一种双活塞四冲程内燃机的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明属于内燃机领域，尤其涉及一种双活塞四冲程内燃机。
[0002]【背景技术】:
目前，内燃机基本均为单个气缸内一个活塞式的发动机，其中曲轴连杆，活塞运行姿态严重的违背杠杆原理和力学三要素的原则，它不同于电机，电机的转子半径等于扭矩，所以电机的扭矩恒定不变，而活塞式发动机却大相竟庭，曲轴半径不是力臂，它被连杆拉动作圆周运动，要经三角函数进行力的分解计算成力臂，所在力臂是一个变量，曲轴与连杆永远存在夹角。在作功过程中，曲轴运转到上止点和下此点时夹角为0，力臂的值为0，而上止点是燃料爆发燃烧开始作功，将最大热能转换成机械能的绝好时点，而这时力臂值是0，扭矩也是0，等于没有做功，要曲轴被拖转90度时，力臂值才是最大值，这时活塞也滑行了一半的行程缸压已经下降到剩下的25%左右。
[0003]
【发明内容】
:
本发明所要解决的技术问题是:使内燃机在燃料爆发燃烧开始作功时就已经有了理想的力臂存在，使爆发时最大的能量能被利用做功，提高能量的转换率。
[0004]为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是:一种双活塞四冲程内燃机，包括缸体、进气门和排气门，该缸体上包括至少一个气缸，在单个气缸内包括有两个相对设置的活塞，分别为主作功活塞和次作功活塞；其中主作功活塞通过第一连杆连接主作功曲轴并推动其转动；次作功活塞通过第二连杆连接次作功摆动曲轴并推动其运动，主作功曲轴和次作功摆动曲轴通过传动装置连接并作相同的周期运动；在做功的过程中，当缸内压缩比达到极值时，次作功活塞的位置位于其行程的最远端，此时主作功活塞的位置已转过上止点形成了力臂不在其行程的最远端上；且为了保证次作功活塞的其最远端时，其缸内的压缩比为极值，该主作功活塞的行程小于次作功活塞的行程，这样由于主作功活塞的行程小于次作功活塞的行程，在相同的运动周期下，主作功活塞的运动速度必定小于次作功活塞的运动速度，所以当次作功活塞离开其最远端时，不论主作功活塞与次作功活塞运动方向相同或反向，他们之间的距离一定是在减少，所以两活塞间的压缩比在变大，适于爆发做功的需要。在本方案中，由于次作功活塞在燃料爆发的那一刻位于其最远端，故其第二连杆相对于次作功曲轴的力臂为零，此时由于主作功活塞开始下降不位于其行程的最远端，也就是说第一连杆与主作功曲轴产生了理想的力臂，力臂的大小由连杆的长度和主活塞离其行程的最远端的距离而定，由于有了理想的力臂的存在，在燃料爆发的初始阶段，使曲轴获得了较大扭矩，提高了燃料的转化效率。又由于主作功活塞的行程小于次作功活塞的行程，所以在相同的运动周期下，主作功活塞的运行速度小于次作功活塞的运行速度，在运行过程中两活塞有相对运动阶段、相向运动阶段和同向运动阶段，在这些阶段中，由于在燃料爆发阶段，在其压缩比极值，也就是次作功活塞在最远端的位置上时，由于两个活塞的速度不一样，所以由于次作功活塞是要离开其最远端，不论主作功活塞是相向还是相反运动，两活塞间的距离都在缩小，所以次作功活塞在其最远端时能达到气缸压缩比的极值，此时由于主作功活塞上的第一连杆与主作功曲轴有了较大力矩，能够保证在燃料被爆发时就做功，确保提高燃料转换能量的效率。
[0005]进一步地，作为优选传动方式，采用传动杆为传动装置，次作功摆动曲轴通过传动杆与主作功曲轴连接，并实现推动主作功曲轴做相同周期的运动。其中主作功曲轴为动力输出轴。
