[发明专利]一种双向导轨直轴内燃机

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种内燃机，尤其涉及一种双向导轨直轴内燃机，属于内燃机技术领域。

(二)背景技术

当前，为器械提供动力的动力装置主要分为两大类：热动力装置和电动力装置，热动力 装置的能源是推进剂(又称燃料)，利用推进剂燃烧反应释放的热能来做功，所以其发动机 是热力发动机。热力发动机按照其燃烧发生的场所不同可分为内燃机和外燃机，内燃机由于 其较高的燃烧效率和紧凑的结构被广泛的应用。内燃机中广泛应用于地面器械的是活塞式内 燃机，它是通过燃料燃烧推动活塞往复运动做功，通过传动机构将活塞的往复运动转换为旋 转运动为器械提供动力。因而，对于活塞式发动机，其传动机构的选择将对发动机的工作性 能及效率产生极大的影响，目前应用于活塞式发动机的传动机构为曲柄连杆机构。

曲柄连杆机构是一种四连杆的机械机构，它的原理十分简单，在活塞式发动机里，该机 构是通过连杆和曲轴实现的，但在实现运动转化过程中，连杆的横向振动一直是一个难以解 决的问题，甚至成为了制约活塞式发动机持续发展的瓶颈。以往的工程师们已通过在曲轴上 增加合适的配重来减小这种横向振动，但很显然的是，欲彻底的消除横向振动，只能寻求新 型的传动机构来代替曲柄连杆机构。目前较为成熟的方案为日本马自达公司采用的三角转子 发动机，它运用三角活塞在一个类跑道形汽缸中做圆周加往复的叠加运动来实现运动的转 化，但由于它特殊的活塞型式，造成的活塞与汽缸的磨损加剧，导致了发动机寿命的大幅下 降。这种现状使三角转子发动机很难用作为家用汽车的动力装置。

那么，为了即不改变活塞在汽缸中的运动型式(上下往复运动)，又采用新型机构将这 种往复运动转化为旋转运动，应首先从活塞的运动规律考虑。活塞的往复运动规律可认为是 机械振动中的简谐振动形式，如果把活塞视为一个质点，由一个围绕活塞周向做匀速圆周运 动的光源将该质点的运动过程投影到一个假想的圆柱面上，这个圆柱面上即形成了一个封闭 的正弦曲线轨迹，适当的调节活塞往复运动的周期和光源圆周运动的周期，使前者是后者的 一半，圆柱面上便形成了一个两个波长的封闭正弦曲线。那么反过来考虑，就产生了由旋转 着的带有正弦曲线的圆柱面来约束活塞的往复运动这一新思路。这样一来为发动机带来了更 多的优势：一是完全的避免了运动件的横向振动；二是将活塞中心轴与输出轴的中心轴重合， 形成了不同于以往曲柄连杆发动机的直角传动机构，由曲轴发动机改变为直轴发动机，这一 改变为活塞发动机在航空航海领域中的应用提供了可能性和优势。

基于这种思路，应用适当的机械结构来实现上述运动的转化，便形成了该双向导轨直 轴内燃机，该内燃机无曲柄连杆机构，取而代之为双向导轨机构，消除了活塞对汽缸的侧 向压力，可平稳的提供低转速大扭矩的做功能力，结构紧凑，适合微型化，其直轴的特点 使该发动机随载体前进时的阻力面积较小，因此尤其在航空与航海领域中具有很好的应用 发展前景。

(三)发明内容

1.发明目的

本发明的目的是提供一种双向导轨直轴内燃机，它应用双向导轨机构克服了传统曲轴 内燃机的横向振动大的不足，是一种可平稳的提供低转速大扭矩的做功能力，结构紧凑， 阻力面积非常小的新型内燃机。

2.技术方案

如图1和图2所示，本发明一种双向导轨直轴内燃机，它由缸盖1、缸套2、汽缸3、 活塞4、过渡机匣5、密封圈6、球轴承7、曲线导轨8、导轨定位销9、机匣10、输出主轴 11、滑块12、传动销13、滑块铜套14、化油器15和桨垫16组成，其位置连接关系是：缸 盖1与汽缸3用螺栓连接在一起，缸套2用间隙配合安装在汽缸3内部；活塞4外圆柱表面 与缸套2内圆柱表面接合并可沿圆柱母线方向往复运动；活塞4下方通过销钉与滑块12连 接；滑块铜套14套在滑块12的两端，滑块铜套14的两侧与过渡机匣5的轨道槽配合接触； 传动销13通过轴承连接在滑块内部并可自由转动，传动销13外端分别与两个曲线导轨8接 触；曲线导轨8通过导轨定位销9固定在输出主轴11内部；输出主轴11通过球轴承7连接 在机匣10内部；密封圈6放在机匣10与过渡机匣5之间；汽缸3、过渡机匣5、机匣10用 螺栓进行固连；化油器15通过螺栓与机匣10小端的平面连接；桨垫16套在输出主轴11小 端。