一种汽缸中心轴内燃机的制作方法

文档序号:11024493
一种汽缸中心轴内燃机的制作方法
【技术领域】
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[0002]本发明涉及一种发动机,主要是一种内燃发动机。
【背景技术】
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[0004]在现有技术中,广泛使用高效的内燃机其特征主要是有汽缸活塞及曲轴组成,整体发动机有单缸和多缸多种组合形式的机型,作为机械动力的发动机由于都需要曲轴构件,体积自然增大,成熟的内燃机车,包括汽柴油车的发动机的体积都缩小到了无法再小的程度,主要原因是曲轴复杂体积大造成的,无论是燃气、燃汽柴油的内燃机,保持发动机稳定需要多缸的内燃机体积都因多缸而加大体积,对于一些需要多驱动的机车都会因传动动力的齿轮、链条及皮带轮的增加而使整体机体积增大,制约了机动车的有效使用空间的进一步扩大。

【发明内容】

[0006]本发明所要解决的技术问题,就是针对现有技术存在的不足而提供的一种解决方案,一种汽缸中心轴内燃机其特征是旋转轴在汽缸的中心,密封汽缸活塞做功,通过中心轴输出动力,使发动机体积大大缩小,结构也简单得多,其工作原理也更加直观,输出功率相对稳定。
[0007]一种汽缸中心轴内燃机主要有中心轴、汽缸、活塞、辅助活塞以及机壳构成。所述中心轴穿过活塞和汽缸中心,中心轴贯穿机架两端,中间段分两部分,各布置导向螺纹,其中心轴两部分特制螺纹为逆向旋转螺纹,两部分的螺纹与中心轴的轴向夹角也不相同,夕卜露一端的螺纹(驱动活塞螺纹)夹角大45°?75°之间;深入汽缸体内一端的螺纹(活塞驱动螺纹)夹角小15°?45°之间,且两部分螺纹逆向旋转;其两部分螺纹的作用分别是活塞驱动螺纹和驱动活塞螺纹。
[0008]—种汽缸中心轴内燃机,所述活塞中心连接有导向筒,导向筒内有咬合螺母齿,螺母齿安装在导向筒壁内径向孔槽内,孔槽底部有轴向齿条,齿条轴向往复错动推动螺母齿上下咬合开启,螺母齿在导向筒内壁布置两组,每组相对两齿,相距活塞一端一个行程的距离(即活塞导向筒内的两端),并且可以分别交替向内壁外露,即交替咬合开启。其导向筒沿筒壁错开齿条有两相对的轴向扇形曹孔,作用是可以穿套与中心轴两侧且固定在机壳上的两根固定瓦楞条,起抵抗活塞扭力的作用。活塞盘面对称有两个排气阀,活塞运行到最外边时触碰机壳端盖开启排出做功废气。
[0009]—种汽缸中心轴内燃机所述汽缸的缸体底部中心有圆孔,圆孔直径与活塞的导向筒外圆直径15°?45°之间,外螺纹段可选角度范围为45°?75°之间;相同,且通过密封环、活塞及缸体形成密封的环形空间,且环形空间内还有一环形的辅助活塞,汽缸底部有进气阀和喷油点火装置(即火花塞),汽缸镶钦在有散热片的机壳内,两端机壳端盖,圆形机壳端盖中心是中心轴的固定轴承,汽缸口一端的机壳端盖轴承为圆台形,轴承敞口对准中心轴的尾端的斜锥面,可以抵消来自活塞对中心轴轴向压力,所述汽缸中心轴内燃机,从机壳整体外形看,与鼠笼式三相异步电动机的外形类似,可在较小的体积内输出较大的功率。
