[发明专利]无连杆和气门弹簧、活塞上行时换气的往复活塞式内燃机

说明书

本发明属于没有气门弹簧、没有摆动连杆，利用活塞上行时所形成的真空度来换气的往复直线运动同旋转运动转换的运动转换机构装置。

为了便于与现有往复活塞式内燃机区分，本内燃机简称为哥爱李内燃机（哥爱李为发明者笔名）。

现有往复活塞式内燃机和哥爱李内燃机都由配气机构和曲柄连杆机构的两大运动机构所组成。

现有往复活塞式内燃机配气机构，主要由凸轴、凸轮轴、气门弹簧、摇臂和气门等零件所组成;其曲柄连杆机构，主要由曲轴、摆动连杆、活塞销和活塞等零件所组成。

现有往复活塞式内燃机配气机构，要完成气门的开启和关闭，要通过凸轮和气门弹簧等零件才能实现，而气门弹簧的存在导致凸轮摩擦副的严重磨损和产生气门对气门座的严重冲击等。为了可靠工作和减少冲击，尽量降低气门等往复运动件的加速度，因而造成在一定配气相位内，气门全开启时间过短，相对延长气门开启和关闭过程的时间、因此换气效率低（进气、排气），大大影响其性能的提高。

现有往复活塞式内燃机曲柄连杆机构，要完成活塞组的直线运动转换成曲轴的旋转运动，要通过活塞销、摆动连杆等零件才能实现，而摆动连杆的存在导致活塞对气缸壁的冲击力（侧压力），因而产生气缸筒和活塞的偏磨现象，造成拉缸、窜油、漏气等不良现象，这不仅影响性能的提高，而且影响该机的寿命。

传统内燃机和一些机械设备上已有的运动转换机构中，有如下三种无连杆机构曾想取代传统内燃机曲柄连杆机构，但到目前为止，未能实施。

如说明书附图10中所示。

左上图中采用了一根曲轴，又采用了带槽导板和滑块，并把活塞刚性地连接在导板上。它虽然取消了摆动的连杆，但这种机构仍未取消活塞对气缸壁的侧压力，也未缩短活塞长度，因此不易在内燃机上采用。

右上图中采用了一对直接啮合的齿轮和齿轮上凸起销轴及带槽导板取代了摆动连杆。它把板紧器连接在导板上，板紧器连接杆往复直线运动并不摆动。如把板紧器看成活塞，则板紧器连接杆虽对气缸无侧压力，且缩短了长度。但这种机构的刚度和强度极差，不易用在内燃机上，也没有考虑用在内燃机曲柄连杆机构中。

其下图中采用了一根带二个轴承件的曲轴，又采用了往复运动的梭子。在梭子上刚性地连接若干个活塞。在槽中至少有两个偏置的轴承面。它虽然取消了摆动着的连杆和活塞销，消除了槽与曲轴连杆轴颈上的间隙，有利于消除冲击。但是这种机构仍未消除活塞对气缸壁的侧压力，反而侧压力不仅发生在四个气缸中心线所形成的平面内，而且又发生在垂直于该平面的平面上。这是由于槽中两个偏置的轴承面与曲轴连杆轴颈上两个轴承件所接触而造成的。另外这种机构过于复杂、体积过大，因此不易用在内燃机曲柄连杆机构上。

基于上述现有往复活塞式内燃机所存在的问题，本发明通过彻底改进内燃机的配气机构、曲柄连杆机构的具体结构，增设换气机构等达到如下发明目的。

提高内燃机的动力性和经济性、可靠性和耐久性;简化内燃机结构、减轻整机的重量和缩小其体积、布置合理;为早日实现绝热发动机创造有利条件。

哥爱李内燃机取消了摆动连杆，使活塞与气缸壁不接触，取消了气门弹簧，气门的开启和关闭全靠凸轮型线所控制，利用活塞由下止点往上止点行驶过程中所产生的真空度来吸气和增压。

以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

附图说明如下：

附图（1）六缸、立式、四冲程、双拐哥爱李内燃机纵剖面示意图。

附图（2）六缸、立式、四冲程、双拐哥爱李内燃机横剖面示意图。

附图（3）哥爱李内燃机配气机构带摇臂示意图，其图中a小图为双凸轮轴工作原理图。

附图（4）四缸、卧式、对向活塞、单拐、立式曲轴478型哥爱李内燃机横剖面图。

附图（5）四缸、卧式、对向活塞、单拐、横式曲轴452型哥爱李内燃机纵剖面图。

附图（6）四缸、卧式、对向活塞、单拐、横式曲轴452型哥爱李内燃机横剖面图。

附图（7）哥爱李内燃机配气机构中凸轮型线控制气门对气门座缓冲工作原理;曲柄连杆机构的连杆轴颈和导板特型槽的匹配，使活塞在其上、下止点滞留运动示意图。

附图（8）48个缸、缸径101.6mm、行程114.3mm、六拐卧式对置四冲程48102型哥爱李汽油发动机横剖面图。

附图（9）48102型哥爱李汽油发动机纵剖面图，其中还插入配气机构时间断面h～φ比较图。

附图（10）已有曲柄连杆机构的结构示意图。

为了便于看清，在所有附图中对某一同种零件采用与其相对应的某一阿拉伯数字来表示（如活塞用30，导板用25表示）。