雙曲軸活塞臥式內燃機的製作方法

2023-06-15 11:13:21 2

專利名稱：雙曲軸活塞臥式內燃機的製作方法
技術領域：
船舶，汽車，各種大中型機械用內燃機。
背景技術：
當前活塞式內燃機機型有船用，車用和多種機械用，有單缸多缸，有ν型，直列式， 有臥式等。它的機械部分主要有缸體、缸蓋、一組曲軸、連杆、活塞、飛輪和配氣機構等組成。技術問題當前的內燃機，每個氣缸的燃燒室由氣缸蓋和一個活塞頂部空間組成。當在燃燒 作工時，一部分熱能由活塞承受通過連杆曲軸輸出作工，還有一部分熱能被缸蓋吸收丟失， 造成能源浪費。配氣機構由進排氣門、凸輪軸等機件組成，氣門只能單用，進氣不足。排氣 門溫度過高。技術方案雙曲軸活塞臥式內燃機的機械結構，主要部件有氣缸體1、氣缸2、曲軸3、連杆4、 活塞5、燃燒室6、氣塞曲軸7(正時曲軸)、氣塞連杆8、氣塞9、進排氣孔10、進排氣單向閥 11、邊蓋12、曲軸皮帶輪13、正時皮帶輪14、曲軸飛輪15、連接輸出輪16、噴油咀17、火花塞 18等組成。本發明適用於汽油、柴油、單缸或多缸內燃機，根據當前技術問題狀況，我們把一 臺內燃機的曲軸、連杆、活塞各設置兩套。方案如下燃燒室6設置在每個氣缸2內的中心位置，燃燒室是由兩個相對運行的活塞5壓 縮行程到終點時形成的(頂部凹陷型活塞)，見

