專利名稱：一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，尤其涉及一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
中國發(fā)明專利號ZL200510100647. 2,申請日2005年10月28日，發(fā)明名稱為一種全 汽動式內(nèi)燃機(jī)。該發(fā)明公布的一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)包括兩個系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)和機(jī)械動力系 統(tǒng)、機(jī)械動力系統(tǒng)包括渦輪和渦輪軸，燃燒系統(tǒng)主要包括兩個主汽缸和兩套由輔助汽缸、 巨型彈簧、強(qiáng)力杠桿和高壓氣管構(gòu)成的輔助裝置。左主汽缸通過高壓氣管與右輔助汽缸相 通。右主汽缸也通過高壓氣管與左輔助汽缸相通；主汽缸的外殼頂部側(cè)邊有一個高壓噴嘴， 高壓噴嘴與渦輪相通；活塞上端設(shè)置與強(qiáng)力杠桿相連的協(xié)調(diào)卡，強(qiáng)力杠桿與巨型彈簧相連， 巨型彈簧由鋼架固定，強(qiáng)力杠桿還與輔助汽缸的活塞相連，這種結(jié)構(gòu)的全汽動式內(nèi)燃機(jī)采 用內(nèi)燃機(jī)的燃燒方式和燃?xì)廨啓C(jī)的機(jī)械動力方式，不僅燃燒效率高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、 可靠性高，而且操作簡單，同時維修方便。但是，它有幾項缺點可能不利于大規(guī)模生產(chǎn)和 被廣泛使用1、協(xié)調(diào)卡可能不夠堅固可靠；2、巨型彈簧體積過大、可能容易疲勞老化， 而且它的擺放位置可能會使高壓噴嘴過長。3、缺少一個強(qiáng)有力的供氣系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述全汽動式內(nèi)燃機(jī)存在的不足，提供一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，它 通過結(jié)構(gòu)改良，并增設(shè)供氣系統(tǒng)，使設(shè)備運(yùn)行更為穩(wěn)定可靠、實用性更強(qiáng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，包括由一個 渦輪和該渦輪的渦輪軸組成的機(jī)械動力系統(tǒng)，以及由分別位于渦輪軸左、右兩側(cè)的左主汽 缸和左輔助汽缸、右主汽缸和右輔助汽缸組成的燃燒系統(tǒng)，其中左主汽缸通過左高壓氣管 與右輔助汽缸相通，右主汽缸通過右高壓氣管與左輔助汽缸相通；在左、右主汽缸上均設(shè) 有連通至渦輪的高壓噴嘴；其特征在于
還包括一供氣系統(tǒng)，供氣系統(tǒng)由通過高壓氣管連接的高壓氣瓶和空氣壓縮機(jī)組成，在 高壓氣瓶兩側(cè)分別設(shè)有左、右高壓氣閥門，高壓氣閥門分別通過高壓氣管及進(jìn)氣閥門與左、 右主汽釭連通。
所述燃燒系統(tǒng)中，左、右輔助汽缸均由外殼與活塞組成，外殼底部設(shè)有排氣閥門，活 塞頂部連接有杠桿B;在左主汽缸與左輔助汽缸、右主汽缸與右輔助汽缸之間均設(shè)有一壓 縮空氣式彈性裝置，壓縮空氣式彈性裝置由外殼和活塞組成；主汽缸的活塞和壓縮空氣式 彈性裝置內(nèi)的活塞通過一杠桿A固定連接，且杠桿A帶有一延伸部，延伸部位于杠桿B上 方；并有一連桿A的上端與杠桿B鉸接，連桿A的下端與一連桿B的端部4交接；在左、右 主汽缸底端均設(shè)有一個進(jìn)氣閱門、 一個排氣閥門及一個電火花塞。
在所述左主汽缸與高壓氣瓶之間及右主汽缸與高壓氣瓶之間分別設(shè)有一凸輪轉(zhuǎn)軸，凸 輪轉(zhuǎn)軸上設(shè)有四個分別與對應(yīng)主汽缸的進(jìn)氣閥門、排氣閥門、高壓氣閥門、輔助汽缸的排氣閥門配合的凸輪，凸輪轉(zhuǎn)軸的端郜與所迷連桿B的固定逸，接。
