专利名称：一冲程活塞式发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提供旋转动力的发动机技术方案，尤其是能在一个活塞行程内，完成四个冲程的发动机。
目前，公知的发动机主要有两个类型1、用外源强制点火的汽化器发动机、煤汽机以及其他发动机；2、压缩点火的柴油机。
它们的构造是由曲柄机构、配气机构、冷却系统、润滑系统、供应系统和点火系统等构成。动行时气缸里发生以下四个连续过程。第一个过程--进气；第二个过程--过程压缩；第三个过程--燃烧做功；第四个过程--排气。工作循环分别地在每个气缸里进行，而与发动机的气缸数无关。
大多数是按四冲程循环运转的1、进气，活塞由上死点向下死点移动，在气缸中形成真空，纯空气或混合气经开放的进气门流入缸中。
2、压缩，以后活塞由下死点向上死点移动，因为气门(进气门和排气门)这时都是关闭着的，所以气缸里的空气或混合气受到高度的压缩，以致空气的温度上升到550℃-750℃。当活塞行进上死点时，用专门的泵把一定份量的燃料经喷油嘴喷入缸中。为了保证燃料细致地雾化和均匀地分布在燃烧室里，燃料喷入气缸时的喷射压力必须比燃烧室里的空气压力高出许多倍。
3、做功，以细雾状喷入燃烧室中的燃料与被剧烈压缩的高温空气相接触而着火。燃烧室中的压力和温度急剧升高，而燃料燃烧时形成的气体压迫活塞，迫使它完成工作行程。
4、排气，以后活塞由下死点移向上死点，并经开放着的排气门从气缸里排出废气。
从目前公知的四冲程发动机工作过程中可以确定下列各点。
1、在全部四个冲程期间内，每一个气门只开放一次，而曲轴则转两转；2、所有四个冲程中，只有第三冲程是工作冲程，其余的都是辅助冲程，发生这些冲程都是靠第三冲程中所得到的机械能。
因此以上可以确定，发动机的曲轴每转两转才发生一次工作冲程，而发动机运转相当不均匀。在四个冲程中，有三个冲程的期间混合气不沿进气管进来，这将引起混合气的品质变坏和降低发动机的功率。为了得到尽可能大的发动机功率，气缸里的工作容积须很大。气缸每次将吸入相当多的一份可燃混合气，因此工作行程时曲柄机构零件上的负荷会引起发动机的剧烈震动。发动机的比重量较大，因为在负荷大和不均匀的情况下，必须应用较厚大的零件和较重的飞轮。发动机的加速性能不足，即不能迅速地增加曲轴的转速。这是由于活塞的工作行程稀少和运动部件沉重惯性太大的缘故。
为了消除这些缺点，现通常的做法是制造多气缸发动机。例如在一个四缸四冲程发动机中，不是曲轴每转两转发生一次工作行程(象单缸发动机那样)而是曲轴每转半转就发生一次工作行程。在八缸发动机中曲轴每转四分之一转就发生一次工作行程，因而发动机的气缸数愈多，则它的曲轴旋转得就愈均匀。但是对于多缸发动机来说缸数愈多，构造愈复杂，机体愈长，曲轴愈长，摩擦损失愈大，连带的整个发动机过长，这将会影响到发动机机件强度的下降，摩擦损失的增大，造成构造复杂，增加重量等。
本发明的目的是要提供一种改进现有活塞式发动机工作和结构上的技术方案，它不仅能有效地解决并防止单缸和多缸发动机所存在的问题，而且能将同功率的发动机长度，曲轴、连杆各减省四分之三，气缸的材料和活塞材料各减省一半。
本发明的目的是这样实现的，在一个单缸发动机里，用两个双作用气缸和三个气缸盖相互串联构成一个直线式两段双作用气缸。取代了现有的单作用气缸。用两个自带燃烧室形状的双作用活塞相互串联，取代了现有的单作用活塞，活塞装入气缸中，可将两段双作用气缸隔断成四个密封腔，每个密封腔内所产生的作用力经串联的活塞--连杆传给一根共用的曲轴(一个单缸发动机的曲轴)，同时并适应地调定配气和点火时间，以求做到曲轴每转半转，在不同的密封腔里能够同时发生不同的四个冲程。在一冲程发动机的气缸内，四个密封腔的工作冲程是相隔相等的。但由于气缸的排列情况，曲轴的曲柄数和连杆数只有一个(与普通单缸发动机的数目相等)。而且它的理论功率和实际功率是1×4。工作冲程是单缸曲轴每转180°度发生一次工作冲程，两缸90°度发生一次工作冲程；三缸60°度发生一次工作冲程；四缸45°度发生一次工作冲程；五缸36°度发生一次工作冲程。一冲程发动机以单缸数最好，因为单数的曲柄排列比双数均匀。
