专利名称：一种内燃机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动力设备领域，尤其涉及一种内燃机。
背景技术：
当前车用内燃机基本上都是通过曲柄连杆机构将燃料燃烧放出的热能转化为机械能的，这些发动机每个气缸只配一个活塞，在一个工作循环中经过进气、压缩、做功、排气四个过程，在做功过程中，燃料燃烧放热，吸热膨胀推动活塞以连杆做直线往复运动并带动与其相连的曲柄旋转，实现对外做功。曲柄旋转一周，对于单缸二行程发动机，曲柄对外做功I次，而对于单缸四行程发动机来说，曲柄每对外输出一次功需要旋转两周，热能利用率低，做功效率低。目前发动机普遍采用多缸的形式来达到这一目的，但是增加发动机气缸数的同时一方面增加了材料的使用，另一方面使发动机体积增大，重量增加。
实用新型内容为解决现有发动机热能利用率底，做功效率低的问题，本实用新型提供了一种可提闻热能利用率以及提闻做功的效率的内燃机。本实用新型的技术方案是:一种内燃机，包括气缸、位于所述气缸中的活塞、火花塞、曲柄以及连接到所述气缸的排气管和进气管，其中，所述内燃机还包括与所述曲柄相连的摇杆以及设置在所述排气管中且与所述活塞固定连接的排气滚轴，所述活塞通过所述排气滚轴与所述摇杆连接，所述气缸为扇形气缸，所述活塞为扇形活塞，所述活塞将所述气缸的内腔分隔成两个燃烧室，所述进气管与所述气缸的两个燃烧室连通进气，所述排气管与所述气缸的两个燃烧室连通排气，所述火花塞连接进所述气缸的两个燃烧室。进一步，所述排气滚轴绕其中心轴旋转，所述活塞的活塞回转中心线、所述排气滚轴的排气滚轴回转中心线与所述气缸的中心轴线相重合。进一步，所述进气管的入口位于所述气缸的气缸壁曲面的中间位置，气体可通过所述进气管的入口分别进入所述气缸的两个燃烧室。进一步，所述内燃机设有两个所述火花塞，分别设置在所述气缸的空腔内两端极限位置的气缸壁上。较佳地，所述排气滚轴设置在所述排气管中并将所述排气管分成两段，所述排气滚轴设有两个凹槽，所述排气管可通过所述排气滚轴的两个凹槽分别与所述气缸的两个燃烧室连通。较佳地，所述排气管的横截面为长方形。较佳地，所述排气管安装在所述气缸的壳体上，所述排气管与所述气缸的两个燃烧室的排气口相接处密封连接。进一步，所述内燃机还包括连杆，所述摇杆通过所述连杆与所述曲柄相连。本实用新型具有以下优点:曲柄旋转一周可增加对外做功的次数，使其能在不增加气缸数的同时提闻热能的利用率以及提闻做功效率。
图1是本实用新型一种实施方式的内燃机的结构示意图。图2是本实用新型一种实施方式的内燃机中活塞在第一燃烧室且位于第一燃烧室极限压缩位置时的结构示意图。图3是本实用新型一种实施方式的内燃机中活塞位于第一燃烧室和第二燃烧室中的中间位置且向第二燃烧室转动时的结构示意图。图4是本实用新型一种实施方式的内燃机中活塞在第二燃烧室且位于第二燃烧室极限压缩位置时的结构示意图。图5是本实用新型一种实施方式的内燃机中活塞位于第一燃烧室和第二燃烧室中的中间位置且向第一燃烧室转动时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的描述:如图1所示，一种内燃机，包括气缸1、位于所述气缸I中的活塞2、火花塞3、曲柄4以及连接到所述气缸I的排气管6和进气管7，其中，所述内燃机还包括与所述曲柄4相连的摇杆5以及设置在所述排气管6中且与所述活塞2固定连接的排气滚轴8，所述活塞2通过所述排气滚轴8与所述摇杆5连接，所述气缸I为扇形气缸，所述活塞2为扇形活塞，所述活塞2将所述气缸I的内腔分隔成两个燃烧室，所述进气管7连接所述气缸1，气体通过所述进气管7进入所述气缸I的两个燃烧室，所述排气管6与所述气缸I的两个燃烧室连通排气，所述火花塞3连接进所述气缸I的两个燃烧室。