專(zhuān)利名稱：一種無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)，尤其是一種無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī)。
目前所有車(chē)輛、船舶以及所有需用內(nèi)燃機(jī)做動(dòng)力的機(jī)械裝置，所用的內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造全部都是依賴傳統(tǒng)氣缸、活塞、連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)的技術(shù)。其特點(diǎn)是氣缸活塞行程短，氣缸主要是受曲軸擺角限制。熱效率低(約26～34％)、油耗高，為此人們都竭力攻關(guān)，但由于大家都圍繞在內(nèi)燃機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)技術(shù)框死的范圍內(nèi)進(jìn)行攻關(guān)，所以收效其微，側(cè)如加大力氣提高加工精度，更有甚者將活塞表面、氣缸內(nèi)壁鑄上陶瓷，但其熱效率不外乎也只能提高2至3個(gè)百分點(diǎn)。這就已經(jīng)是曲軸內(nèi)燃機(jī)的油耗、熱效率的頂峰了。所以依靠曲軸取得旋轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)都是屬于短行程內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的氣缸活塞行程長(zhǎng)短，關(guān)系到油料燃燒的膨脹熱利用率，即熱效率。好比槍支與彈藥，例如美國(guó)的單兵武器的槍支、彈藥僅一個(gè)規(guī)格5.54mm，短槍管用它射程約200米，長(zhǎng)槍管用它射程可達(dá)600米，射程差距之大，這是膨脹氣體有效行程增長(zhǎng)的緣故。所以活塞行程長(zhǎng)，熱效率提高，油耗降低是必然的。
本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)曲軸限制，長(zhǎng)行程活塞、功率大、低耗能的內(nèi)燃機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)方案是以內(nèi)燃機(jī)的原有傳統(tǒng)燃燒技術(shù)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變?yōu)榛A(chǔ)。只是取消曲軸，確定氣缸活塞行程最佳尺寸，在原來(lái)曲軸兩端軸承座位置的外邊，設(shè)置上無(wú)曲軸內(nèi)燃機(jī)“傳動(dòng)軸、孔頭輸出裝置”。該裝置機(jī)理是利用經(jīng)典數(shù)學(xué)內(nèi)旋輪線方程定理。定義是“一動(dòng)圓a沿另一定圓A的內(nèi)部滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)時(shí)，動(dòng)圓a上一點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)軌跡，取自動(dòng)圓a的直徑aD等于A直徑AD的1/2，即AD/a＝2時(shí)，動(dòng)圓A上一點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)軌跡是定圓A的直徑”，見(jiàn)


圖1。
根據(jù)這一定理，應(yīng)用設(shè)計(jì)采用等式倒用辦法，以六缸內(nèi)燃機(jī)為例，由描成直線的活塞往復(fù)行程，通過(guò)活塞推動(dòng)連桿4、9、14、橫桿5、10、15懸掛手臂6、11、18聯(lián)接動(dòng)齒輪上的直線往復(fù)懸掛軸頭7、12、17，使動(dòng)齒輪24、25、26、27沿著定齒輪20的內(nèi)部滾動(dòng)的同時(shí)，由動(dòng)齒輪的軸心推動(dòng)定齒輪圓心的軸心共力圓盤(pán)22，而該軸心共力盤(pán)旋轉(zhuǎn)則是內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)輸出軸22也因此轉(zhuǎn)動(dòng)。從而取代傳統(tǒng)曲軸，使原曲軸活塞有限的行程統(tǒng)死內(nèi)燃機(jī)有效的活力得到進(jìn)一步利用，根據(jù)熱效率最佳數(shù)據(jù)確定氣缸行程，就是本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)軸、孔輸出裝置大小結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)。