[0006]进一步地，当主作功曲轴上的第一连杆颈的运动半径小于次作功摆动曲轴上第二连杆颈的运动半径时，主作功曲轴作圆周运动，次作功摆动曲轴做一定角度的来回摆动运动。
[0007]进一步地，为了适应主作功活塞燃料爆发时的设计，于是进排气口听位置位于次作功活塞的行程的最远端的下方；且同时位于主作功活塞达到压缩比极值时活塞的上方位置。
[0008]进一步地，为了与本内燃机的活塞设置方式相适应，于是进排气口的位置与进排气门的位置相适应。
[0009]进一步地，为了适应汽油机的需要，还设有火花塞，为了适应柴油机的需要还设有高压喷油咀，火花塞的位置和喷油咀的位置与进排气口的位置相适应。
[0010]进一步地，为了更好的传动，所述传动杆的数量可以为一根或多根。
[0011]本发明的有益效果是:使内燃机在燃料爆发燃烧开始作功时就已经有理想的力臂存在，使爆发时最大的能量能被利用作功，提高燃料的能量的转换率。
[0012]
【附图说明】
[0013]图1为本发明中两缸实施例的结构示意图；
图2为本发明燃料爆发时的结构示意图；
图中:气缸1、主作功曲轴21、次作功摆动曲轴22、主作功活塞31、次作功活塞32、第一连杆41、第二连杆42、传动杆222、第一连杆颈端2221、第一连杆颈端2222、进排气口 5、缸头6、进排气装置61、火花塞或喷油咀62、力臂L。
[0014]
具体实施例
[0015]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0016]如图1、2所示，一种双活塞四冲程内燃机，本实施例以两缸机为例(此处的两缸不作为对气缸的数量进行限定，同时可以应用于三缸、四缸或者更多气缸)，在两个气缸I内分别包括有两个相对设置的活塞，分别为主作功活塞31和次作功活塞32 ;其中主作功活塞31通过第一连杆41连接主作功曲轴21并推动其转动；次作功活塞32通过第二连杆42连接次作功曲轴22并推动其运动，次作功曲轴22通过传动杆222与主作功曲轴21连接，并实现推动主作功摆动曲轴21做相同周期的运动。主作功曲轴21为动力输出轴。
[0017]传动杆222的数量为一根，传动杆222上连接主作功曲轴21的一端为第一连杆颈端2221，传动杆222上连接次作功曲轴22的一端为第一连杆颈端2222，主作功曲轴21和次作功摆动曲轴22分别设有与第一连杆颈端2221和第一连杆颈端2222相适应的连杆颈，其中设置于主作功曲轴21上与第一连杆颈端2221相适应的为第一连杆颈211，设置于次作功摆动曲轴22上与第一连杆颈端2222相适应的为第二连杆颈221 ;第一连杆211的旋转半径的长度大于第一连杆颈221旋转半径的长度；此时，所述的主作功曲轴21作圆周运动，次作功摆动曲轴22作一定角度的来回摆动的运动。在做功过程中，当缸内压缩比达到极值时，所述的次作功活塞32的位置位于其行程的最远端，此时所述的主作功活塞31的位置由曲轴已转过活塞上止点后一定角度，不在其行程的最远端上；第一连杆41相对于主作功曲轴21有一个不为零的较大的力臂L,于是就产生一个较大力矩，由于有了力矩，所在燃料爆发阶段就能保证其做功，且所述主作功活塞31的行程小于次作功活塞32的行程，保证了在次作功摆动曲轴32的在其行程的最远端气缸I内达到压缩比的极值。
[0018]缸体9上还包括进排气口 5，进排气口 5位于次作功活塞32的行程的最远端的下方；且同时位于主作功活塞31达到压缩比极值时活塞的上方位置。在与进排气口 5的位置相适宜的地方还设有进排气门61。同时为了满足汽油机的需要，还设有火花塞或柴油高压喷油咀62，火花塞或柴油高压喷油咀62的位置与进排气口 5的位置相适应。
