專利名稱:新概念發(fā)動機的制作方法
本發(fā)明是一種復合運動內(nèi)燃機。
現(xiàn)用內(nèi)燃機為往復式。這種發(fā)動機用以推動主軸做功的是燃氣壓力pg間接作用于曲柄銷的切向分力tg(未計慣性力)，燃料熱能不能充分利用(參見圖1)。國內(nèi)外廣泛研制的一些旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機，因在熱效率、密封性和工藝等方面存有不同問題而未能推廣應用。
本發(fā)明的任務是制造一種能夠直接利用燃氣壓力pg做功的發(fā)動機，而且密封簡單可靠，工藝簡便易行。
本發(fā)明是建立在發(fā)明人的這樣幾個新概念基礎(chǔ)上的使燃氣壓力垂直作用于主軸力臂(“垂直作用原理”)，恰當利用可燃混合氣的“爆炸效應”、工作循環(huán)的“力封閉效應”和燃氣反向力承受件引起的“反向力效應”，可以大幅度地提高內(nèi)燃機的熱效率和輸出功率。
上述任務是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，把往復式內(nèi)燃機顛倒過來將氣缸蓋和主軸力臂(缸體和聯(lián)接件)剛性聯(lián)接，使作等速旋轉(zhuǎn)運動，讓其承受的燃氣壓力pg直接推動主軸做功;活塞則在旋轉(zhuǎn)中作往復運動，以形成工作循環(huán)的四個過程，并將承受的反向燃氣壓力(-pg)通過傳力件改變方向，正向作用于行星齒輪的偏心軸頸，推動行星齒輪繞固定不動的中央齒輪(或齒圈)運轉(zhuǎn)，該游行齒輪的主軸頸裝于主軸力臂，從而輔助發(fā)動機做功。
本發(fā)明主要由下列零部件組成缸蓋1、缸體2、活塞3、連桿4、搖桿5、支桿6、行星齒輪偏心軸7、中央齒輪8、主軸(功率輸出軸)9、轉(zhuǎn)接環(huán)10等(參見圖2)。活塞連桿可與普通發(fā)動機通用，缸體與軸固定聯(lián)接，每層可布置兩缸或多缸，可多層串聯(lián)。缸蓋一端(也可兩端)有換氣口，氣口周圍有氣封圈，它在裝有火花塞的靜止的轉(zhuǎn)接環(huán)上滑動(也可兩端均裝轉(zhuǎn)接環(huán)，一端進氣，一端排氣)。搖桿兩端分別與連桿和行星齒輪偏心軸頸聯(lián)接。支桿兩端分別與搖桿中部的銷子和主軸鉸接。行星齒輪主軸頸裝于缸體，它繞中央固定齒輪(或齒圈)運轉(zhuǎn)，兩者的齒數(shù)比由主輪每轉(zhuǎn)每缸的工作次數(shù)和循環(huán)的沖程數(shù)決定。
本發(fā)明工作原理為下。①工作行程，混合氣經(jīng)點燃爆發(fā)，在燃氣壓力推動下，缸蓋直接帶動主軸旋轉(zhuǎn)做功;活塞下行，它通過搖桿5支桿6推動行星齒輪順時針運轉(zhuǎn)，從而也帶動主軸轉(zhuǎn)動作功。②排氣行程，在缸體和行星齒輪帶動下，通過支桿和搖桿迫使活塞上行。廢氣受到活塞推力，一方面通過換氣口向外排氣，一方面作用于缸蓋繼續(xù)做功。③進氣行程，在上述零件帶動下活塞下行，新鮮混合氣經(jīng)過換氣口進入氣缸。④壓縮行程，活塞上行，將可燃混合氣壓縮，同時氣缸蓋在壓縮氣缸壓力下帶動主軸作功(當然推動活塞上行所消耗的功更大些)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理適于用汽油柴油等液體作燃料的發(fā)動機，也適于用氣體燃料的發(fā)動機，還可用作外燃機。
圖3是一臺按照本發(fā)明制造的雙缸發(fā)動機內(nèi)部基本零件按裝圖，圖4為裝配好的發(fā)動機。該機缸徑為40毫米，主軸每轉(zhuǎn)工作四次，最高轉(zhuǎn)速可達1500轉(zhuǎn)/分(偏心齒輪軸6000轉(zhuǎn)/分)，最大功率可達8馬力。
