专利名称：高效发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机，特别是汽油发动机。
现有的燃油发动机其目的是提供一种旋转动力，现有燃油发动机结构主要由气缸、缸体、活塞、曲轴、气门与心形凸轮构成，燃油在气缸中燃烧，使气体膨胀产生压力，推动活塞在气缸中作往复直线运动，活塞通过连杆带动曲轴旋转，从而产生旋转动力，其特点是气缸与缸体固定不动，曲轴旋转。其不足之处是气缸与缸体固定不动，活塞仅仅作往复直线运动，当活塞运动过程中处于上、下极限位置时，活塞运动方向要突然改变为相反的方向，因而出现了死点，存在着惯性损耗，由于发动机活塞与连杆往复直线运动产生的惯性损耗，使发动机能量得不到充分利用，影响其效率的发挥。
本发明目的在于避免现有发动机的不足之处，提供一种新型高效发动机，其活塞随同气缸，缸体一起绕曲轴作旋转运动，活塞的往复直线动运是在活塞绕曲轴的旋转过程中相对缸体而完成的，因而克服了活塞往复直线运动中的极限死点，且没有惯性耗，使发动机能量得到充分用，获得高效率。
本发明的技术解决方案如下高效发动机主要由气缸[12]、活塞[14]、曲轴[1]、连杆[15]、气门[39]、缸体[10]、缸盖[13]、支承盘[7]、[46]、套筒[3]、轴承[4]、外壳[9]、端盖[8]、轴端外壳[2]、[42]、和配气机构，燃机气化装置，点火系统，起动机等构成。其气缸[12]、活塞[14]、连杆[15]、气门[39]、和配气机构，燃油气化装置，点火系统，起动机采用现有发动机的相应构件的基本结构，本发明的目的可以通过以下措施来达到曲轴[1]和轴端外盖[2]、[42]、端盖[8]、外壳[9]固连成一体，固定不动;缸体[10]与支承盘[7]、[46]、套筒[3]固连成一体，藉助轴承[4]支承于端盖[8]上，可绕曲轴[1]自由旋转，缸体[10]与曲轴[1]主轴同心;在垂直于缸体[10]的轴向方向上，沿径向有4个气缸[12]分置在两个径向平面内，每个径向平面内有2个气缸[12]，互成180°转角，4个气缸[12]的轴线都在缸体[10]轴向沿轴线的同一个纵剖面内。本发明的目的还可以通过以下措施来达到在环形气室[22]的部位，端盖[8]与支承盘[7]、[46]之间有环形气室[22]，端盖[8]与支承盘[7]、[46]之间有气隙迷宫密封槽[24]，端盖[8]与套筒[3]之间有气隙迷宫密封槽[19]，缸体[10]轴向对称地分为两段固体而成，每段有两个互成180°转角的气缸[12];曲轴[1]轴向对称地分为两段对接固连而成，每段由主轴[47]与辅助轴[48]固接而成，主轴[47]与辅助轴[48]均为拐轴。参考附图1，2，3，4，5。
如下附图1 高效发动机总体结构轴向垂直剖视图附图2 高效发动机总体结构轴向水平剖视图附图3 高效发动机径向结构剖示图，缸体、活塞、气门、气道、心形凸轮附图4 高效发动机径向结构剖示图，支承盘，同步齿轮、点火齿轮附图5 高效发动机径向结构剖示图、支承盘、时规齿轮、正时齿轮具体结构分述如下，气缸[12]由缸体[10]与缸盖[13]构成，缸体[10]为一个圆柱体，在径向有4个气缸[12]，气缸[12]位置分布如前所述，每个气缸[12]有一个气缸盖[13]，气缸盖[13]的一个面为平面，另一个面为圆柱面，其横截面为弦月面，气缸盖[13]与缸体[10]固连，两者的外表面为同一圆柱面。缸体[10]两端分别与支承盘[7]和[46]固连，支承盘[7]与[46]为厚圆盘状，沿外缘处有环状凹槽[25]，在内缘处，其外侧端面与套筒[3]的法兰盘固连，套筒[3]为一个一端带有法兰盘的圆筒，法兰盘的外缘有环状凹缘[20]，套筒[3]上安装有轴承[4]与端盖[8]连接，套筒[3]与曲轴[1]间有均匀圆周间隙，两个套筒[3]分别与支承盘[7]、[46]、缸体[10]，四个气缸盖[13]固连成一体，藉助两个轴承[4]可绕曲轴[1]自由旋转，缸体[10]、支承盘[7]、[46]、套筒[3]与曲轴[1]同心。曲轴[1]穿过缸体[10]的轴向中心，在缸体[10]的两端和中部藉助轴承[31]与曲轴连接。
每个气缸[12]内装有一个活塞[14]，活塞[14]由连杆[15]与曲轴[1]连接，活塞[14]与连杆[15]连成一体可随同气缸[12]，缸体[10]绕曲轴[1]自由旋转。气缸[12]，活塞[14]、连杆[15]均采用现有发动机的基本结构。
曲轴[1]一端固装于轴端外盖[2]上，另一端固装于轴端外盖[42]上，轴端外盖[2]、[42]分别与两个端盖[8]固连，两个端盖[8]与外壳[9]固连，曲轴[1]、轴端外盖[2]、[42]与两个端盖[8]，外壳[9]固连成一体，藉助固定螺栓通过外壳[9]的底座[53]上的安装孔固定不动。曲轴[1]轴向对称在分为两段对接而成，每段由主轴[47]与辅助轴[48]固接而成，主轴[47]与辅助轴[48]均为Z形拐轴，主轴[47]一端为实心，一端为空心，辅助轴[48]两端均为实心，一端带有径向花键或径向花键槽，辅轴无花键或花键槽端套入主轴的空心端内固接，辅助轴有花键或花键槽的一端与曲轴[1]的另一段曲轴的对应端彼此对接，通过径向花键与相应花键槽的配合而固接，使曲轴[1]的两段固连成一整体，采取此结构方式以方便装配，缸体[10]也可轴向对称地分为两段，两段彼此固接成一整体，分段固接处用轴承[31]支承于曲线[1]上，每段缸体内包含两个互差180°转角的气缸[12]。缸体[10]采取分段结构以便于装配。外壳[9]为圆筒状，带有卧式安装底座[53]，底座[53]上有固定安装孔，端盖[8]为圆盘状，外壳[9]与端盖[8]类似于一般交流电机的机座与端盖的形状。端盖[8]上外缘处有环状凹槽[26]，与支承盘[7]及[46]上的环状凹槽[25]相配合构成气隙迷宫密封槽[24]，端盖[8]上内缘处有一道环状凹槽[21]与套筒[3]上环状凸缘[20]相配合构成气隙迷宫密封槽[19]在端盖[8]上的环状凹槽[26]与[21]之间另有一条尺寸较宽的环状凹槽[56]与支承盘[7]及[46]的端面配合构成环状气室[22]，在发动机一端的端盖上有轴向进气孔[6]与环状气室[22]相连通，另一端的端盖[8]上有出气孔[23]与另一个环状气室[22]相连通。进气孔[6]与出气孔[23]均为圆通孔。
本发明的燃油汽化装置采用现有发动机的化油器[25]，装于端盖[8]的进气孔[6]处，燃油由化油器[5]经进气孔[6]向发动机供油，支承盘[7]上有轴向进气孔[49]，支承盘[46]上有轴向出气孔[41]，进气孔[49]与出气孔[41]均为圆通孔，缸体[10]上有轴向气道[40]与气门[39]连通，气道[40]为圆通孔，由化油器来的燃油经进气孔[6]，气室[22]，进气孔[49]，气道[40]气门[39]进入气缸[12]，燃油燃烧后，气缸[12]中的废气则由另一侧的气门[39]，气道[40]，出气孔[41]，气室[22]，出气孔[23]排放出发动机。
本发明的配气机构采用现有发动机配气机构的基本结构，配气机构由正时齿轮[35]，2个时规齿轮[34]，2根凸轮轴[33]与8个心形凸轮[37]，8个气门[39]组成。正时齿轮固装在曲轴[1]上，与两个时规齿轮[35]相啮合，每根凸轮轴[33]上固装一个时规齿轮[35]与4个心形凸轮[37]，凸轮轴[33]与曲轴[1]轴线平行，时规齿轮[34]与正时齿轮[35]同处在支承盘[46]内侧端面的眼镜形状的凹槽[43]内，每个气缸[12]的两侧各置一个气门[39]，分别为进气门与出气门，气门[39]的轴线与气缸[12]的轴线成一夹角α，两个气门[39]分置在两个径向平面内，8个心形凸轮[37]的位置分别在8个气门[39]处，并与气门[39]转动接合，凸轮轴[33]穿过缸体[10]与曲轴[1]轴向平行，藉助轴承[32]固装在缸体[10]上，缸体[10]旋转时，由时规齿轮[34]带动凸轮轴[33]旋转，通过心形凸轮[37]操纵气门[39]对气缸[12]进行适时配气。
本发明的点火系统采用现有发动机的传统点火系统的基本结构，组成点火系统的点火线圈[50]，分电器[51]与火花塞[11]均为现有发动机的常规结构，本发明的点火系统由4个点火线圈[50]与4个分电器[51]与4个火塞组成，每个火花塞由一个点火线卷[50]与一个分电器[51]点火，火花塞[11]置于气缸[12]顶部的气缸盖[13]上，点火线卷[50]与分电器[51]置于缸体[10]的轴向孔[52]中，参见附图3，点火线圈[50]与分电器[51]，火花塞[11]及电源的连接按常规接线，电源经过固定在端盖[8]上的电刷[53]与固定在套筒[3]上的导电环[54]引入，由导线与点火线卷[50]连接。电刷[53]，导电环[54]置于轴端外盖[42]内。分电器[51]的轴上有点火齿轮[44]与凸轮轴[33]上的同步齿轮[38]啮合，当凸轮轴[33]旋转，通过其上的心形凸轮[41]操纵气门[39]对气缸[12]进行适时配气的同时，凸轮轴[33]上的同步齿轮[38]通过点火齿轮[44]带动分电器[51]由火花塞[11]对气缸[12]进行与配气同步的适时点火，气缸[12]中燃烧油及时燃烧推动活塞[14]在气缸[12]中正常工作。
本发明的起动机采用现有发动机的起动机[17]，通过其轴上的齿轮[16]与固装在套筒[3]上的齿轮[18]啮合，起动发动机，由起动机[17]带动缸体[10]，气缸[12]及活塞[14]，连杆[15]一起绕曲轴[3]旋转，从而使发动机起动。起动齿轮[16]与[18]置于轴端外盖[42]内。
本发明的旋转动力输出机构由齿轮[30]、[27]、转轴[29]与轴承[28]组成，齿轮[30]装于进气端的套管[3]上，与装于转轴[29]上的齿轮[27]啮合，转轴[29]一端通过轴承[28]装于轴端外盖[2]上，并伸出轴端外盖[2]外面，可输出旋转动力，转轴[29]的另一端通过轴承[28]装于端盖[8]的端面上。齿轮[30]与[29]置于轴端外盖[2]内。外盖[42]为圆形盖，轴端外盖[2]为径向横截面呈犁形的椭圆盖。
本发明的冷却方式采用风冷，代替现有发动机的水冷方式。
本发明的润滑方式采用现有发动机的润滑方式。
