(57)【要約】      （修正有）【課題】改善された２シリンダ、２サイクル対向ピストン内燃機関を提供する。【解決手段】対向ピストン機関において、ピストンとそれぞれのシリンダ壁との間に非粘性層を形成する。ある態様において、対向ピストン機関が、剛性的に接続された対向燃焼ピストンを含むスコッチヨークアセンブリを利用する。ある態様において、スコッチヨークアセンブリが、燃焼ピストンからクランクシャフトアセンブリにパワーを伝達するように構成される。ある態様において、クランクシャフトアセンブリが、機関の内部にある２重の弾み車を有するように構成され得、ならびに排気システム、デトネーションシステム、及び／または潤滑化システムを支援するように構成され得る。【選択図】図１
2020012468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）機関ケースであって、
ｉ）互いと整列された一対の燃焼シリンダと、
ｉｉ）互いと整列されると共に前記一対の燃焼シリンダと平行である一対の圧縮シリンダであって、周囲の空気を前記圧縮シリンダに集めるように構成される、一対の圧縮シリンダと、
ｉｉｉ）クランクケースであって、前記一対の燃焼シリンダが前記クランクケースによって分離される、クランクケースと、を備える、機関ケースと、
ｂ）前記クランクケースの中に収容されるスコッチヨークアセンブリであって、
ｉ）スコッチヨークベースと、
ｉｉ）前記クランクケース内で前記機関ケースに剛性的に接続されるスコッチヨークガイドシャフトと、
ｉｉｉ）燃焼連接ロッドによって前記スコッチヨークベースに剛性的に接続される一対の燃焼ピストンであって、前記一対の燃焼ピストンのそれぞれ１つが、前記一対の燃焼シリンダの一方内で移動するように構成される、一対の燃焼ピストンと、
ｉｖ）少なくとも１つの圧縮連接ロッドによって前記スコッチヨークベースに剛性的に接続される一対の圧縮ピストンであって、前記一対の圧縮ピストンのそれぞれ１つが、前記一対の圧縮シリンダの一方内で移動して前記周囲の空気を圧縮するように構成される、一対の圧縮ピストンと、を備える、スコッチヨークアセンブリと、
を備え、
前記スコッチヨークガイドシャフトが前記スコッチヨークベースによって受け入れられ、前記スコッチヨークガイドシャフトによって前記スコッチヨークベースの移動が案内されるように構成されており、
前記スコッチヨークベースによって、前記スコッチヨークガイドシャフト、前記燃焼連接ロッド及び前記少なくとも１つの圧縮連接ロッドが互いに平行に整列し、前記燃焼ピストンと前記燃焼シリンダの壁との間に隙間が形成されるようになっており、
前記一対の圧縮ピストンが前記圧縮シリンダの中で移動し前記一対の燃焼ピストンが前記燃焼シリンダの中で移動すると、前記一対の圧縮ピストンによって圧縮された空気が前記一対の圧縮シリンダの一方から前記一対の燃焼シリンダの一方に入り、これによって、前記燃焼ピストンと前記燃焼シリンダの壁との間の隙間に、空気または空気と燃料の混合物が流入する、対向ピストン機関。
【請求項２】
前記一対の圧縮シリンダが、周囲の空気を集めて前記圧縮された空気に変換するように構成される、請求項１に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項３】
前記機関ケースが、互いと整列されると共に前記クランクケースによって分離される一対のアキュムレータチャンバを更に備え、前記一対のアキュムレータチャンバが、前記一対の圧縮シリンダから前記圧縮された空気を受け取って、前記圧縮された空気を前記一対の燃焼シリンダに伝達するように構成される、請求項２に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項４】
前記クランクケースが、クランクシャフトアセンブリ及び潤滑剤を保持するように構成され、前記クランクケースが、前記一対の燃焼シリンダから前記潤滑剤を隔離するように構成される、請求項１に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項５】
排気システムを更に備え、前記排気システムが、前記クランクシャフトアセンブリによって作動される、請求項４に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項６】
前記クランクシャフトアセンブリが、第１の弾み車を更に備え、前記第１の弾み車が、前記排気システムを作動するように構成される、請求項５に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項７】
前記第１の弾み車が、前記排気システムを作動するように構成されたカムを備える、請求項６に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項８】
前記第１の弾み車が、前記排気システムを潤滑するように構成される、請求項６に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項９】
第２の弾み車を更に備え、前記第１の弾み車及び前記第２の弾み車が、クランクシャフトによって駆動されると共に、前記クランクケース内の前記潤滑剤と相互作用して有害抗力を通して前記潤滑剤を蒸発するように構成される、請求項８に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１０】
前記第１の弾み車及び前記第２の弾み車が、ベルヌーイの原理を通して前記排気システムに対して前記蒸発された潤滑剤を循環させるように更に構成される、請求項９に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１１】
前記スコッチヨークベースが、前記一対の燃焼シリンダから前記クランクシャフトアセンブリにパワーを伝達するように構成される、請求項４に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１２】
デトネーションアキュムレータシステムを更に備え、前記デトネーションアキュムレータシステムが、前記クランクシャフトアセンブリによって作動される、請求項１１に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１３】
前記クランクシャフトアセンブリが、前記デトネーションアキュムレータシステムを作動するように構成された弾み車を更に備える、請求項１２に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１４】
前記デトネーションアキュムレータシステムが、パワーサイクルの間に作り出された高温及び高圧力のガスを捕捉するように構成されたデトネーションアキュムレータチャンバを備える、請求項１３に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１５】
ａ）機関ケースであって、
ｉ）互いと整列された一対の燃焼シリンダと、
ｉｉ）互いと整列されると共に前記一対の燃焼シリンダと平行である一対の圧縮シリンダであって、周囲の空気を前記圧縮シリンダに集めるように構成される、一対の圧縮シリンダと、
ｉｉｉ）クランクケースであって、前記一対の圧縮シリンダ及び前記一対の燃焼シリンダが前記クランクケースによって分離される、クランクケースと、を備える、機関ケースと、
ｂ）前記クランクケースを用いて収容されるスコッチヨークアセンブリであって、
ｉ）スコッチヨークベースと、
ｉｉ）前記スコッチヨークベース内のスロット付きのレースウェイと、
ｉｉｉ）前記クランクケース内で前記機関ケースに剛性的に接続されるスコッチヨークガイドシャフトと、
ｉｖ）燃焼連接ロッドによって前記スコッチヨークベースに剛性的に接続される一対の燃焼ピストンであって、前記一対の燃焼ピストンのそれぞれ１つが、前記一対の燃焼シリンダの一方内を移動するように構成される、一対の燃焼ピストンと、
ｖ）少なくとも１つの圧縮連接ロッドによって前記スコッチヨークベースに剛性的に接続される一対の圧縮ピストンであって、前記一対の圧縮ピストンのそれぞれ１つが、前記一対の圧縮シリンダの一方内で移動して前記周囲の空気を圧縮するように構成される一対の圧縮ピストンと、を備える、スコッチヨークアセンブリと、
ｃ）前記スコッチヨークアセンブリの前記スロット付きのレースウェイ及び前記クランクシャフトアセンブリのロッドジャーナルと相互作用するように構成された軸受アセンブリを備えるクランクシャフトアセンブリであって、前記スコッチヨークアセンブリが、前記一対の燃焼ピストンから前記クランクシャフトアセンブリに前記軸受アセンブリを通してパワーを伝達するように構成される、クランクシャフトアセンブリと、
を備え、
前記スコッチヨークガイドシャフトが前記スコッチヨークベースによって受け入れられ、前記スコッチヨークガイドシャフトによって前記スコッチヨークベースの移動が案内されるように構成されており、
前記スコッチヨークベースによって、前記スコッチヨークガイドシャフト、前記燃焼連接ロッド及び前記少なくとも１つの圧縮連接ロッドが互いに平行に整列し、前記燃焼ピストンと前記燃焼シリンダの壁との間に隙間が形成されるようになっており、
前記一対の圧縮ピストンが前記圧縮シリンダの中で移動し前記一対の燃焼ピストンが前記燃焼シリンダの中で移動すると、前記一対の圧縮ピストンによって圧縮された空気が前記一対の圧縮シリンダの一方から前記一対の燃焼シリンダの一方に入り、これによって、前記燃焼ピストンと前記燃焼シリンダの壁との間の隙間に、空気または空気と燃料の混合物が流入する、対向ピストン機関。
【請求項１６】
前記機関ケースが、互いと整列されると共に前記クランクケースによって分離される一対のアキュムレータチャンバを更に備え、前記一対のアキュムレータチャンバが、前記一対の圧縮シリンダから前記圧縮された空気を受け取って、前記圧縮された空気を前記一対の燃焼シリンダに伝達するように構成される、請求項１５に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１７】
高速で及び２以上の方向に排気バルブを動作するように構成されたカム作動式排気システムを更に備え、前記クランクシャフトアセンブリが、前記カム作動式排気システムを動作するように構成された２つのカム弾み車を更に備え、前記クランクケースが、前記２つのカム弾み車を含有するように更に構成される、請求項１５に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１８】
前記軸受アセンブリが、少なくとも３つのレース及び少なくとも２組の軸受要素を備え、前記少なくとも２組の軸受要素のそれぞれが、前記少なくとも３つのレースのうちの２つの間に位置する、請求項１５に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項１９】
前記一対の燃焼シリンダのそれぞれが、複数の燃料噴射器を備える、請求項１５に記載の前記対向ピストン機関。
【請求項２０】
ａ）少なくとも１つの燃焼シリンダと、
ｂ）前記少なくとも１つの燃焼シリンダと前記少なくとも１つの燃焼ピストンとの間で実際の接触をしないで前記燃焼シリンダの壁に近接して、前記少なくとも１つの燃焼シリンダ内で動作するように構成された少なくとも１つの燃焼ピストンと、
ｃ）少なくとも１つの圧縮シリンダと、
ｄ）少なくとも１つの圧縮ピストンであって、前記少なくとも１つの圧縮シリンダに集められた周囲の空気を圧縮して、前記圧縮された空気を前記少なくとも１つの燃焼シリンダに供給する圧縮ピストンと、
ｅ）スコッチヨークベースと前記スコッチヨークベースによって受け入れられるように構成されたスコッチヨークガイドシャフトとを備えるスコッチヨークアセンブリと、
を備え、
前記少なくとも１つの燃焼ピストン及び前記少なくとも１つの圧縮ピストンが、前記スコッチヨークベースに剛性的に接続されており、
前記少なくとも１つの圧縮ピストンが前記圧縮シリンダの中で速く移動し前記少なくとも１つの燃焼ピストンが前記燃焼シリンダの中で速く移動すると、前記少なくとも１つの圧縮ピストンによって圧縮された空気が前記少なくとも１つの圧縮シリンダから前記少なくとも１つの燃焼シリンダに入り、これによって、前記燃焼ピストンと前記燃焼シリンダの壁との間の隙間に、空気または空気と燃料の混合物が流入する、
内燃機関。
【請求項２１】
クランクシャフトアセンブリ及び潤滑剤を収容するように構成されたクランクケースを更に備え、前記クランクケースが、前記少なくとも１つの燃焼シリンダ及び前記少なくとも１つの燃焼ピストンから前記潤滑剤を隔離するように更に構成される、請求項２０に記載の前記内燃機関。
【請求項２２】
パワー調整モジュールを更に備え、前記燃焼シリンダが、ワイヤコイルを備えるセラミック材料の壁を更に備え、前記燃焼ピストンが、ヘッドに統合された磁石を更に備え、前記燃焼シリンダ内で前記燃焼ピストンを振動することが、前記パワー調整モジュールに送られる電流を生成する、請求項２０に記載の前記内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
この出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７８９，２３１号から優先権を主張するものであり、それは、参照によってそれの全体が本明細書において依拠されると共に組み込まれる。
【０００２】
発明は火花点火及び圧縮点火される２サイクル機関の組み合わせに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
