单行程内燃机的制作方法

本发明是涉及一种单行程内燃机，其是利用爆炸的燃气推动动力轮转动，透过动力轮恒做单一方向自然性和持续性的转动运动，而成为一种提供高效率动能、顺畅和洁净性排气、及多元性燃料供给的单行程内燃机，适于产业界广泛推广应用。

背景技术：

按目前使用的内燃机的动能产生方式，大都是利用活塞进行往复式作动，并借连杆、曲轴等构件精密配合而得；而运用最为普遍的，主要有二程行内燃机与四行程内燃机二种形态。其中:

该二程行内燃机的设成，主要是活塞上升时对燃气行压缩动作，并在上升至上死点时，令压缩的燃气被点火系统点燃产生爆炸燃烧，同时，并推动活塞下降施力于曲轴，使曲轴可连带转动产生动能；即，利用活塞往复作动一次与曲轴转动一圈(360度)，即可产生一次的动能。其中，活塞下降时，其顶端先历经排气口，随之，再下降经过进气口，此时，曲轴箱内被挤压的燃气便可借以进入汽缸，为进行下一次燃烧循环做准备，及可将原燃烧后的部分废气挤压排出；而当活塞下降至下死点时，借该通过连杆而被活塞驱动的曲轴，可在转动中以回动惯性力再驱动活塞上升，则该经由进气口进入汽缸的燃气，又可被往上推挤压缩，使做下一次爆炸燃烧及产生动能的循环动作。

上述，该二行程内燃机的设成，由于并没有特别设置诸如进气阀、排气阀及相关的传动装置、构件，故在结构上确实有较为单纯的优点；只是在使用上有下述美中不足的缺点：

1、由于其未设有排气方面的驱送设备，故该燃气爆炸燃烧后所产生的废气，主要只是借曲轴箱内贮存的燃气经进气口进入汽缸时，将其部分挤压排出而己，而大部分的废气依然会贮存在汽缸内并与新进燃气混合，因此在燃气无法完全燃烧的情形下，该所排出的气体便明显有较不符环保要求的缺点。

2、由于活塞上升压缩燃气时，虽然会将原贮存在汽缸的部分废气挤压至排气口排出，但该受压缩的新鲜燃气亦有部分会随着一起排出，而有造成浪费燃气(能源)现象。

3、由于该燃气在汽缸内爆炸燃烧后的废气无法完全排出，而仍残存有甚多，并会直接与下一次燃烧循环的新鲜燃气混合，则当该夹杂着废气的混合燃气再爆炸燃烧时，其所产生的动能必然会较为降低，无法完全发挥，进而有无法达到预期使用效果的缺点。

4、由于活塞是在最低点上升至上死点时(即曲轴转动180度)，即令被压缩的燃气爆炸燃烧，并致活塞瞬即下降产生一次动能(此时，曲轴是做另180度的转动)，而待活塞下降至下死点后，又再随曲轴的转动而逐一上升压缩燃气，使对下一次动能的产生预做准备，如此依序循环，则该往复式二行程内燃机便可不断的提出动能；然而，这种产生动能的方式，却明显有较为浪费能源与效率不高的情况；就曲轴与活塞的运作性而言，该活塞在燃气爆炸燃烧，致其自上升顶点瞬即做下降动作时，才施力于曲轴并使连带转动产生动能，但曲轴转动180度提供出动能后，活塞却开始自下降死点做180度大反转，使做逐一上升压缩燃气的动作，而无法再施力于曲轴；当然，该曲轴也会继续做另180度的转动运作，但却是完全借助前180度转动所产生的回动惯性力完成的，而非靠活塞继续施予驱动力达成；但是该活塞并非往上、往下行程均可提供驱动力予曲轴，而只能在往下单行程运动方可提供的情形下，显然的，该曲轴转动所产生的动能，最多便只能达到预期的一半效果，而明显有效率降低的情况。况且该活塞在上、下死点分别做180度瞬即大反转的往复动作，不但对惯性作用力会产生直接破坏情况，同时，其在上、下死点位置，亦会发生减缓运动速度的脉冲暂停现象，及其实施上升压缩燃气动作时，亦必然会受燃气阻力影响，而自动发生减缓、降低上升速度与压力的情形，就实际的实施性而言，该与活塞连动的曲轴的转动性，亦必然会连带受到影响，并致产生的动能被消耗、浪费，进而有无法提供高效率动能的缺点。

