專利名稱：沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于內燃機制造技術領域。是蒸氣機、內燃機之后，往復式發(fā)動機的再創(chuàng)新。
背景技術：
現(xiàn)在的內燃機，是利用活塞在氣缸內，從上死點到下死點的往復運動，周而復始的完成進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個沖程的循環(huán)，并在每次燃燒膨脹沖程開始的瞬間，點燃噴入燃燒室的油料，引起爆發(fā)性的熱能釋放，產(chǎn)生5-9兆帕的膨脹力推動活塞與連桿運動，促使曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。所以，內燃機又叫往復式發(fā)動機。因為燃燒的油料不同，習慣上也叫成汽油機、柴油機?，F(xiàn)在社會上的汽車、摩托車、坦克、輪船、拖拉機、火車等。它們的發(fā)動機絕大多數(shù)安裝使用的是內燃機。
但是，油料的燃燒也產(chǎn)生出1500-1900℃的高溫和含有CO、SO2、NOx、顆粒等有毒有害的尾氣，直接的排放到周圍環(huán)境中，對環(huán)境造成嚴重污染。不僅是現(xiàn)在城市中的主要污染源，也加快了地球上石油資源的枯竭。
為了保護人類的生存環(huán)境，減少尾氣排放對環(huán)境造成的污染，許多國家制定了內燃機尾氣排放標準，而且還不斷的修訂和提高其標準。為了使尾氣排放能免達到標準，國內外生產(chǎn)制造內燃機的企業(yè)、工廠的工程技術人員，也不斷的研制開發(fā)出諸如優(yōu)化燃燒室、直噴、電噴、高壓噴射燃油、廢氣再循環(huán)、排氣后處理、燃油使用新配方以及油內放入添加劑等新技術、新工藝、新產(chǎn)品在內燃機上使用。但是，在其排出的尾氣中，有毒有害的那些物質成份依然存在；只是有毒有害的含量相對的減少一點而已。反而增加了加工制造、安裝等的技術難度，大幅度提高了生產(chǎn)成本。
現(xiàn)在的內燃機存在如下缺點和不足(1)依靠燃燒石油獲得熱能，排放有毒有害的尾氣污染環(huán)境。內燃機的數(shù)量越多，環(huán)境被污染的程度就越嚴重；油價越升。
(2)機體結構復雜、笨重。有燃料系統(tǒng)及其設備、冷卻系統(tǒng)及其設備、起動系統(tǒng)及其設備、起動系統(tǒng)及其設備、進氣系統(tǒng)及其設備、排氣系統(tǒng)及其設備、潤滑油系統(tǒng)及其設備等。造成單位功率的體積大、質量重、制造、使用，維修等的費用高。
(3)內燃機的熱效率、最高才達到46％，一般的是35％-38％，運行時間長磨耗嚴重、質量差的內燃機的熱效率只有28％-32％。而排出的尾氣帶走的熱量加上冷卻液帶走的熱量，兩者之和有的內燃機卻高達55％-60％。
(4)內燃機只有運行在燃燒膨脹沖程時，才對外做功。其余的進氣、壓縮、排氣等沖程不僅不做功，還要消耗有用功。
(5)構成內燃機燃燒室的零部件，如氣缸、氣缸蓋、活塞、活塞環(huán)等。是長期的運行在1500-1900℃的高溫、5-9兆帕的高壓、機體內外溫差懸殊的惡劣環(huán)境條件下，對原材料的材質要求苛刻。
(6)內燃機的曲軸，處在靜止狀態(tài)時，它自身沒有能力使曲軸起動旋轉起來。必須依靠另外設置的專用起動設備產(chǎn)生的外力矩。如手搖柄、蓄電池和起動電動機、空氣瓶和空氣壓縮機、空氣起動閥等起動設備產(chǎn)生的外力矩，才能使內燃機的曲軸從靜止狀態(tài)起動旋轉起來。

發(fā)明內容為了使內燃機不再燃燒石油、減輕在能源上對石油的依賴；為了使內燃機不再排放有毒有害的尾氣和顆粒污染人類的生存環(huán)境。本發(fā)明提供一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機。
本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是由曲軸箱、曲柄連桿機構、穿有長軸的托盤、圓形折疊膠胎、密封圈、蓋板、進氣閥、排氣閥、算盤式導軌、壓縮彈簧、拉伸彈簧等零部件組裝成沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機。當高壓的壓縮空氣，通過進氣閥、排氣閥進入和排出圓形折疊膠胎時，圓形折疊膠胎就產(chǎn)生伸長、縮短的力、推、拉著托盤令長軸沿著算盤式導軌直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
