[发明专利]双缸体圆环形缸体内燃机

说明书

分案原申请日：2006.1.12

分案原申请号：200610010629X

分案原发明创造名称：圆环形缸体内燃机

技术领域

本发明属于动力机械，特别是旋转活塞式内燃机。

背景技术

传统的内燃机是人们熟知的曲柄连杆机构内燃机，它将活塞在缸体中的直线往复运动转变成曲轴的旋转运动，再输出到工作机械。由于连杆与活塞运动方向的夹角随时在变动，沿连杆传向铰接点的力有很大部分的分力是径向力，不使转动主轴做功，只会产生轴压或反作用于缸体，导致对轴承和缸壁的付加磨损，而切向分力在360°间只有一个点最大，致使内燃机的功效低、输出的扭矩小、耗能高；当夹角等于0°时，机构为力传递死点，单缸内燃机为克服这一死点，增加飞轮及增加机构设置，增大机体重量，同时也增大耗油量；力传递输出最大的转矩位置受限，爆震燃烧容易造成缸体的破损和机构的破坏，因此避免采用爆震燃烧，以至汽油机不使用较高的增压值来提高功率。

为了解决曲柄连杆机构内燃机的力传递死点的问题及机械效率低的问题，马自达等国外大公司采用了三角活塞转子发动机。其尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，但其狭长的燃烧室形状不太有利于完全燃烧，火焰传播路径较长，使得燃油和机油的消耗增加、热工效率较低，而且转子发动机只能用点燃式，不能用压燃式，也就是不能采用柴油，另外，转子发动机的加工制造技术高，成本比较贵，推广困难，因此与曲柄连杆机构内燃机一样，属于高能耗、高污染产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双缸体圆环形缸体内燃机，其结构简单，尺寸小，重量轻，活塞的受力合理，无力传递的死点，输出的扭矩大，热工效率高，对运动部件的磨损小，可加强燃烧，相对减少空气污染。

解决本发明的技术问题所采用的方案是：活塞与缸体的缸壁贴合面为半径相同的圆环面，活塞的转动中心与圆环形缸体的中心一致，活塞传动连接至装于转动主轴的离合器，活塞装于圆环缸壁的内、外同心圆环面间，活塞臂为圆弧形，活塞臂末端与连接杆一端固定，连接杆的另一端连接转动主轴上的离合器，活塞传动连接有回位机构，该活塞的回位机构的特点是采用锥形齿轮组，即两平行缸体共用同一转动主轴，各缸体的连接杆连接到对应的锥形齿轮，两相对的锥形齿轮间啮合有一过渡锥形齿轮，两锥形齿轮又与各自的离合器连接。

另外本双缸体的内燃机在连接杆行程的缸体排气位置处还装有缓冲挡块。

本发明的的技术效果：

(1)燃烧机构产生的燃膨力直接转化成主轴的旋转运动，因此机械效率高，无力传递的死点，主轴转动半径增大，输出的扭矩大，热工效率高，对运动部件的磨损小，可减小设备尺寸，降低重量、振动和噪声，减少排污程度。

(2)克服了曲柄连杆机构内燃机燃烧夹角小的不利影响，在高速旋转条件下，其优越性更加突击，不再忧虑燃烧角提前或延后对功能的影响和损失。

(3)可使用较高的增压值来提高功率，不在避讳爆震燃烧。

(4)由于转动主轴不存在变动的径向力影响，只存在旋转离心力作用，极大地减少对气缸壁和活塞的磨损，极大地减少转动主轴支撑磨损，使其提高使用寿命。

(5)转动主轴回转半径得到合理有效地提高，增加了燃膨力作用半径，极大地提高有效转矩的输出；又使机构设置紧凑，降低了整个机体的重量，此条件为设计小型内燃机和大功率内燃机提供了可靠的基础保证。

(6)混合气体在较长气缸的存在燃烧，排出的有害气体将减少，有力地降低对环境的污染。

附图说明

图1为本发明的双缸体内燃机结构主视图；

图2为本发明的双缸体内燃机结构侧视图。

图中各标号依次表示：活动缸封2-1、锥形齿轮组2-2。转动主轴2-3、排气及消声组件2-4、增压组件2-5、活塞连接臂2-6、离合器2-7、活塞臂2-8、活塞环2-9、活塞2-10、缸体2-11、机架2-12、燃烧机构2-13、缓冲挡块2-14、润滑冷却系统2-15。

具体实施方式

实施例：双缸体内燃机的结构可参见图1、2，缸体2-11为与活塞2-10的贴合面也为内外两层圆环面，两平行的缸体2-11共用同一转动主轴2-3，各缸体内2-11的活塞臂2-8通过销子与活塞连接臂2-6固定，再连接到对应的锥形齿轮2-2上，在两相对的锥形齿轮2-2间啮合有一过渡锥形齿轮，两锥形齿轮2-2组又与各自的离合器2-7连接。当燃烧机构2-13爆燃时，其中一个缸体2-11内的活塞2-10正转，离合器2-7采用图示的棘爪式结构，此时呈结合状态，带动转动主轴2-3旋转，同时对应的锥形齿轮2-2也正转，通过啮合的过渡锥形齿轮的反向作用，另一侧的锥形齿轮2-2反转，该侧对应的离合器2-7呈脱离状态，所以可将这一侧未做功的活塞2-10送回燃烧的起始点，这样两侧的缸体2-11与活塞2-10就平稳地交替工作和复位，同时离合器2-7还可起到保护作用。尽管活塞2-10运动到排气结束时速度已大大降低，但仍较快，为了起到保护作用，在排气结束位置处装有带弹簧的缓冲挡块缓冲挡块2-14，可吸收多余能量。