專利名稱：曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，具體的說，涉及一種活塞作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)，適用于在直升飛機(jī)或潛艇上使用的大型內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，人們對(duì)實(shí)現(xiàn)活塞作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)是執(zhí)著的，目的是提高效率，減少噪聲，降低污染，提高輸出功率等技術(shù)指標(biāo)。在這一點(diǎn)上，日本的馬自達(dá)公司，美國寇蒂斯萊特公司，約翰·迪爾公司等先后研發(fā)成功并取較好的成果，但因汪格爾方案本身存在的固有缺欠，致使耗油高，污染重等缺點(diǎn)無法根本改進(jìn)。
傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，輸出功率低等缺點(diǎn)，早已退出航空領(lǐng)域這一歷史舞臺(tái)，而人們對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)是情有獨(dú)衷的，可惜到目前為止尚未找到理想的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，活塞作旋轉(zhuǎn)和直線相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)的全新的方案，具體有以下內(nèi)容一、設(shè)計(jì)了一種如附圖1中5所構(gòu)成的變形曲邊圓周圍成的缸體外圈。
二、一種和輪輻固定在一起，隨輪幅一起轉(zhuǎn)動(dòng)的隔熱圈，如圖1中2。
三、和輪幅固定在一起轉(zhuǎn)動(dòng)的密封圈，如圖1中的3和圖3中的23所表示。
四、和圖1中5并行的活寒上轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪(如圖6中小輪28)運(yùn)行軌道如圖1中的4和圖4中的26。
五、由變形的周邊，圓形密封圈，附圖4中的缸體24，和圖7中的缸蓋30所構(gòu)成的曲邊“三角形缸體”如圖1中的1所示。
六、和機(jī)體機(jī)蓋相連接可擺動(dòng)的燃燒室，形狀如圖2中的10，在燃燒室上還有進(jìn)氣孔9和排氣孔8。
七、本發(fā)明是一種活塞運(yùn)行的前后方同時(shí)起作用，不用換氣機(jī)構(gòu)的兩沖程內(nèi)燃機(jī)。
本發(fā)明應(yīng)該有以下有益效果1、效率高本發(fā)明由于屏棄了曲軸圓盤形復(fù)合內(nèi)燃機(jī)構(gòu)和能耗大的氣門機(jī)構(gòu)，減少能量損失。另外廢氣的回收利用浪費(fèi)大幅減少，這樣必將大幅提高效率減少油料消耗。
2、噪聲低本發(fā)明沒有曲軸，噪聲必將大幅度降低。
3、相同排量功率大幅提高本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)因?yàn)槭莾蓻_程，而且活塞順序工作，功率必將大幅提高。以四缸機(jī)為例，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)因?yàn)槭撬臎_程，主軸轉(zhuǎn)720°活塞有4次作功，而本發(fā)明主軸轉(zhuǎn)360°活塞和功8次，高出傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)4位。如果要提高輸出功率可加大機(jī)體直徑增加活塞對(duì)數(shù)則輸出次數(shù)按下式成平方增長W＝2×N2W主軸360°活塞作功次數(shù)N作功的活塞數(shù)這樣為增加功率把活塞總數(shù)增加到12個(gè)即6個(gè)作功活塞則W＝2×N2＝2×62＝72次活塞推動(dòng)是相當(dāng)巨大的。
4、行程大傳達(dá)室內(nèi)燃機(jī)活塞直徑和行程比大約為1∶1而本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)大約為3到4，這一點(diǎn)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)因?yàn)橛星B桿機(jī)構(gòu)而無法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樾谐檀?，活塞和高溫高壓氣體作用時(shí)間長，所以可以提高效率。又因?yàn)樾谐檀蠼o廢氣和添加劑有充分的反應(yīng)時(shí)間，以改善尾氣的污染狀況。
5、即適用于點(diǎn)火又適用于壓燃本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)在相鄰的兩缸體之間設(shè)置了可小幅擺事實(shí)動(dòng)的燃燒室，我們可以通過改變?nèi)紵业拇笮『蛢筛字g距離的大小來達(dá)到改變提前角的大小，在點(diǎn)燃和壓燃之間選擇。另外本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火是在獨(dú)立密封的條件下進(jìn)行，大大減少了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)由于必要的提前角所造成的活塞和火焰的反向接觸而引發(fā)的能量損失。
6、容易提高輸出功率為適應(yīng)大型負(fù)載如火車、輪船等的需要，本發(fā)明可用加大機(jī)體直徑的方法增加缸體的活塞數(shù)量，如12個(gè)、18個(gè)甚至更多，就能夠大幅度的提高輸出功率，如果采用多組的并聯(lián)組合，可以把提高功率輸出變成輕易之舉。
7、結(jié)構(gòu)簡單研發(fā)容易由于采用圓盤形結(jié)構(gòu)，使構(gòu)造十分簡單，如果不計(jì)輔機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)件，每缸只有幾個(gè)零件，機(jī)械加工簡單也無特殊要求，研發(fā)成本大幅度降低。
8、安全性能高本發(fā)明因?yàn)榱慵?shù)量少，故障率低是顯而易見的，另外本發(fā)明因適用于柴油的壓燃，可把此油引入空中使用，從而改善螺旋槳飛機(jī)飛行的安全性。
9、應(yīng)用范圍大本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)機(jī)體為圓形，如擴(kuò)大直徑增加缸數(shù)可使功率增加而轉(zhuǎn)矩加大轉(zhuǎn)速下降，加上適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，可以使主軸直接推動(dòng)旋翼，可免去噪聲大重量大的減速系統(tǒng)成為可能。這樣使之在直升飛上應(yīng)用成為可能之事。另外很小的噪聲和巨大的功率輸出，如果在潛水艇上應(yīng)用，無疑使對(duì)方的偵察更為困難。


圖1是缸體形狀和活塞下部小輪運(yùn)行軌道示意圖；圖2是曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)主要結(jié)構(gòu)局部示意圖；圖3是輪輻結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是機(jī)體剖面示意圖；圖5是活塞側(cè)視示意圖；圖6是活塞橫向剖視示意圖；圖7是圖2A-A的剖視示意圖；圖8傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)活塞在壓縮行程末期(點(diǎn)火提前角末期)受力示意圖；圖9是本發(fā)明燃燒室擺動(dòng)受力示意圖；圖10是三角活塞發(fā)動(dòng)機(jī)活塞瞬間受力示意圖。
圖中1、曲線“三角形”缸體，2、隔熱層，3、密封圈，4、活塞上的小輪運(yùn)行軌道，6、出氣通道，7、進(jìn)氣通道，8、廢氣排氣孔，9、吸氣孔，10、燃燒室總成，11、主軸，12、輪輻，13、為減輕重量而開的孔，14活塞徑向運(yùn)行槽，15、作功和壓縮活塞，16、吸氣和排氣活塞，17、曲線“三角形”缸體，18、平面滾柱軸承，19、燃燒室，20、隔熱層，21、可嵌入缸體缸蓋中的密封圈，22、輪輻中活塞運(yùn)行槽，23、輪輻，24、缸體，25、密封槽，26、活塞上小輪運(yùn)行軌道，27、和活塞固定在一起的小軸，28、小輪，29、機(jī)體，30、機(jī)蓋，31、推動(dòng)燃燒室的凸輪板，32、正壓力，33、側(cè)壓力，34、活塞，35、活塞運(yùn)動(dòng)方向，36、燃燒室轉(zhuǎn)動(dòng)方向，37、側(cè)壓力，38、三角活塞，39、機(jī)體，40、活塞所受壓力。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)專利法的要求，發(fā)明應(yīng)有新穎性和實(shí)用性，本發(fā)明改有曲軸為無曲軸新穎性是自然的，實(shí)用性則應(yīng)建立在切實(shí)的可行性基礎(chǔ)上，就是說實(shí)用性和可行性是不可分的，它是一項(xiàng)發(fā)明的靈魂。就本發(fā)明而言為證明其可行性。通過對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和“三角”發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理及其優(yōu)缺點(diǎn)的分析，我們歸納出四條定律或稱為四條公理。
1、氣體轉(zhuǎn)換定律。任何活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)要可靠高效的運(yùn)行，必須實(shí)現(xiàn)可燃?xì)鈴幕钊\(yùn)行方向前及時(shí)的向活塞運(yùn)行方式向后轉(zhuǎn)換。
2、傳動(dòng)鏈定律。任何活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，從活塞開始一直到負(fù)載的前端，任何主輔機(jī)構(gòu)，構(gòu)成一條傳動(dòng)鏈，包括活塞在內(nèi)的正何一環(huán)所造成的阻力對(duì)活塞能否正常運(yùn)行的影響是相同的。
3、密封比較定律衡量密封效果時(shí)，由互相嵌入的折線構(gòu)成的密封結(jié)構(gòu)要比平面之間的密封效果好。
4、壓力比較定律運(yùn)動(dòng)物體所受側(cè)壓力和要比和運(yùn)動(dòng)方向相反的正壓力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響要小得多。下面具體分析如果承認(rèn)上述運(yùn)行原理的準(zhǔn)確性，就可得出下述結(jié)論。
1、據(jù)氣體轉(zhuǎn)換定律，本發(fā)明是依活塞在通過密封區(qū)時(shí)和可燃?xì)饷撾x接觸為氣體轉(zhuǎn)換創(chuàng)造條件，而可擺動(dòng)的燃燒室通過擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)了這一定律。值得一提的是三角活塞發(fā)動(dòng)之所以不很成功就是沒有遵從這一規(guī)律。如附圖10看出不標(biāo)明旋轉(zhuǎn)方向，誰能確認(rèn)它的轉(zhuǎn)向呢？2、本發(fā)明最不易被人們認(rèn)可的活塞在由變形的圓周和圓形密封圈所構(gòu)成的“三角形”缸體中正常運(yùn)行的可能性。這一點(diǎn)如果能承認(rèn)傳動(dòng)鏈定律則此疑問可迎刃而解。因活塞所受缸體下降斜面的阻力要比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)氣門開閉系統(tǒng)的阻力要小得多，自然不會(huì)對(duì)本發(fā)明的正常運(yùn)行造成影響。
3、本發(fā)明的密封是靠密封圈嵌入缸體和缸蓋的槽體中來實(shí)現(xiàn)的，而三角發(fā)動(dòng)機(jī)完全依靠平面接觸，當(dāng)然本發(fā)明就更容易實(shí)現(xiàn)密封。
4、把本發(fā)明可擺動(dòng)燃燒，擺動(dòng)時(shí)所受影響。(如附圖9)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)在活塞壓縮行程末期(即點(diǎn)火提前角末期)活塞受力情況(附力8)加以對(duì)比就能看出傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)活塞在反向正壓力4的阻止和側(cè)壓力1的作用下尚能很好工作，那么沒有反向正壓力只有側(cè)壓力影響的燃燒室的擺動(dòng)當(dāng)然不成問題。
綜合上述論點(diǎn)，本發(fā)明主要特點(diǎn)曲線三角形缸體，圓形嵌入式密封圈，可擺式的燃燒都能正常運(yùn)行，本發(fā)明就有極大的可行性。其它方面的輔助問題現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)都已解決，我們只是借鑒而已。
第二結(jié)構(gòu)方面的合理性。對(duì)于結(jié)構(gòu)的合理性，可以同樣和旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)的日本馬自達(dá)公司開發(fā)的三角發(fā)動(dòng)機(jī)作詳細(xì)對(duì)比。
一、旋轉(zhuǎn)原理的對(duì)比。
對(duì)主軸有力矩的作用是主軸能夠旋轉(zhuǎn)的基本要求，三角發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的三角活塞對(duì)主軸來講是一種偏心機(jī)構(gòu)，它是產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的關(guān)鍵部件，但是從結(jié)構(gòu)上看力臂較小應(yīng)是它的弱點(diǎn)。
無曲軸內(nèi)燃機(jī)的活塞沿機(jī)體的周邊布置活塞所受到的混合氣的燃爆力和活塞到主軸的距離的乘積是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的力矩。很顯然本發(fā)明的特點(diǎn)力矩因力臂大而增加，而隨機(jī)體直徑增加而加大，雖然輸出功率不能因此而增加。但他卻適用于低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的直升飛機(jī)應(yīng)用。
二、活塞運(yùn)行軌道對(duì)比三角發(fā)動(dòng)機(jī)和無曲軸內(nèi)燃機(jī)雖然都是旋轉(zhuǎn)式的但活塞運(yùn)行軌道卻大不相同，雖然都可稱之為“變形圓”對(duì)比之下三角發(fā)動(dòng)機(jī)的軌道變形較小，而無曲軸內(nèi)燃的軌道變形較大，從外觀上看無曲軸內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)行軌道不如三角發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞運(yùn)行軌道圓滑，活塞運(yùn)行阻力要大些，這一項(xiàng)從阻力上看三角發(fā)動(dòng)機(jī)似乎占有優(yōu)勢(shì)。
三角發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞運(yùn)行軌跡是外旋輪線，它是有章可循的，無曲軸內(nèi)燃機(jī)則完全不同，它的活塞運(yùn)行軌道是人為造就的，隨意性較大，它的形狀結(jié)構(gòu)是本發(fā)明成敗的關(guān)鍵所在。詳細(xì)分析如下，首先分析活塞的伸縮量如果大幅的減少，則軌道接近于圓形當(dāng)然應(yīng)該是可行的，但隨之排量大幅減少，則實(shí)用性減少，采用逐步加大伸縮量從而找到一個(gè)合理的臨界值是完全能做到的。起其次分析活塞運(yùn)行軌道它有三種方式第一是上部變形半徑的差完全用彈簧變形來彌補(bǔ)。第二是為克服不必要的運(yùn)行阻力采用上面變形較大而下軌道變形較小的軌道。半徑方面的差用彈簧較小變形彌補(bǔ)，為了減少彈簧的伸縮量可用組合式彈簧加以解決?？傊覀兿嘈磐ㄟ^實(shí)驗(yàn)肯定能找到合理的運(yùn)行數(shù)據(jù)和方案，通過上述分析對(duì)比雖然尚不能肯定無曲軸內(nèi)燃機(jī)占有優(yōu)勢(shì)，說成平局是可以的。
三、活塞受力情況對(duì)比。
三角發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在火焰燃燒的初期所受的力對(duì)立軸中心而言是分布在活塞兩側(cè)的即同時(shí)產(chǎn)生正負(fù)大致相等的兩對(duì)力距，而且這種正負(fù)力矩大小不等的存在于活塞運(yùn)行的全過程，雖然在慣性作用下能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
但是一定量的功率損失是不可避免的，無曲軸內(nèi)燃機(jī)則截然不同，它的活塞所受的燃燒力在每一時(shí)刻和活塞運(yùn)動(dòng)方向是完全一致的，不會(huì)有力矩?fù)p失。在這一項(xiàng)對(duì)比上本發(fā)明是占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的。至于活塞上面可能產(chǎn)生的使活塞下降的分力只要改變一下頂部形狀即可克服。
四、缸體對(duì)比。
三角發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體是一個(gè)由旋輪線構(gòu)成的扁圓形缸體，每一組機(jī)構(gòu)為三缸共用一個(gè)缸體即三角活塞旋轉(zhuǎn)達(dá)一周在同一個(gè)缸體中作三次功，為確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)缸體的尺寸，加工精度光潔度要求都很高，無曲軸內(nèi)燃機(jī)則不同，它的缸體為曲線“三角形”，位置在機(jī)體周圍邊設(shè)置，數(shù)量為偶數(shù)，切和活塞數(shù)相等，各缸獨(dú)立存在，獨(dú)立工作，不同的活塞在缸體中通過，分別完成吸氣排氣，作功壓縮四項(xiàng)必不可少的沖程?？偢讛?shù)可隨機(jī)體直徑的加大而增加，所以在缸體形狀上沒有可對(duì)比性，在數(shù)量上則占有明顯優(yōu)勢(shì)。
五、燃燒室對(duì)比三角發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室是缸體和活塞的一部分，三缸共用一個(gè)燃燒室，順序工作，受旋輪線的限制燃燒室的形狀體積不可能作大幅的改變，從有限的資料上看，它是一個(gè)較長的扁弓形，橫截面為矩形，它的缺點(diǎn)是形狀不好，被壓縮的可燃?xì)獠患?，不利火焰的快速傳播，充分發(fā)揮可燃?xì)獾娜磕芰浚蚁脒@可能是三角發(fā)動(dòng)機(jī)幾十年來未能在廣擴(kuò)的范圍應(yīng)用的原因之一。
無曲軸內(nèi)燃機(jī)的燃燒室獨(dú)立于缸體之外，獨(dú)立存在于兩缸之間，每缸一個(gè)各自獨(dú)立工作，形狀可根據(jù)燃料的燃燒需要人為設(shè)計(jì)，改變也非常容易，可以前后小幅的擺動(dòng)。當(dāng)然也可以根據(jù)需要作成固定式的。它能充分適應(yīng)提高燃燒效率的需要。以小幅擺動(dòng)的為例，向后擺動(dòng)可接收壓縮的空氣和可燃?xì)馔瑫r(shí)打開放氣孔和關(guān)閉排氣孔。向前擺動(dòng)則可排出燃燒的高溫高壓氣體推動(dòng)活塞作功。同時(shí)打開排氣孔關(guān)閉吸氣孔，對(duì)照上述論點(diǎn)，無曲軸內(nèi)燃機(jī)的燃燒室方案應(yīng)占有較大優(yōu)勢(shì)。
六、活塞對(duì)比三角發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞故名思意是一種三角形兩側(cè)為平面的獨(dú)立工作組件。依靠內(nèi)部的偏心齒輪和主軸連接，兩側(cè)的平面還用來定時(shí)的掩閉和開放吸、排氣孔以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，三個(gè)面分別各自完成一個(gè)活塞的各種功能，起到以一頂三的作用。無曲軸內(nèi)燃機(jī)的活塞大致上是矩形，兩側(cè)也是平面數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，并隨機(jī)體直徑的增加而增加，它們的奇數(shù)偶數(shù)功能不相同，分別完成，作功和壓縮，及吸氣和排氣功能，活塞通過輪幅上的槽和主軸相連，這一項(xiàng)各有特點(diǎn)，對(duì)比性不大，可認(rèn)為是平手吧。
七、工作程序?qū)Ρ取?br> 三角發(fā)動(dòng)機(jī)類似于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞順序的完成吸氣、壓縮、作功、排氣、四項(xiàng)功能，活塞的利用率較低。
無曲軸內(nèi)燃機(jī)則不同，它是一種類似于兩沖程的內(nèi)燃機(jī)，相鄰兩活塞分別在同一時(shí)間完成作功壓縮和吸氣排氣四種功能。但它和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)不同，它沒有那種損失大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜的換氣孔。另外本發(fā)明活塞行程可以人為設(shè)定，非常適合提高效率的需要。可以斷定無曲軸內(nèi)燃機(jī)的工作程序肯定優(yōu)于三角發(fā)動(dòng)機(jī)。
八、排氣方式對(duì)比。
三角發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)之一是它沒有損失大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜的進(jìn)排氣門，代之以用活塞定時(shí)掩閉和開放進(jìn)排氣孔來完成進(jìn)、排氣工作。無曲軸內(nèi)燃機(jī)和三角發(fā)動(dòng)機(jī)一樣也不設(shè)進(jìn)、排氣門，只有進(jìn)排氣孔，不同的是本發(fā)明是用燃燒室的擺動(dòng)來掩閉和開放進(jìn)、排氣孔，完成進(jìn)行排氣功能所以這一項(xiàng)無須對(duì)比，說成平局是公平的。
九、壓縮比對(duì)比壓縮比是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要指標(biāo)之一。三角發(fā)動(dòng)機(jī)受結(jié)構(gòu)上的限制，無法對(duì)壓縮比作大幅度的改變，充分發(fā)揮混合氣的效益，這就是三角發(fā)動(dòng)機(jī)主要缸欠之一也未可知。無曲軸內(nèi)燃機(jī)的壓縮比可人為的方便的作大幅度的調(diào)正，充分適應(yīng)燃燒的需要，這使本發(fā)明不但適用于汽油機(jī)，也可用改變壓縮比的方法，使用柴油來作動(dòng)力，對(duì)比起來當(dāng)然優(yōu)于三角發(fā)動(dòng)機(jī)。
十、轉(zhuǎn)速對(duì)比。
三角發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)一但確定，活塞和主軸的轉(zhuǎn)速的就是定值，資料記載主軸轉(zhuǎn)速是活塞轉(zhuǎn)速的三倍，應(yīng)屬高轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)。
