專利名稱：直軸發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于活塞式內(nèi)燃機(jī)，尤為涉及活塞式內(nèi)燃機(jī)中的汽缸軸線與主軸軸線同軸或平行的發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。更是指一種汽缸通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)作用于同一主軸上，只用連桿將活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
這里所說(shuō)的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)是相對(duì)于活塞式內(nèi)燃機(jī)中的曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)而言。采用連桿曲軸的活塞式內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)已廣為應(yīng)用于交通運(yùn)輸及移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組等。這種采用連桿曲軸把往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然已有數(shù)百年的歷史，技術(shù)比較成熟，但是其仍然在技術(shù)上有不可克服的問(wèn)題存在著1、主要是汽缸里的工質(zhì)，到壓縮終點(diǎn)點(diǎn)火起始時(shí)所雪崩地暴發(fā)出的最高溫度和最高壓力，推動(dòng)連桿，被曲軸上止點(diǎn)所頂死，致最大功率不能當(dāng)即輸出，一定要等飛輪的慣性帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)30～40°角時(shí)，才緩慢地由低到高輸出功率，到90°最高輸出功率后則又由高到低，遵守正弦曲線的規(guī)率作功，但汽缸里的工質(zhì)在活塞移過(guò)30～40°角時(shí)，高溫高壓的好景已急極下降，所以得到利用于工作的壓力平均只得6～12kg/cm2，動(dòng)能已構(gòu)成很大的損失，另方面在爆發(fā)后不能馬上把活塞推下去，高溫高壓的工質(zhì)，勢(shì)必迅速把缸套和活塞加熱，不但造成熱損失大，還增加降溫難度;2、曲軸式的發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮沖程，活塞由下至上，曲軸旋轉(zhuǎn)半周，為一工作沖程，活塞由上至下，曲軸也是同樣轉(zhuǎn)半周，以柴油機(jī)來(lái)講，壓縮沖程時(shí)，氣缸壓力40～60kg/cm2，工作沖程氣缸壓力90～130kg/cm2，就拿壓縮沖程來(lái)講，曲軸就要對(duì)每平方公分活塞面積負(fù)擔(dān)40～60kg/cm2的功耗。爆發(fā)沖程中每平方公分活塞面積最多“反饋”6-12kg/cm2力給曲軸，實(shí)在有研究改進(jìn)的必要。
本發(fā)明的目的就是有鑒于現(xiàn)有曲軸型活塞式內(nèi)燃機(jī)存在上述缺陷，經(jīng)多年研究試驗(yàn)，努力克服這些缺點(diǎn)，以提高效率，現(xiàn)已試制出樣機(jī)，而提供一種新的將活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)作用到主軸上變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼體、氣缸組件、活塞、連桿、發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)主軸、燃料供給設(shè)置、排氣設(shè)置、冷卻設(shè)置、潤(rùn)滑設(shè)置、調(diào)速器、密封件及軸承、連結(jié)固定件等，其特征是連桿為曲尺形連桿;其前端直接與活塞聯(lián)結(jié)，其后端設(shè)有甲、乙兩個(gè)滾針軸承;于缸體后部固設(shè)有軌導(dǎo)筒，在軌導(dǎo)筒壁上設(shè)有和上述曲尺形連桿后端設(shè)有的滾針軸承乙相配合的中心線與氣缸軸線平行的軌道槽;于軌導(dǎo)筒外側(cè)后部設(shè)有飛輪筒，在飛輪筒壁上設(shè)有和上述曲尺形連桿后端設(shè)有的滾針軸承甲相配合的斜槽形曲坑;主軸固定連結(jié)于飛輪筒體上，并主軸中心線與飛輪筒中心線處于同一軸線位置。
