[发明专利]摆臂式两冲程直轴内燃机

说明书

摆臂式两冲程直轴内燃机样机研制成功，它相比同容积曲轴内燃机功率提升4‑6倍，原理是燃油爆发时对比曲轴内燃机曲柄在0度角它在45度角，力臂加长了，燃油爆炸力做有用功输出转换率达到90％，而燃油爆发初期输出功率最大阶段的旋转角度相比曲轴内燃机却有了增加，它是用摆臂和侧臂滑块与直轴上的鸭嘴轮和逗号形凸轮交替衔接方式实现的，这种内燃机直轴旋转一周，带动V型机型两个气缸或三角形机型三个气缸各爆发一次，与旋转两周爆发一次的曲轴内燃机相比，它们分别爆发了四次和六次，相比曲轴内燃机它的机体结构和制造工艺大量简化，机体重量减轻4‑6倍，生产成本降低4‑6倍，它是内燃机改进的一个系统工程。

技术领域

本发明涉及一种摆臂式两冲程直轴内燃机，由活塞连杆推动摆臂及侧壁滑块和直轴上的鸭嘴轮及逗号形凸轮旋转配合，使活塞的直线往复运动转变为直轴圆周运动的装置，适用于现有技术中曲轴内燃的改进升级。

背景技术

现有技术中的内燃机，还沿用着一百多年前奥托和狄塞尔发明的曲轴式内燃机，这种内燃机缺陷是输出效率太低，燃油浪费太大，内燃机曲柄固定的圆形轨道旋转模式，使其输出效率不能改进和提高。曲轴内燃机输出效率低的主要原因是：燃油爆发瞬间和最初运行阶段，气缸内气体温度最高压力最大，但此时曲柄却旋转在圆形轨道半径的顶端，活塞连杆和曲柄在一条相比垂直线弯曲角度不大的曲线上运行，气缸内燃油爆发压力通过活塞连杆传递给曲柄时，产生了一个沿着曲柄半径指向圆心的非常大的无用分力(法向力)，见附图1中的N，使有用分力(切向力)的输出比例非常小，见附图1中的T。燃油爆发时产生的高温高压气体，在曲柄无用分力的阻力下不能做有用功输出，大量高温热能通过气缸壁传递到冷却系统中，还有很大一部分高温气体没有做功就随着废气排出，而燃油爆发瞬间产生的巨大爆炸力，由于曲柄旋转在上止点零度角至十二度角附近，绝大部分损失掉了。爆炸力消失后气缸内的压力，很大一部分通过连杆曲柄产生了指向轴心的无用分力，这些力除了一小部分产生摩擦力做阻力功外，大部分没有做功就随着曲柄旋转角度的增加，气缸容积的增大成反比例曲线的陡势骤减掉了，有用分力做有用功输出只占其中一部分，随着曲柄转动角度的增加，虽然有用分力输出比例迅速上升，但由于连杆相对于活塞垂直运行的角度增大，活塞对气缸侧壁摩擦力也在加大，有用分力的做功输出仍然有损失，燃油爆发初期释放能量最大的阶段，曲轴却向外输出动力并不多。76.4度角以后由于连杆相对曲柄的运行角度小于了90度角，无用分力又迅速增加，从图31的列表第七行有用分力转换率中可以看出，输出效率迅速降低，曲轴内燃机在整个运行阶段无用分力都在损失着做功的能量，所以，曲轴内燃机的输出效率非常低。

以申请人引用的现有技术中，常州天成柴油机厂生产的4马力柴油机为例，它的活塞行程为60毫米，缸径70毫米。活塞在上止点时气缸内燃油爆发，曲柄从上止点0度角旋转到42.6度角时活塞从上止点下降了10毫米，是活塞行程的六分之一距离，有用分力(切向力)的输出从0增加到42.6度角时的约81％，而此时气缸内的压力，从附图30中压力输出曲线30-5中可粗略看到，从最高峰下降了百分之五十以上， 76.4度角以后从附图31的表中第7行可以看到，输出效率又迅速降低。