本發(fā)明屬于動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種使燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)力輸出的內(nèi)燃機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有技術(shù)中將燃料燃燒的熱能，以轉(zhuǎn)軸輸出動(dòng)能的內(nèi)燃機(jī)主要有三種，分別是：渦軸式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。其中，渦軸式發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，由于工作效率高，推重比大，輸出功率大，多用于大型裝備。但這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度大，制作工藝復(fù)雜，對(duì)材質(zhì)要求高，造價(jià)高。

相對(duì)于渦軸式發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)而言，往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(包括汽油機(jī)和柴油機(jī))則具有結(jié)構(gòu)簡單，熱效率相對(duì)較高，尾氣與噪音較小并可控的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于汽車和摩托車。現(xiàn)有的往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)主要包括氣缸、主軸(曲軸)、動(dòng)力輸出件(由活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和飛輪等構(gòu)成)、供氣機(jī)構(gòu)、供油機(jī)構(gòu)和點(diǎn)火機(jī)構(gòu)(柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無點(diǎn)火機(jī)構(gòu))；在做功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得曲軸能夠向外輸出動(dòng)力。其中的供氣機(jī)構(gòu)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟進(jìn)氣門和排氣門，使得可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，使得廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。

往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)從十九世紀(jì)發(fā)明至今，雖經(jīng)過不斷改進(jìn)，但仍存有以下不足之處：

1、熱效率的提升有限。在氣缸內(nèi)，氣體的進(jìn)氣容積與活塞的工作容積一樣大；這樣會(huì)導(dǎo)致氣缸內(nèi)混合氣體燃燒后產(chǎn)生的膨脹氣體所蘊(yùn)含的能量，還未充分用盡就會(huì)從出氣口排除，限制了熱效率的提升。

2、能量轉(zhuǎn)換過程中有較大的損失。該往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)：活塞運(yùn)行至上死點(diǎn)時(shí)(此時(shí)連桿垂直連接在活塞與曲軸之間)點(diǎn)火器點(diǎn)火引爆氣缸內(nèi)空氣與燃油的混合氣體，此時(shí)氣體所含能量最大，但由于此時(shí)連桿垂直連接在活塞與曲軸之間，所以，氣體膨脹產(chǎn)生的沖擊力經(jīng)活塞、連桿傳遞至曲軸抵消，故此時(shí)不能做有用功，該沖擊力作用于曲軸的徑向，并使軸承受巨大的徑向力，阻止曲軸的正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

3、做功周期長，運(yùn)行效率不高。該發(fā)動(dòng)機(jī)做功一次需四個(gè)沖程，即曲軸需要旋轉(zhuǎn)760度才做功一次，故做功周期長，運(yùn)行效率不高。

4、振動(dòng)和噪音較大。曲軸在傳動(dòng)時(shí)偏振大，故會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪音。

以上往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)存有的不足之處，也是本領(lǐng)域長久以來未曾解決的技術(shù)難題。

基于此，申請(qǐng)人首要考慮如何提供一種運(yùn)行時(shí)振動(dòng)更小的內(nèi)燃機(jī)；隨后進(jìn)一步考慮在運(yùn)行時(shí)振動(dòng)更小的前提下，如何提升內(nèi)燃機(jī)的熱效率和運(yùn)行效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種運(yùn)行時(shí)振動(dòng)更小的新型內(nèi)燃機(jī)。進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是：如何提供一種能夠在運(yùn)行時(shí)振動(dòng)更小的前提下，具有更高的熱效率和運(yùn)行效率的新型內(nèi)燃機(jī)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種新型內(nèi)燃機(jī)，包括缸體、主軸、動(dòng)力輸出件、供氣機(jī)構(gòu)、供油機(jī)構(gòu)和點(diǎn)火機(jī)構(gòu)；所述缸體內(nèi)部具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔中設(shè)置有與所述主軸傳動(dòng)相連的所述動(dòng)力輸出件，所述主軸用于輸出動(dòng)力；所述供氣機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣孔、進(jìn)氣門和排氣孔，所述缸體上設(shè)置有所述進(jìn)氣孔和排氣孔，且所述進(jìn)氣孔處安裝有所述進(jìn)氣門；所述供油機(jī)構(gòu)包括固定安裝在缸體上的噴油嘴；所述點(diǎn)火機(jī)構(gòu)包括固定安裝在缸體上的火花塞；

其特征在于：所述主軸整體為長條形，所述內(nèi)腔為柱形，所述主軸沿著所述內(nèi)腔的柱形長度方向貫穿該內(nèi)腔，并通過軸承連接在所述缸體上，且所述主軸的至少一端位于所述缸體外部并形成動(dòng)力輸出端；所述動(dòng)力輸出件包括設(shè)置于所述內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)臂和推力板；