上述技術(shù)方案，所說(shuō)的曲尺形連桿，其前部實(shí)即是活塞桿，于是連桿隨著活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)并藉軌道槽而作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于曲尺形連桿后端安裝的滾針軸承甲配合窩設(shè)于飛輪筒的斜槽形曲坑內(nèi)，使本身作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿端頭，沿著斜槽形曲坑對(duì)飛輪筒產(chǎn)生一徑向分力，即該力為主軸線圓周的切線方向，形成力矩，推動(dòng)飛輪筒旋轉(zhuǎn)，于是固定連結(jié)于飛輪筒上的主軸隨著飛輪筒的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，向外輸出動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作詳述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一，即二沖程內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1A-A剖視示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例一飛輪筒結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為圖3側(cè)視示意圖;
圖5為圖3曲坑部份縱剖展開(kāi)示意圖。(就是說(shuō)不包括圖3中的點(diǎn)火凸塊12及飛輪筒9的端頭);
圖6為圖5側(cè)視示意圖;
圖7為本發(fā)明缺體和軌導(dǎo)筒縱部示意圖;
圖8為圖7側(cè)視示意圖;
圖9為本發(fā)明曲尺形連桿主視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為圖9俯視示意圖;
圖11為圖9側(cè)視示意圖;
圖12為本發(fā)明實(shí)施例一的連桿推動(dòng)飛輪筒原理示意圖;
圖13為圖12側(cè)視示意圖;
圖14為本發(fā)明實(shí)施例二即四沖程內(nèi)燃機(jī)連桿推動(dòng)飛輪筒原理示意圖;
圖15為圖14側(cè)視示意圖;
圖16為本發(fā)明實(shí)施例二即四沖程內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖17為圖16側(cè)視示意圖;
圖18為本發(fā)明實(shí)施例二曲坑部份縱剖展開(kāi)示意圖;
圖19為圖18側(cè)視示意圖;
圖20為本發(fā)明實(shí)施例三即多缸內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖21為圖20側(cè)視示意圖;
圖22為本發(fā)明實(shí)施例三軌導(dǎo)筒結(jié)構(gòu)示意圖;
圖23為圖22側(cè)視示意圖;
圖24為本發(fā)明實(shí)施例三時(shí)規(guī)盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖25為圖24側(cè)視示意圖;
圖26為圖24中排氣凸塊示意圖;
圖27為圖26側(cè)視示意圖;
圖28為本發(fā)明實(shí)施例四結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中標(biāo)記1、缸蓋，2缸體，3活塞，4進(jìn)氣門(mén)，5排氣門(mén)，6換氣通道，7密封件，8調(diào)速器，9飛輪筒，10滾針軸承甲，11曲坑，12點(diǎn)火凸塊，13曲尺形連桿，14軌導(dǎo)筒，15主軸，16飛輪，17機(jī)腳，18機(jī)殼體，19滾針軸承乙，20軌道槽，21連接孔端，22時(shí)規(guī)盤(pán)，23滾錘軸承，24進(jìn)氣凸塊25，排氣凸塊。