1、圓形折疊膠胎是用橡膠、塑料、碳纖維、彈性金屬絲等材料，通過編織、繞制、模壓等加工制成耐壓≥10兆帕的圓形折疊式的彈性容器?；钊闹睆骄褪菆A形折疊膠胎的直徑，活塞銷孔的中心至活塞頂端的距離就等于圓形折疊膠胎折疊時的高度，活塞在氣缸內的行程，就是圓形折疊膠胎伸直時能推動托盤移動的距離。圓形折疊膠胎的底部與托盤連接、圓形折疊膠胎頂部的孔，經(jīng)過添加密封圈后再與蓋板上的進氣閥、排氣閥用管路接通。當高壓的壓縮空氣，通過進氣閥、排氣閥進入和排出圓形折疊膠胎時，圓形折疊膠胎產(chǎn)生伸長、縮短的力、推、拉著托盤令長軸沿著算盤式導軌直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
2、穿有長軸的托盤托盤是用鋁、鎂等輕金屬及其合金制成的園盤。其直徑等于氣缸的缸徑。托盤的正面與圓形折疊膠胎的底部連接。托盤的背面制造有數(shù)個凸出的軸承座，其軸孔的直徑約等于長軸的直徑。中央兩只軸承座的間距，略大于連桿的上頭部厚度。使托盤能與連桿相接。長軸是只加長的活塞銷。既用它將托盤和連桿連接，又用它的兩端端頭插在兩只相對的算盤式導軌之間。當圓形折疊膠胎產(chǎn)生伸長和縮短的力去推、拉托盤時，長軸就會沿著算盤式導軌，直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
3、算盤式導軌是按照算盤的樣式放長放大后，將一串串的鋼球裝進用角鋼、扁鋼等焊成的框架內制成的?？蚣苁浅呻p成對的垂直安裝在曲軸箱上，取代氣缸體(即機架)成為蓋板的支柱?？蚣茼敹说穆菟?，是用于蓋板的安裝固定。長軸的兩端端頭插在兩只相對的算盤式導軌之間，由托盤帶動的長軸沿著算盤式導軌，直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
4、將高壓空氣瓶、減壓閥、進氣閥、圓形折疊膠胎、排氣閥與空氣壓縮機組成一條封閉式的空氣循環(huán)系統(tǒng)。利用空氣壓縮機，將圓形折疊膠胎內排出的低壓空氣吸入壓縮，升高壓力后又送回進氣閥前的文丘利管，在進氣閥開啟時被吸入圓形折疊膠胎內。進行類似於抽水蓄能發(fā)電式的循環(huán)。
5、將壓縮空氣的壓力分成三個等級循環(huán)。
一級是高壓空氣瓶內的壓縮空氣壓力，額定為20兆帕(壓縮天然氣CNG在其高壓氣瓶內的壓力就是20兆帕)。
二級是進入圓形折疊膠胎的壓縮空氣的壓力，額定為9兆帕(現(xiàn)在的內燃機在燃燒膨脹沖程開始時，產(chǎn)生的膨脹力就是5-9兆帕去推動活塞在氣缸內運動的)。
三級是圓形折疊膠胎排出后進入空氣壓縮機的空氣壓力，也就是空氣壓縮機的吸入壓力。
6、為了使圓形折疊膠胎在伸長、縮短的換向中不會產(chǎn)生振蕩，利用壓縮彈簧、拉伸彈簧產(chǎn)生相反的力，并同時作用在長軸上給以阻止。
本發(fā)明的有益效果是1、不燒燃料、無尾氣排放不污染環(huán)境。
不燒燃料、既節(jié)省了石油資源，又減輕了我國在能源上對石油的依賴。從而打破制約我國經(jīng)濟發(fā)展的石油瓶頸。目前，我國已成了世界上第二大石油進口國，40％的石油依靠從國外進口，今年進口石油約1.3億噸。
2、壓縮空氣為能源，經(jīng)濟實惠優(yōu)點多。
壓縮空氣的加氣站，能夠遍布全國各地，可以專在夜間23點至次晨7點的用電低谷時段，應用低價電(低谷時段的電費下浮50％)制造壓縮空氣。不僅能使制氣的成本降低，還有利于電網(wǎng)的削峰填谷和提高發(fā)電機的熱效率，更能省下為了給電網(wǎng)削峰填谷建造的抽水蓄能電站的投資費用。建造一座120萬千瓦的抽水蓄能電話，有的總投資高達38億元人民幣。
3、機體結構簡單、體積小、質量輕。
因為沒有了氣缸，也就可去掉安裝氣缸用的機架；沒有活塞，也就省掉了活塞環(huán)；不燒油，不僅淘汰掉燃料系統(tǒng)及其設備；更由于不能發(fā)生高溫的燃燒和產(chǎn)生廢氣，也淘汰了膨脹水箱、水泵、冷卻器、透平增壓器、排氣消音器等。使得機體結構簡單、體積小、質量輕。制造、使用、維修等費用低。
