CN103620187A - 具有非共线平移轴的对置活塞发动机 - Google Patents

Abstract

一种对置活塞内燃机，其可以包括两个对置活塞(104、110)，所述对置活塞(104、110)沿着各自的非共线平移轴(202、204)往复运动。第一和第二气缸孔(502、504)可以以一定夹角(a)彼此倾斜。燃烧容积或燃烧室(114)可以至少部分地通过所述第一和第二活塞(104、110)的活塞顶(102、106)选择性界定，所述第一和第二活塞(104、110)在所述第一和第二气缸孔(502、504)内各自作往复运动。本发明描述了相关的方法、***和制品。

Description

具有非共线平移轴的对置活塞发动机

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月15日提交的名称为“Inclined Bore InternalCombustion Engine(斜孔内燃机)”的印度临时专利申请第1296／CHE／2011号和2011年9月19日提交的名称为“Opposed PistonEngine with Non-Collinear Axes of Translation(具有非共线平移轴的对置活塞发动机).”的美国临时专利申请第61／536,401号的优先权。本申请还与颁布的美国专利第7,559,298号、美国专利第7,921,817号和美国专利申请公开第2010／0212622号有关。本段引用的各文件公开内容在相应专利法许可的程度内通过引用整体并入本文。

技术领域

本文描述的主题一般涉及内燃机，且更具体地涉及对置活塞发动机，在对置活塞发动机中，燃烧容积或燃烧室至少部分地通过两个对置活塞的活塞头或活塞顶界定，所述两个对置活塞沿着两个气缸孔内的平移轴往复运动，所述两个气缸孔相对于彼此倾斜。

发明背景

内燃(IC)机用于多种应用场合，包括向车辆和其它机械提供动力。典型的、常规的内燃机包括具有一个或多个气缸孔的发动机缸体或发动机本体、在每个气缸孔内作往复运动的活塞、至少一个气口、至少一个气门、至少一个曲轴(用作驱动轴)和至少一个连杆。往复运动通过加注的燃烧混合气在内燃机的燃烧容积或燃烧室内燃烧产生的燃烧产物的膨胀传递到活塞，所述燃烧混合气可以包括，例如，燃料(例如汽油、柴油、天然气、氢气、液化石油气等)和氧化剂(例如空气、氧气等)。通过将各个活塞连接至曲轴的连杆，可以将内燃机内一个或多个活塞的往复运动转化为至少一个曲轴的旋转运动。在轮式车辆中，曲轴的运动可以通过传动系传输到车轮。

通过在气缸内作往复运动的活塞的上表面或活塞顶、气缸孔壁和固定的气缸盖，可以在各个气缸中形成燃烧容积或燃烧室。具有气缸盖的多缸内燃机的一个实例是直列式发动机，其中每个气缸孔的纵向中心轴线(亦称为气缸轴线)彼此平行且位于一个平面内，气缸盖亦然。在多缸发动机的其它实例中，例如“V”型发动机，气缸和在其中作往复运动的相应活塞排列于两个独立的平面或“列”内，使得其在垂直于曲轴轴线的横截面观察发动机时，与位于字母“V”的各臂顶部的气缸盖形成“V”形。仍在其它的实例中，例如平置式发动机，多个活塞可以在水平平面内运动，使得向外朝向排列于发动机外部周围的气缸盖发生活塞朝向其各自上止点位置的运动。

在内燃机中，内燃机的压缩比(其定义为燃烧容积或燃烧室的最大容积与燃烧容积或燃烧室的最小容积之比)与内燃机产生的功率有直接关系。燃烧容积或燃烧室的最大容积一般发生在活塞的下止点位置，而燃烧容积或燃烧室的最小容积(其也称为气缸孔的余隙容积)一般发生在活塞的上止点位置。如本文所用，术语“上止点”和“下止点”是指相对的，而非绝对的术语。例如，“上止点”是指活塞顶或活塞上表面距曲轴距离最远的活塞位置，活塞通过连杆或将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动的其它结构特征件连接到曲轴上。类似地，“下止点”是指活塞顶或活塞上表面距曲轴距离最近的活塞位置。另外，本文所用的术语排量是指内燃机气缸内的所有活塞在上止点和下止点之间单次运动所扫过的容积。

在典型的内燃机中，压缩比通常受结构特征的限制，例如燃烧容积或燃烧室的形状和气缸盖的形状。热量通过气缸盖发生转移和传导，从而导致内部容积的能量损失和效率降低。提高效率的一种方法是降低活塞的表面面积并增加活塞行程，活塞行程可定义为活塞在上止点位置和下止点位置之间运行过的距离，或通过连杆连接至活塞的偏心摆动件的摆圆直径。大的行程导致在活塞和发动机的其它部件上产生大的力，使得发动机只能以每分钟较低的转数运转并伴随相应的功率降低。常规内燃机中部分功率运转的效率也低于满功率运转，因为节气门部分开启会导致发动机明显的泵唧工作来吸取注入的新鲜空气和／或燃料。废气中的热量是一种能量损失，除了摩擦损失外还会导致效率降低，这种损失在常规内燃机中还可能非常高，尤其是作为轻负荷功率的百分比。

发明概要

一方面，对置活塞内燃机包括沿着发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴作往复运动的第一活塞、沿着发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴作往复运动的第二活塞、被配置以在第一活塞往复运动的影响下旋转的第一曲轴、和被配置以在第二活塞往复运动的影响下旋转的第二曲轴。第一活塞在第一上止点位置和第一下止点位置之间往复运动并包括第一活塞顶，且第二活塞在第二上止点位置和第二下止点位置之间往复运动并包括第二活塞顶。第二平移轴相对于第一平移轴以一定夹角倾斜。所述夹角有一个顶点，其离第一和第二上止点位置比离第一和第二下止点位置更近。发动机内的燃烧室至少部分地通过第一活塞顶和第二活塞顶界定。第一曲轴被布置为离第一下止点位置比离第一上止点位置更近，且第二曲轴被布置为离第二下止点位置比离第二上止点位置更近。

一个相关的方面，方法包括使第一活塞沿着对置活塞内燃机的发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴在第一上止点位置和第一下止点位置之间作往复运动、使第二活塞沿着发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴在第二上止点位置和第二下止点位置之间作往复运动、使第一曲轴在第一活塞往复运动的影响下旋转、和使第二曲轴在第二活塞往复运动的影响下旋转。第一活塞包括第一活塞顶，且第二活塞包括第二活塞顶。第二平移轴相对于第一平移轴以一定夹角倾斜。所述夹角有一个顶点，其离第一和第二上止点位置比离第一和第二下止点位置更近。对置活塞内燃机内的燃烧室至少部分地通过第一活塞顶和第二活塞顶界定。第一曲轴被布置为离第一下止点位置比离第一上止点位置更近，且第二曲轴被布置为离第二下止点位置比离第二上止点位置更近。

