本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可變膨脹比活塞往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸結(jié)構(gòu)一般是其內(nèi)部裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接，活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，為吸入新鮮氣體和排出廢氣，設(shè)有進(jìn)氣門和排氣門。

同時(shí)，活塞頂離曲軸中心最遠(yuǎn)處，即活塞最高位置，稱為上止點(diǎn)；活塞頂部離曲軸中心最近處，即活塞最低位置，稱為下止點(diǎn)；上、下止點(diǎn)間的距離稱為活塞行程，曲軸與連桿下端的連接中心至曲軸中心的距離稱為曲軸半徑，活塞每走一個(gè)行程相應(yīng)于曲軸轉(zhuǎn)角180°；對(duì)于氣缸中心線通過曲軸中心線的發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞行程等于曲柄半徑的兩倍。

活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容積稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作容積或發(fā)動(dòng)機(jī)排量，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)包括四個(gè)活塞行程，即進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程(做功行程)和排氣行程。

本案需要重點(diǎn)指出的是，現(xiàn)有技術(shù)存在著很大的劣勢(shì)，如做功行程的行程不夠，當(dāng)火花點(diǎn)燃混合氣體，燃燒的氣體急劇膨脹的推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)到低時(shí)，膨脹推力至少還有40％，這時(shí)卻推不下去，排氣門打開，能量白白的浪費(fèi)。

因此，針對(duì)以上方面，需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行合理的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上缺陷，本實(shí)用新型提供一種可變膨脹比活塞往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種可變膨脹比活塞往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，由氣缸系統(tǒng)、機(jī)殼體、啟動(dòng)盤、飛輪、消聲器以及曲軸機(jī)構(gòu)組成，所述機(jī)殼體內(nèi)部裝有曲軸機(jī)構(gòu)，該曲軸機(jī)構(gòu)裝有啟動(dòng)盤；

所述曲軸機(jī)構(gòu)安裝齒輪并且該齒輪與凸輪齒輪相嚙合，該凸輪齒輪分別連接進(jìn)氣門凸輪、排氣門凸輪，其中的進(jìn)氣門凸輪固定安裝下進(jìn)氣門搖臂，其中的排氣門凸輪固定安裝下排氣門搖臂，這兩個(gè)氣門搖臂上分別與對(duì)應(yīng)的氣門頂桿下端相接，這兩根氣門頂桿上端依次連接上進(jìn)氣門搖臂、上排氣門搖臂，其中的上進(jìn)氣門搖臂與進(jìn)氣門相接，其中的上排氣門搖臂與排氣門相接；

所述曲軸機(jī)構(gòu)上方設(shè)置氣缸系統(tǒng)，曲軸機(jī)構(gòu)連接連桿并且該連桿上端裝有活塞銷，該活塞銷固定安裝活塞并且此活塞在氣缸套內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸套上方裝有氣缸蓋，氣缸蓋的排氣管道端面裝有消聲器；同時(shí)，所述曲軸機(jī)構(gòu)末端裝有飛輪，該飛輪通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生慣性，帶動(dòng)曲軸機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

所述曲軸機(jī)構(gòu)偏心距比傳統(tǒng)曲軸偏心距長(zhǎng)一倍；

所述連桿比對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)組件長(zhǎng)一倍，氣缸套比對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)組件長(zhǎng)一倍。

若活塞運(yùn)動(dòng)到進(jìn)氣行程的一半，進(jìn)氣門凸輪將進(jìn)氣門關(guān)閉；

若進(jìn)氣門凸輪的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)凸起的距離不夠，通過下進(jìn)氣門搖臂補(bǔ)充距離。

本實(shí)用新型所述的可變膨脹比活塞往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的有益效果為：通過曲軸機(jī)構(gòu)與連桿系統(tǒng)內(nèi)部組件的合理設(shè)置，可完全滿足做功膨脹推力行程，能量充分利用，功率要比現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)大50％，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲音比現(xiàn)有技術(shù)的少一半；通過下進(jìn)氣門搖臂能實(shí)現(xiàn)下進(jìn)氣門凸輪的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)凸起的距離不夠時(shí)，通過下進(jìn)氣門搖臂補(bǔ)充距離。