4、每個行程都在做功。
托盤到上死點時，進氣閥開啟排氣閥關閉，高壓空氣進入圓形折疊膠胎使其產(chǎn)生伸長力，推著托盤令長軸沿著算盤式導軌直線滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。托盤到下死點時，進氣閥關閉排氣閥開啟，壓縮空氣從圓形折疊膠胎排出使其產(chǎn)生收縮力，拉著托盤令長軸沿著算盤式導軌反向直線滾動，又促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
5.不要起動設備、不要調速器。
機器本身就具有自己起動的能力。不再需要借助手搖柄、起動電動機或壓縮空氣起動系統(tǒng)等產(chǎn)生的外力矩，就能使曲軸從靜止狀態(tài)開始旋轉做功。調節(jié)壓縮空氣進出圓形折疊膠胎的頻率，就調節(jié)了曲軸旋轉的快慢；調節(jié)壓縮空氣進，出圓形折疊膠胎時壓力的大小，就調節(jié)了曲軸輸出的功率大小。


下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。附圖是本發(fā)明的工作原理示意圖。
圖中1.曲軸箱，2.算盤式導軌，3.拉伸彈簧，4.穿有長軸的托盤，5.壓縮彈簧，6.圓形折疊膠胎，7.密封圈，8.蓋板，9.進氣閥，10.排氣閥，11.曲柄連桿機構。
具體實施方式
在說明書附圖中，一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機，由曲軸箱(1)，曲柄連桿機構(11)，穿有長軸的托盤(4)，圓形折疊膠胎(6)，密封圈(7)，蓋板(8)，進氣閥(9)，排氣閥(10)，算盤式導軌(2)，壓縮彈簧(5)，拉伸彈簧(3)等零部件組裝成。當高壓的壓縮空氣，通進進氣閥，排氣閥進入和排出圓形折疊膠胎時，圓形折疊膠胎就產(chǎn)生伸長，縮短的力，推，拉著托盤令長軸沿著算盤式導軌直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
1、圓形折疊膠胎(6)是用橡膠、塑料、碳纖維、彈性金屬絲等材料，通過編織、繞制、模壓等加工制成耐壓≥10兆帕的圓形折疊式的彈性容器。活塞的直徑就是膠胎的直徑?；钊N孔中心至活塞頂端的距離就等于膠胎折疊時的高度?；钊跉飧變鹊男谐?，就是膠胎伸直時可推動托盤(4)移動的距離。膠胎(6)的底部與托盤(4)連接，膠胎(6)頂部的孔，經(jīng)過添加密封圈(7)后再與蓋板(8)上的進氣閥(9)排氣閥(10)用管路接通。當高壓的壓縮空氣，通過進氣閥(9)，排氣閥(10)進入膠胎(6)和從膠胎(6)排出時，膠胎(6)產(chǎn)生伸長，縮短的力，推，拉著托盤(4)令長軸沿著算盤式導軌(2)直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構(11)帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
2.穿有長軸的托盤(4)托盤(4)是用鋁、鎂等輕金屬及其合金制成的圓盤。其直徑等于氣缸的缸徑。托盤(4)的正面與圓形折疊膠胎(6)的底部連接。托盤(4)的背面制造有數(shù)個凸出的軸承座，其軸孔直徑約等于長軸的直徑。中央兩只軸承座的間距，略大于連桿(11)的上頭部厚度。使托盤(4)能與連桿(11)相接。
長軸是只加長的活塞銷。既用它將托盤(4)和連桿(11)相連，又用它的兩端端頭插在兩只相對的算盤式導軌(2)之間。當圓形折疊膠膠胎(6)產(chǎn)生伸長和縮短的力去推，拉托盤(4)時，長軸就會沿著算盤式導軌(2)直線往復的滾動。促使曲柄連桿機構(11)帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
3.算盤式導軌(2)是按算盤的樣式放長放大后，將一串串的鋼球裝進用角鋼、扁鋼等焊成的框架內制成的。框架是成雙成對的垂直安裝在曲軸箱(1)上，取代氣缸體(即機架)成蓋板(8)的支柱，框架頂端的螺栓，是用于蓋板(8)的安裝固定。長軸的兩端端頭插在兩只相對的算盤式導軌(2)之間，由托盤(4)帶動的長軸沿著算盤式導軌(2)，直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構(11)帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
