专利名称：相对活塞式发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种相对活塞式发动机。
背景技术：
现有的两冲程和四冲程发动机都是将活塞压缩气缸内的气体所产生的热能转化 为机械能，在这个过程中，一部分产生的热能被缸头吸收，爆炸所产生的能量得不到充分利 用。因此，这种活塞式的发动机其在做功过程中，已经造成好些热能没有被转化为发动机利 用的机械能，而且产生的大量的热也对气缸体以及气缸体周围的部件产生不利影响。
实用新型内容为了解决背景技术中所存在的技术问题，本实用新型提出了一种相对活塞式发动 机，在一个气缸体内有两个相对运动的活塞，使两个活塞中间的燃烧室内气体产生的热能 很大程度上转化为机械能，从而大大提高发动机的工作效率。本实用新型的技术解决方案是相对活塞式发动机，包括缸体、进气门和排气门， 其特殊之处在于所述相对活塞式发动机还包括相对或相背运动的第一活塞和第二活塞、 与第一活塞相联的第一曲轴、与第二活塞相联的第二曲轴，所述第一活塞和第二活塞相对 设置在缸体内，所述进气门和排气门设置在第一活塞与第二活塞之间空腔的缸体壁上。上述第一活塞和第二活塞处于同一轴线上。上述相对活塞式发动机的输出轴与第一曲轴连接，所述第二曲轴与一传动装置的 一端连接，该传动装置的另一端与输出轴连接。上述的缸体为卧式缸体，第一活塞和第二活塞处于同一轴线上，第一曲轴和第二 曲轴分别位于缸体的左端和右端，从曲轴轴向看，位于缸体左端的第一曲轴的旋向为反时 针，位于缸体右端的第二曲轴的旋向为顺时针。上述传动装置是两级或者多级传动。上述传动装置是齿轮传动或者链条传动。上述第一曲轴位于仅属于第一曲轴的第一曲轴箱内，第二曲轴位于仅属于第二曲 轴的第二曲轴箱内，第一曲轴箱和第二曲轴箱分别与缸体连接形成封闭的曲轴箱；第一曲 轴箱上设有与外界连通的第一进气阀，第二曲轴箱上设有与外界连通的第二进气阀，第一 曲轴箱上还设有第一排气阀，第二曲轴箱上还设有第二排气阀，第一排气阀和第二排气阀 通过排气阀气道与进气门连通。上述第一曲轴箱和第二曲轴箱的排气阀的入口处设有第一级油气分离网。上述排气阀气道内设有第二级油气分离网。上述排气门的出口与带有惯性轮的叶片式风轮的进气口相连，所述风轮的叶片腔 为封闭腔，风轮进气口和出气口位于风轮叶片旋转的切线方向。本实用新型的最佳方案是所述的缸体为卧式缸体，第一活塞和第二活塞处于同 一轴线上(即第一活塞和第二活塞位于同一缸体内)，第一曲轴和第二曲轴分别位于缸体的左端和右端，从曲轴轴向看，位于缸体左端的第一曲轴的旋向为反时针，位于缸体右端的 第二曲轴的旋向为顺时针。这种结构可以保证发动机工作时使缸体得到充分的润滑。本实用新型的优点是1)传统发动机在气缸体燃烧室一端设置一个活塞，只在一个方向上利用能量，缸 头方向的能量被消耗或转化为热能，爆炸能量得不到充分利用，本实用新型提出的相对活 塞式发动机，可以应用于两冲程发动机和四冲程发动机，在一个气缸内设置两个相对运动 的活塞，进气门和出气门在两个活塞运动路线的中间缸体壁上，活塞相对运动，产生的热能 同时对两个活塞做功，通过传动机构将能量集中在与输出轴连接的一端，这样大大提高了 发动机的效率，通过实验，本实用新型的相对活塞式发动机在用油量相同的情况下，所产生 的能量比普通发动机提高30%以上，如此，发动机的用油量可以大大减少。2)本实用新型的相对活塞式发动机是双向活塞压缩，在同等排量、同等压缩比的 条件下，活塞的压缩行程是传统内燃机的压缩行程的一半，因此曲轴偏心幅度也降低为传 统内燃机的一半，提高了发动机工作时的平衡度，是发动机在工作时更加平衡。3)在做功过程中，燃烧室内的可燃混合气体产生的大量的热量被两个活塞同时吸 收利用，同时也避免了缸头发热能量消耗；由于爆发力能充分发挥，因此燃烧充分，排碳量 低，尾气质量高。4)曲轴箱上设置有两个连通的气道，气体分两路分别从两个曲轴箱通过气道同时 到达进气门，气体在气道内形成高压区，在进入燃烧室时提高了气体的利用效率。另外，排 气门连接有风轮和惯性轮，由于这两者的作用，在排气门的外部连接处形成了负压区，这样 再下一次的排气时，由于负压区的作用使排气更加快速。