專利名稱：?jiǎn)吻S對(duì)頂活塞內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的熱效率很低，只有30％左右，目前用于提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率采用對(duì)頂活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)很多，有關(guān)此技術(shù)方面的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)也較多，例如CN86108669A公開(kāi)了一種無(wú)缸蓋雙活塞多缸共軛式柴油機(jī)，該發(fā)明設(shè)計(jì)一種至少四個(gè)氣缸并聯(lián)排列，在每個(gè)氣缸里裝有兩個(gè)互為反向運(yùn)動(dòng)的活塞，進(jìn)、排氣門分別安裝在兩活塞上，在每個(gè)氣缸里，由氣缸套和兩個(gè)活塞圍成燃燒室，氣缸兩端同側(cè)的每個(gè)活塞通過(guò)活塞桿固定連接橫連桿，橫連桿的兩端部位安在導(dǎo)軌里，并有傳遞活塞運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)及配氣機(jī)構(gòu)。該發(fā)明能對(duì)稱利用燃?xì)馀蛎浟?，?duì)燃燒條件和消除活塞對(duì)工作氣缸的側(cè)壓力方面有了一定的改善。又如CN2236548Y公開(kāi)了一種活塞式內(nèi)燃機(jī)(雙向活塞式發(fā)動(dòng)機(jī))，它包括有汽缸、火花塞、活塞、連桿、曲軸及曲軸箱，并將汽缸蓋取消，在汽缸的兩端各設(shè)置一套活塞及曲軸連桿機(jī)構(gòu)，火花塞設(shè)置在汽缸的中部缸體處。這些對(duì)頂活塞內(nèi)燃機(jī)其弊端是整體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)較大而帶來(lái)噪音污染；而且有的采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的曲軸，需增加曲軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種單曲軸對(duì)頂活塞內(nèi)燃機(jī)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使該內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，并且減小活塞側(cè)向力和活塞、缸筒及曲軸的磨損，減少震動(dòng)，提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率，降低其制造成本。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種單曲軸對(duì)頂活塞內(nèi)燃機(jī)，具有活塞缸筒配置組、連桿、曲軸、空氣增壓器，所述的活塞缸筒配置組具有缸筒、對(duì)頂設(shè)置于缸筒內(nèi)的一對(duì)做功活塞，缸筒上具有排氣孔和與空氣增壓器連接的進(jìn)氣孔，其技術(shù)方案是所述的的曲軸為單曲軸，活塞缸筒配置組成對(duì)設(shè)置，每對(duì)活塞缸筒配置組中各分別位于缸筒同側(cè)的兩個(gè)做功活塞其從缸筒伸出的伸出端通過(guò)一個(gè)橫桿連為一體，每對(duì)活塞缸筒配置組用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿與若干個(gè)連桿的一端鉸接，這若干個(gè)連桿的另一端分別與曲軸的連桿軸頸鉸接。
上述技術(shù)方案中，所述的空氣增壓器可以獨(dú)立設(shè)于每個(gè)活塞缸筒配置組的缸筒兩端，每對(duì)活塞缸筒配置組具有四個(gè)空氣增壓器，每個(gè)空氣增壓器均具有設(shè)于相應(yīng)缸筒中的與做功活塞連為一體而一起動(dòng)作的配氣活塞、支撐做功活塞的從缸筒伸出的伸出端的缸筒的頂壁、由配氣活塞與缸筒的頂壁及缸筒的內(nèi)側(cè)壁形成的密封腔體、固定安裝于缸筒的頂壁上的單向進(jìn)氣閥和單向排氣閥、將單向排氣閥與缸筒上的進(jìn)氣孔連通的導(dǎo)氣管。上述的每個(gè)活塞缸筒配置組的缸筒內(nèi)的做功活塞與配氣活塞之間可以具有形成潤(rùn)滑油通道的腔體。上述的做功活塞與配氣活塞在各自的行程內(nèi)和缸筒間隙配合的尺寸可以是不相等的，其中配氣活塞的直徑大于做功活塞的直徑。上述成對(duì)設(shè)置的兩個(gè)活塞缸筒配置組可以相互平行。上述與每對(duì)活塞缸筒配置組用的每個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿其分別連接的曲軸的連桿軸頸，為位于曲軸的同一側(cè)的若干個(gè)獨(dú)立的連桿軸頸或共用的一段連桿軸頸，兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿其分別連接的這些曲軸的連桿軸頸的中心線，以及曲軸的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。上述的活塞缸筒配置組可以成1對(duì)或成2對(duì)或成多對(duì)設(shè)置。
