[发明专利]具有四缸、四行程、往复活塞及双峰凸盘的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，特别是涉及一种具有四缸、四行程、往复活塞及双峰凸盘的内燃机，是对现有内燃机结构的改进。

背景技术

自德国工程师狄塞尔发明曲柄连杆式内燃机，一百多年以来，这种结构的内燃机一直作为汽车、拖拉机及其他工程机械的配套动力。在长期的使用过程中，曲柄连杆式内燃机的一些缺点和不足逐步被认识：

1.曲柄连杆式内燃机在工作过程中，当活塞通过连杆把力传递给曲柄时，也产生了一个对缸壁的侧压力，造成了缸筒和活塞的偏磨，使内燃机的工作状况变坏，缩短了整机的使用寿命。

2.曲柄连杆式内燃机决定了其活塞的往复惯性力和连杆的摆动惯性力不能完全平衡，在运转时产生振动。

3.曲柄连杆式内燃机结构复杂，主要部件加工工艺难度大，精度要求高，整机相对比重量较大，因而制造费用高。

4.曲柄连杆式内燃机活塞运动规律，不适应内燃机爆发时可燃气体燃烧规律和散热规律，因而热效率相对较低。

在内燃机的发展过程中，国内外也曾出现过一些新型内燃机，如三角转子式内燃机，凸盘内燃机，摆盘内燃机，斯特林式内燃机，对顶活塞式内燃机等，上述内燃机虽然先后问世，但存在种种缺点和不足，一直没有得到实际应用，其中

(1).三角转子式内燃机

该机结构简单，体积小重量轻，平衡性好，运转平稳，但这种内燃机致命弱点是密封问题得不到解决，该机在工作时，三角活塞的密封条和汽缸的工作面不能长期有效的密封，造成工作过程中的高压气体泄露，不能长期有效，可靠的运转，因而没有得到应用。

(2).凸盘，摆盘内燃机

这两种内燃机在《柴油机设计手册》中曾介绍过，但由于其结构及其他原因，加工工艺复杂，不能在汽车上应用。

(3).斯特林式内燃机

这种内燃机由于其配气系统体积过大，笨重，不能作为机动车辆的动力。

(4).对顶活塞式内燃机

这种内燃机曾是国外新出现的一种内燃机，该机两活塞相对运动，故平衡性好，但这种结构仅限于二冲程内燃机，且扫气过程复杂，体积过大，没有得到应用和推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，针对现有内燃机的缺点，经过研究改进，给出了一种新型的具有四缸、四行程、往复活塞及双峰凸盘的内燃机。它具有曲柄连杆内燃机和三角转子式内燃机的优点，不仅克服了其缺点和不足，而且在原理和结构上也有创造性的改进，解决如下问题：

①降低油耗，减少有害气体的排放，曲柄连杆内燃机的主燃油消耗，由于其结构所制约不可能有新的突破，氧化亚氮等有害气体的排放无法得到有效控制。而本发明则能很好地解决这些问题，通过凸盘型面曲线和压缩比的变化有效地降低主燃油的消耗和有害气体的排放。

②同曲柄连杆内燃机相比，本发明大大地减少工作过程中活塞对缸筒的侧压力，基本实现了缸筒和活塞这对摩擦付的正圆均匀摩损。

③曲柄连杆内燃机活塞的销座不但承受爆发时的压力和冲击力，而且热负荷较大，容易产生变形，而本发明活塞无销座，同时活塞和活塞杆可实现强制润滑和冷却，无销座变形。

④滚轮对凸盘，回位滚轮和摆杆都是滚动摩擦，同曲柄连杆内燃机的滑动摩擦相比减少摩擦力，提高了可靠性。

⑤同曲柄连杆内燃机相比，本发明由凸盘滚子机构取代曲柄连杆机构，凸盘取代曲轴功能，活塞上的滚轮直接驱动凸盘使往复直线运动转变为旋转运动，中间没有连杆，这样也就没有曲轴瓦，连杆瓦等部件。

配气机构通过中心主轴直接驱动配气盘，配气盘旋转时通过镶在配气盘上的凸环驱动挺柱座中的配气挺柱，挺柱直接驱动气门，完成进排气过程，同曲柄连杆内燃机相比，本发明的配气结构高度简化。

由于结构的简化先进，体积重量减少，相同功率的本发明的制造费用仅为同功率曲柄连杆内燃机制造费用的50％。

⑥曲柄连杆内燃机在运转过程中存在活塞上下运动的往复惯性力和连杆的摆动惯性力，这两种力很难完全平衡，而本发明旋转件主轴，凸盘，皮带轮本身就是平衡件，活塞回位摆杆都能实现对称平衡运动，所以本发明工作起来无振动。

⑦本发明凸盘旋转360°，就爆发四次，相当于曲柄连杆内燃机8缸工作，同曲柄连杆内燃机相比，升功率提高一倍，且动力输出的主轴设在中部贯通整机，缩小了体积，使升功率，比功率，比重量大幅度提高。