所述轉(zhuǎn)臂整體呈塊狀，該轉(zhuǎn)臂固定安裝在所述主軸上且能夠隨所述主軸一同在內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)臂在主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上的后側(cè)面為與所述推力板相配合的推進(jìn)面，且所述推進(jìn)面整體呈前傾狀；所述推力板整體為板狀結(jié)構(gòu)，且該推力板的一個(gè)板面面向主軸，另一板面面向內(nèi)腔的側(cè)壁且為能夠與該內(nèi)腔的側(cè)壁相貼合的受力面；所述推力板在主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的前端通過一根垂直于內(nèi)腔的端壁且與主軸軸向一致的樞軸鉸接安裝在內(nèi)腔中，后端為用于推動(dòng)轉(zhuǎn)臂的推進(jìn)面的推進(jìn)端；

所述內(nèi)腔的側(cè)壁與推力板的受力面相貼合的位置處內(nèi)凹形成有供氣用凹槽，所述供氣用凹槽能夠與推力板的受力面共同圍成封閉狀的燃燒室；所述噴油嘴的噴油口與所述火花塞的點(diǎn)火端均位于所述燃燒室內(nèi)，所述供氣用凹槽的內(nèi)壁上設(shè)置有所述進(jìn)氣孔；所述缸體在主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上鄰近推力板且位于推力板前方的位置處貫穿設(shè)置有與大氣連通的所述排氣孔。

上述新型內(nèi)燃機(jī)在使用時(shí)可采用啟動(dòng)機(jī)構(gòu)(內(nèi)燃機(jī)上啟動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)置為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作贅述)來啟動(dòng)，所述啟動(dòng)機(jī)構(gòu)包括啟動(dòng)輪(可為齒輪或皮帶輪中的任意一種)和啟動(dòng)電機(jī)；所述啟動(dòng)輪同軸固定在缸體的內(nèi)腔外部的主軸上，所述啟動(dòng)輪與所述啟動(dòng)電機(jī)之間驅(qū)動(dòng)相連。啟動(dòng)時(shí)，開啟啟動(dòng)電機(jī)，即可使得主軸旋轉(zhuǎn)。

上述新型內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)臂隨主軸旋轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)臂外端可使得推力板回退至推力板的受力面與內(nèi)腔的側(cè)壁貼合并形成燃燒室，此時(shí)，在燃燒室內(nèi)進(jìn)氣門開啟并向該燃燒室供氣、噴油嘴的噴油口噴油后；當(dāng)轉(zhuǎn)臂的頂端隨主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)且剛位于推力板的推進(jìn)端的前方位置處時(shí)(轉(zhuǎn)臂的位置可根據(jù)主軸旋轉(zhuǎn)位置來獲得)，火花塞的點(diǎn)火端點(diǎn)火引爆燃燒室內(nèi)的混合氣體，并使得混合氣體迅速膨脹并作用于推力板的受力面，使得推力板的推進(jìn)端沿樞軸旋轉(zhuǎn)并同時(shí)推動(dòng)轉(zhuǎn)臂的推進(jìn)面來使得主軸旋轉(zhuǎn)并向外輸出動(dòng)力。

由上可見，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)通過引爆空氣與燃油的混合氣體產(chǎn)生膨脹氣體，來推動(dòng)推力板來推動(dòng)轉(zhuǎn)臂和主軸旋轉(zhuǎn)向外輸出動(dòng)力。不同于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中主軸為曲軸的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中主軸整體為長條形且不會(huì)產(chǎn)生曲軸旋轉(zhuǎn)過程因偏振導(dǎo)致的振動(dòng)，故運(yùn)行起來振動(dòng)更小。

與此同時(shí)，不同于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)與活塞配合會(huì)使得主軸承受徑向壓力的情況(詳見背景技術(shù))，會(huì)導(dǎo)致主軸對(duì)強(qiáng)度要求更高，更難制造。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中，由燃燒室噴出的膨脹氣體推動(dòng)轉(zhuǎn)臂的力始終沿轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)的圓周切線方向，故本發(fā)明中的主軸無需承受徑向力，故更易滿足強(qiáng)度要求，易制造。

作為一種優(yōu)選方案：所述內(nèi)腔為圓柱形，所述主軸與所述內(nèi)腔同軸設(shè)置；所述推力板的板狀結(jié)構(gòu)整體呈外凸圓弧形狀，所述內(nèi)腔的側(cè)壁內(nèi)凹形成有推力板用凹槽，所述推力板用凹槽的容腔空間的形狀大小與推力板的形狀大小相匹配，且該推力板用凹槽中設(shè)置有一塊所述推力板。

