ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С КАМЕРОЙ ГАЗООБМЕНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2024 года по МПК F16C5/00 F01B9/02 F16C29/02 F02B75/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Для настоящей заявки испрашивается приоритет по предварительной заявке США № 63/044,096, поданной 25 июня 2020 г.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Настоящее изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания и, в частности, может относиться к области двигателей внутреннего сгорания, содержащих камеру газообмена, расположенную рядом с камерой сгорания цилиндра.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Двигатели внутреннего сгорания известны. Некоторые схемы двигателей включают в себя, например, одно- или многоцилиндровые поршневые двигатели, оппозитные двигатели и роторные двигатели. Поршневые двигатели наиболее распространенных типов являются двухтактными двигателями и четырехтактными двигателями. Двигатели данных типов включают в себя относительно большое число частей и нуждаются в многочисленных вспомогательных системах, например, системах смазки, системах охлаждения, системы управления впускными и выпускными клапанами и тому подобном, для надлежащего функционирования.

[0004] Некоторые двигатели могут быть выполнены с возможностью приведения возвратно-поступательно движущейся массы (например, поршня) в движение взад-вперед по линейной траектории. Одним примером двигателя с поршнем, движущимся возвратно-поступательно по линейной траектории, может быть свободнопоршневой двигатель. Такие двигатели могут быть полезными в качестве источника генерации энергии, так как они не ограничиваются жестко коленвалом и могут упрощать некоторые аспекты проектирования. Свободнопоршневой двигатель может также допускать расширение перенастраиваемости установки угла опережения зажигания, типов применяемого топлива и может оптимально подходить для генерации электроэнергии при соединении с устройством для преобразования энергии.

[0005] Однако, некоторые двигатели могут сталкиваться с проблемами загрязнения смазочного материала или других материалов или компонентов двигателя. Например, картерные газы (например, газы, которые вытекают из камеры сгорания путем прорыва за барьер и проникновения в другую камеру) могут проникать в камеру, вмещающую смазочный материал. В качестве альтернативы, даже когда смазочный материал не применяется, картерные газы могут поступать в камеру и загрязнять в ней компоненты (например, катушки электрогенератора). Требуется внести различные усовершенствования в системы и способы, относящиеся к двигателям.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Некоторые варианты осуществления могут относиться к двигателю внутреннего сгорания, например, двигателю с линейным возвратно-поступательным движением. Двигатель может быть выполнен с возможностью приведения поршня в возвратно-поступательное движение в цилиндре, картерные газы которого протекают из камеры сгорания в цилиндре в зону снаружи цилиндра. Поршень может быть соединен со штоком, выполненным с возможностью возвратно-поступательного движения в линейном направлении. Двигатель может содержать камеру газообмена, выполненную с возможностью улавливания картерных газов в пространстве между цилиндром и камерой, вмещающей преобразователь, соединенный с концом штока.

[0007] Примерные преимущества и эффекты настоящего изобретения станут более понятными из последующего описания, при его рассмотрении в связи с прилагаемыми чертежами, в котором изложены некоторые варианты осуществления для пояснения и в качестве примера. Примеры, описанные в настоящей заявке, являются всего лишь немногими примерными аспектами изобретения. Следует понимать, что как вышеприведенное общее описание, так и последующее подробное описание являются всего лишь пояснительными и примерными и не ограничивают изобретение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг. 1 - схематическое представление двигателя с камерой газообмена в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2A-D - схематические представления работы двигателя с камерой газообмена в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 - вид в перспективе поршневого комплекта и камеры газообмена в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - вид снизу в перспективе камеры газообмена, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - вид сверху в перспективе камеры газообмена, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - вид сверху камеры газообмена, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - вид снизу камеры газообмена, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 - вид сбоку камеры газообмена, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 - вид в разрезе камеры газообмена, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 - вид сбоку в разрезе камеры газообмена, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 11A-11G - виды в разрезе двигателя в разных рабочих положениях в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 12A-12C - виды в разрезе двигателя, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0009] Далее будут подробно рассмотрены иллюстративные варианты осуществления, примеры которых изображены на прилагаемых чертежах. Последующие описания содержат ссылки на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые позиции на разных чертежах могут представлять одинаковые или похожие элементы, если не заявлено иное. Реализации, предложенные в последующем описании иллюстративных вариантов осуществления, не представляют всех реализаций в соответствии с изобретением. Напротив, они являются всего лишь примерами систем, устройств и способов в соответствии с аспектами, соответствующими изобретению, которые могут быть изложены в формуле изобретения. Относительные размеры элементов на чертежах могут быть увеличены для ясности.

[0010] В двигателе внутреннего сгорания сгорание в камере сгорания может повышать давление расширившихся газов до высокого уровня, что вынуждает поршень перемещаться таким образом, что из механического движения поршня можно получать энергию. Поршень может иметь поршневое кольцо, охватывающее поршень, и может формировать уплотнение по стенкам цилиндра. Кроме того, головка цилиндра может содержать прокладку, выполненную с возможностью уплотнения других зон цилиндра и формирования камеры сгорания с герметическим уплотнением. В идеале, расширившиеся газы полностью заключены в камере сгорания, пока двигатель не двигатель не подходит к выпускной фазе. Однако, фактически, может быть некоторое количество расширившихся газов, которые протекают мимо уплотнений в процессе сгорания. Например, могут существовать «картерные газы», которые прорываются за такие барьеры, как поршень или прокладка, и утекать наружу из камеры сгорания. Данные газы могут содержать продукты сгорания (например, сгоревшее или несгоревшее топливо) и могут загрязнять масло или другие материалы снаружи камеры сгорания. Камера снаружи камеры сгорания может иметь непосредственное сообщение с маслом, применяемым для смазки компонента двигателя (например, картера, вмещающего коленвал). Картерные газы могут быть фактором, способствующим возникновению необходимости периодически заменять моторное масло.

[0011] Кроме того, двигатель может иметь конструкцию цилиндра, который вмещает поршень, выполненный с возможностью движения вверх и вниз, с камерой сгорания, сформированной ниже поршня (смотри фиг. 1). Поршневой шток может продолжаться через камеру сгорания и в местоположение снаружи цилиндра. Поршневой шток может соединяться с преобразователем, выполненным с возможностью преобразования движения поршня и поршневого штока в некоторую другую форму отдаваемой мощности. Например, преобразователь может включать в себя механизм, выполненный с возможностью преобразования линейного возвратно-поступательного движения конца поршневого штока во вращательное движение (например, вращение, которое можно использовать для вращения колеса). Преобразователь может размещаться в камере, которая содержит смазочный материал и, следовательно, является чувствительной к загрязнению. Или, например, преобразователь может быть такого типа, который не использует смазочный материал, но по-прежнему включает в себя компоненты, которые чувствительны к загрязнению, например, электрогенератор, содержащий катушки.