一般に、内燃機関は、２つの部類、すなわち、火花点火と圧縮点火に分割される。両方の内燃機関の種類は、それらの利点や欠点を有する。火花点火機関は、低い圧縮比を有し、重さが軽く、ならびに、それらが上死点後に燃料燃焼を始める際に始動し易い。しかしながら、火花点火機関は、それらが、排気から燃焼燃料を放出する際に効率が低い。ディーゼル機関として既知である圧縮点火機関は、かなり高い圧縮比を有しており、従って、始動するためにより大きなエネルギーを要求する。圧縮機関は、燃料がシリンダの内側で十分に燃焼されるものの上死点の前に爆発されるので、より効率的である。典型的には、火花点火機関効率は、４０％台の低い範囲にあるのに対して、ディーゼル式機関は、それらが上死点の前に爆発することによってエネルギーを失うけれども、典型的には、４０％台の中間の範囲にある効率を有する。
【０００４】
従って、両方の種類の機関の最良の態様の多くを組み合わせるための産業における必要性がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、低摩擦の２シリンダ、２サイクル対向ピストン内燃機関に関するものである。ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン内燃機関は、スコッチヨークアセンブリを有する２つの燃焼シリンダを利用する。ある態様において、スコッチヨークアセンブリは、スコッチヨークベースを通して共に接続された２つの燃焼ピストンを含む。燃焼ピストンは、燃焼シリンダ内で動作するように構成される。
【０００６】
ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン内燃機関は、一対の圧縮シリンダを含み得る。そのような態様において、スコッチヨークアセンブリは、圧縮シリンダ内で動作するように構成された２つの圧縮ピストンを含み得る。ある態様において、２つの対向圧縮ピストンは、空気圧縮機として機能するためにスコッチヨークベースによって駆動されるように構成され得る。
【０００７】
ある態様において、スコッチヨークベースは、両方の組のピストンをそれらのそれぞれのシリンダ壁に対して正確な同心性に保ち、ピストンとそれらのそれぞれのシリンダ壁との間の実際の接触をしないで、接近した許容度を可能にする。ある態様において、スコッチヨークアセンブリは、スコッチヨークベース及び接続されたピストンの移動を誘導するように構成されたスコッチヨークガイドシャフトを含む。ある態様において、スコッチヨークベースと対向燃焼ピストンの組み合わせ、圧縮ピストン、及びスコッチヨークガイドシャフトはまた、ほぼ無摩擦の非粘性層シールの確立を可能にして、圧縮及び燃焼ピストンが、ピストンリングの使用無しで、ピストンのヘッドの両側上で圧縮することを可能にする。
【０００８】
ある態様において、いくらかの圧縮された空気が、燃焼シリンダから排気ガスをパージするために使用されて、それは、燃焼ピストンの裏側から放出される。残りの空気は、燃焼サイクルにおいて使用され得る。ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関が、燃焼空気がストロークの底部において導入されるように構成されて、それが圧縮されている際に、燃料が、圧縮ストロークの間に複数点において噴射されて混合を容易にする。
【０００９】
ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関は、点火プラグで最初に始動するように構成される。機関が暖機運転をする際、燃焼ガスのいくらかが、デトネータアキュムレータシステムによって捕捉される。ある態様において、デトネータアキュムレータシステムは、デトネーションバルブ及びデトネーションアキュムレータチャンバを利用することができて、一方の燃焼シリンダから燃焼ガスを捕捉して、集められた燃焼ガスを対向する燃焼シリンダに放出して、燃料のデトネーションを始める。ある態様において、デトネーションアキュムレータチャンバに対するデトネーションバルブが、やがて開いて、燃焼シリンダ内で燃料を爆発させて、対向する燃焼シリンダを爆発させるために使用されることになる新鮮な高温高圧ガスをデトネーションアキュムレータチャンバに再充填するのに十分長く開いたままである。ある態様において、デトネーションは、上死点においてまたは上死点の少し後に起こる。
【００１０】
ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関が、スコッチヨークの両側上のクランクケース領域の内側で２つの弾み車を利用することができる。ある態様において、弾み車が、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の構成要素の潤滑化のために非粘性層を設けるように構成され得る。ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関が、クランクケース内で２つの弾み車を隔離するように構成され得る。
【００１１】
ある態様において、スコッチヨークアセンブリ及び非粘性層シーリングの使用が、シリンダ潤滑化の必要性を排除する。従って、全ての主要な潤滑化が、シールされたクランクケース内で行われる。クランクケースは、２つの弾み車にごく近接しているように構成され得、十分な潤滑剤が導入されて、弾み車の部分が、機関の角度を問わずに潤滑剤と相互作用することを可能にする。ある態様において、弾み車と潤滑剤の間の有害抗力が、潤滑剤を蒸発させる。ある態様において、蒸発された潤滑剤が、有害抗力を通してピックアップ及び戻りチューブシステムに集められて、次いで、排気バルブアセンブリに伝達される。同様に、有害抗力が、超過した蒸発された潤滑剤をクランクケースに戻すための低圧力経路を生成するために使用される。
【００１２】
ある態様において、一方の弾み車が、両方の排気バルブを作動して、他方が、両方のアキュムレータデトネーションバルブを作動する。別の態様において、一方の弾み車が、排気バルブの開放を操作することができて、他方の弾み車が、排気バルブの閉鎖を操作することができる。別の態様において、弾み車の一方が、排気バルブ及びアキュムレータデトネーションバルブのいくつかの動作を制御するように構成され得る。ある態様において、２つの弾み車が、排気バルブ及びアキュムレータデトネーションバルブを作動するためのバルブカムを含み得る。
【００１３】
ある態様において、機械力が、スコッチヨークベースを通るそれぞれの連接ロッドを通って燃焼ピストンから複数の回転要素軸受を通ってクランクシャフトに伝達される。その力は、機関の両側上に位置する出力シャフトに伝達される。ある態様において、出力シャフトが、クランクシャフトの一方の端部上にオススプラインと、クランクシャフトの他方の端部上にメススプラインと、を含むことができる。このようにして、複数の機関が、追加される力のためにカスケード化され得る。
【００１４】
ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関が、電気を生じるように構成され得る。ある態様において、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関のシリンダ壁が、セラミック材料で裏張りされ得る。燃焼ピストンは、実際には燃焼シリンダの壁に決して接触しないので、セラミック裏張りの内側に、銅コイルが埋め込まれ得、ピストンは高強度磁石を装着され得る。ピストンがコイルを通って行き来する際、磁力線が切断されて、電流が、巻線内で発生される。その電流は、パワー調整モジュールに伝達されて、それはパワーを適切に調整する。
【００１５】
発明のこれらの及び他の目的や利点は、発明の好適な実施形態の以下の発明を実施するための形態から明らかになるであろう。
【００１６】
前述の一般的な記載と以下の発明を実施するための形態の両方は、単に例示的かつ説明的なものであり、特許請求されるような発明の更なる説明を提供することを意図される。添付の図面が、発明の更なる理解を提供するために含まれて、この明細書に組み込まれると共にこの明細書の一部を成して、発明のいくつかの実施形態を例示して、その記載と共に発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ある態様に従う排気カムシャフト側から見た、２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の断面側面図である。
【図２】開いた位置における図１の２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の吸入チェックバルブアセンブリの断面図である。
【図２ａ】閉じられた位置における図２の吸入チェックバルブアセンブリの断面図である。
【図３】開いた位置における図１の２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の空気アキュムレータチェックバルブアセンブリの断面図である。
【図３ａ】閉じられた位置における図３の空気アキュムレータチェックバルブアセンブリの断面図である。
【図４】図１の２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の断面側面図である。
【図５】図４の２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関のスコッチヨークアセンブリの平面側面図である。
【図５Ａ】図５のスコッチヨークアセンブリの分解平面側面図である。
【図６】ある態様に従うスコッチヨークアセンブリの燃焼ピストンフェースの平面側面図である。
【図６ａ】Ａ−Ａ線に沿う図６ａの燃焼ピストンフェースの正面平面図である。
【図６ｂ】Ｂ−Ｂ線に沿う図６ａの燃焼ピストンフェースの断面図である。
【図６ｃ】Ｃ−Ｃ線に沿う図６ａの燃焼ピストンフェースの断面図である。
【図７】ある態様に従うスコッチヨークレースウェイとクランクシャフトアセンブリとの接触部分の正面平面図である。
【図８】ある態様に従う図１の２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関のクランクシャフトアセンブリの分解図である。
【図９】図８のクランクシャフトアセンブリの複数要素軸受の断面図である。
【図１０】ある態様に従うデトネータアキュムレータシステム側からの２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の断面側面図である。
【図１１】ある態様に従う図１０のデトネータアキュムレータシステムの構成要素の平面側面図である。
【図１１Ａ】図１１の構成要素の部分分解概略図である。
【図１２】ある態様に従う排気システム側からの図１の２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の断面側面図である。
【図１２Ａ】図１２の排気システムの排気バルブアセンブリの断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂの排気バルブの断面図である。
【図１３】図１２Ｂのバルブバネ保持具の正面平面図である。
【図１３Ａ】Ａ−Ａ線に沿う図１３のバネ保持具の断面図である。
【図１４】図１２Ｂのバルブバネベースの正面平面図である。
【図１４Ａ】図１４のバルブバネベースの断面図である。
【図１５】図１２の排気システムのロッカーアームアセンブリの断面分解図である。
【図１６】図１２の排気システムのバルブ作動プッシュロッドの平面側面図である。
【図１６Ａ】図１６のバルブ作動プッシュロッドの構成要素の部分分解図である。
【図１７】ある態様に従う潤滑化プロセスを詳述した図１の２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関のクランクケースの部分上面断面図である。
【図１８】ある態様に従う潤滑剤に部分的に浸漬された２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の排気カム弾み車の断面側面図である。
【図１９】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関のＡ側についての各回転のバルブトレイン動作における各点でのクランクシャフト角度を例示する。
【図２０】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関のＡ側と１８０度位相がずれたＢ側についての各回転のためのバルブトレイン動作における各点でのクランクシャフト角度を例示する。
【図２１Ａ】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストンのパワーサイクルの半分を例示する。
【図２１Ｂ】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストンのパワーサイクルの半分を例示する。
【図２１Ｃ】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストンのパワーサイクルの半分を例示する。
【図２１Ｄ】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストンのパワーサイクルの半分を例示する。
【図２１Ｅ】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストンのパワーサイクルの半分を例示する。
【図２１Ｆ】ある態様に従う２シリンダ、２サイクル対向ピストンのパワーサイクルの半分を例示する。
【図２２】ある態様に従う発電機として機能するように構成された２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の部分断面図である。
【図２３】ある態様に従う排気システムのための高速２重活動バルブトレインアセンブリの部分斜視図である。
