专利名称：压气对置活塞发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种对置活塞发动机。
背景技术：
近年 来，有关对置活塞发动机以及双对置活塞发动机的研究和开发日趋火热。但是，这类发动机多数为二冲程发动机，为此，需要加设机械增压器，以满足启动的要求，这就不可避免的使结构变得复杂，不仅如此，能否利用对置活塞发动机的结构特点，增加其压气功能和/或增加膨胀做功功能是能否在不过分增加发动机重量的前提下，提高发动机的工作爆压，从而提高发动机的效率的前提。因此，需要发明一种新型的对置活塞发动机。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下
一种压气对置活塞发动机，包括气缸和活塞，所述压气对置活塞发动机还包括压气活塞，在所述气缸内对置设置两个所述活塞，所述压气活塞与所述活塞连接，所述压气活塞与压气腔相配合。一种压气对置活塞发动机，所述压气对置活塞发动机还包括曲轴，所述气缸设为内燃气缸，所述压气腔设为压气气缸，所述活塞设为内燃活塞，在所述压气气缸内设置压气活塞，一个所述内燃活塞经连杆与所述曲轴的连杆轴颈转动连接，另一个所述内燃活塞经另外的连杆与所述曲轴的另外的连杆轴颈转动连接，两类所述连杆轴颈间存在相位差，所述压气气缸的压缩气体供气口与所述内燃气缸的内燃机进气道连通，一个所述压气气缸的排量或所有所述压气气缸排量之和大于所有所述内燃气缸排量之和。与所述内燃机进气道连通的内燃机进气口设为内燃机扫气进气口，与所述内燃气缸的内燃机排气道连通的内燃机排气口设为内燃机扫气排气口。所述压气对置活塞发动机包括两个以上所述内燃气缸。所述压气对置活塞发动机包括两个以上所述压气气缸。所述压气活塞与距所述曲轴近的所述内燃活塞连接。所述压气活塞与距所述曲轴远的所述内燃活塞连接。两个以上所述压气活塞与所述内燃活塞连接。 所述压气活塞设为环形压气活塞。所述内燃气缸共面设置或V型设置或平行设置。所述压气对置活塞发动机还包括膨胀气缸，在所述膨胀气缸内设膨胀做功活塞，所述膨胀做功活塞与所述内燃活塞连接，在所述膨胀气缸上和/或在所述膨胀做功活塞上设膨胀气缸充气门和膨胀气缸排气门，一个所述膨胀气缸或所有所述膨胀气缸排量之和大于所有所述内燃气缸的排量之和，所述膨胀气缸充气门与所述内燃气缸的内燃机排气道连通。一种压气对置活塞发动机，包括内燃气缸、压气膨胀共用气缸和曲轴，在一个所述内燃气缸中对置设置两个内燃活塞，在一个所述压气膨胀共用气缸对置设置两个压气膨胀共用活塞，一个所述压气膨胀共用活塞与一个所述内燃活塞连接，另一个所述压气膨胀共用活塞与另一个所述内燃活塞连接，所述内燃气缸内的一个所述内燃活塞经连杆与所述曲轴的连杆轴颈转动连接，另一个所述内燃活塞经另外的连杆与所述曲轴的另外的连杆轴颈转动连接，两类所述连杆轴颈间存在相位差，在所述压气膨胀共用气缸上设压气膨胀共用气缸进气口、压气膨胀共用气缸排气口、压气膨胀共用气缸供气口和压气膨胀共用气缸回流口，所述压气膨胀共用气缸供气口与所述内燃气缸的内燃机进气道连通，所述内燃气缸的内燃机排气道与所述压气膨胀共用气缸回流口连通，一个所述压气膨胀共用气缸的排量或所有所述压气膨胀共用气缸排量之和大于所有所述内燃气缸排量之和，所述压气膨胀共用气缸进气口、所述压气膨胀共用气缸排气口、所述压气膨胀共用气缸供气口和所述压气膨胀共用气缸回流口的部分或全部受压气膨胀共用气缸正时控制机构控制。所述压气膨胀共用气缸进气口设为扫气进气口，所述压气膨胀共用气缸排气口设为扫气排气口，所述扫气进气口和所述扫气排气口分别设置在所述压气膨胀共用气缸的侧壁上，所述压气膨胀共用气缸供气口和所述压气膨胀共用气缸回流口分别设置在所述扫气进气口和所述扫气排气口之间的所述压气膨胀共用气缸的侧壁上。 