[0012] В некоторых вариантах осуществления изобретения может обеспечиваться двигатель, который включает в себя камеру газообмена между камерой сгорания и преобразователем. Камера газообмена может быть выполнена с возможностью предотвращения попадания загрязняющих веществ в преобразователь или связанные компоненты или материалы. Например, камера газообмена может быть выполнена с возможностью предотвращения загрязнения масла или других компонентов в камере снаружи цилиндра. Камера газообмена может включать в себя воздушную полость, которая изолирована от чего-то одного или более из камеры сгорания и камеры, вмещающей преобразователь. Камера газообмена может быть изолирована уплотнением от камеры сгорания и может быть изолирована уплотнением от камеры, вмещающей преобразователь. Уплотнения могут быть неподвижными уплотнениями. Камера газообмена может быть изолирована от камеры для смазки, чтобы продукты сгорания, которые могут присутствовать в картерных газах не допускались сдерживались до/от попадания в масло в камере для смазки, что сохраняет масло чистым. Сообщение между газом из камеры газообмена и маслом в камере для смазки может предотвращаться.

[0013] Кроме того, двигатель может включать в себя поршень и поршневой шток, выполненный с возможностью линейного возвратно-поступательного движения. Поршневой шток может быть выполнен с возможностью движения только в линейном направлении (например, только вверх и вниз, без перемещения из стороны в сторону). В отличие от шатуна в обычном двигателе, может отсутствовать поперечное перемещение поршневого штока. Поршневой шток может быть соединен с преобразователем, размещенным в камере для преобразователя (например, камере для смазки). Для формирования уплотнения между камерой газообмена и камерой для смазки, между камерами может быть обеспечена прокладка, которая не дает картерным газам достигать масла в камере для смазки, но допускает скользящий сдвиг поршневого штока вверх и вниз.

[0014] Кроме того, камера газообмена может включать в себя проходы, которые допускают движение газов в камеру газообмена и из нее. Проходы могут служить для подачи чистого воздуха в камеру газообмена или подачи газов в камеру сгорания. Проходы могут допускать рециркуляцию отработавших газов (РОГ). РОГ может применяться для снижения температуры сгорания в цилиндре и оптимизации выбросов.

[0015] Двигатель может включать в себя механизм для преобразования линейного движения во вращательное движение или для преобразования движения поршневого штока в другую форму отдаваемой мощности. Механизм может включать в себя зубчатый механизм. Механизм может быть выполнен с возможностью обеспечения линейного движения поршневого штока в том же направлении, что и поршень, таким образом, что на стенки цилиндра никакие боковые силы не действуют, и что уплотнение между воздушной полостью и камерой для смазки может обеспечиваться неподвижной прокладкой. Линейное движение поршня и поршневого штока может преобразовываться во вращательное движение, которое вращает маховик. Маховик может служить для использования работы двигателя. Маховик может приводить колесо или может приводить в действие, например, генератор.

[0016] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения может обеспечиваться двигатель, который имеет небольшие размеры и малый вес. Двигатель может обеспечивать высокую эффективность и меньшее воздействие на окружающую среду (например, в форме выбросов). Двигатель может обеспечивать высокую мощность на единицу веса.

[0017] В контексте настоящего описания, если особо не заявлено иное, союз «или» охватывает все возможные комбинации, за исключением недопустимых. Например, если заявлено, что компонент включает в себя A или B, то, если особо не заявлено иное или недопустимо, компонент может включать в себя A или B, или A и B. В качестве второго примера, если заявлено, что компонент включает в себя A, B или C, то, если особо не заявлено иное или недопустимо, компонент может включать в себя A или B, или C, или A и B, или A и C, или B и C, или A и B, и C. Такие выражения, как «по меньшей мере, один из» не обязательно видоизменяют весь последующий перечень и не обязательно видоизменяют каждый элемент списка, вследствие чего выражение «по меньшей мере, один из A, B и C» следует понимать как включающее в себя только одно A, только один B, только один C или любую комбинацию из A, B и C. Выражение «один из A и B» или «любой из A и B» следует понимать в самом широком смысле как включающее в себя один A или один B.

[0018] На фиг. 1 изображен двигатель 1 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Двигатель 1 может включать в себя цилиндр 110, выполненный с возможностью содержания поршневого комплекта 56, созданного с возможностью сдвига в цилиндре. Поршневой комплект 56 включает в себя поршень 310 и поршневой шток 320. Цилиндр 110 может содержать камеру 150 сгорания, сформированную в цилиндре. Камера 150 сгорания может быть сформирована юбкой поршня 310, боковыми стенками цилиндра 110 и головкой 14 цилиндра. Камера 150 сгорания может включать в себя переменную область в цилиндре 110, которая включает в себя рабочий объем, сформированный нижней поверхностью поршня 310. Рабочий объем может изменяться, когда поршень 310 перемещается из одного конца цилиндра 110 к его противоположному концу.

[0019] Двигатель 1 может включать в себя камеру 400 газообмена. Камера 400 газообмена может быть смежной с цилиндром 110. Камера 400 газообмена может находиться снаружи цилиндра 110. Поршневой шток 320 может продолжаться через камеру 150 сгорания. В некоторых вариантах осуществления, выше камеры 150 сгорания может быть обеспечена воздухозаборная камера.

[0020] Кроме того, двигатель 1 может включать в себя камеру 130, выполненную с возможностью размещения преобразователя 300. Поршневой шток 320 может продолжаться наружу цилиндра 110 и в камеру 130. Преобразователь 300 может включать в себя механизм, выполненный с возможностью преобразования линейного движения поршневого комплекта 56 в другую форму отдаваемой мощности. Например, преобразователь 300 может быть соединен с одним концом поршневого штока 320 и может использовать движение поршневого штока 320, совершающего возвратно-поступательные движения. Камера 130 может быть выполнена с возможностью содержания смазочного материала. Смазочный материал может быть жидким смазочным материалом, например, моторным маслом. Преобразователь 300 может быть выполнен с возможностью смазки маслом.

[0021] Камера 400 газообмена может быть выполнена с возможностью предотвращения попадания загрязняющих веществ в камеру 130. Камера 400 газообмена может быть выполнена с возможностью предотвращения проникания картерных газов, поступающих из камеры 150 сгорания, в камеру 130.

[0022] Далее на фиг. 2A-2D показана работа двигателя 1 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2A, поршень 310 может перемещаться в линейном направлении. Поршень 310 может возвратно-поступательно перемещаться взад и вперед (например, влево и вправо на виде на фиг. 2A) вдоль оси A. На стадии, показанной на фиг. 2A, камера 150 сгорания может быть заполненной газами, например, воздушно-топливной смесью. Из положения, показанного на фиг. 2A, поршень 310 может перемещаться так, чтобы сжимать газы в камере 150 сгорания (например, в минусовом направлении оси A; влево на фиг. 2A).