在此需要说明的是:所述活塞2与所述气缸I相匹配，所述活塞2为扇形，其圆心角的顶端固定到所述排气滚轴8上，所述气缸I为扇形气缸，所述气缸I的内腔圆弧比所述活塞2的圆弧长，所述活塞2将所述气缸I的内腔分隔为第一燃烧室101和第二燃烧室102，所述活塞2以所述排气滚轴8为圆心轴在所述气缸I中做旋转运动，分别压缩所述第一燃烧室101和所述第二燃烧室102中的气体。如图1所示，所述排气滚轴8安装在所述排气管6中并绕所述排气滚轴8的中心轴旋转，所述活塞2的活塞回转中心线11、所述排气滚轴8的排气滚轴回转中心线12与所述气缸I的中心轴线13相重合。在此需说明的是:所述排气滚轴8的中心轴线穿过所述排气滚轴8且与所述活塞2的旋转平面相垂直；所述活塞2的活塞回转中心线11、所述排气滚轴8的排气滚轴回转中心线12与所述气缸I所在扇形空腔两端相对称的中心轴线13相重合。如图1所示，所述进气管7的入口位于所述气缸I的气缸壁曲面的中间位置，气体可通过所述进气管7的入口分别送入所述气缸I的两个燃烧室。在此需要说明的是:所述进气管7的入口位于所述气缸I的扇形气缸壁中间位置，当所述活塞2在所述气缸I中的一端的所述第一燃烧室101中做压缩运动的时候，所述进气管7的入口连通所述气缸I的所述第二燃烧室102。具体实施中，所述内燃机设有两个所述火花塞3，分别设置在所述气缸I的空腔内两端极限位置的气缸壁上。需要说明的是:当所述活塞2位于所述第一燃烧室101的极限位置时，所述火花塞3点燃所述第一燃烧室101中的可燃混合气体，所述活塞2在所述第一燃烧室101处于对外做功过程，气体燃烧放热推动所述活塞2准备绕着所述排气滚轴8向所述第二燃烧室102方向转动，此时所述进气管7和所述排气管6在所述第二燃烧室102中打开，所述第二燃烧室102同时处于进气和排气状态，可燃混合气体经过所述进气管7进入所述第二燃烧室102中，同时所述第二燃烧室102产生的废气经所述排气滚轴8由所述排气管6排出所述气缸I。所述气缸I的空腔内两端极限位置是指整个扇形气缸空腔中的内腔壁上除曲面以外的两个端面。具体实施中，所述排气滚轴8设置在所述排气管6中并将所述排气管6分成两段，所述排气滚轴8与所述排气管6相对的两侧相接处分别设有凹槽91、92，所述排气管6通过所述排气滚轴8的凹槽91、92分别与所述气缸I的两个燃烧室连通。具体实施中，所述排气管6的截面为长方形，所述排气滚轴8在所述排气管6中轮流导通所述气缸I的两个燃烧室。在此需要说明的是，所述排气管6被所述排气滚轴8分成的两段且分别连通所述第一燃烧室101和所述第二燃烧室102，所述第一燃烧室101与所述第二燃烧室102与所述排气管6轮流导通，所述凹槽91、92为所述排气滚轴8中与所述排气管6相向对应的两个凹槽。具体实施中，所述排气管6安装在所述气缸I的壳体上，所述排气管6与所述气缸I的两个燃烧室的排气口相接处密封连接。在此需要说明的是，所述排气管6也可以只是在其排气口处与所述气缸I连接形
成一整体。具体实施中，所述内燃机还包括连杆10，所述摇杆5通过所述连杆10与所述曲柄4相连，使所述曲柄4对外做功。所述内燃机没有增加汽缸数的同时实现了所述曲柄4旋转一周对外做功两次，可节省材料、减轻重量，同时提高了做功效率可节省材料，降低成本。具体实施中，当所述活塞2位于所述气缸I正中间位置，即所述活塞2位于所述气缸I中的中心轴线的位置上，所述排气滚轴8同时关闭所述气缸I中的所述第一燃烧室101和所述第二燃烧室102中的所述排气管6的出口，同时所述活塞2关闭了所述进气管7的入口，气体无法排出及进入所述气缸I。具体实施中，所述活塞2由所述气缸I中的一端极限位置转动到另一端的极限位置时，所述气缸I的一个燃烧室同时连接所述进气管7和所述排气管6。在此需要说明的是，所述曲柄4转动带动所述摇杆5摆动，所述摇杆5摆动带动所述排气滚轴8绕中心轴线转动，同时令所述活塞2在所述气缸I中反复压缩所述第一燃烧室101和所述第二燃烧室102的气体做功。实现所述曲柄4旋转一周对外做功2次，提高热能的利用率以及提闻做功的效率所述内燃机的工作过程为:所述活塞2在所述气缸I内反复做往复的旋转运动，当所述活塞2由所述第二燃烧室102向所述第一燃烧室101方向转动并处于所述气缸I的中间位置时，所述排气滚轴8同时关闭与所述第一燃烧室101和所述第二燃烧室102连接的所述排气管6的出口，并关闭了所述进气管7的进气口，此时无任何气体进入和排出所述气缸I。如图2所示，当所述活塞2位于所述气缸I空腔中的第一燃烧室101的极限压缩位置时，所述第一燃烧室101内的气压很低形成一定的真空度，所述火花塞6点燃所述第一燃烧室中的以空气和汽油以一定比列混合成的良好的可燃混合气，可燃混合气燃烧释放出大量的热能使所述第一燃烧室101的压力和温度迅速提高，高温高压的燃气推动所述活塞2从所述第一燃烧室101开始向所述第二燃烧室102转动，所述第一燃烧室101处于做功状态，所述活塞2通过所述摇杆5带动所述连杆4使所述曲柄4转动对外输出机械能，此时处于所述活塞2右端的所述第二燃烧室与所述进气管5的入口、所述排气管4的出口相通，所述第二燃烧室同时处于吸气、排气过程，可燃混合气经过进气管进入所述第二燃烧室102中，将所述第二燃烧室102中产生的废气经所述排气滚轴8的所述凹槽92进入所述排气管6排出所述气缸I。此时所述活塞由所述气缸I的中间位置移动到所述第一燃烧室101的极限压缩位置，所述活塞2连接所述摇杆5并通过所述连杆10带动所述曲柄4顺时针转动90。。在此需要说明的是，所述极限压缩位置是指所述活塞2在气缸内做功的过程中所能移动到的与气缸极限位置最接近的一个位置。如图3所示，随着所述活塞2在所述第一燃烧室101向所述第二燃烧室102转动做功压缩气体，所述第一燃烧室101的气体压力盒温度逐渐下降，当所述活塞2继续向所述第二燃烧室102压缩气体，先将所述进气管7关闭，当所述活塞2旋转至所述气缸I正中间位置时，所述排气滚轴8同时关闭所述第一燃烧室101和所述第二燃烧室102连接的所述排气管6的出口，此时无任何气体进入、排出所述气缸I。此时所述活塞2由所述第一燃烧室101的极限压缩位置移动到所述气缸I的中间位置，所述活塞2连接所述摇杆5并通过所述连杆10带动所述曲柄4再顺时针转动90°。如图4所示，所述活塞2继续顺时针旋转，所述第二燃烧室102开始处于压缩、排气过程，当所述活塞2位于所述气缸I空腔中的所述第二燃烧室102的极限压缩位置时，所述第二燃烧室102内的气压很低形成一定的真空度，所述火花塞3点燃所述第二燃烧室102中的可燃混合气，可燃混合气燃烧释放出大量的热能使所述第二燃烧室102的压力和温度迅速提高，高温高压的燃气推动所述活塞2从所述第二燃烧室102开始向所述第一燃烧室101转动，所述第二燃烧室102处于做功状态，所述排气滚轴8将所述第一燃烧室101中的所述排气管6的出口打开，废气经所述排气滚轴8的所述凹槽91进入所述排气管6排出出所述气缸1，所述第一燃烧室101处于排气过程。所述进气管7的入口通往所述第一燃烧室101中，此时，所述第一燃烧室101同时处于进气、排气过程。此时所述活塞2由所述气缸I的中间位置向所述第二燃烧室102的极限压缩位置移动，所述活塞2连接所述摇杆5并通过所述连杆10再带动所述曲柄4顺时针转动90°。如图5所示，所述活塞2由所述第二燃烧室102向所述第一燃烧室101转动压缩气体，当所述活塞2重新旋转回所述气缸I正中间位置时，此时所述活塞2完成了一个在所述气缸I中的往复旋转运动，所述排气滚轴8同时关闭所述第二燃烧室102和所述第一燃烧室101连接的所述排气管6的出口，此时无任何气体进入、排出所述气缸I。所述活塞2由所述第二燃烧室102的极限压缩位置移动所述气缸I的中间位置，所述活塞2连接所述摇杆5并通过所述连杆10再带动所述曲柄4再顺时针转动90°，此时，所述曲柄4刚好旋转一周而实现对外做功两次，从而改变所述气缸I做功的频率，使发动机运行更平稳。