[发明专利]无缸盖双活塞多缸共轭式柴油机

说明书

本发明属于活塞往复式内燃机。

现有的对置活塞内燃机，如US2274877公开一种内燃机，它提供一种双作用、双传动曲轴的结构，对置活塞分别通过连杆带动双传动曲轴运动。因此，其不易实现四行程循环，充量正时无法精确控制，传动机构复杂，工艺复杂、成本高，无法消除活塞对气缸套的侧压力，可靠性差。

本发明提供一种能对称利用燃气膨胀力，消除活塞对工作气缸的侧压力，并改善燃烧条件和采用高压缩比，实现四行程工作循环的无缸盖双活塞多缸共轭式柴油机。

为了实现上述目的，本发明设计一种至少四个气缸并联排列，在每个气缸里装有两个互为反向运动的活塞，由活塞和气缸套围成燃烧室，进排气门分别安在两活塞上，气缸两端同侧的每个活塞通过活塞杆连接横连杆，横连杆的两端部位安在导轨里，并有传递活塞运动的动力输出机构及配气机构。

下面结合附图对本发明作详细描述。

图1为本发明主视图

图2为活塞B-B剖面图

图3为活塞C-C剖面图

图4为活塞D-D剖面图

图5为副曲轴与主曲轴连接示意图

图6为副曲轴与主轴连接示意图

图7为配气机构左视图

图8为进气控制原理图

图9为排气控制原理图

图10为一层多元共轭式柴油机排布图

图11为二层单元共轭式柴油机排布图

图12为二层单元共轭式柴油机垂直连杆图

本发明的主示图如图1所示。至少四个气缸并联排列，在每个气缸（1）里装有两个互为反向运动的活塞（2、2′），进、排气门分别安装在两活塞上，在每个气缸（1）里，由气缸套和两个活塞（2、2′）围成燃烧室，气缸两端同侧的每个活塞（2、2′）通过活塞杆（7、7′）固定连接横连杆（10、10′），横连杆的两端部位安在导轨里，并有传递活塞运动的动力输出机构及配气机构。气缸套可以装在气缸体上组成气缸，每个气缸（1）的喷油嘴11安在气缸的中间，形成每个气缸的燃烧室在两活塞的中间。导轨可以安在机体上，在横连杆两端部位有两个导轨来支承横连杆，如A-A剖面图所示。

活塞的结构如图1、图2、图3、图4所示。活塞2由活塞套3、活塞筒4和活塞杆7组成，活塞的轴心部位有进气通道，并在通道里安有气门顶杆5和涡流叶片6;涡流叶片的内螺旋线缠绕在气门顶杆5的杆上，外螺旋线与进气通道内孔面紧接触。活塞2′由活塞套3′、活塞筒4′和活塞杆7′组成，活塞的轴心部位有排气通道，并在通道里安有气门顶杆5′。活塞2′与活塞2的结构大致相同，只是没有安涡流叶片。活塞筒其轴心部位开有内孔，作为进、排气通道，在内孔里有支承件（8、8′），支承气门顶杆（5、5′）。在活塞筒的上部切去两块，形成活塞杆（7、7′）。把气门顶杆的一端做成菌形气阀，菌形气阀的外锥面与活塞内孔活塞侧的内锥面配合紧密。在上端的支承件（8、8′）上固定有弹簧（9、9′）拉紧气门顶杆（5、5′）。当燃烧室的油气燃烧时，同时推动两个活塞向外端运动，推动动力输出机构。当气缸作功完毕后，由动力输出机构的惯性，带动活塞同时向气缸中部运动，此时气门顶杆5′被配气机构顶开，气缸排气。当排气结束，活塞同时向气缸的外端运动，此时气门顶杆5被配气机构顶开，气缸吸气，空气通过涡流叶片后形成沿气缸截面圆周的涡流，以提高空燃混合速率。然后活塞同时向气缸中部运动压缩空气，为下一次作功准备。

动力输出机构如图1、图5、图6所示。其由在气缸两端安在导轨里的横连杆（10、10′）、连杆（12、12′、13、13′）和至少四个气缸两侧的副曲轴（14、14′）组成。

至少四个气缸的有进气通道的活塞安在气缸的同一侧。横连杆（10、10′）分别固定连接至少四个气缸其同侧的活塞杆。每个气缸的活塞杆（7、7′）的上端下凹，形成凸台，凸台处与横连杆相顶，在下凹段活塞杆与横连杆固定连接。横连杆（10、10′）的两端分别与连杆（12、12′、13、13′）的一端铰接，连杆的另一端铰接在气缸两端的副曲轴（14、14′）上，形成连杆12和12′、连杆13和13′对置连接横连杆（10、10′）和副曲轴（14、14′）。当燃气推动两活塞双向作功时，活塞推动横连杆在导轨里作平动，平动的横连杆带动对置的连杆拉动副曲轴旋转。