[发明专利]高效率的线性内燃机

权利要求书

1.一种线性内燃机，其包括：

具有汽缸壁和一对末端的汽缸，该汽缸包括设在汽缸中间部分的燃烧段；

一对相对设置的活塞组件，其适于在汽缸内线性运动，各个活塞组件与另一活塞组件相对地设在燃烧段的一侧上；

一对驱动器段，每个驱动器段包括压缩机构，其在发动机的压缩行程期间直接提供至少一些压缩功；以及

一对线性电磁电机，其适于直接将活塞组件的动能转换成电能，并且适于直接将电能转换成活塞组件的动能以在压缩行程期间提供压缩功，其中各个线性电磁电机设置成远离汽缸末端。

2.如权利要求1所述的线性内燃机，其中发动机包括小于或等于可变膨胀比的可变压缩比。

3.如权利要求1所述的线性内燃机，其中在上止点处燃烧段的长度介于0.2英寸和4英寸之间。

4.如权利要求1所述的线性内燃机，其中发动机包括大于50:1的可变膨胀比。

5.如权利要求1所述的线性内燃机，其中发动机包括大于75:1的可变膨胀比。

6.如权利要求1所述的线性内燃机，其中

每个活塞组件包括活塞、活塞密封件和活塞杆；并且

活塞杆沿轴承在汽缸内部和外部线性运动，并且通过固定于汽缸上的气密密封件得到密封。

7.如权利要求1所述的线性内燃机，其中：

每个活塞组件包括两个活塞、活塞密封件和活塞杆；并且

各个活塞组件均被汽缸包封，并且配置成在汽缸内线性运动。

8.如权利要求1所述的线性内燃机，其中每个线性电磁电机包括定子和转换器，所述转换器附连在活塞组件上并且在定子内线性运动。

9.如权利要求1所述的线性内燃机，其中每个线性电磁电机包括永磁性电机、感应式电机、开关磁阻式电机或者它们的组合。

10.如权利要求1所述的线性内燃机，其中压缩机构包括用作电机的线性交流发电机或者气弹簧，所述气弹簧包括与活塞组件连通的驱动器段中的气体体积。

11.如权利要求1所述的线性内燃机，其中：

燃料通过燃料注入器直接注入燃烧段，或者在空气吸入之前或期间与空气混合；以及

发动机能够利用液态或气态燃料在贫油燃烧、计量燃烧或富油燃烧下工作。

12.如权利要求1所述的线性内燃机，其还包括：

一个或多个排气/注入器端口，其允许废气和流体进入和离开汽缸；

一个或多个进气端口，其允许吸入空气或者空气/燃料混合物或者空气/燃料/燃烧产物混合物；

一个或多个驱动器气体移除端口，其允许移除驱动器气体；以及

一个或多个驱动器气体补充端口，其允许吸入驱动器段的补充气体。

13.如权利要求1所述的线性内燃机，其中发动机采用包括膨胀行程和压缩行程的双行程活塞循环进行工作。

14.如权利要求11所述的线性内燃机，其中在膨胀行程和压缩行程之间在下止点附近，发动机排出燃烧产物，并且吸入空气或者空气/燃料混合物或者空气/燃料/燃烧产物混合物。

15.如权利要求11所述的线性内燃机，其中在膨胀行程期间，活塞组件的动能的一部分通过线性电磁电机转换成电能，动能的另一部分对驱动器段中的气体作压缩功。

16.如权利要求1所述的线性内燃机，其中采用包括吸气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程的四行程活塞循环进行工作。

17.如权利要求16所述的线性内燃机，其中在膨胀行程期间，活塞组件的动能的一部分通过线性电磁电机转换成电能，动能的另一部分对驱动器段中的气体作压缩功。

18.如权利要求16所述的线性内燃机，其中排气行程持续至所有排气端口关闭，并且活塞速度为零，使得至少一些燃烧产物留在燃烧段中。

19.如权利要求16所述的线性内燃机，其中进气行程持续至活塞速度为零，并且所有进气端口关闭。

20.如权利要求1所述的线性内燃机，其中：

发动机点火通过火花或压缩点火来实现；并且

通过缓和燃烧段内的气体温度使得它在最佳体积处达到它的自动点火温度来实现最佳燃烧。