附圖說明

下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的外部示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、氣缸系統(tǒng)；2、機(jī)殼體；3、啟動(dòng)盤；4、飛輪；5、高壓包；6、點(diǎn)火器；7、消聲器；8、曲軸機(jī)構(gòu)；9、齒輪；10、凸輪齒輪；

11、觸發(fā)點(diǎn)；12、觸發(fā)器；13、連桿；14、活塞；15、氣缸套；16、進(jìn)氣門；17、排氣門；18、氣門彈簧；19、氣門頂桿；110、下進(jìn)氣門搖臂；111、下排氣門搖臂；112、進(jìn)氣門凸輪；113、排氣門凸輪；114、上搖臂座；115、上排氣門搖臂；116、上進(jìn)氣門搖臂。

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的可變膨脹比活塞往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，由氣缸系統(tǒng)1、機(jī)殼體2、啟動(dòng)盤3、飛輪4、消聲器7以及曲軸機(jī)構(gòu)8組成，所述機(jī)殼體2內(nèi)部裝有曲軸機(jī)構(gòu)8，該曲軸機(jī)構(gòu)8裝有用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)盤3，另外，還帶有磁電機(jī)轉(zhuǎn)子以便于提供點(diǎn)火器6、高壓包和火花塞的電源，點(diǎn)火器6連接高壓包5，其中的啟動(dòng)盤3外圍配有觸發(fā)點(diǎn)11與觸發(fā)器12；

相應(yīng)地，所述曲軸機(jī)構(gòu)8安裝齒輪9并且該齒輪9與凸輪齒輪10相嚙合，該凸輪齒輪10分別連接進(jìn)氣門凸輪112、排氣門凸輪113，其中的進(jìn)氣門凸輪112固定安裝下進(jìn)氣門搖臂110，其中的排氣門凸輪113固定安裝下排氣門搖臂111，這兩個(gè)氣門搖臂上分別與對(duì)應(yīng)的氣門頂桿19下端相接，這兩根氣門頂桿19上端依次連接上進(jìn)氣門搖臂116、上排氣門搖臂115，其中的上進(jìn)氣門搖臂116與進(jìn)氣門16相接，其中的上排氣門搖臂115與排氣門17相接，每個(gè)氣門外圍設(shè)置氣門彈簧18；另外，所述上進(jìn)氣門搖臂116、上排氣門搖臂115下方配置上搖臂座114；

相應(yīng)地，所述曲軸機(jī)構(gòu)8上方設(shè)置氣缸系統(tǒng)1，曲軸機(jī)構(gòu)8連接連桿13并且該連桿13上端裝有活塞銷，該活塞銷固定安裝活塞14并且此活塞14在氣缸套15內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸套15上方裝有氣缸蓋，氣缸蓋的進(jìn)氣管道端面裝有化油器，氣缸蓋的排氣管道端面裝有消聲器7；同時(shí)，所述曲軸機(jī)構(gòu)8末端裝有飛輪4并且該飛輪4通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生慣性，帶動(dòng)曲軸機(jī)構(gòu)8作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

相應(yīng)地，所述曲軸機(jī)構(gòu)8偏心距比傳統(tǒng)曲軸偏心距長(zhǎng)一倍；

進(jìn)氣門凸輪112用于實(shí)現(xiàn)活塞14運(yùn)動(dòng)到進(jìn)氣行程的一半時(shí)，將進(jìn)氣門16關(guān)閉；

下進(jìn)氣門搖臂110用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門凸輪112的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)凸起的距離不夠時(shí)，通過下進(jìn)氣門搖臂110就可補(bǔ)充距離；

對(duì)于氣缸系統(tǒng)1，連桿13比對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)組件長(zhǎng)一倍，氣缸套15比對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)組件長(zhǎng)一倍；