[0010]一种汽缸中心轴内燃机的辅助活塞,可把汽缸活塞内的空间分成两部分,一部分为压气室,汽缸底部与辅助活塞之间部分;一部分为燃烧室,辅助活塞与活塞部分;所述辅助活塞上有两个对称的换气阀,换气阀与汽缸体底部的点火装置相对应,当辅助活塞运行到汽缸底部时可让点火尖端穿过换气阀点燃换进燃烧室的混燃空气。
[0011 ] 一种汽缸中;L、轴内燃机的构成原理,所述内燃机主要是由机壳、汽缸、活塞、活塞导向筒、中心轴、辅助活塞、轴承及点火装置和进排气阀构成;所述汽缸内安装有活塞、活塞导向筒、辅助活塞,其活塞导向筒穿过汽缸的中心圆孔,导向筒套装在中心轴上,中心轴两端安装在机壳端盖的固定轴承上,其机壳套装在汽缸上。所述活塞固定在活塞导向筒顶端上,并通过活塞导向筒在气缸内做往复运动,汽缸中间的辅助活塞起换气作用,在活塞的带动下实现进气、压气、换气、做功及排气五个程序,活塞动力的转换条件主要是通过连结活塞的导向筒内的螺母齿交替开合,作用在中心轴上的螺纹实现的;所述活塞导向筒在汽缸内往复运动时通过导向筒内的螺母齿开合驱动中心轴的小角度螺纹旋转输出动力;中心轴外露端的大角度螺纹丝在旋转时,拉动活塞导向筒驱动活塞排气、压气;活塞压气后,通过辅助活塞换气,汽缸底部的点火装置启动点火器点燃汽缸体内的混燃空气爆燃推动活塞做功。所述活塞导向筒的内筒壁两端各有一组螺母齿,螺母齿旋向相反,构造也不相同,螺母齿安装在活塞导向筒的内壁槽孔中,可以在一根轴向齿条的锯齿错动过程中伸缩,两端两组螺母齿交替开合,分别作用在中心轴的两部分螺纹上,实现中心轴的连续旋转,活塞向汽缸底部运动时活塞导向筒尾端螺母齿内合,中心轴外露端螺纹(外螺纹)拉动活塞压缩汽缸内的混燃气体至缸体底部时,触动辅助活塞的换气阀并打开,压缩混燃空气瞬间进入辅助活塞与活塞之间的燃烧室,同时沿换气阀孔穿过辅助活塞的点火器点火,混燃空气爆燃推动活塞向汽缸口运动,同时活塞导向筒活塞端的螺母齿内合驱动中心轴上的小角度螺纹带动中心轴旋转,活塞运动到汽缸体口处时,排气阀杆触碰机壳端盖开启废气排出,同时辅助活塞被活塞导向筒外圈中部的环形凹槽拉动吸气,汽缸底部的进气阀同时被打开,汽缸底部的进气阀联通化油器形成混燃空气进入汽缸底与辅助活塞的压气室,辅助活塞抵达汽缸中部时,活塞开始返回先压缩辅助活塞与活塞的燃烧室,此时活塞的排气阀仍然在开启状态,直到与在汽缸中间的辅助活塞触碰关闭时,其汽缸燃烧室(辅助活塞与活塞的之间气室)的废气也被排净;此时活塞继续运动,带动辅助活塞一起压缩压气室(辅助活塞与汽缸底部气室)的混燃空气,同时汽缸底部的进气阀关闭,至活塞压缩到汽缸底部时辅助活塞的换气阀触碰汽缸底打开,压缩混燃空气迅速进入辅助活塞与活塞间的燃烧室,同时穿过辅助活塞的火花塞点火,混燃空气爆燃推动活塞向汽缸口运动;如此进入下一个新的做功循环。
[0012]—种汽缸中心轴内燃机实施的有益效果是:可使现有内燃机驱动的机车的发动机箱进一步缩小,增大有效使用空间,同时也可使动力载重车的机体重量减轻,增加有效载荷;由于体积和重量的减小,材料也同时节省;和多缸发动机相比材料节省更多,所述内燃机的稳定性好,虽然多缸发动机可以实现稳定,但结构复杂体积倍增;所述中心轴内燃机由于体积小,对于需要多驱动的越野车可以把发动机直接安装在轮轴上,俭省了一些动力传输零部件;消除了各种传动机构造成的复杂动力传输故障;汽缸中心轴发动机同等功率条件下具备体积小重量轻的优势,对于野外作业和船舶作业的动力选择都是首选,也节省运输成本;由于传统曲轴内燃机已经趋于成熟,在效率上优越性不大,但就同样的汽缸数比较中心轴内燃机的稳定性远远胜出,这是由于其结构简单所决定的。
