专利名称：旋辐式往复活塞发动机的制作方法
技术领域：
本发明属于往复活塞式发动机，但拼弃了传统往复机主轴的“曲轴”形式，而以“辋轨”使活塞作往复运动。这样一来，本发明不但可以保持传统往复机的优点，而且还兼备了转子机简单紧凑等的优点了。
结构详述如下
图1是本发明的主要构思关系图，图中主轴[1]，主轴管道[2]，汽缸[3]，活塞[4]，辋轨[5]，飞轮[6]。其中辋轨可以是多种形状，如图1是圆，图2是椭圆，图3是梅花形，图4是心脏线，还可以是按需要的其它闭合圆滑曲线。从图中可以看出汽缸与活塞构成“辐条”，辐条的一端固定在主轴上，另一端在辋轨上，可以滑动，并且多缸机作环轴放射状排列，与主轴同作旋转，因此，本发明名为“旋辐”式。还可以看出辋轨上的点到主轴心的距离不都相等，当辐条转至辋轨的近轴点时，活塞处在上止点位置，转至远轴点时，活塞处在下止点位置。
本发明如传统往复机，有四冲程、二冲程的方式，也可以是柴油机，下面分别加以说明。
一.气口四冲程式(以两叶梅花形辋轨为例阐明主要结构)图5、图6是本发明互为侧视的主要结构图，图中主轴[1]，汽缸[3]，活塞[4]，辋轨[5]，飞轮[6]，进排气管[7]，进气通道[8]，排气通道[9]，进气口[10]，排气口[11]，汽缸进气口[12]，汽缸排气口[13]，活塞销[14]，滑轮[15]，飞轮盘槽[16]，外壳[17]，燃烧室[18]和火花塞孔[19]。
从图5、图6可以看出本发明的辐条是以汽缸[3]这一端固定在主轴[1]上的，活塞[4]的另一端通过活塞销[14]以及活塞销两端的滑轮[15]能够在辋轨(槽)[5]内滑动。辋轨创成的目的主要是使得辐条的一端在其限制下循其形状滑动(辋轨不一定是槽这种形式)。还可以看出主轴、汽缸与飞轮[6]联成一体，A汽缸、C汽缸的活塞处在上止点位置，B汽缸、D汽缸的活塞处在下止点位置。活塞夹在汽缸与飞轮盘槽[16]内，可作申缩往复的直线滑动。为直观易见，图中的活塞有柄，是扁平的一种形式，没有考虑活塞销左右转动的问题。从图6可以看出辋轨中心与主轴中心重合。
本发明的进排气机构可以不设进排气阀，进排气通过进排气管[7]与进排气口的位置关系配合完成。按需要，进排气管固定，可在主轴管道[2]内滑动而又不随主轴转动。图7是进排气管[7]放大的图形，如图7所示进排气管的进排气口各开口90度(其实略小于90度)，固定位置如图6，在A汽缸气口两侧。如图5，进排气管的进气通道[8]开设进气口[10]，排气通道[9]开设排气口[11]，在对应的位置，每个汽缸均设置汽缸进气口[12]与汽缸排气口[13]从图5、图6可以看出进排气途径是由进排气管[7]一侧的进气通道[8]经进气口[10]、汽缸进气口[12]进入汽缸，然后从汽缸排气口[13]经排气口[11]，排气通道[9]排出。相邻的汽缸相隔90度。当汽缸与活塞构成的辐条作逆时针方向转动时，A汽缸的活塞从上止点向缸口移动，汽缸进气口离开关闭位置，与进排气管的进气口对接，进入吸气行程，辐条申长。转动90度时，活塞处在下止点位置，汽缸进气口关闭。越过90度后，进入压缩行程，辐条缩短。转动180度时，活塞回到上止点位置，压缩终了。越过180度后，活塞又从上止点向缸口移动，进入爆发膨胀行程，辐条申长。转动270度时，活塞处在下止点位置，膨胀终了。越过270度后，一直关闭着的汽缸排气口与进排气管的排气口对接，进入排气行程，辐条缩短。转至一周360度时，活塞回到上止点位置，排气完毕。而后重新遵照吸气-压缩-爆发-排气这四个行程的次序循环往复。可见主轴转动一周，每缸都先后做功一次，相比之下传统四冲程往复机是每转动两周才做功一次的。
本发明结构特殊的形式，给机构的润滑与冷却都带来便利。如润滑可采用“飞溅式”的方法，从图5可以看出辋轨槽是开在固定的外壳[17]上的，外壳之间是环轴放射状排列紧凑的四缸机组，壳内的机油可以润滑到每一个部位。冷却方面，因为汽缸是固定在主轴上同时旋转的，所以在主轴和缸体上可以开设冷却油道和油腔，并在缸体上对壳内空间开口，缸体转动时，由于离心力的作用，就会成为机油流动的低压源，壳外的冷却油可以被吸入而完成冷却作用，回油道可开在底部把油引出。
本发明配电的方法与传统往复机不同，传统往复机的配电分电器，是由分电头回转配电，但因本发明发动机的汽缸与主轴同作转动，所以本发明配电的一个方法是扇形体(连接火花塞的接头)要各与主轴心等距并同心回转，分电头则需固定。
