棘轮活塞内燃机的制作方法

本发明涉及一种内燃机设备，尤其是一种内燃机发动机。

背景技术：

现有活塞式内燃机分为往复活塞和旋转活塞两种。其中一种往复活塞内燃机采用燃气在气缸内膨胀，推动活塞直线往复运动，活塞通过连杆带动曲轴转动。此种内燃机是将活塞的直线往复运动通过连杆曲轴机构转变为旋转运动，因此传动机构结构复杂、损耗多、热效率低。另一种旋转活塞内燃机采用燃气直接推动活塞（转子）旋转，虽然具有功率高、振动小、运转平稳，结构简单轻小的特点，但这种发动机只适用于高转速，其燃料经济性差、低速性能不佳，排气性能差。另外，以上两种活塞式内燃机输出转矩的力臂较短，即往复活塞内燃机的曲轴旋转半径和旋转活塞内燃机的转子半径。因此，低速运转时的性能较差。且以上两种活塞式内燃机的做功过程都有气体压缩过程，因此要吸收一定的热能。从而降低热效率，增加内燃机的油耗。

技术实现要素：

为了克服现有技术中活塞式内燃机结构复杂、传动机构多、输出动力的曲轴半径小和旋转活塞转子半径小的缺点，及其做功过程都有气体压缩过程，热效率低的缺陷，本发明提供一种环形气缸，棘轮活塞固定在棘轮盘外圆，并在气缸内做旋转运动，棘爪密封门与棘轮活塞间形成一个密闭燃烧室，通过燃烧气体的膨胀推动棘轮活塞旋转做功。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种棘轮活塞内燃机发动机，包括环形气缸壳体与棘轮盘所形成的环形气缸、棘轮盘上设置有棘轮活塞，棘轮活塞在环形气缸内转动，带动棘轮盘一起转动并通过传动轴输出扭矩（做功）。棘爪密封门安装在环形气缸壳体上，棘轮活塞转动到棘爪密封门位置时，密封门缩回（打开），棘轮活塞转动过棘爪密封门位置后，密封门弹出（关闭），进气门打开并向棘爪密封门和棘轮活塞之间的密闭空间进空气，同时燃料喷嘴向密闭气缸空间喷出燃料。当空气与燃料的混合气体到一定的体积后，进气门关闭，点火装置点火，混合气体燃烧膨胀并推动棘轮活塞转动做功。棘轮活塞转动至排气门时，排气门打开，部分做过功的废气在压力作用下自动排出气缸。棘轮活塞转动过棘爪密封门位置后，其背对燃烧室一侧则挤压上一次燃烧后的剩余废气，从排气门排出气缸。环形气缸壳体与传动轴之间装有轴承，环形气缸壳体外侧有冷却水装置。

本发明的有益效果是：棘爪密封门与棘轮活塞在环形气缸壳体内直接形成密闭气缸空间，燃料与空气的混合气体在密闭气缸空间内燃烧膨胀做功，推动棘轮活塞及棘轮盘转动，并通过传动轴输出转矩。有效的消除了往复活塞内燃机的曲轴传动机构的损耗，消除了活塞压缩气体过程的损耗。

本发明的附图说明：图1为本发明示意图（棘轮活塞内燃机进气示意图）；图2为棘轮活塞内燃机做功示意图；图3为棘轮活塞内燃机排气示意图；图4为棘轮活塞内燃机排气——进气过渡示意图。图中1.棘轮活塞，2.棘爪密封门，3.环形气缸，4.进气门，5.排气门，6.点火装置，7.传动轴，8.棘轮盘，9.环形气缸壳体。

本发明的具体实施方式：棘轮活塞内燃机包括环形气缸壳体9和其上设置的棘爪密封门2、环形气缸3、进气门4、排气门5、点火装置6，棘轮盘8和其上设置的棘轮活塞1，棘轮盘8安装在传动轴7上，并通过传动轴7与环形气缸壳体9固定相对位置。

如图1所示：棘轮活塞1沿箭头方向转动过进气门4时，进气门4与排气门5同时打开，棘爪密封门2弹出并封闭环形气缸壳体9与棘轮盘8之间的空间，空气通过进气门4进入棘轮活塞1与棘爪密封门2之间因棘轮活塞1的旋转而增大的气缸空间并与燃料混合，此过程为内燃机的进气过程。

如图2所示：棘轮活塞1沿箭头方向转动过一定角度，进入密闭气缸空间的空气与燃料混合气体达到一定的体积后，进气门4关闭，点火装置6通电点燃混合气体，燃烧的气体体积膨胀并推动棘轮活塞1转动，此过程为内燃机的做功过程。

如图3所示：棘轮活塞1从进气门4沿箭头方向转动至排气门5的过程中，处于棘轮活塞1旋转方向前一侧的气体（即上一次做过功的剩余废气）被棘轮活塞1挤压排出排气门5，此过程为内燃机的机械排气过程。棘轮活塞1转动过排气门5位置时，燃烧的气体膨胀做功结束，处于棘轮活塞1旋转方向后方一侧的燃烧废气，在压力的作用下从排气门5排出部分废气，此过程为内燃机的自然排气过程。

如图4所示：棘轮活塞1沿箭头方向转动至棘爪密封门2位置时，棘爪密封门2缩回（打开），排气门5关闭，此时进气门4依然关闭，棘轮活塞1转动至进气门4时进入下一次循环，此时棘爪密封门2弹出（关闭）。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种棘轮活塞内燃机，环形气缸壳体与棘轮盘所形成的环形气缸，棘轮盘上设置有棘轮活塞，棘轮活塞在环形气缸内单向转动。棘爪密封门安装在环形气缸壳体上，棘轮活塞转动到棘爪密封门位置时，密封门缩回（打开），棘轮活塞转动到棘爪密封门位置后，密封门弹出（关闭），进气门打开并向棘爪密封门和棘轮活塞之间的密闭气缸空间进气，同时燃料喷嘴向密闭气缸空间喷出燃料。当空气与燃料的混合气体达到一定体积后，进气门关闭，点火装置点火，混合气体燃烧膨胀并推动棘轮活塞转动。本发明采用棘爪密封门与棘轮活塞在环形气缸壳体内直接形成密闭气缸空间，燃料与空气的混合气体在密闭气缸空间内燃烧膨胀做功，推动棘轮活塞及棘轮盘转动。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：谢西绒;李宇良
技术研发日：2018.11.11
技术公布日：2019.01.08