實(shí)施上述結(jié)構(gòu)后，推力板能夠整體落入推力板用凹槽內(nèi)；這樣一來，即可使得該內(nèi)燃機(jī)整體結(jié)構(gòu)能夠?yàn)榫o湊，利于在保證輸出功率的前提下，縮小內(nèi)燃機(jī)的整體體積。

作為一種優(yōu)選方案：所述推力板的推進(jìn)端的端面與其正對(duì)的推力板用凹槽的側(cè)面為兩個(gè)相互配合連接的臺(tái)階面。

上述兩個(gè)相互配合連接的臺(tái)階面的結(jié)構(gòu)，能夠提升推力板的推進(jìn)端與推力板用凹槽之間的密封效果，從而有效預(yù)防燃燒室中空氣泄露，提升燃燒室內(nèi)混合氣體的燃燒效率。

作為一種優(yōu)選方案：所述推力板用凹槽為在所述內(nèi)腔的圓周方向均勻內(nèi)凹設(shè)置的兩個(gè)；所述排氣孔為設(shè)置在所述內(nèi)腔的端面上且與兩個(gè)推力板用凹槽中的推力板一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)；所述轉(zhuǎn)臂為在所述主軸的外側(cè)面的圓周方向上均勻設(shè)置的兩個(gè)。

上述兩個(gè)推力板用凹槽(對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)推力板、兩個(gè)燃燒室)和兩個(gè)轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)，能夠在不增加缸體體積的情況下，雙倍提升內(nèi)燃機(jī)的輸出功率。

作為一種優(yōu)選方案：所述推力板的軸向長度與所述內(nèi)腔的軸向長度相匹配；所述轉(zhuǎn)臂在主軸的軸向的兩個(gè)端面的邊緣與內(nèi)腔的兩個(gè)端面之間為滑動(dòng)配合連接，所述轉(zhuǎn)臂在主軸的徑向的外端與所述內(nèi)腔的側(cè)壁之間為滑動(dòng)配合連接。

實(shí)施上述結(jié)構(gòu)后，不僅能夠提升推力板與內(nèi)腔的兩個(gè)端壁之間的密封性，還能夠提升轉(zhuǎn)臂與內(nèi)腔的兩個(gè)端壁之間的密封性，以及轉(zhuǎn)臂的外端與內(nèi)腔的側(cè)壁之間的密封性，從而提升經(jīng)燃燒室產(chǎn)生的膨脹氣體經(jīng)排氣孔排除前所處空間環(huán)境的密封性，使得膨脹氣體的壓力能夠充分作用于推力板來向外做功，提升熱效率。

作為一種優(yōu)選方案：上述新型內(nèi)燃機(jī)還包括推進(jìn)用密封結(jié)構(gòu)，所述推進(jìn)用密封結(jié)構(gòu)包括密封板和轉(zhuǎn)筒；

在主軸的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上，所述推力板的外側(cè)面上位于相鄰的所述供氣用凹槽的后方位置處外凸形成有一塊所述密封板，所述密封板整體為以相鄰的樞軸為軸心的圓弧形結(jié)構(gòu)，且該密封板的軸向長度與所述推力板的軸向長度相等；

所述缸體的內(nèi)壁上對(duì)應(yīng)的設(shè)置有能夠供所述密封板插入的插口，且所述插口上靠近相鄰的所述供氣用凹槽的邊緣與所述密封板的外側(cè)面之間滑動(dòng)配合并構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)；

所述轉(zhuǎn)筒整體為設(shè)置在所述內(nèi)腔中且軸向長度與內(nèi)腔的軸向長度匹配的圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)筒同軸固定在所述主軸上；所述轉(zhuǎn)筒的外側(cè)面外凸形成有所述轉(zhuǎn)臂；

所述密封板的弦長大于等于所述轉(zhuǎn)筒的外側(cè)面與所述內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離。

上述推進(jìn)用密封結(jié)構(gòu)的設(shè)置，能夠在推力板在繞樞軸旋轉(zhuǎn)并推動(dòng)轉(zhuǎn)臂的過程中，密封板與插口之間形成滑動(dòng)密封，有效防止因膨脹的氣體進(jìn)入推力板背側(cè)與推力板用凹槽所圍成的空間導(dǎo)致膨脹氣體對(duì)推力板做功減少的情況發(fā)生，提高熱效率。

作為一種優(yōu)選方案：所述缸體內(nèi)壁上設(shè)置與所述密封板相對(duì)應(yīng)的插槽，所述插槽的槽口即構(gòu)成供所述密封板落入的插口；還包括推力板回位結(jié)構(gòu)，所述推力板回位結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述插槽內(nèi)的回位拉簧，所述回位拉簧連接在所述推力板的外側(cè)與所述密封板交匯處設(shè)置的拉鉤以及所述插槽上遠(yuǎn)離推力板的底面設(shè)置的拉鉤之間。