[0023] На стадии, показанной на фиг. 2B, поршень 310 может достигать положения сгорания. Положение сгорания может находиться в точке вдоль оси A, соответствующей началу акта сгорания в цилиндре 110. При сгорании, поршень 310 может изменить на обратное направление движения. Положение сгорания может быть точкой, в которой достигается предварительно заданная степень сжатия газов в камере сгорания. Например, положение сгорания может быть точкой, в которой степень сжатия камеры сгорания достигает 10:1 или 20:1 и т.п. Сгорание может инициироваться в положении сгорания включением зажигательного приспособления, такого как свеча зажигания или свеча накаливания. В некоторых вариантах осуществления положение сгорания может быть фиксированным положением. В некоторых вариантах осуществления положение сгорания может быть регулируемым положением, которое может определяться по режиму двигателя 1. Например, двигатель 1 может быть выполнен с возможностью работы с использованием автоматического зажигания, и положение сгорания может быть точкой, в которой степень сжатия в камере сгорания соответствует самовоспламенению топлива используемого типа.

[0024] Положение сгорания может отличаться от положения максимальной длины хода поршня 310. Поршень 310 может иметь возможность прохода вплоть до наталкивания на головку 14 цилиндра. Например, когда поршневой шток 320 не имеет механического соединения ни с одним другим компонентом (например, поршень является «свободным»), поршень 310 может двигаться вдоль оси A, вплоть до столкновения с физическим препятствием. Чтобы не допускать удара поршня 310 в головку 14 цилиндра в процессе работы, двигатель 1 может быть выполнен так, чтобы между поршнем 310 и головкой 14 цилиндра обеспечивался объем мертвого пространства.

[0025] В некоторых вариантах осуществления поршень 310 может быть выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения между первым предельным положением и вторым предельным положением. Предельные положения могут устанавливаться преобразователем 300. Термины предельные положения могут быть аналогичны терминам «верхняя мертвая точка» и «нижняя мертвая точка», в которых движение обычного поршня может ограничиваться коленвалом между положением максимального хода вверх (например, 0-градусным положением коленвала), и положением максимального хода вниз (например, 180-градусным положением коленвала). В некоторых вариантах осуществления изобретения преобразователь 300 может физически ограничивать диапазон хода поршня 310. В некоторых вариантах осуществления преобразователь 300 может включать в себя коленвал. Однако, в некоторых вариантах осуществления преобразователь 300 может быть соединен с поршневым штоком 320, но ограничивать физически диапазон хода поршня 310. Например, преобразователь 300 может превращать линейное движение поршневого штока 320 во вращательное движение, и энергия вращательного движения может использоваться электрогенератором, который не налагает физических ограничений на преобразователь 300. При этом поршень 310 может блокироваться от удара в головку 14 цилиндра давлением сжатых газов, остающихся в камере 150 сгорания.

[0026] В процессе работы двигателя 1 сгорание может происходить после того, как воздушно-топливная смесь в камере 150 сгорания сжимается. Сгорание может вызывать превращение сжатой воздушно-топливной смеси в камере 150 сгорания в расширившиеся газы, имеющие высокое давление, которое вынуждает поршень 310 перемещаться. На фиг. 2C показана стадия, на которой сгорание уже произошло, и поршень 310 перемещается вдоль оси A. Как показано на фиг. 2C, некоторая часть расширившихся газов может вытекать из камеры 150 сгорания в другие области двигателя 1. Например, из камеры 150 сгорания могут вытекать картерные газы 2. Картерные газы 2 могут прорываться мимо преграды (например, уплотнения), которая может иметь целью задержку таких газов. Камера 400 газообмена может быть выполнена с возможностью улавливания картерных газов 2. Картерные газы 2 могут удерживаться в камере 400 газообмена и могут не допускаться до попадания в камеру 130. Камера 400 газообмена может быть выполнена с возможностью обеспечения расширения картерных газов 2 в объеме камеры 400 газообмена и снижения давления картерных газов 2. Давление картерных газов 2 может снижаться, и уплотнение между камерой 400 газообмена и камерой 130 может быть в состоянии удерживать картерные газы 2 в камере 400 газообмена.

[0027] Как показано на фиг. 2D, картерные газы 2 могут перенаправляться в другие области двигателя 1. Камера 400 газообмена может быть выполнена с возможностью выполнения функции РОГ. Камера 400 газообмена может перенаправлять картерные газы 2 вместе с другими газами, которые могут содержаться в камере 400 газообмена, например, чистым воздухом, обратно в камеру 150 сгорания. Картерные газы 2 могут подаваться обратно в камеру 150 сгорания, в которой они могут претерпевать более полное сгорание (например, сжигание любого несгоревшего топлива). Кроме того, картерные газы 2 могут включать в себя побочные продукты сгорания, которые могут быть и несгораемыми. Такой негорючий материал может занимать объем внутри камеры 150 сгорания (вместо, например, чистого воздуха или топлива) и может частично препятствовать сгоранию в цилиндре 110. Это может снижать температуру сгорания в камере 150 сгорания и может требовать настройку рабочих характеристик двигателя. Камера 400 газообмена может быть выполнена с возможностью уменьшения вредных выбросов двигателя 1.

[0028] Картерные газы 2 могут возникать в результате сгорания, происходящего в камере 150 сгорания, и картерные газы 2 могут включать в себя газы с очень высокой температурой (например, 400 градусов Цельсия). Высокотемпературные газы, утекающие в другие области двигателя 1, например, камеру 130, могут вызывать снижение рабочих характеристик двигателя. Например, масло, которое может содержаться в камере 130, может нагреваться и может карбонизироваться. Карбонизированное масло может формировать твердые частицы (PM), которые могут приходить в контакт с компонентами и материалом в камере 130, в том числе с жидким маслом. Присутствие PM в камере 130 может приводить к повышению трения внутри камеры 130, и температура компонентов и материала в камере 130 может дополнительно повышаться. Следовательно, проникновение картерных газов 2 в камеру 130 может вызывать чрезмерное нагревание. Кроме того, возможно возникновение дополнительных проблем, связанных с надлежащим функционированием системы принудительной вентиляции картера (PCV), и от двигателя 1 может потребоваться выполнение большего объема работы, чтобы приводить в движение соединенные с ним компоненты.

[0029] Камера 400 газообмена может быть выполнена с возможностью предотвращения попадания картерных газов 2 в камеру 130 и может не допускать загрязнения компонентов или материала в камере 130. Камера 400 газообмена может снижать частоту, с которой может требоваться заменять масло двигателя 1.

[0030] Далее на фиг. 3 изображены поршневой комплект и камера газообмена, в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Поршневой комплект 56 может быть выполнен с возможностью движения вдоль оси A. Поршневой комплект 56 может включать в себя двухсторонний поршень 311 и поршневой шток 325. Поршневой шток 325 может быть выполнен с возможностью движения через отверстие в камере 400 газообмена. Хотя на фиг. 3 может быть показан поршневой комплект 56 с поршнем 311, имеющим диаметр только немного больший, чем у поршневого штока 325, следует понимать, что возможны многочисленные варианты. Поршень 311 может быть выполнен с диаметром больше отверстия камеры 400 газообмена, через которое двигается поршневой шток 325.

