[发明专利]半轮钟摆单向齿轮调整式发动机

说明书

本发明涉及一种发动机，特别涉及一种体积小、重量轻、结构简单、马力大、噪音小、节油、振动小、能广泛适用于汽车、轮船、摩托车及各种以燃油为动力源的半轮钟摆离合器自动接力式发动机。

自从十八世纪内燃机问世以后，人类进入了机械代替人力进行劳作的时代，发动机被广泛应用于各种机械动力，特别是交通运输机械的动力，极大地推动了生产力的发展和人类的进步，引起了一场工业革命。近三百年来，发动机在解放劳动力、推动生产力的发展方面的贡献是巨大的，但它的基本构形，结构设计方面也象其它科学技术一样，带有时代特性，不是完美无缺的，其中发动机利用活塞的直线往返运动通过连杆带动曲轴产生可利用的旋转动力，而不是直接产生旋转性动力，就是其重要的缺点，这必然增加了许多附加结构，不但使其体积宠大、笨重，而且还增加了由这些附加件造成的各种磨擦阻力和对增大扭距带来的某些限制。使人们对发动机的基本构形设计方面总感到有点美中不足。是否能有一种方式，不通过连杆和曲轴而能直接产生旋转动力，这是人们一直渴望的，各国都投入了大量的人力、物力、财力进行研究，力争率先制造出这种发动机，特别是发达国家，每年投入的财力、物力很多，因为这不仅仅影响到经济方面，对社会发展的其它方面都具有重大影响。但是到目前为止，世界上生产的发动机中的95％以上，仍然是活塞直线往返运动型的发动机。只有少数应用在特殊领域的喷汽式发动机和电动式发动机，除此以外绝大部分燃油中储存的能量通过汽化燃烧转化成机械动力是需要一定的工作程序和严格的条件的，如不断地排除燃烧过的汽体，高速喷入混合汽体，并对其进行必要的压缩，然后爆发。在发动机的结构方面，还需要有很高的耐压、耐高温、密封、耐磨、高度的润滑和不断地降温等，在高速转动下的各部件的高度准确的工作。这些严格而特殊的要求使研究者很难设计出既能满足上述要求，又能直接产生旋转式动力的发动机，要想改变原有设计，不仅仅是结构的问题，还需要许多相关学科的不断发展与进步对其设计的支持，如对材料科学的高度要求，对铸造加工技术及工艺方面的高度要求，对表面及结构处理方面技术与工艺与高度要求，没有这些相关学科的发展与技术进步，要想彻底改变原有的设计方案是不可能的。因此在很长一段时间内，人们把精力放在了围绕原有的工作方式对各部件和一些系统进行改造和完善，使其精益求精，在许多方面确实有了一定的进步，起到了良好的效果。

二十世纪中，日本研究者利用其优异的综合实力，发明了一种能直接产生旋转动力的转子发动机，它一改原有的活塞直线往返运动形式，利用转子在汽缸内围绕扁心轮摆动式转动的方式，不断产生空间和压缩，通过压缩气体的爆发又产生空间，完成进气排气压缩和爆发的程序，推动轴的转动。大大缩小了发动机的体种和重量，从理论上来说比原有发动机有许多优势，但是也还存在着一些难以克服的困难和不足，如转子发动机一次冲程只能使轴转动1/3圈，这就从冲程上限制了转速，另外转子的尖端起密封作用的面积很小，也不利于按装密封环，要使其在高速转动时达到很高的密封效果，就要加大转子尖端对缸体面的压力，增大了磨损，要减少磨损就要以增加润滑油的消耗作为补偿。转子围绕偏心轮摆动式转动时会产生一定的振动，消耗一定的能量和增大磨损，转子发动机的燃烧室的结构也不利于汽体迅速全面燃烧。还有其它一些困难和问题一直难以克服，使转子发动机迟迟不能广泛占领市场去替代原有的发动机。

在其它工作方式的发动机研究中，一些先进国家先后研制成燃汽轮机和喷汽轮机，特别是喷汽轮机，能直接产生强大的超高速的旋转动力。但因其结构复条、造价昂贵、耗油量大等一些原因，目前只能用在飞机和高速赛车上，还不能广泛适用于一般交通车辆和其它机械动力源方面。其它如电力汽车、太阳能汽车等，虽然已研制成功，对环保也较适合，但存的问题也还不少，如新出现的电瓶费液带来的更严重的污染，以及造价、功率、行程等方面的问题。到目前为止，燃油性的发动机仍然占据着绝大多数的市场，而要改变这种状况，不用燃油还需要相当长的时期。近年来，随着计算机及电子技术的发展，利用微型计算机和特殊的传感器，对汽车发动机各个系统进行自动检测，自动调节和智能性控制已达到了相当水平，它能高速、高效、准确、自动地进行各种调节和控制，大大地提高了发动机的性能，使汽车发动机的某些系统的功能已达到了较完美的地步，但是在发动机的动力部分，活塞的直线往返运动通过连杆和曲轴产生旋转动力的这种不完美的结构形式仍然在被使用，而且这种发动机占据着绝大部分市场。