專利名稱：一種滑道式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，確切的講是用于各類動力系統(tǒng)的一種內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
目前行業(yè)廣泛使用的曲軸式內(nèi)燃機(jī)的各沖程的行程方式及所占的時間比例是固定的，在原理上被限定成其模式是無法進(jìn)行調(diào)配的，從本質(zhì)上限制了內(nèi)燃機(jī)效率的提高。本發(fā)明是一種滑道式內(nèi)燃機(jī)，是通過活塞桿組件上的活塞桿滑栓插入旋轉(zhuǎn)鼓滑道，對外做功而完成動力輸出；可按最佳工作條件按排各沖程的行程方式及時間比例，效率有60％以上的提高，克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，可廣泛應(yīng)用于車輛、機(jī)械、船舶等各種場合的動力需求。
三、發(fā)明目的本發(fā)明的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，創(chuàng)造一種滑道式內(nèi)燃機(jī)，主要是由活塞及活塞桿組件、旋轉(zhuǎn)鼓、及旋轉(zhuǎn)鼓滑道等組成；可按最佳工作條件按排各沖程的行程方式及時間比例，效率有60％以上的提高，可廣泛應(yīng)用于車輛、機(jī)械、船舶等各種應(yīng)用場合。
本發(fā)明的特點(diǎn)是相對于現(xiàn)有技術(shù)而言具有原理上的重大改變內(nèi)燃機(jī)的效率有了本質(zhì)的提高。
四、技術(shù)方案本滑道式內(nèi)燃機(jī)的基本組成包括氣缸、活塞、活塞桿、活塞桿滑銓、回轉(zhuǎn)鼓、回轉(zhuǎn)鼓滑道等部件組成；其基本工作原理是；(無論是2沖程方式還是4沖程方式)當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程完成后，(混合汽被火化塞點(diǎn)燃或壓燃)燃?xì)獾母邏菏够钊苿踊钊麠U組件(由活塞桿滑銓及活塞桿所組成)，被推動的活塞桿組件在活塞桿滑道的約束下沿氣缸的中心軸的軸線方向作平移運(yùn)動，并通過插入回轉(zhuǎn)鼓滑道內(nèi)的活塞桿滑銓來推動回轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)(回轉(zhuǎn)鼓滑道是轉(zhuǎn)鼓柱面的內(nèi)外表面上的凹道，凹道的走向是一條閉合曲線，2沖程方式的曲線是一周期方式，柱面的展開圖是有一條波峰及一條波谷的閉合曲線；4沖程方式的曲線是二周期方式，柱面的展開圖是有兩條波峰及兩條波谷的閉合曲線)；由于回轉(zhuǎn)鼓滑道是一條閉合的滑道，在活塞桿滑銓的往復(fù)推動下，回轉(zhuǎn)鼓可持續(xù)的旋轉(zhuǎn)下去；在軸承的約束下回轉(zhuǎn)鼓只能繞其軸線旋轉(zhuǎn)并對外輸出力矩；并可通過45度角斜齒齒輪對外傳輸動力，該傳輸方式可以使多缸共軸傳輸。
本發(fā)明的基本技術(shù)特征是；在內(nèi)燃機(jī)中使用了起導(dǎo)引活塞桿做平移運(yùn)動的活塞桿滑道，活塞桿滑道與活塞桿組件的接觸面可以是線條狀也可以是各種面元型接觸面(調(diào)和摩擦阻力與磨損的平衡點(diǎn))；在與活塞桿滑銓的接觸的部件使用了回轉(zhuǎn)鼓；在回轉(zhuǎn)鼓的側(cè)面上加工有回轉(zhuǎn)鼓滑道，回轉(zhuǎn)鼓滑道是閉合的槽狀結(jié)構(gòu)，該槽容納活塞桿滑銓(活塞桿滑銓與回轉(zhuǎn)鼓滑道的接觸配合產(chǎn)生動力輸出)。
活塞與活塞桿的連接方式可采用垂面開放式，即兩者之間采用軸線(汽缸)方向約束方式，而開放與軸線(汽缸)方向相垂直的平面方向上的約束，這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于；可使活塞的磨損大大的減少，因?yàn)榛钊麠U的沿與軸線(汽缸)方向相垂直方向的力不再能傳遞到汽缸壁上，客觀上使活塞的質(zhì)量可有一定的減小。