另外，该四行程内燃机的设成，主要是针对二行程内燃机爆炸燃烧后的废气，仍有大量留存在汽缸内的缺点而设计改善，其亦是利用活塞的往复作动，而致连动的曲轴转动产生动能；其与二行程内燃机不同处在于，主要是指其活塞往复作动二次、曲轴转动二圈(即720度)才产生一次的动能；即当进、排气阀均关闭时，该活塞第一次上升的行程，对汽缸内的燃气行压缩作用，并在上升至顶点时，使燃气被点火系统点燃爆炸燃烧，而随即做第一次往下作动行程，致使曲轴可连带被施力转动产生一次动能；随后，当活塞第一次下降行程至最低点时，其是借曲轴回转的惯性力作动而做第二次上升行程，同时，通过该进气阀继续呈关闭，而排气阀改呈开启状态，则该前爆炸燃烧留存在汽缸内的废气，便可被上升的活塞挤压自排气阀排出；随后，活塞第二次上升至顶点后，又继续通过曲轴的回动惯性力，而自动做第二次往下作动的行程，同时，借由排气阀改呈关闭，而进气阀又改呈开启状，则该新鲜燃气便可直接自进气阀处进入汽缸，使活塞下降至最低点时，又可继续借曲轴的回动惯性力，而做下一次循环的上升压缩燃气动作。

不可否认，上述四行程内燃机的设成，由于爆炸燃烧后的废气，可被活塞再次上升的动作挤压，而顺畅通过排气阀处排出，故其汽缸内残留的废气自然较少(因汽缸与汽缸盖之间仍有一些间隙，故燃烧后的废气不可能完全排出，而仍会残留些许)，而致燃气的燃烧可较为完全，及致排出的气体亦连带具有较符环保要求的效果，只是由于该活塞是以直线往复运动提供曲轴转动，并使产生动能，故其在上升死点与下降死点均必需做180度大反转动作的情形下，显然的，该对前述活塞的运动惯性作用力会被破坏，及活塞在上、下死点会发生脉冲暂停现象，以及活塞在上升时会受到燃气阻力等，而连带影响曲轴产生的动能的现象和缺点，依然是没有达到改善的效果，而同样有无法提供高效率动能的缺点。尤其，为了使燃烧后的废气得以顺畅的通过汽缸排出，而刻意将活塞增加两个行程的运作方式(即活塞必需往复作动两次，曲轴必需连带转动两圈)，不但有浪费、损失两个行程的动能的情况，就机械原理而言，也是极不符经济原则的。

业界曾提供出一种转子引擎(wankelrotaryengine，万克尔引擎)，其构造主要设有：具椭圆形空间的转子座组、及外形呈三角形状容纳在转子座组的椭圆形空间，且设有驱动齿和静止齿轮相咬合的转子组、以及穿设在转子组并致转子组在转子座组做椭圆形运动的偏心轴组等三大部分。由于该三角形状的转子组是沿着转子座组的椭圆形空间的曲线行压缩燃气作用，故在实施上极易产生下述情况：

1、整体结构复杂、精度高、制作成本高。

2、三角形转子组运转时与转子座组的气密性较低。

3、由于转子组的转动是靠偏心轴组的转动来驱动，而非相互呈一体状依惯性运动旋转，因此转子组的椭圆运动将只会呈具离心力的抛物状，而必需透过偏心轴组转动的力量拉回才可保持平衡，据此，在压缩行程中将有消耗动能现象，进而发生降低动能产生效率情事。

4、由于转子组是呈三角形，而该三角形形成的三个面，又做为同步进行不同的四冲程周期而用，故在该转子组的形状不易变更为多角形的情形下，其压缩比将不易提高，而有动能产生效率不易提升情况。