【主权项】
1.一种双活塞四冲程内燃机，包括缸体(9)，其特征在于:所述的缸体(9)上包括至少一个气缸(1)，所述的单个气缸(I)内包括有两个相对设置的活塞，分别为主作功活塞(31)和次作功活塞(32);其中所述的主作功活塞(31)通过第一连杆(41)连接主作功曲轴(21)并推动其转动；所述的次作功活塞(32)通过第二连杆(42)连接次作功摆动曲轴(22)并推动其运动；所述的主作功曲轴(21)和次作功摆动曲轴(22)通过传动装置连接并作相同周期的摆动运动；在做功的过程中，当缸内压缩比达到极值时，所述的次作功活塞(32)的位置于其行程的最远端，此时所述的主作功活塞(31)的位置不在其行程的最远端上；且所述主作功活塞(31)的行程小于次作功活塞(32)的行程。
2.根据权利要求1所述的一种双活塞四种程内燃机，其特征在于:所述的主作功曲轴(21)为动力输出轴；所述次作动摆动曲轴(22)通过传动杆(222)与主作功曲轴(21)连接，并实现推动主作功曲轴(21)做相同周期的运动。
3.根据权利要求2所述的一种双活塞四冲程内燃机，其特征在于:所述的传动杆(222)上连接主作功曲轴(21)的一端为第一连杆颈端(2221 )，所述的传动杆(222)上连接次作功摆动曲轴(22)的一端为第一连杆颈端(2222)，所述的主作功曲轴(21)和次作功摆动曲轴(22)上分别设有与第一连杆颈端(2221)和第一连杆颈端(2222)相适应的连杆颈，其中设置于主作功曲轴(21)上与第一连杆颈端(2221)相适应的为第一连杆颈(211)，设置于次作功摆动曲轴(22)上与第一连杆颈端(2222)相适应的为第一连杆颈(221);所述主作功曲轴(21)上的第一连杆颈(211)的运动半径小于次作功摆动曲轴(22)上第一连杆颈(221)的运动半径。
4.根据权利要求1所述的一种双活塞四冲程内燃机，其特征在于:还包括排气口(5)，所述的排气口(5)位于次作功活塞(32)的行程的最远端的下方；且同时位于主作功活塞(31)达到压缩比极值时活塞的上方位置。
5.根据权利要求4所述的一种双活塞四冲程内燃机，其特征在于:所述的进排气口(5)的位置与进排气门(61)的位置相适应。
6.根据权利要求4所述的一种双活塞四冲程内燃机，其特征在于:还设有火花塞(62)，所述火花塞(62)的位置与进排气口(5)的位置相适应。
7.根据权利要求2所述的一种双活塞四冲程内燃机，其特征在于:所述的传动杆(22)的数量为一根或者多根。
【专利摘要】本发明公开了一种双活塞四冲程内燃机，属于内燃机领域，其包括缸体，在缸体上设有气缸，在气缸内包括有两个相对设置的活塞，活塞通过连杆连接各自的曲轴，在气缸达到压缩极值的时候，其中一个次作功活塞在其行程的最远端，另一个主作功活塞和曲轴已转过上止点活塞开始下降，未在其行程的最远端，这样就导致了主作功活塞上的连杆与连接的曲轴产生力臂，也就是说在气缸达到压缩比极值的时候即燃料被燃烧的瞬间，其中一个连杆就与其相对应的曲轴拥有一个理想的力臂，使其能够在点火的瞬间就有效地作功；其有益效果是：使内燃机在燃料爆发燃烧开始作功时就已经有理想作功的力臂存在，使爆发时较大的能量能被利用作功，提高燃料的能量转换率。
【IPC分类】F02B75-28
【公开号】CN104879212
【申请号】CN201510215323
【发明人】刘洪保
【申请人】刘洪保
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月30日