【図２４】ある態様に従う図２３の排気バルブアセンブリの修正された排気バルブの分解上面斜視図である。
【図２５】ある態様に従うシリンダと排気マニホルドに関する排気バルブ及び作動部材の斜視図と切り取り図である。
【図２６】ある態様に従う排気システム及びデトネータアキュムレータシステムの構成要素の側面斜視図である。
【図２７】ある態様に従う排気システム及びデトネータアキュムレータシステムの構成要素の別の側面斜視図である。
【図２８】ある態様に従うカムの断面図である。
【図２９】ある態様に従うカムの断面図である。
【図３０】図２３の高速２重活動バルブトレインアセンブリと共に働く図２８や２９のカムの歪んだ斜視図である。
【図３１】ある態様に従うデトネータアキュムレータシステムのプッシュロッドの断面図である。
【図３２】ある態様に従う燃焼チャンバ及び高速２重活動バルブトレインアセンブリの側面部分断面図である。
【図３３】２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の複数の組み合わせ及び組み合わせの方向付けを例示する。
【図３４】２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の複数の組み合わせ及び組み合わせの方向付けを例示する。
【図３５】２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の複数の組み合わせ及び組み合わせの方向付けを例示する。
【図３６】２シリンダ、２サイクル対向ピストン機関の複数の組み合わせ及び組み合わせの方向付けを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本方法及びシステムが開示され記載される前に、方法及びシステムは、特定の合成方法、特定の構成要素に、または特定の組成に限定されないことが理解されることになる。また、本明細書において使用される用語は、特定の実施形態を単に記載する目的のためのものであり、限定であることを意図されないことが理解されることになる。
【００１９】
明細書や添付の特許請求の範囲において使用される際、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、別段文脈が明確に規定しない限り、複数の指示対象を含む。それ故、例えば、「外部−内部レース」、または「軸受要素」への言及は、別段文脈が指示しない限り、２以上のそのような要素を含み得る。
【００２０】
範囲は、「約」１つの特定の値から、及び／または「約」別の特定の値までのように本明細書において表現され得る。そのような範囲が表現されるとき、別の実施形態は、１つの特定の値から及び／または他の特定の値までを含む。同様に、先行する「約」の使用によって、値が概算として表現されるとき、特定の値が、別の実施形態を形成することが理解されることになる。範囲のそれぞれの終点が、他の終点と関連してだけではなく、他の終点とは無関係でも、意味を表わすことが、更に理解されることになる。
【００２１】
「任意選択的な」または「任意選択的に」は、その後に記載される事象か状況が起こり得るか起こり得ないことと、その記載が、該事象か状況が起こる場合及びそれが起こらない場合を含むことと、を意味する。
【００２２】
この明細書の記載及び特許請求の範囲全体にわたって、文言「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」やその文言の変形、例えば「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「限定されるものではないが、〜を含んでいる」を意味しており、例えば、他の付加物、構成要素、整数またはステップを除外することを意図されない。「例示的な」は、「〜のある実施例」を意味しており、好適なまたは理想的な実施形態の指示を伝えることを意図されない。「例えば〜など（ｓｕｃｈ  ａｓ）」は、限定的な意味において使用されるものではなくて、説明的な目的のために使用される。
【００２３】
開示された方法及びシステムを実行するために使用され得る構成要素が、開示される。これらの及び他の構成要素が、本明細書において開示されて、これらの構成要素の組み合わせ、部分集合、相互作用、群などが開示されるときに、一方で、これらのそれぞれのさまざまな個々の及び集合的な組み合わせならびに置換の特定の参照が、明示的に開示されなくてもよく、それぞれが、全ての方法及びシステムについて、本明細書において具体的に考慮され記載されることが理解される。これは、限定されるものではないが、開示された方法におけるステップを含む、この出願の全ての態様に適用する。それ故、実行され得る種々の追加的なステップがある場合、これらの追加的なステップのそれぞれが、開示された方法の任意の特定の実施形態または複数実施形態の組み合わせを用いて実行され得ることが理解される。
【００２４】
ここで、参照が、発明の好適な本態様に詳細になされることになり、それの実施例が、添付の図面において例示される。可能な限り同じ参照番号が、同じまたは類似の部分を参照するために図面全体を通して使用される。
【００２５】
図１〜３３に例示されるように、本発明は、改善された２シリンダ、２サイクル対向ピストン内燃機関１００（本明細書において「対向ピストン機関」）に関するものである。ある態様において、対向ピストン機関１００が、互いに反対側の２つの機関区分１０１、１０２を備えており、図面全体を通して示されるように、区分１０１がＡ側上に方向付けられると共に区分１０２がＢ側上に方向付けられる。ある態様において、２つの区分１０１、１０２が、別個の機関として動作する。ある態様において、対向ピストン機関１００の２つの機関区分１０１、１０２が、互いと共通の構成要素を共有して、互いの１８０度反対側で動作して、それ故、各回転につき、２つのパワーストロークを提供する。図１に示されるように、２つの機関区分１０１、１０２は、対向ピストン機関１００の両側Ａ、Ｂ上に方向付けられる。
【００２６】
ある態様において、２つの機関区分１０１、１０２が、一定の共通の構成要素を共有する。例示的な態様において、対向ピストン機関１００の２つの機関１０１、１０２が、機関ケース１０４を共有する。機関ケース１０４は、以下により詳細に記述される、クランクケース１０５を形成し得る。２つの機関区分１０１、１０２がまた、以下により詳細に記述される数ある中でも、スコッチヨークアセンブリ２００スコッチ、クランクシャフトアセンブリ３００、排気カム弾み車３３０、デトネータカム弾み車３３５、主軸受３６０、制御モジュール（明確さのために図示されない）及びクランクシャフト角度センサ（明確さのために図示されない）を共有し得る。
【００２７】
スコッチヨークアセンブリ２００は、対向ピストン機関１００の機能を制御するように構成される。ある態様において、図４〜５Ａ及び７に例示されるように、スコッチヨークアセンブリ２００が、スコッチヨークベース２０５、スコッチヨークガイドシャフト２０７、圧縮ピストン２１０、及び燃焼ピストン２３０を備える。スコッチヨークベース２０５は、図４〜５Ａ及び７に示されるように、対向した様式で圧縮ピストン２１０と燃焼ピストン２３０を剛性的に接続するように構成される。ある態様において、スコッチヨークベース２０５が、以下に詳細に記述される、それぞれの連接ロッド２１１、２３１を通して圧縮ピストン２１０と燃焼ピストン２３０に接続される。スコッチヨークベース２０５は、エネルギーを燃焼ピストン２３０からクランクシャフトアセンブリ３００に伝達するように更に構成される。ある態様において、スコッチヨークベース２０５が、クランクシャフトアセンブリ３００と相互作用するように構成されるスロット付きのレースウェイ２０６を通してエネルギーを伝達する。
【００２８】
スコッチヨークベース２０５は、対向ピストン機関１００の動作の間にクランクケース１０５内で振動するように構成される。スコッチヨークガイドシャフト２０７は、クランクケース１０５内でスコッチヨークベース２０５の線形の動きを支持する。ある態様において、スコッチヨークガイドシャフト２０７が機関ケース１０４に剛性的に接続されて、シャフト２０７が、図１、４、５、５Ａ及び７に示されるように、スコッチヨークベース２０５内に方向付けられた線形軸受２０９によって受け入れられる。スコッチヨークガイドシャフト２０７が、それぞれ、圧縮ピストン２１０及び燃焼ピストン２３０の連接ロッド２１１、２３１と、ならびにそれぞれと関連付けられた線形軸受及びシールと、平行に整列される。それらの平行なアライメントを含む、スコッチヨークガイドシャフト２０７と連接ロッド２１１、２３１の組み合わせは、以下に詳細に記述される、それらのそれぞれのシリンダ１１０、１３０の壁に対するピストン２１０、２３０の同心性及び近接近を確立するばかりではなく、ピストンと壁との間にほぼ無摩擦の流体非粘性層シールを確立して維持する。ピストンとシリンダの壁との間に形成された非粘性層は、従来のピストンリングの働きをして、ピストンとシリンダ壁との間にシールを形成する。ある態様において、非粘性層は、所与のシリンダ内に含有される流体によって形成される。そのような流体は、空気または空気と燃料の混合物であり得、粘性を保持しないでシリンダの壁とピストンヘッドとの間の全特性を保持し得る。
【００２９】
図１に戻って参照すると、対向ピストン機関１００の機関ケース１０４は、機関区分１０１、１０２の両方に必要とされる構造を提供する。機関ケース１０４は、複数の対を成すチャンバ及びシリンダを互いに平行に支持する。ある態様において、機関ケース１０４は、複数対の圧縮シリンダ１１０、アキュムレータチャンバ１２０、及び燃焼シリンダ１３０を支持する。ある態様において、Ａ側の機関区分１０１が、Ｂ側の機関区分１０２において見付けられる対応する圧縮シリンダ１１０、アキュムレータチャンバ１２０、及び燃焼シリンダ１３０と整列される、少なくとも１つの圧縮シリンダ１１０、アキュムレータチャンバ１２０、及び燃焼シリンダ１３０を含有する。そのようなある態様において、各機関区分１０１、１０２において見付けられる圧縮シリンダ１１０、アキュムレータチャンバ１２０、及び燃焼シリンダ１３０は、互いと平行である。
【００３０】
ある態様において、２つの圧縮シリンダ１１０は、圧縮ピストン２１０がそれらの中で移動することを可能にするように構成される。圧縮ピストン２１０は、給気を燃焼シリンダ１３０に提供するために、圧縮シリンダ１１０内で空気を圧縮するように構成される。圧縮ピストン２１０は、圧縮連接ロッド２１１を通って互いに接続されて、それは、次いで、スコッチヨークベース２０５に固定される。別の態様において、圧縮ピストン２１０が、別個の連接ロッドを用いてスコッチヨークベース２０５に接続され得る。
【００３１】
ある態様において、圧縮連接ロッド２１１は、圧縮シリンダ１１０からクランクケース１０５の中に延びる機関ケース１０４内の開口（図示されない）を通って延びるように構成される。圧縮機線形軸受及びシール１１９は、図４に示されるように、開口内に連接ロッド２１１を係合させて、連接ロッド２１１が、圧縮シリンダ１１０からクランクケース１０５を隔離しながら圧縮シリンダ１１０内で移動することを可能にして、空気が圧縮シリンダ１１０からクランクケース１０５の中に逃げないようにする。圧縮連接ロッド２１１は、スコッチヨークベース２０５に固定される。ある態様において、圧縮連接ロッド２１１が、図５、５Ａ及び７に示されるように、締結具２１２と保持クランプ２１３の組み合わせで、スコッチヨークベース２０５に固定される。
【００３２】
圧縮連接ロッド２１１によって接続された圧縮ピストン２１０の移動は、スコッチヨークベース２０５によって制御されて、連接ロッド２１１及び圧縮ピストン２１０が、スコッチヨークベース２０５と接続して移動する。圧縮ピストン２１０が、同じ圧縮連接ロッド２１１に接続されると共にスコッチヨークベース２０５に接続されて（または２つの別個の連接ロッド２１１がスコッチヨークベース２０５に接続されるときに）、反対側の圧縮シリンダ１１０における圧縮ピストン２１０が、互いに呼応して移動する。より具体的には、対向ピストン機関１００のＡ側（すなわち、第１の区分１０１）上の圧縮ピストン２１０が、クランクケース１０５から最も離れて圧縮シリンダ１１０の端部に位置するときに、Ｂ側（すなわち、第２の区分１０２）上の圧縮ピストン２１０は、クランクケース１０５の近くに位置することになり、逆もまた同じである。ある態様において、圧縮ピストン２１０は、圧縮シリンダ１１０の壁に係合すること無く、圧縮シリンダ１１０内で移動するように構成される。そのような態様において、圧縮シリンダ１１０は、上述した及び以下に更に記述されるように、ピストンリングまたは非粘性層を超える潤滑化を必要としない。
【００３３】
圧縮シリンダ１１０は、図１、２、２Ａに示される、少なくとも１つの一方向吸入バルブアセンブリ１１５を含むように更に構成される。例示的な態様において、各圧縮シリンダ１１０は、２つの一方向吸入バルブアセンブリ１１５を含む。しかしながら、他の態様において、圧縮シリンダ１１０は、３以上の一方向吸入バルブアセンブリ１１５を含むことができる。一方向吸入バルブアセンブリ１１５が、バネ支持部１１８上に固定されたバネ１１７に接続されたバルブフェース１１６を備える。バネ支持部１１８は、バネ１１７のための支持を依然として提供しながら、空気がバネ支持部１１８を通って移動することを可能にするように更に構成される。ある態様において、バネ支持部１１８は、周囲の空気が通過することを可能にするための通路、開口、または同様のもので構成され得る。
【００３４】