与所述内燃机进气道连通的内燃机进气口设为内燃机扫气进气口，与所述内燃机排气道连通的内燃机排气口设为内燃机扫气排气口，所述内燃机扫气进气口和所述内燃机扫气排气口分别设置在所述内燃气缸的侧壁上。所述内燃气缸和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比小于12。本发明中，所述压气膨胀共用气缸和所述压气膨胀共用活塞所构成的气缸活塞机构按进气冲程——压气供气冲程——内燃气缸排气回流膨胀做功冲程一一排气冲程四冲程工作模式进行工作，或按扫气进气压气供气冲程——内燃气缸排气回流膨胀做功冲程二冲程工作模式进行工作，所述内燃气缸和所述内燃活塞构成的气缸活塞机构按二冲程发动机工作模式进行工作或按四冲程发动机工作模式进行工作。本发明中，可在所述压气对置活塞发动机的进气系统上设涡轮增压器。本发明中，可在所述压气对置活塞发动机的排气道上设叶轮动力机构。本发明中，所述叶轮动力机构是指一切以叶轮机构利用气体流动膨胀做功的机构，例如，动力涡轮等。本发明中，所谓两类连杆轴颈是指两个分别与相互对置设置的内燃活塞连接的连杆轴颈。本发明的原理是将设置在所述压气气缸内的压气活塞与设置在所述内燃气缸内的内燃活塞连接，在所述内燃活塞作用下，使所述压气活塞发生往复运动，从而产生压气作用，为发动机提供压缩气体，从而提高发动机的效率；本发明中，在某些结构中将设置在所述膨胀气缸内的所述膨胀做功活塞与所述内燃活塞连接，利用从所述内燃气缸排出的气体进一步膨胀做功以实现提高效率之目的；本发明中，在某些结构中将设置在所述压气膨胀共用气缸内的所述压气膨胀共用活塞与所述内燃活塞连接，利用所述压气膨胀共用活塞对进气进行压缩，并利用从所述内燃气缸排出的气体进一步膨胀做功以实现提高效率之目的。本发明中，所谓的压气活塞是指用作压缩气体的活塞，所述压气活塞的作用相当于气体压缩机活塞的作用，所谓的压气腔是指与所述压气活塞相配合的腔体，例如本发明中所述的压气气缸，所述压气腔的作用相当于气体压缩机气缸的作用。本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置火花塞和燃油喷射器。本发明的有益效果如下
本发明结构简单，效率高。
图I是本发明实施例I的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意 图3是本发明实施例3的结构示意 图4是本发明实施例4的结构示意 图5是本发明实施例5的结构示意 图6是本发明实施例6的结构示意图，
图中
I内燃气缸、101内燃机进气道、102内燃机扫气进气口、103内燃机扫气排气口、104内燃机排气道、2压气气缸、201压缩气体供气口、3曲轴、4膨胀气缸、401膨胀气缸充气门、402膨胀气缸排气门、5压气膨胀共用气缸、501压气膨胀共用气缸进气口、502压气膨胀共用气缸排气口、503压气膨胀共用气缸供气口、504压气膨胀共用气缸回流口、6压气膨胀共用气缸正时控制机构。
具体实施例方式实施例I
如图I所示的压气对置活塞发动机，包括内燃气缸I、压气气缸2和曲轴3，在一个所述内燃气缸I中对置设置两个内燃活塞，在所述压气气缸2内设置压气活塞，所述压气活塞与一个所述内燃活塞连接，所述内燃气缸I内的一个所述内燃活塞经连杆与所述曲轴3的连杆轴颈转动连接，另一个所述内燃活塞经另外的连杆与所述曲轴3的另外的连杆轴颈转动连接，两类所述连杆轴颈间存在相位差，所述压气气缸2的压缩气体供气口与所述内燃气缸I的内燃机进气道101连通，所述压气气缸2的排量大于所述内燃气缸I排量。其中，所述压气活塞与距所述曲轴3远的所述内燃活塞连接；与所述内燃机进气道101连通的内燃机进气口设为内燃机扫气进气口 102，与所述内燃气缸I的内燃机排气道104连通的内燃机排气口设为内燃机扫气排气口 103。