[0031] Поршень 311 может быть установлен с возможностью скользящего движения в цилиндре 110 (не показанном на фиг. 3). Поршневой шток 325 может включать в себя проход, который может продолжаться, по меньшей мере, частично через поршневой шток. Поршневой шток 325 может включать в себя пустотелую трубку. Возможно наличие соединительного проточного прохода, соединяющего проход на первой стороне поршня 311 и проход на второй стороне поршня 311. Как показано на фиг. 3, поршневой шток 325 может включать в себя первые отверстия 323A и вторые отверстия 323B. Впускной воздух, подаваемый через открытый конец 326 или через вторые отверстия 323B поршневого штока 325, может протекать по поршневому штоку 325 и подаваться в камеру сгорания цилиндра 110 через первые отверстия 323A. В некоторых вариантах осуществления поршневой шток 325 может включать в себя стенку на одном или обоих концах, вследствие чего сообщение по газовой среде может происходить только через первые и вторые отверстия 323A, 323B.

[0032] Далее на фиг. 4-10 изображена камера газообмена в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Как показано на фиг. 4, камера 400 газообмена может включать в себя нижнее отверстие 440, газовпускное отверстие 420 и газовыпускное отверстие 430. Уплотнение 445 может быть обеспечено в нижнем отверстии 440. Уплотнение 445 может быть выполнено с возможностью изоляции камеры 400 газообмена от смежной камеры. Например, камера 400 газообмена может находиться рядом с камерой 130 (не показанной на фиг. 4), и уплотнение 445 может быть выполнено с возможностью изоляции камеры 400 газообмена от камеры 130. Уплотнение 445 может быть выполнено с возможностью заполнения зазора между поршневым штоком и внутренним диаметром нижнего отверстия 440. Уплотнение 445 может быть масляным уплотнением. Уплотнение 445 может быть выполнено с возможностью снятия масла, которое может переноситься поршневым штоком, скользящим вдоль уплотнения 445, и удерживания масла в камере 130. Камера 400 газообмена может иметь толщину t, где направление по толщине параллельно оси A.

[0033] Как показано на фиг. 5, камера 400 газообмена может включать в себя верхнее отверстие 410. Верхнее отверстие 410 может быть предусмотрено в системе уплотнения, выполненной с возможностью изоляции камеры 400 газообмена от другой камеры (например, камеры 150 сгорания). В некоторых вариантах осуществления, верхний участок камеры 400 газообмена может быть объединен с головкой двигателя (например, головкой 14 цилиндра). Камера 400 газообмена может быть встроена в головку двигателя 14.

[0034] Как показано на фиг. 5 и фиг. 6, камера 400 газообмена может включать в себя газовпускное отверстие 420 и газовыпускное отверстие 430. Чистый воздух или другие газы могут подаваться в камеру газообмена через газовпускное отверстие 420 и могут выпускаться через газовыпускное отверстие 430. Газовпускное отверстие 420 может сообщаться с воздухозаборной системой. Газовыпускное отверстие 430 может сообщаться с воздушным фильтром или может быть выполнено с возможностью перенаправления газов из камеры 400 газообмена прямо в цилиндр 110 (не показанный на фиг. 5 и 6).

[0035] Как показано на фиг. 6, верхнее отверстие 410 может иметь диаметр D1. Как показано на фиг. 7, внутренний диаметр уплотнения 445 может быть D2. D1 и D2 могут быть одинаковыми или разными. В некоторых вариантах осуществления, D1 может быть больше, чем D2, чтобы размещать систему уплотнения отверстия для штока. Например, как показано на фиг. 6, в верхнем отверстии 415 может быть обеспечен кольцевой элемент 415. Кольцевой элемент 415 может иметь внутренний диаметр D1a. D1a может быть таким же или, по существу, таким же, как D2.

[0036] На фиг. 8 представлен вид сбоку камеры 400 газообмена. Газовпускное отверстие 420 и газовыпускное отверстие 430 могут быть выровнены друг с другом по одной оси. Отверстие можно сформировать прямо напроход через камеру 400 газообмена. Уплотнение 445 может иметь такую толщину, чтобы, по меньшей мере, участок уплотнения 445 наблюдался через газовпускное отверстие 420, если смотреть на камеру 400 газообмена сбоку.

[0037] Фиг. 9 является разрезом, взятым в плоскости, перпендикулярной направлению толщины (смотри фиг. 4). Как показано на фиг. 9, камера 400 газообмена может включать в себя внутреннее пространство 405. Внутреннее пространство 405 может быть ограничено диаметром D3. Внутреннее пространство 405 может иметь объем, выполненный с возможностью обеспечения расширения картерных газов 2 таким образом, чтобы давление картерных газов 2 снижалось при поступлении в камеру 400 газообмена из камеры 150 сгорания (не показанной на фиг. 9).

[0038] Фиг. 10 является разрезом, взятым в плоскости, перпендикулярной плоскости разреза на фиг. 9. Как показано на фиг. 10, уплотнение 445 может быть U-образным. Кольцевой элемент 415 может быть выполнен с возможностью блокирования отверстий в поршневом штоке таким образом, чтобы не допускалось сообщение по газовой среде между внутренним пространством поршневого штока и внутренним пространством 405 камеры 400 газообмена.

[0039] Далее на фиг. 11A-11G изображен двигатель 1B в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Двигатель 1B может быть подобен двигателю 1, но с системой впуска и выпуска, которая требует последующего описания, а также с другими признаками. Верхняя головка 120 двигателя может включать в себя отверстие, которое может быть выполнено с возможностью обеспечения поступления впускного воздуха в цилиндр 110. В отверстии может быть обеспечен обратный клапан (например, пластинчатый клапан) (не показано). Воздух может иметь возможность свободно поступать в цилиндр 110, но не иметь возможности вытекать через отверстие. Может быть обеспечена приемная камера 40. Приемная камера 40 может быть сформирована пространством между верхней стенкой верхней головки 120 двигателя и верхней торцевой поверхностью поршня 310. Отверстие может быть выполнено с возможностью обеспечения всасывания воздуха, когда поршень 310 движется вниз и увеличивает объем приемной камеры 40.