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的最佳实施例的示意图；图3是本实用新型的又一具体实施例的示意图；图4是图3中风轮的侧视图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提出的相对活塞式发动机，包括缸体1、第一活塞2、第二活 塞3、进气门4、排气门5、第一连杆6、第一曲轴7、第二曲轴8、输出轴9、主动轮10、输出轮 11、换向轮12、轮轴13、燃烧室14、第二连杆15 ；从图1看，第一活塞2和第二活塞3位于同 一轴线，其在缸体1内的位置相对进排气门是对称的，它们作相对或相背运动，进气门4和 排气门5设置在缸体1的中间，和第一活塞2以及第二活塞3之间的空腔共同形成燃烧室 14，第一活塞2通过第一连杆6与第一曲轴7连接，第二活塞3通过第二连杆15与第二曲 轴8连接，第一曲轴7与发动机的输出轴9连接，第二曲轴8与传动装置的主动轮10连接， 主动轮10通过两个换向轮12将能量传递至输出轮11，输出轮11设置在输出轴9上。如图2所示，缸体1为卧式缸体，本实例的缸体轴线为水平轴线，第一曲轴7位于 缸体1的左端，第二曲轴位于缸体的右端(图中没有画出)。从曲轴轴向看，第一曲轴的旋 向为反时针方向。当第一曲轴7旋转时，曲轴所带出的部分机油16沿切线方向飞溅到缸体内壁的上半部，在重力作用下，飞溅到缸体上部的机油16会流到缸体内壁的下半部，加之 活塞的运动，使缸体内壁得到较好的润滑。如果第一曲轴的旋向为顺时针方向，则缸体内壁 的上半部得不到飞溅润滑。同理，位于缸体右端的第二曲轴8应为顺时针方向旋转才能使 缸体内壁得到较好的润滑。本实用新型的相对活塞式发动机的工作原理和两冲程以及四冲程的发动机类似， 在发动机工作时，第一曲轴7和第二曲轴8分别带动第一活塞2和第二活塞3在缸体1内进 行相对运动，当两个活塞从上止点向下止点运动时，排气门5关闭，随着第一活塞2和第二 活塞3的相对移动，气缸1内压力减小，进入到压缩行程时气体通过进气门4进入缸体1内。 第一活塞2和第二活塞3相向运动，进气门4和排气门5都关闭，燃烧室14是个封闭的空 间，可燃混合气体受到两个活塞的作用，压力和温度都不断升高，当第一活塞2和第二活塞 3都接近各自运动的上止点的位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气体燃 烧后放出大量的热。本实用新型的相对活塞式发动机与普通发动机的最大区别就在于本 实用新型的发动机在燃烧室14中产生的热能分别对第一活塞2和第二活塞3作用，其中对 第一活塞2产生的能量直接传送到输出轴9，另一部分作用于第二活塞3的能量通过第二曲 轴8传至主动轮10，经过2个换向轮12传至与输出轴9连接的输出轮11，两部分能量均通 过输出轴9输出。换向轮12通过轮轴13连接于缸体1，主动轮10、输出轮11和换向轮12 组成的传动装置也可以采用链条传动的方式，通过链条将能量从第二曲轴8传至输出轴9。 第一活塞2和第二活塞3也可以不是处于同一轴线的两个活塞，可以呈一些角度或者不同 大小、不同形状的活塞，比如两个活塞都是一面为球凹面的活塞，在爆炸过程中，气体对活 塞的力更好的利用集中，有利于能量利用。参见图3，本实用新型的相对活塞式发动机在第一曲轴7和第二曲轴8的第一曲轴 箱20和第二曲轴箱21分别与缸体1连接形成封闭的曲轴箱，第一曲轴箱20上设有与外界 连通的第一进气阀22，第二曲轴箱21上设有与外界连通的第二进气阀23，第一进气阀22 和第二进气阀23都是单向进气阀；第一曲轴箱20上还设有第一排气阀24，第二曲轴箱21 上还设有第二排气阀25，第一排气阀24和第二排气阀25通过排气阀气道26与进气门4连 通，第一排气阀24和第二排气阀25都是单向出气阀。第一进气阀22和第二进气阀23可 以通过进气阀气道27连接于空气滤清器28。第一曲轴箱20和第二曲轴箱21内的排气阀 的入口处设有第一级油气分离网29;排气阀气道26内设置有第二级油气分离网30，二级油 气分离网30是可插式的，便于清洗。