在本主题的一些变化中，可以以任何可行组合选择性包括以下一个或多个特征。发动机缸体可以选择性包括：第一和第二发动机缸体部分，其分别至少部分地界定第一和第二气缸孔；连接件，其被布置靠近夹角顶点。第一和第二发动机缸体部分可以选择性连接至连接件，其也可以至少部分地界定燃烧室。连接件内可以选择性布置点火元件，以为在燃烧室内形成并通过第一活塞和第二活塞各自朝向第一和第二上止点位置的往复运动而压缩的燃烧混合气提供点火源。夹角的顶点可以选择性布置在包括第一和第二曲轴的平面上。第一套筒式气门可以选择性与第一活塞相关联，以控制进气口的打开和关闭，从而允许将燃料和空气的至少一种输送至燃烧室。第一套筒式气门可以选择性至少部分地环绕第一气缸孔内的第一活塞并至少沿平行于第一平移轴的方向运动，以使得在第一关闭位置第一套筒式气门急于接触第一气门座。第二套筒式气门可以选择性与第二活塞相关联，以控制排气口的打开和关闭，从而允许将燃烧气体从燃烧室驱除。第二套筒式气门可以选择性至少部分地环绕第二气缸孔内的第二活塞并至少沿平行于第二平移轴的方向运动，以使得在第二关闭位置第二套筒式气门急于接触第二气门座。第一活塞顶和第二活塞顶的至少一个可以选择性包括成形区，所述成形区可以选择性包括朝向燃烧室的凹面。成形区的凹面也可以选择性至少部分地朝向夹角的顶点。夹角可以选择性大于0°并小于180°、选择性处于约130°至170°范围内或选择性为包括但不限于约160°的其它角度之一。

本文所述主题的一个或更多变化的详情结合附图和说明性实施例下面的描述进行阐述。通过描述和附图以及权利要求，本文所述主题的其它特征和优点将显而易见。包含于本说明书并作为其组成部分的附图与描述一起展示本文公开主题的某些方面，有助于解释与公开实施例有关的一些原理。为了说明的简化，参照具有单对对置活塞的发动机对符合本主题一个或多个实施例的不同特征在本文进行描述并在附图中示出。但是，对于其它发动机布置，包括具有两对或更多对对置活塞的发动机布置，也在本主题的范围内。

附图简述

包含于本说明书并作为其组成部分的附图与描述一起展示本文公开主题的某些方面，有助于解释与公开实施例有关的一些原理。在附图中，

图1是示出发动机设计的横截面视图的图，显示了其中两个对置活塞具有共线平移轴的对置活塞发动机的特征；

图2是示出发动机设计的横截面视图的图，显示了其中两个对置活塞具有非共线平移轴的对置活塞发动机的特征；

图3是示出发动机设计的等距视图的图，显示了其中两个对置活塞具有非共线平移轴的对置活塞发动机的特征；

图4是示出发动机设计的横截面视图的图，显示了其中两个对置活塞具有非共线平移轴的对置活塞发动机的特征；

图5是示出发动机设计的横截面视图的图，显示了其中两个对置活塞具有非共线平移轴的对置活塞发动机的特征；

图6是示出具有符合本主题实施例的一个或多个特征的方法的方面的工艺流程图；和

图7是示出具有符合本主题实施例的一个或多个特征的另一方法的方面的工艺流程图。

在本说明书和附图的实际应用中，相同的参考数字表示相同的结构、特征或元件。

具体实施方式

对置活塞几何结构可用于内燃机以最大程度或至少部分地降低在传统内燃机中常见的能量损失，提高压缩比，并从而提高产生的功率。在具有对置活塞几何结构的传统内燃机中，两个活塞共享一个共用气缸孔，或者换一种说法，即，两个对置活塞在其中往复运动的气缸孔在各自气缸孔之每一个的曲轴端的相对端进行连接。在这种传统对置活塞内燃机中，两个对置活塞在其中往复运动的气缸孔具有共线的纵向中心轴线，其在本文中也称为气缸轴线和活塞平移轴线。

对置活塞内燃机中的燃烧容积或燃烧室可以至少部分地通过两个相向活塞的上表面或活塞顶界定。这种发动机的燃烧容积或燃烧室可以进一步通过容纳两个对置活塞的两个连接的气缸孔界定，选择性地通过其上连接有至少部分界定两个气缸孔的发动机缸体部分的连接件或其它功能件界定，选择性地通过与两个对置活塞相关联以控制一个或多个气口的打开和关闭的一个或多个套筒式气门界定。一个或多个气口可以包括，例如，允许向燃烧容积或燃烧室输送燃料和空气或一些其它氧化剂中的至少一种以形成燃烧混合气的进气口，允许从燃烧容积或燃烧室驱除燃烧气的扫气口或排气口，等等。这种发动机可以包括至少连接的两个气缸孔，并且两个气缸孔的纵向中心轴线(也称为气缸轴线)一般一致。

两个气缸孔内的活塞通过各自的连杆分别连接到两个独立曲轴中的一个，曲轴定位于靠近各自气缸孔的曲轴端。来自一个曲轴的能量可以通过使用曲柄系总成加至另一曲轴的能量，曲柄系总成可以，例如，提供于两个曲轴之间并布置在发动机一侧。这种曲柄系总成可以包括多个齿轮并可以填充两个曲轴之间的间隙。或者，可以使用一根或多根皮带、链条、螺杆传动、齿轮轴等来耦接两个独立的曲轴。在发动机循环期间，燃烧容积或燃烧室的尺寸发生变化，从活塞位于各自气缸孔的燃烧端(例如位于各自的上止点位置)时的最小尺寸变化至活塞位于各自气缸孔的曲轴端(例如位于各自的下止点位置)时的最大尺寸。