無曲軸內(nèi)燃機(jī)，活塞沿周邊作圓周運(yùn)動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)速較低，而且隨機(jī)體直徑的加大，雖然功率大幅度提高，轉(zhuǎn)速確更低，我們毛估如果機(jī)體直徑達(dá)一米多些，主軸的轉(zhuǎn)速只有數(shù)百轉(zhuǎn)，它應(yīng)屬低轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)比之下雙方各有短長，可以平手。
十一、作功次數(shù)對(duì)比。
主軸旋轉(zhuǎn)360°，全部活塞的作功次數(shù)，應(yīng)是重要的技術(shù)指標(biāo)，三角發(fā)動(dòng)機(jī)因結(jié)構(gòu)特別主軸轉(zhuǎn)360°活塞作功一次，不能人為的改變。
無曲軸內(nèi)燃機(jī)卻截然不同，它的主軸轉(zhuǎn)360°作功次數(shù)是作功活塞數(shù)平方的兩倍。從這一點(diǎn)看無曲軸內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)是十分明顯的。
十二、點(diǎn)火提前角對(duì)比。
提前角的合理選擇，是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)提高效率的重要手段之一，目前我們尚不知道三角發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前角的調(diào)正范圍和幅度，我們估計(jì)由于三角發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞結(jié)構(gòu)特別，恐怕不宜選擇更適合的提前角，無曲軸內(nèi)燃機(jī)則可在較大的范圍內(nèi)靈活選擇，因?yàn)橹鲀蓚€(gè)缸體之間有一個(gè)密封區(qū)可供利用。這一項(xiàng)無曲軸內(nèi)燃機(jī)也優(yōu)于日本的三角發(fā)動(dòng)機(jī)。
十三、輸出功率對(duì)比。
用發(fā)動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)各類大小不同設(shè)備，是通常的目的，三角發(fā)動(dòng)機(jī)受機(jī)械結(jié)構(gòu)的制約，輸出功率不可能太大，從資料上看目前還在數(shù)百千瓦的水平上。無曲軸內(nèi)燃機(jī)可以增加機(jī)體直徑和多組并聯(lián)的方法來提高輸出功率，使之達(dá)到數(shù)千千瓦甚至數(shù)萬千瓦都不是難事，這一項(xiàng)本發(fā)明絕對(duì)占優(yōu)。
十四、密封情況對(duì)比。
良好密封是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的必要條件，所以此項(xiàng)對(duì)比的優(yōu)劣是本發(fā)明有無可行性的關(guān)鍵所在，三角發(fā)動(dòng)機(jī)缸體密封線總長大約為三角活塞三個(gè)邊總長的6-7倍，密封的面為平面之間相互轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)。從資料上看這種密封方法能保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常駐工作。
無曲軸內(nèi)燃機(jī)的密封方法是靠密封圈兩側(cè)溝槽嵌入機(jī)體兩側(cè)相應(yīng)的槽體中來實(shí)現(xiàn)密封。必要時(shí)可在槽體的適當(dāng)位置加裝有彈性的密封條，這一點(diǎn)三角發(fā)動(dòng)機(jī)不易實(shí)現(xiàn)，至于密封線的長度，它們相差無幾。我們粗略估計(jì)把全部的密封線分配到每個(gè)缸上，也大至相同，從方法上看，無曲軸內(nèi)燃機(jī)還是占有一定優(yōu)勢(shì)的。
十五、冷卻方法對(duì)比。
三角發(fā)動(dòng)機(jī)和無曲軸內(nèi)燃機(jī)一樣，其外形都是大致的扁圓形。只要在機(jī)體的外圓和兩側(cè)開些水孔作為冷卻水的通道，就能達(dá)到冷卻的目的，這一點(diǎn)它們應(yīng)該是同樣有效的。
十六、潤滑方式對(duì)比。
對(duì)于三角發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑方式從有限的資料沒有得到充分的了解，但是用這種發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的大批汽車都正常運(yùn)行。說明潤滑問題已經(jīng)解決。那么同樣是旋轉(zhuǎn)式的無曲軸內(nèi)燃機(jī)，在解決潤滑問題上也不會(huì)困難，在這項(xiàng)對(duì)比上認(rèn)為相等到是可以的。
十七、效率高低對(duì)比。
