專利名稱：一種高熱效內(nèi)燃機(jī)活塞零側(cè)壓技術(shù)及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式內(nèi)燃機(jī)，尤其是一種高熱效內(nèi)燃機(jī)活塞零側(cè)壓技術(shù)及裝置。
背景技術(shù)：
目前社會(huì)上所有的車(chē)輛、船舶以及所有需要用內(nèi)燃機(jī)做動(dòng)力的機(jī)械裝置，所用的內(nèi)燃機(jī)其結(jié)構(gòu)全部都是依賴傳統(tǒng)一次偏心距的曲軸、由氣缸的活塞、連桿往復(fù)推動(dòng)曲軸取得旋轉(zhuǎn)的技術(shù)。其特點(diǎn)是活塞往復(fù)對(duì)氣缸有側(cè)壓、側(cè)磨。造成側(cè)壓側(cè)磨的主要原因是受曲軸和連桿的擺角影響，所以活塞側(cè)壓大小與曲軸連桿擺角成了正比關(guān)系。本來(lái)曲軸偏心距越大(即活塞行程越大)其推動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)的力臂就越大越有力，熱效率就越高，油耗越低。但其正比關(guān)系使活塞對(duì)氣缸側(cè)壓磨擦阻力就越大，形成了力的抵消，而且產(chǎn)生的油耗、振動(dòng)，磨損，噪音都特別大。另外，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角在上下止點(diǎn)時(shí)，其偏心距的力臂長(zhǎng)度為零，而且最佳力臂長(zhǎng)度位于轉(zhuǎn)角位于90°，但活塞最有力的時(shí)候是在上止點(diǎn)，當(dāng)活塞下行至90°轉(zhuǎn)角在曲軸最佳力臂時(shí)，而活塞的工作行程已下行50％，如果活塞產(chǎn)生的100公斤推動(dòng)力，行程達(dá)至90°轉(zhuǎn)角時(shí)已減弱為50公斤，明顯活塞工作力應(yīng)用滯后，又由于曲軸連桿使活塞的側(cè)壓、側(cè)磨阻力在轉(zhuǎn)角90°時(shí)是最大，阻力約占20％，所以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)的力此時(shí)也只能有40公斤了，又由于整機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)因素存在一定的磨擦阻力，約占20％，造成真正有用的熱效也只能是32公斤左右。所以曲軸內(nèi)燃機(jī)也因此熱效偏低(約為26％～34％)。
為此人們都竭力攻關(guān)，但由于大家都圍繞在依賴曲軸取得旋轉(zhuǎn)技術(shù)框死的范圍內(nèi)進(jìn)行攻關(guān)，所以收效甚微。例如加大力氣來(lái)提高加工精度，更有甚者將活塞表面、氣缸內(nèi)壁鑄上陶瓷來(lái)防止熱的流失，但不外乎只能提高熱效2至3個(gè)百分點(diǎn)，這也就是曲軸內(nèi)燃機(jī)的熱效頂峰了。也就是說(shuō)曲軸內(nèi)燃機(jī)燃燒100公斤燃料，最多只有40公斤是做功，其余60公斤都是白燒和浪費(fèi)，污染大氣及環(huán)境。
所以仍依賴曲軸取得旋轉(zhuǎn)技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)都是低熱效內(nèi)燃機(jī)，由于熱效偏低，又要保證內(nèi)燃機(jī)的輸出功率，因此只有依賴高熱值燃料石油做成的動(dòng)力燃料，無(wú)法應(yīng)用低熱值的酒精、液化氣、氫氣等來(lái)做燃料，形成曲軸內(nèi)燃機(jī)的生命力將會(huì)隨同因石油危機(jī)而危機(jī)。因此要大幅度提高內(nèi)燃機(jī)的熱效尚有50％以上的潛在可挖掘能源，而且是十分可觀和必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以代入社會(huì)目前任何種類、型式、型號(hào)、單缸、多缸柴油或氣油的曲軸內(nèi)燃機(jī)，并能取代原曲軸所有的功能，而且使原有供油、供氣位置、工作沖程機(jī)理不變，旋轉(zhuǎn)速度不減的前提下，使低熱效的曲軸內(nèi)燃機(jī)變?yōu)橐环N大幅度提高熱效15個(gè)百分點(diǎn)以上的高熱效內(nèi)燃機(jī)，同時(shí)也可以成為一種使用低熱值為燃料的高熱效內(nèi)燃機(jī)；當(dāng)然可根據(jù)使用條件和空間允許重新設(shè)計(jì)出形式或形狀不同的內(nèi)燃機(jī)。