專(zhuān)利名稱(chēng):新概念發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
本發(fā)明是一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。
現(xiàn)用內(nèi)燃機(jī)為往復(fù)式。這種發(fā)動(dòng)機(jī)用以推動(dòng)主軸做功的是燃?xì)鈮毫g間接作用于曲柄銷(xiāo)的切向分力tg(未計(jì)慣性力)，燃料熱能不能充分利用(參見(jiàn)圖1)。國(guó)內(nèi)外廣泛研制的一些旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，因在熱效率、密封性和工藝等方面存有不同問(wèn)題而未能推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的任務(wù)是制造一種能夠直接利用燃?xì)鈮毫g做功的發(fā)動(dòng)機(jī)，而且密封簡(jiǎn)單可靠，工藝簡(jiǎn)便易行。
本發(fā)明是建立在發(fā)明人的這樣幾個(gè)新概念基礎(chǔ)上的使燃?xì)鈮毫Υ怪弊饔糜谥鬏S力臂(“垂直作用原理”)，恰當(dāng)利用可燃混合氣的“爆炸效應(yīng)”、工作循環(huán)的“力封閉效應(yīng)”和燃?xì)夥聪蛄Τ惺芗鸬摹胺聪蛄π?yīng)”，可以大幅度地提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率和輸出功率。
上述任務(wù)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，把往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)顛倒過(guò)來(lái)將氣缸蓋和主軸力臂(缸體和聯(lián)接件)剛性聯(lián)接，使作等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，讓其承受的燃?xì)鈮毫g直接推動(dòng)主軸做功;活塞則在旋轉(zhuǎn)中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以形成工作循環(huán)的四個(gè)過(guò)程，并將承受的反向燃?xì)鈮毫?-pg)通過(guò)傳力件改變方向，正向作用于行星齒輪的偏心軸頸，推動(dòng)行星齒輪繞固定不動(dòng)的中央齒輪(或齒圈)運(yùn)轉(zhuǎn)，該游行齒輪的主軸頸裝于主軸力臂，從而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)做功。
本發(fā)明主要由下列零部件組成缸蓋1、缸體2、活塞3、連桿4、搖桿5、支桿6、行星齒輪偏心軸7、中央齒輪8、主軸(功率輸出軸)9、轉(zhuǎn)接環(huán)10等(參見(jiàn)圖2)?；钊B桿可與普通發(fā)動(dòng)機(jī)通用，缸體與軸固定聯(lián)接，每層可布置兩缸或多缸，可多層串聯(lián)。缸蓋一端(也可兩端)有換氣口，氣口周?chē)袣夥馊?，它在裝有火花塞的靜止的轉(zhuǎn)接環(huán)上滑動(dòng)(也可兩端均裝轉(zhuǎn)接環(huán)，一端進(jìn)氣，一端排氣)。搖桿兩端分別與連桿和行星齒輪偏心軸頸聯(lián)接。支桿兩端分別與搖桿中部的銷(xiāo)子和主軸鉸接。行星齒輪主軸頸裝于缸體，它繞中央固定齒輪(或齒圈)運(yùn)轉(zhuǎn)，兩者的齒數(shù)比由主輪每轉(zhuǎn)每缸的工作次數(shù)和循環(huán)的沖程數(shù)決定。
本發(fā)明工作原理為下。①工作行程，混合氣經(jīng)點(diǎn)燃爆發(fā)，在燃?xì)鈮毫ν苿?dòng)下，缸蓋直接帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)做功;活塞下行，它通過(guò)搖桿5支桿6推動(dòng)行星齒輪順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，從而也帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)作功。②排氣行程，在缸體和行星齒輪帶動(dòng)下，通過(guò)支桿和搖桿迫使活塞上行。廢氣受到活塞推力，一方面通過(guò)換氣口向外排氣，一方面作用于缸蓋繼續(xù)做功。③進(jìn)氣行程，在上述零件帶動(dòng)下活塞下行，新鮮混合氣經(jīng)過(guò)換氣口進(jìn)入氣缸。④壓縮行程，活塞上行，將可燃混合氣壓縮，同時(shí)氣缸蓋在壓縮氣缸壓力下帶動(dòng)主軸作功(當(dāng)然推動(dòng)活塞上行所消耗的功更大些)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理適于用汽油柴油等液體作燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，也適于用氣體燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，還可用作外燃機(jī)。
圖3是一臺(tái)按照本發(fā)明制造的雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部基本零件按裝圖，圖4為裝配好的發(fā)動(dòng)機(jī)。該機(jī)缸徑為40毫米，主軸每轉(zhuǎn)工作四次，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)1500轉(zhuǎn)/分(偏心齒輪軸6000轉(zhuǎn)/分)，最大功率可達(dá)8馬力。