圖1。兩組的曲軸3設置在氣缸的兩端，水 平垂直於氣缸，活塞和曲軸由連杆4連接，兩組活塞在各自的連杆、曲軸帶動下完成相對運 行的四衝程作工，動力由兩個曲軸飛輪15的連接輸出輪16連接輸出，各氣缸一字排列，使 氣缸體1形成臥式型式，見圖2。兩套曲軸組的旋轉方向可以設定為同向旋轉，也可以設定 為相對逆轉，逆轉的內燃機振動輕但動力輸出結構複雜。進排氣孔10設在氣缸中心位置(兩個活塞運行中心形成燃燒室時的位置)的缸 壁上部和下部，見圖1，開設兩套進排氣機構以保證進氣充足。根據需要，進排氣孔可開設 單氣孔，但孔經要大，單氣孔應開在氣缸下部，氣缸內的燃燒雜物易排出。配氣部件主要有 氣塞9(氣塞是圓柱體)、氣塞曲軸7、氣塞連杆8、進氣單向閥11和排氣單向閥11等。氣 塞在進排氣孔內往返運動。兩活塞在排氣行程時氣塞開啟，排氣單向閥在廢氣的壓力下打 開，廢氣通過氣孔、排氣孔排出，見圖4 ；活塞排氣行程完成，吸氣行程開始時氣塞正是開啟 最大時，空氣在氣缸的真空力下打開進氣閥，通過進氣孔、氣孔進入氣缸，見圖5 ；活塞吸氣 行程完畢，壓縮行程開始時氣塞開始關閉，見圖6 ；活塞壓縮作工時，氣塞完全關閉，見圖7。 氣塞關閉行程終了時，氣塞的頂部和氣缸壁的弧度應相同平行，保證活塞運行和密封。氣塞 設有密封環，密封環應設有定位銷，使密封環在槽內不能轉動，環的切口應設在不能與進排 氣口重疊的位置，以使氣塞在運動中，密封環切口始終處在壓制閉合狀態，以減輕密封環和 進排氣口產生的摩擦。配氣的正時和目前的內燃機相同，氣塞兩行程一周期，活塞四行程一周期。氣塞的動力驅動可有多種形式一種是當前內燃機通用的曲軸齒輪帶動正時凸輪 軸驅動彈簧回位形式，見圖8;—種是曲軸皮帶輪通過皮帶，帶動氣塞曲軸、氣塞連杆帶動 形式，它可以加大氣塞行程，見圖9 ；第三種是電磁、電子電控法，這種組裝結構簡單，正時 控置準確，見圖10。氣塞的動力驅動方法可根據內燃機的大小、機型需要所定。為了使兩套曲軸組在統一規定時間運行作工，增加設置了動力連接輸出輪，通過 連接兩個曲軸飛輪控制兩套曲軸、連杆、活塞組的統一運動，使內燃機作工穩定，並且將動 力統一輸出。噴油咀17和火花塞18也設置在氣缸中心位置上部、進排氣口的兩側，噴油咀、火 花塞固定在氣缸壁外部，並且伸入到兩個活塞內的燃燒室作工(柴油機只設置噴油咀)，所 以兩組活塞的頂部應該在相對的位置留有相應的缺口，使活塞在作工運行時，不能接觸到 噴油咀和火花塞，見圖3。活塞頂凹部的大小可根據壓縮比的需要進行製做，活塞頂部和第 一道活塞環槽的距離，不能小於進排氣口的半徑，以防止活塞環和氣塞的磨擦。見說明書附圖圖1為雙曲軸活塞內燃機基本原理結構主視示意圖。圖2為內燃機俯視結構圖，主要示意氣缸、曲軸、連杆活塞排列。圖3為內燃機氣缸中心排例A-A面剖視結構側視圖，主要示意在氣缸中心活塞、氣 塞、噴油咀和活花塞排列。圖4圖5圖6圖7為單氣孔內燃機四行程作工原理簡易示意圖。圖8圖9圖10為氣塞驅動方法簡易示意圖。其它本發明的內燃機能把燃燒時的熱能最大化的利用，提高功率，減少排汙，是當前發 展的需要。但本發明還有不足方面，如製造、結構相對複雜，耗材多，造價成本偏高等。
權利要求
雙曲軸活塞臥式內燃機主要機械結構有氣缸體、氣缸、兩套曲軸連杆活塞組、燃燒室、噴油嘴、火花塞。配氣機構有氣塞、進排氣孔、氣塞曲軸、進排氣單向閥。動力輸出由曲軸飛輪、連接輸出輪等機件組成。其特證有兩個活塞(5)在一個氣缸(2)內作直線相對往返運動，兩根曲軸(3)設置在氣缸兩端水平垂直於氣缸，曲軸和活塞由連杆(4)連接，氣缸一字排列使氣缸體(1)成臥式機型。
2.據權利要求1所述的內燃機，其特徵是每個氣缸內的燃燒室(6)，是由兩個相對運 行到終點(氣缸中心位置)的活塞(5)頂部空間形成的(頂部凹型活塞)。
3.根據權利要求1所述的內燃機，其特徵是兩套曲軸、連杆、活塞組，由曲軸飛輪(15) 和連接輸出輪(16)連接，統一運動完成四衝程作工並輸出動力。
4.根據權利要求1、2所述的內燃機，其特徵是氣缸內的進排氣孔(10)開設在氣缸中 心位置的缸壁上部和下部(活塞壓縮終了形成燃燒室位置的部位)，也可只開設單氣孔。
5.根據權利要求4所述，其特徵是氣塞(9)為圓柱體設有密封環，其頂部和氣缸壁的 弧度相同，以保證活塞的運行和密封。進排氣單向閥(11)設在氣孔道內兩側。氣塞在氣孔 內作往返運動，開啟時，廢氣在壓力下打開排氣閥排氣，進氣時進氣閥在氣缸內真空下打開 進氣。
6.根據權要求1、4所述的內燃機，其特徵是氣塞的動力傳動方法有三種，可根據不同 內燃機選用。一種是目前通用正時凸輪軸驅動彈簧回位方法，第二種用正時曲軸(氣塞曲 軸)連杆帶動法，第三種是電磁、電子控置法。
7.根據權利要求1、2所述的內燃機，其特徵是噴油咀(17)、火花塞(18)設置在氣 缸中心位置，側伸入到兩活塞形成的燃燒室中，固定在缸壁上，凹頂型的活塞應在頂部噴油 咀、火花塞的相對應位置留有相應的缺口。柴油機只設置噴油咀。
全文摘要
雙曲軸活塞臥式內燃機目前內燃機的機械構造主要由氣缸體、氣缸蓋、一組曲軸連杆活塞組、配氣機件等機件組成。燃燒室由氣缸蓋和一個活塞頂部組成，燃燒作工時一部份熱能由活塞承受作工，另一部份熱能被缸蓋吸收丟失。本發明內燃機設置了兩套曲軸飛輪、連杆活塞。燃燒室設置在氣缸的中心位置，由兩個活塞頂部組成。進排氣孔設在氣缸中心位置的上部和下部，噴油咀和火花塞也設在中心位置上部。在氣缸內兩個相對運行的活塞由各自的連杆、曲軸的帶動下完成四行程作工。在燃燒作工時兩個活塞同時受力，動力經兩側各自的連杆、曲軸、飛輪、連接輸出輪統一輸出。最大化的利用了熱能。
文檔編號F02F1/22GK101956603SQ20091016514
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月19日 優先權日2009年7月19日
發明者張楚 申請人:張楚