本實(shí)用新型采用由傳動(dòng)軸、孔、輸出裝置取代傳統(tǒng)曲軸，在該裝置外殼18內(nèi)設(shè)置定齒輪19，在定齒輪的圓心位置即外殼的中心設(shè)置傳動(dòng)輸出軸的軸承座軸心共力圓盤(pán)22，在共力圓盤(pán)上設(shè)置兩組4只分級(jí)錯(cuò)開(kāi)的滾動(dòng)齒輪24、25、26、27，在滾動(dòng)齒輪25、26、27上設(shè)置分組錯(cuò)開(kāi)的直線往復(fù)懸掛軸頭7、12、17，該裝置外表殼18上設(shè)置固定螺孔、螺釘28、29與內(nèi)燃機(jī)體聯(lián)接為一體。
本實(shí)用新型由于取消曲軸，所以連桿與活塞工作時(shí)沒(méi)有夾角阻力，熱效率得到進(jìn)一步的提高。氣鉦活塞行程沒(méi)有曲軸限制，其行程可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)使用范圍、空間條件而確定。熱效率均可隨機(jī)調(diào)控在50％以上。與原傳統(tǒng)的曲軸內(nèi)燃機(jī)比較，熱效率可提高15個(gè)百分點(diǎn)以上。如果整個(gè)社會(huì)都使用無(wú)曲軸內(nèi)燃機(jī)，每年節(jié)約的油耗可抵上幾個(gè)大油田。
由于無(wú)曲軸內(nèi)燃機(jī)熱效率提高亦就等于燃燒較徹底，排放污染物更不會(huì)超標(biāo)，安全低于歐II排放法規(guī)。所以本實(shí)用新型不單具有提高經(jīng)濟(jì)效益的能力，而且更有環(huán)保效益。該機(jī)也可稱“節(jié)能、高效、環(huán)保內(nèi)燃機(jī)”。
以下結(jié)合附圖作詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為本實(shí)用新型原理圖。
圖2為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型傳動(dòng)軸孔輸出裝置示意圖。
根據(jù)
圖1的原理，無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)采取等式倒用辦法，如圖2、3所示，在內(nèi)燃機(jī)的燃燒技術(shù)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，根據(jù)使用要求的熱效率，確定氣缸活塞1、2的行程長(zhǎng)度，活塞動(dòng)力與“傳動(dòng)軸孔輸出裝置”傳遞連接的構(gòu)成由活塞3、8、13下端設(shè)置單腳，連桿4和雙腳連桿9、14連桿腳下連接處設(shè)置單腳橫桿5和雙腳橫桿10、15，以利各氣缸連桿錯(cuò)開(kāi)往復(fù)。在橫桿兩端聯(lián)接處設(shè)置橫桿懸掛手臂6、11、16與“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”的直線懸掛軸頭7、12、17連接。而“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”的構(gòu)成是由該裝置的外殼18也是機(jī)殼及機(jī)座，在該機(jī)殼內(nèi)設(shè)置定齒輪19，在定齒輪的圓心位置即外殼18的中心設(shè)置傳動(dòng)輸出軸、孔的軸承座和傳動(dòng)軸、孔20、21；在傳動(dòng)軸21的內(nèi)端設(shè)置軸心共力盤(pán)22，在共力盤(pán)上設(shè)置兩組4只分級(jí)錯(cuò)開(kāi)的滾動(dòng)齒輪24、25、26、27。在滾動(dòng)齒輪27、26、27上設(shè)置分級(jí)錯(cuò)開(kāi)的往復(fù)懸掛軸頭7、12、17。在該裝置的外殼18上設(shè)置與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接為一體的固定螺孔、螺釘28、29。
單缸、雙缸內(nèi)燃機(jī)只需設(shè)置一個(gè)“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”，該裝置內(nèi)的軸心共力圓盤(pán)22上只需設(shè)置一組2只滾動(dòng)齒輪，單缸內(nèi)燃機(jī)只需在該組滾動(dòng)齒輪其中的一個(gè)滾輪上設(shè)置直線往復(fù)懸掛軸頭；雙缸內(nèi)燃機(jī)需要在兩只滾動(dòng)齒輪上設(shè)置直線往復(fù)懸掛軸頭；四缸以上的多缸內(nèi)燃機(jī)兩端需設(shè)置二個(gè)“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”，四缸內(nèi)燃機(jī)可在軸心共力圓盤(pán)22上設(shè)置一組2只滾動(dòng)齒輪和兩個(gè)直線往復(fù)懸掛軸頭；六缸內(nèi)燃機(jī)兩端需設(shè)置2個(gè)“傳動(dòng)軸頭、孔輸出裝置”；8缸內(nèi)燃機(jī)設(shè)置的“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”內(nèi)面的滾動(dòng)齒輪24需設(shè)置直線往復(fù)懸掛軸頭；以此類(lèi)推。
