[实用新型]可旋转缸筒活塞式内燃机

说明书

技术领域

本实用新型属于内燃机领域，尤其涉及一种可旋转缸筒活塞式内燃机。 

背景技术

当前使用的缸筒活塞式内燃机都是缸筒不动，活塞在曲轴连杆机构的带动下做往复运动。这种运动的部分连杆与活塞要做很强的变速运动，即由零速很快加速到最高速度，而后又很快减至零速度，再做同样的相反运动，在此运动中曲轴要克服来自活塞和连杆的惯性冲击力，同时也要克服曲轴与活塞运动方向不一致所产生的侧向面带来的摩擦阻力。活塞为了承受侧向压力和导向作用需要很长的裙部，这又同时加大了惯性力和摩擦力。 

西安交通大学内燃机教研室编写的《内燃机原理》（第一章第四节第四项）中记载了：“增加转速即等于增加单位时间内每个气缸做工次数，因而可以提高发动机的功率输出，例如6135G型柴油机原来在n＝1500rpm时，其12小时功率为88.5kw，用于载重汽车上后(6135Q)，又把n提高到1800rpm，其15分钟功率为118kw，后来又采取适当改进措施(6135Q-1)，使n＝2200rpm时，其15分钟功率达162kw，与转速提高相对应，内燃机单位马力重量亦随之降低，因此，它是提高发动机功率和减少重量、尺寸的一个有效措施。” 此外，在该书第十一章第三节第二项，有关“发动机转速n或活塞平均速度cm”有这样的论述：“和P的增高一样，n或cm的增高所引起的惯性力上升也使活塞的侧向压力和轴承的负荷增加，因而也增加了机械摩擦损失。但是值得提出的是：在调整四冲程内燃机中，惯性力对机械损失的影响要比气缸压力更明显。这是因为燃烧压力只是在一个冲程起作用而惯性力却是在每一冲程有影响的缘故……显然在高cm时惯性力所引起的摩擦平均压力a要比气缸压力引起的b大的多，以cm＝8m/s时为例，a要占到(a+b)中的76％。更不用说泵损失c和附属机构驱动损失d也随着n的提高而增加的情况了。转速和cm对机械损失具有重要的影响，以致在试图用提高转速的手段来强化柴油机的动力指标的进程中机械效率的不断急剧下降成为发展中的主要障碍之一。” 本书在十一章第四节又进一步指出：“从最终要提高内燃机的有效动力和经济指标的目的来看，提高                                                以减少机械损失和提高指示指标具有同样重要的意义。此外，企图通过进一步提高转速的途径来强化发动机，其中必然会遇到如何才能阻止机械损失的急骤上升的问题。” 

注：D＝气缸直径；n＝发动机转速；

cm＝活塞平均速度；P＝气缸内最高燃烧压力； 

a＝惯性力引起的对曲轴摩擦压力损失；

b＝气缸燃烧所引起对曲轴压力损失；

d＝附属机构驱动损失 ＝机械效率。

由此可见，现有技术中的缸筒活塞式内燃机，包括空压机、真空机等，都存在着侧向压力和活塞与连杆的往复惯性力，随着转速的增加惯性力急剧增加，为了克服惯性力，就要增加活塞、连杆及曲轴尺寸与重量，这就更加大了惯性力和侧向力，使机械效率降低，磨损加快，寿命缩短。

为了达到消除内燃机的惯性力和侧向压力，缩短活塞裙部减少摩擦阻力的目的，发明人采用了曲轴偏心安装和缸筒旋转运行的方式，对内燃机结构进行创新性改进，完全消除了惯性力和侧向压力，大幅提高了机械效率、动力性和使用寿命，并且在减小内燃机重量和体积方面亦有重大突破。

实用新型内容

为了设计一种更高机械效率、更强动力性能及更长使用寿命的内燃机，本实用新型采取以下技术方案：一种可旋转缸筒活塞式内燃机，包括，机体（1）、轴座（2）、第一滚针轴承（3）、第二滚针轴承（4）、曲轴（5）、齿轮外齿（6）、齿座（7）、滚动轴承（8）、连杆轴承（9）、活塞（10）、曲柄销（11）、齿座内齿（12）、缸筒（13）、螺栓（14）；其特征在于：所述曲轴（5）采用偏心安装方式安装于轴座（2）上，轴座（2）中心到偏心孔中心的距离等于曲轴（5）轴线到曲柄销（11）轴线的垂直距离，且等于行程的1/4。