【附图说明】
[0013]图1为中心轴内燃机的轴向剖面
[0014]图2为中心轴内燃机的靠近汽缸底部的横断面
[0015]图3为中心轴内燃机的活塞及其导向筒
[0016]图4为中心轴内燃机活塞及其导向筒的俯视图
[0017]图5为中心轴内燃机的中心轴和瓦楞杆
[0018]图中,I为中心轴、2为汽缸、3为导向筒、4为活塞、5为辅助活塞、6为开合齿条、7为内螺母齿、7'为外螺母齿、8为排气阀、9为换气阀、10为进气阀、11为点火器、12为环磁铁、13为线圈板、14为机壳、15为右机壳端盖、15'为左机壳端盖、16为瓦愣杆、17为飞轮、18为内螺纹、19为外螺纹、20为导向筒环形槽。
【具体实施方式】
[0020]—种汽缸中心轴内燃机的【具体实施方式】,可通过附图进一步看出,图1示出所述内燃机有中心轴I气缸2导向筒3活塞4辅助活塞5机壳14瓦愣杆16及机壳端盖构成,所述活塞4和导向筒3连接为一体,活套在中心轴I上,并穿过汽缸2底部的圆孔,辅助活塞5在汽缸2的中部,此时活塞4已运行到最大行程开合齿条6已触碰机壳端盖15,螺母柱齿7开启,另一端的啮合柱齿7'啮合,中心轴I上的外螺纹起作用,拉动活塞返程,排气阀8已打开,活塞4开始排气,当活塞4到达汽缸2中部触碰辅助活塞5排气阀8关闭,合拢辅助活塞5开始压气,当辅助活塞5触碰汽缸2底部,换气阀9打开,混燃空气压入燃烧室,同时点火器11已顺换气阀孔插入燃烧室点火,混燃空气爆燃推动活塞做功,与此同时导向筒3上的开合齿条6触碰机壳端盖15 ^使螺母齿7打开,螺母柱齿7啮合推动中心轴I旋转输出功率;当活塞4行至汽缸中部时,导向筒3上的环形槽20作用带动辅助活塞5吸气,汽缸2底部的进气阀打开,活塞4行至汽缸2的口部时(即活塞最大行程),辅助活塞5被带动至汽缸2的中部,此时压气室进满混燃空气,此时活塞4已运行到最大行程开合齿条6已触碰机壳端盖15,螺母柱齿7开启,另一端的啮合柱齿7'啮合,中心轴I上的外螺纹起作用,拉动活塞返程,排气阀8已打开,活塞4开始排气,所述内燃机又一个做功循环程序开始,如此循环往复不断,实现汽缸中心轴内燃机的【具体实施方式】。
【主权项】
1.一种汽缸中心轴内燃机,主要有汽缸、中心轴、活塞及其导向筒、辅助活塞、点火装置、机壳组成,其特征是,汽缸底部中心有同心圆孔,活塞导向筒穿过其中,中心轴又穿过活塞导向筒,活塞和汽缸形成环形的密封空间,汽缸底与活塞之间有辅助活塞起换气作用,并把汽缸分成两室,即压气室和燃烧室,活塞和辅助活塞在气缸内有距差的往复运动,在其上的进气阀、排气阀、换气阀配合下,完成进气、排气、压气、换气、点燃混燃空气做功五个循环功能环节;并在做功环节通过活塞导向筒内活塞端的螺母齿啮合中心轴上的内螺纹推动中心轴旋转;当活塞运行到汽缸中部时同时有导向筒的环形槽拉动辅助活塞同行,汽缸底上的进气阀打开,混燃空气进入压气室;当活塞运行到汽缸口导向筒另一端的螺母齿啮合中心轴上的外螺纹,并有外螺纹拉动活塞开始返程运动,当活塞返程运行到汽缸中部时与辅助活塞并拢开始压气至汽缸底部时,辅助活塞的换气阀触碰汽缸底打开,混然气体进入燃烧室,点火器瞬间点燃做功,推动中心轴继续旋转,完成下一循环的动力转换。