回轉(zhuǎn)鼓的形狀既可以是統(tǒng)一直徑的，也可以是變化直徑的；也就是說?；剞D(zhuǎn)鼓側(cè)面上各位置上所加工的回轉(zhuǎn)鼓滑道相對于其軸線的距離(距軸線的投影半徑)可以相同也可以不同；各沖程的力的作用特點(diǎn)不同，因而變徑將形成良好的匹配，但也增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。
回轉(zhuǎn)鼓的側(cè)面上所加工的回轉(zhuǎn)鼓閉合滑道，即可以在回轉(zhuǎn)鼓柱面的內(nèi)表面上也可以在柱面的外表面上，滑道的深度可貫穿柱面也可以不貫穿于柱面，貫穿時需要加有連接體，用以連接回轉(zhuǎn)鼓被滑道分開的2個柱面。
回轉(zhuǎn)鼓的支撐可靠2個軸承也可以靠1個軸承支撐。
活塞桿滑道是一些位置相對于氣缸固定的，且能約束活塞桿只沿徑向運(yùn)動的孔洞；該孔洞可以是一個也可以多個，這些孔與活塞桿配合后，只允許活塞桿直線滑動；起導(dǎo)引活塞桿直線運(yùn)動的作用。
活塞桿滑銓上與旋轉(zhuǎn)鼓滑道接觸的部位，即可以放置軸承也可以不放軸承；軸承的形狀最好是錐狀的。
回轉(zhuǎn)鼓滑道的閉合曲線形狀可按活塞運(yùn)動的沖程的距離及對應(yīng)時間的占空比人為安排；即各沖程的時間比例可以相同也可以不同；各沖程的行程距離及方式(相臨的上下止點(diǎn)間的距離)也可相同也可以不同；具體的講，回轉(zhuǎn)鼓滑道上的閉合曲線形狀可控制活塞在各沖程中的運(yùn)動狀態(tài)，人為安排排汽，壓縮，做功等沖程的時間比例及運(yùn)動狀態(tài)，使之達(dá)到最小的動態(tài)阻力及熱散，而獲得最大的絕熱做功效果。
五、實(shí)施方式以下結(jié)合附圖就本發(fā)明的幾個技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的詳述；對本發(fā)明作進(jìn)一步說明

圖1滑道式內(nèi)燃機(jī)的基本組成示意2回轉(zhuǎn)鼓的基本構(gòu)造示意3四沖程內(nèi)燃機(jī)回轉(zhuǎn)鼓滑道曲線示意圖以上3個圖中各組件及部件的編號入下(1)氣缸(2)活塞
(3)活塞桿(4)活塞桿滑銓(5)回轉(zhuǎn)鼓(6)回轉(zhuǎn)鼓滑道(7)連結(jié)件(8)鼓軸承(9)傳動軸(10)傳動軸(11)斜齒齒輪(12)斜齒齒輪(13)火化塞(14)進(jìn)汽門(15)排汽門(16)鼓軸承(17)活塞桿組件滑柱(18)活塞環(huán)(19)活塞桿滑道(20)上止點(diǎn)1(21)上止點(diǎn)2(22)下止點(diǎn)1(23)下止點(diǎn)2(24)作功沖程曲線部分(40)軸線如圖1所示本圖是一種4沖程滑道式內(nèi)燃機(jī)的的基本結(jié)構(gòu)示圖。
該滑道式內(nèi)燃機(jī)是由氣缸(1)、活塞(2)、活塞桿(3)、活塞桿滑銓(4)、回轉(zhuǎn)鼓(5)、回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)鼓軸承(16)及(8)及活塞桿滑道(19)，活塞桿組件滑柱(17)等部件組成。
其基本工作原理是(無論是2沖程方式還是4沖程方式)內(nèi)燃機(jī)都存在對油汽混合氣體壓縮的沖程，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程完成后，(混合汽被火化塞點(diǎn)燃或壓燃式點(diǎn)燃)，燃?xì)獾母邷馗邏菏够钊?2)(18)為活塞環(huán)、推動活塞桿組件(由活塞桿滑銓(4)及活塞桿(3)所組成)活塞桿組件在活塞桿滑道(19)及活塞桿滑柱(17)的約束下沿氣缸(1)的中心軸的軸線(40)的方向作平移運(yùn)動，并通過插入回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)內(nèi)的活塞桿滑銓(4)來推動回轉(zhuǎn)鼓(5)旋轉(zhuǎn)(回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)是加工在回轉(zhuǎn)鼓(5)柱面的內(nèi)或外表面上的凹道，凹道的走向是一條閉合曲線，2沖程內(nèi)燃機(jī)方式的曲線是一周期方式(柱面的展開圖是有一條波峰及一條波谷的閉合曲線)；4沖程方式的曲線是二周期方式(柱面的展開圖是有兩條波峰及兩條波谷的閉合曲線)；由于回