[0040] Поршень 310 может быть размещен с возможностью скольжения внутри цилиндра 110. Поршень 310 может быть выполнен с возможностью движения в линейном направлении относительно двигателя 1B (например, в направлении вверх-вниз, показанном на фиг. 11A). Линейное направление может быть совмещенным с осью цилиндра 110. Поршневой шток 321 может быть соединен с поршнем 310. Поршень 310 может иметь по центру такое отверстие, что поршневой шток 321 продолжается через него. Поршневой шток 321 может быть выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения вместе с поршнем 310 в линейном направлении. Поршневой шток 321 может содержать отверстие 322 на первом конце поршневого штока 321. Второй конец поршневого штока 321 может соединяться с опорным элементом 330. Между первым концом и вторым концом поршневого штока 321 может быть обеспечена стенка 324. Стенка 324 может быть выполнена с возможностью блокирования воздушного потока через поршневой шток 321. Поршневой шток 321 может быть выполнен с возможностью обеспечения, по меньшей мере, частичного протекания воздуха через него. Например, поршневой шток 321 может содержать проход, который сформирован от отверстия 322 до отверстия 323. Отверстие 323 может содержать множество отверстий, продолжающихся сквозь стенку поршневого штока 321. Впускной воздух, поступающий через отверстие в головке 120, может протекать по поршневому штоку 321 через отверстие 322 и отверстие 323 в первую камеру 10 в цилиндре 110.

[0041] Давление впускного воздуха в двигателе 1B может повышаться. Приемная камера 40 может действовать как компрессор. Поршень 310 может перемещаться вниз на виде на фиг. 11A, чтобы всасывать воздух из отверстия. Поршень 310 может перемещаться вверх на виде на фиг. 11A, чтобы сжимать воздух, содержащийся в приемной камере 40. Клапан, устроенный в отверстии, может предотвращать вытекание воздуха из камеры 40 и допускать его сжатие. Сжатый воздух может подаваться в камеру сгорания в цилиндре 110 по поршневому штоку 321.

[0042] Цилиндр 110 может включать в себя выпускное отверстие 118, которое может быть сформировано в стенке цилиндра 110. Выпускное отверстие 118 может содержать множество отверстий. Когда поршень 310 открывает выпускное отверстие 118 в первой камере 10, газы в первой камере 10 могут получать возможность истечения из цилиндра 110. Поршень 310 может открывать выпускное отверстие 118, когда поршень 310 находится выше выпускного отверстия 118 на виде на фиг. 11A. Следует понимать, что такие формулировки, как «поршень 310 находится выше выпускного отверстия 118» учитывают положение поршневого кольца поршня 310. Например, открывание выпускного отверстия 118 может начинаться, когда поршневое кольцо, обеспеченное приблизительно в середине поршня 310 проходит за край выпускного отверстия 118.

[0043] Фиг. 11A может представлять начало фазы впуска. Воздух может поступать в двигатель 1B через отверстие в верхней головке 120 двигателя. Некоторая часть воздуха может, по меньшей мере, временно удерживаться в приемной камере 40. Воздух может проходить по поршневому штоку 321 и подаваться в первую камеру 10 в цилиндре 110. Когда поршень 310 блокирует выпускное отверстие 118 (например, когда поршень 310 находится выше выпускного отверстия 118), путь впуска может сообщаться с выпускным отверстием 118, и двигатель 1B может находиться в фазе продувки. Воздух может подаваться в первую камеру 10 и может вытеснять предыдущее содержимое первой камеры 10 через выпускное отверстие 118. Первая камера 10 может действовать как камера сгорания.

[0044] Как показано на фиг. 11A, поршень 310 может включать в себя верхнюю стенку 316. Верхняя стенка 316 может быть выполнена с возможностью продолжения в соответствующее пространство 124 в верхней головке 120 двигателя. В верхней стенке 316 может быть обеспечена канавка 317. В некоторых вариантах осуществления, в канавке 317 можно быть обеспечено поршневое кольцо (не показанное), которое выполнено с возможностью изоляции приемной камеры 40 от первой камеры 10. Поршневое кольцо в канавке 317 может работать совместно с поршневым кольцом (не показанным) в канавке 315 для уплотнения камер выше и ниже поршня 310. Два уплотнения могут создавать промежуточное пространство для газа.

[0045] Может быть обеспечена нижняя головка 190 двигателя, которая соединена с цилиндром 110. Нижняя головка 190 двигателя может образовать дно цилиндра 110 и дно первой камеры 10. Нижняя головка 190 двигателя может включать в себя пространство для второй камеры 20. Во второй камере 20 может быть вложен вкладыш 21. Вкладыш 21 может быть выполнен с возможностью обеспечения скольжения поршневого штока 321 вдоль вкладыша 21 в линейном направлении. Вкладыш 21 может быть линейной опорой скольжения. Вкладыш 21 может быть выполнен с возможностью сдерживания поршневого штока 321 от поперечного перемещения (например, в направлении влево-вправо, показанном на фиг. 11A). Вкладыш 21 может быть примером крепления штока. Вкладыш 21 может включать в себя втулку. Для изоляции второй камеры 20 от первой камеры 10 и третьей камеры 30 может быть обеспечено уплотнение.

[0046] Основание двигателя 1B может включать в себя блок 201B. Блок 201B может включать в себя третью камеру 30. Третья камера 30 может заключать в себе преобразователь, например, механизм для преобразования отдаваемой мощности штока в другую форму отдаваемой мощности, например, преобразования линейного возвратно-поступательного движения во вращательное движение. Опорный элемент 330 может быть выполнен с возможностью перемещения вместе с поршневым штоком 321 и может приводить во вращение зубчатые колеса механизма. Вращательное движение может передаваться другими элементами и на выходе может сообщаться, например, маховику.

[0047] Как показано на фиг. 11B, поршень 310 может продолжать движение вниз. Фиг. 11B может показывать момент, когда отверстие 323 в поршневом штоке 321 выходит за пределы цилиндра 110, и проход в поршневом штоке 321 больше не может сообщаться с первой камерой 10. Сообщение между проходом в поршневом штоке 321 и первой камерой 10 может блокироваться, когда отверстие 323 целиком перемещается за уплотнение, которое изолирует первую камеру 10 от второй камеры 20. Когда отверстие 323 выходит из первой камеры 10, выпускное отверстие 118 может открываться поршнем 310, по меньшей мере, частично. В некоторых вариантах осуществления поршневой шток 321 и цилиндр 110 могут быть выполнены так, что выпускное отверстие 118 перекрывается поршнем 310 до того, как отверстие 323 в поршневом штоке 321 выходит за пределы цилиндра 110. В некоторых вариантах осуществления поршневой шток 321 и цилиндр 110 могут быть выполнены так, что выпускное отверстие 118 и отверстие 323 в поршневом штоке 321 перекрываются одновременно. Конфигурацию поршневого штока 321 и цилиндра 110 можно регулировать путем подбора размеров так, чтобы таким образом регулировать сообщение по газовой среде. Местоположения поршневых колец, уплотнений и т.п. также могут влиять на характеристики газообмена.

[0048] Когда выпускное отверстие 118 блокируется поршнем 310, в первой камере 10 может иметь место фаза сжатия. Впускной воздух, ранее поданный в первую камеру 10, может запираться в первой камере 10 и может сжиматься, когда поршень 310 перемещается и уменьшает объем первой камеры 10.

[0049] Вторая камера 20 может быть изолирована от первой камеры 10 и от третьей камеры 30. Третья камера 30 может содержать смазочный материал для смазки механизма, преобразующего линейное движение поршневого штока 321. Первая камера 10 и третья камера 30 могут быть изолированными друг от друга камерой 400 газообмена.

[0050] На фиг. 11C показано положение, в котором поршень 310 продолжает движение вниз. Поршень 310 может полностью закрыть выпускное отверстие 118. В положении, показанном на фиг. 11C, может продолжаться фаза сжатия. Отверстие 323 в поршневом штоке 321 может находиться в области второй камеры 20. В некоторых вариантах осуществления вторая камера 20 может быть изолирована от отверстия 323 в поршневом штоке 321 вследствие блокирования отверстия 323 вкладышем 21. В некоторых вариантах осуществления вторая камера 20 может отсутствовать, и камера 400 газообмена может непосредственно примыкать к первой камере 10 и третьей камере 30. Инжекция топлива может осуществляться в первую камеру 10 в то время, когда продолжается сжатие газов.

[0051] На фиг. 11D показано положение, в котором поршень 310 достиг положения сгорания (например, нижнего предельного положения, подобного положению нижней мертвой точки (BDC) поршня в обычном двигателе). Объем первой камеры 10 может быть минимальным. В данный момент, в первой камере 10 может происходить сгорание. После этого в первой камере 10 может начаться фаза расширения. Фаза расширения может включать в себя участок фазы сгорания. В фазе расширения давление расширившихся газов в первой камере 10 может очень сильно повышаться, и может происходить прорыв некоторого количества газа. Часть газов может прорываться за поршень 310 или за уплотнение между первой камерой 10 и другими областями двигателя 1B. Часть газов может протекать во вторую камера 20 или в камеру 400 газообмена. Однако камера 400 газообмена может работать как воздушный промежуток или камера-ловушка и может предотвращать или сдерживать попадание картерных газов в третью камеру 30.

[0052] Как показано на фиг. 11E, в фазе расширения поршень 310 может двигаться в обратном направлении и может перемещаться вверх. В момент, изображенный на фиг. 11E, поршень 310 может начать открывание выпускного отверстия 118. Например, нижняя торцевая поверхность поршня 310 уже могла подойти к низу выпускного отверстия 118. Выпускное отверстие 118 может открываться внутрь первой камеры 10, и в первой камере 10 может начинаться выпускная фаза. Кроме того, может начаться открывание отверстия 323 в поршневом штоке 321.

[0053] В момент, показанный на фиг. 11F, отверстие 323 в поршневом штоке 321 уже могло войти в цилиндр 110. Всасываемые газы могут подаваться в цилиндр 110 через поршневой шток 321. Впускной воздух из приемной камеры 40 может проходить по поршневому штоку 321 и подаваться в первую камеру 10 через отверстие 323. В приемной камере 40 давление впускного воздуха может повышаться. В фазе расширения первая камера 10 может заполняться расширившимися газами. Подача чистого воздуха может способствовать вытеснению расширившихся газов из цилиндра 110 через выпускное отверстие 118. Продувка может происходить по мере того, как воздух подается в цилиндр 110, а отработавшие газы вытекают.

[0054] На фиг. 11G показан момент, когда поршень 310 достиг верхнего максимального положения хода. В этот момент в первой камере 10 уже могла закончиться продувка. В некоторых вариантах осуществления поршневой шток 321 и цилиндр 110 могут быть выполнены так, что часть чистого воздуха подается в первую камеру 10 и может вытекать из цилиндра 110 прежде, чем начинается следующая фаза сжатия.

[0055] Далее на фиг. 12A-12C изображен двигатель 1C в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Двигатель 1C может быть аналогичен двигателю 1B, за исключением того, что может быть изменено расположение головок двигателя и камеры газообмена, кроме прочих отличий. Как показано на фиг. 12A, двигатель 1C может включать в себя камеру 400 газообмена. В камере 400 газообмена может быть обеспечен кольцевой элемент 415. Кольцевой элемент 415 может быть выполнен с возможностью блокирования отверстия 323, и блокирования сообщения по газовой среде между внутренним пространством поршневого штока 321 и внутренним пространством 405 камеры 400 газообмена.

[0056] Кроме того, двигатель 1C может включать в себя клапанный элемент 123, расположенный рядом с отверстием. Верхняя головка 120 двигателя может иметь конфигурацию с плоским верхом. Газообмен между приемной камерой 40 и областями снаружи цилиндра 110 может ограничиваться обратным клапаном. Клапанный элемент 123 может избирательно допускать газообмен. Например, воздух может иметь возможность поступления в приемную камеру 40, когда давление снаружи приемной камеры 40 (например, давление воздуха, прилегающего к отверстию, которое может быть атмосферным давлением) превышает давление внутри приемной камеры 40. Вытекание воздуха изнутри приемной камеры 40 может блокироваться даже тогда, когда давление внутри приемной камеры 40 превышает давление снаружи приемной камеры 40. Клапанный элемент 123 может быть выполнен с возможностью управления внутренним объемом приемной камеры 40. Например, клапанный элемент 123 может быть выполнен с возможностью уменьшения объема в приемной камере 40 и повышения давления сжатых газов в приемной камере 40.

[0057] Как показано на фиг. 12B, поршень 310 может достигнуть нижнего предела длины хода поршня, который может быть положением сгорания. В данном положении отверстие 323 в поршневом штоке 321 может находиться в области камеры 400 газообмена. Однако кольцевой элемент 415 может закрывать отверстие 323, и воздух или другие газы могут быть лишены возможности протекания между камерой 400 газообмена и внутренней областью поршневого штока 321. Кольцевой элемент 415 может иметь толщину, которая зависит от нижнего предела длины хода поршня для поршня 310, и которую можно определять так, чтобы обеспечивать перекрытие отверстия 323. Кольцевой элемент 415 может формировать внутреннюю часть камеры 400 газообмена.

[0058] Кольцевой элемент 415 может быть выполнен так, чтобы не мешать улавливанию картерных газов. Например, кольцевой элемент 415 может иметь толщину, которая меньше толщины камеры 400 газообмена. Между кольцевым элементом 415 и уплотнением 445 может существовать зазор. Как показано на фиг. 12C, двигатель 1C может быть выполнен так, чтобы картерные газы 2, которые могут вытекать из первой камеры 10 в цилиндре 110, достигали камеры 400 газообмена и удерживались в ней или могли бы пропускаться в другую область двигателя 1C контролируемым образом, например, через газовыпускное отверстие 430.

[0059] Камера 400 газообмена может содержать канавки, выполненные с возможностью сопряжения с нижней головкой 190 двигателя. Камера 400 газообмена может соединяться в замок с нижней головкой 190 двигателя. Кроме того, вкладыш 21 может быть выполнен с возможностью обеспечения опоры для поршневого штока 321, при прилегании к головке 190 двигателя. Вкладыш 21 может включать в себя втулку. Между вкладышем 21 и камерой 400 газообмена может быть обеспечено уплотнение (например, кольцевое уплотнение).