設(shè)置上述插槽與推力板回位結(jié)構(gòu)后，能夠在燃燒室的膨脹氣體的完成做功時(shí)(膨脹氣體從排氣孔排除時(shí))，將推力板快速拉回并復(fù)位，有效防止高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臂與推力板內(nèi)側(cè)面之間的撞擊和摩擦，有效避免因撞擊和摩擦造成的功率損耗，并起到保護(hù)推力板的作用。

作為一種優(yōu)選方案：上述新型內(nèi)燃機(jī)還包括推力板鎖定結(jié)構(gòu)，所述推力板鎖定結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述插槽內(nèi)的鎖塊和鎖定件，所述密封板的外端處外凸形成有所述鎖塊；所述插槽內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置有一根與所述樞軸同軸向的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的一端位于所述插槽內(nèi)，另一端端部可轉(zhuǎn)動(dòng)貫穿所述缸體并形成轉(zhuǎn)動(dòng)控制端；所述鎖定件為同軸固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的筒狀結(jié)構(gòu)，且所述鎖定件的外側(cè)面外凸形成有一個(gè)鎖定部，所述鎖定部的表面內(nèi)凹形成有一個(gè)能夠供鎖塊落入并限位的卡接槽。

采用上述推力板鎖定結(jié)構(gòu)后，可通過控制轉(zhuǎn)動(dòng)控制端來控制轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)軸上的鎖定件在火花塞引爆燃燒時(shí)混合氣體前解除對(duì)鎖塊的鎖定?？梢?，上述推力板鎖定結(jié)構(gòu)的設(shè)置，不僅能夠預(yù)防因燃燒室中通入高壓混合氣體并將推力板推開的情況，提升燃燒室內(nèi)的封閉性；還能夠在不增加燃燒室容積的前提下提高燃燒室內(nèi)混合氣體的壓縮比，使得混合氣體膨脹后產(chǎn)生更大的推力。

作為一種優(yōu)選方案：所述供氣用凹槽設(shè)置在鄰近所述推力板的推進(jìn)端的位置。

實(shí)施上述結(jié)構(gòu)后，可使得由燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的膨脹氣體，具有最大的作用于推力板的推力力臂，從而產(chǎn)生最大的推動(dòng)力矩。

作為一種優(yōu)選方案：所述燃燒室的容腔為軸向與主軸的軸向一致的圓柱形。

實(shí)施上述結(jié)構(gòu)后，這樣可使得燃燒室的混合氣體在引爆后所產(chǎn)生的膨脹氣體的沖擊力能夠充分作用于轉(zhuǎn)臂，以獲得更為理想的熱效率(熱效率的含義是：有效輸出的能量與輸入的能量之比)。且當(dāng)燃燒室為上述圓柱形時(shí)，可在排氣過程中，使得進(jìn)氣門能夠貫穿燃燒室的容腔內(nèi)來將燃燒室內(nèi)剩余的廢氣排出?；蛟诓捎貌裼妥鳛槿加蜁r(shí)，進(jìn)氣門能夠完全伸入燃燒室的容腔內(nèi)來壓縮空間，引爆燃燒室內(nèi)的柴油與空氣。

一、本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的工作原理說明：

和往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工況類似，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)也是采用燃燒燃?xì)?油和空氣的混和氣體)，利用燃?xì)馊紵龝r(shí)膨脹產(chǎn)生的爆炸力，推動(dòng)推力板使轉(zhuǎn)臂來帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得主軸向外輸出動(dòng)力。因此，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)也有充氣加壓、燃燒和排氣這樣一個(gè)過程。本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)可同現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)一樣采用多種燃料(如汽油、柴油、天然氣或酒精中的一種)。

本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)工作原理如說明書附圖2a至2e中所示，所有圖中標(biāo)注有A和B為對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)臂的標(biāo)記：

當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)臂處在如圖2a所示的位置時(shí)，燃燒室內(nèi)已充滿的燃?xì)獗稽c(diǎn)燃，此時(shí)燃燒室內(nèi)一側(cè)膨脹的氣體壓力大于推力板另一側(cè)的壓力，氣體推動(dòng)推力板沿著圖中小箭頭的方向向內(nèi)腔運(yùn)動(dòng)。在推力板打開的初始階段，由推力板推動(dòng)轉(zhuǎn)臂沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)。當(dāng)推力板轉(zhuǎn)過一定角度后，推力板與轉(zhuǎn)臂分離，此時(shí)由燃燒室、推力板、轉(zhuǎn)臂與缸體所圍成的密閉空間一側(cè)的氣體壓力乃大于另一側(cè)空間的大氣壓力。因此氣體繼續(xù)推動(dòng)轉(zhuǎn)子沿時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(圖2a中為逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng))至如圖2b所示位置。