由于該機(jī)氣缸、活塞沒(méi)有曲軸左右擺角的限制，氣缸活塞行程可隨意合理加長(zhǎng)，確保效率提高。
權(quán)利要求1.一種無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī)，具有缸體，氣缸，活塞，密封環(huán)，連桿及油、氣、電系統(tǒng)，其特征在于由傳動(dòng)軸、孔、輸出裝置取代傳統(tǒng)曲軸，在該裝置外殼(18)內(nèi)設(shè)置定齒輪(19)，在定齒輪的圓心位置即外殼的中心設(shè)置傳動(dòng)輸出軸的軸承座軸心共力圓盤(pán)(22)，在共力圓盤(pán)上設(shè)置一組兩只或兩組4只分級(jí)錯(cuò)開(kāi)的滾動(dòng)齒輪(24)、(25)、(26)、(27)，在滾動(dòng)齒輪(25)、(26)、(27)上設(shè)置分組錯(cuò)開(kāi)的直線往復(fù)懸掛軸頭(7)、(12)、(17)，該裝置外表殼(18)上設(shè)置固定螺孔、螺釘(28)、(29)與內(nèi)燃機(jī)體聯(lián)接為一體；傳遞軸孔輸出裝置與活塞動(dòng)力傳遞連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于單缸、雙缸內(nèi)燃機(jī)只需設(shè)置一個(gè)“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”，該裝置內(nèi)的軸心共力圓盤(pán)(22)上只需設(shè)置一組2只滾動(dòng)齒輪，單缸內(nèi)燃機(jī)只需在該組滾動(dòng)齒輪其中的一個(gè)滾輪上設(shè)置直線往復(fù)懸掛軸頭，雙缸內(nèi)燃機(jī)需要在兩只滾動(dòng)齒輪上設(shè)置直線往復(fù)懸掛軸頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于四缸以上的多缸內(nèi)燃機(jī)兩端需設(shè)置二個(gè)“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”，四缸內(nèi)燃機(jī)可在軸心共力圓盤(pán)(22)上設(shè)置一組2只滾動(dòng)齒輪和兩個(gè)直線往復(fù)懸掛軸頭；六缸內(nèi)燃機(jī)兩端需設(shè)置2個(gè)“傳動(dòng)軸頭、孔輸出裝置”；8缸內(nèi)燃機(jī)設(shè)置的“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”內(nèi)面的滾動(dòng)齒輪(24)需設(shè)置直線往復(fù)懸掛軸頭；以此類(lèi)推。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于活塞動(dòng)力與“傳動(dòng)軸、孔輸出裝置”傳遞聯(lián)接的構(gòu)成為活塞(3)、(8)、(13)下端設(shè)置單腳連桿(4)和雙腳連桿(9)、(14)，連桿腳下連接設(shè)置單腳橫桿(5)和雙腳橫桿(10)、(15)，在橫桿兩端聯(lián)接處設(shè)置橫桿懸掛手臂(6)、(11)、(16)，與傳動(dòng)軸頭、孔輸出裝置的直線往復(fù)懸掛軸頭(7)、(12)、(17)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)曲軸長(zhǎng)行程活塞內(nèi)燃機(jī),該機(jī)具有傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)全部的氣缸、活塞、連桿、油、氣、電系統(tǒng),以及傳動(dòng)輸出軸。其特點(diǎn)是用傳動(dòng)軸頭孔輸出裝置取代曲軸,沒(méi)有曲軸擺角限制,其氣缸、活塞行程根據(jù)熱效率需要,可隨意合理加長(zhǎng)。熱效率比傳統(tǒng)曲軸內(nèi)燃機(jī)要高出15個(gè)百分點(diǎn)以上。由于該機(jī)熱效率高,燃燒較徹底,廢氣排放完全低于歐II排放法規(guī);本實(shí)用新型不單具有提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的能力,更重要的是具有環(huán)保效益。
文檔編號(hào)F02B75/32GK2497054SQ0124008
公開(kāi)日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月18日
發(fā)明者何觀龍 申請(qǐng)人:何觀龍