專利名稱：對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，尤其是一種能有效提高輸出功率和增大扭矩的對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的雙活塞內(nèi)燃機(jī)在燃燒做功過(guò)程中，活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)均采用提前點(diǎn)火，在點(diǎn)火到燃燒過(guò)程中可燃?xì)怏w沒(méi)有被繼續(xù)壓縮，而兩個(gè)活塞均是在到達(dá)上止點(diǎn)前點(diǎn)火，阻力很大，另外，作功方式由做負(fù)功、不做功、做功重復(fù)循環(huán)。在此，做負(fù)功、不做功行程均存在浪費(fèi)燃料的問(wèn)題，并導(dǎo)致輸出效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，它由內(nèi)燃機(jī)活塞，曲軸、氣缸組成，其特征在于(1)、至少二個(gè)氣缸為一工作單元，稱為主氣缸和副氣缸，在每個(gè)氣缸里裝有一個(gè)可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，活塞通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與曲軸連接，二個(gè)活塞的曲軸半徑不相等，主活塞的曲軸半徑R小于副活塞的曲軸半徑r；(2)、主活塞的曲軸半徑與副活塞的曲軸半徑不在同一平面，相互之間相差一個(gè)夾角a，夾角a大于0度小于45度。(3)、二個(gè)氣缸的燃燒室位于氣缸頂部通過(guò)連通氣槽連通。
所述兩個(gè)氣缸的總壓縮比視油料不同為9-20∶1；主氣缸和副氣缸相互間為平行布置、水平對(duì)頭布置或呈A型對(duì)頭布置。
所述主氣缸和副氣缸可采用偶數(shù)或奇數(shù)組成工作單元，多缸機(jī)構(gòu)采用偶數(shù)或奇數(shù)倍。主氣缸和副氣缸采用不同缸徑。
本發(fā)明提出的對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)，用雙氣缸為一單元，主曲軸半徑有一點(diǎn)火超前角，點(diǎn)火時(shí)主活塞已離開上止點(diǎn)，對(duì)作功沒(méi)有反作用力，有很好的抗爆燃性，提高了燃燒室的壓力；由于二個(gè)氣缸的燃燒室連通，總?cè)紵胰莘e不增大，甚至還可減小的情況下，獲得較高的壓力和更大的扭矩。本發(fā)明采用現(xiàn)有生產(chǎn)制造工藝生產(chǎn)，不增加制造成本，有利于推廣運(yùn)用。


圖1是本發(fā)明中一個(gè)雙活塞單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是兩個(gè)曲軸半徑間的位置關(guān)系示意圖。
圖3所示為本發(fā)明壓縮前的狀態(tài)示意圖，圖4為主活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)示意圖。
圖5為點(diǎn)火時(shí)的狀態(tài)示意圖。
圖6為燃燒作功時(shí)的狀態(tài)示意圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例二的示意圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例三的示意圖。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例四的示意圖。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)以下的實(shí)施例加以進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示的實(shí)施例一，主氣缸和副氣缸平行布置構(gòu)成為一工作單元，對(duì)應(yīng)配置有主活塞1和副活塞3，通過(guò)兩個(gè)氣缸頂端的連通氣槽2圍成總?cè)紵?，主、副活塞通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與曲軸4連接，各自在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)相對(duì)壓縮氣體。主、副氣缸之間的連通氣槽的截面積其寬與高設(shè)計(jì)為(10-20)∶1。主活塞的曲軸半徑為R，副活塞的曲軸半徑為r，并且R＜r。曲軸半徑等于曲軸臂長(zhǎng)度。
本實(shí)施例中主、副氣缸的配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等內(nèi)燃機(jī)配置部件與已有技術(shù)相同。
圖2所示，二個(gè)曲軸半徑不在同一平面上，R與r之間有相位差?yuàn)A角a，主活塞的曲軸半徑R超前一個(gè)夾角a，夾角a的取值為大于0度小于45度。
圖3中，兩個(gè)活塞同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)壓縮氣體。
圖4中，由于二個(gè)曲軸半徑之間有一定相位夾角，靠曲軸半徑的不同長(zhǎng)度且副曲軸半徑大于主曲軸半徑。主活塞先到達(dá)上止點(diǎn)5，副活塞仍繼續(xù)上行壓縮氣體，兩活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的周期相同，圖5，6為提前點(diǎn)火過(guò)程，火花塞發(fā)出電火花點(diǎn)燃燃燒室中可燃?xì)怏w，缸內(nèi)壓力、溫度急劇上升，膨脹做功。點(diǎn)火時(shí)主活塞1已離開上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，而副活塞3繼續(xù)上行壓縮氣體，由于曲軸半徑不同，在相同轉(zhuǎn)速時(shí)，副活塞的運(yùn)動(dòng)速度大于主活塞的速度，點(diǎn)火燃燒過(guò)程中繼續(xù)壓縮氣體，此時(shí)副氣缸中的絕大部分燃?xì)庥蛇B通氣槽2壓到主氣缸，使得總?cè)剂鲜殷w積沒(méi)有增大，反而減小，從而保證燃燒室內(nèi)有足夠的壓力。與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)相比，效率高、功率大、節(jié)油、廢氣排放低。