隨后，兩個(gè)轉(zhuǎn)臂繼續(xù)轉(zhuǎn)至圖2c所示的位置時(shí)，燃燒室通過排氣孔與大氣相通，缸體內(nèi)氣體排出后，使得缸體內(nèi)氣壓趨近于大氣壓。

再隨后，兩個(gè)轉(zhuǎn)臂隨慣性轉(zhuǎn)到圖2d所示的位置時(shí)，兩個(gè)轉(zhuǎn)臂A和B已轉(zhuǎn)動(dòng)180度，并能夠使得推力板回位，燃燒室再次密閉；供氣機(jī)構(gòu)、供油機(jī)構(gòu)開始給燃燒室供燃?xì)狻?/p>

再隨后，兩個(gè)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)至圖2e所示的位置時(shí)，缸內(nèi)氣體繼續(xù)排氣，同時(shí)系統(tǒng)繼續(xù)為燃燒室供氣。當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)過360度后，回到初始狀態(tài)(圖2a)時(shí)，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。通過本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)這樣循環(huán)往復(fù)的工作來使轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主軸向外輸出動(dòng)力。

這里值得一提的是，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，可讓兩個(gè)推力板同時(shí)工作，也可以讓兩個(gè)推力板交替工作并各自負(fù)責(zé)180度范圍內(nèi)推動(dòng)工作。本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的工作周期為360度。

二、同現(xiàn)有往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)相比較，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的有益技術(shù)效果是：

1、機(jī)械效率更高：如說明書附圖中圖3a至3c所示：其中圖3a和3b分別為本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的工作示意圖，3c是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作示意圖。

設(shè)圖中P是燃?xì)馊紵龝r(shí)產(chǎn)生的對(duì)推力板、活塞的正向壓力，R為轉(zhuǎn)動(dòng)半徑。從圖3a可看到，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)在氣體點(diǎn)燃瞬間產(chǎn)生的推力通過推力板傳遞給轉(zhuǎn)臂，對(duì)主軸的扭矩N0：N0＝P×R，假定轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)至此處時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量產(chǎn)生的扭矩為NX，此時(shí)總的扭矩N：N＝N0+Nx。可見本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)臂所受推力是連續(xù)的，且產(chǎn)生的扭矩沒有損失。

在往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中，在燃?xì)恻c(diǎn)燃瞬間，活塞在上死點(diǎn)氣體施加的壓力沿曲軸徑向作用于曲軸，產(chǎn)生的阻力矩Nf，轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力矩Nx，此處總力矩N：N＝Nx—Nf，產(chǎn)生的力矩有損失。

另外，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)在整個(gè)工作行程中，當(dāng)膨脹氣體接觸到轉(zhuǎn)臂后，始終沿著轉(zhuǎn)臂的切線方向，推動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖3b所示)。但往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在工作行程中，轉(zhuǎn)臂的受力設(shè)定為P1：P1＝Pcosαcosβ(如圖3c所示)。

從以上分析比較中可以明顯看出，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率高于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。

2、工作效率更高：本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的工作周期為360度，比往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的720度的工作周期運(yùn)快一倍，故具有更高的工作效率。

3、熱效率更高：本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)利于和便于使我們?cè)谠O(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，將燃燒室產(chǎn)生的膨脹氣體用于推動(dòng)轉(zhuǎn)臂做功的空間容積設(shè)置得充分大，且大于供氣容積至合理倍數(shù)，這樣會(huì)使氣體所含能量能充分發(fā)揮，提高熱效率。

4、本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)中主軸設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的中心位置，這樣使得本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)更便于使用和安裝。

5、由于本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)臂受力的連續(xù)性，低速時(shí)不受轉(zhuǎn)矩的制約，故在小功率運(yùn)行可節(jié)省燃油，并減少廢氣排放。可具備更好的啟動(dòng)性能。

6、燃燒室和排氣孔不在一個(gè)位置，有自然消聲的效果。

7、綜和性能較優(yōu)，且結(jié)構(gòu)較為簡化，制造起來更為方便，性價(jià)比高，適用大、中和小功率的一款發(fā)動(dòng)機(jī)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a至圖2e是本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的工作原理示意圖。

備注：其中的小箭頭用于指示膨脹氣體的流動(dòng)方向。其中標(biāo)出的A和B用于對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)臂上進(jìn)行標(biāo)記，并清楚地示出各個(gè)轉(zhuǎn)臂的位置。圖2a至圖2e分別表示本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)所處工況位，其中圖2a是爆炸沖程，燃?xì)鈩傸c(diǎn)燃時(shí)，推力板、轉(zhuǎn)臂所處位置；圖2b是工作沖程，轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)向及與推力板的相對(duì)位置；圖2c是排氣沖程；圖2d是供氣沖程，推力板回位；圖2e是供氣沖程，轉(zhuǎn)臂將進(jìn)入起始位。