圖5至11為本發(fā)明的基本實(shí)施方案。圖5為一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是缸蓋帶動(dòng)主軸作功的力臂較短，省去了搖桿和支桿，連桿直接推動(dòng)偏心行星齒輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)氣缸壓力達(dá)到最大值時(shí)，其壓力沿連桿中心線的分力基本上已掃過(guò)固定齒輪和游星齒輪節(jié)圓的切點(diǎn)，從而輔助主軸做功。它的進(jìn)排氣門(mén)隨缸蓋一起轉(zhuǎn)動(dòng)，由固定不動(dòng)的凸輪盤(pán)驅(qū)動(dòng)。圖6、圖7是搖桿、支桿作不同布置形式的機(jī)型。還可有其他形式的布置，如游星輪偏心與搖桿的聯(lián)接點(diǎn)在連桿和支桿與搖桿的聯(lián)接點(diǎn)之間，連桿與搖桿聯(lián)接點(diǎn)在游星輪和主軸與搖桿的聯(lián)接點(diǎn)之間等。圖8是一種固定齒輪為內(nèi)齒式的四缸機(jī)布置方案，固定齒輪與游星齒輪的齒數(shù)比為6∶1，主軸每轉(zhuǎn)各缸共工作12次。圖9是一臺(tái)六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)方案，其主要特征是在連桿的一端裝有消除或降低活塞因離心力而造成的對(duì)缸壁的附加磨損的平衡重塊。圖10、圖11是為消除活塞因離心力對(duì)缸壁造成的附加磨損和正常摩擦與磨損而采取的方案。圖10的活塞沒(méi)有裙部而有剛性聯(lián)接的柄，活塞通過(guò)搖桿外端的開(kāi)口槽，在導(dǎo)架的滾動(dòng)體上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖11的活塞柄為空心軸，內(nèi)有減磨襯套，活塞在導(dǎo)桿上往復(fù)滑動(dòng)。
本發(fā)明的應(yīng)用范圍與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)相同。
桿與行星齒輪的聯(lián)接可采用3a或3b的形式。圖4之5是為消除活塞因離心力對(duì)缸壁造成的附加磨損和正常摩擦與磨損而采取的兩種方案。5a的活塞沒(méi)有裙部而有剛性聯(lián)接的柄，活塞通過(guò)搖桿外端的開(kāi)口槽，在導(dǎo)架的滾動(dòng)體上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。5b的活塞柄為空心軸，內(nèi)有減磨襯套，活塞在導(dǎo)桿上往復(fù)滑動(dòng)。
權(quán)利要求
1.現(xiàn)有往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，其缸蓋固定不動(dòng)，推動(dòng)主軸做功的是活塞承受的燃?xì)鈮毫g間接作用于曲柄肖的切向分力tg。本發(fā)明的特征是，缸蓋作等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它與主軸力臂剛性聯(lián)接，將其承受的燃?xì)鈮毫?Pg)直接推動(dòng)主軸做功，活塞在旋轉(zhuǎn)中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成工作循環(huán)的四個(gè)過(guò)程，同時(shí)將反向燃?xì)鈮毫?-Pg)正向作用于行星齒輪偏心軸頸，使該齒輪繞固定不動(dòng)的中央齒輪(或齒圈)運(yùn)轉(zhuǎn)，行星齒輪的主軸頸聯(lián)于主軸力臂，從而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)做功。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1，一種新概念發(fā)動(dòng)機(jī)的特征是，活塞承受的反向燃?xì)鈮毫νㄟ^(guò)由連桿、支桿、搖桿組成的反力傳遞機(jī)構(gòu)改變力的方向后再作用于行星齒輪偏心軸頸，使其正向運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)排氣門(mén)隨氣缸蓋旋轉(zhuǎn)，并由固定不動(dòng)的凸輪盤(pán)直接或間接(通過(guò)推桿等)驅(qū)動(dòng)，固定在缸蓋上的火花塞，通過(guò)在固定不動(dòng)的電刷上滑動(dòng)的高壓線支架實(shí)現(xiàn)跳火(也可采用飛輪式磁電機(jī)等點(diǎn)火系統(tǒng))。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1，一種新概念發(fā)動(dòng)機(jī)的特征是，缸蓋帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的作用力臂較短，活塞承受的反向燃?xì)鈮毫χ苯佑蛇B桿帶動(dòng)行星齒輪偏心軸在固定齒圈上運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1，一種新概念發(fā)動(dòng)機(jī)的特征是，在連桿的一端具有平衡活塞質(zhì)量的配重。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1，一種新概念發(fā)動(dòng)機(jī)的特征是，活塞具有剛性聯(lián)接的柄，以在圓柱形氣缸筒內(nèi)的導(dǎo)套或?qū)U上通過(guò)滾動(dòng)體或滑動(dòng)件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，搖桿的一端為導(dǎo)槽。
專(zhuān)利摘要
一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。它建立在發(fā)明人的幾個(gè)新概念基礎(chǔ)上使燃?xì)鈮毫Υ怪弊饔糜趦?nèi)燃機(jī)主軸力臂(“垂直作用原理”)，恰當(dāng)利用“爆炸效應(yīng)”“力封閉效應(yīng)”“反向力效應(yīng)”，可大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和熱效率。為此，將氣缸蓋與主軸力臂剛性聯(lián)接，作等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使燃?xì)鈮毫χ苯油苿?dòng)主軸做功；活塞在旋轉(zhuǎn)中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成工作循環(huán)，并通過(guò)反向機(jī)構(gòu)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)做功。用途同傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號(hào)F02B75/00GK85102468SQ85102468
公開(kāi)日1986年1月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者楚兆鼎 申請(qǐng)人:楚兆鼎導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan