[发明专利]螺旋机构发动机

说明书

本发明根据我国古代发明家鲁班发明的木匠钻的工作原理，将木匠钻垂直的往复旋转运动转换为飞轮的往复旋转运动，改进为螺旋机构，将活塞在水平方向的往复直线运动推动飞轮向同一方向旋转运动，当活塞往复直线运动四次完成进气、压缩、作功、排气的一个工作循环时，飞轮旋转一周，本发明的工作效率比现有曲柄连杆机构发动机的升功率提高一被，质量比公斤/马力降低2/3，热效率提高50％，本发明螺旋机构发动机工作稳定，无任何冲击，所实施的单缸螺旋机构发动机最大功率可达1万马力以上，可应用于陆、海、空任何交通工具的发动机。

本发明涉及一种不采用曲柄连杆机构高效节能的内燃式螺旋机物发动机

目前，人类发明的内燃式曲柄连杆机构发动机，外燃式航空燃气涡轮发动机，本发明的内燃式螺旋机构发动机，它们的工作原理并不新奇，我国一千多年前发明的石磨子、走马灯、木匠钻(鲁班钻)就是以上三种发动机的雏型，具有相同的工作原理，具体结构和工作原理的分析如下：

作图1：石磨子结构及工作原理示意图，图中：1——磨担，2——曲柄，3——上磨盘，4——下磨盘，5——加料口，6——料槽，石磨子是我国古代先民所发明，至今都在使用，民间用来制作豆腐，磨制食品的工具，当人用双手推动磨担1往复直线运动，通过曲柄2、推动上磨盘3向同一方向旋转运动，将粮食通过加料口4进入上磨盘4和下磨盘5中间有规则的齿槽，将粮食磨成粉未进入料槽6，以上结构的工作原理就是现有曲柄连杆机构发动机的雏形。

作图2，走马灯结构及工作原理示意图，图中：1——蜡烛，2——纸园筒，3——烟伞， 4——立柱。我国在公元1150年左右的南宋时代就出现了走马灯。这种玩具利用蜡烛燃烧产生的烟气在纸糊的园筒中上升，吹动上部的烟伞3使立柱4旋转运动，纸烟筒表面画的马跑起来，取名走马灯。走马灯利用热的对流作用产生的推力很小，只能作玩具，以上结构的工作原理就是现代航空燃气涡轮发动机的雏型。

作图3，木匠钻的结构及工作原理示意图，图中1——钻杆，2-绳子，3、横担，4——飞轮，5——钻头，根据传说，木匠钻是我国古代发明家鲁班所发明。开始使用木匠钻时，应将横担3围绕钻杆1旋转几圈，使绳子在钻杆1的表面形成螺旋的缠绕，木匠用双手握住横担3将钻头对准木料用力上下直线运动，带动飞轮4、钻头5反复向不同方向旋转运动，将木料钻成园孔。该结构的工作原理就是本发明螺旋机构发动机的雏型，但是，本发明能实现往复直线运动直接推动飞轮向同一方向运动。

根据我国古代三种发明的工作的原理，对现代三种发动机的结构、运动特性、工作原理作以下探讨：

曲柄连杆机构发动机

一、内燃机的发明过程

内燃机的发明和应用是建立在内燃机原理基础上的，内燃机原理是建立在能量转换和守恒定律，热力学第一、第二定律的热力学理论基础上，经历以下过程：十八世纪已经建立了能量转换和守恒定律——各种能量可以相互转换，但它们的总量是保持不变。1851年汤姆逊建立了热力学第一定律，公式：ΔU＝ΔQ+ΔA，输入系统的能量＝系统能量的变化+系统输出的能量，是热运动中能量转换和守恒定律的具体形式。十八世纪初卡诺对蒸气机理论进行深入地研究，在如何提高热机效率时，他撇开了各种具体结构和实际过程，根据热质守恒定律，在一个理想化的绝热压缩、定温加热、绝热膨胀、定温放热四个可逆过程组成了卡诺循环，建立了热力学第二定律——任何热机的最大效率都小于1，公式如下：

η＝1-T1/T2

式中：T1——高温热源温度，T2——低温热原温度

在卡诺逝世20年后，奥拓和戴姆勒根据卡诺热力学理论，发明了以汽油与空气混合为可燃工质，以曲柄连杆机构为传动机构，进气、压缩、作功、排气四行程的点火式汽油发动机，随后笛卡尔发明了四行程压燃式柴油发动机。他们对内燃机的诞生做出了重大贡献。经历人们对内燃机的逐渐完善，发明了离式点火提前调节装置，真空点火提前调节装置和辛烷值校正器。。。。。等。从20世纪70年代开始，采用电脑控制下的直喷燃烧控制系统，使内燃机有效热效率由发明初期不到10％，提高到汽油机40％左右，柴油机45％左右，实现了节约能源和减少污染的目的。