本實(shí)用新型由于所述的曲軸為單曲軸，活塞缸筒配置組成對(duì)設(shè)置，每對(duì)活塞缸筒配置組中各分別位于缸筒同側(cè)的兩個(gè)做功活塞其從缸筒伸出的伸出端通過(guò)一個(gè)橫桿連為一體，每對(duì)活塞缸筒配置組用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿與若干個(gè)連桿的一端鉸接，這若干個(gè)連桿的另一端分別與曲軸的連桿軸頸鉸接。這樣，它省去了已有對(duì)頂活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，降低了制造成本。經(jīng)試驗(yàn)，本實(shí)用新型由于結(jié)構(gòu)合理，減小了活塞側(cè)向力和活塞、缸筒及曲軸的磨損，減少了震動(dòng)，提高了內(nèi)燃機(jī)的熱效率。
同時(shí)，本實(shí)用新型由于所述的成對(duì)設(shè)置的兩個(gè)活塞缸筒配置組相互平行，與每對(duì)活塞缸筒配置組用的每個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿其分別連接的曲軸的連桿軸頸，為位于曲軸的同一側(cè)的若干個(gè)獨(dú)立的連桿軸頸或共用的一段連桿軸頸，兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿其分別連接的這些曲軸的連桿軸頸的中心線，以及曲軸的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。這樣，它為單曲軸雙缸內(nèi)的做功活塞連動(dòng)結(jié)構(gòu)。采用單曲軸傳遞動(dòng)力，從而有效解決了對(duì)頂活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸問(wèn)題，使對(duì)頂活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)更完善、合理，還減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)重量。在提高熱效率的基礎(chǔ)上同時(shí)提高了內(nèi)燃機(jī)扭矩；減小了活塞側(cè)向力和曲軸的磨損，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。此種結(jié)構(gòu)有利于發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化。每組模塊中同側(cè)的兩個(gè)做功活塞一組，同時(shí)運(yùn)動(dòng)，即同時(shí)完成做功、排氣吸氣、壓縮，兩個(gè)做功活塞的力共同作用在連桿上，兩側(cè)連桿的力又同時(shí)作用在曲軸上，使得曲軸始終受力平衡。這樣即消除了雙曲軸的干涉問(wèn)題，又減少了曲軸主軸頸受力，還增大了發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)活塞極少受側(cè)向力。因結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，可方便的增減活塞缸筒配置組對(duì)數(shù)，同時(shí)由于缸筒受力很小，可使用鋁合金等材料使之重量減輕，降低了制造成本。
再者，本實(shí)用新型由于所述的空氣增壓器獨(dú)立設(shè)于每個(gè)活塞缸筒配置組的缸筒兩端，每對(duì)活塞缸筒配置組具有四個(gè)空氣增壓器，每個(gè)空氣增壓器均具有配氣活塞、頂壁、密封腔體、單向進(jìn)氣閥和單向排氣閥、導(dǎo)氣管。這樣，它自帶空氣增壓泵，呈一體式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更合理、更簡(jiǎn)單。
還有，本實(shí)用新型由于所述的每個(gè)活塞缸筒配置組的缸筒內(nèi)的做功活塞與配氣活塞之間具有形成潤(rùn)滑油通道的腔體，配氣活塞的直徑大于做功活塞的直徑。這樣，兩做功活塞中間腔為潤(rùn)滑油通道，壓力油通過(guò)曲軸、連桿輸送到做功活塞頂部，冷卻做功活塞后流向缸壁，在做功活塞運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下分別在做功側(cè)和配氣側(cè)缸壁上形成油膜，從而減小了做功活塞、缸筒的磨損，延長(zhǎng)了做功活塞、缸筒的使用壽命。
綜上所述，本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)(二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī))的結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化，其熱效率顯著提高，因其散失的熱量減少，它完全可用風(fēng)冷。


