无曲轴单向活塞式内燃机的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，特别是一种无曲轴单向活塞式内燃机。

背景技术：

传统的内燃机是人们熟知的曲柄连杆机构内燃机，它将活塞在缸体中的直线往复运动转变成曲轴的旋转运动，再输出到工作机械。其主要缺点在于：1.受制于曲轴限制，活塞做功行程较短，汽缸内燃气仍具有较高能量时即排出汽缸，从而降低能量转化率；2.由于连杆与活塞运动方向的夹角随时在变动，沿连杆传向铰接点的力有很大部分的分力是径向力，不使转动主轴做功，只会产生轴压或反作用于缸体，导致对轴承和缸壁的额外磨损，加大能量损耗；3.另外由于整体构造极为复杂，各部件之间的相互摩擦加大能量损耗，同时构成复杂也造成内燃机的自重上升，制造成本极高。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供结构简单、自重小、能量转换率高的无曲轴单向活塞式内燃机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无曲轴单向活塞式内燃机，包括气缸体、活塞传动装置、密封插板、传动轴。

所述汽缸体上设有一圆柱形活塞传动装置安置室，在活塞传动装置安置室圆径周边设有一与其同轴的具有C形截面的圆环形工作腔体，所述工作腔体与活塞传动装置安置室在C形缺口处形成一圆环形缺口槽、贯穿相接；

所述工作腔体上至少有一个做功腔体，依次，在做功腔体的头部设有一正切贯穿做功腔体的接插室，邻近接插室位置的做功腔体旁设有燃料注入点火装置安置室，在工作腔体尾部设有排气口；

所述密封插板头部具有一个与工作腔体截面弧度匹配的弧形工作面，所述密封插板插接于接插室；

所述活塞传动装置包括一传动盘，该传动盘至少具有一段紧密贴合圆环形缺口槽并能完整封闭做功腔体的连续弧边，在弧边的尾端固定有周边紧密贴合工作腔体的活塞；传动轴安置在工作腔体同轴位置，传动盘固定于传动轴上；

所述活塞、传动盘的弧边、做功腔体的腔壁和密封插板共同围成一密闭空间。

优选的，所述活塞的活塞面与工作腔体内壁形成的夹角大于等于70°、小于90°。

优选的，所述密封插板设有环口直接略小于工作腔体口径的弧面凹缺，所述密封插板内部设有增压气口通道。

优选的，所述活塞传动装置的重心处于传动轴轴心位置。

优选的，所述汽缸体由两片镜像对称的汽缸片对接而成。

本实用新型的工作原理是：当活塞越过接插室机械触发密封插板进入接插室，此时燃料注入点火装置注入燃料并点火，燃料在活塞、传动盘、做功腔体腔壁和密封插板共同围成的密闭空间燃爆做功，推动活塞前进，联动传动盘，带动传动轴转动，输出到外部机件，从而完成能量转换。当活塞越过排气口，开始排放做功腔体内尾气，并机械触发密封插板脱离接插室，当活塞再次越过接插室即开始第二次做功循环。

本方明的有益效果是：

1.结构极为简单，机件数量减少，自然减少机件传动因摩擦而损失的能量，从而大大提高能效转换率，同时大大降低自重和制造成本；

2.由于无曲轴限制，使得活塞做功行程更长，做功更充分，提高能效转换率，同时大大降低自重和制造成本；

3.活塞单向持续前进，无0速状态，实现能量的累加效应，彻底颠覆往复式活塞由静止加速再静止的运动规律给机体带来的冲击和能量损耗，无动力死点，提高能效转换率。

4.在工作腔体上可以依次设置多个做功腔体，从而实现多缸工作模式。

5.密封插板上设有弧面凹缺，优化解决做功腔体内的积碳问题。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的汽缸体结构示意图；

图2是本实用新型的汽缸体截面结构示意图；

图3是本实用新型的第一汽缸片结构示意图；

图4是本实用新型的活塞传动装置结构示意图；

图5是本实用新型的活塞传动装置正投影结构示意图；

图6是本实用新型的第一密封插板结构示意图；

图7是本实用新型的外观结构示意图；

图8是本实用新型的第一缸工作原理图；

图9是本实用新型的第二缸工作原理图。

具体实施方式

参照附图，本实施例公开的是一种四缸模式。

一种无曲轴单向活塞式内燃机，包括气缸体1、活塞传动装置2、第一密封插板31、第二密封插板32、第三密封插板33、第四密封插板34、传动轴4。

汽缸体1由镜像对称的第一汽缸片101、第二体汽缸片102对接而成。第一汽缸片101、第二体汽缸片102为片状造型，一侧面平整，另一侧面模具成型，预留各配件安装位、固定孔位等。

所述汽缸体1上设有一圆柱形活塞传动装置安置室11，在活塞传动装置安置室11圆径周边设有一与其同轴的具有C形截面的圆环形工作腔体12，所述工作腔体12与活塞传动装置安置室11在C形缺口处形成一圆环形缺口槽121、贯穿相接。

工作腔体12依次均分为首尾衔接配置相同的第一做功腔体13、第二做功腔体14、第三做功腔体15、第四做功腔体16。如第一做功腔体13，依次，在第一做功腔体13的头部设有一正切贯穿第一做功腔体13的第一接插室131，用于接插第一密封插板31，邻近第一接插室131位置的第一做功腔体13旁设有第一燃料注入点火装置安置室132，在第一做功腔体13尾部设有第一排气口133。

第一密封插板31头部具有一个与工作腔体12截面弧度匹配的弧形工作面，第一密封插板31插接于第一接插室131；第一密封插板31设有环口直接略小于工作腔体12口径的弧面凹缺311，第一密封插板31内部设有增压气口通道312。

活塞传动装置2包括一传动盘21，该传动盘至少具有一段紧密贴合圆环形缺口槽121并能完整封闭第一做功腔体13的连续弧边211，在弧边211的尾端固定有周边紧密贴合工作腔体12的活塞22；传动轴4安置在工作腔体12的同轴位置，传动盘21固定于传动轴上4。

活塞22、传动盘21的弧边211、工作腔体12的腔壁分别与第一密封插板31、第二密封插板32、第三密封插板33、第四密封插板34共同围成四个密闭空间。

活塞22的活塞面与工作腔体12内壁形成75°夹角。

活塞传动装置2的重心处于传动轴4的轴心位置。

当活塞22越过第一接插室131机械触发第一密封插板31进入第一接插室131，封闭第一做功腔体13的头部，此时第一燃料注入点火装置安置132注入燃料并点火，燃料在活塞22、传动盘21的弧边211、第一做功腔体13的腔壁和第一密封插板31构成的密闭空间燃爆做功，推动活塞22前进，联动传动盘21，带动传动轴4转动，将动能输出到外部机件，从而完成能量转换。当活塞22越过第一排气口133，开始排放第一做功腔体13内的尾气，并机械触发第一密封插板31脱离第一接插室131，当活塞22越过第二接插室141即开始第二次做功循环，活塞22运行一周即完成四次做功循环。

按此原理，本实用新型可以实现单缸或多缸工作模式，同时由于汽缸体为规则模块化外形，同轴并联叠加本实用新型即可实现更多缸的工作模式。

本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以基本相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。