所述機(jī)械動力系統(tǒng)的渦輪軸下端延伸至高壓氣^L處，并通過配合一傳動軸連接驅(qū)動空 氣壓縮坤幾。
所迷壓縮空氣式彈性裝置、主汽缸及輔助氣缸并排且平行設(shè)置。
所述高壓噴嘴設(shè)置在靠近主汽缸外殼頂部的側(cè)面，在左高壓氣管、右高壓氣管內(nèi)均i殳 有單向彈性閥門。
本發(fā)明在現(xiàn)有全汽動式內(nèi)燃機(jī)的勤出上，通過設(shè)置且使杠桿A的延伸部位于杠桿B上 方替換現(xiàn)有的協(xié)調(diào)卡作用，這種配合但不相連接的結(jié)構(gòu)使機(jī)構(gòu)整體簡單可靠；且通過壓縮 空氣式彈性裝置替換現(xiàn)有i殳備的巨型彈簧，使用壽命長、體積?。煌瑫r還增設(shè)有一由高壓 氣瓶及空氣壓縮機(jī)組成的供氣系統(tǒng)，使主汽缸內(nèi)燃燒更為穩(wěn)定；設(shè)備還在主汽缸下部設(shè)置 有驅(qū)動各閥門開閉的凸輪轉(zhuǎn)軸，結(jié)構(gòu)緊湊可靠；本發(fā)明整體更利于大規(guī)模生產(chǎn)，且具有更 好的實用性和可靠性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一 步的說明 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，包括三個系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)、機(jī)械動力系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)。
1、燃燒系統(tǒng)
燃燒系統(tǒng)的作用是讓油氣混合體爆燃產(chǎn)生高壓氣體，再讓高壓氣體作加速運(yùn)動，由高 壓噴嘴高速噴出從而產(chǎn)生動力來源，燃燒系統(tǒng)可分為兩個主汽缸和輔助裝置。兩個主汽缸 3a、 3b是采用互動形式工作的。當(dāng)左主汽缸3a做功時(油氣混合體在主汽缸內(nèi)爆燃產(chǎn)生 高壓熱氣團(tuán)，熱氣團(tuán)從高壓噴嘴作加速運(yùn)動噴出的過程)，右主汽缸3b完成吸氣工作。
主汽缸3a/3b由汽缸外殼和活塞組成，外殼底端有一個進(jìn)氣閥門19, 一個排氣閥門 20， 一個電火花塞18、 一個連通高壓氣管17的高壓氣閥門11a/llb,在靠近外殼頂部側(cè) 面有一個高壓噴嘴，左主汽缸3a的構(gòu)造和右主汽缸3b的構(gòu)造完全相同。
主汽釭3a/3b的工作方式
① 、活塞從汽缸底部向頂端運(yùn)動，油氣混合體從進(jìn)氣閥門19吸入汽缸。
② 、當(dāng)活塞運(yùn)動到主汽缸高壓噴嘴位置時，活塞停止運(yùn)動。此刻活塞正好封閉主汽缸 高壓噴嘴。
③ 、主汽缸內(nèi)油氣混合體被電火花塞18點燃。
、高壓氣體將活塞向上推開，與此同時，高壓氣體從噴嘴作加速運(yùn)動噴出。
、當(dāng)大部分高壓熱氣體噴出后，主汽缸內(nèi)充滿廢氣?；钊_始從頂部向下動動。廢
氣從排氣閥門20排出，當(dāng)活塞運(yùn)動到汽缸底部時，廢氣被排出，此刻主汽缸完成了 一次
做功過程。
一個主汽缸3a/3b的輔助系統(tǒng)包括一個壓縮空氣式彈性裝置5a/5b, —個輔助氣缸 4a/4b， 一個杠桿A 6a/6b, —個杠桿B 7a/7b, —個連4妄該主汽缸3a/3b底部到另 一個主 汽缸3b/3a所屬的輔助汽缸4b/4a底部的高壓氣管12a/12b, —個連桿A 8a/8b， 一個連 桿B 9a/9b， 一個凸輪轉(zhuǎn)軸10a/10b。在本發(fā)明中的壓縮空氣式彈性裝置^a、外，與背景橫 術(shù)'新述現(xiàn)有一種全汽動式內(nèi)燃