圖1～13為本發(fā)明實(shí)施例一，即二沖程內(nèi)燃機(jī)示意圖，包括其總體結(jié)構(gòu)、外形、主要關(guān)健零件即飛輪筒、軌導(dǎo)筒及曲尺形連桿的形狀、構(gòu)造示意圖，還有工作原理，即連桿推動(dòng)飛輪筒旋轉(zhuǎn)原理示意圖。圖14～19為本實(shí)用新型實(shí)施例二，即四沖程內(nèi)燃機(jī)示意圖。由圖可見(jiàn)本發(fā)明的二沖程機(jī)和四沖程機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)和工作原理相同，其氣缸結(jié)構(gòu)也分別與現(xiàn)有曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞式內(nèi)燃機(jī)相同，這里，所不同的僅僅只是飛輪筒壁上設(shè)置的斜槽形曲坑。對(duì)二沖程機(jī)來(lái)說(shuō)，其飛輪筒壁上設(shè)有二道互相銜接的斜槽形曲坑;而四沖程機(jī)的飛輪筒壁上則設(shè)有四道互相銜接的斜槽形曲坑。這樣的飛輪筒每旋轉(zhuǎn)一周，分別都完成一個(gè)工作循環(huán)。圖20～27為本發(fā)明實(shí)施例三即多缸內(nèi)燃機(jī)排列示意圖。由圖可見(jiàn)實(shí)施例一、二作為單缸內(nèi)燃機(jī)，其氣缸的設(shè)置為氣缸軸線與主軸軸線為同軸;而多缸機(jī)其氣缸的設(shè)置為氣缸軸線與主軸軸線相平行，并且沿主軸軸線的圓周均等分對(duì)稱排列。本發(fā)明對(duì)于多缸機(jī)，包括二沖程機(jī)和四沖程機(jī)，除設(shè)有時(shí)軌盤(pán)、點(diǎn)火凸塊、進(jìn)氣凸塊、排氣凸塊外，除設(shè)有沿主軸軸線的圓周等分對(duì)稱排列的氣缸，且汽缸軸線與主軸平行外，且對(duì)應(yīng)氣缸數(shù)目，相應(yīng)設(shè)有與汽缸相同排列的軌導(dǎo)筒，即軌導(dǎo)筒亦為沿主軸軸線圓周等分對(duì)稱排列，軌導(dǎo)筒軸線亦與主軸軸線平行，且每缸有一套氣缸組件、活塞、曲尺形連桿，每缸發(fā)出的推力，共同作用于帶曲坑的飛輪筒，即共同作用于主軸，使主軸隨著飛輪筒的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖28所示，汽缸的設(shè)置還可沿主軸軸線的一個(gè)以上的圓周處等分對(duì)稱排列成更多缸數(shù)，使飛輪筒獲得更大的扭矩，即可制造出大馬力直軸發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)計(jì)算，該機(jī)在采用與曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)相同的主氣缸工作壓力，如40～60kg/cm2時(shí)，內(nèi)耗只曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)的1/2～1/8，即20～7kg/cm2。本發(fā)明更進(jìn)一步，還可制成可調(diào)壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)同機(jī)可用柴油或汽油。
本發(fā)明可組成系列直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，仍采用曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸、活塞，活塞依然是在汽缸里作直線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以飛輪筒設(shè)置曲坑代替曲軸，活塞通過(guò)曲尺形的連桿連接起來(lái)工作，一臺(tái)機(jī)不管多少個(gè)汽缸，二沖程機(jī)飛輪筒設(shè)置二個(gè)斜坡的曲坑，四沖程機(jī)的飛輪筒設(shè)置四個(gè)斜坡的曲坑，飛輪筒旋轉(zhuǎn)一周都分別完成二、四沖程的一個(gè)循環(huán)工作，并且還可做到飛輪筒轉(zhuǎn)一周每個(gè)汽缸可完成二、三次或多次爆發(fā)膨脹作功，只要曲坑的斜坡數(shù)配合即可。它不象曲軸機(jī)那樣每個(gè)缸要占曲軸的一個(gè)曲頸，汽缸排列，除單缸機(jī)外，所有多缸機(jī)都一律為沿主軸軸線圓周排列，多少缸都只有一個(gè)進(jìn)氣門(mén)凸塊一個(gè)排氣凸塊，點(diǎn)火次序不象曲軸機(jī)的1-2-7-3-4-5-6-8那么麻煩難記，它是1-2-3-N很容易記。如圖20，也就是六缸直軸發(fā)動(dòng)機(jī)上面安有帶曲坑的飛輪筒，有個(gè)凸塊為時(shí)規(guī)盤(pán)22，24是進(jìn)氣凸塊，25是排氣凸塊，12是點(diǎn)火凸塊，可見(jiàn)直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，除單缸機(jī)可見(jiàn)一般的氣缸頭、氣缸體、化油器(或高壓油泵)、空氣過(guò)濾器和排氣管外，則和一般馬達(dá)一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)的外觀只多一個(gè)空氣過(guò)濾器、排氣管、消聲器、冷卻水箱而已。