以上本實(shí)用新型實(shí)施例所述的可變膨脹比活塞往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)行原理為：

①進(jìn)氣行程：可采用化油器式汽油機(jī)將空氣與燃料先在氣缸外部的化油器中進(jìn)行混合，然后再吸入氣缸，進(jìn)氣行程中，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，隨著活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，活塞上方的壓力降低到大氣壓力以下，即在氣缸內(nèi)造成真空吸力，這樣，可燃混合氣便經(jīng)進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門被吸入氣缸，活塞移動(dòng)到行程的一半時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉；

同時(shí)，下進(jìn)氣門凸輪的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)凸起的距離不夠時(shí)，通過下進(jìn)氣門搖臂來補(bǔ)充距離，將進(jìn)氣門打開，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到行程的一半時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉，這時(shí)保持下一個(gè)行程(壓縮比的值)壓縮比是標(biāo)準(zhǔn)不變的，不會(huì)產(chǎn)生任何影響，進(jìn)氣門關(guān)閉后，活塞繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很小的真空(負(fù)壓)會(huì)對(duì)活塞有點(diǎn)拉力，而等到下一個(gè)行程時(shí)，活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，有同樣的拉力，不會(huì)消耗多少能量；

②壓縮行程：為使吸入氣缸內(nèi)可燃混合氣能迅速燃燒，以產(chǎn)生較大的壓力，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大功率，必須在燃燒前將可燃混合氣壓縮，使其容積縮小、密度加大、溫度升高，即需要有壓縮過程，在這個(gè)過程中，進(jìn)、排氣門全部關(guān)閉，曲軸推動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)行程稱為壓縮行程；壓縮終了時(shí)，活塞到達(dá)上止點(diǎn)，活塞上方形成很小空間，稱為燃燒室，壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比；

③做功行程：在這個(gè)行程中，進(jìn)、排氣門仍舊關(guān)閉，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，裝在啟動(dòng)盤的觸發(fā)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)觸發(fā)器發(fā)出脈沖信號(hào)，給點(diǎn)火器和高壓包，使得火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣，可燃混合氣被燃燒后，放出大量的熱能，因此，燃?xì)獾膲毫蜏囟妊杆僭黾?，所能達(dá)到的最高壓力約為3-5Mpa，相應(yīng)的溫度為1700～2400℃；高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械能，除了用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而外，其余即用于對(duì)外做功；

同時(shí)，做功膨脹行程加長(zhǎng)了一倍，行程加長(zhǎng)了，零部件也要跟著加長(zhǎng)(曲軸的偏心距加長(zhǎng)一倍，連桿加長(zhǎng)一倍，氣缸加長(zhǎng)一倍)這三種主要零件都加長(zhǎng)了一倍，也就是把連桿與曲軸的連接軸中心到曲軸旋轉(zhuǎn)中心的距離加大，做功膨脹力對(duì)曲軸旋轉(zhuǎn)中心的扭矩增大了，也滿足做功膨脹推力行程，能量就充分利用起來，它的功率要比現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)大50％，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲音比現(xiàn)有技術(shù)的少一半。

④排氣行程：可燃混合氣燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排除，以便進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程，當(dāng)膨脹接近終了時(shí)，排氣門開啟，靠廢氣的壓力進(jìn)行自由排氣，活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，繼續(xù)將廢氣強(qiáng)制排到大氣中，活塞到上止點(diǎn)附近時(shí)，排氣行程結(jié)束它的優(yōu)勢(shì)。

上述對(duì)實(shí)施例的描述是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解和應(yīng)用本案技術(shù)，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可輕易對(duì)這些實(shí)例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本案不限于以上實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本案的揭示，對(duì)于本案做出的改進(jìn)和修改，例如，對(duì)于配氣機(jī)構(gòu)組件型號(hào)、尺寸的等效替換，機(jī)殼外圍增加的外形變換等，若沒有產(chǎn)生超出本案之外的有益效果，則都應(yīng)在本案保護(hù)范圍內(nèi)。