该内燃机能做到所述曲柄4旋转一周，实现对外做功2次，提高了热能的利用率以及提高做功的效率，同时可以使内燃机运行更平稳，提高了内燃机的动力性能。该内燃机在提高了热能利用率及提高做功效率的同时只采用了一个气缸和一个活塞，使所述活塞2在所述气缸I内做往复旋转压缩运动节省了材料，降低了成本；能使内燃机在保持原有体积和重量的情况下使所述曲柄4旋转一周也能实现对外做功2。同时采用的所述摇杆5、所述连杆10和所述曲柄4组成的机构采用了无急回特性的曲柄摇杆机构对外输出功，普通的曲柄摇杆机构存在急回运动，所述摇杆5顺时针摆动与逆时针摆动时所述曲柄4的转角不相同，造成所述曲柄5的旋转速度不一定，影响了内燃机的运转稳定性，该所述内燃机采用的无急回特性，使所述曲柄5的旋转速度一定，增加了内燃机的运转稳定性。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种内燃机，包括气缸、位于所述气缸中的活塞、火花塞、曲柄以及连接到所述气缸的排气管和进气管，其特征在于:所述内燃机还包括与所述曲柄相连的摇杆以及设置在所述排气管中且与所述活塞固定连接的排气滚轴，所述活塞通过所述排气滚轴与所述摇杆连接，所述气缸为扇形气缸，所述活塞为扇形活塞，所述活塞将所述气缸的内腔分隔成两个燃烧室，所述进气管与所述气缸的两个燃烧室连通进气，所述排气管与所述气缸的两个燃烧室连通排气，所述火花塞连接进所述气缸的两个燃烧室。
2.按权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述排气滚轴绕其中心轴旋转，所述活塞的活塞回转中心线、所述排气滚轴的排气滚轴回转中心线与所述气缸的中心轴线相重合。
3.按权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述进气管的入口位于所述气缸的气缸壁曲面的中间位置，气体可通过所述进气管的入口分别进入所述气缸的两个燃烧室。
4.按权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机设有两个所述火花塞，分别设置在所述气缸的空腔内两端极限位置的气缸壁上。
5.按权利要求2所述的内燃机，其特征在于，所述排气滚轴设置在所述排气管中并将所述排气管分成两段，所述排气滚轴设有两个凹槽，所述排气管可通过所述排气滚轴的两个凹槽分别与所述气缸的两个燃烧室连通。
6.按权利要求5所述的内燃机，其特征在于，所述排气管的横截面为长方形。
7.按权利要求5所述的内燃机，其特征在于，所述排气管安装在所述气缸的壳体上，所述排气管与所述气缸的两个燃烧室的排气口相接处密封连接。
8.按权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机还包括连杆，所述摇杆通过所述连杆与所述曲柄相连。
专利摘要一种内燃机，包括气缸、位于所述气缸中的活塞、火花塞、曲柄以及连接到所述气缸的排气管和进气管，其中所述内燃机还包括与所述曲柄相连的摇杆以及设置在所述排气管中且与所述活塞固定连接的排气滚轴，所述活塞通过所述排气滚轴与所述摇杆连接，所述气缸为扇形气缸，所述活塞为扇形活塞，所述活塞将所述气缸的内腔分隔成两个燃烧室，所述进气管与所述气缸的两个燃烧室连通进气，所述排气管与所述气缸的两个燃烧室连通排气，所述火花塞连接进所述气缸的两个燃烧室。所述内燃机的曲轴旋转一周对外做功两次，增加了对外做功次数，该内燃机提高了热能的利用率以及提高了做功的效率。
文档编号F02B53/00GK202926462SQ20122055875
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者袁坚, 何鹏 申请人:比亚迪股份有限公司