如图1所示，其示出了描述以下机构特征的示意图：传统对置活塞发动机100，第一活塞104的第一活塞顶102，第二活塞110的第二活塞顶106，和气缸孔的孔壁112，所述气缸孔一般至少部分界定燃烧容积或燃烧室114，燃烧混合气通过经由一个或多个进气口116和选择性地经由一个或多个直接燃油喷射器(未示出)输送氧化剂和燃料来提供至所述燃烧容积或燃烧室114，且燃烧后的燃烧气经由一个或多个排气口120从所述燃烧容积或燃烧室114排出。对置活塞发动机的一个方法包括使用套筒式气门122、124来控制流经一个或多个进气口116和一个或多个排气口120的流量。套筒式气门122、124可以至少沿平行于活塞104、110的平移轴126的方向运动，且在一些实施例中可以被配置以使得在关闭位置所述气门均急于接触各自的气门座128、130，所述气门座可以选择性地为连接发动机缸体两部分的中心环或其它连接件132的一部分，所述发动机缸体的两部分均至少部分界定气缸孔孔壁112的一部分。套筒式气门122、124的其中一者或两者可以与对置活塞104、110中的一个相关联，并且可以至少部分地环绕与之相关联的活塞104、110。

在火花点燃式发动机中，中心环或其它连接件132或其等效物还可以为一个或多个点火元件134(其可以为，例如，一个或多个火花塞)提供通道，以为形成于燃烧室内并通过第一活塞和第二活塞各自朝第一活塞104和第二活塞110的第一和第二上止点位置的往复运动进行压缩的燃烧混合气提供点火源。每个活塞104、110可以例如通过各自的偏心摆动轴承140、142连接至各自的曲轴136、138，所述偏心摆动轴承通过各自的连杆144、146连接至活塞。

除本文所示和描述的实施例之外，对置活塞发动机还可以采用除套筒式气门外的其它气门。例如，可以在中心环或其它连接件132中布置一个或多个提升气门。在采用一个或多个套筒式气门的其它实施例中，所述一个或多个套筒式气门可以持续或半持续运动的方式运动，所述运动可以包括围绕活塞104、110的平移轴126的旋转运动和沿平行于上述活塞平移轴126的方向的平移运动中的一者或两者。

尽管共享图1中讨论的一种或多种特征的对置活塞发动机表现出许多优点，但这种布置也出现一些困难。例如，在具有小排量的发动机或具有小的界定于两个对置活塞104、110之间的最小尺寸燃烧室或燃烧容积114的发动机中，其中两个活塞104、110共享一个共用平移轴126的气缸孔的直线布置在放置点火元件134时可能存在挑战。在位于活塞104、110的上止点位置的活塞顶102、106之间，可能不存在将一个或多个点火元件134放置于连接件132中的空间。一种具有小气缸直径的小发动机可有助于仅利用一个点火元件134获得合理的火焰传播距离。但是，在两个活塞104、110沿着共用平移轴126移动的传统发动机几何结构中，延长活塞104、110之间的距离以装配传统火花塞或相似尺寸的点火元件134可能对压缩比和燃烧容积或燃烧室114的表面积均会产生不利影响。

对置活塞104、110的完全共线布置还可能导致具有实质宽度的发动机容纳两个偏心摆动轴承140、142和位于对置活塞104、110之每一者的下止点位置外侧的各自曲轴136、138。因为气缸孔的端对端定位，这种发动机一般长于同等排量的非对置活塞发动机，并因而可能比较笨重。两个曲轴136、138以及与各自气缸孔外端附近的两个曲轴136、138相关联的其它运动及支撑结构特征件的存在可能至少增加发动机的重量，因为还可能需要具有大尺寸和重量的结构元件来支撑两个曲轴136、138并通过传动系或连接两个独立曲轴总成的其它机构将对置活塞104、110的运动传递至车辆驱动轴。本文中使用术语“曲轴总成”来指另外的移动和支撑结构特征件，其包括但不限于分别与两个曲轴136、138中的每一个相关联的偏心摆动轴承140、142。发动机100的尺寸和重量中一者或两者的增加可能增加总体尺寸和／或重量，并因而降低车辆的燃油经济性。

另外，对于具有共线气缸孔和共用平移轴126(活塞104、110沿其往复运动)的对置活塞发动机100的封装，通常以发动机100的中心轴线几乎平行于车辆(例如，二轮车辆)中心轴线的方式来进行。作为这种封装的结果，发动机100的某些零件中的发动机机油可能在重力的影响下无法流动。相反地，在一些实施例中，可能需要独立的泵来润滑和冷却发动机100的不同零件。由于上述封装和车辆内发动机100的定向，以及润滑油从气缸孔的孔壁112和发动机100的其它内部部件的排出(例如发动机停机后)可能低于理想值，在活塞104、110的底部还可能发生机油淤塞。流过一个或多个活塞环(其在活塞104、110中的每一个周围形成密封)进入燃烧容积或燃烧室114的润滑油可能会发生一些聚积或渗漏。作为这种渗漏的结果，润滑油在发动机运转期间可能经历燃烧，造成当发动机100起动时冒烟或机油蒸发，其可能导致性能下降(尤其在起动时)、机油消耗增加(其可能导致更频繁的保养要求)、污染物排放增加(其可能导致无法满足关于污染控制的各种标准和政策)等等。

为了利用当前具有的解决方案解决上述及潜在的其它问题，或提供一种或多种其它优点或益处，本主题提供的一个或多个实施例可能涉及对置活塞发动机布置，其中形成燃烧容积或燃烧室114一部分的两个对置活塞104、110不共享共用(例如共线)平移轴。两个对置活塞104、110还彼此相背运动，并且它们各自的上表面或活塞顶102、106均部分界定单一、共用燃烧容积或燃烧室114的一部分，所述燃烧室的容积在两个对置活塞位于其各自的上止点位置时被压缩至或接近于最小容积。但是，与其中轴线(两个对置活塞在往复运动期间沿所述轴线平移)为共线的传统对置活塞发动机(例如图1所示的发动机100)不同，在本主题的实施例中，两个轴线相对于彼此以大于0°且小于180°的角度倾斜。如以下更加详细的讨论，上述角度可以在由两个对置活塞104、110的平移轴线界定的平面内进行测量。

一般地，在本主题的实施例中，斜孔对置活塞发动机可以包括彼此以一定夹角(例如在两个气缸孔(其分别定义在气缸孔内往复运动的两个活塞104、110的平移轴线)的非共线轴线的共用顶点形成的角度)倾斜并选择性地通过中心件或连接件132分离的第一气缸孔和第二气缸孔。中心件或连接件132可被布置靠近夹角的顶点并且可以选择性地连接至分别至少部分限定第一和第二气缸孔孔壁112的第一和第二发动机缸体部分。在以下更加详细讨论的一些实施例中，两个对置活塞104、110中至少一个的上表面或活塞顶102、106可以包括成形区，所述成形区可以选择性地界定凹面使得凹面朝向形成于两个活塞顶之间的燃烧容积或燃烧室。