一方向吸入バルブアセンブリ１１５は、周囲の空気が、圧縮シリンダ１１０の中に入ることを可能にするように構成される。ある態様において、図２に示されるように、周囲の空気の空気圧が圧縮シリンダ１１０内の空気圧より大きいとき、バルブフェース１１６の表面に圧力を印加する周囲の空気は、バネ１１７を圧縮して、空気が圧縮シリンダ１１０の中に入ることを可能にする。空気圧が、圧縮シリンダ１１０内で周囲の空気の圧力より大きいとき、図２Ａに示されるように、バルブフェース１１６及びバネ１１７が、十分に伸ばされ、周囲の空気が、圧縮シリンダ１１０の中に入ることを防ぐ。
【００３５】
圧縮シリンダ１１０に隣接するものは、図１及び３〜４に示されるように、アキュムレータチャンバ１２０である。アキュムレータチャンバ１２０は、燃焼シリンダ１３０への後の供給のためにパワーストローク間で圧縮シリンダ１１０から圧縮された空気を保持するように構成される。なぜなら、それは、十分な空気量を蓄積して燃焼シリンダ１３０内の空気充填を２倍にするために圧縮ピストン２１０の前後のサイクルを必要とするからである。アキュムレータチャンバ１２０は、図１、３及び３Ａに示されるように、チェックバルブアセンブリ１２５を通って圧縮シリンダ１１０から空気を受け取る。例示的な態様において、各空気アキュムレータチャンバ１２０は、２つのチェックバルブアセンブリ１２５を含む。しかしながら、他の態様において、空気アキュムレータチャンバ１２０は、３つ以上のチェックバルブアセンブリ１２５を含むことができる。１つの一方向吸入バルブアセンブリ１１５に類似して、チェックバルブアセンブリ１２５は、空気がアキュムレータチャンバ１２０の中に入ることを可能にするように構成される。チェックバルブアセンブリ１２５は、バネ支持部１２８上に固定されたバネ１２７に接続されたバルブフェース１２６を備える。ある態様において、バネ支持部１２８が、アキュムレータチャンバ１２０の表面に固定されたポールを備え得る。
【００３６】
チェックバルブアセンブリ１２５は、空気が、圧縮シリンダ１１０からアキュムレータチャンバ１２０の中に入ることを可能にするように構成される。ある態様において、圧縮シリンダ１１０内の空気の空気圧が、アキュムレータチャンバ１２０内の空気圧より大きいとき、図２に示されるように、圧縮シリンダ１１０内の空気は、バルブフェース１２６の表面に圧力を印加して、バネ１２７を圧縮して、空気がアキュムレータチャンバ１２０の中に入ることを可能にする。空気圧が、アキュムレータチャンバ１２０内で圧縮シリンダ１１０における空気より大きいとき、図３Ａに示されるように、アキュムレータチャンバ１２０における空気の圧力は、バルブフェース１２６の裏に印加され、バネ１２７が十分に伸ばされて、空気がアキュムレータチャンバ１２０の中に入ることを防ぐ。ある態様において、アキュムレータチャンバ１２０はまた、以下により詳細に記述される、吸入ポート１３７を含む。
【００３７】
ある態様において、対向ピストン機関１００は、燃焼シリンダ１３０を含む。燃焼シリンダ１３０は、図１及び４に示されるように、圧縮シリンダ１１０の反対側上で空気アキュムレータチャンバ１２０に隣接する。上述したように、燃焼シリンダ１３０は、燃焼ピストン２３０が、以下に詳細に記述される、燃焼シリンダ１３０内で移動することを可能にするように構成される。ある態様において、燃焼ピストン２３０は、連接ロッド２３１を通してスコッチヨークベース２０５に接続される。ある態様において、燃焼シリンダ１３０からクランクケース１０５を隔離するために、連接ロッド２３１がクランクケース１０５に対して機関ケース１０４における開口を通過するように、燃焼ピストン２３０の連接ロッド２３１は、軸受１３４によって取り囲まれる。
【００３８】
ある態様において、少なくとも１つの点火プラグ１３１の電極端部が、図１及び４に示されるように、燃焼シリンダ１３０内に存在するように構成される。他の態様において、複数の点火プラグ１３１（例えば、図３２を参照）が、各燃焼シリンダ１３０において使用され得る。ある態様において、制御モジュール（明確さのために図示されない）は、点火プラグ１３１の動作を制御するように構成され得る。例示的な態様において、点火プラグ１３１は、クランクケース１０５から最も遠い端部において燃焼シリンダ１３０内で方向付けられる。点火プラグ１３１に隣接するものは、燃料噴射器１３２である。ある態様において、クランクシャフト角度センサ（明確さのために図示されない）は、燃料噴射器１３２の動作を始めるように構成され得、上述した制御モジュールが、燃料噴射器１３２の連続した機能を制御する。他の態様において、複数の燃料噴射器１３２（例えば、図３１の燃料噴射器１１３２）は、燃料の燃焼の全体の効率を上げるために、各燃焼シリンダ１３０において使用され得る。例示的な態様において、燃料噴射器１３２は、パルス化されるように構成され得、燃焼ピストン２３０が燃料と空気の混合物を圧縮する際に、燃料の複数の短いバーストで送る。ある態様において、図１、４、１２、１２Ａ、及び１２Ｂに示されるように、バルブガイド１３５は、以下に詳細に記述される、排気マニホルド５４０に導く排気ポート１３６の中心にあるように見付けられ得る。バルブガイド１３５は、排気アセンブリ５００の排気バルブ５１１を支援するように構成され得る。排気アセンブリ５００は、以下に詳細に記述される、燃焼が燃焼シリンダ１３０において起こっているときに、排気ポート１３６から燃焼シリンダ１３０を封鎖するように構成される。
【００３９】
燃焼シリンダ１３０は、アキュムレータチャンバ１２０から燃焼シリンダ１３０の中に入るように給気のための通路を提供するように構成された吸入ポート１３７を含む。ある態様において、燃焼シリンダ１３０は、吸入ポート１３７の反対側で見付けられ得るパージポート１３８を含み得る。パージポート１３８は、以下に詳細に記述される、排気バルブ５１１が開かれるときに、燃焼チャンバから排気及び未使用燃料をパージするように構成される。
【００４０】
燃焼ピストン２３０は、燃焼シリンダ１３０内で移動するように構成される。ある態様において、燃焼ピストン２３０は、燃焼シリンダ１３０の壁と接触すること無く、燃焼シリンダ１３０を通って前後に移動するように構成され、それによって、ピストン２３０上のピストンリングの必要性を排除して、摩擦、それによって、燃焼シリンダ１３０内の潤滑剤の必要性を大いに減らす。燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａは、ピストン連接ロッド２３１を通ってスコッチヨークベース２０５に接続される。ピストン連接ロッド２３１は、保持締結具２３２でスコッチヨークベース２０５に接続される。燃焼ピストンをスコッチヨークベース２０５に接続する及びピストン２３０及び連接ロッド２３１の動きを線形式に限定することによって、ピストン２３０は、連接ロッド２３１から枢動することができることを必要とせず、従って、剛性連接ロッド２３１によって置き換えられるリストピンまたは回転連接ロッドを必要としない。リストピンの必要性を排除することによって、ピストン２３０は、シリンダ１３０内で前後に揺れ動くことができず、それによって、非粘性層及びシールを破壊することになるシリンダ壁と接触することを回避する。加えて、リストピンはまた、重量を加えてエネルギーを消費して、それによって、機関の全体の効率を低減する。
【００４１】
燃焼シリンダ１３０と組み合わせた燃焼ピストン２３０は、燃焼目的、ならびにパージする目的のために、使用され得る。ある態様において、燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａは、それらのそれぞれの燃焼シリンダ１３０を２つの区分、すなわち、燃焼区分１３０Ｃ及びパージ区分１３０Ｐに可動式に二分する。燃焼区分１３０Ｃは、燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａのフェース側２３４上で見付けられ、パージ区分１３０Ｐは、ヘッド２３０ａの連接ロッド側上で見付けられる。燃焼ピストン２３０が燃焼シリンダ１３０内で移動する際、燃焼区分１３０Ｃ及びパージ区分１３０Ｐの長さや容量が変化する。パージ区分１３０Ｐが縮小する際に燃焼ピストン２３０がクランクケース１０５の方へ動くにつれて、燃焼区分１３０Ｃが増大して、逆もまた同様である。
【００４２】
スコッチヨークベース２０５は、スロットを提供するスロット付きのレースウェイ２０６を含み、そのスロットのために軸受アセンブリ３５０が、以下に詳細に記述される、燃焼ピストン２３０からクランクシャフトアセンブリ３００に燃焼力を伝達することができる。燃焼ピストン２３０は、スコッチヨークベース２０５によって切断されるので、ピストン連接ロッド２３１は、対向ピストン機関１００の各側（Ａ、Ｂ）について要求される。ある態様において、燃焼ピストンヘッド２３０ａのフェース２３４は、図６及びＡ〜Ｃに示されるように、パージ凹部２３６及び吸入リップ２３７を含む。そのような態様において、パージ凹部２３６は、パージポート１３８と整列するように構成されるのに対して、吸入リップ２３７は、吸入ポート１３７と整列するように構成される。パージ凹部２３６及び吸入リップ２３７は、それらの意図された目的を否定することになる吸入ポート１３７及びパージポート１３８が同時に開かないことを確実にするように構成される。
【００４３】
ある態様において、図７〜９に示されるように、スコッチヨークベース２０５が、クランクシャフトアセンブリ３００を係合させるように構成される。ある態様において、クランクシャフトアセンブリ３００及びそれの構成要素が、クランクケース１０５内で隔離され得、機関セクション１０１、１０２のシリンダ１１０、１３０及びアキュムレータチャンバ１２０の中に延び得ない。クランクシャフトアセンブリ３００をシリンダ１１０、１３０及びチャンバ１２０から隔離することによって、クランクシャフトアセンブリ３００のための（以下に記述される）潤滑剤６０５がまた、機関の燃焼及びパージサイクルから隔離されて、燃焼の間に燃料から潤滑剤の混合を排除して、有害な排気物質を低減する。
【００４４】
クランクシャフトアセンブリ３００は、図１７に示されるように、２つの主軸受３６０を通って機関ケース１０４に係合され得る。ある態様において、クランクシャフトアセンブリ３００は、デトネータメインジャーナル３０１、排気メインジャーナル３０２、及びロッドジャーナル３０３を含み、ロッドジャーナル３０３は、デトネータメインジャーナル３０１と排気メインジャーナル３０２を接続するように構成される。ある態様において、ロッドジャーナル３０３は、以下に詳細に記述される、軸受アセンブリ３５０を受け入れるように構成される。ある態様において、ロッドジャーナル３０３は、図８に示されるように、それぞれ、デトネータ支持部３１０及び排気支持部３２０を通してデトネータメインジャーナル３０１と排気メインジャーナル３０２に接続される。例示的な態様において、ロッドジャーナル３０３、デトネータ支持部３１０、及びデトネータメインジャーナル３０１は、互いに永続的に固定され得、排気メインジャーナル３０１及び排気支持部３２０が、互いに永続的に固定される。例えば、これらの構成要素は、それぞれの固形単一体を形成するように機械加工され得る。ある態様において、ロッドジャーナル３０３は、図８に示されるように、アセンブリ目的のために、排気支持部３２０内で見付けられるロッドジャーナルスロット３０５を係合させるように構成されたロッドタブ３０４を含み得る。例示的な態様において、スロット３０５及びタブ３０４は、ロッキングピン３２７を受け入れるための位置合わせ開口３０６、３０７をそれぞれ有するように構成され得、排気メインジャーナル３０２と支持部３２０をロッドジャーナル３０３及びデトネータ支持部３１０ならびにメインジャーナル３０１に更に固定する。この構成は、１以上の軸受アセンブリ３５０が、クランクシャフトアセンブリ３００が完全に組み立てられる前に導入されることを可能にする。クランクシャフトアセンブリ３００は、ロッドジャーナル上に軸受アセンブリ３５０を導入することが可能である限り、他の手法で接合され得及び／または形成され得る。
【００４５】
ある態様において、クランクシャフトアセンブリ３００の端部は、弾み車３３０、３３５を含む。クランクシャフトアセンブリ３００の構成要素の大部分と同様に、弾み車３３０、３３５は、クランクケース１０５内に含有される。ある態様において、ロッドジャーナル３０３の反対側のデトネータメインジャーナル３０１の端部は、図８に示されるように、デトネータ弾み車３３５を受け入れるように構成される。ある態様において、デトネータ弾み車３３５は、図１０に示されるカム３３５ａを含むように構成されて、そのカム３３５ａは、以下に詳細に記述される、デトネータアキュムレータシステム４００と動作するように構成され得る。ある態様において、ロッドジャーナル３０３の反対側の排気メインジャーナル３０２の端部は、排気弾み車３３０を受け入れるように構成される。ある態様において、排気弾み車３３０は、図８及び１２に示されるカム３３０ａを含むように構成されて、そのカム３３０ａは、以下に詳細に記述される、排気システム５００を動作するように構成され得る。ある態様において、デトネータ弾み車３３５及び排気弾み車３３０は、それぞれ、デトネータメインジャーナル３０１及び排気メインジャーナル３０２の端部を受け入れるための開口３３６、３３１を含み得る。加えて、デトネータメインジャーナル３０１及び排気メインジャーナル３０２の端部は、対応する開口３３６、３３１と共に、鍵溝システム３２６（鍵及びスロットを含み、鍵は、明確さの目的のために図示されない）を利用することができて、弾み車３３５、３３０に対するジャーナル３０１、３０２のアライメント及び結合を支援する。
【００４６】