由此可见，上述现有的内燃机在结构和实用上，显然存在有不便和缺陷，而亟需进一步改进。为了解决上述存在问题，相关厂商莫不费尽心思谋求解决之道，但长久以来一直未见使用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关者亟欲解决的问题。因此如何能够创设一种新型结构的内燃机实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界亟需改进的目标。基于以上所述，本发明针对上述的使用需求提出一种使用上更经济的单行程内燃机。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，是提供一种单行程内燃机，其可改善上述缺点，并致内燃机可产生更高效率的动能、更顺畅和洁净性的排气、及多元燃料供给的效果。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，为了达到上述目的，本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种单行程内燃机，其主要包含有汽缸座和动力轮两结构体；该汽缸座设有圆形汽缸，在汽缸壁设有至少一个以上的第一爆炸室，在各第一爆炸室对应的汽缸座外周至少设有连通于汽缸的点火系统、燃料供应系统、压缩装置、排气装置和进气装置；其中，该各点火系统系对应第一爆炸室；该动力轮系与汽缸座的圆形汽缸滑动配合，周面设有至少一个以上相邻布设的压缩室和第二爆炸室，该压缩室和第二爆炸室为转动的与汽缸座的第一爆炸室、燃料供应系统、压缩装置、排气装置及进气装置对应；据之，动力轮启动转动后，该由进气装置进入的空气与经燃料供应装置供入的燃气，会一同在压缩室被压缩装置压缩，并逐一压缩集收到第一爆炸室和第二爆炸室被点火系统点燃爆炸，而该压缩燃气爆炸产生的高爆力，将会直接经第二爆炸室推动动力轮转动，使动力轮在恒做单一方向转动运动中，达到提供高效率动能的效果。

本发明的技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，该单行程内燃机，其压缩装置至少设有容纳体、阻气元件和弹性元件，该容纳体为安设在汽缸座，该阻气元件是活动的容设在容纳体，并致前端外露于汽缸座的汽缸壁，该弹性元件为容设在容纳体并弹压着对应的阻气元件，使阻气元件随时具有往前位移的弹性作用力。

较佳地，该单行程内燃机，其动力轮的中心设有传动轴，两侧通过侧盖密封于汽缸座。

较佳地，该单行程内燃机，其动力轮的压缩室的底部设为弧面。

较佳地，该单行程内燃机，其动力轮周面的压缩室的容积，比动力轮周面的第二爆炸室和汽缸座的第一爆炸室相加的容积和为大。

较佳地，该单行程内燃机，其设在汽缸座的圆形汽缸的多数个第一爆炸室，及设在动力轮周面的多数个压缩室和第二爆炸室，分别以等分状规划。

较佳地，该单行程内燃机，其汽缸座安设有定位架，该定位架为供动力轮的传动轴枢设定位。

较佳地，该单行程内燃机，其设在汽缸座的多数个第一爆炸室，以任两个不在互呈180度的对角线上。

借由上述技术方案，本发明是一种单行程内燃机，至少具有下列优点及有益效果：

1、设置较简单，组装、操作较简易、方便。

2、可使内燃机提供出更高效率的动能。

3、可使内燃机的废气的排放更为顺畅且具洁净效果。

4、可使内燃机的燃料的供给具多元性，达到扩大使用范围的效果。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明其中一压缩装置压缩燃气运作实施例的主视图。

图2是图1a-a剖面的俯视图。

图3是本发明其中一第一爆炸室和第二爆炸室相对应运作实施例的主视图。

图4是本发明其中一排气装置排气及一进氧装置进气运作实施例的主视示图。

图5是本发明其中一进气装置进气及一压缩装置压缩燃气运作实施例的主视图。

图6是本发明其中另一第一爆炸室和第二爆炸室相对应运作实施例的主视图。

【主要元件符号说明】

10：汽缸座101：圆形汽缸

1011：汽缸壁1012：第一爆炸室

11：点火系统12：燃料供应系统

13：压缩装置131：容纳体

132：阻气元件133：弹性元件

14：排气装置15：进气装置

16：侧盖17：定位架

20：动力轮201：传动轴

202：压缩室2021：压缩室底部

203：第二爆炸室

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，本发明是一种单行程内燃机，主要包含有汽缸座10和动力轮20两结构体；其中，

该汽缸座10设有一圆形汽缸101，在汽缸壁1011周面设有至少一个或一个以上内凹的第一爆炸室1012，在各第一爆炸室1011对应的汽缸座10外周，至少设有连通于汽缸101的点火系统11(如火星塞装置)、燃料供应系统12(如进气阀、化油器…)、压缩装置13、排气装置14及进气装置15；其中，该点火系统11是对应于汽缸壁1011设置的第一爆炸室1012；该压缩装置13至少设有容纳体131、阻气元件132和弹性元件133，该容纳体13为安设在汽缸座10，容纳体13的内端系连通于汽缸壁1011，该阻气元件132是活动的容设在容纳体131，并致前端可外露于汽缸壁1011，该弹性元件133是容设在容纳体131并弹压着对应的阻气元件132，使阻气元件132随时具有往前位移的弹性作用力；