本发明的具体实施例是采用铝合金材料按上述制成缸体[10]、气缸盖[13]、支承盘[7]、[46]，采用钢铁材料按上述制成套筒[3]，轴端外盖[2]，[42]、端盖[8]、外壳[9]、齿轮[16]、[18]、[27]、[30]、[34]、[35]、[38]、[44]及凸轮轴[33]与心形凸轮[37]，曲轴[1]采用铬钢材制成主轴[47]和辅轴[48]，主轴[47]和辅轴[48]按上述制成形拐轴，按上述固接成曲轴[1]，气门[39]与气缸[12]的轴线之间夹角α为10°，导电环[54]采用紫铜制成环状，电刷[53]采用普通直流电机用的电刷，轴承[4]采用滚柱轴承，轴承[28]、[31]采用轴瓦，气门[39]，连杆[15]、活塞[14]与点火线卷[50]，分电器[51]，火花塞[11]、起动机[17]，化油器[5]，均采用现有汽油发动机的相应构件，制成功率为75km的高效发动机，外形尺寸为长700mm，外壳外径为500mm。
本发明比现有技术具有如下优点1、高效发动机由于缸体旋转，活塞随着缸体绕曲轴作旋转运动，因而无惯性损耗，发动机效率高。
2、高效发动机结构紧凑，体积小、重量轻，比现有发动机体积均小25%，重量均轻30%。
3、高效发动机冲击，震动较小运行平稳。
权利要求
1.一种高效发动机，主要由气缸[12]、活塞[14]、曲轴[1]、连杆[15]、气门[39]、缸体[10]、缸盖[13]、支承盘[7]、[46]、套筒[3]、轴承[4]、外壳[9]、端盖[8]、轴端外盖[2]、[42]和配气机构，燃油气化装置，点火系统，起动机等构成，其气缸[12]、活塞[14]、连杆[15]、气门[39]和配气机构，燃油气化装置，点火系统，起动机采用现有发动机的相应构件的基本结构，其特征在于曲轴[1]和轴端外盖[2]、[42]、端盖[8]、外壳[9]固连成一体，固定不动；缸体[10]与支承盘[7]、[46]、套筒[3]固连成一体，藉助轴承[4]支承于端盖[8]上，可绕曲轴[1]自由旋转，缸体[10]与曲轴[1]主轴同心，在垂直于缸体[10]的轴向方向上，沿径向有4个气缸[12]分置在两个径向平面内，每个平面内有两个气缸，互面180°转角，4个气缸[12]的轴线都在缸体[10]轴向沿轴线的同一个纵剖面内。
2.根据权利要求1所述的高效发动机，其特征在于其端盖[8]与支承盘[7]，[46]之间有环形气室[22]。
3.根据权利要求1或2所述的高效发动机，其特征在于其在环形气室[22]的部位，端盖[8]与支承盘[7]、[46]之间有气隙迷宫密封槽[24]，端盖[8]与套筒[3]之间有气隙迷宫密封槽[19]。
4.根据权利要求1或2所述的高效发动机，其特征在于其缸体[10]轴向对称地分为两段固连而成，每段有两个互成180°转角的气缸[12]。
5.根据权利要求1或2所述的高效发动机，其特征在于其曲轴[1]轴向对称地分为两段对接固连而成，每段由主轴[47]与辅轴[48]固接而成，主轴[47]与辅轴[48]均为拐轴。
全文摘要
一种高效发动机，曲轴固定在外壳机座上不动，缸体连同活塞，气缸一起线曲轴旋转，其起动机，化油器，配气机构与点火装置仍采用现有发动机的相应构件制成。高效发动机的优点是无惯性损耗，效率高，结构紧凑，体积小，重量轻，冲击、震动小，运行平稳。
文档编号F01B13/04GK1063530SQ9110661
公开日1992年8月12日 申请日期1991年1月23日 优先权日1991年1月23日
发明者刘剑春 申请人:刘剑春