ある態様において、弾み車３３５、３３０は、以下に詳細に記載される、機関１００の遠隔領域に対して潤滑油の注入をポンピングするように構成され得る。ある態様において、弾み車３３０、３３５は、ピックアップホース６０２に接続される潤滑ピックアップチューブ６０１を含む。同様に、弾み車３３５、３３０は、以下に詳細に記述される、潤滑戻りホース６０４と整列された戻りホース６０４に接続された潤滑戻りチューブ６０３を含み得る。ある態様において、クランクシャフトアセンブリ３００はまた、回転力を伝達する手段を含むことができる。例示的な態様において、クランクシャフトアセンブリ３００の外側端部は、図１７に示されるように、オススパイン３５５及びメススパイン３５６を含み得る。
【００４７】
図７〜９に示されるように、クランクシャフトアセンブリ３００は、少なくとも１つの軸受アセンブリ３５０を含む。ある態様において、軸受アセンブリ３５０は、図７及び９に示されるように、ロッドジャーナル３０３の本体とスコッチヨークベース２０５のスロット付きのレースウェイ２０６の内部表面の両方を係合させるように構成される。例示的な態様において、クランクシャフトアセンブリ３００は、以下に詳細に記述される、クランクケース１０５内で循環している潤滑剤６０５へのアクセスを容易にするのを助ける１以上の軸受アセンブリ３５０を含み得る。
【００４８】
ある態様において、軸受アセンブリ３５０が、図９に示されるように、３つのレース、すなわち、内部レース３５１、中間レース３５３、及び外部レース３５５を備える。そのような態様において、内部レース３５１は、中間レース３５３から分離されて、中間レース３５３は、２組の転がり要素３５２、３５４によって外部レース３５５から分離される。２組の転がり要素３５２、３５４は、限定されるものではないが、針状及び／または玉軸受を含み得る。転がり要素３５２、３５４は、摩擦を減らすことを支援する。例示的な態様において、内部レース３５１の内部表面が、ロッドジャーナル３０３の外部表面を係合するように構成される一方で、外部レース３５５の外部表面が、スロット付きのレースウェイ２０６の内部表面を係合する。この構成は、軸受アセンブリ３５０が、クランクシャフトアセンブリ３００に対して燃焼ピストン２３０によってスコッチヨークベース２０５に加えられる燃焼力を伝達することを可能にする。図７及び９は、３つのレース３５１、３５３、３５５及び２組の転がり要素３５２、３５４を有する軸受アセンブリ３５０を例示するが、他の態様の軸受アセンブリ３５０が、追加的なレース及び複数組の転がり要素を含むことができる。そのような組み合わせは、軸受が故障し始める場合において、予備の転がり要素部品を提供する間に、高速回転を可能にする。ある態様において、転がり要素３５２、３５４は、スコッチヨークベース２０５から受け取られた力を伝達しながらロッドジャーナル３０３の自由回転を支援する。
【００４９】
上述したように、デトネータ弾み車３３５は、図１０〜１１に示される、デトネータアキュムレータシステム４００と動作するように構成される。ある態様において、デトネータアキュムレータシステム４００は、弾み車３３５上に位置するカム３３５ａ、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０及びデトネーションアキュムレータバルブアセンブリ４２０を含む。ある態様において、カム３３５ａは、限定されるものではないが、ローブ、ディスクカム、プレートカム、放射式カムまたは同様のものを含み得る。ある態様において、カム３３５ａは、デトネータ弾み車３３５と一体式に形成され得るか、他の既知手段を通して固定され得る。ある態様において、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０は、機関ケース１０４内に形成されて、対向ピストン機関１００の両方の燃焼シリンダ１３０と連通している。デトネーションアキュムレータチャンバ４１０は、以下に詳細に記述される、高温、高圧ガスを保持するように更に構成される。
【００５０】
図１０〜１１Ａに例示されるように、デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ４２０は、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０から燃焼シリンダ１３０の中へのガスの放出や収集を制御するように構成される。デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ４２０は、クランクケース１０５及びデトネーションアキュムレータチャンバ４１０内で、両方が互いから分離されることを保ちながら、動作するように構成される。ある態様において、デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ４２０は、プッシュロッド４２１を含む。ある態様において、機関ケース１０４は、クランクケース１０５とデトネーションアキュムレータチャンバ４１０との間にプッシュロッド４２１を受け入れるチャネル（明確さのために図示されない）を有するように構成されて、それは、クランクケース１０５とデトネーションアキュムレータチャンバ４１０との間にシールを生成するための軸受及びシールを含み得る。プッシュロッド４２１は、カム端部４２１ａ及びチャンバ端部４２１ｂを含む。プッシュロッド４２１のカム端部４２１ａは、デトネータ弾み車３３５のカム３３５ａを係合させるように構成される。ある態様において、プッシュロッド４２１のカム端部４２１ａは、カム従動子４２２を受け入れるように構成される。プッシュロッド４２１のカム端部４２１ａは、カム従動子４２２を受け入れるためのスロット４２３を有するように構成され得る。カム従動子４２２は、プッシュロッド４２１のカム端部４２１ａ上の開口４２５にサイズが対応する軸受４２４を含み得、それらの全ては、スロット４２３内にカム従動子４２２を保持するための保持ピン４２６を受け入れるように構成される。カム従動子４２２は、弾み車３３５が回転する際にデトネータ弾み車３３５のカム３３５ａを係合させるように構成される。
【００５１】
プッシュロッド４２１のチャンバ端部４２１ｂは、戻りバネ４２７を受け入れるように構成される。ある態様において、戻りバネ４２７が、図１０に示されるように、機関ケース１０４、ならびにプッシュロッド４２１のチャンバ端部４２１ｂに結合される。ある態様において、プッシュロッド４２１は、チャンバ端部４２１ｂに近いデトネーション開口４２８を含む。戻りバネ４２７が十分に伸ばされる（すなわち、圧縮されない）とき、デトネーション開口４２８は、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０と整列されない。デトネータ弾み車３３５のカム３３５ａが、カム端部２２１ｂ、より具体的には、プッシュロッド４２１のカム従動子４２２を係合的に押すとき、デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ４２０は、デトネーション開口４２８を燃焼シリンダ１３０に隣接するデトネーションアキュムレータチャンバ４１０の端部と整列させるように構成されて、高温及び加圧された混合ガスを燃焼シリンダ１３０の中に入れることを可能にする。デトネーション開口４２８はまた、開いたままであるように構成されて、燃料／空気デトネーションが、燃焼区分１３０−Ｃにおける燃焼シリンダ１３０内で行われる際に、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０の再充填を可能にする。
【００５２】
上述したように、排気弾み車３３０は、図１２〜１７に示される、排気システム５００と動作するように構成される。ある態様において、排気弾み車３３０は、カム３３０ａを含み得る。ある態様において、排気弾み車３３０のカム３３０ａが、上述したデトネータ弾み車３３５の同じ種類のカム３３５ａを備え得る。ある態様において、排気システム５００の構成要素は、図１２に示されるように、バルブカバー５１９内に保持され得る。ある態様において、排気システム５００が、排気バルブアセンブリ５１０、ロッカーアームアセンブリ５２０、プッシュロッドアセンブリ５３０、及び排気マニホルド５４０を備える。ある態様において、排気弾み車３３０は、ロッカーアームアセンブリ５２０及びプッシュロッドアセンブリ５３０を通して排気バルブアセンブリ５１０を動作させる。
【００５３】
図１２Ａ、１２Ｂ、１３、１３Ａ、１４及び１４Ａに示されるように、バルブアセンブリ５１０は、バルブ５１１、バルブバネベース５１４、バルブバネ５１５、及びバルブバネ保持具５１６を備える。バルブ５１１は、ステム５１３に接続されたバルブヘッド５１２を含み得る。上述したように、機関ケース１０４の壁を通って延びる排気バルブガイド１３５は、排気ポート１３６内のバルブ５１１のステム５１３を誘導するように構成される。バルブバネベース５１４は、排気ポート１３６の反対側の機関ケース１０４の外部上につなげられる。組み合わせて、バルブバネベース５１４とバルブバネ保持具５１６は、バルブ５１１のステム５１３の端部上にバルブバネ５１５を保持するように構成される。ある態様において、バルブバネ保持具５１６は、図１２ｂに示されるように、バルブバネキーパ５１７を通してバルブ５１１のヘッド５１２の反対側のステム５１３の端部に固定され得、そのバルブバネキーパ５１７は、ステム５１３の端部上の切り込み５１３ａ内に受け入れられ得る。例示的な態様において、バルブバネベース５１４及び保持具５１６は、図１３、１３Ａ、１４、及び１４Ａに示されるように、バルブバネ５１５を保持するように更に構成されるそれぞれの凹部５１４ａ、５１６ａを含み得る。
【００５４】
バルブバネアセンブリ５１０は、ロッカーアームアセンブリ５２０及びプッシュロッドアセンブリ５３０によって制御されるように構成される。ある態様において、ロッカーアームアセンブリ５２０は、プッシュロッドアセンブリ５３０を係合させるように構成される。ロッカーアームアセンブリ５２０は、ロッカーアーム５２１を含む。ロッカーアーム５２１は、バルブ端部５２１ａ及びロッド端部５２１ｂを含む。ロッカーアーム５２１の中間は、バルブカバー５１９内でピボット点（明確さの目的のために図示されない）を係合させるように構成された軸受５２２を含む。ある態様において、ロッカーアーム５２１のロッド端部５２１ｂは、図１２Ａ及び１５に示されるように、調節ピボット５２４を受け入れるように構成される調節開口５２３を含む。調節ピボット５２４は、プッシュロッドアセンブリ５３０を係合させるように構成されたロッド端部５２４ａを含み得る。例示的な態様において、ロッド端部５２４ａは、ロッド５３０を係合させるように形成され得る。ロックナット５２５は、ロッド端部５２４ａの反対側の端部上に調節ピボット５２４を固定することができる。調節ピボット５２４、調節開口５２３、及びロックナット５２５は、対応するネジ式表面を含み得、それは、調節ピボット５２４の精密な調節を支援する。
【００５５】
プッシュロッドアセンブリ５３０は、図１２、１２ａ、及び１５〜１６に示されるように、排気弾み車３３０及びロッカーアームアセンブリ５２０と相互作用するように構成される。ある態様において、プッシュロッド５３１は、デトネータ弾み車３３５と関連付けられたプッシュロッド４２１に類似しており、クランクケース１０５及びバルブカバー領域５１９の中に、２つの領域が互いから隔離されることを保ちながら、到達するように構成される。そのような態様において、機関ケース１０４は、隔離を支援するための環状チャネル、軸受及びシールを含み得る。
【００５６】
プッシュロッド５３１は、カム端部５３１ａ及びピボット端部５３１ｂを含む。プッシュロッド５３１のカム端部５３１ａは、排気弾み車３３０のカム３３０ａを係合させるように構成される。ある態様において、プッシュロッド５３１のカム端部５３１ａは、カム従動子５３２を受け入れるように構成される。プッシュロッド５３１のカム端部５３１ａは、カム従動子５３２を受け入れるためのスロット５３３を有するように構成され得る。カム従動子５３２は、カム端部５３１ａ上の開口５３５にサイズが対応する軸受５３４を含み得、それらの全ては、カム従動子５３２をスロット５３３内に保持するための保持ピン５３６を受け入れるように構成される。カム従動子５３２は、弾み車３３０が回転する際に、排気弾み車３３０のカム３３０ａを係合させるように構成される。プッシュロッド５３１のピボット端部５３１ｂは、調節ピボット５２４の端部５２４ａを係合させるように構成される。例示的な態様において、ピボット端部５３１ｂは、ピボット５２４のロッド端部５２４ａの形状と対応するくぼみ５３７を含み得る。
【００５７】
図１２ａ及び１５に示されるように、ロッカーアーム５２１のバルブ端部５２１ａは、バルブアセンブリ５１０と相互作用するように構成される。バルブ端部５２１ａは、バルブ５１１のステム５１３を係合させるように構成されるカム従動子５２６を受け入れるように構成され得る。カム従動子５２６が、保持ピン５２７を用いてロッカーアーム５２１のバルブ端部５２１ａに固定される。カム従動子５２６は、従動子５２６がバルブ５１１のステム５１３を係合する際に、保持ピン５２７の周りのカム従動子５２７の回転を支援するためのカム軸受５２８を受け入れるように構成され得る。
【００５８】
排気弾み車３３０のカム３３０ａが、カム端部５３１ｂ、より具体的には、プッシュロッド５３１のカム従動子５３２を係合させるとき、ロッド５３１のピボット端部５３１ｂが調節ピボット５２４を押して、その調節ピボット５２４が、バネ５１４を圧縮しながらバルブ５１１のステム５１３を係合させて、排気ポート１３６内で排気バルブ５１１を強制的に開いて、排気が排気ポート１３６を通って燃焼シリンダ１３０から出ることを可能にする。
【００５９】
図１２及び１２Ａに示されるように、排気マニホルド５４０は、燃焼チャンバ１３０の上部部分に接続されて、燃焼チャンバ１３０の外に排気を通させるように構成される。排気マニホルド５４０は、機関ケース１０４とは別個に形成され得、既知の手段を通して機関ケース１０４に結合され得る。
【００６０】