图2示出了具有符合本主题至少一个实施例特征的对置活塞发动机200的示意图。与图1所示以及上述讨论的对置活塞发动机100不同，发动机200不包括对置活塞104、110均沿其往复运动的共用平移轴126。相反，第一活塞104具有第一平移轴202，且第二活塞110具有第二平移轴204。两个平移轴线202、204可以彼此以一定夹角布置。在图2的发动机200中，中心件或连接件132在发动机缸体的一侧可以大于其在发动机缸体的另一侧。如图2所示，如果两个平移轴线202、204形成倒“V”形，在中心件或连接件132朝向远离布置有两个曲轴136、138的平面的一侧，中心件或连接件132在连接的气缸孔之间可以具有更大的面积。在图2的视图中，在至少部分界定两个气缸孔的发动机缸体部分之间，中心件或连接件132在该中心件或连接件132的上部具有比在其下部更大的长度。中心件或连接件132更大的面积可以提供额外的间隙来放置一个或多个点火元件134，以使火花塞或其它点火元件134的点火尖端在两个活塞104、110各自的上止点位置与两个活塞顶102、106之间有充分距离。两个套筒式气门122、124中的每一个均可以至少沿平行于各自活塞104、110的平移轴线202、204的方向运动，以使得在关闭位置各套筒式气门122、124急于接触各自的气门座128、130，所述气门座可以为连接发动机缸体两部分的中心环或其它连接件132的一部分。

应注意，尽管图2所示为一个点火元件134，但具有一个以上点火元件(例如多火花塞)的发动机也在本主题的范围内。在另外的实施例中，如果发动机200为柴油机或直接将燃料或燃料-空气混合气喷入燃烧容积或燃烧室114的其它发动机，点火元件134可以另为柴油喷射器或直接喷射燃料或空气／燃料的其它喷射机构，所述喷射机构位于图2所示点火元件134的相似位置。

与图2的上述讨论一致，在包含对置活塞104、110的两个气缸孔的接合点(例如在曲轴136、138之间的半程点或在夹角α的顶点或其附近)形成的燃烧容积或燃烧室114的横向中点可以转移至包含两个曲轴136、138的平面之外。术语横向中点是指与对置活塞发动机的两个曲轴136、138中的每一个距离相等并且位于燃烧容积或燃烧室114之内的位置。作为一个说明性实施例，如果包含两个曲轴136、138的平面为水平面，燃烧容积或燃烧室114的横向中点可以高于或低于包含两个曲轴136、138的平面。本上下文中相对术语“高于”的使用应理解为用于说明对于包含两个曲轴136、138的平面，在该平面位于两个曲轴136、138之间的部分，被垂直布置于夹角顶点的下方。例如，即使包含两个曲轴136、138的平面不水平(例如平面相对于水平面以某些角度倾斜)，只要从顶点向下垂直延伸的线与平面相交，就可认为夹角的顶点“高于”平面。

与传统直列式对置活塞发动机布置相比，这种弯曲或倾斜的发动机布置可以使两个对置活塞104、110的活塞顶102、106的一部分靠得更近，同时使活塞顶102、106中每一个的另一部分离得更远，例如在图1所示的发动机中所展示。活塞间距提供的更大开口可允许使用传统火花塞134，即使在用于放置火花塞134的总体空间或间隙可能非常有限的小排量发动机中。

应注意，尽管具有独立部分(其至少部分界定与两个对置活塞104、110(其通过中心环或其它连接件132连接)中的每一个相关联的气缸壁112)的发动机缸体可以提供例如易于构造和组装的优点，但其它发动机缸体布置也在本主题的范围内。例如，中心环或其它连接件132可以形成作为前述发动机缸体两部分的一部分，而非独立的第三部分。发动机缸体可以具有任何数量的部分，这些部分可通过多种连接方式中的任何方式进行连接来构造完整的气缸体。

图3示出了具有符合本主题一个或多个特征的发动机300的等距视图。如图3所示，连接件132被提升至其中布置有两个曲轴136、138的平面之外，以使两个对置活塞104、110的平移轴线202、204(图3中未标记)不共线。位于中心件或连接件132较大侧(例如朝向远离包含两个曲轴136、138的平面的中心件或连接件132侧)的点火元件134在活塞顶102、106之间具有足够间隙。在发动机300示出的一个实施例中，第一曲轴136可以包括第一曲轴齿轮302且第二曲轴138可以包括第二曲轴齿轮304，所述第一曲轴齿轮302和第二曲轴齿轮304通过一个或多个凸轮轴齿轮306、308和／或其它中间齿轮连通两个曲轴136、138的运动。在这种布置中，第一曲轴136和第二曲轴138中的一个可以为车辆驱动轴或车辆传动系的其它部分。相对于图1中的发动机100，发动机300的弯曲布置降低了第一曲轴136和第二曲轴138之间的总体长度，从而降低了发动机的体积、质量和惯量。另外，通过使第一曲轴136和第二曲轴138靠得更近可使连接两个驱动轴的传动系需要的部件更少或更小，从而可以减少发动机设计中的多个结构。

图4示出了具有符合本主题实施例特征的发动机400的横截面图。在该实施例中，一个或两个活塞顶102、106可以包括各自的成形区402、404，所述成形区被设计以在燃烧容积或燃烧室114中的燃烧混合气压缩期间导致发生“挤压”作用。这些形成于活塞顶102、106中的一个或两个上的成形区402、402在一些实施例中可以界定凹面，以使凹面朝向形成于两个活塞顶102、106之间的燃烧容积或燃烧室114。成形区402、404的凹面还可以选择性地朝向夹角α的顶点。例如，在活塞顶102、106中的一个或两个上的成形区402、404的凹面可以至少部分地朝向中心件或连接件132的一部分，所述中心件或连接件在连接的气缸孔之间具有更大的面积，以使燃烧容积或燃烧室114优先形成于靠近具有更大面积的中心件或连接件132的该部分。