圖5至11為本發(fā)明的基本實施方案。圖5為一臺四缸發(fā)動機，其特征是缸蓋帶動主軸作功的力臂較短，省去了搖桿和支桿，連桿直接推動偏心行星齒輪軸運轉(zhuǎn)，當氣缸壓力達到最大值時，其壓力沿連桿中心線的分力基本上已掃過固定齒輪和游星齒輪節(jié)圓的切點，從而輔助主軸做功。它的進排氣門隨缸蓋一起轉(zhuǎn)動，由固定不動的凸輪盤驅(qū)動。圖6、圖7是搖桿、支桿作不同布置形式的機型。還可有其他形式的布置，如游星輪偏心與搖桿的聯(lián)接點在連桿和支桿與搖桿的聯(lián)接點之間，連桿與搖桿聯(lián)接點在游星輪和主軸與搖桿的聯(lián)接點之間等。圖8是一種固定齒輪為內(nèi)齒式的四缸機布置方案，固定齒輪與游星齒輪的齒數(shù)比為6∶1，主軸每轉(zhuǎn)各缸共工作12次。圖9是一臺六缸發(fā)動機的技術(shù)方案，其主要特征是在連桿的一端裝有消除或降低活塞因離心力而造成的對缸壁的附加磨損的平衡重塊。圖10、圖11是為消除活塞因離心力對缸壁造成的附加磨損和正常摩擦與磨損而采取的方案。圖10的活塞沒有裙部而有剛性聯(lián)接的柄，活塞通過搖桿外端的開口槽，在導架的滾動體上作往復運動。圖11的活塞柄為空心軸，內(nèi)有減磨襯套，活塞在導桿上往復滑動。
本發(fā)明的應用范圍與傳統(tǒng)內(nèi)燃機和汽輪機相同。
桿與行星齒輪的聯(lián)接可采用3a或3b的形式。圖4之5是為消除活塞因離心力對缸壁造成的附加磨損和正常摩擦與磨損而采取的兩種方案。5a的活塞沒有裙部而有剛性聯(lián)接的柄，活塞通過搖桿外端的開口槽，在導架的滾動體上作往復運動。5b的活塞柄為空心軸，內(nèi)有減磨襯套，活塞在導桿上往復滑動。
權(quán)利要求
1.現(xiàn)有往復式內(nèi)燃機，其缸蓋固定不動，推動主軸做功的是活塞承受的燃氣壓力Pg間接作用于曲柄肖的切向分力tg。本發(fā)明的特征是，缸蓋作等速旋轉(zhuǎn)運動，它與主軸力臂剛性聯(lián)接，將其承受的燃氣壓力(Pg)直接推動主軸做功，活塞在旋轉(zhuǎn)中作往復運動，形成工作循環(huán)的四個過程，同時將反向燃氣壓力(-Pg)正向作用于行星齒輪偏心軸頸，使該齒輪繞固定不動的中央齒輪(或齒圈)運轉(zhuǎn)，行星齒輪的主軸頸聯(lián)于主軸力臂，從而輔助發(fā)動機做功。
2.根據(jù)權(quán)項1，一種新概念發(fā)動機的特征是，活塞承受的反向燃氣壓力通過由連桿、支桿、搖桿組成的反力傳遞機構(gòu)改變力的方向后再作用于行星齒輪偏心軸頸，使其正向運轉(zhuǎn)，進排氣門隨氣缸蓋旋轉(zhuǎn)，并由固定不動的凸輪盤直接或間接(通過推桿等)驅(qū)動，固定在缸蓋上的火花塞，通過在固定不動的電刷上滑動的高壓線支架實現(xiàn)跳火(也可采用飛輪式磁電機等點火系統(tǒng))。
3.根據(jù)權(quán)項1，一種新概念發(fā)動機的特征是，缸蓋帶動主軸旋轉(zhuǎn)的作用力臂較短，活塞承受的反向燃氣壓力直接由連桿帶動行星齒輪偏心軸在固定齒圈上運轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)項1，一種新概念發(fā)動機的特征是，在連桿的一端具有平衡活塞質(zhì)量的配重。
5.根據(jù)權(quán)項1，一種新概念發(fā)動機的特征是，活塞具有剛性聯(lián)接的柄，以在圓柱形氣缸筒內(nèi)的導套或?qū)U上通過滾動體或滑動件作往復運動，搖桿的一端為導槽。
專利摘要
一種復合運動內(nèi)燃機。它建立在發(fā)明人的幾個新概念基礎(chǔ)上使燃氣壓力垂直作用于內(nèi)燃機主軸力臂(“垂直作用原理”)，恰當利用“爆炸效應”“力封閉效應”“反向力效應”，可大幅度提高發(fā)動機功率和熱效率。為此，將氣缸蓋與主軸力臂剛性聯(lián)接，作等速旋轉(zhuǎn)運動，使燃氣壓力直接推動主軸做功；活塞在旋轉(zhuǎn)中作往復運動，形成工作循環(huán)，并通過反向機構(gòu)輔助發(fā)動機做功。用途同傳統(tǒng)內(nèi)燃機。
文檔編號F02B75/00GK85102468SQ85102468
公開日1986年1月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者楚兆鼎 申請人:楚兆鼎導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan