專利名稱：一種逆向對沖內燃機的制作方法
技術領域：
本新型涉及內燃機技術領域，特指一種結構新穎、節(jié)省燃料、熱效率提高雙倍的逆向對沖內燃機。
背景技術：
活塞式內燃機自19世紀60年代問世以來，經過不斷改進和發(fā)展，已是比較完善的機械。它熱效率高、功率和轉速范圍寬、配套方便、機動性好，所以獲得了廣泛的應用。全世界各種類型的汽車、拖拉機、農業(yè)機械、工程機械、小型移動電站和戰(zhàn)車等都以內燃機為動力。海上商船、內河船舶和常規(guī)艦艇，以及某些小型飛機也都由內燃機來推進。世界上內燃機的保有量在動力機械中居首位，它在人類活動中占有非常重要的地位?，F(xiàn)有的內燃機大都只有一個活塞，當油氣燃燒時，只有接近一半的爆炸推力作用在活塞上，而接近另一半的爆炸推力則作用在缸體上，燃燒的爆炸力沒有得到充分利用，降低了活塞做功效率；并且， 現(xiàn)有技術的內燃機還存在以下不足之處其一，單缸單曲軸單活塞設計的原因，使活塞行程短吸入空氣量不足，壓縮燃燒所需氧氣不充足，燃燒不充分，爆炸力不完全利用；其二，采用氣門拍控制配氣方式氣門拍密封性能不良，易發(fā)生故障，雜音大，且使用彈簧回壓氣門拍密封控制原理方式，配氣交換工作時需要耗費自身機械功效來推壓氣門彈簧來實現(xiàn)配氣門打開轉換，所以耗費了大量的功效，并且使用氣門拍控制配氣方式需要正時齒輪凸輪軸或同步連帶等復雜配置，氣門拍與活塞配合要求準確性高，如果其中之一個配件出故障，氣門拍與活塞會相撞損壞，及造成二次更嚴重的損壞；其三，缸體與缸頭連接合處正處于燃燒室溫度最高，高爆炸力處，經常損傷缸頭密封墊，造成漏水、漏油、漏氣等故障；其四，制造成本高，使用壽命短，維修復雜；其五，燃燒轉化機械能不充分發(fā)揮，油耗高。
發(fā)明內容本新型的目的就是針對現(xiàn)有技術的不足之處而提供的一種結構新穎、熱效率提高雙倍的逆向對沖內燃機。為達到上述目的，本新型的技術方案是一種逆向對沖內燃機，它包括有內燃機缸套，在內燃機缸套的中部開有進氣口，在內燃機缸套的進氣口位置設有控制進氣和打火的進氣打火裝置；在內燃機缸套的進氣口位置左側由內至外設有左活塞和左曲柄機構，在內燃機缸套的進氣口位置右側由內至外設有右活塞和右曲柄機構，左活塞、左曲柄機構與右活塞、右曲柄機構對稱設置在進氣口的兩側，左曲柄機構和右曲柄機構通過傳動機構連接到同一輸出軸上輸出；進氣打火裝置控制的進氣、壓縮、打火、排氣這四個沖程間隔時間與左活塞來回運動間隔時間及右活塞來回運動間隔時間同步。所述左曲柄機構包括有左連桿和左曲柄，左連桿的一端與左活塞樞接，左連桿的另一端連接到左曲軸上，左曲軸套接固定在左傳動軸上；所述右曲柄機構包括有右連桿和右曲柄，右連桿的一端與右活塞樞接，右連桿的另一端連接到右曲軸上，右曲軸套接固定在右傳動軸上。所述傳動機構包括有左傳動軸、左飛輪、左傳動齒輪、右傳動軸、右飛輪、右傳動齒輪、中部傳動齒輪和同一輸出軸，其中，左飛輪和左傳動齒輪分別固定設在左傳動軸上；右飛輪和右傳動齒輪分別固定設在右傳動軸上；左傳動齒輪和右傳動齒輪均與固定在同一輸出軸上的中部傳動齒輪相互嚙合。所述進氣打火裝置包括有點火火花塞裝置、高壓噴油嘴、左氣門頂桿、右氣門頂桿、滑動缸套、外層固定缸套、缸套密封環(huán)，點火火花塞裝置和高壓噴油嘴由內至外分別安裝在內燃機缸套的進氣口位置，在內燃機缸套外側活動套接有滑動缸套，在滑動缸套的外側套接有固定安裝的外層固定缸套，在外層固定缸套與滑動缸套之間設有若干個起氣密作用的缸套密封環(huán)，左氣門頂桿的內端抵設在滑動缸套的左側，右氣門頂桿的內端抵設在滑動缸套的右側，在滑動缸套上間隔開設有滑套進氣口和滑套出氣口，外層固定缸套間隔開設有外層固定缸套進氣口和外層固定缸套出氣口 ；當內燃機處于進氣狀態(tài)時，外層固定缸套進氣口、滑套上的進氣口、內燃機缸套的進氣口三者對接連通；在內燃機處于壓縮或燃燒狀態(tài)時，滑套上的進氣口和滑套上的出氣口均處于密封狀態(tài)；當內燃機處于出氣狀態(tài)時，外層固定缸套出氣口、滑套上的出氣口、內燃機缸套的進氣口三者對接連通。所述外層固定缸套進氣口和滑套上的進氣口的傾斜角度相同；所述外層固定缸套出氣口和滑套上的出氣口的傾斜角度相同。所述進氣打火裝置還包括有曲軸正時齒輪、具有左凸輪的左皮帶輪、具有右凸輪的右皮帶輪、左凸輪搖臂、右凸輪搖臂以及傳動皮帶，曲軸正時齒輪安裝在左傳動軸或右傳動軸上，曲軸正時齒輪、具有左凸輪的左皮帶輪、具有右凸輪的右皮帶輪通過傳動皮帶傳動連接，左皮帶輪上的左凸輪作用在左凸輪搖臂的一端，左凸輪搖臂的另一端抵壓在左氣門頂桿的外端上；右皮帶輪上的右凸輪作用在右凸輪搖臂的一端，右凸輪搖臂的另一端抵壓在右氣門頂桿的外端上。所述外層固定缸套固定在外部固定安裝的缸體上。所述內燃機缸套內設有冷卻水循環(huán)通道。采用上述結構后，本新型具有以下優(yōu)點1)本新型采用雙曲軸雙活塞對沖共缸式設計原理，具有左右兩個活塞行程容量， 吸入空氣量大，是原傳統(tǒng)技術單活塞的兩倍，氧氣足氣，氣壓縮量高，燃燒性強勁有力，且雙活塞雙曲軸推力同時工作，燃燒時產生的推力是原傳統(tǒng)技術單活塞設計的機械功效2倍， 所以需要同等功率的條件下本新型技術比傳統(tǒng)技術降低消耗50%以上，這就達到了降低消耗的要求；2)本新型采用了新型的進氣打火裝置結構，采用凸輪配合傳動來左右推動氣門頂桿，實現(xiàn)控制氣門打開與關閉，無需氣門拍與氣門彈簧裝置，省去推壓氣門彈簧的功耗，提高了機械功率；3)由于本新型采用活塞式平行滑行打火裝置控制氣門打開與關閉設計結構，活塞式外包圍滑行配氣打火裝置設計結構是位于缸套外側單獨分離的，在任何情況下燃燒室活塞與氣門活塞都不會相撞損壞，克服了傳統(tǒng)技術氣門拍配置的缺點，阻止了傳統(tǒng)結構中因氣門拍故障造成的二次損壞現(xiàn)象；4)本新型穩(wěn)定性好，降低噪音，減少故障率；5)本新型加工工藝簡單，制作成本降低，維修保養(yǎng)方便；6)本新型油耗低，效能高，充分發(fā)揮燃燒熱能轉化為機械能。

圖1是本新型吸氣沖程狀態(tài)下的剖面結構示意圖。圖2是本新型壓縮沖程狀態(tài)下的剖面結構示意圖。圖3是本新型燃燒做功沖程狀態(tài)下的剖面結構示意圖。圖4是本新型排氣沖程狀態(tài)下的剖面結構示意圖。圖5是本新型的進氣打火裝置的傳動部分的結構示意圖。圖6是本新型立體結構示意圖。
具體實施方式
如圖1-6所示，一種逆向對沖內燃機，它包括有內燃機缸套11，在內燃機缸套11的中部開有進氣口 11a，在內燃機缸套11的進氣口 Ila位置設有控制進氣和打火的進氣打火裝置20 ；在內燃機缸套11的進氣口 Ila位置左側由內至外設有左活塞12和左曲柄機構13， 在內燃機缸套11的進氣口 Ila位置右側由內至外設有右活塞14和右曲柄機構15，左活塞 12、左曲柄機構13與右活塞14、右曲柄機構15對稱設置在進氣口 Ila的兩側，左曲柄機構 13和右曲柄機構15通過傳動機構30連接到同一輸出軸31上輸出；進氣打火裝置20控制的進氣、壓縮、打火、排氣這四個沖程間隔時間與左活塞12來回運動間隔時間及右活塞14 來回運動間隔時間同步。圖1-4所示，所述左曲柄機構13包括有左連桿13a和左曲柄13b，左連桿的13a — 端與左活塞12樞接，左連桿13a的另一端連接到左曲軸1 上，左曲軸1 套接固定在左傳動軸32上；所述右曲柄機構15包括有右連桿1 和右曲柄15b，右連桿15a的一端與右活塞14樞接，右連桿15a的另一端連接到右曲軸1 上，右曲軸1 套接固定在右傳動軸 33上。如圖5-6所示，所述傳動機構30包括有左傳動軸32、左飛輪34、左傳動齒輪35、右傳動軸33、右飛輪36、右傳動齒輪37、中部傳動齒輪38和同一輸出軸31，其中，左飛輪34 和左傳動齒輪35分別固定設在左傳動軸32上；右飛輪36和右傳動齒輪35分別固定設在右傳動軸33上；左傳動齒輪35和右傳動齒輪37均與固定在同一輸出軸31上的中部傳動齒輪38相互嚙合。如圖1-5所示，所述進氣打火裝置20包括有點火火花塞裝置21、高壓噴油嘴22、 左氣門頂桿23、右氣門頂桿M、滑動缸套25、外層固定缸套沈、缸套密封環(huán)27，點火火花塞裝置21和高壓噴油嘴22由內至外分別安裝在內燃機缸套11的進氣口 Ila位置，在內燃機缸套11外側活動套接有滑動缸套25，在滑動缸套25的外側套接有固定安裝的外層固定缸套沈，在外層固定缸套沈與滑動缸套25之間設有若干個起氣密作用的缸套密封環(huán)27，左氣門頂桿23的內端抵設在滑動缸套25的左側，右氣門頂桿M的內端抵設在滑動缸套25的右側，在滑動缸套25上間隔開設有滑套進氣口 25a和滑套出氣口 25b，外層固定缸套沈間隔開設有外層固定缸套進氣口 26a和外層固定缸套出氣口 ^b ；當內燃機處于進氣狀態(tài)時， 外層固定缸套進氣口 26a、滑套上的進氣口 25a、內燃機缸套的進氣口 Ila三者對接連通；在內燃機處于壓縮或燃燒狀態(tài)時，滑套上的進氣口 2 和滑套上的出氣口 2 均處于密封狀態(tài)；當內燃機處于出氣狀態(tài)時，外層固定缸套出氣口 ^b、滑套上的出氣口 25b、內燃機缸套的進氣口 Ila三者對接連通。所述外層固定缸套進氣口 26a和滑套上的進氣口 2 的傾斜角度相同；所述外層固定缸套出氣口 26b和滑套上的出氣口 2 的傾斜角度相同。如圖5所示，所述進氣打火裝置20還包括有曲軸正時齒輪觀、具有左凸輪四的左皮帶輪210、具有右凸輪211的右皮帶輪212、左凸輪搖臂213、右凸輪搖臂214以及傳動皮帶215，曲軸正時齒輪觀安裝在左傳動軸32或右傳動軸33上，曲軸正時齒輪觀、具有左凸輪四的左皮帶輪210、具有右凸輪211的右皮帶輪212通過傳動皮帶215傳動連接，左皮帶輪215上的左凸輪四作用在左凸輪搖臂213的一端，左凸輪搖臂213的另一端抵壓在左氣門頂桿23的外端上；右皮帶輪212上的右凸輪211作用在右凸輪搖臂214的一端，右凸輪搖臂214的另一端抵壓在右氣門頂桿M的外端上。所述外層固定缸套沈固定在外部固定安裝的缸體216上。所述內燃機缸套11內設有冷卻水循環(huán)通道lib。