由于絕大部分可燃?xì)庠谥魅剂鲜?，副燃料室可燃?xì)夂苌?，?duì)副活塞和阻力也相對(duì)很小，因而副活塞上行上止點(diǎn)很容易。
實(shí)施例二為依據(jù)本發(fā)明提出的水平對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)工作原理，如圖7和圖9所示。
實(shí)施例三為依據(jù)本發(fā)明提出的A型對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)工作原理，如圖8所示，大部分機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與實(shí)施例一相同，其獨(dú)特結(jié)構(gòu)為主、副活塞相對(duì)設(shè)置在同一個(gè)水平的氣缸中，不需用氣缸蓋，各自有獨(dú)立的曲軸連桿機(jī)構(gòu)，有相同的旋轉(zhuǎn)周期，兩曲軸通過(guò)齒輪相連接。進(jìn)、排氣門配氣機(jī)構(gòu)及火花塞結(jié)構(gòu)6采用現(xiàn)有技術(shù)，分別安裝在兩活塞之間的總?cè)紵覀?cè)面上。由于采用對(duì)向壓縮，相同曲軸半徑可做到高壓縮比。對(duì)柴油機(jī)很有利，活塞行程短、慣性小，故可設(shè)計(jì)成高速發(fā)動(dòng)機(jī)。使用在柴油機(jī)上時(shí)還可將燃燒室移至換氣系統(tǒng)之外，減小對(duì)進(jìn)、排氣門配氣機(jī)構(gòu)的要求，見圖9。
水平式適用于大型發(fā)電機(jī)、重型工程機(jī)械、船舶、軍艦、機(jī)床使用；實(shí)施例一所示的平行式和實(shí)施例三提供的A型結(jié)構(gòu)適用于汽車使用。
本發(fā)明的上述實(shí)施例也可采用不同缸徑對(duì)壓；多缸采用偶數(shù)或奇數(shù)倍均可。
權(quán)利要求
1.一種能有效提高輸出功率、增大扭矩的對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，它由內(nèi)燃機(jī)活塞，曲軸、氣缸組成，其特征在于(1)、至少二個(gè)氣缸為一工作單元，稱為主氣缸和副氣缸，在每個(gè)氣缸里裝有一個(gè)可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，活塞通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與曲軸連接，二個(gè)活塞的曲軸半徑不相等，主活塞的曲軸半徑R小于副活塞的曲軸半徑r；(2)、主活塞的曲軸半徑與副活塞的曲軸半徑不在同一平面，相互之間相差一個(gè)夾角a；(3)、二個(gè)氣缸的燃燒室之間通過(guò)連通氣槽連通。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于兩個(gè)氣缸的總壓縮比視油料不同為(9-20)∶1。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于主活塞曲軸半徑和副活塞曲軸半徑間的夾角a為大于0度小于45度。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于二個(gè)氣缸燃燒室之間的連通氣槽位于氣缸頂部。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于主氣缸和副氣缸相互間為平行布置。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于主氣缸和副氣缸相互間為水平對(duì)頭布置。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于主氣缸和副氣缸相互間為A型對(duì)頭布置。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于主氣缸和副氣缸采用偶數(shù)或奇數(shù)組成工作單元，多缸機(jī)構(gòu)采用偶數(shù)或奇數(shù)倍。
9.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于主氣缸和副氣缸采用不同缸徑。
全文摘要
一種能有效提高輸出功率、增大扭矩的對(duì)壓式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，主氣缸和副氣缸構(gòu)成一工作單元，在每個(gè)氣缸里裝有一個(gè)可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，二個(gè)活塞的曲軸半徑不相等，主活塞的曲軸半徑小于副活塞的曲軸半徑；(2)、主活塞的曲軸半徑與副活塞的曲軸半徑不在同一平面，相互之間相差一個(gè)夾角，二個(gè)氣缸的燃燒室位于氣缸頂部通過(guò)連通氣槽連通，由于曲軸半徑不同，在相同轉(zhuǎn)速時(shí)，副活塞的運(yùn)動(dòng)速度大于主活塞的速度，點(diǎn)火燃燒過(guò)程中主活塞已由上止點(diǎn)下行，而副活塞繼續(xù)壓縮氣體，此時(shí)副氣缸中的絕大部分燃?xì)庥蛇B通氣槽2壓到主氣缸，使得總?cè)剂鲜殷w積沒(méi)有增大，反而減小，從而保證燃燒室內(nèi)有足夠的壓力，與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)相比，效率高、功率大、節(jié)油、廢氣排放低。
文檔編號(hào)F02B23/00GK1834428SQ200610010798
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者李嵩嵐 申請(qǐng)人:李嵩嵐