專利名稱：全封閉活塞連桿線性運(yùn)行排氣量及馬力倍增二行程內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式內(nèi)燃機(jī)，尤其是全封閉活塞連桿呈線性往復(fù)運(yùn)行方式的二行程內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)也稱發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)名詞使用較普遍，因此本發(fā)明名稱內(nèi)燃機(jī)加了括弧內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)，隨后行文略去括弧和發(fā)動(dòng)機(jī)。
目前，除了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，已知的內(nèi)燃機(jī)主要由氣缸、活塞、連桿和曲軸組成。連桿與活塞的連結(jié)點(diǎn)隨活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，而連桿與曲軸的連結(jié)點(diǎn)隨曲軸作圓周運(yùn)動(dòng)，所以連桿本身的運(yùn)動(dòng)軌跡類似扇面形。連桿的此種運(yùn)動(dòng)模式對(duì)于氣缸體而言，在絕大部分運(yùn)行時(shí)間里總有一個(gè)相當(dāng)大的垂直于缸體的分力，這個(gè)分力增大了磨擦力，阻滯了活塞的順暢運(yùn)行，另外就是磨損增大，縮短了內(nèi)燃機(jī)的有效壽命。對(duì)于曲軸而言，推動(dòng)曲軸作圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源于連桿的軸向力，而這個(gè)軸向力在運(yùn)行中極少與曲軸圓周運(yùn)動(dòng)的方向(圓的切線方向)一致。連桿的動(dòng)力源于活塞，而活塞的運(yùn)動(dòng)方向在運(yùn)行的絕大部分時(shí)間里也總是和連桿的軸向力成一瞬時(shí)變化的角度。這一時(shí)刻變化的角度與曲軸臂長(zhǎng)和曲軸臂的瞬時(shí)位置有關(guān)。按照力的分解合成法則和力的平衡定律，在連桿長(zhǎng)度已定的前提下，長(zhǎng)曲軸臂傳遞的動(dòng)能少于短曲軸臂。若要縮短曲軸臂，勢(shì)必要減少活塞行程，而這個(gè)代價(jià)就太大了。
現(xiàn)行二行程內(nèi)燃機(jī)一般在氣缸下部是開口的，并直連曲軸箱。曲軸箱體一般比較大，加之密封難以完善，所以當(dāng)氣缸換氣時(shí)，曲軸箱體內(nèi)供氣壓力不是很大，使得換氣難以充分。
為了克服上述內(nèi)燃機(jī)的弱點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)的活塞連桿呈平行于氣缸軸線的線性運(yùn)動(dòng)，而且在活塞行程距離和連桿長(zhǎng)度不變的前提下，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸出構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)半徑，只相當(dāng)于原曲軸臂長(zhǎng)度的一半。由于采用全封閉構(gòu)造，該內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)行時(shí)換氣比較充分，有利于功率輸出。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在內(nèi)燃機(jī)的曲柄滑塊構(gòu)造中，引入一個(gè)構(gòu)件，另外，滑塊和連桿的鉸鏈聯(lián)接改為固定聯(lián)接，也就是連桿與滑塊成為一條軸線上的一個(gè)整體構(gòu)件，可稱之為滑塊連桿構(gòu)件。改造后的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如

圖1，其中構(gòu)件1和構(gòu)件2的長(zhǎng)度相等。鉸鏈B和鉸鏈A的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示，其中AA’點(diǎn)的連線長(zhǎng)度是BB’直線距離的2倍。觀察圖2可以知道，滑塊連桿的軌跡是一條光滑的直線。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明除了采用上述的線性構(gòu)件，還可以采用比較成熟的行星輪系(如圖3所示)和發(fā)明者設(shè)計(jì)的另一種周轉(zhuǎn)輪系(如圖4所示)。
本發(fā)明在氣缸下部加了氣缸蓋，實(shí)現(xiàn)了氣缸全封閉。本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)氣缸示意圖如圖5所示。