具体地，所述内燃气缸I中燃料燃烧爆炸做功过程中，所述内燃活塞从上止点向下止点运动进而推动所述压气活塞从上止点向下止点运动，此过程中，所述压气气缸2中的气体被压缩并通过所述内燃机进气道101进入所述内燃气缸I中，在所述内燃气缸I中完成扫气进气过程，然后所述内燃活塞从下止点向上止点运动，完成压气过程，当所述内燃活塞运动至上止点附近时向所述内燃气缸I内喷油点火，所述内燃气缸I中燃料燃烧爆炸做功，这样周而复始。其中，所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比为10。可选择地，两类所述连杆轴颈之间的相位差可以为270°、240°、210°、180°、150°、120°、90°、60°、30°等能使得两个所述内燃活塞相对运动的值。可选择地，所述压气活塞与所述内燃活塞连接可以是两者直接经连接件连接后再与连杆轴颈连接，也可以是两者同时与同一所述曲轴的同相位的连杆轴颈连接。实施例2
如图2所示的压气对置活塞发动机，其与实施例I的区别在于所述压气活塞与距所述曲轴3近的所述内燃活塞连接，其中，所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比为8。
实施例3
如图3所示的压气对置活塞发动机，其与实施例I的区别在于所述压气对置活塞发动机包括两个所述内燃气缸I和两个所述压气气缸2，两个所述内燃气缸I平行设置，在每个所述内燃气缸I中分别对置设置两个所述内燃活塞，在每个所述压气气缸2内分别设置所述压气活塞，每个所述内燃气缸I中的一个所述内燃活塞与一个所述压气活塞连接，两个所述压气气缸2的排量之和大于两个所述内燃气缸I的排量之和，所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比为12。可选择地，所述压气对置活塞发动机包括三个以上所述内燃气缸I。可选择地，所述压气对置活塞发动机包括三个以上所述压气气缸2。可选择地，所述内燃气缸I共面设置或V型设置。实施例4
如图4所示的压气对置活塞发动机，其与实施例I的区别在于所述压气对置活塞发动机包括两个所述压气气缸2，两个所述压气气缸2的两个所述压气活塞均与距所述曲轴3近的所述内燃活塞连接，两个所述压气气缸2的排量之和大于所述内燃气缸I排量，其中，所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比为7。可选择地，所述压气活塞设为环形压气活塞。实施例5
如图5所示的压气对置活塞发动机，其与实施例I的区别在于所述压气对置活塞发动机还包括膨胀气缸4，在所述膨胀气缸4内设膨胀做功活塞，所述膨胀做功活塞与未连接所述压气活塞的所述内燃活塞连接，在所述膨胀气缸4上设膨胀气缸充气门401和膨胀气缸排气门402，所述膨胀气缸充气门401与所述内燃气缸I的所述内燃机排气道104连通，经所述内燃气缸I的所述内燃机排气道104排出的气体进一步在所述膨胀气缸4中做功，更好地利用了排气的余能，所述膨胀气缸4的排量大于所述内燃气缸I的排量，其中，所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比为9。可选择地，所述膨胀气缸充气门401和所述膨胀气缸排气门402也可设在所述膨胀做功活塞上。可选择地，所述膨胀气缸4和所述内燃气缸I均设有多个，且所有所述膨胀气缸4排量之和大于所有所述内燃气缸I的排量之和。可选择地，所述膨胀做功活塞与所述内燃活塞连接可以是两者直接经连接件连接后再与连杆轴颈连接，也可以是两者同时与同一所述曲轴的同相位的连杆轴颈连接。
实施例6
如图6所示的压气对置活塞发动机，包括内燃气缸I、压气膨胀共用气缸5和曲轴3，在一个所述内燃气缸I中对置设置两个内燃活塞，在一个所述压气膨胀共用气缸5中对置设置两个压气膨胀共用活塞，一个所述压气膨胀共用活塞与一个所述内燃活塞连接，另一个所述压气膨胀共用活塞与另一个所述内燃活塞连接，所述内燃气缸I内的一个所述内燃活塞经连杆与所述曲轴3的连杆轴颈转动连接，另一个所述内燃活塞经另外的连杆与所述曲轴的另外的连杆轴颈转动连接，两类所述连杆轴颈间存在相位差，在所述压气膨胀共用气缸5上设压气膨胀共用气缸进气口 501、压气膨胀共用气缸排气口 502、压气膨胀共用气缸供气口 503和压气膨胀共用气缸回流口 504，所述压 气膨胀共用气缸供气口 503与所述内燃气缸I的内燃机进气道101连通，所述内燃气缸I的内燃机排气道104与所述压气膨胀共用气缸回流口 504连通，所述压气膨胀共用气缸5的排量大于所述内燃气缸I的排量，所述压气膨胀共用气缸进气口 501、所述压气膨胀共用气缸排气口 502、所述压气膨胀共用气缸供气口 503和所述压气膨胀共用气缸回流口 504的全部受压气膨胀共用气缸正时控制机构6控制。其中，与所述内燃机进气道101连通的内燃机进气口设为内燃机扫气进气口 102，与内燃机排气道104连通的内燃机排气口设为内燃机扫气排气口 103，所述内燃机扫气进气口 102和所述内燃机扫气排气口 103分别设置在所述内燃气缸I的侧壁上；在所述压气膨胀共用气缸进气口 501处设进气门，在所述压气膨胀共用气缸排气口 502处设排气门，所述压气膨胀共用气缸5和所述压气膨胀共用活塞所构成的气缸活塞机构按进气冲程一压气供气冲程一内燃气缸排气回流膨胀做功冲程一排气冲程[hi]进行工作；所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比为11。可选择地，所述压气膨胀共用气缸进气口 501设为扫气进气口，所述压气膨胀共用气缸排气口 502设为扫气排气口，所述扫气进气口和所述扫气排气口分别设置在所述压气膨胀共用气缸的侧壁上，所述压气膨胀共用气缸供气口 503和所述压气膨胀共用气缸回流口 504分别设置在所述扫气进气口和所述扫气排气口之间的所述压气膨胀共用气缸5的侧壁上，所述压气膨胀共用气缸5和所述压气膨胀共用活塞所构成的气缸活塞机构按扫气进气压气供气冲程一内燃气缸排气回流膨胀做功冲程二冲程工作模式进行工作。可选择地，与所述内燃机进气道101连通的内燃机进气口可设为进气口，并在所述进气口处设进气门；与内燃机排气道104连通的内燃机排气口可设为排气口，并在所述排气口处设排气门，所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的气缸活塞机构按四冲程发动机工作模式进行工作。可选择地，所述内燃气缸I和所述压气膨胀共用气缸5均可设为多个，且所有所述压气膨胀共用气缸5的排量之和大于所有所述内燃气缸I的排量之和。可选择地，也可只是所述压气膨胀共用气缸进气口 501、所述压气膨胀共用气缸排气口 502、所述压气膨胀共用气缸供气口 503和所述压气膨胀共用气缸回流口 504中的部分受所述压气膨胀共用气缸正时控制机构6控制。可选择地，所述压气膨胀共用活塞与所述内燃活塞连接可以是两者直接经连接件连接后再与连杆轴颈连接，也可以是两者同时与同一所述曲轴的同相位的连杆轴颈连接。可选择地，以上实施例中，所述内燃气缸I和所述内燃活塞构成的发动机的压缩比可为小于12的任意值。显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案 ，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种压气对置活塞发动机，包括气缸和活塞，其特征在于所述压气对置活塞发动机还包括压气活塞，在所述气缸内对置设置两个所述活塞，所述压气活塞与所述活塞连接，所述压气活塞与压气腔相配合。
2.如权利要求I所述压气对置活塞发动机，其特征在于所述压气对置活塞发动机还包括曲轴(3)，所述气缸设为内燃气缸(1)，所述压气腔设为压气气缸(2)，所述活塞设为内燃活塞，在所述压气气缸(2)内设置所述压气活塞，一个所述内燃活塞经连杆与所述曲轴(3)的连杆轴颈转动连接，另一个所述内燃活塞经另外的连杆与所述曲轴(3)的另外的连杆轴颈转动连接，两类所述连杆轴颈间存在相位差，所述压气气缸(2)的压缩气体供气口(201)与所述内燃气缸(I)的内燃机进气道(101)连通，一个所述压气气缸(2)的排量或所有所述压气气缸(2)排量之和大于所有所述内燃气缸(I)排量之和。