[0060] Для упрощения вышеизложенной части изобретения было приведено совместное описание различных сочетаний элементов. Следует понимать, что аспекты изобретения в широком смысле не ограничиваются вышеописанными конкретными сочетаниями. Напротив, варианты осуществления изобретения, соответствующие настоящему описанию и изображенные для примера на фигурах, могут включать в себя один или более из далее перечисленных признаков, либо взятых отдельно, либо в сочетании с любым одним или более из приведенных далее других перечисленных признаков, либо в сочетании с ранее описанными признаками.

[0061] Например, может быть предложен двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью совершения поршнем возвратно-поступательного движения в цилиндре. Двигатель может быть выполнен так, что картерные газы протекают из камеры сгорания в цилиндре в зону снаружи цилиндра. Кроме того, могут быть обеспечены следующие элементы:

- поршень, соединенный со штоком, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения в линейном направлении.

- двигатель, содержащий камеру газообмена, выполненную с возможностью улавливания картерных газов в пространстве между цилиндром и камерой, вмещающей преобразователь, соединенный с концом штока.

- при этом картерные газы проходят между штоком и креплением штока.

- причем камера газообмена выполнена с возможностью предотвращения попадания картерных газов в камеру, которая вмещает текучую среду.

- причем текучая среда содержит жидкий смазочный материал.

- причем текучая среда содержит пары масла.

- причем крепление штока содержит вкладыш, выполненный с возможностью обеспечения скольжения штока вдоль линейного направления по вкладышу.

- причем вкладыш содержит втулку.

- причем преобразователь содержит электрогенератор.

- причем преобразователь содержит механизм, выполненный с возможностью преобразования линейного возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение.

- причем камера газообмена содержится в головке цилиндра.

- причем двигатель содержит двигатель с линейным возвратно-поступательным движением.

[0062] Кроме того, например, может быть предложен двигатель внутреннего сгорания. В данном случае могут быть обеспечены следующие элементы:

- поршень, соединенный со штоком и выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре.

- при этом двигатель выполнен с возможностью удерживания, в камере газообмена, картерных газов, утекающих из камеры сгорания в цилиндре через пространство между штоком и элементом, охватывающим шток.

- причем элемент, охватывающий шток, содержит втулку, выполненную с возможностью обеспечения линейного движения штока вдоль оси и предотвращения движения штока перпендикулярно оси.

- причем камера газообмена выполнена с возможностью предотвращения загрязнения последующей камеры картерными газами.

- причем последующая камера содержит камеру для смазочного материала.

- причем последующая камера вмещает механизм, выполненный с возможностью преобразования линейного возвратно-поступательного движения штока в другую форму.

- причем двигатель выполнен с возможностью перенаправления картерных газов в камеру сгорания и уменьшения количества выхлопных газов.

- причем камера газообмена содержит воздушный впуск и воздушный выпуск.

- причем камера газообмена содержит полость для чистого воздуха между камерой сгорания и концом штока.

- причем камера газообмена содержит уплотнение, выполненное с возможностью изоляции камеры газообмена от последующей камеры.

- поршень, соединенный со штоком, продолжающимся с первой стороны поршня, причем поршень выполнен с возможностью возвратно-поступательно движения в цилиндре, содержащем камеру сгорания, сформированную между первой стороной поршня и головкой, противоположной первой стороне поршня.

- камера газообмена, выполненная с возможностью удерживания картерных газов, проходящих из камеры сгорания, через пространство между штоком и элементом, охватывающим шток.

- причем элемент, охватывающий шток, содержит головку.

- причем двигатель содержит двигатель с линейным возвратно-поступательным движением, и шток выполнен с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси цилиндра.

- цилиндр, содержащий камеру сгорания.

- поршень, установленный с возможностью скользящего движения в цилиндре и выполненный с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси в цилиндре.

- поршневой шток, соединенный с поршнем, причем поршневой шток выполнен с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси, и поршневой шток имеет конец, продолжающийся наружу из цилиндра.

- камера газообмена, причем камера газообмена выполнена с возможностью протекания газов, поступающих из цилиндра, в другое место в двигателе.

- причем камера газообмена располагается между цилиндром и камерой, вмещающей преобразователь, выполненный с возможностью получения работы от движения поршня.

- уплотнение, выполненное с возможностью изоляции камеры газообмена от камеры, вмещающей преобразователь.

- причем камера газообмена выполнена с возможностью протекания газов, поступающих из цилиндра, к воздушному фильтру.

- причем конец поршневого штока, продолжающийся наружу из цилиндра, выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения между первым положением максимальной длины хода и вторым положением максимальной длины хода, причем первое положение максимальной длины хода и второе положение максимальной длины хода находятся на оси.

- причем первое положение максимальной длины хода и второе положение максимальной длины хода находятся вне цилиндра.

- воздухоподвод, причем воздухоподвод выполнен с возможностью подачи воздуха, не содержащего топлива, в камеру газообмена.

[0063] Кроме того, например, может быть предложен двигатель внутреннего сгорания с линейным возвратно-поступательным движением. В данном случае могут быть обеспечены следующие элементы:

- поршень, выполненный с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси в цилиндре.

- поршневой шток, соединенный с поршнем, при этом поршневой шток выполнен с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси.

- первая камера, которая содержит камеру сгорания в цилиндре.

- вторая камера, которая содержит камеру газообмена.

- третья камера, выполненная с возможностью вмещения конца поршневого штока, который продолжается наружу из цилиндра.

- уплотнение между второй камерой и третьей камерой, причем уплотнение выполнено с возможностью предотвращения попадания газов из второй камеры в третью камеру.

- перегородка между второй камерой и третьей камерой.

- причем в отверстии в перегородке обеспечено уплотнение.

- причем поршневой шток лишен возможности движения в направлении, перпендикулярном к оси.

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель (1) внутреннего сгорания выполнен с возможностью совершения поршнем (310) возвратно-поступательного движения в цилиндре (110), в котором картерные газы протекают из камеры (150) сгорания в цилиндре (110) в зону снаружи цилиндра (110). Поршень (310) соединен со штоком (320), выполненным с возможностью возвратно-поступательно движения в линейном направлении. Двигатель (1) выполнен так, что картерные газы протекают из камеры (150) сгорания через пространство между штоком (320) и элементом, охватывающим шток. Двигатель (1) содержит камеру (400) газообмена, выполненную с возможностью улавливания картерных газов в пространстве между цилиндром (110) и камерой (130), вмещающей преобразователь (300), соединенный с концом штока (320). Также раскрыты варианты двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в сдерживании от попадания продуктов сгорания в масло в камере для смазки. 5 н. и 29 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью совершения поршнем возвратно-поступательного движения в цилиндре, в котором картерные газы протекают из камеры сгорания в цилиндре в зону снаружи цилиндра, при этом поршень соединен со штоком, выполненным с возможностью возвратно-поступательно движения в линейном направлении, причем

двигатель выполнен так, что картерные газы протекают из камеры сгорания через пространство между штоком и элементом, охватывающим шток, при этом

двигатель содержит камеру газообмена, выполненную с возможностью улавливания картерных газов в пространстве между цилиндром и камерой, вмещающей преобразователь, соединенный с концом штока.