使用時，如圖1所示，第一步是進行吸氣沖程左曲柄機構13將左活塞12向外拉開，右曲柄機構15將右活塞14同步向外拉開，左曲柄機構13通過左傳動軸32帶動曲軸正時齒輪28轉動或者右曲柄機構15通過右傳動軸33帶動曲軸正時齒輪28轉動，曲軸正時齒輪觀通過傳動皮帶215帶動左皮帶輪210和右皮帶輪212同步轉動，左皮帶輪210上的左凸輪四通過左凸輪搖臂213向右壓左氣門頂桿23，而右皮帶輪212上的右凸輪211通過右凸輪搖臂214也向右讓位給右氣門頂桿M，這樣使得滑動缸套25右移，直到外層固定缸套進氣口 ^a、滑套上的進氣口 25a、內燃機缸套的進氣口 Ila三者對接連通，此時，外部空氣由外層固定缸套進氣口 ^a、滑套上的進氣口 25a、內燃機缸套的進氣口 Ila進入，高壓噴油嘴22噴油和空氣形成油氣混合物進入缸套11內的左活塞12和右活塞14之間的燃燒腔體內；如圖2所示，第二步是進行壓縮沖程左曲柄機構13將左活塞12向內運動，右曲柄機構15將右活塞14同步向內運動，對左活塞12和右活塞14之間的燃燒腔體內油氣混合物進行壓縮，同時，左曲柄機構13或右曲柄機構15按第一步的傳動方式帶動進氣打火裝置20工作，使滑動缸套25向左運動，使滑套上的進氣口 2 和滑套上的出氣口 2 均處于密封狀態(tài)；如圖3所示，第三步是燃燒做功沖程滑套上的進氣口 2 和滑套上的出氣口 2 保持密封狀態(tài)；點火火花塞裝置21打火，使壓縮后的油氣混合物充分燃燒，推動左活塞12 和右活塞14向各自的外側運動，左活塞12帶動左曲柄機構13運動，左曲柄機構13運動使左傳動軸32轉動，左傳動軸32上的左傳動齒輪35帶動中部傳動齒輪38轉動，使中部傳動齒輪38中心的同一輸出軸31轉動輸出；同時，右活塞14帶動右曲柄機構15運動，右曲柄機構15運動使右傳動軸33轉動，右傳動軸33上的右傳動齒輪37帶動中部傳動齒輪38轉動，使中部傳動齒輪38中心的同一輸出軸31轉動輸出。這樣就能使燃燒時產生的推力是原傳統(tǒng)技術單活塞設計的機械功效2倍，所以需要同等功率的條件下本新型技術比傳統(tǒng)技
7術降低消耗50%以上，這就達到了降低消耗的要求；如圖4所示，最后第四步是排氣沖程左曲柄機構13帶動左活塞12向內運動，右曲柄機構15帶動右活塞14同步向內運動，左曲柄機構13或右曲柄機構15按第一步的傳動方式帶動進氣打火裝置20工作，使滑動缸套25繼續(xù)向左運動，直到外層固定缸套出氣口 ^b、滑套上的出氣口 25b、內燃機缸套的進氣口 Ila三者對接連通，此時，左活塞12和右活塞14之間的燃燒腔體內的燃燒后氣體從內燃機缸套的進氣口 11a、滑套上的出氣口 25b、外層固定缸套出氣口 26b排出。重復上述吸氣、壓縮、燃燒，排氣四個沖程的過程，周期循環(huán)，不斷地將燃料的化學能轉化為熱能，進而轉換為機械能。由上可知，本新型為一種能夠節(jié)省燃料、熱效率提高雙倍的逆向對沖內燃機。
權利要求1.一種逆向對沖內燃機，它包括有內燃機缸套，其特征在于在內燃機缸套的中部開有進氣口，在內燃機缸套的進氣口位置設有控制進氣和打火的進氣打火裝置；在內燃機缸套的進氣口位置左側由內至外設有左活塞和左曲柄機構，在內燃機缸套的進氣口位置右側由內至外設有右活塞和右曲柄機構，左活塞、左曲柄機構與右活塞、右曲柄機構對稱設置在進氣口的兩側，左曲柄機構和右曲柄機構通過傳動機構連接到同一輸出軸上輸出；進氣打火裝置控制的進氣、壓縮、打火、排氣這四個沖程間隔時間與左活塞來回運動間隔時間及右活塞來回運動間隔時間同步。
2.根據權利要求1所述的一種逆向對沖內燃機，其特征在于所述左曲柄機構包括有左連桿和左曲柄，左連桿的一端與左活塞樞接，左連桿的另一端連接到左曲軸上，左曲軸套接固定在左傳動軸上；所述右曲柄機構包括有右連桿和右曲柄，右連桿的一端與右活塞樞接，右連桿的另一端連接到右曲軸上，右曲軸套接固定在右傳動軸上。
