專利名稱：直軸內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)燃機制造。
背景技術(shù)：
曲軸內(nèi)燃機包括柴油機和汽油機，在一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次， 做功一次，飛輪旋轉(zhuǎn)兩周；四個沖程是吸氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程、排氣沖程；采用曲軸 作為動力軸；采用曲軸連桿結(jié)構(gòu)與活塞相連接。引用的非文獻資料中國義務(wù)教育物理課 程標(biāo)準(zhǔn)試驗教科書編寫組編寫，2002年8月上海科學(xué)技術(shù)出版社出版的九年級《物理》第 十二章第三節(jié)第37頁至41頁的有關(guān)內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
該直軸內(nèi)燃機所要解決的技術(shù)問題是如何更好的使液體燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn) 化為機械能的問題。技術(shù)方案是采用直軸，即直線軸作為內(nèi)燃機的動力軸；空氣壓縮機和 儲氣罐通過管道與進氣道密封相連，為氣缸提供高壓空氣或油氣混合物；活塞一端通過連 桿固定一個軌道口向外的半橢圓軌道；兩個彈簧一端與半橢圓軌道兩端相固定，另一端與 缸體相固定，彈簧伸縮方向與活塞運動方向一致；滑道一端安裝在缸體上，另一端各固定一 個減震彈簧，使活塞運動到低位點時速度減為零，并開始反方向向高位運動；半橢圓軌道安 裝在兩滑道之間，沿滑道作直線運動；直軸上安裝飛輪、支撐架，兩軸承安裝在支撐架上，處 于直軸兩側(cè)并關(guān)于直軸對稱，兩軸承軸線與直軸軸線平行；活塞處于低位時，兩軸承同時與 半橢圓軌道兩端相接觸，非低位時，兩個軸承交替與半橢圓軌道接觸，并在半橢圓軌道內(nèi)做 圓周運動。工作原理在一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，做功一次，飛輪旋轉(zhuǎn)一周，完成四 個沖程充氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程、排氣沖程；啟動空氣壓縮機，壓縮空氣儲存于儲氣 罐中，啟動系統(tǒng)啟動飛輪和兩軸承旋轉(zhuǎn)，打開進氣閥，儲氣罐為氣缸充高壓空氣或油氣混合 物，在高壓空氣和彈簧共同作用下，推動活塞回到低位，關(guān)閉進氣閥，完成充氣沖程；兩軸承 隨直軸作圓周運動，一軸承在半橢圓軌道內(nèi)滾動、旋轉(zhuǎn)90°，壓縮半橢圓軌道沿滑道作直 線運動，半橢圓軌道推動活塞回到高位，壓縮空氣或油氣混合物產(chǎn)生高溫，完成壓縮沖程； 供油系統(tǒng)的噴油嘴噴油，或火花塞點火，燃料燃燒，氣缸內(nèi)氣體快速膨脹、推動活塞，活塞快 速推動半橢圓軌道，半橢圓軌道推動軸承作圓周運動，旋轉(zhuǎn)90度，活塞做功，低位時減震彈 簧使活塞運動速度減為零，完成膨脹沖程；打開排氣閥，另一個軸承進入半橢圓軌道，旋轉(zhuǎn) 90°，壓縮半橢圓軌道，推動活塞回到高位，關(guān)閉排氣閥，完成排氣沖程。在慣性作用下，工 作循環(huán)不停地進行下去，推動軸承和飛輪不停地旋轉(zhuǎn)、做功，對外輸出動力。正常工作時飛 輪為空氣壓縮機提供動力。該直軸內(nèi)燃機與曲軸內(nèi)燃機相比，充氣沖程代替了吸氣沖程，氣 缸內(nèi)氧氣充足，燃料燃燒完全，廢氣排放量少；采用直軸、軸承、半橢圓軌道、滑道、彈簧、減 震彈簧結(jié)構(gòu)代替了曲軸連桿結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝簡單、成本低，活塞運行平穩(wěn)、無搖擺，減震彈簧 起到緩沖、減震作用；半橢圓軌道的長軸半徑與軸承外緣繞直軸旋轉(zhuǎn)的半徑相等，半橢圓軌 道的長軸半徑與短軸半徑之差即是活塞的行程，活塞行程是曲軸內(nèi)燃機的三分之一，相同 時間內(nèi)，曲軸內(nèi)燃機完成一(倍)周期，飛輪旋轉(zhuǎn)兩(倍)周，直軸內(nèi)燃機完成三(倍)周 期，飛輪旋轉(zhuǎn)三(倍)周，轉(zhuǎn)速增加到曲軸內(nèi)燃機的1.5倍，直軸內(nèi)燃機提速快、節(jié)約燃料; 采用直軸代替曲軸，可適當(dāng)增加氣缸和活塞的數(shù)量，大幅度提高直軸內(nèi)燃機的輸出功率，為 機器設(shè)備、車輛、艦船、發(fā)電機等提供動力。


圖1是直軸內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是直軸內(nèi)燃機工作原理示意圖。短箭頭為氣體進、出方向或部件運動、旋轉(zhuǎn)方向，長箭頭為四個沖程交換方向。圖中1活塞 2進氣道 3進氣閥 4噴油嘴(火花塞) 5排氣閥6排氣道 7氣缸 8彈簧 9滑道 10半橢圓軌道 11軸承 12直軸13支撐架 14連桿 15減震彈簧。