圖1為本實(shí)用新型當(dāng)缸筒內(nèi)的一對(duì)對(duì)頂做功活塞處于下止點(diǎn)位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型當(dāng)缸筒內(nèi)的一對(duì)對(duì)頂做功活塞處于上止點(diǎn)位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型當(dāng)缸筒內(nèi)的一對(duì)對(duì)頂做功活塞處于做功位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型中連桿與曲軸的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型具有活塞缸筒配置組A、若干個(gè)連桿13、曲軸4、空氣增壓器。所述的活塞缸筒配置組A具有缸筒1、對(duì)頂設(shè)置于缸筒內(nèi)的一對(duì)做功活塞6，缸筒上具有排氣孔2和與空氣增壓器連接的進(jìn)氣孔5。所述的曲軸4為單曲軸，活塞缸筒配置組A成對(duì)平行設(shè)置，每對(duì)活塞缸筒配置組A中各分別位于缸筒1同側(cè)的兩個(gè)做功活塞6其從缸筒伸出的伸出端通過(guò)一個(gè)橫桿12連為一體，每對(duì)活塞缸筒配置組A用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿12與若干個(gè)連桿13的一端鉸接，這若干個(gè)連桿13的另一端分別與曲軸4的連桿軸頸14鉸接。上述的空氣增壓器獨(dú)立設(shè)于每個(gè)活塞缸筒配置組A的缸筒兩端，每對(duì)活塞缸筒配置組A具有四個(gè)空氣增壓器，每個(gè)空氣增壓器均具有設(shè)于相應(yīng)缸筒中的與做功活塞6連為一體而一起動(dòng)作的配氣活塞8、支撐做功活塞的從缸筒伸出的伸出端的缸筒的頂壁1a、由配氣活塞與缸筒的頂壁及缸筒的內(nèi)側(cè)壁形成的密封腔體9、固定安裝于缸筒的頂壁上的單向進(jìn)氣閥11和單向排氣閥10、將單向排氣閥10與缸筒上的進(jìn)氣孔5連通的導(dǎo)氣管3。上述的每個(gè)活塞缸筒配置組的缸筒內(nèi)的做功活塞6與配氣活塞8之間具有形成潤(rùn)滑油通道的腔體7。上述的做功活塞6與配氣活塞8在各自的行程內(nèi)和缸筒1間隙配合的尺寸是不相等的，其中配氣活塞8的直徑大于做功活塞6的直徑。與每對(duì)活塞缸筒配置組A用的每個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿13其分別連接的曲軸的連桿軸頸14，為位于曲軸的同一側(cè)的若干個(gè)獨(dú)立的連桿軸頸或共用的一段連桿軸頸，兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿其分別連接的這些曲軸的連桿軸頸14的中心線，以及曲軸4的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，所述的每對(duì)活塞缸筒配置組A用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿12可以與一個(gè)連桿13的一端鉸接，這個(gè)連桿13的另一端與曲軸的連桿軸頸14鉸接，與每對(duì)活塞缸筒配置組用的兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的兩個(gè)連桿其分別連接的曲軸的兩個(gè)連桿軸頸14的中心線，以及曲軸4的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。所述的所述的每對(duì)活塞缸筒配置組A用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿12可以與兩個(gè)連桿13的一端鉸接，這兩個(gè)連桿13的另一端分別與曲軸的連桿軸頸14鉸接，這兩個(gè)連桿所鉸接的曲軸的連桿軸頸14為位于曲軸的同一側(cè)的獨(dú)立的兩個(gè)連桿軸頸，其中一個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的兩個(gè)連桿所鉸接的曲軸的兩個(gè)連桿軸頸位于另一個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的另兩個(gè)連桿所鉸接的曲軸的另兩個(gè)連桿軸頸之間，與每對(duì)活塞缸筒配置組用的兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的四個(gè)連桿13其分別連接的曲軸的四個(gè)連桿軸頸14的中心線，以及曲軸4的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。
所述的活塞缸筒配置組A成1對(duì)或成2對(duì)或成多對(duì)設(shè)置。
權(quán)利要求1.一種單曲軸對(duì)頂活塞內(nèi)燃機(jī)，具有活塞缸筒配置組、連桿、曲軸、空氣增壓器，所述的活塞缸筒配置組具有缸筒、對(duì)頂設(shè)置于缸筒內(nèi)的一對(duì)做功活塞，缸筒上具有排氣孔和與空氣增壓器連接的進(jìn)氣孔，其特征在于所述的曲軸(4)為單曲軸，活塞缸筒配置組(A)成對(duì)設(shè)置，每對(duì)活塞缸筒配置組(A)中各分別位于缸筒(1)同側(cè)的兩個(gè)做功活塞(6)其從缸筒伸出的伸出端通過(guò)一個(gè)橫桿(12)連為一體，每對(duì)活塞缸筒配置組(A)用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿(12)與若干個(gè)連桿(13)的一端鉸接，這若干個(gè)連桿(13)的另一端分別與曲軸(4)的連桿軸頸(14)鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述的空氣增壓器可以獨(dú)立設(shè)于每個(gè)活塞缸筒配置組(A)的缸筒兩端，每對(duì)活塞缸筒配置組(A)