2.根据权利要求1一种汽缸中心轴内燃机的中心轴,其特征是:中心轴上有两段逆向旋转的螺纹,两段螺纹与活塞行程等长,与中心轴的轴向夹角为较小和较大区分,其中内螺纹段可选角度范围为15°?45°之间,外螺纹段可选角度范围为45°?75°之间;内螺纹段为活塞驱动螺纹,外螺纹段为驱动活塞螺纹。3.根据权利要求1一种汽缸中心轴内燃机的活塞,其特征是:活塞直接连接固定在导向筒上,活塞上有排气阀,行程达到汽缸口时触碰机壳盖打开排气阀,返程活塞与辅助活塞并拢排气阀关闭,所述活塞与辅助活塞并拢压气。所述活塞导向筒内壁两端有两组螺母齿,两组螺母齿有对称两根齿条控制开合,两根齿条长出导向筒,并能在随活塞导向筒运行触碰机壳盖后啮合中心轴上相应一段螺纹,完成活塞与中心轴动力的互换,保持中心轴的连续运转。所述导向筒外壁中间有一环形浅槽,其特征是槽型断面为直角梯形,可以拉动辅助活塞吸气,所述环形浅槽刚好卡住辅助活塞的密封环使其只能单向被带动。4.根据权利要求1一种汽缸中心轴内燃机辅助活塞,其特征是:所述辅助活塞为环形套装在导向筒上,所述辅助活塞的内圆周和外圆周都有密封环,可以独立在汽缸和活塞之间自由活动;其上有对称的两个换气阀,当辅助活塞由活塞带动至汽缸底部时触碰打开换气阀,混燃空气换入燃烧室内,点火装置启动做功。5.根据权利要求1一种汽缸中心轴内燃机,其特征是,所述汽缸有汽缸和汽缸底构成,汽缸底部有圆孔,圆孔圆周有宽型密封环,可密封套在活塞导向筒上且不会陷进导向筒上的环形槽内;所述活塞底部有对称的两个进气阀和两个点火器,所述进气阀和化油器相连,可使新吸入压气室的空气为混燃空气,所述点火器的高压电是来自导向筒末端的环形磁铁和线圈板相对运动产生的,所述点火器和辅助活塞的换气阀孔对应,可以在辅助活塞触碰汽缸底部时伸入燃烧室点火;所述汽缸固套在机壳的一端,汽缸口靠近机壳端盖。6.根据权利要求1一种汽缸中心轴内燃机,其特征是:所述机壳为圆柱桶型,内圆周镶套汽缸,外圆周放射性布满散热片;所述机壳两端固定机壳端盖,所述两端盖圆心有中心轴轴承,其中对汽缸口一端的机壳端盖的轴承为圆台型,可以抵消中心轴的轴向压力。
【专利摘要】一种汽缸中心轴内燃机,主要有汽缸、活塞、活塞导向筒、辅助活塞、中心轴和机壳构成,所述中心轴处于内燃机的中心,外套活塞导向筒,导向筒外套汽缸,汽缸外套机壳,其特征是,所述活塞与汽缸形成环形空间,在中间辅助活塞的帮助下,完成活塞的吸气、排气、压气、换气、做功循环功能,并通过连结导向筒内的螺母柱齿开合啮合中心轴上的内外螺纹,驱动中心轴旋转,拉动活塞排气、压气,实现汽缸循环做功,中心轴连续输出功率。
【IPC分类】F02F1/18, F02B75/02, F02B75/32, F02F3/00
【公开号】CN105715368
【申请号】CN201510346509
【发明人】张晓德, 张寿宇
【申请人】张晓德
再多了解一些
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