3.根據權利要求2所述的一種逆向對沖內燃機，其特征在于所述傳動機構包括有左傳動軸、左飛輪、左傳動齒輪、右傳動軸、右飛輪、右傳動齒輪、中部傳動齒輪和同一輸出軸，其中，左飛輪和左傳動齒輪分別固定設在左傳動軸上；右飛輪和右傳動齒輪分別固定設在右傳動軸上；左傳動齒輪和右傳動齒輪均與固定在同一輸出軸上的中部傳動齒輪相互嚙口 O
4.根據權利要求1或2或3所述的一種逆向對沖內燃機，其特征在于所述進氣打火裝置包括有點火火花塞裝置、高壓噴油嘴、左氣門頂桿、右氣門頂桿、滑動缸套、外層固定缸套、缸套密封環(huán)，點火火花塞裝置和高壓噴油嘴由內至外分別安裝在內燃機缸套的進氣口位置，在內燃機缸套外側活動套接有滑動缸套，在滑動缸套的外側套接有固定安裝的外層固定缸套，在外層固定缸套與滑動缸套之間設有若干個起氣密作用的缸套密封環(huán)，左氣門頂桿的內端抵設在滑動缸套的左側，右氣門頂桿的內端抵設在滑動缸套的右側，在滑動缸套上間隔開設有滑套進氣口和滑套出氣口，外層固定缸套間隔開設有外層固定缸套進氣口和外層固定缸套出氣口 ；當內燃機處于進氣狀態(tài)時，外層固定缸套進氣口、滑套上的進氣口、內燃機缸套的進氣口三者對接連通；在內燃機處于壓縮或燃燒狀態(tài)時，滑套上的進氣口和滑套上的出氣口均處于密封狀態(tài)；當內燃機處于出氣狀態(tài)時，外層固定缸套出氣口、滑套上的出氣口、內燃機缸套的進氣口三者對接連通。
5.根據權利要求4所述的一種逆向對沖內燃機，其特征在于所述外層固定缸套進氣口和滑套上的進氣口的傾斜角度相同；所述外層固定缸套出氣口和滑套上的出氣口的傾斜角度相同。
6.根據權利要求5所述的一種逆向對沖內燃機，其特征在于所述進氣打火裝置還包括有曲軸正時齒輪、具有左凸輪的左皮帶輪、具有右凸輪的右皮帶輪、左凸輪搖臂、右凸輪搖臂以及傳動皮帶，曲軸正時齒輪安裝在左傳動軸或右傳動軸上，曲軸正時齒輪、具有左凸輪的左皮帶輪、具有右凸輪的右皮帶輪通過傳動皮帶傳動連接，左皮帶輪上的左凸輪作用在左凸輪搖臂的一端，左凸輪搖臂的另一端抵壓在左氣門頂桿的外端上；右皮帶輪上的右凸輪作用在右凸輪搖臂的一端，右凸輪搖臂的另一端抵壓在右氣門頂桿的外端上。
7.根據權利要求6所述的一種逆向對沖內燃機，其特征在于所述外層固定缸套固定在外部固定安裝的缸體上。
8.根據權利要求7所述的一種逆向對沖內燃機，其特征在于所述內燃機缸套內設有冷卻水循環(huán)通道。
專利摘要本新型涉及一種結構新穎、節(jié)省燃料、熱效率提高雙倍的逆向對沖內燃機。它包括有內燃機缸套，在內燃機缸套的中部開有進氣口，在內燃機缸套的進氣口位置設有控制進氣和打火的進氣打火裝置；在內燃機缸套的進氣口位置左側由內至外設有左活塞和左曲柄機構，在內燃機缸套的進氣口位置右側由內至外設有右活塞和右曲柄機構，左活塞、左曲柄機構與右活塞、右曲柄機構對稱設置在進氣口的兩側，左曲柄機構和右曲柄機構通過傳動機構連接到同一輸出軸上輸出；進氣打火裝置控制的進氣、壓縮、打火、排氣這四個沖程間隔時間與左活塞來回運動間隔時間及右活塞來回運動間隔時間同步。本新型具有結構新穎、熱效率提高雙倍的特點。
文檔編號F02F1/22GK202325850SQ201120445789
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月12日 優(yōu)先權日2011年11月12日
發(fā)明者吳以怡 申請人:吳以怡