具有四個(gè)空氣增壓器，每個(gè)空氣增壓器均具有設(shè)于相應(yīng)缸筒中的與做功活塞(6)連為一體而一起動(dòng)作的配氣活塞(8)、支撐做功活塞的從缸筒伸出的伸出端的缸筒的頂壁(1a)、由配氣活塞與缸筒的頂壁及缸筒的內(nèi)側(cè)壁形成的密封腔體(9)、固定安裝于缸筒的頂壁上的單向進(jìn)氣閥(11)和單向排氣閥(10)、將單向排氣閥(10)與缸筒上的進(jìn)氣孔(5)連通的導(dǎo)氣管(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述的每個(gè)活塞缸筒配置組的缸筒內(nèi)的做功活塞(6)與配氣活塞(8)之間可以具有形成潤(rùn)滑油通道的腔體(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述的做功活塞(6)與配氣活塞(8)在各自的行程內(nèi)和缸筒(1)間隙配合的尺寸可以是不相等的，其中配氣活塞(8)的直徑大于做功活塞(6)的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述成對(duì)設(shè)置的兩個(gè)活塞缸筒配置組(A)可以相互平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述與每對(duì)活塞缸筒配置組(A)用的每個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿(13)其分別連接的曲軸的連桿軸頸(14)，為位于曲軸的同一側(cè)的若干個(gè)獨(dú)立的連桿軸頸或共用的一段連桿軸頸，兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)連桿其分別連接的這些曲軸的連桿軸頸(14)的中心線，以及曲軸(4)的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述的每對(duì)活塞缸筒配置組(A)用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿(12)可以與一個(gè)連桿(13)的一端鉸接，這個(gè)連桿(13)的另一端與曲軸的連桿軸頸(14)鉸接，與每對(duì)活塞缸筒配置組用的兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的兩個(gè)連桿其分別連接的曲軸的兩個(gè)連桿軸頸(14)的中心線，以及曲軸(4)的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述的每對(duì)活塞缸筒配置組(A)用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿(12)可以與兩個(gè)連桿(13)的一端鉸接，這兩個(gè)連桿(13)的另一端分別與曲軸的連桿軸頸(14)鉸接，這兩個(gè)連桿所鉸接的曲軸的連桿軸頸(14)為位于曲軸的同一側(cè)的獨(dú)立的兩個(gè)連桿軸頸，其中一個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的兩個(gè)連桿所鉸接的曲軸的兩個(gè)連桿軸頸位于另一個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的另兩個(gè)連桿所鉸接的曲軸的另兩個(gè)連桿軸頸之間，與每對(duì)活塞缸筒配置組用的兩個(gè)橫桿對(duì)應(yīng)連接的四個(gè)連桿(13)其分別連接的曲軸的四個(gè)連桿軸頸(14)的中心線，以及曲軸(4)的中心線在垂直于這些中心線平面內(nèi)的投影為實(shí)現(xiàn)每對(duì)活塞缸筒配置組內(nèi)的做功活塞連動(dòng)而共線的三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)以曲軸的中心線的投影點(diǎn)為對(duì)稱中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述的活塞缸筒配置組(A)可以成1對(duì)或成2對(duì)或成多對(duì)設(shè)置。
專利摘要一種單曲軸對(duì)頂活塞內(nèi)燃機(jī)，具有活塞缸筒配置組、連桿、曲軸、空氣增壓器，所述的活塞缸筒配置組具有缸筒、對(duì)頂設(shè)置于缸筒內(nèi)的一對(duì)做功活塞，缸筒上具有排氣孔和與空氣增壓器連接的進(jìn)氣孔。所述的曲軸為單曲軸，活塞缸筒配置組成對(duì)設(shè)置，每對(duì)活塞缸筒配置組中各分別位于缸筒同側(cè)的兩個(gè)做功活塞其從缸筒伸出的伸出端通過(guò)一個(gè)橫桿連為一體，每對(duì)活塞缸筒配置組用的兩個(gè)橫桿中的每個(gè)橫桿與若干個(gè)連桿的一端鉸接，這若干個(gè)連桿的另一端分別與曲軸的連桿軸頸鉸接。它使內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，并且減小了活塞側(cè)向力和活塞、缸筒及曲軸的磨損，減少了震動(dòng)，提高了內(nèi)燃機(jī)的熱效率，降低了其制造成本。
文檔編號(hào)F02B75/00GK2663666SQ20032011121
公開(kāi)日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者郭玉雙, 郭智超 申請(qǐng)人:郭智超, 郭玉雙