對(duì)于三角發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗效率問題我手頭上的資料有如下描述……逐步克服其油耗和廢氣排放量大的缸點(diǎn)……。這就明明油耗大、效率低的缺點(diǎn)正在克服之中。我們發(fā)明的無曲軸內(nèi)燃機(jī)其結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，諸如獨(dú)立的燃燒室，較大的作功行程，廢氣的復(fù)合利用等到都是提高效率的必要可靠條件，所以這一項(xiàng)對(duì)比我們堅(jiān)信無曲軸內(nèi)燃機(jī)會(huì)占有優(yōu)勢(shì)。
十八、噪聲輸出對(duì)比。
旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)式發(fā)動(dòng)機(jī)是肯定的，由于結(jié)構(gòu)上的原因，無曲軸內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)行軌道不如三角發(fā)動(dòng)機(jī)的旋輪線軌道更為圓滑，所在噪聲輸出也比日本馬自達(dá)公司三角發(fā)動(dòng)機(jī)大些也是自然的。
十九、排污量對(duì)比。
目前社會(huì)對(duì)尾氣的污染要求愈來愈高，尾氣的狀況和混合氣的燃燒的好壞有直接關(guān)系，三角發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室形狀不盡人意，且人為的改進(jìn)也很困難，自然必改善尾氣狀況也是不易之舉，無曲軸內(nèi)燃機(jī)，它的燃燒室獨(dú)立于缸體之外，所以改善尾氣污染自然要比三角發(fā)動(dòng)機(jī)來得更為容易。
二十、應(yīng)用范圍對(duì)比。
旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，噪聲很低的優(yōu)點(diǎn)，它應(yīng)有很好的應(yīng)用前景，內(nèi)燃機(jī)界內(nèi)的人士也曾寄與很大的期望，而三角發(fā)動(dòng)機(jī)的低功率，高污染等無情的現(xiàn)實(shí)，卻限制了它的應(yīng)用范圍，曾經(jīng)在汽車有過少量的應(yīng)用。
無曲軸內(nèi)燃機(jī)，雖然還只是一個(gè)方案，但從其特殊的結(jié)構(gòu)，我們估計(jì)，它將會(huì)有大功率、低噪聲。低排放、低轉(zhuǎn)速等強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，使它將來在航空、航海、工業(yè)交通等方面都將有很大的發(fā)展空間，例如把無曲軸內(nèi)燃機(jī)的機(jī)體直徑加大到1.4米，缸體增至12-14個(gè)，排量將有數(shù)十升，主軸轉(zhuǎn)速在300轉(zhuǎn)左右，不用減速就可驅(qū)動(dòng)直升機(jī)的旋翼，這一特點(diǎn)將使用權(quán)它在這一范圍有特別的前途。另外它的低噪聲和大功率無疑將在潛艇上有良好的前景，綜合上述我們認(rèn)為本發(fā)明在應(yīng)用范圍上也占有優(yōu)勢(shì)。
為了更為清析我們把各項(xiàng)對(duì)比列表如下
無曲軸內(nèi)燃機(jī)預(yù)計(jì)性能和三角發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比表
從統(tǒng)計(jì)中看出無曲軸內(nèi)燃機(jī)占有很大優(yōu)勢(shì)，其中占優(yōu)者為13項(xiàng)占65％，平手項(xiàng)目為6項(xiàng)占30％，處于劣勢(shì)者只有一項(xiàng)占5％，對(duì)于整機(jī)的實(shí)施，結(jié)合附圖做如下表述在附圖2中，我們假定本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞所處在位置是分別在吸氣排氣位置，和作功，壓縮位置，各活塞與密封圈，隔熱層一起順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，偶數(shù)活塞16在活塞燃燒室19和出氣孔6的高溫高壓氣體推動(dòng)下順時(shí)針運(yùn)動(dòng)同時(shí)活塞前對(duì)上一個(gè)行程由奇數(shù)活塞15吸入的空氣進(jìn)行壓縮，從進(jìn)氣也7壓入下一個(gè)燃燒室，并要適時(shí)噴入可燃?xì)?與發(fā)明無關(guān)未在圖中標(biāo)明為下一個(gè)行程作功活塞通過封區(qū)后，在下一個(gè)缸體中作功，作好準(zhǔn)備，當(dāng)然同時(shí)也要對(duì)前一個(gè)活塞吸入的空氣進(jìn)行壓縮。由此周而復(fù)始的工作。
權(quán)利要求