在一个实施中，当两个对置活塞104、110位于其各自的上止点位置时，曲线或其它形状的一个或多个曲面活塞顶轮廓至少协同中心连接件132的内壁表面可以大体界定半球形燃烧容积或燃烧室114。在活塞顶102、106距离最近时(例如两个对置活塞104、110中的一个或两个位于其各自的上止点位置时，或燃烧室或燃烧容积114中的气体处于最大压缩状态时)出现的燃烧容积或燃烧室114的最小区域可以产生紊流，并推动所有或大部分燃烧混合气靠近点火元件134(例如在包括一个或多个点火元件134的发动机中)，从而缩短火焰传播距离并加速燃烧。在其它实施例中，活塞顶102、106中一个或两个上的曲面或其它形状的轮廓可以至少部分地形成形状类似于四分之一球体的燃烧容积或燃烧室114。应理解，其它形状，包括但不限于椭圆形、锥形、斜顶形等等，也在本主题的范围内。

图5示出了具有类似于上述特征的至少某些特征的斜孔内燃(IC)机500的横截面视图。发动机500为包括气缸体的双缸内燃机，所述气缸体至少部分界定第一气缸孔502和第二气缸孔504。在该实施例中，气缸体还包括分离第一气缸孔502和第二气缸孔504的中心连接件132。气缸体可以选择性地形成为具有第一气缸孔502、第二气缸孔504和连接件132的单一部件。或者，气缸体可以形成为多个气缸体部分，多个气缸体部分具有形成于其中的气缸孔502、504和位于气缸体部分之间的连接件132。

在一些实施例中，第一气缸孔502和第二气缸孔504彼此倾斜。在一个实施例中，第一气缸孔轴线202和第二气缸孔轴线204彼此倾斜，使得第一气缸孔轴线202和第二气缸孔轴线204之间的夹角α小于180°。应理解，参照图5讨论的第一和第二气缸孔轴线202、204相当于在各自的第一和第二气缸孔502、504内往复运动的第一活塞104和第二活塞110的平移轴线202、204。在多个实施中，夹角α可为约170°、约160°、约150°、约140°等等。在其它实施中，夹角α可介于约130°至170°的范围、约120°至160°的范围等等。其它夹角a也在本主题的范围内并适用于本文描述的任何发动机布置，包括但不限于参照图2、图3和图4所描述的那些布置。夹角α可以理解为第一气缸孔502的第一气缸孔202和第二气缸孔504的第二气缸孔204之间形成的角，例如如图5所示从第二气缸孔204沿逆时针方向所测量。如上所述，本实施例中的第一气缸孔202和第二气缸孔204也可以分别理解为第一和第二活塞104、110的平移轴线202、204。

第一曲轴箱(图5中未示出)可以布置在第一气缸孔502的曲轴端。第一曲轴箱可以容纳第一曲轴136，所述曲轴可以通过第一连杆144连接至在第一气缸孔502内往复运动的第一活塞104。类似地，第二曲轴箱(图5中未示出)可以布置在第二气缸孔504的第二曲轴端。第二曲轴箱可以容纳第二曲轴138，并可以通过第二连杆146连接至第二活塞110。第二活塞110可以在第二气缸孔504内往复运动。

第一套筒式气门122的第一套筒和第二套筒式气门124的第二套筒可以分别布置在第一气缸孔502和第二气缸孔504内。第一和第二套筒式气门122、124各自可以分别作为第一气缸孔502和第二气缸孔504的衬套。例如，第一套筒式气门122和第二套筒式气门124可以布置在各自的气缸孔502、504内，以使套筒式气门122、124可以在各自的气缸孔502、504内沿着气缸孔或各自活塞104、110的平移轴202、204的方向滑动。发动机500可以选择性地包括第一致动器总成506(图5中部分示出)和第二致动器总成510(图5中部分示出)，以分别致动第一套筒式气门122和第二套筒式气门124。

在一个实施中，第一致动器总成506可以包括第一摇臂总成和第一凸轮(图5中未示出)。第一凸轮可以安装在第一凸轮轴512上。第一凸轮轴齿轮306可以为耦接至第一凸轮轴512的齿轮系的一部分，以为第一凸轮轴512并从而为第一凸轮提供驱动。在一个实施例中，第一凸轮轴齿轮306还可以耦接至第一曲轴136，以为第一凸轮轴512提供驱动。第一曲轴136可以选择性地包括第一曲轴齿轮302，所述第一曲轴齿轮直接啮合第一凸轮轴齿轮306以驱动第一凸轮轴512。或者，第一曲轴136上的第一凸轮轴齿轮306可以啮合齿轮系中的一个或多个其它中间齿轮，以至少部分地通过第一曲轴136间接驱动。如此，第一凸轮轴136驱动第一凸轮，从而致动第一摇臂。其后，第一摇臂致动第一气缸孔502内的第一套筒式气门122。

第一套筒式气门122可以包括一个或多个进气孔(图5中未示出)，以允许将加注的空气、燃料或待喷入的空气／燃料混合气输送到第一气缸孔502。气缸体可以包括连接至发动机500的供油***或空气供应***(图5中未示出)的一个或多个进气口116。在一些实施例中，供油***可以包括用于向燃烧容积或燃烧室114供应燃油的化油器、燃油喷射***或其它***或装置。空气供应***或燃油供应***可以包括用于将空气输送至燃烧容积或燃烧室114的一个或多个空气歧管等。经由第一致动器总成506对第一套筒式气门122的致动，可以通过第一套筒式气门122的移动来调节进气口116的打开和关闭。在一个实施例中，进气口的打开和关闭可以通过第一致动器总成130致动第一套筒式气门122来实现，所述致动可以对正第一套筒式气门122内的进气孔和进气口116以开启一个或多个进气口116并允许空气或预混合的燃烧气进入第一气缸孔502。第一套筒式气门122可以选择性地在一端被弹簧加载以保持进气口116关闭直至第一套筒式气门122被致动以打开进气口116。在选择性变化中，一个或多个进气口的关闭可以通过第一套筒式气门122的密封唇口急于接触气门座的密封表面来产生，所述气门座可以形成为中心件或连接件132的一部分，或作为布置于中心件或连接件132附近或连接于其上的独立件。

与上述方式类似，第二致动器总成510实现第二套筒式气门124的致动。第二致动器总成510可以选择性地包括第二摇臂总成和第二凸轮(图5中未示出)。第二凸轮可以安装在第二凸轮轴514上，第二凸轮轴可以选择性地至少部分地通过齿轮系由第一曲轴136驱动。在另一个实施例中，第二凸轮轴514可以至少部分地通过在第二活塞110运动的影响下第二凸轮轴138的转动来驱动。例如，第二曲轴齿轮308可以啮合齿轮系144中的一个或多个中间齿轮以驱动第二凸轮轴514。在另一个实施例中，第二曲轴齿轮304可以直接啮合第二曲轴齿轮308以驱动第二凸轮轴514。