圖3a至圖3c是本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)與活塞發(fā)動(dòng)機(jī)比較分析示意圖。

備注：其中圖3a和圖3b圖是本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的兩種工況的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3a是燃油引爆瞬間的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b是工作行程中結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3c中α、β是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)中，某時(shí)曲軸半徑上所受推力與活塞垂直壓力p之間的兩夾角。分圖1是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工況簡圖，圖3c中P表示燃?xì)馊紵螽a(chǎn)生的壓力。R表示軸的受力半徑。小箭頭表示壓力方向。

圖4是本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的一種優(yōu)選實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是為圖4中的新型內(nèi)燃機(jī)的缸體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖5中A處放大圖。

圖7是圖5中B處放大圖。

圖1至圖7中標(biāo)記為：

1 缸體、11 排氣孔，12 供氣用凹槽，13 插槽，14 轉(zhuǎn)軸，15 鎖定件；

2 主軸、21 動(dòng)力輸出端；

3 噴油嘴；

4 火花塞；

5 轉(zhuǎn)臂，51 推進(jìn)面，52 轉(zhuǎn)筒；

6 推力板，61 受力面，62 推進(jìn)端，63 密封板，64 鎖塊；

7 樞軸；

8 燃燒室；

9 回位拉簧。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。其中，針對(duì)描述采用諸如上、下、左、右等說明性術(shù)語，目的在于幫助讀者理解，而不旨在進(jìn)行限制。

一、優(yōu)選實(shí)施例

如圖4至圖6所示為本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的一種優(yōu)選實(shí)施例：在本實(shí)施例中采用設(shè)置在同一主軸上的兩個(gè)缸體。分別位于配套系統(tǒng)(包括輔助供氣機(jī)構(gòu)和輔助點(diǎn)火機(jī)構(gòu))的前后兩側(cè)，并互為90度交錯(cuò)排列(如說明書附圖4所示)，工作時(shí)一個(gè)缸體中轉(zhuǎn)臂兩端的燃燒室同時(shí)點(diǎn)燃，燃燒后產(chǎn)生的氣壓，推動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)。且兩缸以180度相位交替工作。

該優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)，包括缸體1、主軸2、動(dòng)力輸出件、供氣機(jī)構(gòu)、供油機(jī)構(gòu)和點(diǎn)火機(jī)構(gòu)；所述缸體1內(nèi)部具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔中設(shè)置有與所述主軸2傳動(dòng)相連的所述動(dòng)力輸出件，所述主軸2用于輸出動(dòng)力；所述供氣機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣孔、進(jìn)氣門和排氣孔11，所述缸體1上設(shè)置有所述進(jìn)氣孔和排氣孔11，且所述進(jìn)氣孔處安裝有所述進(jìn)氣門；所述供油機(jī)構(gòu)包括固定安裝在缸體1上的噴油嘴3；所述點(diǎn)火機(jī)構(gòu)包括固定安裝在缸體1上的火花塞4；

所述主軸2整體為長條形，所述內(nèi)腔為柱形，所述主軸2沿著所述內(nèi)腔的柱形長度方向貫穿該內(nèi)腔，并通過軸承連接在所述缸體1上，且所述主軸2的至少一端位于所述缸體1外部并形成動(dòng)力輸出端21；所述動(dòng)力輸出件包括設(shè)置于所述內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)臂5和推力板6；

所述轉(zhuǎn)臂5整體呈塊狀，該轉(zhuǎn)臂5固定安裝在所述主軸2上且能夠隨所述主軸2一同在內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)臂5在主軸2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上的后側(cè)面為與所述推力板6相配合的推進(jìn)面51，且所述推進(jìn)面51整體呈前傾狀；所述推力板6整體為板狀結(jié)構(gòu)，且該推力板6的一個(gè)板面面向主軸2，另一板面面向內(nèi)腔的側(cè)壁且為能夠與該內(nèi)腔的側(cè)壁相貼合的受力面61；所述推力板6在主軸2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的前端通過一根垂直于內(nèi)腔的端壁且與主軸2軸向一致的樞軸7鉸接安裝在內(nèi)腔中，后端為用于推動(dòng)轉(zhuǎn)臂5的推進(jìn)面51的推進(jìn)端62；