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)是一條閉合的滑道，在活塞桿滑銓(4)的往復(fù)推動下(在做功沖程中活塞桿滑栓(4)徑向壓迫于回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)的閉合曲線滑道上，產(chǎn)生切向分力，因而產(chǎn)生繞中心軸的軸線(40)的力矩)，由于是閉合滑道及慣性等因素回轉(zhuǎn)鼓(5)可持續(xù)的旋轉(zhuǎn)下去，以重復(fù)內(nèi)燃機(jī)的各個沖程；在鼓軸承(16)及(8)的約束下回轉(zhuǎn)鼓(5)只能繞其軸線(40)旋轉(zhuǎn)同時對外輸出力矩；(9)為傳動軸，并可通過45度角斜齒齒輪(11)、(12)對外傳輸動力，該傳輸方式可以使多缸以共軸的方式對外傳輸力矩。在活塞(2)與活塞桿(3)的連接方式可采用垂面開放式(也可以是全固定式)，垂面開放式為兩者之間采用軸線(汽缸)(40)的方向約束方式，而開放與(汽缸)軸線(40)的方向相垂直的方向上的約束，因?yàn)榛钊麠U(3)的沿與(汽缸)軸線(40)方向相垂直方向的力不再能傳遞到汽缸壁上，可使活塞的磨損大大的減少，客觀上使活塞(不再有過大的裙部)的質(zhì)量可有一定的減小。
活塞桿滑道(8)實(shí)際上是一些位置相對于氣缸(1)是固定的，且能約束活塞桿(3)只能沿徑向運(yùn)動的孔洞；該孔洞可以是一個也可以多個，這些孔與活塞桿(3)配合后，只允許活塞桿(3)直線滑動；起導(dǎo)引活塞桿直線運(yùn)動的作用，(7)連接體；它使回轉(zhuǎn)鼓(5)的兩部分結(jié)合在一起。
活塞桿滑栓(4)上與旋轉(zhuǎn)鼓滑道(6)接觸的部位，即可以放置栓軸承也可以不放栓軸承；如放置的話軸承的形狀最好是臺錐狀的，(9)是鼓的動力輸出傳動軸。(13)(12)(15)火化塞，進(jìn)排汽門。
如圖2所示本結(jié)構(gòu)是4沖程內(nèi)燃機(jī)的回轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)。
回轉(zhuǎn)鼓(5)的柱面上所加工的回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)，即可以在回轉(zhuǎn)鼓(5)柱面的內(nèi)表面上也可以在柱面的外表面上，滑道的深度可貫穿柱面也可以不貫穿于柱面，貫穿時需要加有連接體(7)，連接體(7)用以連接回轉(zhuǎn)鼓被滑道分開的2個局部柱面，(9)是力矩輸出軸。
回轉(zhuǎn)鼓(5)的形狀既可以是統(tǒng)一直徑的，也可以是變化的直徑；也就是說回轉(zhuǎn)鼓側(cè)面上各位置上所加工的回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)相對于其軸線(10)的距離(距軸線的投影半徑)可以相同也可以不同；各沖程的力的作用特點(diǎn)不同，因而變徑將形成良好的匹配，但也增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。
回轉(zhuǎn)鼓的支撐可靠2個軸承也可以靠1個軸承支撐。
如圖3所示本圖是將回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)的柱面的展開所形成滑道的曲線圖。4沖程方式的曲線是二周期方式(柱面的展開圖是有兩條波峰及兩條波谷的閉合曲線)。曲線中(20)(21)為上止點(diǎn)，(22)(23)為下止點(diǎn)，(24)為做功沖程?；剞D(zhuǎn)鼓滑道(6)的閉合曲線形狀可按活塞(2)運(yùn)動的沖程的距離及對應(yīng)時間的占空比可人為安排；即各沖程的時間比例可以相同也可以不同；各沖程的行程距離及方式(相臨的上下止點(diǎn)間的距離)也可相同也可以不同；例如做功沖程(24)的曲線形狀可以按熱力學(xué)規(guī)律來設(shè)計，具體的講，回轉(zhuǎn)鼓滑道(6)上的閉合曲線形狀可控制活塞(2)在各沖程中的運(yùn)動狀態(tài)，人為的安排排汽，壓縮，做功等沖程的時間比例及運(yùn)動狀態(tài)，使之達(dá)到最小的動態(tài)阻力及熱耗散，而獲得最大的絕熱做功效果，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。