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是1、采用由導(dǎo)軌與內(nèi)擺線結(jié)合為折疊式二次偏心距軸，配合推桿滑塊構(gòu)成滑塊可在導(dǎo)軌里面產(chǎn)生往復(fù)徑向運(yùn)動(dòng)，來(lái)獲取活塞零側(cè)壓，和推動(dòng)左右輸出軸及聯(lián)接軸旋轉(zhuǎn)的技術(shù)特點(diǎn)；用此技術(shù)特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)消除活塞側(cè)壓、側(cè)磨現(xiàn)象，提高熱效。
2、使初級(jí)偏心距的最佳力臂原在90°提前為45°，保證活塞工作出力時(shí)間提前應(yīng)用45°來(lái)提高熱效。
3、在保證轉(zhuǎn)速功率不減的前提下提高活塞行程增大推動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)力臂等方面來(lái)提高熱效。
4、又因活塞零側(cè)壓行程可隨意合理調(diào)整提高，引起氣缸可變?nèi)菰龃蟮男?yīng)特點(diǎn)，因此在這方面就可成為氣缸增壓富氧創(chuàng)造了先天條件，另一方面為低熱值原料提供足夠的質(zhì)量燃燒空間，解決內(nèi)燃機(jī)輸出功率需要熱值總量。因此也成為可減速少依賴或不依賴石油燃料、即可應(yīng)用再生能源的內(nèi)燃機(jī)。
5、綜上所述的特點(diǎn)應(yīng)用本人已獲取的無(wú)曲軸零側(cè)壓長(zhǎng)行程內(nèi)燃機(jī)專利(專利號(hào)ZL012400831)的軸頭輸出裝置技術(shù)加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)出更加適用于目前社會(huì)任何種類、型號(hào)的曲軸內(nèi)燃機(jī)改造為高熱效內(nèi)燃機(jī)的需要。
結(jié)構(gòu)上采取用于單缸內(nèi)燃機(jī)，是在氣缸腳下設(shè)置可抗活塞行程中途遇止點(diǎn)的雙導(dǎo)軌滑座1，在導(dǎo)軌座1里設(shè)置雙導(dǎo)軌2，在雙導(dǎo)軌滑座中心左右兩邊設(shè)置含共力齒盤(pán)的左右輸出半軸3、4，在共力齒盤(pán)端面設(shè)置初級(jí)偏心距軸孔或軸頭5、6，其偏心距為活塞行程的1/4鎖定。在初級(jí)偏心距的孔或軸上設(shè)置次級(jí)偏心距小曲軸或含孔小曲軸7，小曲軸的偏心距也同樣是活塞行程1/4鎖定。在小曲軸7上設(shè)置含滑塊推桿(連桿)8，且推桿滑塊安裝在雙導(dǎo)軌2內(nèi)，在推桿的上端與活塞9聯(lián)接于氣缸12內(nèi)面。含軸的同步齒輪組10與左右半軸的共力齒盤(pán)的齒嚙合，目的使左右輸出軸轉(zhuǎn)速同步，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的使用空間條件，同步齒輪的位置可外移。
用于多缸內(nèi)燃機(jī)，是在各個(gè)氣缸腳下都設(shè)置內(nèi)含雙導(dǎo)軌2的雙導(dǎo)軌滑座1，在各相鄰滑座之間的中心設(shè)置由兩端均含初級(jí)偏心距的軸或孔的共力齒盤(pán)所組成的中間聯(lián)接軸11，其偏心距同樣是活塞行程1/4鎖定。同樣在其初級(jí)偏心距的孔或軸上設(shè)置小曲軸7，在其身上同樣設(shè)置含滑塊推桿8，滑塊同樣安裝座落在雙導(dǎo)軌2里面，推桿上端同樣設(shè)活塞9于氣缸12內(nèi)。
在左右兩氣缸腳下的滑座1在左右兩端中心同樣設(shè)置左右輸出曲軸2、3。