所述內(nèi)腔的側(cè)壁與推力板6的受力面61相貼合的位置處內(nèi)凹形成有供氣用凹槽12，所述供氣用凹槽12能夠與推力板6的受力面61共同圍成封閉狀的燃燒室8；所述噴油嘴3的噴油口與所述火花塞4的點(diǎn)火端均位于所述燃燒室8內(nèi)，所述供氣用凹槽12的內(nèi)壁上設(shè)置有所述進(jìn)氣孔；所述缸體1在主軸2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上鄰近推力板6且位于推力板6前方的位置處貫穿設(shè)置有與大氣連通的所述排氣孔11。

其中，所述內(nèi)腔為圓柱形，所述主軸2與所述內(nèi)腔同軸設(shè)置；所述推力板6的板狀結(jié)構(gòu)整體呈外凸圓弧形狀，所述內(nèi)腔的側(cè)壁內(nèi)凹形成有推力板6用凹槽，所述推力板6用凹槽的容腔空間的形狀大小與推力板6的形狀大小相匹配，且該推力板6用凹槽中設(shè)置有一塊所述推力板6。

其中，所述推力板6的推進(jìn)端62的端面與其正對(duì)的推力板6用凹槽的側(cè)面為兩個(gè)相互配合連接的臺(tái)階面。

其中，所述推力板6用凹槽為在所述內(nèi)腔的圓周方向均勻內(nèi)凹設(shè)置的兩個(gè)；所述排氣孔11為設(shè)置在所述內(nèi)腔的端面上且與兩個(gè)推力板6用凹槽中的推力板6一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)；所述轉(zhuǎn)臂5為在所述主軸2的外側(cè)面的圓周方向上均勻設(shè)置的兩個(gè)。

其中，所述推力板6的軸向長度與所述內(nèi)腔的軸向長度相匹配；所述轉(zhuǎn)臂5在主軸2的軸向的兩個(gè)端面的邊緣與內(nèi)腔的兩個(gè)端面之間為滑動(dòng)配合連接，所述轉(zhuǎn)臂5在主軸2的徑向的外端與所述內(nèi)腔的側(cè)壁之間為滑動(dòng)配合連接。

其中，上述新型內(nèi)燃機(jī)還包括推進(jìn)用密封結(jié)構(gòu)，所述推進(jìn)用密封結(jié)構(gòu)包括密封板63和轉(zhuǎn)筒52；

在主軸2的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上，所述推力板6的外側(cè)面上位于相鄰的所述供氣用凹槽12的后方位置處外凸形成有一塊所述密封板63，所述密封板63整體為以相鄰的樞軸7為軸心的圓弧形結(jié)構(gòu)，且該密封板63的軸向長度與所述推力板6的軸向長度相等；

所述缸體1的內(nèi)壁上對(duì)應(yīng)的設(shè)置有能夠供所述密封板63插入的插口，且所述插口上靠近相鄰的所述供氣用凹槽12的邊緣與所述密封板63的外側(cè)面之間滑動(dòng)配合并構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)；

所述轉(zhuǎn)筒52整體為設(shè)置在所述內(nèi)腔中且軸向長度與內(nèi)腔的軸向長度匹配的圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)筒52同軸固定在所述主軸2上；所述轉(zhuǎn)筒52的外側(cè)面外凸形成有所述轉(zhuǎn)臂5；

所述密封板63的弦長大于等于所述轉(zhuǎn)筒52的外側(cè)面與所述內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離。

實(shí)施時(shí)，優(yōu)選所述轉(zhuǎn)筒52的內(nèi)部為鏤空結(jié)構(gòu)。這樣一來能夠減低轉(zhuǎn)筒52的整體的重量，從而降低轉(zhuǎn)筒52自身旋轉(zhuǎn)所需的能耗，提高有效做功功率。

其中，所述缸體1內(nèi)壁上設(shè)置與所述密封板63相對(duì)應(yīng)的插槽13，所述插槽13的槽口即構(gòu)成供所述密封板63落入的插口；還包括推力板回位結(jié)構(gòu)，所述推力板回位結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述插槽13內(nèi)的回位拉簧9，所述回位拉簧9連接在所述推力板6的外側(cè)與所述密封板63交匯處設(shè)置的拉鉤以及所述插槽13上遠(yuǎn)離推力板6的底面設(shè)置的拉鉤之間。

實(shí)施時(shí)，優(yōu)選回位拉簧9的彈力大小恰好能夠克服推力板6的重力，并將推力板6拉回至推力板6用凹槽內(nèi)為宜。

其中，上述新型內(nèi)燃機(jī)還包括推力板鎖定結(jié)構(gòu)，所述推力板鎖定結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述插槽13內(nèi)的鎖塊64和鎖定件15，所述密封板63的外端處外凸形成有所述鎖塊64；所述插槽13內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置有一根與所述樞軸7同軸向的轉(zhuǎn)軸14，所述轉(zhuǎn)軸14的一端位于所述插槽13內(nèi)，另一端端部可轉(zhuǎn)動(dòng)貫穿所述缸體1并形成轉(zhuǎn)動(dòng)控制端；所述鎖定件15為同軸固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸14上的筒狀結(jié)構(gòu)，且所述鎖定件15的外側(cè)面外凸形成有一個(gè)鎖定部，所述鎖定部的表面內(nèi)凹形成有一個(gè)能夠供鎖塊64落入并限位的卡接槽。