第二套筒式气门124可以选择性地包括一个或多个排气孔(图5中未示出)，所述排气孔与气缸体中的一个或多个排气口120对正以开启排气口120并允许第二气缸孔504中的燃烧产物排出。与参照第一套筒式气门122描述的方式类似，第二套筒式气门124中排气孔与排气口120的对正可以通过第二致动器总成510来实现。

第一致动器总成506和第二致动器总成510可以协同齿轮系提供发动机500平稳且几乎无噪音的运转。这种特征还有助于实现发动机500的轻质化和紧凑布局。在其它实施例中，第一致动器总成506和第二致动器总成510可以包括电磁致动器、齿轮齿条式致动器或其它类型的致动器。

在一个实施中，第一曲轴136可以啮合第二曲轴138，例如通过图5所示的齿轮系。符合本主题的实施例的发动机可以如下方式安装在车辆的车身上，例如，让齿轮系的布置使得齿轮系内多个齿轮的轴线垂向低于发动机500的第一气缸孔轴线202和第二气缸孔轴线204。本实施例中的垂直定位有关于支撑车辆的道路或其它表面，并假定发动机在车内如下定向，即包含第一和第二曲轴136、138的平面定向为大体平行于车辆的轴距平面，且两个对置活塞104、110朝上的两个平移轴线202、204高于包含第一和第二曲轴136、138的平面。采取这种齿轮系定位，发动机的重心可以保持相对低位并靠近支撑车辆的平面。作为发动机重心低的结果，可以提高车辆运行时的稳定性。

第一曲柄偏心距可以选择性提供于第一活塞104与第一曲轴136之间，且第二曲柄偏心距可以提供于第二活塞110与第二曲轴138之间。第一曲柄偏心距和第二曲柄偏心距可以选择性介于约2毫米(mm)至8毫米范围内。在一个实施例中，第一曲柄偏心距和第二曲柄偏心距可为约5毫米。活塞104、110中的每一个及其各自的曲轴136、138之间的曲柄偏心距可以降低活塞104、110及各自的曲轴136、138之间的接合点上的负荷，并在符合本主题实施例的发动机运转时降低活塞104、110与气缸壁112之间的摩擦，从而降低活塞引起的摩擦。另外，这种曲柄偏心距可以降低发动机中的机油翻腾。第一曲柄偏心距和第二曲柄偏心距可以选择性以下述方式提供，即，第一曲轴136的旋转方向与第二曲轴138的旋转方向相反。这种第一曲轴136与第二曲轴138相反的旋转方向可以降低发动机的变化并提高其上装有发动机的车辆的运行品质。

如上所述，一个或多个点火元件134可以布置在符合本主题实施例的发动机的燃烧容积或燃烧室114内，或以其它方式提供于所述燃烧容积或燃烧室的入口处，以实现燃烧容积或燃烧室114内压缩气的燃烧。在一个火花点火发动机的实施例中，点火元件134可以为火花塞。点火元件134可以选择性布置于连接件132的侧壁中的贯通开口内。在一些实施例中，一个或多个点火元件134可以如下方式布置于燃烧容积或燃烧室114内，即，可实现燃烧容积或燃烧室114内的进气几乎完全燃烧。应理解，可以在符合本公开主题的燃烧容积或燃烧室114内提供任何数量的点火元件134，以实现燃烧容积或燃烧室114内的进气几乎完全燃烧。

或者，在一个压缩点火发动机(例如柴油机、均质进气压缩发动机等)的实施例中，本说明多个附图中所示的点火元件134可为柴油喷射器，例如，如果内燃机为柴油机而非火花点燃发动机；或者点火元件134可为预混合燃油喷射器，例如，如果符合本主题实施例的发动机为均质进气压缩发动机。也可以选择性包括一个预热塞，以例如在寒冷天气下帮助压缩点火发动机起动。一个或多个预热塞可定位于喷油器的某些距离，以便在喷射时燃油可喷至其上。柴油喷射器可方便地定位于燃烧容积或燃烧室114的中心附近。但是，根据燃烧容积或燃烧室114的尺寸，柴油喷射器或预混合燃油喷射器也可以选择性定向于燃烧容积或燃烧室114的其它地方。

符合本主题实施例的发动机还可以包括向发动机500的多个零件(例如，向气缸体，向第一和第二曲轴136、138等)供应机油的机油泵。机油泵可以选择性向发动机的多个零件提供机油以便润滑和冷却零件。在一些实施例中，机油泵可以安装在气缸体的下侧(例如如图5所示朝向发动机的下侧)，并可以选择性通过第一曲轴136、第二曲轴138中的任一个驱动，甚或通过第一或第二凸轮轴齿轮306、308驱动，或通过符合本主题实施例的发动机的一个或多个其它元件驱动。机油池(图5中未示出)可以选择性形成于气缸体的下侧以积蓄机油。通过将机油泵和机油池定位于发动机气缸体的下侧，即使在机油池中的机油油位较低时，也可以向发动机的多个零件提供充分的机油供应。

符合本主题一个或多个实施例，例如选择性包括本文讨论的发动机200、300、400或500中的任何发动机，中心件或连接件132可以形成为中空气缸，所述中空气缸在其两端的任一端具有相对的端部表面。中心件或连接件132的这些端部表面可以临近各自发动机缸体件的各自连接端部表面，例如形成第一气缸孔502和第二气缸孔504的发动机缸体件。相应地，中心件或连接件132的这些端部表面可以选择性彼此以180-α的角度倾斜。在参照发动机500或图5的一个实施例中，形成第一气缸孔502和第二气缸孔504的各自发动机缸体件的连接端部表面可以垂直于各自的第一气缸孔轴线202和第二气缸孔轴线204，以使得当各连接端表面接合连接件132的各自端部表面时，第一气缸孔轴线202和第二气缸孔轴线204界定夹角α。