3.如权利要求2所述压气对置活塞发动机，其特征在于与所述内燃机进气道(101)连通的内燃机进气口设为内燃机扫气进气口(102)，与所述内燃气缸(I)的内燃机排气道(104)连通的内燃机排气口设为内燃机扫气排气口( 103)。
4.如权利要求2所述压气对置活塞发动机，其特征在于所述压气对置活塞发动机包括两个以上所述内燃气缸(I)。
5.如权利要求2所述压气对置活塞发动机，其特征在于所述压气对置活塞发动机包括两个以上所述压气气缸(2 )。
6.如权利要求2所述压气对置活塞发动机，其特征在于所述压气活塞与距所述曲轴(3)近的所述内燃活塞连接。
7.如权利要求2所述压气对置活塞发动机，其特征在于所述压气活塞与距所述曲轴(3)远的所述内燃活塞连接。
8.如权利要求2所述压气对置活塞发动机，其特征在于两个以上所述压气活塞与所述内燃活塞连接。
9.一种压气对置活塞发动机,包括内燃气缸(I)、压气膨胀共用气缸(5)和曲轴(3),其特征在于在一个所述内燃气缸(I)中对置设置两个内燃活塞，在一个所述压气膨胀共用气缸(5)对置设置两个压气膨胀共用活塞，一个所述压气膨胀共用活塞与一个所述内燃活塞连接，另一个所述压气膨胀共用活塞与另一个所述内燃活塞连接，所述内燃气缸(I)内的一个所述内燃活塞经连杆与所述曲轴(3)的连杆轴颈转动连接，另一个所述内燃活塞经另外的连杆与所述曲轴(3)的另外的连杆轴颈转动连接，两类所述连杆轴颈间存在相位差，在所述压气膨胀共用气缸(5)上设压气膨胀共用气缸进气口(501)、压气膨胀共用气缸排气口(502)、压气膨胀共用气缸供气口(503)和压气膨胀共用气缸回流口(504)，所述压气膨胀共用气缸供气口(503)与所述内燃气缸的内燃机进气道(101)连通，所述内燃气缸(I)的内燃机排气道(104)与所述压气膨胀共用气缸回流口(504)连通，一个所述压气膨胀共用气缸(5 )的排量或所有所述压气膨胀共用气缸(5 )排量之和大于所有所述内燃气缸(I)排量之和，所述压气膨胀共用气缸进气口(501)、所述压气膨胀共用气缸排气口(502)、所述压气膨胀共用气缸供气口(503)和所述压气膨胀共用气缸回流口(504)的部分或全部受压气膨胀共用气缸正时控制机构(6)控制。
10.如权利要求9所述压气对置活塞发动机，其特征在于所述压气膨胀共用气缸进气口(501)设为扫气进气口，所述压气膨胀共用气缸排气口(502)设为扫气排气口，所述扫气进气口和所述扫气排气口分别设置在所述压气膨胀共用气缸(5)的侧壁上，所述压气膨胀共用气缸供气口(503)和所述压气膨胀共用气缸回流口(504)分别设置在所述扫气进气口 和所述扫气排气口之间的所述压气膨胀共用气缸(5 )的侧壁上。
全文摘要
本发明公开了一种压气对置活塞发动机，包括内燃气缸、压气气缸和曲轴，在一个所述内燃气缸中对置设置两个内燃活塞，在所述压气气缸内设置压气活塞，所述压气活塞与所述内燃活塞连接，所述内燃气缸内的一个所述内燃活塞经连杆与所述曲轴的连杆轴颈转动连接，另一个所述内燃活塞经另外的连杆与所述曲轴的另外的连杆轴颈转动连接，两类连杆轴颈间存在相位差，所述压气气缸的压缩气体供气口与所述内燃气缸的内燃机进气道连通，一个所述压气气缸的排量或所有所述压气气缸排量之和大于所有所述内燃气缸排量之和。本发明结构简单，效率高。
文档编号F02B75/28GK102852640SQ20121030722
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月26日 优先权日2011年8月29日
发明者靳北彪 申请人:摩尔动力(北京)技术股份有限公司