本發(fā)明的有益效果是活塞在氣缸里可以順暢運(yùn)行，降低了故障率，延長(zhǎng)了內(nèi)燃機(jī)的有效使用壽命，增加了功率輸出，提高了熱效率?？捎行ЮL(zhǎng)活塞行程，增加了通過給油控制內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸出的控制范圍。相同口徑氣缸內(nèi)燃機(jī)，采用本發(fā)明構(gòu)造，并且旋轉(zhuǎn)構(gòu)件長(zhǎng)度與原曲軸臂長(zhǎng)相等，則排氣量將提高一倍，馬力(功率)也將提高一倍。由于本發(fā)明構(gòu)造運(yùn)行的排氣量與氣缸的口徑不再發(fā)生正相關(guān)關(guān)系，而只與燃料燃燒的效率和熱能輸出相關(guān)，所以，本發(fā)明構(gòu)造的排氣量比之原構(gòu)造將不止于倍增。
下面對(duì)附圖作進(jìn)一步說明。
圖1滑塊連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)中1、2為連桿構(gòu)件；3為滑塊連桿構(gòu)件；A、B、C為鉸鏈；1、2長(zhǎng)度應(yīng)相等。
圖2滑塊連桿機(jī)構(gòu)A、B兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡中AA’長(zhǎng)度是BB’直線長(zhǎng)度的兩倍。
圖3行星輪系示意中1、3為中心輪；2為行星輪；H為系桿；4為滑塊連桿；AB間距離應(yīng)與BC間距離相等。
圖4周轉(zhuǎn)輪系示意中1為內(nèi)輪；2為外輪；3是滑塊連桿；2的直徑是1的直徑的2倍。圖5氣缸基本構(gòu)造圖中1為火花塞；2為氣缸；3為活塞；4為排氣孔；5為進(jìn)氣孔；6為連桿；7為氣缸蓋；8為密封件；9為換氣孔。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)，其特征全封閉活塞連桿呈平行于氣缸軸線的線性往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征活塞行程是動(dòng)力輸出構(gòu)件旋轉(zhuǎn)半徑的4倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征是在原曲柄滑塊構(gòu)造中加進(jìn)一個(gè)構(gòu)件，該構(gòu)件長(zhǎng)度與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件長(zhǎng)度相等；原滑塊與曲柄的鉸鏈連接改為固定聯(lián)接，并且滑塊與曲柄的縱向軸線連為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以是線性構(gòu)件(桿件)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以是行星輪系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以是光滑的周轉(zhuǎn)輪系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以是內(nèi)外齒輪構(gòu)成的周轉(zhuǎn)輪系。
8.根據(jù)權(quán)利要1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征是氣缸全封閉。
全文摘要
一種全封閉活塞連桿線性往復(fù)運(yùn)行方式的二行程內(nèi)燃機(jī)。該內(nèi)燃機(jī)在原有的曲柄滑塊構(gòu)造中引人了另一構(gòu)件，將滑塊和連桿的鉸鏈聯(lián)接改為固定聯(lián)接。這樣，在活塞行程不變的前提下，相關(guān)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)半徑只相當(dāng)于原曲軸臂長(zhǎng)的一半。由此內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行將更順暢，使用壽命將延長(zhǎng)，熱效率也將顯著提高。相同口徑氣缸內(nèi)燃機(jī)，采用本發(fā)明構(gòu)造，并且旋轉(zhuǎn)構(gòu)件長(zhǎng)度與原曲軸臂長(zhǎng)相等，則排氣量將提高一倍，馬力(功率)也將提高一倍。由于本發(fā)明構(gòu)造運(yùn)行的排氣量與氣缸的口徑不再發(fā)生正相關(guān)關(guān)系，而只與燃料燃燒的效率和熱能輸出相關(guān)，所以，本發(fā)明構(gòu)造的排氣量比之原構(gòu)造將不止于倍增。
文檔編號(hào)F02B75/32GK1419042SQ02158529
公開日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者李新民 申請(qǐng)人:李新民