排气门5的出口与带有惯性轮31的叶片式风轮32的 进气口相连，所述风轮32的叶片腔为封闭腔，风轮32进气口和出气口位于风轮叶片旋转的 切线方向。在发动机工作过程中，气体由空气滤清器28通过进气阀气道27分两路进入曲轴 箱，第一活塞2和第二活塞3相对向前运动，第一曲轴箱20和第二曲轴箱21的体积增大， 气体由第一进气阀22和第二进气阀23吸进，在第一活塞2和第二活塞3向回运动的时候， 第一曲轴箱20和第二曲轴箱21的体积缩小，所以压缩气体由第一排气阀24和第二排气阀 25压出，进入排气阀气道26，两路气体在排气阀气道26内产生高压区，做功时，进气门4打 开，排气阀气道26内的高压气体进入燃烧室14，这样，在发动机工作过程中气体进入燃烧 室14时的气体会增多，有利于提高发动机的工作效率，另外第一级油气分离网29和第二级 油气分离网30的双重过滤作用，使气体中夹杂的油更少。在排气门5上连接有叶片式风轮32，排气时，气体的推动作用使风轮32高速旋转，风轮32的两侧装有两个惯性轮31，在排气 结束，排气门5关闭以后，惯性轮31的作用带动风轮32继续旋转，在排气门5的外部连接 处形成了负压区，这样再下一次的排气时，由于负压区的作用使排气更加快速。
权利要求相对活塞式发动机，包括缸体、进气门和排气门，其特征在于所述相对活塞式发动机还包括相对或相背运动的第一活塞和第二活塞、与第一活塞相联的第一曲轴、与第二活塞相联的第二曲轴，所述第一活塞和第二活塞相对设置在缸体内，所述进气门和排气门设置在第一活塞与第二活塞之间空腔的缸体壁上。
2.根据权利要求1所述的相对活塞式发动机，其特征在于所述第一活塞和第二活塞 处于同一轴线上。
3.根据权利要求1所述的相对活塞式发动机，其特征在于所述相对活塞式发动机的 输出轴与第一曲轴连接，所述第二曲轴与一传动装置的一端连接，该传动装置的另一端与 输出轴连接。
4.根据权利要求1或3所述的相对活塞式发动机，其特征在于所述的缸体为卧式缸 体，第一活塞和第二活塞处于同一轴线上，第一曲轴和第二曲轴分别位于缸体的左端和右 端，从曲轴轴向看，位于缸体左端的第一曲轴的旋向为反时针，位于缸体右端的第二曲轴的 旋向为顺时针。
5.根据权利要求4所述的相对活塞式发动机，其特征在于所述传动装置是两级或者 多级传动。
6.根据权利要求5所述的相对活塞式发动机，其特征在于所述传动装置是齿轮传动 或者链条传动。
7.根据权利要求4所述的相对活塞式发动机，其特征在于第一曲轴位于仅属于第一 曲轴的第一曲轴箱内，第二曲轴位于仅属于第二曲轴的第二曲轴箱内，第一曲轴箱和第二 曲轴箱分别与缸体连接形成封闭的曲轴箱；第一曲轴箱上设有与外界连通的第一进气阀， 第二曲轴箱上设有与外界连通的第二进气阀，第一曲轴箱上还设有第一排气阀，第二曲轴 箱上还设有第二排气阀，第一排气阀和第二排气阀通过排气阀气道与进气门连通。
8.根据权利要求7所述的相对活塞式发动机，其特征在于所述第一曲轴箱和第二曲 轴箱的排气阀的入口处设有第一级油气分离网。
9.根据权利要求8所述的相对活塞式发动机，其特征在于在排气阀气道内设有第二 级油气分离网。
10.根据权利要求9所述的相对活塞式发动机，其特征在于排气门的出口与带有惯性 轮的叶片式风轮的进气口相连，所述风轮的叶片腔为封闭腔，风轮进气口和出气口位于风 轮叶片旋转的切线方向。
专利摘要本实用新型提出了一种相对活塞式发动机，包括缸体、进气门和排气门，该相对活塞式发动机还包括相对或相背运动的第一活塞和第二活塞、与第一活塞相联的第一曲轴、与第二活塞相联的第二曲轴，第一活塞和第二活塞相对设置在缸体内，进气门和排气门设置在第一活塞与第二活塞之间空腔的缸体壁上。本实用新型的相对活塞式发动机，在一个气缸体内有两个相对运动的活塞，使两个活塞中间的燃烧室内气体产生的热能很大程度上转化为机械能，从而大大提高发动机的工作效率。
文档编号F02F7/00GK201757003SQ20102023928
公开日2011年3月9日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者李刊军 申请人:李刊军