[发明专利]内燃机

说明书

本申请是申请日为2003年03月17日，申请号为03811008.3，发明名称为“内燃机”的申请的分案申请。

本发明要求PCT专利申请Nos.PCT/US 03/08708，PCT/US 03/08707和PCT/US 03/08709的权利，这些PCT专利申请均在2003年3月17日递交，并都要求了美国临时申请No.60/364662的优先权，该临时申请的名称为“对置活塞、对置汽缸式电力电池(OPPOSED PISTON OPPOSEDCYLINDER ELECTRIC POWER CELL)”，于2002年3月15日提交，所有申请的全部公开内容在这里以引用方式并入，并且出于所有目的而全部提出。

技术领域

本发明涉及一种内燃机。在一些实施例中，本发明涉及那些与线性发电机集成于一体的内燃机。在某些其它实施例中，本发明涉及那些与泵送装置集成于一体的内燃机。

背景技术

众所周知，很多发电系统使用内燃机来产生电力。一个这样的电力产生机构是发电机，该发电机通过活塞的往复运动以产生磁通量变化。线性发电机主要是由线圈和一组磁体组成。“线圈”应该理解为绕组加上层压电磁通路。“磁体”应该理解为永磁体或者电磁体。线圈通过切割磁场的相对运动产生电流。

很多类型的对置活塞、对置汽缸式燃烧发动机及内燃机都可与电力产生机构组合在一起。在这里讨论一些具有代表性的例子。

一个例子是1998年12月15日公开的美国专利No.5850111，出于各种目的，其全部内容在此以引用方式并入。该专利公开了一种自由活塞、可变冲程线性交流发电机、交流(AC)发电机，该发电机用于这样的燃烧发动机中，该发动机具有对置汽缸，并且每个活塞对具有一个运动元件。

另一个例子是1997年8月5日公开的美国专利No.5654596，出于各种目的，其全部内容在此以引用方式并入。这个文献公开了一种线性电力机，该线性电力机包括一个动子组件和一个定子组件。

美国专利No.3541362公开了一种具有两对活塞、单一曲轴、多具连杆和至少一组电感的对置活塞式发动机，该组感应器包括场磁铁和极靴。这些连杆使这些运动相反的零件进行往复运动。

其它公开专利如美国专利No.5397922、4873826或者4649283描述了一种具有线性发电机的内燃机。前述现有技术的装置全部具有一个或者多个缺陷。例如，它们过于复杂并且运动元件数量很多，如曲轴和活塞销等，因此它们不是自由活塞式发动机。此外，这些现有技术没有运动方向相反的、往复运动的质量元件，以使发动机和相关的电力产生机构在较低的振动水平和较高效率下进行工作。现有技术装置的其它缺点是，它们较重并且有噪声。此外，在现有系统中，工作效率较小，并且摩擦损失较大。此外，现有系统中的动态不平衡会导致往复运动的零件和相关的运动零件产生较大的磨损。

克服现有技术中的许多缺点的方法公开在美国专利No.6170443中，该专利是本申请的共同发明人发明的，且共同拥有，出于各种目的，其全部内容在此以引用方式并入。该443专利公开了一种内燃机，该内燃机具有对置汽缸，每个汽缸具有一对对置的活塞，这些活塞通过连杆如推杆和拉杆连接到曲轴上。该系统没有电力产生机构。此外，这个专利没有公开一种具有三汽缸的、自由活塞的、对置活塞的、对置汽缸的发动机。

发明内容

本发明克服了现有技术中的许多前述缺点，并且解决了经常存在的需要：即需要效率更高的发动机和电力产生系统。作为一个示出的实施例，本发明具有“对置活塞、对置汽缸(OPOC)”发动机布置，其中两个活塞与中心活塞设置在两个对置汽缸内。发动机构造成两冲程或者四冲程系统。发动机工作时活塞沿着共同轴线产生两个方向相反的运动线路。借助平衡每个元件的质量，沿着共同轴线可以产生无振动的、往复运动的机械运动。

本发明的优点是，沿着相反的方向得到较长的、精确的冲程，并且可以用多种燃料来进行工作，这些燃料例如包括汽油、柴油、氢、甲醇、酒精、JP6/8、或者天然气。

发动机的冷却例如借助用在空气冷却中的散热片或者流体冷却中的导管来实现。

这种重量轻的、紧凑的、效率高的内燃机进行没有振动的工作，根据相反的运动线路，这具有许多有用的应用，它具有相关的连接机构以把机械能传递到电力产生机构或者其它设备中。例如，连接机构也可以把机械能传递到齿轮和其它结构中，以最后使轮或者驱动机构进行旋转，如任何内燃机中的一样。

本发明特别设计了新型的泵送机构，该机构与三活塞的OPOC发动机一起使用，该发动机具有至少一个自由活塞。