ある態様において、排気マニホルド５４０は、騒音除去排気要素を含み得、それは、限定されるものではないが、チューニングチャンバ５５０、チューニングアクチュエータ５５２、排気センサ５５４、及び活性チューニング要素５５６を含む。これらの要素の組み合わせは、排気によって作り出された全体的な騒音を減らすように共に働く。例えば、チューニングチャンバ５５０は、対向ピストン機関１００の一方の機関区分１０１から排気圧力波を吸収する及びやがて排気圧力波の速度を遅くするのに十分大きなサイズのものとすることができて、他方の機関区分１０２からの排気圧力波が、同様に第２の波の速度に到達して減ることを可能にして、波形が、次いで、出口へ曲がることを可能にして、それ故、音響エネルギーを吸収する。加えて、対向ピストン機関１００の構成要素が、ディーゼル機関原理に従って動作するので、排気ガスは、火花点火排気よりも遅い出口速度を有する。なぜなら、エネルギーの全てを燃焼チャンバ１３０の内側で消費したからである。すなわち、火花点火排気ガスは、それらが排気ポート１３６を出る際に燃料を依然として燃焼しており、それが、騒音を増加し得る。
【００６１】
以前に述べたように、対向ピストン機関１００は、それの構成要素の潤滑化に依存する。対向ピストン機関１００の種々の構成要素の潤滑化は、機関ケース１０４の構成に依存して、２つの独自の内部弾み車３３０、３３５から離れた自由空間を限定する。機関ケース１０４は、クランクケース筺体１０５から、圧縮シリンダ１１０と燃焼シリンダ１３０を隔離するように構成されて、それらは、非粘性層シールに起因して潤滑化を必要としない。
【００６２】
潤滑剤６０５が、図１７〜１８に示されるように、機関のクランクケース１０５に導入され得る。潤滑剤６０５は、クランクシャフトアセンブリ３００の構成要素を潤滑することができる。ある態様において、デトネーション弾み車３３５及び排気弾み車３３０の縁部が潤滑剤６０５を通過されるように、十分な量の潤滑剤６０５が導入される。ある態様において、弾み車３３０、３３５が潤滑剤６０５に導入される際、潤滑剤６０５の一部分が、潤滑剤６０５と弾み車３３０、３３５との間の有害抗力（すなわち、表面摩擦）に起因して、蒸発される。結果として、蒸発した潤滑剤（図示されない）は、必要な領域においてクランクケース１０５を満たし始める。
【００６３】
ある態様において、弾み車３３０、３３５と、それらの関連したピックアップチューブ６０１及びホース６０２ならびに戻りチューブ６０３及びホース６０４が、ベルヌーイの原理を利用して、クランクケース１０５から及び対向ピストン機関１００の他の領域に潤滑ミスト／蒸発した潤滑剤を引き出す圧力差を生成する。より具体的には、弾み車／潤滑剤の接触部分において生成された有害抗力は、排気バルブアセンブリ５１０を潤滑するために、蒸発した潤滑剤をバルブカバー領域５１９に循環させる圧力差を生成する。図１７に示され例示されるように、２つの弾み車３３０、３３５の非カム側が、ピックアップチューブ６０１を含む。ピックアップチューブ６０１は、支えを通して高圧を生成するように位置付けられ、例えば、弾み車３３０、３３５の表面に付着している高速度潤滑剤蒸気が、ピックアップチューブ６０１の開口の中に入ることを可能にして、ピックアップチューブ６０１の弾み車３３０、３３５の表面に対面する。蒸気は、次いで、ピックアップホース６０２を通ってバルブカバー領域５１９に伝達される。ある態様において、ピックアップホース６０２は、機関ケース１０４における対応する開口を通って受け入れられるように構成され得る。他の態様において、ピックアップホース６０２は、対向ピストン機関１００の機関ケース１０４の外部表面に取り付けられるように構成され得る。
【００６４】
戻りチューブ６０３及び戻りホース６０４の組が、潤滑蒸気を循環させてバルブカバー５１９の領域からクランクケース１０５に戻すために利用される。ある態様において、戻りチューブ６０３及び戻りホース６０４は、例えば、バルブカバー領域５１０から戻りチューブ６０３及び戻りホース６０４内に低圧力を生成するように、戻りチューブ６０３の開口を弾み車３３０、３３５の回転の方向から離して向かせることによって、有害抗力を通して蒸気を引き出すなどのために整列される。バルブカバー５１９内の戻りホース６０４の開口は、供給側から離れて適切に位置されて、バルブカバー５１９内の蒸気循環を容易にする。ある態様において、戻りホース６０３は、機関ケース１０４における対応する開口を通って受け入れられるように構成され得る。他の態様において、戻りホース６０３は、対向ピストン機関１００の機関ケース１０４の外部表面に取り付けられるように構成され得る。
【００６５】
ある態様において、対向ピストン機関の燃焼及びパージサイクルは、以下の様式で動作する。図１９〜２０は、クランクシャフトアセンブリ３００の角度に関して相対的なバルブ作動シーケンスを示しており、図１９が、Ａ側（セクション１０１）についての作動シーケンスを示して、図２０が、Ｂ側（セクション１０２）についての作動シーケンスを示す。図示される及び上述されたように、区分１０１、１０２の両方は、活動がクランクシャフトアセンブリ３００の位置に関連して起こるときの１８０度である差の程度ではあるが、同じ活動を実行する。明確さのために、対向ピストン機関１００の一方側Ａは、他方側Ｂが、第１の側からのクランクシャフト回転オフセットが１８０度である以外に同一であるように、以下に記載される。
【００６６】
クランクシャフト角度センサが、燃料噴射器１３２の動作を始めて、制御モジュールが動作燃料噴射器１３２を停止することを命令されるまで、制御モジュールが、点火プラグ１３１及び燃料噴射器１３２の連続的な動作を制御する。点火プラグは、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０が一旦充填されると、動作を中止して、機関１００は、次いで、圧縮点火を通して動作し得る。
【００６７】
空気圧縮ピストン２１０が、スコッチヨークベース２０５及び連接ロッド２１１の活動によって作動される圧縮シリンダ１１０において前後に移動する際、周囲の空気が、図２及び２Ａに示される、一方向吸入チェックバルブ１１５を通って引き出される。内側上の低圧力は、外側上の高圧力と組み合わされて、バルブフェース１１６に、バネ支持部１１８に対してバネ１１７を押し下げさせて、それは、圧縮シリンダ１１０の中への空気の通過を可能にする。圧縮ピストン２１０の活動は、アキュムレータチャンバ１２０の中への、図３及び３ａに示される、類似のチェックバルブアセンブリ１２５を用いる吸入バルブアセンブリ１１５の活動を繰り返す。圧縮シリンダ１１０の内側上の比較的低い圧力が、ここで、チェックバルブアセンブリ１２５の高圧力側であり、次に、アキュムレータチャンバ１２０の低い圧力と組み合わせて、それは、ここで、バルブフェース１２６に、バネ支持部１２８に対してバネ１２７を押し下げさせて、燃焼チャンバ１３０の中への空気の通過を可能にする。
【００６８】
アキュムレータチャンバ１２０と燃焼シリンダ１３０との間における吸入ポート１３７が、燃焼区分１３０Ｃの間にピストン２３０の正面側に沿って及びそれがそれの回路内で通り過ぎる際にピストンの裏側上でパージチャンバ１３０Ｐの中に、その２つを接続するのに適切にサイズを定められると共に位置付けられる。図４に例示されるように、燃焼ピストン２３０が、吸入ポート１３７を通って、空気アキュムレータ１２０から圧縮された空気が、燃焼シリンダ１３０の燃焼区分１３０Ｃの中を通る。燃焼ピストン２３０が、ここで燃焼シリンダ１３０の燃焼区分１３０Ｃの内側にある空気を更に圧縮し始めるので、（複数の）燃料噴射器１３２が、圧縮ストロークの長さについての燃料の一連の短いバーストを始めて、空気との燃料の良好な混合を保証する。ピストン２３０が圧縮ストロークを通過する際、ヘッド２３０ａが、吸入ポート１３７及びパージポート１３８を通って、排気ガスをパージするためにパワーストロークの底部で後で使用されることになる、空気アキュムレータチャンバ１２０からのより多くの圧縮された空気を受け入れるためにパージ区分１３０Ｐを開く。更に、パワーストロークが、対向ピストン機関１００の一方の区分１０１（Ａ側）における燃焼ピストン２３０に対して起こる際、エネルギーが、他の区分１０２（Ｂ側）の圧縮シリンダ１１０の圧縮ピストン２１０に伝達され得、第２の圧縮シリンダ１１０（Ｂ側）を圧縮された空気で過給して、それは、次いで、蓄積チャンバ１２０及び最終的には同じ側の燃焼チャンバ１３０において蓄積することになり、結果として更なる効率をもたらす。完全な充填でアキュムレータチャンバ１２０を満たすために、燃焼シリンダ１３０が、それの必要とされる空気搭載量を達成するために半回転だけを必要とする間に、圧縮シリンダ１１０と圧縮ピストン２１０の組み合わせは、１つの全体のサイクル／回転を前後に反復することを必要とする。
【００６９】
機関が、デトネータアキュムレータシステム４００を適切に充填するのに十分に動いたとき、機関１００は、動いたままであるために点火プラグ１３１に依存する必要はもはやないことになる。デトネータアキュムレータシステム４００の動作下で、区分１０１（Ａ側）の燃焼ピストン２３０がそれのストロークの頂部に到達するとき、上死点（ＴＤＣ）においてまたは上死点を過ぎて、区分Ａと関連付けられたデトネーションアキュムレータバルブアセンブリ４２０の構成要素（すなわち、区分１０１の中に延びるプッシュロッド４２１）は、開いて、燃焼シリンダ１３０Ｃの中へ、デトネーション開口４２８を通って、デトネーションアキュムレータ４１０内に貯えられた高温及び高圧ガスを放出して、燃焼シリンダ１３０Ｃにおけるデトネーションの点を過ぎて燃料と空気の混合物を取って、パワーストロークを始める。デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ４２０は、対向する機関セクション１０２／Ｂ側の作動に備えて、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０を再充填するのに十分長くデトネーション開口４２８を適所に保つ。デトネータアキュムレータシステム４００の使用は、高圧縮に起因するパワー損失無しで、ＴＤＣ後に高い圧縮比を生じる。プロセスは、両側について繰り返され得る。
【００７０】
プッシュロッドアセンブリ５３０は、排気弾み車３３０によって作動され、その排気弾み車３３０は、次いで、ロッカーアーム５２１に対してロックナット５２５によって保持された調節ピボット５２４を押し付ける。ロッカーアーム５２１の他の端部５２１ａ上のカム従動子５２６は、次いで、排気バルブ５１１を作動する。燃焼ピストン２３０がパワーストロークを通して後退する際、２つの事象が同時に起こる。排気バルブ５１１は、燃焼シリンダ１３０の頂部、より具体的には排気ポート１３６で開いて、排気ガスが、排気マニホルド５４０の中に逃げることを可能にする。同時に、ピストン２３０のパージ凹部２３６が、図６を参照すると、パージポート１３８に露出されて、ピストン２３０が、燃焼シリンダ１３０Ｃから排気ガスをパージするためにそれのストロークの底部に近づく際に、ピストン２３０の裏側に圧縮された空気が、パージシリンダ１３０Ｐから出現することを可能にする。ある態様において、ほぼ９度かそれくらいの程度のクランクシャフトの回転後に（図１９〜２０を参照）、ピストン吸入リップ２３８が、吸入ポート１３７を露出して、それは、圧縮された空気の流入を可能にして、次の回転のために燃焼シリンダ１３０Ｃに新鮮な空気を充填する。
【００７１】
燃焼ピストン２３０がパージ区分１３０Ｐを最小限にした後、燃焼ピストン２３０が底に達して、戻りの圧縮ストロークを始める。燃焼ピストン２３０が、吸入ポート１３７とパージポート１３８の両方を通り過ぎて、次のサイクルのために空気を補給されることになる、空気アキュムレータチャンバ１２０まで共に燃焼チャンバ１３０と開口の両方からそれらを隔離する。燃焼ピストン２３０がそれの空気搭載量を圧縮し続ける際、燃料噴射器１３２が、燃焼区分１３０Ｃの中に燃料の複数の短いバーストを噴射し始めて、ストロークの頂部におけるデトネーションに備えて燃料と空気の均一な混合を容易にする。この活動は、必要に応じて繰り返す。
【００７２】
図２１Ａ〜Ｆは、対向ピストン機関１００の一方側Ｂについてのパワーサイクルと他方側Ａについてのパージサイクルの例示的な態様をより詳細に例示する。図２１Ａは、Ｂ側についての燃焼サイクルの始まりとＡ側についてのパージサイクルのための始まりを示す。アキュムレータチャンバ１２０内の空気が、燃焼区分１３０Ｃ内の空気よりも高い圧力にあるので、アキュムレータチャンバ１２０からの過給空気が、Ｂ側上で吸入ポート１３７を通って燃焼区分１３０Ｃの中に入る。圧縮された空気は、チェックバルブ１２５（図示されない）とパージ区分１３０Ｐにおける低圧力の組み合わせに起因して、Ａ側のパージ区分１３０Ｐの中に入らない。
【００７３】
図２１Ｂに示されるように、クランクシャフト角度センサは、燃料噴射器１３２の動作を始める。ある態様において、クランクシャフト角度センサは、燃焼ピストン２３０が空気を圧縮する際に、燃焼シリンダ１３０の燃焼区分１３０Ｃの中に燃料を噴射するために燃料噴射器１３２をパルス状にするように構成され得る。Ａ側上で燃焼ピストン２３０が、パージ区分１３０Ｐ内で空気を圧縮し始める一方で、燃焼区分１３０Ｃ内の空気が、より少なく加圧されることになる。同時に、スコッチヨークベース２０５によって作動される圧縮ピストン２１０は、圧縮シリンダ１１０の中に一方向吸入チェックバルブ１１５を通して周囲の空気を引き込む。圧縮シリンダ１１０の内側上の低圧力は、一方向チェックバルブ１１５の外側上の高圧力と組み合わされて、バルブフェース１１６に、バネ支持部１１８に対してバネ１１７を押し下げさせて、それは、圧縮シリンダ１１０の中への空気の通過を可能にする。
【００７４】