機(jī)中的巨型彈簧的功能相似。但是其工作原理是利用空氣被壓縮后產(chǎn)生的彈性工作的，壓 縮空氣式彈性裝置5a、 5b與主汽缸3a、 3b，輔助氣缸4a、 4b大體平行。實踐證明壓縮空 氣式彈性裝置體積小，力量大、堅固可靠。
壓縮空氣式彈性裝置5a/5b由外殼和活塞組成，活塞上端連接杠桿A 6a/6b。左壓縮 空氣式彈性裝置5a和右壓縮空氣式彈性裝置5b的結(jié)構(gòu)相同。輔助汽缸4b/4a,由外殼， 活塞組成，外殼底部有排氣閥門21,活塞頂部連接杠桿B 7a/7b。左輔助氣缸4a的構(gòu)造 和右輔助汽缸4b相同。主汽缸活塞和壓縮空氣式彈性裝置內(nèi)的活塞由杠桿A 6a/6b固定 連接，輔助汽缸內(nèi)的活塞上部與杠桿B 7a/7b固定連接。
杠桿A 6a/6b與杠桿B 7a/7b是斷開的，這樣設(shè)計有著內(nèi)在邏輯因素。這樣設(shè)計起到 了替代協(xié)調(diào)卡作用。連桿A 8a/8b的一端通過一個金屬銷鉸接著輔助汽缸的活塞上方杠桿 B 7a/7b的上端，連桿A和杠桿B之間的角度是可以變化的。連桿A 8a/8b的另 一端通過 一個金屬銷鉸接連桿B 9a/9b的一端，連桿A和連桿B之間的角度的也是可以變化的。
連桿B 9a/9b的一端固定在凸輪轉(zhuǎn)軸10a/10b的一端。凸輪轉(zhuǎn)軸10a/10b上設(shè)有四個 凸輪，這四個凸輪當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)軸10a/10b轉(zhuǎn)動時，分別適時順序地驅(qū)動著主汽缸的進(jìn)氣閥門 19、排氣閥門20、高壓氣閥門11a/llb、輔助汽缸的排氣閥門21的開與關(guān)。凸輪轉(zhuǎn)軸10a/10b 相對其它部件的位置由鋼架及軸承固定。
輔助系統(tǒng)的工作原理
(1 )、當(dāng)左主汽缸3a內(nèi)油氣混合體爆燃時，左主汽缸內(nèi)活塞通過左杠桿A 6a帶動左 壓縮空氣式彈性裝置5a的活塞向上移動，這時左杠桿A 6a與左杠桿B 7a脫離接觸。
(2 )、左主汽缸3a內(nèi)的一部^f分高壓氣體通過左主汽缸3a的左高壓氣管12a進(jìn)入右輔 助汽缸4b,右輔助汽缸內(nèi)活塞向上運(yùn)動。注在左、右高壓氣管12a、 12b內(nèi)均設(shè)有彈性 閥門，使達(dá)到一定壓強(qiáng)的氣流從主汽缸3a/3b向輔助汽缸4b/4a單向流動。
(3 )、右輔助汽缸4b內(nèi)活塞通過右杠桿B 7b和右杠桿A 6b帶動右主汽缸3b內(nèi)活塞 和右壓縮空氣式彈性裝置5b內(nèi)活塞作向上運(yùn)動，此時右主汽缸3b吸入油氣混合體。
(4 )、右連桿A 8b和右連桿B 9b在右輔助汽缸4b內(nèi)活塞及右杠桿B 7b的帶動下， 右凸輪轉(zhuǎn)軸10b轉(zhuǎn)動，右凸輪轉(zhuǎn)軸10b的凸輪驅(qū)動右主汽缸3b的進(jìn)氣閥門19和右高壓氣 閥門lib同時打開。
(5) 、當(dāng)左主汽缸3a內(nèi)的高壓氣團(tuán)大部噴出后，左壓縮空氣式彈性裝置5a內(nèi)活塞通 過左杠桿A 6a與左杜桿B 7a同時推動左主汽缸3a內(nèi)活塞和左輔助汽缸4a活塞作向下運(yùn) 動。
(6) 、左壓縮空氣式彈性裝置5a通過左杠桿A 6a，左杠桿B 7a,左連桿A 8a,左 連桿B 9a驅(qū)動著左凸輪轉(zhuǎn)軸10a轉(zhuǎn)動。左凸輪轉(zhuǎn)軸10a的凸輪驅(qū)動左主汽缸3a排氣閥門 20和左輔助汽缸4a的排氣閥門21打開。
(7 )、當(dāng)左主汽缸3a內(nèi)活塞和左輔助汽缸4a內(nèi)活塞運(yùn)動到底部時，左主汽缸3a和 左輔助汽缸4a內(nèi)的廢氣被排出，當(dāng)右主汽缸3b內(nèi)活塞運(yùn)動到右主汽缸的右高壓噴嘴處時， 右主汽缸3b內(nèi)充滿油氣混合體。
(8 )、當(dāng)右主汽缸3b內(nèi)油氣混合體爆燃時，右主汽缸3b內(nèi)活塞通過右杠桿A 6b帶 動右壓縮空氣式彈性裝置5b內(nèi)活塞向上運(yùn)動，這時右杠桿A 6b與右杠桿B 7b脫離接觸。