2. Двигатель по п. 1, причем двигатель выполнен так, что картерные газы проходят между штоком и креплением штока.

3. Двигатель по п. 1 или 2, в котором камера газообмена выполнена с возможностью предотвращения попадания картерных газов в камеру, которая вмещает текучую среду.

4. Двигатель по п. 3, в котором текучая среда включает жидкий смазочный материал.

5. Двигатель по п. 3, в котором текучая среда включает пары масла.

6. Двигатель по любому из пп. 1-5, в котором крепление штока содержит вкладыш, выполненный с возможностью обеспечения скольжения штока вдоль линейного направления по вкладышу.

7. Двигатель по п. 6, в котором вкладыш включает втулку.

8. Двигатель по любому из пп. 1-7, в котором преобразователь включает электрогенератор.

9. Двигатель по любому из пп. 1-7, в котором преобразователь включает механизм, выполненный с возможностью преобразования линейного возвратно-поступательного движения штока во вращательное движение.

10. Двигатель по любому из пп. 1-9, в котором камера газообмена содержится в головке цилиндра.

11. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий:

поршень, соединенный со штоком и выполненный с возможностью возвратно-поступательно движения в цилиндре,

при этом двигатель выполнен с возможностью удерживания в камере газообмена картерных газов, утекающих из камеры сгорания в цилиндре через пространство между штоком и элементом, охватывающим шток.

12. Двигатель по п. 11, в котором элемент, охватывающий шток, включает втулку, выполненную с возможностью обеспечения линейного движения штока вдоль оси и предотвращения движения штока перпендикулярно оси.

13. Двигатель по п. 11 или 12, в котором камера газообмена выполнена с возможностью предотвращения загрязнения последующей камеры картерными газами.

14. Двигатель по п. 13, в котором последующая камера включает камеру для смазочного материала.

15. Двигатель по п. 14, в котором последующая камера вмещает механизм, выполненный с возможностью преобразования линейного возвратно-поступательного движения штока в другую форму.

16. Двигатель по любому из пп. 11-15, в котором двигатель выполнен с возможностью перенаправления картерных газов в камеру сгорания и уменьшения количества выхлопных газов.

17. Двигатель по любому из пп. 11-16, в котором камера газообмена включает воздушный впуск и воздушный выпуск.

18. Двигатель по любому из пп. 11-17, в котором камера газообмена включает полость для чистого воздуха между камерой сгорания и концом штока.

19. Двигатель по любому из пп. 13-15, в котором камера газообмена содержит уплотнение, выполненное с возможностью изоляции камеры газообмена от последующей камеры.

20. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий:

поршень, соединенный со штоком, продолжающимся от первой стороны поршня, причем поршень выполнен с возможностью возвратно-поступательно движения в цилиндре, содержащем камеру сгорания, сформированную между первой стороной поршня и головкой, противоположной первой стороне поршня; и

камеру газообмена, выполненную с возможностью удерживания картерных газов, проходящих из камеры сгорания через пространство между штоком и элементом, охватывающим шток.

21. Двигатель по п. 20, в котором элемент, охватывающий шток, включает указанную головку.

22. Двигатель по п. 20 или 21, в котором двигатель представляет собой двигатель с линейным возвратно-поступательным движением и шток выполнен с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси цилиндра.

23. Двигатель по п. 20 или 21, в котором двигатель содержит односторонний поршень.

24. Двигатель по п. 20 или 21, в котором двигатель содержит двухсторонний поршень.

25. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий:

цилиндр, содержащий камеру сгорания;

поршень, установленный с возможностью скользящего движения в цилиндре и выполненный с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси в цилиндре;

поршневой шток, соединенный с поршнем, при этом поршневой шток выполнен с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль указанной оси и поршневой шток имеет конец, продолжающийся наружу из цилиндра; и

камеру газообмена, причем камера газообмена выполнена с возможностью протекания газов, поступающих из камеры сгорания цилиндра через пространство между поршневым штоком и элементом, охватывающим поршневой шток, в другое место в двигателе.

26. Двигатель по п. 25, в котором камера газообмена расположена между цилиндром и камерой, вмещающей преобразователь, выполненный с возможностью получения работы от движения поршня.

27. Двигатель по п. 26, дополнительно содержащий: уплотнение, выполненное с возможностью изоляции камеры газообмена от камеры, вмещающей преобразователь.

28. Двигатель по любому из пп. 25-27, в котором камера газообмена выполнена с возможностью протекания газов, поступающих из цилиндра, к воздушному фильтру.

29. Двигатель по любому из пп. 25-28, в котором конец поршневого штока, продолжающийся наружу из цилиндра, выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения между первым положением максимальной длины хода и вторым положением максимальной длины хода, при этом первое положение максимальной длины хода и второе положение максимальной длины хода находятся на указанной оси.

30. Двигатель по п. 29, в котором первое положение максимальной длины хода и второе положение максимальной длины хода находятся вне цилиндра.

31. Двигатель по любому из пп. 25-30, дополнительно содержащий:

воздухоподвод, причем воздухоподвод выполнен с возможностью подачи воздуха, не содержащего топлива, в камеру газообмена.

32. Двигатель с линейным возвратно-поступательным движением, содержащий:

поршень, выполненный с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль оси в цилиндре;

поршневой шток, соединенный с поршнем, при этом поршневой шток выполнен с возможностью линейного возвратно-поступательного движения вдоль указанной оси;

первую камеру, которая включает камеру сгорания в цилиндре;

вторую камеру, которая включает камеру газообмена;

третью камеру, выполненную с возможностью вмещения конца поршневого штока, который продолжается наружу из цилиндра; и

уплотнение между второй камерой и третьей камерой, причем уплотнение выполнено с возможностью предотвращения попадания газов из второй камеры в третью камеру,

причем камера газообмена выполнена с возможность удерживания картерных газов, проходящих из камеры сгорания через пространство между поршневым штоком и элементом, охватывающим поршневой шток.

33. Двигатель по п. 32, дополнительно содержащий: перегородку между второй камерой и третьей камерой, при этом

уплотнение выполнено в отверстии в перегородке и

поршневой шток лишен возможности движения в направлении, перпендикулярном к указанной оси.

34. Двигатель по п. 32, дополнительно содержащий: кольцевой элемент, выполненный в камере газообмена.