1.一種曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，其特征是沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，活塞沿變形的圓周作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還沿半徑方向在輪輻的槽體中作直線運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1、所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)其特征是，為保證活塞平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)在缸體和缸蓋上加工有能保證活塞上部沿缸體外圓的變形圓周緊密接觸并和變形的圓周保持等距的軌道。其距離等于活塞的徑向行程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)其特征是在活塞運(yùn)行方向的兩側(cè)中部設(shè)有小軸，在軸上安設(shè)小輪以使其能在缸體和缸蓋相應(yīng)的曲線軌道中運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)其特征是為保證活塞在輪輻的槽體順暢沿徑方向運(yùn)動(dòng)，在輪輻的槽體內(nèi)沿旋轉(zhuǎn)方向的前后安裝有平面滾柱軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)其特征是和輪輻一起轉(zhuǎn)動(dòng)并嵌入缸體和缸蓋的槽體中的圓形密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，其特征是為保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)在圓形密封圈外安裝有用導(dǎo)熱性能差又有一定強(qiáng)度的圓形隔熱層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，其特征是由圓形密封圈和變形圓所構(gòu)成的曲邊三角形缸體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，其特征是每兩個(gè)缸體之間設(shè)有能前后擺動(dòng)的燃燒室，其上有吸氣和排氣孔，擺動(dòng)后同時(shí)完成高壓氣體從活塞運(yùn)行方向前向活塞運(yùn)行方向后的轉(zhuǎn)換以及分別完成吸、排氣門的開閉功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，其特征是活塞數(shù)和缸數(shù)相等，并應(yīng)為偶數(shù)個(gè)數(shù)，奇偶數(shù)分別為作功、壓縮、和吸氣、排氣的專用活塞。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，其特征是全部活塞運(yùn)行方向前后同時(shí)完成各自功能，構(gòu)成了一種不用換氣機(jī)構(gòu)的兩沖程內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明是一種曲線缸體無曲軸旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)，是一種活塞和缸體為偶數(shù)，活塞在曲邊“三角形”缸體中運(yùn)動(dòng)，不用換氣機(jī)構(gòu)的兩沖程內(nèi)燃機(jī)，它是效率高，噪聲低，功率大，污染小，行程大，低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)矩的內(nèi)燃機(jī)，它的結(jié)構(gòu)非常簡單，容易研制，開發(fā)成本低，其低轉(zhuǎn)速特點(diǎn)可不用減速直接推運(yùn)旋翼在直升飛機(jī)上應(yīng)用，它的成本很低，不久的將來直升飛機(jī)可象汽車一樣布屬在邊疆，公安，工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，對(duì)軍隊(duì)的集中展開，偵察等方面起決定性作用。而很低的噪聲水平和強(qiáng)大的功率必將在潛艇上大有作為，總之它不僅是一個(gè)工業(yè)項(xiàng)目必將成為一個(gè)重大的軍事項(xiàng)目，如果得到重視開發(fā)成功，必將是對(duì)國防事業(yè)的巨大貢獻(xiàn)。
文檔編號(hào)F02B55/08GK101033711SQ200710090798
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日
發(fā)明者曾繁星, 曾慶仁 申請(qǐng)人:曾慶仁