本發(fā)明技術(shù)可用來(lái)替代傳統(tǒng)的曲軸依靠一次偏心距的軸作圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)獲取連桿擺角行程和旋轉(zhuǎn)，從而消除連桿擺角同時(shí)產(chǎn)生的活塞側(cè)壓、側(cè)磨、工作出力應(yīng)用滯后、熱效偏低等一連串問(wèn)題。本發(fā)明裝置可代入社會(huì)目前任何種類、型式、型號(hào)、單缸、多缸、汽油、柴油的內(nèi)燃機(jī)，取代原曲軸所有的功能并且使供油、供氣位置、沖程機(jī)理、外觀體積、安裝尺寸基本不變和輸出功率及轉(zhuǎn)速不減的前提下，使熱效偏低的曲軸內(nèi)燃機(jī)變?yōu)橐环N大幅度提高熱效15個(gè)百分點(diǎn)以上的高熱效內(nèi)燃機(jī)，同時(shí)也可以成為一種以低熱值燃料為能源且輸出功率不減的高熱效內(nèi)燃機(jī)。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為雙導(dǎo)軌滑座示意圖。
圖2為單缸內(nèi)燃機(jī)示意圖。
圖3為多缸內(nèi)燃機(jī)示意圖。
附圖中所設(shè)1為防活塞行程中途遇止點(diǎn)的雙導(dǎo)軌滑座(簡(jiǎn)稱雙導(dǎo)軌滑座)，2為雙導(dǎo)軌，3和4為左右輸出半軸，5和6為初級(jí)偏心距(孔或軸)，7為小曲軸，8為含滑塊推桿(連桿)，9為活塞，10為含軸同步齒輪組，11為中間聯(lián)接軸，12為氣缸，13為缸床，14為缸蓋。
具體實(shí)施例方式A、對(duì)單缸內(nèi)燃機(jī)的實(shí)施方式①例如用曲軸內(nèi)燃機(jī)改造，首先將原機(jī)曲軸取消，再將設(shè)置的含雙導(dǎo)軌2的滑座1安裝在氣缸腳下固定好后，將含滑塊推桿8用含滑塊端與設(shè)置的小曲軸7聯(lián)接好，再將滑塊安裝座落在雙導(dǎo)軌2里面可往復(fù)滑動(dòng)。并且將設(shè)置左右半軸3、4在共力齒盤(pán)端設(shè)置的偏心距軸孔5、6分別與小曲軸兩軸端對(duì)準(zhǔn)聯(lián)接好后，再將原左右半軸能輕松轉(zhuǎn)動(dòng)安裝固定在原曲軸的軸承座位上。在推桿8的上端與活塞9聯(lián)接于氣缸12里面。根據(jù)原曲軸內(nèi)燃機(jī)氣缸腳下的空間條件將含軸的同步齒輪組10合理安排其與左右半軸的共力齒盤(pán)的齒嚙合，確保左右半軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。原機(jī)沖程、供油、點(diǎn)火、氣門(mén)等各機(jī)理均可不變。
②對(duì)重新設(shè)計(jì)的單缸內(nèi)燃機(jī)，根據(jù)使用范圍和空間條件(確定立式或臥式體積)、功率、轉(zhuǎn)速的要求，設(shè)置缸床13，缸蓋14，含供油系統(tǒng)，汽門(mén)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火裝置等擺布合理后，將氣缸12設(shè)置在缸床13里，在氣缸腳下設(shè)置含雙導(dǎo)軌的滑座1，在滑座左右兩邊設(shè)置含共力齒盤(pán)的左右半軸3、4，在共力齒盤(pán)端設(shè)初級(jí)偏心距(孔或軸)5、6，在5、6上設(shè)置二次偏心距小曲軸7，在小曲軸上設(shè)含滑塊推桿8，且滑塊座落安裝在雙導(dǎo)軌2里面，推桿的上端與活塞9聯(lián)接，含軸同步齒輪組10分別與左右半軸3、4的共力齒盤(pán)的齒嚙合在合適位置上。
B、對(duì)多缸內(nèi)燃機(jī)的實(shí)施方式①在各氣缸腳下都安裝設(shè)置含雙導(dǎo)軌的滑座1，在左右邊上的氣缸腳下的雙導(dǎo)軌滑座1的中心左右兩邊設(shè)含共力齒盤(pán)的左右輸出軸3、4，固定好后在相鄰滑座之間同中心將設(shè)置含共力齒盤(pán)的中間聯(lián)接軸11安裝能輕松轉(zhuǎn)動(dòng)并固定在原曲軸機(jī)的中間軸承座位上，將各聯(lián)接軸兩端共力齒盤(pán)的初級(jí)偏心軸孔5、6與小曲軸7兩端對(duì)準(zhǔn)接好。各小曲軸均與各推桿8滑塊端聯(lián)接好，將滑塊安裝座落在各雙導(dǎo)軌2里面可往復(fù)滑動(dòng)。且各推桿上端也同樣與各活塞9聯(lián)接于各氣缸12里面。在合適位置安裝設(shè)置的含軸同步齒輪組10各齒輪分別與各共力齒盤(pán)的齒嚙合。使各缸的工作力同步傳送給輸出軸。