權(quán)利要求
1.一種滑道式內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸、活塞、活塞桿、活塞桿滑銓、回轉(zhuǎn)鼓、回轉(zhuǎn)鼓滑道等部件；其工作原理在于；當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程完成后，燃?xì)獾母邏菏够钊苿踊钊麠U組件(由活塞桿滑銓及活塞桿所組成)，被推動的活塞桿組件在活塞桿滑道的約束下沿氣缸的中心軸軸線方向作平移運(yùn)動，并通過插入回轉(zhuǎn)鼓滑道內(nèi)的活塞桿滑銓來推動回轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)鼓滑道為一閉合滑道，在活塞桿滑銓的往復(fù)推動下，回轉(zhuǎn)鼓可持續(xù)的旋轉(zhuǎn)下去；在軸承的約束下回轉(zhuǎn)鼓只能繞其軸線旋轉(zhuǎn)并對外輸出力矩；其特征在于；本內(nèi)燃機(jī)中使用了起導(dǎo)引活塞桿做平移運(yùn)動的活塞桿滑道，活塞桿滑道與活塞桿組件的接觸面可以是線條狀也可以是各種面元型接觸面；與活塞桿滑銓的接觸的部件使用了回轉(zhuǎn)鼓；回轉(zhuǎn)鼓的側(cè)面上加工有回轉(zhuǎn)鼓滑道，回轉(zhuǎn)鼓滑道為閉合的槽狀結(jié)構(gòu)，該槽容納活塞桿滑銓。
2.如權(quán)利要求1所述的一種滑道式內(nèi)燃機(jī)；其特征在于，活塞與活塞桿的連接方式可采用垂面開放式，即兩者之間采用軸線(汽缸)方向約束方式，而開放與軸線(汽缸)方向相垂直的平面方向上的約束。
3.如權(quán)利要求1所述的一種滑道式內(nèi)燃機(jī)。其特征在于回轉(zhuǎn)鼓的形狀既可以是統(tǒng)一直徑的，也可以是變化直徑的；也就是說?；剞D(zhuǎn)鼓側(cè)面上各位置上所加工的回轉(zhuǎn)鼓滑道相對于其軸線的距離可以相同也可以不同。
4.如權(quán)利要求1所述的一種滑道式內(nèi)燃機(jī)。其特征就在于回轉(zhuǎn)鼓的側(cè)面上所加工的回轉(zhuǎn)鼓閉合滑道，即可以在回轉(zhuǎn)鼓柱面的內(nèi)表面上也可以在柱面的外表面上，滑道的深度可貫穿柱面也可以不貫穿于柱面，貫穿時需要加有連接體。
5.如權(quán)利要求1所述的一種滑道式內(nèi)燃機(jī)；其特征就在于回轉(zhuǎn)鼓的支撐可靠2個軸承也可以靠1個軸承支撐。
6.如權(quán)利要求1所述的一種滑道式內(nèi)燃機(jī)；其特征就在于活塞桿滑道是一些位置相對于氣缸固定的，且能約束活塞桿只沿徑向運(yùn)動的孔洞；該孔可以是一個也可以是多個，這些孔與活塞桿配合后，只允許活塞桿直線滑動。
7.如權(quán)利要求1所述的一種滑道式內(nèi)燃機(jī)；其特征就在于活塞桿滑銓上與旋轉(zhuǎn)鼓滑道接觸的部位，即可以放置軸承也可以不放軸承。
8.如權(quán)利要求1所述的一種滑道式內(nèi)燃機(jī)，其特征就在于回轉(zhuǎn)鼓滑道的閉合曲線形狀可按活塞運(yùn)動的沖程的距離及對應(yīng)時間的占空比人為安排；即各沖程的時間比例可以相同也可以不同；各沖程的行程距離及方式(相臨的上下止點(diǎn)間的距離)也可相同也可以不同。
全文摘要
一種滑道式內(nèi)燃機(jī)，屬機(jī)電工程領(lǐng)域。目前行業(yè)廣泛使用的曲軸式內(nèi)燃機(jī)的各沖程的行程方式及所占的時間比例是固定的，在原理上被限定成其模式是無法進(jìn)行調(diào)配的，從本質(zhì)上限制了內(nèi)燃機(jī)效率的提高。本發(fā)明是一種滑道式內(nèi)燃機(jī)，是通過活塞桿組件上的活塞桿滑栓插入旋轉(zhuǎn)鼓滑道，對外做功而完成動力輸出；可按最佳工作條件安排各沖程的行程方式及時間比例，效率有60％以上的提高，可廣泛應(yīng)用于車輛、機(jī)械、船舶等各種場合的動力需求。
文檔編號F02B75/40GK101037959SQ20061006757
公開日2007年9月19日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者吳小平, 羅天珍 申請人:吳小平, 羅天珍