(9 )、右主汽缸3b內(nèi)的一部份高壓氣體通過右高壓氣管12b進(jìn)入左輔助汽缸4a,左 輔助汽缸內(nèi)活塞向上運(yùn)動。(10)、左輔助汽缸4a內(nèi)活塞通過左^工衧-A 6"和左,褲4干S 7a帶動左主汽缸3a內(nèi)活 塞和左壓縮空氣式彈性裝置5a內(nèi)活塞向上運(yùn)動，此時左主汽缸3a吸入油氣混合體。
(11 )、左連桿A 8a和左連桿B 9a在左輔助汽缸4a內(nèi)活塞及左杠桿B 7a的帶動下， 左凸輪轉(zhuǎn)軸lOa轉(zhuǎn)動，左凸輪轉(zhuǎn)軸的凸輪驅(qū)動左主汽缸3a的進(jìn)氣閥門19和左高壓氣閥門 lla同時打開。
(12)、當(dāng)右主汽缸3b內(nèi)的高壓氣體大部分噴出后，右壓縮空氣式彈性裝置5b內(nèi)活 塞通過右杠桿A 6b與右杠桿B 7b,同時推動右主汽缸3b內(nèi)活塞和右輔助汽缸4b活塞向 下運(yùn)動。
(13 )、右壓縮空氣式彈性裝置5b的活塞通過右杠桿A 6b,右杠桿B 7b,右連桿A 8b, 右連桿B 9b驅(qū)動右凸輪轉(zhuǎn)軸10b轉(zhuǎn)動，右凸輪轉(zhuǎn)軸的凸輪驅(qū)動右主汽缸3b的排氣閥門20 和右輔助汽缸4b的排氣閥門21打開。
(14)、當(dāng)右主汽缸3b內(nèi)活塞和右輔助汽缸4b內(nèi)活塞運(yùn)動到底部時，右主汽缸3b 和右輔助汽缸4b內(nèi)廢氣^皮排出，當(dāng)左主汽缸3a內(nèi)活塞運(yùn)動到左主汽缸的左高壓噴嘴處時， 左主汽缸內(nèi)充滿油氣混合體。
(15 )、當(dāng)左主汽缸3a和右主汽缸3b作連續(xù)交替作功時，左主汽缸的輔助系統(tǒng)和右 主汽缸的輔助系統(tǒng)重復(fù)上述運(yùn)動及工作。
輔助系統(tǒng)的作用就是幫助兩個主汽缸實現(xiàn)兩個主汽缸在作功時相互驅(qū)動。左主汽缸 3a、左輔助汽缸4a、左壓縮空氣式彈性裝置5a、右主汽缸3b、右輔助汽缸4b、右壓縮空 氣式彈性裝置5b等都由鋼架固定。
2、 積4成動力系統(tǒng)
機(jī)械動力系統(tǒng)作用是將從兩個主汽缸3a、 3b產(chǎn)生的并從高壓噴嘴噴出的高壓高速熱 氣流轉(zhuǎn)化為連續(xù)的機(jī)械轉(zhuǎn)動。機(jī)械動力系統(tǒng)主要由一個較大直徑的渦輪1和該渦輪的渦輪 軸2組成。渦輪l由鋼架和軸承固定，并且可以轉(zhuǎn)動。
渦輪的工作原理是當(dāng)高速高壓氣流作用到渦輪葉片時，渦輪葉片會推動渦輪1轉(zhuǎn)動。 當(dāng)渦輪l轉(zhuǎn)動時，渦輪軸2轉(zhuǎn)動，輸出連續(xù)的機(jī)械轉(zhuǎn)動，渦輪軸2較長， 一直延伸到內(nèi)燃 機(jī)底部位置，以便驅(qū)動空氣壓縮機(jī)15。
3、 供氣系統(tǒng)
供氣系統(tǒng)作用是為主汽缸3a、 3b內(nèi)的燃燒提供充足的氧氣，供氣系統(tǒng)主要由一個空 氣壓縮機(jī)15，連接空氣壓縮機(jī)和渦輪軸承的傳動軸14，高壓氣管17、高壓氣瓶16、左高 壓氣閥門lla、右高壓氣閥門llb。
空氣壓縮才兒15工作原理是將傳動軸14的連續(xù)轉(zhuǎn)動作為動力來轉(zhuǎn)化高壓空氣。傳動 軸14工作原理是將渦輪軸2的連續(xù)轉(zhuǎn)動傳導(dǎo)到空氣壓縮機(jī)15并驅(qū)動空氣壓縮機(jī)工作。 高壓氣瓶16工作原理是高壓氣瓶16存儲高壓空氣，為主汽缸3a、 3b內(nèi)的燃燒提供即 時可靠的氣源。高壓氣閥門lla 、 lib工作原理是當(dāng)凸輪軸10a/10b轉(zhuǎn)動時，凸輪軸 10a/10b上凸輪會適時推動高壓氣閥門11a/llb的開關(guān)，高壓氣體會通過高壓氣閥門及進(jìn) 氣閥門19適時進(jìn)入主汽缸3a、 3b。