图6示出了展示符合本主题一个或多个实施例的方法特征的工艺流程图600。在602中，燃烧混合气(例如包括空气或其它氧化剂和燃料)被提供于对置活塞内燃机的燃烧容积或燃烧室114内。在多个实施例中，空气或者空气和燃料可以通过一个或多个进气口116提供。燃料可以选择性或另外通过另一进口提供或以气态或液态直接喷射到燃烧容积或燃烧室114中，例如以下述参照图7的方式。流经一个或多个进气口116的流量可以通过第一套筒式气门122的运动进行控制。在604中，燃烧混合气通过两个对置活塞104、110的运动进行压缩，所述两个对置活塞均沿着独立的非共线平移轴202、204在各自的气缸孔502、504内运动。压缩的燃烧混合气在606被点燃，例如通过位于连接件132中的至少一个点火元件134(例如至少一个火花塞)，气缸的两部分在所述连接件处进行连接。或者，如果发动机为柴油机或在其中燃料直接喷入燃烧容积或燃烧室114的其它发动机，燃料可以通过位于以下参照图7讨论的连接件内的柴油喷射器来提供。点火的混合气膨胀后，排气口120在610中通过第二套筒式气门124的运动被打开，以使得燃烧的混合气可以在活塞104、110再次朝向彼此运动时被驱出燃烧容积或燃烧室114。

图7示出了展示符合本主题一个或多个实施例的方法特征的工艺流程图700。在702中，空气或一些其它氧化剂通过一个或多个进气口116提供至对置活塞内燃机的燃烧容积或燃烧室114内。流经一个或多个进气口116的流量可以通过第一套筒式气门122的运动进行控制。燃料在704中通过喷射器直接供应到燃烧容积或燃烧室114，所述喷射器可以选择性为符合在共同拥有和共同待决的美国临时申请第71／391,487号(名称为“Direct Injection Techniques and TankArchitectures for Internal Combustion Engines with Pressurized Fuels(具有加压燃料的内燃机的直接喷射技术和油箱结构)”)中讨论的柴油喷射器或压缩燃油喷射器，所述申请的公开内容通过引用并入本文。在704中用于输送燃料的喷射器可以位于连接件132内，在所述连接件内界定各自的气缸孔502、504的发动机缸体的两部分被连接，例如在类似于图2、图3、图4或图5所示的点火元件134的位置。或者，在利用压缩燃料(例如压缩天然气、液化石油气、氢气等)运转的发动机(其可能需要火花塞或其它点火元件或点火源以使燃烧容积或燃烧室114内的空气-燃料混合物开始燃烧)中，点火元件134可以位于图2、图3、图4或图5所示的位置，并且另外的直接喷射口可以位于别处以将压缩燃料输送至燃烧容积或燃烧室114。在706中，燃烧混合气通过两个对置活塞104、110的运动进行压缩，所述两个对置活塞均沿着独立的非共线平移轴202、204在各自的气缸孔502、504部分内运动。压缩的燃烧混合气在710中被点燃。点火的混合气膨胀后，排气口120在712中通过第二套筒式气门124的运动被打开，以使得燃烧的混合气可以在活塞104、110再次朝向彼此运动时被驱出燃烧容积或燃烧室114。

本文描述的本主题的实施例可以提供一个或多个优点。例如，可以在对置活塞发动机中提供额外空间以便能够使用一个或多个点火元件134，例如传统火花塞。活塞顶102、106可被设计以增强“挤压”区的形成，所述“挤压”区可以导致燃烧容积或燃烧室114内的空气-燃料混合气被推近点火元件134，同时产生紊流以增强空气-燃料混合气的燃烧。另外，如果非共线平移轴202、204形成的“V”形被布置为使得“V”形的顶点相对于路面或车辆被支撑或运行于其上的其它表面朝上(例如形成倒“V”形)，当发动机停机以及或者驻车时，每个气缸孔502、504被布置为斜坡向下以使得发动机停机时气缸孔502、504内残留的机油将因重力而排出。气缸孔502、504的孔壁112上残留的机油可以排回曲轴箱，从而可能消除或至少降低发动机起动时可能发生的冒烟或机油蒸发故障。

另外，尽管本文讨论的一个或多个特征对于火花点燃式发动机可以提供点火元件或火花塞放置方面的优点，但非火花点燃式发动机利用对置活塞发动机中活塞104、110的平移轴线202、204的非共线布置也可以实现一个或多个优点。柴油喷射器可以取代点火元件以直接将燃料提供到燃烧容积或燃烧室114内。尽管用柴油喷射器取代点火元件134可能在较小排量发动机中不会产生有关间距方面的问题，但在倾斜发动机几何结构中通过挤压区产生的额外紊流却是有利的。而且，柴油喷射器一般也是相对昂贵的发动机部件。利用本文描述的一个或多个特征可以降低对多个喷射器的需要，从而大幅节省成本。

而且，符合本主题实施例的发动机布置可以提供优异的效率特性，例如当结合符合美国专利第7,559,298号和美国专利第7,921,817号描述的***、方法、制品和特征使用时。套筒式气门122、124的实例可以包括但不限于美国专利申请公开No.US2010／0212622号中描述的那些气门。由于第一和第二活塞104、110的相向关系，对于第一和第二活塞104、110中任一活塞均没有透过其可能发生热量逃逸的气缸盖。对置活塞104、110之间的相向关系因而有助于储留热能，并相应地提高效率。另外，两个对置活塞104、110相比于燃烧容积或燃烧室114的容积可以具有相对较小的直径，从而形成相对较小的表面积与容积比，其可进一步帮助降低热量损失。活塞顶102、106的表面积的减小一般(例如在不具有对置活塞几何结构的传统发动机中)对应于活塞104、110的冲程的增加以获得相同的排量。但是，由于例如那些本文描述的对置活塞发动机包括两个曲轴136、138(其每一个均通过各自的偏心摆动轴承140、142和连杆144、146连接到对置活塞104、110的其中一个上)，所以对置活塞104、110中每一个的冲程可为具有相同排量的单活塞布置所需冲程的大约一半。由于对置活塞104、110相对较短的冲程长度，具有本文描述以及附图所示特征的对置活塞发动机能够以每分钟更高的转数运转，并产生比仅提供单活塞的布置更高的功率。因为压缩通过彼此靠近的各自气缸孔中活塞的运动在活塞104、110之间来实现，所以这种发动机一般可以具有高的压缩比。因此，这种发动机能够产生高的每单位气缸容积功率。

前文描述中所述的实施例不代表符合本文所述主题的所有实施例。相反，它们仅是符合关于所述主题方面的一些实施例。尽管本文已经详细描述了一些变化，但其它改变或增添仍有可能。尤其是，除了本文所阐述，可以提供更多的特征和／或变化。例如，以上描述的实施例可以包括公开特征的多种组合和子组合和／或本文公开的那些进一步的一个或多个特征的组合和子组合。另外，在附图中描绘的和／或本文描述的逻辑流程无须要求所示的特定顺序、或连续顺序来实现所需结果。上述权利要求书的范围可以包括其它实施例或实施方案。

Claims (24)