其中，所述供氣用凹槽12設(shè)置在鄰近所述推力板6的推進(jìn)端62的位置。

二、上述內(nèi)燃機(jī)的主要參數(shù)

燃燒室容積：Vj＝φ66×48立方毫米；

缸體內(nèi)腔半徑R：100毫米；

壓縮比：1:12(按汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比設(shè)計(jì))；

燃燒室容積Vj與氣體的工作容積Vg(燃燒室內(nèi)膨脹氣體經(jīng)排氣孔排除前所處的最大的空間容積)比：Vj:Vg＝1:1.5(在大氣壓下)。

三、上述內(nèi)燃機(jī)的工況及特點(diǎn)

本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的工作原理在前面已作介紹，在此不作贅述。

本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的供氣環(huán)節(jié)，是由供氣機(jī)構(gòu)完成的。燃燒室需供氣時(shí)，主軸上的齒輪提供動(dòng)力和同步信號(hào)，使配套系統(tǒng)中的一對(duì)活塞上行，產(chǎn)生的氣壓將進(jìn)、排氣機(jī)構(gòu)中的進(jìn)氣閥門打開，為燃燒室供氣。當(dāng)燃燒完成后，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入排氣階段時(shí)，主軸上的齒輪給出同步信號(hào)和動(dòng)力，凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)行至將進(jìn)、排氣機(jī)構(gòu)推入燃燒室，將燃燒室內(nèi)廢氣排出。在推力板復(fù)位后，進(jìn)、排氣機(jī)構(gòu)退出燃燒室，進(jìn)入充氣位。

四、上述內(nèi)燃機(jī)的基本性能

由于本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出件采用了推力板和轉(zhuǎn)臂，使得燃燒后的氣體能量得到充分利用。與往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)相比，各項(xiàng)性能均有顯著提升，具體為：

a、與相同的四缸徑的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)相比較，效率可提高四至八倍。

b、整體尺寸：Φ385X390 單位：mm。

c、燃燒室內(nèi)無廢氣，且供氣充盈燃?xì)馊紵浞?，有害氣體少，利于環(huán)保。

d、相對(duì)于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)中的供氣機(jī)構(gòu)和排氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但沒有高溫高壓，材質(zhì)要求不高，易制造。本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)制造難點(diǎn)是燃燒室的密封，及推力板、轉(zhuǎn)臂與缸體體之間，在高溫、高壓下無潤滑的動(dòng)態(tài)密封，可借鑒汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的密封措施。

五、上述內(nèi)燃機(jī)的有益技術(shù)效果

上述新型內(nèi)燃機(jī)的綜合效率較高。上述新型內(nèi)燃機(jī)適用于大、中、小功率的使用設(shè)備，因燃油消耗少，推重比大，震動(dòng)小，噪聲小更服合人們對(duì)動(dòng)力的使用要求，可廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。如用于陸上汽車運(yùn)輸，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)在低、中、高速時(shí)輸出扭矩都很大，因此可簡化變速器，或有可能只用一個(gè)倒擋省去其余擋，采用油門控制速度，其好處是不言而喻的。在軍事上，可用于各種裝甲運(yùn)兵車，改善坦克上的工作環(huán)境，并能提供足夠大的動(dòng)力，采用相同的儲(chǔ)油空間就能提供足夠遠(yuǎn)的行程，改變坦克車用發(fā)動(dòng)機(jī)的窘境。在水上運(yùn)輸除了提供中、小型船泊的動(dòng)力外，能為大型船泊提供足夠大動(dòng)力；本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)的體積也不大，且運(yùn)行噪音小，用在輪船上時(shí)能夠有效降低輪機(jī)艙里震耳欲聾的響聲。也能為螺旋翼飛機(jī)提供較安靜，環(huán)保的動(dòng)力。

總之，本發(fā)明的新型內(nèi)燃機(jī)在絕大多數(shù)使用轉(zhuǎn)軸輸出動(dòng)力的地方，都能取代往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，并能獲得良好的使用效果，節(jié)省能源消耗，減少環(huán)境污染，適合在動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域推廣使用。

以上僅是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，需指出是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本技術(shù)方案的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，上述變形和改進(jìn)的技術(shù)方案應(yīng)同樣視為落入本申請(qǐng)要求保護(hù)的范圍。