前面曾经提到过，辋轨可以是多种形状，根据本发明这种特点可知如两叶梅花形、椭圆，四叶梅花形这类每转一周有双数上下止点的四种冲程式发动机，其进排气管是固定的。而象圆形，心脏线，三叶梅花形这类每周有单数上下止点的四冲程式发动机，其进排气管要变速配合进排气。
下面以圆辋轨为例说明图8是图10的进排气管横截面图，图中A、B、C、D分别是图10中四个汽缸气口的位置，AB、BC、CD、DA间隔90度，依次表示为A′吸气，B′压缩，C′爆发和D′排气四个行程，其中，进排气管在AB间开口为进气口，在DA间开口为排气口，进排气口沿轴向错开。
现以进排气管1/2主轴转速同向转动说明这类发动机四个冲程的工作过程当A汽缸逆时针方向开始转动，就进入了吸气行程，转动180度时，A汽缸转到C汽缸的位置，而进排气管只转动了90度，A′(进气口)到了B′的位置，B′到了C′的位置，即A汽缸越过A′(进气口)而完成了吸气行程。转动360度时，A汽缸回到起点位置，而B′到了图8中D′的位置，即A汽缸越过B′而完成了压缩行程。转动540度时，A汽缸越过C′，完成了爆发行程。转动720度时，A汽缸越过D′，完成了排气行程。由此可知，图10中对置的汽缸(如A、C汽缸)每转动两周(720度)各先后做功一次。若加上另一组对置汽缸(如B、D汽缸)工作，进排气管则需多开一组进排气口，滞后前一组气口45度。
二.气口二冲程式(以圆辋轨为例阐明主要结构)本发明二冲程式与四冲程式结构的区别主要在配气机构。图10中，一组四个汽缸各相隔90度，其中A、C为爆发扫气汽缸，B、D为进气压缩汽缸(可取消燃烧室)。根据作用，B、D汽缸各在缸顶中央开一口为进排气口，A、C汽缸则各在燃烧室两傍开设进气口和排气口。图9是进排气管表面对应气口的展开情况，可以看出汽缸气口旋转时在进排气管表面的轨迹如图9中的三条纵列。中列表示上面开设进气口(0-180度)、排气槽(180-360度)，其实开口各略小于180度，与B、D汽缸的汽缸进排气口相通。右列表示排气口开口120度(120-240度)，左列表示进气槽开口120度(150-270度)。还可以看出排气槽与进气槽相通。
二冲程式的工作过程如下(以A、B汽缸为例)当A汽缸处在爆发行程开始位置时，B汽缸超前90度，处于吸气行程。A汽缸转动120度后，排汽口打开，爆发行程结束，排气开始，这时B汽缸已过了吸气行程，气体压缩。A汽缸转动150度后，进气口打开，扫气开始，B汽缸的压缩气体通过排气槽、进气槽进入A汽缸。A汽缸转动240度时，扫气结束。A汽缸转动270度后，B汽缸排气完毕，A汽缸进气口关闭，气体进一步压缩。A汽缸转动360度时，压缩终了，爆发开始。由此可见本发明二冲程式的工作过程由相邻的两汽缸共同完成。按需要，进排气管是固定的，图9中下图的进排气管是沿30-210度的纵切面，可以看到进排气管上进气槽，排气槽，进气口和排气口的横截面情况。
综上所述，多缸机的本发明简单紧凑，特别是本发明的气口四冲程式发动机，不但省去了繁杂的进排气阀机构，具有良好的润滑、冷却条件和优秀的密封性能，而且每转动一周，各汽缸就先后各自完成了四冲程的过程，效率是高的。因此，本发明兼备了旋转活塞式发动机以及传统往复活塞式发动机的优点。
权利要求
1.一种旋辐式往复活塞发动机由主轴、汽缸、活塞、辋轨和进排气管组成，其特征在于汽缸与活塞以辐条放射状设置，并采用了一套气口式的进排气系统。
2.按照权利要求1所述的旋辐式往复活塞发动机，其特征是它的汽缸与活塞构成的辐条，一端固定在主轴上，另一端在辋轨上滑动，多缸机成环轴放射状排列。
3.按照权利要求1所述的旋辐式往复活塞发动机，其特征是它的气口式进排气系统的进排气口开在进排气管上，进气从进排气管一端进入汽缸，排气从另一端排出，进排气定时由汽缸上的进排气口与进排气管气口的位置和相互关系进行控制的。
全文摘要
本发明属于往复活塞式发动机，但屏弃了“曲轴”的形式，多缸机作环轴放射状排列，无进排气阀，结构简单紧凑，具有良好的润滑、冷却条件和密封性能，兼备了旋转活塞式发动机以及传统往复活塞式发动机的优点。
文档编号F02B75/00GK1144881SQ95109389
公开日1997年3月12日 申请日期1995年9月8日 优先权日1995年9月8日
发明者张寿龄 申请人:张寿龄