具體實施例方式以直軸柴油機為例，包括缸體、啟動系統(tǒng)、儲氣罐、空氣壓縮機、控 制系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)；如圖所示還包括進氣道⑵、進氣閥⑶、排氣道
(6)、氣閥(5)、氣缸(7)、活塞(1)、彈簧(8)、半橢圓軌道(10)、軸承(11)、支撐架(13)、直軸 (12)、噴油嘴(4)、滑道(9)、連桿(14)、減震彈簧(15)等。在一個工作周期，完成四個沖程 充氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程、排氣沖程，活塞往復(fù)兩次，做一次功，飛輪旋轉(zhuǎn)一周?？諝鈮?縮機、儲氣罐通過管道與進氣道密封相連；半橢圓軌道的長軸半徑與軸承外緣旋轉(zhuǎn)半徑相 等，其長軸半徑與短軸半徑之差即是活塞的行程；半橢圓軌道通過連桿固定在活塞一端，軌 道口向外，兩彈簧的一端固定在半橢圓軌道兩端，彈簧另一端固定在缸體上，彈簧伸縮方向 與活塞運動方向一致；兩滑道一端固定在缸體上，另一端各固定一個減震彈簧，半橢圓軌道 安裝在兩滑道之間；直軸一端安裝飛輪，中部安裝支撐架；兩個軸承固定在支撐架上，處于 直軸兩側(cè)并關(guān)于直軸對稱，軸承的兩軸線與直軸的軸線平行?；钊幱诘臀粫r，兩軸承同時 與半橢圓軌道兩端相接觸，活塞中心線與兩軸承軸線所在平面垂直；非低位時，兩個軸承交 替與半橢圓軌道接觸。直軸上，可適當(dāng)增加活塞、氣缸數(shù)量，提高單個直軸內(nèi)燃機的輸出功 率，氣缸和活塞相對于直軸，氣缸有多種安裝方式1.豎列式氣缸在直軸上方，沿直軸平 行排列；2.橫排式氣缸在直軸一側(cè)沿直軸平行排列；3.水平對稱式氣缸在直軸兩側(cè)沿 直軸平行排列，并兩兩對稱，共用一套支撐架、軸承；4.倒T型排列式豎列式與水平對稱式 合二為一，即氣缸水平對稱排列的同時，直軸上方又沿直軸平行排列；5. V型排列式在直 軸上方，氣缸相互交叉排列，氣缸中心線與直軸軸線垂直并相交等等。
權(quán)利要求
直軸內(nèi)燃機，包括柴油機和汽油機，其特征是包括氣缸(7)、儲氣罐、進氣道(2)、空氣壓縮機、進氣閥(3)、排氣道(6)、排氣閥(5)、活塞(1)、彈簧(8)、滑道(9)、半橢圓軌道(10)、軸承(11)、支撐架(13)、直軸(12)、飛輪、噴油嘴(火花塞)(4)、連桿(14)、減震彈簧(15)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直軸內(nèi)燃機，其特征是空氣壓縮機、儲氣罐通過管道與進氣 道密封相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直軸內(nèi)燃機，其特征是半橢圓軌道通過連桿固定在活塞一 端，軌道口向外；兩彈簧固定在半橢圓軌道兩端，彈簧另一端固定在缸體上，彈簧伸縮方向 與活塞運動方向一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直軸內(nèi)燃機，其特征是兩滑道一端安裝在缸體上，另一端各 固定一個減震彈簧，半橢圓軌道安裝在兩滑道之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直軸內(nèi)燃機，其特征是直軸內(nèi)燃機的動力軸是直軸，即直線軸ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直軸內(nèi)燃機，其特征是飛輪安裝在直軸一端，支撐架安裝在 直軸上；兩個軸承固定在支撐架上，處于直軸兩側(cè)并關(guān)于直軸對稱，軸承的兩軸線與直軸的 軸線平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直軸內(nèi)燃機，其特征是活塞處于低位時，兩軸承同時與半橢 圓軌道相接觸，活塞中心線與兩軸承軸線所在平面垂直；非低位時，兩個軸承交替與半橢圓 軌道接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直軸內(nèi)燃機，其特征是相對于直軸，氣缸有多種安裝方式 豎列式、橫排式、水平對稱式、倒T型排列式、V型排列式等。
全文摘要
直軸內(nèi)燃機，屬于內(nèi)燃機制造技術(shù)領(lǐng)域，解決使液體燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的問題。技術(shù)方案是采用直軸作為動力軸；空氣壓縮機和儲氣罐通過管道與進氣道密封相連；連桿兩端分別固定活塞、半橢圓軌道，軌道口向外；兩個彈簧一端與缸體相固定，一端固定在半橢圓軌道兩端，伸縮方向與活塞運動方向一致；兩滑道一端固定在缸體上，另一端各固定一個減震彈簧，半橢圓軌道安裝在兩滑道之間；支撐架安裝在直軸上，兩軸承安裝在支撐架上，關(guān)于直軸對稱，軸承軸線與直軸軸線平行；活塞處于低位時，兩軸承同時與半橢圓軌道接觸；非低位時兩個軸承交替與半橢圓軌道接觸。該直軸內(nèi)燃機包括柴油機和汽油機，為機器設(shè)備、車輛、艦船、發(fā)電機等提供動力。
文檔編號F02B75/40GK101892902SQ20101025347
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者牛樂 申請人:牛樂