權利要求
1.一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機，是由曲軸箱、曲柄連桿機構、穿有長軸的托盤、圓形折疊膠胎、密封圈、蓋板、進氣閥、排氣閥、算盤式導軌、壓縮彈簧、拉伸彈簧等零部件組裝而成。其特征是當高壓的壓縮空氣，通過進氣閥、排氣閥進入和排出圓形折疊膠胎時，圓形折疊膠胎就產(chǎn)生伸長、縮短的力，推、拉著托盤令長軸沿著算盤式導軌直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機，其特征在于圓形折疊膠胎是用橡膠、塑料、碳纖維、彈性金屬絲等材料，通過編織、繞制、模壓等加工制成耐壓≥10兆帕的圓形折疊式的彈性容器。活塞的直徑就是圓形折疊膠胎的直徑，活塞銷孔的中心至活塞頂端的距離就等于圓形折疊膠胎折疊時的高度，活塞在氣缸內的行程，就是圓形折疊膠胎伸直時能推動托盤移動的距離。圓形折疊膠胎的底部與托盤連接、圓形折疊膠胎頂部的孔，經(jīng)過添加密封圈后再與蓋板上的進氣閥、排氣閥用管路接通。當高壓的壓縮空氣，通過進氣閥、排氣閥進入和排出圓形折疊膠胎時，圓形折疊膠胎產(chǎn)伸長、縮短的力，推、拉著托盤令長軸沿著算盤式導軌直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機，其特征在于穿有長軸的托盤是用鋁、鎂等輕金屬及其合金制成的圓盤。其直徑等于氣缸的缸徑。托盤的正面與圓形折疊膠胎的底部連接。托盤的背面制造有數(shù)個凸出的軸承座，其軸孔直徑約等于長軸的直徑。中央兩只軸承座的間距，略大于連桿的上頭部厚度。使托盤能與連桿相連。長軸是只加長的活塞銷。既用它將托盤和連桿連接，又用它的兩端端頭插在兩只相對的算盤式導軌之間。當圓形折疊膠胎產(chǎn)生伸長和縮短的力去推、拉托盤時，長軸就會沿著算盤式導軌，直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機，其特征在于算盤式導軌是按照算盤的樣式放長放大后，將一串串的鋼球裝進用角鋼、扁鋼等焊成的框架內制成的?？蚣苁浅呻p成對的垂直安裝在曲軸箱上，取代氣缸體(即機架)成為蓋板的支柱?？蚣茼敹说穆菟?，是用于蓋板的安裝固定。長軸的兩端端頭插在兩只相對的算盤式導軌之間，由托盤帶動的長軸沿著算盤式導軌，直線往復的滾動，促使曲柄連桿構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
5.根椐權利要求1所述的一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機，其特征在于高壓空氣瓶、減壓閥、進氣閥、圓形折疊膠胎、排氣閥與空氣壓縮機組成一條封閉式的空氣循環(huán)系統(tǒng)。利用空氣壓縮機，將圓形折疊膠胎內排出的低壓空氣吸入壓縮，升高壓力后又送回進氣閥的文丘利管，在進氣閥開啟時被吸入圓形折疊膠胎內。進行類似于抽水蓄能發(fā)電式的循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明是一種沒有氣缸沒有活塞不燒油的內燃機。屬于內燃機制造技術領域，是蒸汽機、內燃機之后，對往復式發(fā)動機的再創(chuàng)新。本發(fā)明的主要優(yōu)點是以壓縮空氣為能源。不燒燃料、無尾氣排放、不污染環(huán)境、節(jié)省石油資源。應用于汽車，摩托車、坦克、拖拉機、船舶、火車等發(fā)動機是內燃機的尾氣排放達標而進行的更新改造或新造。本發(fā)明由曲軸箱、曲柄連桿機構、穿有長軸的托盤、圓形折疊膠胎、算盤式導軌等主要零部件組裝而成。當高壓的壓縮空氣、通過進氣閥、排氣閥進入和排出圓形折疊膠胎時，圓形折疊膠胎就產(chǎn)生伸長、縮短的力、推、拉著托盤令長軸沿著算盤式導軌，直線往復的滾動，促使曲柄連桿機構帶動曲軸旋轉，實現(xiàn)對外做功。
文檔編號F03D9/00GK1928354SQ20061005401
公開日2007年3月14日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權日2006年1月10日
發(fā)明者田忠儉 申請人:田忠儉