1.一种对置活塞内燃机，其包括：

第一活塞，其沿发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴往复运动，所述第一活塞在第一上止点位置和第一下止点位置之间往复运动，所述第一活塞包括第一活塞顶；

第一曲轴，其被配置以在所述第一活塞的所述往复运动的影响下旋转，所述第一曲轴被布置为离所述第一下止点位置比离所述第一上止点位置更近；

第二活塞，其沿所述发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴往复运动，所述第二活塞在第二上止点位置和第二下止点位置之间往复运动，所述第二平移轴相对于所述第一平移轴以一定夹角倾斜，所述夹角具有离所述第一上止点位置和所述第二上止点位置比离所述第一下止点位置和所述第二下止点位置更近的顶点，所述第二活塞包括第二活塞顶，所述第二活塞顶和所述第一活塞顶至少部分界定所述对置活塞内燃机内的燃烧室；和

第二曲轴，其被配置以在所述第二活塞的所述往复运动的影响下旋转，所述第二曲轴被布置为离所述第二下止点位置比离所述第二上止点位置更近。

2.根据权利要求1所述的对置活塞内燃机，其中所述发动机缸体包括分别至少部分界定所述第一气缸孔和第二气缸孔的第一发动机缸体部分和第二发动机缸体部分，和被布置靠近所述夹角的所述顶点的连接件，所述第一发动机缸体部分和第二发动机缸体部分连接至所述连接件，所述连接件也至少部分界定所述燃烧室。

3.根据权利要求2所述的对置活塞内燃机，其进一步包括被布置在所述连接件内以为燃烧室内的燃烧混合气提供点火源的点火元件，所述燃烧混合气通过所述第一活塞和所述第二活塞各自朝向所述第一上止点位置和第二上止点位置的所述往复运动来压缩。

4.根据权利要求2所述的对置活塞内燃机，其进一步包括被布置在所述连接件内以向所述燃烧室内提供燃料和预混合燃烧混合气中至少一种的喷射器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的对置活塞内燃机，其中所述夹角的所述顶点被布置在包含所述第一曲轴和第二曲轴的平面之上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的对置活塞内燃机，其进一步包括：与所述第一活塞相关联以控制进气口的打开和关闭从而允许向所述燃烧室输送燃料和空气中至少一种的第一套筒式气门，所述第一套筒式气门至少部分环绕所述第一气缸孔内的所述第一活塞，并被配置以至少沿平行于所述第一平移轴的方向运动以使得在第一关闭位置所述第一套筒式气门被配置以急于接触第一气门座。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的对置活塞内燃机，其进一步包括：与所述第二活塞相关联以控制排气口的打开和关闭从而允许从所述燃烧室驱除燃烧气的第二套筒式气门，所述第二套筒式气门至少部分环绕所述第二气缸孔内的所述第二活塞，并至少沿平行于所述第二平移轴的方向运动以使得在第二关闭位置所述第二套筒式气门急于接触第二气门座。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的对置活塞内燃机，其中所述第一活塞顶和所述第二活塞顶中至少一个包括成形区，所述成形区包括朝向所述燃烧室的凹面。

9.根据权利要求8所述的对置活塞内燃机，其中所述成形区的所述凹面还至少部分朝向所述夹角的所述顶点。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的对置活塞内燃机，其中所述夹角大于0°并小于180°。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的对置活塞内燃机，其中所述夹角在约130°至170°的范围内。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的对置活塞内燃机，其中所述夹角为约160°。

13.一种方法，其包括：

使第一活塞沿着对置活塞内燃机的发动机缸体中第一气缸孔内的第一平移轴在第一上止点位置和第一下止点位置之间往复运动，所述第一活塞包括第一活塞顶；

使第一曲轴在所述第一活塞的所述往复运动的影响下旋转，所述第一曲轴被布置为离所述第一下止点位置比离所述第一上止点位置更近；

使第二活塞沿着所述发动机缸体中第二气缸孔内的第二平移轴在第二上止点位置和第二下止点位置之间往复运动，所述第二平移轴相对于所述第一平移轴以一定夹角倾斜，所述夹角具有离所述第一上止点位置和所述第二上止点位置比离所述第一下止点位置和所述第二下止点位置更近的顶点，所述第二活塞包括第二活塞顶，所述第二活塞顶和所述第一活塞顶至少部分界定所述对置活塞内燃机内的燃烧室；和

使第二曲轴在所述第二活塞的所述往复运动的影响下旋转，所述第二曲轴被布置为离所述第二下止点位置比离所述第二上止点位置更近。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述发动机缸体包括分别至少部分界定所述第一气缸孔和第二气缸孔的第一发动机缸体部分和第二发动机缸体部分，和被布置靠近所述夹角的所述顶点的连接件，所述第一发动机缸体部分和第二发动机缸体部分连接至所述连接件，所述连接件也至少部分界定所述燃烧室。

15.根据权利要求14所述的方法，其中至少一个点火元件被布置在所述连接件内以为所述燃烧室内形成的燃烧混合气提供点火源，且所述燃烧混合气通过所述第一活塞和所述第二活塞各自朝向所述第一上止点位置和第二上止点位置的所述往复运动来压缩。

16.根据权利要求14所述的方法，其中至少一个喷射器被布置在所述连接件内以向所述燃烧室提供燃料和预混合燃烧混合气中的至少一种。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中所述夹角的所述顶点被布置在包含所述第一曲轴和第二曲轴的平面之上。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中第一套筒式气门与所述第一活塞相关联以控制进气口的打开和关闭从而允许向所述燃烧室输送燃料和空气中的至少一种，所述第一套筒式气门至少部分环绕所述第一气缸孔内的所述第一活塞，并至少沿平行于所述第一平移轴的方向运动以使得在第一关闭位置所述第一套筒式气门急于接触第一气门座。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其中第二套筒式气门与所述第二活塞相关联以控制排气口的打开和关闭从而允许从所述燃烧室驱除燃烧气，所述第二套筒式气门至少部分环绕所述第二气缸孔内的所述第二活塞，并至少沿平行于所述第二平移轴的方向运动以使得在第二关闭位置所述第二套筒式气门急于接触第二气门座。

20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中所述第一活塞顶和所述第二活塞顶中至少一个包括成形区，所述成形区包括朝向所述燃烧室的凹面。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述成形区的所述凹面还至少部分朝向所述夹角的所述顶点。

22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，其中所述夹角大于0°并小于180°。

23.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，其中所述夹角在约130°至170°的范围内。

24.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，其中所述夹角为约160°。

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