直軸發(fā)動(dòng)機(jī)的制造非常容易，汽缸、活塞、汽門(mén)、油泵可外購(gòu)，只有曲尺形連桿和帶曲坑的飛輪筒特殊。但連桿只要有普通車床就可造出來(lái)。帶曲坑的飛輪筒則要仿樣銑床加工，可能也可用精密壓鑄機(jī)一次成型，或可用工程塑料熱壓成型，單缸機(jī)和多缸機(jī)的高壓油泵，都用單泵不用排泵，總之直軸發(fā)動(dòng)機(jī)是在原有曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上經(jīng)研究改進(jìn)才發(fā)朝了這種系列直軸發(fā)動(dòng)機(jī)的，該系列機(jī)比曲軸機(jī)更科學(xué)，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，制造更容易，造價(jià)成本低。技術(shù)性能好，耗油低，用途廣，這一系列發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)實(shí)在在是一種高功低耗的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼體、氣缸組件、活塞、連桿、發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)主軸、燃料供給設(shè)置、排氣設(shè)置、冷卻設(shè)置、潤(rùn)滑設(shè)置、調(diào)速器、密封件及軸承、結(jié)固定件等，其特征是連桿為曲尺形連桿；其前端直接與活塞聯(lián)結(jié)，其后端設(shè)有甲、乙兩個(gè)滾針軸承；于缸體后部固設(shè)有軌導(dǎo)筒，在軌導(dǎo)筒壁上設(shè)有和上述曲尺形連桿后端設(shè)有的滾針軸承乙相配合的的中心線與氣缸軸線平行的軌道槽；于軌導(dǎo)筒外側(cè)后部設(shè)有飛輪筒，在飛輪筒壁上設(shè)有和上述曲尺形連桿后端設(shè)有的滾針軸承甲相配合的斜槽形曲坑；主軸固定連結(jié)于飛輪筒體上，并主軸中心線與飛輪筒中心線處于同一軸線位置。
2.如權(quán)利要求1所述的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是氣缸軸線與主軸軸線為同軸，并在氣缸后部固設(shè)有軌導(dǎo)筒，該軌導(dǎo)同軸線亦與主軸軸線同軸。
3.如權(quán)利要求1所述的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是氣缸的設(shè)置為氣缸軸線與主軸軸線平行并且沿著主軸軸線的圓周等分對(duì)稱排列，并在每個(gè)氣缸后部相應(yīng)設(shè)有軌導(dǎo)筒，該軌導(dǎo)同亦為沿主軸軸線的圓周等分對(duì)稱排列，其軸線亦與主軸軸線相平行。
4.如權(quán)利要求2或3所述的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是飛輪筒壁上設(shè)有二道斜槽形曲坑。
5.如權(quán)利要求2或3所述的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是飛輪筒上設(shè)有四道斜槽形曲坑。
6.如權(quán)利要求4或5所述的直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是在主軸上設(shè)有兩套以致六套飛輪筒。
全文摘要
本發(fā)明涉及活塞式內(nèi)燃機(jī)，尤指一種氣軸線與主軸軸線平行的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。主要解決曲軸式發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率不高，結(jié)構(gòu)不夠緊湊的問(wèn)題。連桿為曲尺形連桿；其后端設(shè)兩個(gè)滾針軸承；于缸體后部固設(shè)有軌導(dǎo)筒，在軌導(dǎo)筒壁上設(shè)有軌道槽；主軸上設(shè)有飛輪筒，在飛輪筒壁上設(shè)有和上述曲尺形連桿后端設(shè)有的滾針軸承甲相配合斜槽形曲坑；可用作動(dòng)力機(jī)被用于交通等部門(mén)。
文檔編號(hào)F02B75/32GK1093143SQ9311509
公開(kāi)日1994年10月5日 申請(qǐng)日期1993年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月29日
發(fā)明者謝昌興, 趙文興, 謝昌陵 申請(qǐng)人:謝昌龍