図２１Ｃは、アキュムレータチャンバ１２０（図３及び３ａに示される）類似のチェックバルブアセンブリ１２５と共に吸入バルブアセンブリ１１５の活動を繰り返す圧縮シリンダ１１０の活動を示す。圧縮シリンダ１１０の内側上の比較的低い圧力は、ここで、チェックバルブアセンブリ１２５の高圧力側であり、次いで、アキュムレータチャンバ１２０の低い圧力と組み合わせて、それは、燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａが、Ｂ側の吸入ポート１３７を通る際に、チェックバルブアセンブリ１２５に、燃焼シリンダ１３０の中への空気の通過を可能にさせる。結果として、アキュムレータチャンバ１２０からのいくらかの圧縮された空気が、パージセクション１３０Ｐの中に入ることができる。Ａ側上の圧縮区分１３０Ｃで既に保持された過給空気は、更に圧縮されて燃料と混合される。Ａ側上で、アキュムレータチャンバ１２０内で圧縮される空気は、パージ区分１３０Ｐ内の空気の圧力が増加し続ける際に含有される。
【００７５】
図２１Ｄに示されるように、吸入ポート１３７が、Ａ側上で燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａによって阻止されて、パージ区分１３０Ｐ及びアキュムレータチャンバ１２０内で圧力を増大し続ける。同様に、Ｂ側上で、燃焼シリンダ１３０の燃焼区分１３０Ｃが、更に圧縮される。加えて、より多くの燃料が、燃焼区分１３０Ｃ内で充填された混合物に追加され得る。空気は、アキュムレータチャンバ１２０及び圧縮シリンダ１１０を通ってパージ区分１３０Ｐの中に入り続けることができる。
【００７６】
図２１Ｅは、Ｂ側上の燃焼区分１３０Ｃにおける充填された燃料／空気の混合物の燃焼を例示する。点火プラグ１３１は、燃焼を始めるために使用され得る。同時に、デトネータアキュムレータシステム４００は、Ｂ側上でアキュムレータ４１０を閉じたままにしながらＢ側上で燃焼区分１３０Ｃとデトネーションアキュムレータ４１０を接続するためにデトネーション開口４２８を開くこと（位置付けること）によって、高温、高圧ガスのいくらかを捕捉するように作動され得る。同時に、排気バルブ５１１が、反対側Ａ上でパージ区分１３０Ｐ内で開かれて、排気ポート１３６を通して逃がすようにＡ側上で前のパワーサイクルからの排気を可能にする。同時に、燃焼シリンダ２３０がパージポート１３８を通って、パージ区分１３０Ｐ内に保持された加圧空気が、パージポート１３８を強制的に通されることを可能にして、排気バルブ５１１によって排気ポート１３６からより多くの排気を強制的に出す。パワーサイクルがＡ側上で始まる前に、デトネーション開口４２８が、反動されて、図２１Ｆに示されるように、上記のような使用のためにデトネーションアキュムレータ４１０内に高温、高圧ガスを捕捉する。先行する図２１Ａ〜２１Ｆは、燃料／空気シーケンスを実証するために使用されて、機械的な作動ではない。
【００７７】
上記した対向ピストン機関１００は、当分野において既知である他の内燃機関を超えるいくらかの改善や利点を提供する。火花点火機関及び圧縮点火機関の要素を組み合わせることによって、対向ピストン機関１００が、最良の特性を獲得する。例えば、対向ピストン機関１００は、「２ストローク機関」の各回転とディーゼル機関の高トルク及び燃料デトネーション上のパワー対重量比やシリンダ点火と、４ストローク「オットーサイクル」機関の効率的なバルブ及び潤滑剤の無い燃料を組み合わせる。
【００７８】
ある態様において、対向ピストン機関１００は、デトネーションアキュムレータチャンバ４１０が十分に充填されるまで、点火プラグ１３１を利用するので、対向ピストン機関１００は、ディーゼル機関よりも低い圧力で動作するように構成され、それは、燃料噴射器が、噴射器における異なる開口に起因して、２以上の種類の燃料（例えば、ディーゼルとガソリン）を使って働くことを可能にする。加えて、対向ピストン機関１００は、低圧力で動作するように構成されるので、対向ピストン機関１００は、低い圧縮比に起因して、高圧縮ディーゼル機関よりも始動し易い。更に、対向ピストン機関１００は、２倍の燃料／空気搭載量及びその搭載量がＴＤＣをちょうど過ぎて爆発されるという事実に起因して、高速におけるより高いトルクで動作することができる。同様に、対向ピストン機関１００は、同じ理由のために、広い範囲の速度を有し得る。ある態様において、対向ピストン機関１００は、上記したアセンブリを用いてアイドリングから４，５００ＲＰＭまで動作することができる。以下により詳細に記載される、他の態様において、対向ピストン機関は、高速排気バルブシステムを使用するときに、アイドリングから２５，０００ＲＰＭまで動作することができる。
【００７９】
２つの対向燃焼ピストン２３０を接続するためにスコッチヨーク２０５を利用することによって、対向ピストン機関１００は、いずれの方向にも及び任意の方向付けで動作することができる。上述したように、うね状に保たれるものの連接ロッド２１１、２３１及びガイドシャフト２０７を通してアライメントをスライドする、スコッチヨーク２０５に対して剛性的に燃焼シリンダ２３０を接続することによって、燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａは、燃焼シリンダ１３０の壁と密接に整列されて、２つの間に非粘性層を形成する。非粘性層は、流体（空気または水等）と接触して動的表面がある場合はいつでも形成する。固体表面と流体との間の速度差が速くなればなるほど、非粘性層は、ますます堅く厚くなる。
【００８０】
加えて、上述したように、ピストン２３０及びスコッチヨーク２０５に対する連接ロッド２３１の剛性接続は、リストピン及び枢動部材の必要性を排除して（機関の全体の部品を減らして）、それと共に、非粘性層は、形成されることができないことになる。スコッチヨーク２０５に対する燃焼ピストン２３０の剛性接続はまた、リストピン／ピボットの組み合わせに由来する、不十分なクランクシャフト角度の結果として通常失われるエネルギーが回復されるので、よりエネルギー効率が良い。更に、対向ピストン機関１００の構成は、騒音及び振動を減らす。すなわち、燃焼ピストン２３０の剛性接続は、ピストンスラップを排除して、部品の全体数も同様に減らす。
【００８１】
騒音は、排気システムに基づいて、更に減らされ得る。排気ガスは、１８０度反対側にあるので、排気ガス圧力波は、排気マニホルド５４０の２つの排気チャネルが１つに接合するチューニングチャンバ５５０を通して大部分の騒音を打ち消すために作られ得る。更に、排気システム５００は、クランクシャフトアセンブリ３００、より具体的には排気カム弾み車３３０の動作を使用して、背圧を生成せずに、かつ、パワーを消費せずに、排気システム５００を動作させる。
【００８２】
非粘性層は、ピストンシールの必要性無しで、燃焼シリンダ１３０の壁とピストン２３０のヘッド２３０ｓとの間にほぼ無摩擦のシールを形成して、それは、ピストンシールが摩擦を増加し得るので、機関１００の効率を上げる。非粘性シールはまた、燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａの裏側が、燃焼シリンダ１３０から排気ガスを十分にパージするために使用されることになる空気を圧縮するために利用されることを可能にする。燃焼シリンダ１３０を十分にパージすることによって、燃料のよりきれいな燃焼が起こる。更に、燃焼シリンダ１３０の壁と燃焼ピストン２３０のヘッド２３０ａの表面間にゼロから極最小限までの接触があるので、燃焼シリンダの潤滑化は必要ではない。シリンダの潤滑化を用いずに、摩擦が燃焼シリンダ１３０内で減らされて、排気における汚染物質が削減される。
【００８３】
上記した対向ピストン機関１００はまた、外部冷却の必要性を排除する。まず、上記したように、機関１００は、燃焼シリンダ１３０における摩擦を減らしており、それは、熱生産を減らす。加えて、燃焼サイクルからの熱は、燃料が爆発された後に再び吸収されて、上死点をちょうど過ぎたデトネーションの時にそれのエネルギーの全てを放出する。ピストン２３０が後退する際、ガスが膨張して、冷凍サイクルとして既知である、熱を吸収する。ある態様において、冷凍サイクルは、機関のストロークを拡張することによって、より効果的になされ得る。冷凍サイクルはまた、排気ガスの熱を減らすこともできる。
【００８４】
加えて、シリンダ潤滑剤の必要性無しで、ならびに上記したベルヌーイの原理の下で弾み車３３０、３３５とそれらの関連したチューブ６０１、６０３及びホース６０３、６０４への依存無しで、潤滑剤ポンプの必要性が排除される。ある態様において、上記した対向ピストン機関１００が、ディーゼルを利用するように設計される場合、燃料は、デトネーションにおいて完全に消費されて、火花点火機関におけるように排気システム５００では燃焼されない。加えて、図３１に示されるように、複数の燃料噴射器１１３２の使用もまた、機関１００の効率を上げ得る。複数の燃料噴射器は、改善された燃料と空気の混合のために、圧縮ストロークの間に燃料の複数の短いバーストを燃焼チャンバ１３０の中に印加するために使用され得る。
【００８５】
図２２は、ある態様に従う発生器として使用され得る対向ピストン機関１００のための追加的な機関構成を例示する。図１〜２１の対向ピストン機関と同様に、対向ピストン機関７００は、燃焼シリンダ１３０の壁と物理的な接触をしない燃焼ピストン２３０を利用する。従って、燃焼シリンダ１３０の内部壁が、中に埋め込まれたワイヤコイル７０２を有する適切なセラミック裏張り７０１を備え得る。包み込まれた巻線７０２は、燃焼シリンダ１３０を取り囲む。高強度永久磁石７０３が、燃焼ピストン２３０のヘッドに統合され得、ピストン２３０が燃焼シリンダ１３０内で前後に振動する際に、静止巻線７０２が、ピストン１２３０内に埋め込まれた磁石７０３から生じる磁力の移動線を遮る。巻線７０２の中に誘発される結果として生じる電流は、パワー調整モジュール７０４を通過されて、所望の電気力に変換されることになる。
【００８６】
図２３〜３２は、ある態様に従う上記したような対向ピストン機関１００によって利用され得る代替の排気システム１５００を例示する。ある態様において、代替の排気システム１５００は、上記したデトネータアキュムレータシステム４００及び排気システム５００の構成要素を置き換えることができるが、同じ本質的な機能を、ただし、より高い機関速度で、実行することができる。
【００８７】
ある態様において、代替の排気システム１５００は、排気バルブが両方向にカムで作動されることを可能にするように構成される。カム作動式排気システム１５００が、排気バルブアセンブリ１５１０、ロッカーアームアセンブリ１５２０、及びプッシュロッドアセンブリ１５３０、及び排気マニホルド１５４０を備える。ある態様において、カム作動式排気システム１５００は、２つのカム弾み車１３３０、１３３５を用いて動作するように構成され、それらの両方が、以下により詳細に記述されるカム１３３０ａ、１３３５をそれぞれ含む。
【００８８】
ある態様において、カム作動式排気システム１５００の排気バルブアセンブリ１５１０が、図２３〜２５に例示されるように、排気バルブ１５１１、ステム１５１２、バルブ閉鎖バネ１５１３、バルブキーパカラー１５１４、及びバルブカラー止めネジ１５１５を備える。排気バルブ１５１１は、図２３及び２５に示される、排気マニホルド１５４０の壁内にあるように構成される排気バルブガイド１１３５に受け入れられるように構成される。バルブ閉鎖バネ１５１３が、図２４に例示されるように、バルブキーパカラー１５１４とバルブカラー止めネジ１５１５の組み合わせを通してバルブ１５１１のステム１５１２に固定される。ある態様において、バルブ閉鎖バネ１５１３は、バルブ閉鎖バネ１５１３によって加えられた力に基づいて排気バルブ１５１１に小さな間隙を強制的に閉じさせることによって、燃焼シリンダの排気ポートと排気マニホルドとの間にシールを形成するために排気バルブ１５１１を支援するように構成される。ある態様において、バルブ閉鎖バネ１５１３は、そのような力を印加するように構成された座金１５１３を含み得る。バルブ閉鎖バネ１５１３は、限定されるものではないが、波形座金を含み得る。
【００８９】
ある態様において、ロッカーアームアセンブリ１５２０は、排気バルブアセンブリ１５１０の動作を動作して制御するように構成される。ロッカーアームアセンブリ１５２０は、ロッカーアーム軸受支持部１５２１、ロッカーアームシャフト１５２２、排気開放アクチュエータアーム１５２３、排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４、及び排気バルブアクチュエータアーム１５２５を備える。ロッカーアセンブリ１５２０のロッカーアーム軸受支持部１５２１は、ロッカーアームシャフト１５２２を回転式に支持するように構成される。排気開放アクチュエータアーム１５２３、排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４、及び排気バルブアクチュエータアーム１５２５は、ロッカーアームシャフト１５２２に固定されるように構成される。ある態様において、排気開放アクチュエータアーム１５２３及び排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４が、ロッカーアームシャフト１５２２上で反対方向に方向付けられる。ある態様において、３つのアーム１５２３、１５２４、及び１５２５が、ロッキングピン１５２８を通して固定されて、それは、ロッカーアームシャフト１５２２内で対応する開口（図示されない）によって受け入れられる。従って、３つのアーム１５２３、１５２４、及び１５２５は、以下により詳細に記述されるように、ロッカーアームシャフト１５２２と共に回転する。
【００９０】