该动力轮20是以同心圆方式自由转动的滑配结合在汽缸座10的圆形汽缸101，中心设有传动轴201，周面设有至少一个或一个以上相邻布设的压缩室202和第二爆炸室203，该压缩室202和第二爆炸室203在动力轮20转动时，是分别与汽缸座10的各第一爆炸室1012、燃料供应系统12、压缩装置13、排气装置14及进气装置15相对应；其中，该压缩室202、第二爆炸室203与进气装置15对应时供新鲜空气进入容纳；该压缩室202、第二爆炸室203与燃料供应系统12对应时供输入的燃气容纳；该压缩室202与压缩装置13对应时，该压缩装置13的阻气元件132会自动弹压进入压缩室202，并与压缩室202周边相互气密；

上述，该动力轮20滑配组设在汽缸座10的圆形汽缸101后，其两侧是透过侧盖16密封，中心的传动轴201是以自由转动形态枢设在定位架17，该定位架17则是固定在汽缸座10，使动力轮20具转动顺畅、安定性。

上述，该动力轮20周面设置的压缩室202，是将底部2021设为弧面状为最佳，使动力轮20转动时，该压缩装置13的阻气元件132可顺畅沿着压缩室202的弧面弹性触压，达到确实性的气密效果。

上述，该动力轮20周面设置的压缩室202的容积，是较第一爆炸室1012和第二爆炸室203相加的容积和为大。

利用上述所构成的本发明，请再配合图3所示，由于动力轮20是自由转动的滑配组设在汽缸座10的圆形汽缸101，且两侧是以侧盖16密封，则该汽缸座10的第一爆炸室1012、及动力轮20的压缩室202和第二爆炸室203，将可保持为密闭空间；而动力轮20转动时，由于其周面的压缩室202和第二爆炸室203，会分别与汽缸座10的第一爆炸室1012、燃料供应系统12、压缩装置13、排气装置14及进气装置15相对应，则该由燃料供应系统12输入的燃气，及由进气装置15供输的新鲜空气，将会随着动力轮20转动，自动进入对应的压缩室202和第二爆炸室203混合，使形成混合燃气不外漏；同时，以该安设在汽缸座10的压缩装置13的阻气元件132，是随时具有往前触压动力轮20周面的弹性作用力，并在对应到压缩室202时，会自动弹压进入与压缩室202周边保持气密，则随着动力轮20的转动，该进入压缩室202的混合燃气，将会逐一被压缩装置13的阻气元件132挤压进入第一爆炸室1012；由于该与压缩室202相邻的第二爆炸室203，也会随着动力轮20转动对应到第一爆炸室1012，则该容纳在第二爆炸室203内的混合燃气，将会与第一爆炸室202内的混合燃气共同被压缩装置13压缩，并完全收集在第一爆炸室1012和第二爆炸室203内。

上述，由于该第一爆炸室1012和第二爆炸室203相加的容积和，是小于压缩室202的容积，则前述压缩室202的燃气经压缩装置13挤压后，自然会以压缩状收集到第一爆炸室1012和第二爆炸室203内，使利于后续点火爆炸作用。

亦即，当动力轮20被启动转动，并致周面的压缩室202和第二爆炸室203对应到进气装置15和燃料供应系统12时，该输入的新鲜空气和燃气将会自动进入动力轮20的压缩室202和第二爆炸室203混合，而利用压缩装置13的阻气元件132是随时以弹压状气密接触着动力轮20周面和压缩室202周边，则该进入压缩室202的混合燃气，自然会随着动力轮20的转动，被压缩装置13的阻气元件132强制挤压进入第一爆炸室1012，同时，以该与压缩室202相邻布设的第二爆炸室203，也会随着动力轮20转动与第一爆炸室1012相对应，则该容纳在第二爆炸室203内的混合燃气，自然会与第一爆炸室1012内的混合燃气共同被压缩装置13压缩，并完全集收在第一爆炸室1012和第二爆炸室203内；又，以该第一爆炸室1012与第二爆炸室203的容积和，较压缩室202的容积为小，则前述该自压缩室202挤压收集到第一爆炸室1012和第二爆炸室203内的混合燃气，自然会形成压缩形态；随之，由于该安设在汽缸座10的点火系统11是对应着第一爆炸室1012，则前述该压缩收集到第一爆炸室1012和第二爆炸室203内的压缩燃气，将会被连续点火的点火系统11瞬间点燃引爆并产生高爆力；随之，以该设在汽缸座10的第一爆炸室1012是呈静止不动状态，而该相对应的第二爆炸室203又是设在自由转动的动力轮20上，则前述压缩收集在第一爆炸室1012和第二爆炸室203的压缩燃气被点火系统11点燃引爆所产生的高爆力，便必然会形成巨大推力施予第二爆炸室203，使直接推动动力轮20高速转动；随之，由于在压缩装置13邻侧是设有排气装置14，则前述第一爆炸室1012和第二爆炸室203内的压缩燃气被点燃引爆所产生的废气，便可在动力轮20转动致第二爆炸室203对应到排气装置14时顺畅、快速排出，而不会如现有习知的二行程内燃机发生排气效果不佳，或现有习知的四行程内燃机必需将活塞另设两个行程方可将废气压缩排出的浪费动能的现象。

