[发明专利]一种惯量电驱顶活塞杠杆高效发动机

说明书

本发明公开了一种惯量电驱顶活塞杠杆高效发动机，在发动机缸体内由下至上依次设置有曲轴、本活塞和顶活塞；本活塞通过连杆机构连接曲轴，曲轴的一端设置有曲轴齿轮；顶活塞通过顶杆机构连接凸轮机构；凸轮轴的一端设置有驱动齿轮；凸轮轴的另一端设置有第一级变速大齿轮，第一级变速大齿轮啮合第一级变速小齿轮，第一级变速小齿轮连接第一级变速轴的一端，第一级变速小齿轮与第二级变速大齿轮之间设置有第一惯量飞轮盘；凸轮轴上还连接有一驱动电机；曲轴齿轮通过一过桥齿轮驱动驱动齿轮。该发动机是一种两冲程扛杆高效发动机，无需燃料、零排放、更高效、可持续发展的动力源，使发动机摆脱被化石燃料的束缚。

技术领域

本发明属于发动机领域，具体而言涉及一种发动机。

背景技术

内燃发动机是燃料在缸筒、缸盖、活塞所形成的密闭空间内瞬间燃烧，产生的高压、高温气体推动活塞来实现内能向动能的转化，其基本结构参见图1所示，图中A表示进气阀、摇臂和弹簧；B表示阀门盖；C表示进气口；D表示气缸盖；E表示冷却液；F表示发动机缸体；G表示油盘；H表示油槽；I表示凸轮轴；J表示排气门、摇臂和弹簧；K表示火花塞；L表示排气口；M表示活塞；N表示连杆；O表示连杆轴承；P表示曲轴。为了满足燃烧所需的三个条件燃料、氧气和燃点，内燃发功机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环。一个工作循环曲轴转两圈，做功冲程完成一次能量转化。备注:曲轴和活塞通过连杆连接在一起，两个部件运行是同步的。即曲轴在上止点或下止点位置时，活塞同步在上止点或下止点位置，连杆两端受的力的大小相等。

以下简要介绍，现有内燃机的做功过程：

1）吸气冲程:曲轴在外力惯性的作用下旋转，从上止点带动活塞向下运行，进气门开启，吸入空气和燃料混合气体(柴油机只吸入空气)一直到下止点，进气门关闭，吸气冲程结束。

2）压缩冲程:曲轴在外力惯性的作用下旋转，从下止点推动活塞向上运行，压缩吸入的气体，一直到上止点，压缩冲程结束。

3）做功冲程:曲轴旋转，活塞在上止点位置，燃料在密闭、狭小的压缩空间内，瞬间燃烧产生高压、高温气体推动活塞向下运行，活塞通过连杆把向下的推力转化成曲轴的旋转力对外输出，一直到下止点，做功冲程结束。

4）排气冲程:曲轴在外力惯性的作用下旋转，从下止点推动活塞向上运行，排气门开启，排出燃烧产生的废气，一直到上止点，排气门关闭，排气冲程结束。

做功冲程中活塞在气缸内作往复运动，曲轴以主轴颈为圆心，以主轴颈和连杆轴颈的圆心距为半径，作旋转运动。剖析做功冲程：

活塞:做功冲程开始时，活塞和曲轴同步在上止点位置，活塞上端是密闭、狭小的压缩空间，这时燃料瞬间燃烧，产生高压、高温气体，推动活塞向下运行。气体在推动活塞向下运行的同时，活塞上端密闭空间增大，气体膨胀，压力降低，对活塞的推力持续减小。

曲轴:做功冲程开始时，曲轴在上止点位置，曲轴主轴颈的圆心点、连杆轴颈的圆心点和活塞销圆心点，三点在一条垂直线上(缸筒圆心点与曲轴主轴颈圆心点的直线上)，这时活塞上端密闭、狭小的压缩空间，燃料瞬间燃烧，产生的气体压力最高，对活塞的推力也最大。反而因为圆心点(曲轴主轴颈的圆心点)，旋转点(连杆轴颈的圆心点)和推力点(活塞销圆心点)三点在一条垂直线上，曲轴对这个最大推力的转化效率是零(曲轴不能把最大的推力转化成旋转动力输出)。而随着做功冲程的继续曲轴旋转，圆心点、旋转点和推力点，三点形成一个三角形。曲轴圆心点和旋转点形成一个杠杆转动过程中动力大小的变化，即做功冲程曲轴对活塞推动的转化效率大小变化。