②對(duì)重新設(shè)計(jì)的多缸內(nèi)燃機(jī)，根據(jù)使用范圍和空間條件、功率、轉(zhuǎn)速設(shè)置含多個(gè)氣缸的缸床及形式，包括座式、臥式，雙缸對(duì)置或一字形排放等的方式，和缸蓋14、使含供油系統(tǒng)、氣門(mén)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火裝置等擺設(shè)合理后，將氣缸12裝入缸床13內(nèi)，在各氣缸腳下設(shè)含雙導(dǎo)軌2的滑座1，在缸床左右兩邊的氣缸腳下的雙導(dǎo)軌滑座中心設(shè)含齒盤(pán)的左右半軸3和4，在各中間氣缸腳的雙導(dǎo)軌滑座中心設(shè)置含共力齒盤(pán)的聯(lián)接軸11，各小曲軸7與各共力齒盤(pán)上的初級(jí)偏心距(孔或軸)5和6聯(lián)接，設(shè)置各含滑塊推桿(包括滑塊兩端設(shè)置推桿的多缸對(duì)置形式)8，與各小曲軸7聯(lián)接，各推桿上端與各活塞9聯(lián)接。含軸的多個(gè)齒輪組10與各共力齒盤(pán)的齒嚙合，在合適位置上。
權(quán)利要求
1.一種高熱效內(nèi)燃機(jī)活塞零側(cè)壓技術(shù)，其特征是由雙導(dǎo)軌與內(nèi)擺線結(jié)合為折疊式二次偏心距的偏心軸配合推桿滑塊構(gòu)成滑塊可在導(dǎo)軌里面產(chǎn)生可往復(fù)徑向直線運(yùn)動(dòng)，來(lái)獲取活塞零側(cè)壓和推動(dòng)左右輸出軸及聯(lián)接軸旋轉(zhuǎn)的技術(shù)。
2.一種高熱效內(nèi)燃機(jī)活塞零側(cè)壓裝置包括氣缸、活塞、推桿、左右輸出半軸、小曲軸、含軸同步齒輪組，其特征是a、用于單缸內(nèi)燃機(jī)，是在氣缸腳下設(shè)置雙導(dǎo)軌(2)、設(shè)置含滑塊推桿(8)且滑塊與小曲軸(7)連接，并將滑塊安裝在雙導(dǎo)軌(2)里面，推桿上端與活塞(9)聯(lián)接；b、用于多缸內(nèi)燃機(jī)，除含1、2a項(xiàng)所述外，各氣缸腳下設(shè)置的雙導(dǎo)軌滑座(1)的相鄰兩座中心之間，設(shè)置由兩端均含初級(jí)偏心距軸或孔的共力齒盤(pán)所組成的中間聯(lián)接軸(11)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高熱效內(nèi)燃機(jī)活塞零側(cè)壓技術(shù)及裝置，該技術(shù)采用了導(dǎo)軌與內(nèi)擺線結(jié)合為折疊式二次偏心距的偏心軸配合滑塊運(yùn)動(dòng)來(lái)獲取活塞零側(cè)壓和推動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。用此技術(shù)替代傳統(tǒng)的曲軸依靠一次偏心距的軸作圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)獲取連桿擺角行程和旋轉(zhuǎn)，從而消除連桿擺角同時(shí)產(chǎn)生的活塞側(cè)壓、側(cè)磨、工作出力應(yīng)用滯后、熱效偏低等一連串問(wèn)題。本發(fā)明裝置可代入社會(huì)目前任何種類、型式、型號(hào)、單缸、多缸、汽油、柴油的內(nèi)燃機(jī)，使熱效偏低的曲軸內(nèi)燃機(jī)變?yōu)橐环N大幅度提高熱效15個(gè)百分點(diǎn)以上的高熱效內(nèi)燃機(jī)，同時(shí)也可以成為一種以低熱值燃料為能源且輸出功率不減的高熱效內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號(hào)F02B75/00GK1598270SQ200410060759
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者何觀龍 申請(qǐng)人:何觀龍