。

还应当理解，替代于具有被配置成同步曲轴4、5两者和凸轮轴驱动轮407的曲轴同步机构，曲轴同步机构可以仅同步曲轴4、5的旋转。在这种情况下，可以存在一个或更多个张紧轮，其旋转中心位于与第一曲轴和第二曲轴4、5的旋转轴线相交的平面的一侧，以及存在一个或更多个另外的轮，其旋转中心位于与第一曲轴和第二曲轴4、5的旋转轴线相交的平面的另一侧。替代地，同步带401还可以驱动一个或更多个***设备(未示出)，如本领域技术人员将理解的。

本领域技术人员应理解的是，设想多种变型而不脱离本发明的范围。例如，活塞缸2和活塞3的横截面形状可以是任何合适的形状，例如椭圆形或复杂多边形。本领域技术人员还应理解的是，前述特征和/或附图中所示的那些特征的任何数量的组合提供了优于现有技术的明显优点，并且因此处于本文所描述的本发明的范围内。