上記したロッカーアームアセンブリ５００のロッカーアーム５２１に類似して、排気開放アクチュエータアーム１５２３及び排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４は、図２２に示されるように、ロックナット１５２７を用いて固定された調節ピボット１５２６を受け入れるように構成される。調節ピボット１５２６は、以下により詳細に記述される、プッシュロッドアセンブリ１５３０のプッシュロッド１５３１と係合するように構成される。ある態様において、排気開放アクチュエータアーム１５２３及び排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４は、図２２に示されるように、ロッカーアームシャフト１５２２に固定されて、それらのそれぞれの調節ピボット１５２６を互いから１８０度にさせるように反対方向に向いている。
【００９１】
排気バルブアクチュエータアーム１５２５は、図２３及び２５に示されるように、排気バルブアセンブリ１５１０を係合させるように構成される。ある態様において、排気バルブアクチュエータアーム１５２５は、互いに交差すると共に排気バルブアセンブリ１５１０の一部分を受け入れるように構成される２つのスロット１５２５ａ、１５２５ｂを含む。スロット１５２５ｂの一方は、バルブ閉鎖バネ１５１３及びバルブキーパカラー１５１４を保持するのに十分長い幅を有するように構成される。他のスロット１５２５ａは、図２２及び２４に示されるように、バルブキーパカラー１５１４によってカバーされないステム１５１２の露出された部分を受け入れるように構成される。
【００９２】
プッシュロッドアセンブリ１５３０は、２つの弾み車１３３０、１３３５及びロッカーアームアセンブリ１５２０と相互作用するように構成される。加速された排気システム１５００のプッシュロッドアセンブリ１５３０は、上記した排気システム５００のプッシュロッドアセンブリ５３０に類似するが、排気バルブ閉鎖弾み車１３３０及び排気バルブ開放カム弾み車１３３５と共に動作するように構成される。弾み車１３３０、１３３５の両方は、図２５〜２６に示されるように、クランクシャフトアセンブリ１３３０のそれぞれの端部上に配置されるように構成される。ある態様において、各弾み車１３３０、１３３５は、クランクシャフトアセンブリ１３００の、それぞれ、デトネータメインジャーナル１３０２及び排気メインジャーナル１３０１の端部を受け入れる開口１３３４、１３３６を有するように構成される。排気バルブ閉鎖カム弾み車１３３０のカム１３３０ａは、排気バルブ１５１１を閉じるように構成されるのに対して、排気バルブ開放カム弾み車１３３５のカム１３３５ａは、以下に詳細に記述される、排気バルブ１５１１を開くように構成される。従って、プッシュロッドアセンブリ１５３０は、機関の各セクションについて各カム弾み車１３３０、１３３５のためのプッシュロッド１５３１を含む。
【００９３】
各プッシュロッド１５３１は、カム端部１５３１ａ及びピボット端部１５３１ｂを含む。プッシュロッド１５３１のカム端部１５３１ａは、それぞれの弾み車１３３０、１３３５のカム１３３０ａ、１３３５ａを係合させるように構成されて、それにおいて、ロッド１５３１と相互作用する。ある態様において、プッシュロッド１５３１のカム端部１５３１ａは、図２６〜２７に示されるように、カム従動子１５３２を受け入れるように構成される。カム端部１５３１ａ及びカム従動子１５３２は、構成され得、上記したプッシュロッドアセンブリ５３０に類似の構成要素を含み得る。カム従動子１５３２は、弾み車１３３０、１３３５の両方が回転する際に、排気バルブ閉鎖弾み車１３３０及び排気バルブ開放弾み車１３３５のカム１３３０ａ、１３３５ａを係合させるように構成される。プッシュロッド１５３１のピボット端部１５３１ｂは、排気開放アクチュエータアーム１５２３及び排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４の調節ピボット１５２４の端部を係合させるように構成される。
【００９４】
ある態様において、図２８〜３０に示されるように、閉鎖カム１３３０ａは、それのプッシュロッドアセンブリ１５３０が、阻止抵抗無しで移動することを可能にするくぼみ／曲線部分１３３０ｂを含むように構成され得、開放カム１３３５ａ、及びそれの突出部１３３５ｂと関連付けられたプッシュロッドアセンブリ１５３１が、排気開放アクチュエータアーム１５２３を押すことができることを可能にする。くぼみ１３３０ｂと突出部１３３５ｂの両方が、それらのそれぞれのプッシュロッドアセンブリ１５３０を過ぎて一旦回転されると、閉鎖カム１３３０ａは、排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４を係合させるようにそれのプッシュロッドアセンブリ１５３０を係合させることになる。図２８〜３０は、カム１３３０ａ、１３３５ａとそれらのそれぞれのくぼみ１３３０ｂまたは突出部１３３５ｂの関係を例示する。例示的な態様において、くぼみ１３３０ｂ及び突出部１３３５ｂは、図２８〜２９に示されるように、それらのそれぞれのカム１３３０ａ、１３３５ａ上の同じ位置に整列されるべきである。
【００９５】
ある態様において、排気バルブ閉鎖弾み車１３３０及び排気バルブ開放弾み車１３３５が回転する際、それぞれのカム１３３０ａ及び１３３５ａは、プッシュロッド１５２１を振動させて、カム活動を対応するアクチュエータアーム１５２４及び１５２３に交互に伝達して、ロッカーアームシャフト１５２２を十分に回転させて、排気バルブアクチュエータアーム１５２５を上下に回転して、排気バルブ１５１１を開閉する。そのような構成は、排気閉鎖アクチュエータアーム１５２５の十分な許容度を可能にして、必要なときに良好なシールを容易にしながらカム作動式排気システム１５００に応力を解かさせ得る厳し過ぎる調節を回避する。
【００９６】
例えば、カム従動子１５３２が、排気バルブ閉鎖弾み車１３３０のカム１３３０ａによって係合されるときに、プッシュロッド１５３１のピボット端部１５３１ｂは、排気閉鎖アクチュエータアーム１５２４の調節ピボット１５２４を係合させて、それは、ロッカーアームシャフト１５２２を通して、排気バルブアクチュエータアーム１５２５を回転させて、排気バルブ１５１１を閉じる。バルブ閉鎖バネ１５１３が、カム作動式排気システム１５００の活動によって加速されるので、バネ１５１３は、シールに影響を及ぼす排気マニホルド１５４０の中に開口の最後の小さな量を閉めることを容易にする慣性を有する。
【００９７】
カム従動子１５３２が、排気バルブ開放弾み車１３３５のカム１３３５ａの延長部分１３３５ｂによって係合されるとき、及びカム従動子１５３２が、バルブ閉鎖カム弾み車１３３０のくぼみ１３３０ｂによって受け入れられるとき、プッシュロッド１５３１のピボット端部１５３１ｂは、排気開放アクチュエータアーム１５２３の調節ピボット１５２４を係合させて、それは、ロッカーアームシャフト１５２２を通して、排気バルブアクチュエータアーム１５２５を回転させて、排気バルブ１５１１を開ける。上記したカム作動式排気システム１５００は、バルブ１５１１及びバルブ閉鎖バネ１５１３を加速してシールを生成する最後の動きを完了する間に、排気バルブ１５１１を十分に開閉するカムの使用を用いて、高速バルブ作動を可能にする。これは、高速におけるバルブの流動を防止する。
【００９８】
ある態様において、排気バルブ閉鎖弾み車１３３０のカム１３３０ａは、図２７〜３２に例示されるように、高速デトネータアキュムレータシステム１４００によって利用されるように構成され得る。ある態様において、デトネータアキュムレータシステム１４００は、デトネーションアキュムレータチャンバ（図示されない）及びデトネーションアキュムレータバルブアセンブリ１４２０を含む。図示されないが、高速デトネータアキュムレータシステム１４００のデトネーションアキュムレータチャンバは、上記した図１〜２１の実施形態のデトネータアキュムレータシステム４００に類似しており、ならびに機関ケース内に形成され得、燃焼シリンダの中に延びている。
【００９９】
デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ１４２０は、デトネーションアキュムレータチャンバから燃焼シリンダの中へのガスの放出を制御するように構成される。ある態様において、デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ１４２０は、図２７、３０及び３１に示されるように、プッシュロッド１４２１を含む。プッシュロッド１４２１は、カム端部１４２１ａ及びチャンバ端部１４２１ｂを含む。プッシュロッド１４２１のカム端部１４２１ａは、排気バルブ閉鎖カム弾み車１３３０を係合させるように構成される。ある態様において、プッシュロッド１４２１のカム端部１４２１ａは、カム従動子１４２２を受け入れるように構成される。プッシュロッド１４２１の端部１４２１ａは、カム従動子１４２２を受け入れるためにカム従動子マウント１４２３を含むように構成され得る。ある態様において、カム１３３０ａを係合している取り付けられたカム従動子１４２２と、その中にプッシュロッド１４２１が保持される機関ケース内のチャネルとの組み合わせが、プッシュロッド１４２１を固定する。ある態様において、従動子マウント１４２３は、プッシュロッド１４２１が機関ケースにおけるチャネル内で回転することを防ぐように構成され得る。
【０１００】
ある態様において、カム従動子１４２２は、それが回転する際に、排気バルブ閉鎖弾み車１３３０のカム１３３０ａを係合させるように構成される。ある態様において、排気バルブ閉鎖カム弾み車１３３０のカム１３３０ａは、カム従動子１４２２を受け入れるように構成されるカム従動子レースウェイ１３３２を含む。ある態様において、カム従動子レースウェイ１３３２は、円形状であるが、カム１３３０ａと類似の（すなわち、延長部分が回転においてプッシュロッドを係合させるときに、圧力をプッシュロッド１４２１に単に印加する）手法で機能するくぼんだ部分１３３３を含む。レースウェイ１３３２の外部部分は、デトネーションバルブアセンブリ１４２０のデトネーション開口１４２８を閉じるように働く。カム従動子マウント１４２３は、閉鎖カム１３３０ａの頂部表面を係合すること無く、レースウェイ１３３２内にカム従動子１４２２を配置するように構成されたプッシュロッド１４２１の延長部分であるように構成され得る。ある態様において、カム従動子マウント１４２３は、プッシュロッド４２１の残りよりも薄くて平らであり得、それ自体と閉鎖カム３３０ａの表面との非相互作用を確保する。
【０１０１】
プッシュロッド１４２１のチャンバ端部１４２１ｂは、上記した類似の様式で、機関の燃焼シリンダ１３３０へのデトネーションアキュムレータチャンバのアクセスを制御することによって、デトネーションアキュムレータチャンバ（図示されない）と相互作用するように構成される。プッシュロッド１４２１は、チャンバ端部１４２１ｂに近いデトネーション開口１４２８を含む。カム従動子レースウェイ１３３２のくぼんだ部分１３３３が弾み車端部１４２１ａのカム従動子１４２２を係合させるとき、デトネーションアキュムレータバルブアセンブリ１４２０は、デトネーション開口１４２８を燃焼シリンダに隣接するデトネーションアキュムレータチャンバの端部と整列させるように構成されて、高温及び加圧された混合ガスを燃焼シリンダ１１３０の中に入れることを可能にする。ある態様において、チャンバ端部１４２１ｂは、機関ケースに結合される戻りバネ（図示されない）を受け入れるように構成される。戻りバネが十分に伸ばされない（すなわち、圧縮されない）とき、デトネーション開口１４２８が、デトネーションアキュムレータチャンバと整列されない。カム１３３０ａのレースウェイ１３３２は、カム１３３０ａの各回転と共にバルブアセンブリを開閉する。
【０１０２】
上記したように、対向ピストン機関１００は、任意の様式に整列され得、方向付けられ得る。加えて、複数の対向ピストン機関が、結果として種々の組み合わせで互いと直列に配列され得る。複数の対向ピストン機関の種々の組み合わせ及びアライメントは、限定されるものではないが、図３３〜３６に示される、機関の種々の組み合わせ及び方向付けを含み得る。
【０１０３】
発明の前述の書面による記載は、当業者が、それの最良の形態であると現在考えられるものを製造して使用することを可能にするが、当業者は、本明細書における特定の実施形態、方法、及び実施例の変形、組み合わせ、ならびに均等物の存在を理解して認識するであろう。従って、発明は、上記した実施形態、方法、及び実施例によって限定されるべきではなく、発明の範囲及び趣旨内の全ての実施形態ならびに方法によって限定されるべきである。本発明の開示を理解するまたは完成させるために必要である程度まで、本明細書において言及された全ての刊行物、特許、及び特許出願は、それぞれが個別にそのように組み込まれたかのように同じ程度まで、それにおいて参照によって明示的に組み込まれる。
【０１０４】
それ故、本発明の例示的な実施形態が記載されたので、当業者は、開示内のものが、単に例示的なものであることと、種々の他の代替案、適合、及び修正が、本発明の範囲内でなされ得ることと、を認識するであろう。従って、本発明は、本明細書において例示されるような特定の実施形態に限定されるものではなくて、以下の特許請求の範囲によってだけ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図２ａ】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１６Ａ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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