高壓氣管17的作用是連接空氣壓縮機(jī)15、高壓氣瓶16、左高壓氣閥門lla、右高壓 氣閥門llb、左主汽缸3a及右主汽缸3b的高壓空氣通道。傳動軸14由鋼架和軸承固定， 傳動軸14可以轉(zhuǎn)動，空氣壓縮機(jī)15，高壓氣瓶16,左高壓氣閥門lla,右高壓氣閥門lib 等由鋼架固定。
權(quán)利要求
1、一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，包括由一個渦輪和該渦輪的渦輪軸組成的機(jī)械動力系統(tǒng)，以及由分別位于渦輪軸左右兩側(cè)的左主汽缸和左輔助汽缸、右主汽缸和右輔助汽缸組成的燃燒系統(tǒng)，其中左主汽缸通過左高壓氣管與右輔助汽缸相通，右主汽缸通過右高壓氣管與左輔助汽缸相通；在左、右主汽缸上均設(shè)有連通至渦輪的高壓噴嘴；其特征在于還包括一供氣系統(tǒng)，供氣系統(tǒng)由通過高壓氣管連接的高壓氣瓶和空氣壓縮機(jī)組成，在高壓氣瓶兩側(cè)分別設(shè)有左、右高壓氣閥門，高壓氣閥門分別通過高壓氣管及進(jìn)氣閥門與左、右主汽缸連通；所述燃燒系統(tǒng)中，左、右輔助汽缸均由外殼與活塞組成，外殼底部設(shè)有排氣閥門，活塞頂部連接有杠桿B；在左主汽缸與左輔助汽缸、右主汽缸與右輔助汽缸之間均設(shè)有一壓縮空氣式彈性裝置，壓縮空氣式彈性裝置由外殼和活塞組成；主汽缸的活塞和壓縮空氣式彈性裝置內(nèi)的活塞通過一杠桿A固定連接，且杠桿A帶有一延伸部，延伸部位于杠桿B上方；并有一連桿A的上端與杠桿B鉸接，連桿A的下端與一連桿B的端部鉸接；在左、右主汽缸底端均設(shè)有一個進(jìn)氣閥門、一個排氣閥門及一個電火花塞；在所述左主汽缸與高壓氣瓶之間及右主汽缸與高壓氣瓶之間分別設(shè)有一凸輪轉(zhuǎn)軸，凸輪轉(zhuǎn)軸上設(shè)有四個分別與對應(yīng)主汽缸的進(jìn)氣閥門、排氣閥門、高壓氣閥門、輔助汽缸的排氣閥門配合的凸輪，凸輪轉(zhuǎn)軸的端部與所述連桿B的固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于所述機(jī)械動力系統(tǒng)的 渦輪軸下端延伸至高壓氣瓶處，并通過配合一傳動軸連接驅(qū)動空氣壓縮機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于所述壓縮空氣式彈性 裝置、主汽缸及輔助氣缸并排且平行設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于所述高壓噴嘴設(shè)置在 靠近主汽缸外殼頂部的側(cè)面，在左高壓氣管、右高壓氣管內(nèi)均設(shè)有單向彈性閥門。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全汽動式內(nèi)燃機(jī)，它由機(jī)械動力系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)及供氣系統(tǒng)組成，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，它通過在燃燒系統(tǒng)中設(shè)置且使杠桿A的延伸部位于杠桿B上方替換現(xiàn)有的協(xié)調(diào)卡作用，這種配合但不相連接的結(jié)構(gòu)使機(jī)構(gòu)整體簡單可靠；且通過壓縮空氣式彈性裝置替換現(xiàn)有設(shè)備的巨型彈簧，使用壽命長、體積??；同時還增設(shè)有一由高壓氣瓶及空氣壓縮機(jī)組成的供氣系統(tǒng)，使主汽缸內(nèi)燃燒更為穩(wěn)定；本發(fā)明的改進(jìn)使內(nèi)燃機(jī)整體更利于大規(guī)模生產(chǎn)，且具有更好的實用性和可靠性。
文檔編號F02C5/06GK101619675SQ20091010914
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者王盾盾 申請人:王盾盾