[发明专利]轮替式双活塞环形多缸内燃机

说明书

一种能够直接以氢氧为燃料的轮替式双活塞环形多缸内燃机。两个活塞的活塞中环外侧均固定了与外壳上气缸数相同个数的活塞叶，在外壳控制内环中的多套控制器控制下，两个活塞在外壳的外侧气缸中交替地同向转动，输出齿轮组上分布的两层齿突能分别与两个活塞的内环齿轮啮合，两个活塞通过齿轮啮合的方式带动输出齿轮组旋转并向外输出机械能。活塞的做功周期中包括4个进程，进程一和进程三类似，主要完成两个活塞做功和静止的交替，进程二和进程四类似，均是做功产能的过程。整个做功周期中没有压缩过程，而且排气与做功时刻同步进行，两个活塞不做往返运动，不需要曲轴。可直接燃烧氢氧。

技术领域

本发明涉及活塞式内燃机领域，燃料燃烧的内能通过推动活塞运动转化为可用机械能的机械装置，尤其是应用氢氧作为直接燃料。

背景技术

目前，该领域主流的内燃机多数是使用化石能源，化石能源为不可再生能源，且在燃烧做功过程中会产生大量温室气体和有毒气体，严重危害大气环境，对生态平衡造成破坏，而且化石能源的总储备量有限，不可为社会的可持续发展提供长久能源供应，当下主流内燃机多数是多冲程内燃机，包含有吸气，压缩，做功，排气4个过程，4个过程中仅有一个做功，做功效率底，2冲程内燃机废气与新进入气缸的燃料混合气体混合，会一定程度地影响燃料燃烧效率，传统内燃机做功过程中活塞在气缸内做往返运动，需要曲轴箱等装置将活塞的往返运动转化成可用的圆周运动，由此造成机器结构复杂，重量较大，修理维护保养成本较高，而且往返式活塞在内燃机发生缸内爆燃时不能有效缓解爆燃的能量，使整个机械结构承受极大的损害。

发明内容

为了克服现有内燃机在背景技术中所述的不足，本发明提供一种轮替式双活塞环形多缸内燃机，采用两个互为镜像的带有多个活塞叶的圆环作为活塞，两个活塞始终沿着同一圆周方向交替地做圆周运动，同时将能与活塞内环齿轮相啮合的输出齿轮组作为输出机械能的结构，不需要曲轴箱等设计，没有压缩的过程，而且将传统内燃机中的进气，做功和排气过程融合，并以氢氧作为直接燃料。

为了解决其技术问题本发明所采用的一种技术方案是：两个互为镜像的活塞A和活塞B在同为镜像关系的外壳A和外壳B围成的圆形外壳中运行，在多套控制器与限退阀的共同约束下，两个活塞轮流作为做功活塞，交替完成做功过程和排气过程，并通过能与活塞内环齿轮相啮合的输出齿轮组向外输出机械能。整个做功周期分为4个进程，进程一和进程三均为惯性驱动，此两进程相同点是完成两个活塞做功和静止的交换，区别在于进程一结束后活塞A进入做功状态，活塞B被约束保持静止，而进程二结束后活塞B进入做功状态，活塞A被约束保持静止。进程二和进程四均为做功排气，相同点是此两进程是燃料膨胀做功同时排出上一次做功产生的废气的过程，区别于做功活塞的不同，进程二为活塞A做功的进程，进程三为活塞B做功的进程。

外壳A和外壳B互为镜像关系。两个外壳均被各自的外壳中环分为外部的气缸外环和内部的控制内环。气缸外环由多个气缸首尾串联并相互间隔一个排气间隙构成。控制内环侧壁上固定了限退阀轴和限进阀侧挡。每套控制器和限进阀的固定轴均固定于控制内环后壁上，等臂杠杆的支点也固定于控制内环后壁。外壳中环能与活塞中环贴合，在立体结构中将外壳的内部空间分隔为气缸外环和控制内环，使两个空间独立且互不干扰。输出轴穿过外壳的输出轴孔，向外输出机械能。