本发明因为只需在现有发动机设计方案上，只改变气缸的结构及排列方式和活塞的结构与曲轴的连接方式。所以结构特别简单，同时由于它的实际功率是1×4。所以在制造一个工作容积相等的发动机时，一冲程活塞式发动机可减省成本四分之三。并对其强度性能和其它方面都没有任何影响。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
图1是本发明提出实施方案原理2是一冲程活塞式发动机的实施例简3是一冲程活塞式发动机结构简1中5活塞、6活塞杆、9连杆、10曲轴、7进气门、8排气门、1、2、3、4分别为隔断的双作用气缸、11密封环。
图2中1曲轴、2连杆、3滑块、4活塞杆、5双作用活塞、6滑道、7动力输出轴、8、9、10、11为双作用气缸、12飞轮。
图3中1、2、3、4分别为隔断后的气缸、5双作用活塞、6、活塞杆、11气缸盖、8连杆、9曲轴、10滑道、12金属密封环、13滤清器、14水箱、15燃料箱、16机体、17滑块。
在图1中，双作用活塞5和活塞杆6相互串联，经金属密封环11把双作用气缸隔成1、2、3、4四段。活塞杆6的一端与滑块12连接，滑块12与连杆9的一端连接，连杆9的大头与曲轴10连接。
在图2所示实施例中，图2为四缸发动机，曲轴1与连杆2相连，连杆2再与滑块3、活塞杆4、活塞5顺序串联连接。然后在分别装入8、9、10、11四个双作用气缸中，如图2所示那样。
在图3所示的结构图中，图为两缸一冲程活塞式发动机的构造图，气缸盖11与气缸7，再与气缸盖11与气缸7相互串联装入机体16中。双作用活塞5与双作用活塞5之间用活塞杆6串联起来装入双作用气缸7内，活塞杆6穿过气缸盖上的密封环12，连接滑块17在用连杆销与连杆8的小头连接，连杆8的大头与曲轴9连接。装入缸中的双作用活塞5，分别把双作用气缸7，隔断成1、2、3、4四个独立的密封气缸腔。当曲轴9，拖动连杆8，滑动块17，活塞杆6，活塞5一起向箭头所示的方向移动时，气缸腔1开始进气，气缸腔2，排气，气缸腔3做工，气缸腔4压缩。当双作用活塞5移动到双作用气缸7的中间位置时(曲轴转动90°)另外的第二缸(在图中未画出)的4气缸腔做功，3气缸腔排气，2气缸腔进气，1气缸腔压缩。当图上所示的曲轴从0度转到180度时(曲轴转半转)图面上的气缸腔1压缩，气缸腔2进气，气缸腔3排气，气缸4做功。依此循环，当两缸发动机中的任何一个曲轴每转90度即四分之一时，另外一缸中有一气缸腔做功一次。曲轴转一周，即360度整个发动机做功四次。与现有的八缸发动机的工作循环一样。
权利要求
1.一种一冲程活塞式发动机，在机体中，曲轴、连杆、滑块和活塞杆铰链式顺序串联连接，活塞杆经双作用活塞的中心孔穿过并按一定的间隔距离把两个双作用活塞分别固定在活塞杆上，气缸盖与气缸再与气缸盖与气缸再与气缸盖相互直线串联，其特征是连杆经滑块和活塞杆一端连接，活塞杆上串联着两个双作用活塞，活塞置于双着用气缸中，能将气缸间隔成四断，活塞并可在双着用气缸中作往复运动。
2.根据权利要求1所述的一冲程活塞式发动机，其特征是气缸盖与气缸再与气缸盖与气缸与气缸盖相互串联构成两个双作用气缸，并且它们的中心线相互重合，双作用活塞与双作用活塞相互串联，并在同一直线内共用一根活塞杆相连接。
3.根据权利要求1所述的一冲程活塞式发动机，其特征是气缸盖与气缸与活塞与活塞杆是设置于同一直线内，其两个活塞同用连杆曲柄一个。
全文摘要
一种能将热能在一个活塞行程的期间转变为机械能的一冲程活塞式发动机,是在已有发动机的工作原理上,根据它的基本概念和定义,用往复串联结构法。设双作用气缸;活塞;活塞杆;连杆,曲轴;配气机构;冷却系;润滑系;供应系;点火系等。活塞、活塞杆、连杆、曲轴顺序机械式连接。活塞在气缸中发生一个冲程,发动机的四个循环运转将同时在这一个冲程内完成。使四冲程二冲程发动机有效地简化成一冲程,即曲轴每转半转发生一个工作冲程,实际功率为1×4。
文档编号F02B75/00GK1288102SQ9911825
公开日2001年3月21日 申请日期1999年9月10日 优先权日1999年9月10日
发明者景江安 申请人:景江安