[实用新型]一冲程对爆自由活塞发动机

说明书

本实用新型涉及内燃机与自由活塞动力装置技术领域，特别是涉及目前应用最多的内燃机。

就申请人所知，现有内燃机应用最多的，不外四冲程和二冲程以及自由活塞与燃气轮机或流体泵驱动流体马达的动力装置。四冲程发动机燃烧较完全，但油耗较大，而且均有膨胀冲程设计过长，则机体结构增重，造价加大，得不偿失。设计短，则燃气不能充分膨胀，大部热量由排气带走。另外活塞通过连杆作用于曲轴，将直线运动变成回转运动，导致力的分解，使效率降低和产生活塞偏磨。而现有的自由活塞燃气轮机或自由活塞驱动流体泵通过流体马达作动力，又结构复杂。故现有汽车拖拉机仍普遍用四冲程内燃机和二冲程机。

本实用新型的目的，是提供一种一冲程自由活塞发动机，使自由活塞通过简单的机构，也能直接将活塞所作的功输出去，不要再通过燃气轮机或流体马达，也不用一般内燃机的连杆曲轴机构。

本实用新型的原理是：应用同一直线上的两端汽缸活塞的对爆，对另一端汽缸已进入的增压扫气，进行压缩喷油点火。产生相互对爆，使主轴在一个回转中接受两次作功冲程，这到与现有内燃动力及自由活塞机组相较，在同功率情况下，结构简单、效率高、重量轻、转速高，制造成本大大降低，燃烧完全，污染少的目的。

下面结合附图来描术本实用新型的技术方案和工作原理。

这种发动机外型特点是汽缸是成对来实现的，外型像一根棒，故也可称棒型发动机。

本说明书提供如下附图

图1  双缸对爆一冲程自由活塞发动机(1)型

图2  双缸对爆一冲程自由活塞发动机(2)型

图3  多缸(四缸、六缸、八缸、十缸、十二缸以上)一冲程

     自由活塞发动机组(3)型

图4  一冲程自由活塞发动机点火系统

图5  润滑系统

图6  冲程增长的结构

以下按图次分别举例说明

以图1为例为双缸对爆一冲程自由活塞发动机(1)型

图中有管形汽缸[1]、左活塞[2]、上齿条[3]、顺转棘转[4]、主轴[5]、右活塞[6]、轴承[7]、飞轮[8]、主轴传动法兰[9]、下齿条[10]、向左冲程反向棘轮[11]、预燃室[12]、汽缸盖[13]、散热外套[14]、长形换气孔[15]。

整个工作是这样进行的：

当左端被压缩的空气喷入燃油后，活塞[2][6]及齿条[3][10]右行，此时上齿条[3]带动棘轮[4]使主轴及飞轮顺时针旋转，并对右端汽缸内之空气进行压缩。当达到右死点时，右边预燃室[12]喷油点火，右缸爆炸，活塞体开始左行，此时棘轮[4]开始滑转，像脚踏车的[飞]一样，对主轴不起作用。下齿条[10]左行时，通过反时针方向棘棘轮[11]，使主轴继续回转，与此同时，左边燃气膨胀达到排气口[15]时，左边汽缸已燃烧的废气，向外泄于排气管中，新鲜的冷空气，自然由下部进入汽缸，活塞体继续右行，到达右死点时，右边开始爆炸膨胀排气换气行程，因此循环不已。由于膨胀排气换气行程长，排气口是长形设计，故缸内活塞在回程时，其中废气已全部外逸，由下边冷却的空气置换。由于活塞不与发动机任何部分绞接，活塞是自由作往复运动，又是靠对边汽缸产生爆炸作功来对这边进行压缩，每一汽缸只有一个作功行程，因此对每一汽缸而言，属于一冲程发动机。此式也可组成多缸同轴的机组。

以附图2为例，为双缸对爆一冲程自由活塞发动机(2)型，它与(1)型不同的是如附图2所示，设计有扫气缸强制换气，并应用双齿条[3]与半边齿轮[16]配套，来达到传力的目的。(外形似半边齿轮，实际齿数少于半边)

图2中有管形汽缸[1]、左端活塞[2]、上齿条[3]、主轴[5]、右端活塞[6]、下齿条[10]、预燃室[12]、汽缸盖[13]、半边齿轮[16]、左隔板[17]、左进空气阀[18]、左进扫气阀[19]、左排气孔[20]、活塞杆[21]、左扫气孔[22]、储气室[23]、右扫气孔[24]、右排气孔[25]、右缸进空气阀[26]、右边隔板[27]。