嗣而，透过动力轮20的转动，该由进气装置15和燃料供应系统12持续供入压缩室202的混合燃气，便会不断的被压缩装置13压缩集收到第一爆炸室1012和第二爆炸室203，并不断被点火系统11点燃引爆，且会产生巨大推力推动动力轮20转动，而该动力轮20便可据此恒做单一方向的自然性和持续性转动运动，不会发生惯性作用力被破坏的情形，进而达到提供出最具效率的动能效果。

上述，请再配合图4、图5、图6所示，由于在汽缸座10的汽缸壁1011周面设有至少一个以上的第一爆炸室1012，及在各第一爆炸室1012处的汽缸座10外周，至少设有点火系统11、燃料供应系统12、压缩装置13、排气装置14和进气装置15，以及在动力轮20周面又设有至少一个以上相邻布设的压缩室202和第二爆炸室203，则应实际需要，该第一爆炸室1012、点火系统11、燃料供应系统12、压缩装置13、排气装置14、进气装置15、及压缩室202、第二爆炸室203等，将可设为多数个相配合，使该动力轮20被驱动转动所产生的力量和速度更为提高，达到提供出更大动能的效果。亦即，由于本发明汽缸座10的汽缸101和动力轮20是呈圆形配合，则应需要只要将汽缸101和动力轮20增大，使增设更多相配合的第一爆炸室1012、点火系统11、燃料供应系统12、压缩装置13、排气装置14、进气装置15、及压缩室202、第二爆炸室203，自然的，该动力轮20便可提供出更大和更高效率的动能。

上述，其中该多数个第一爆炸室1012及压缩室202、第二爆炸室203的设置，是分别以等分状规划设置在汽缸壁1011和动力轮20周面为最佳；只是其等分别设置后的相互配合关系，是以任二个第一爆炸室1012不在互呈180度的对角线上为宜，使各第一爆炸室1012与第二爆炸室203相配合引爆燃气所产生的推力，不会发生互抵消耗情形，进而致动力轮20的单向转动可更趋顺畅、自然，达到提供更高效率动能的效果。

上述，由于本发明对燃气实施压缩和点燃爆炸的环境并非同一个，而是分别由完全分开的压缩室202、及第一爆炸室1012配合第二爆炸室203完成的，则本发明内燃机燃料的供给将呈多元性(即，高燃点或低燃点的燃料均可运作)，进而可达到扩大使用范围效果。

上述，该第一爆炸室1012和第二爆炸室203共同收集的压缩燃气经爆炸燃烧，而致产生的废气顺畅自排气装置14排出后，虽然该第二爆炸室203的空间会残存些许松散的废气，但该残存的些许废气，就诚如四行程内燃机的活塞压缩废气排出时，在汽缸与汽缸盖之间的间隙会残存一些废气，对于新鲜燃气引入后的再次爆炸燃烧动作，并不会产生实质影响，而仍可达到符合环保要求的燃烧完全效果。

上述，值得一提的是，由于该第一爆炸室1012是设在固定不动的汽缸座10，而第二爆炸室203乃是设在自由转动的动力轮20，故当点火系统11对集收在第一爆炸室1012和第二爆炸室203内的压缩燃气点燃爆炸时，该不动的第一爆炸室1012将会直接提供爆炸燃气的反作用力给第二爆炸室203，使自由转动的第二爆炸室203承接后，可产生更大的推力推动动力轮20转动，进而达到提高动能的效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对发明作任何形式上的显示，虽然本发明以较佳实例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。