專利名稱：一種圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)動(dòng)機(jī)多為往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體為圓柱形缸體，活塞在缸體內(nèi)，可燃混合氣燃燒推動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功。往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車上應(yīng)用最多的發(fā)動(dòng)機(jī)，但存在以下不足之處1、熱效率不高，只有30% 40%的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，污染氣體排放量大；提前排氣，工質(zhì)還沒(méi)有把熱能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，造成能量浪費(fèi)；強(qiáng)制排氣消耗一定的機(jī)械能，廢氣還有很多的熱能沒(méi)有被充分利用；提前點(diǎn)火，產(chǎn)生部分負(fù)功消耗一定的機(jī)械能；怠速時(shí)，只需要很少的可燃混合氣，但是往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣容積是一定的，還是必須充滿氣體，造成壓縮氣體消耗的能量沒(méi)有減少，同時(shí)非做功氣體還要消耗較多的熱量，造成能量浪費(fèi)并且產(chǎn)生大量的NOx污染氣體。2、活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成振動(dòng)大、噪聲大，而且振動(dòng)也會(huì)造成能量的損失，以及造成較大的機(jī)械磨損，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，以達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換率，同時(shí)減少振動(dòng)和噪音的目的。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，包括圓環(huán)形的缸體、輻條、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、活塞、進(jìn)氣門、火花塞、排氣口，所述的活塞設(shè)在缸體內(nèi)，所述的缸體包括固定不動(dòng)的外環(huán)和相對(duì)外環(huán)可轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)I和內(nèi)環(huán)II，所述的進(jìn)氣門、火花塞、排氣口均設(shè)在外環(huán)上，所述的輻條包括輻條I和輻條II，所述的輻條I和輻條II的中部均與設(shè)在圓環(huán)形的缸體中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相聯(lián)接，所述的輻條I的兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)I與缸體內(nèi)的兩活塞相連接，所述的輻條II的兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)II與缸體內(nèi)的另外兩活塞相連接。所述的輻條與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間采用單向動(dòng)力傳動(dòng)的單向傳動(dòng)滑塊連接。還包括潤(rùn)滑系統(tǒng)，所述的潤(rùn)滑系統(tǒng)包括設(shè)在外環(huán)上的潤(rùn)滑油噴孔以及與潤(rùn)滑噴油孔相連通的潤(rùn)滑油箱和潤(rùn)滑油噴油泵。還包括冷卻系統(tǒng)，所述的冷卻系統(tǒng)包括設(shè)在輻條上的通風(fēng)槽和設(shè)在活塞內(nèi)部的通風(fēng)孔，所述的通風(fēng)槽與通風(fēng)孔相連通。所述的輻條上設(shè)有控制盤，所述的控制盤與固定不動(dòng)的控制器相配合控制活塞運(yùn)動(dòng)及停止。所述的外環(huán)上進(jìn)氣門相鄰位置處設(shè)有用于調(diào)節(jié)氣缸充氣容量大小的氣缸容積控制器。所述的外環(huán)上在排氣口和進(jìn)氣門之間設(shè)有可伸縮將氣缸腔體分割的擋板，所述的擋板上設(shè)有與活塞兩端面相適配的斜面。
所述的冷卻系統(tǒng)還包括設(shè)在內(nèi)環(huán)I和內(nèi)環(huán)II上的風(fēng)冷葉片。所述的控制盤與電動(dòng)機(jī)相連接驅(qū)動(dòng)活塞壓縮可燃混合氣。所述的外環(huán)和內(nèi)環(huán)I以及內(nèi)環(huán)II三者之間的配合處均設(shè)有墊片。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、缸體有足夠的做功行程，能充分利用工質(zhì)的能量做功；2、不需要提前排氣，不會(huì)造成能量損失，排氣口一直處于開(kāi)放狀態(tài)減少了強(qiáng)制排氣時(shí)的能量消耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功效；3、利用廢氣的剩余能量來(lái)壓縮可燃混合氣，充分利用了廢氣的剩余能量；4、采用電動(dòng)機(jī)提供能量壓縮可燃混合氣到需要的壓縮比，電動(dòng)機(jī)由蓄電池供電，極大地減少油耗；5、固定在內(nèi)環(huán)輻條上控制盤與固定不動(dòng)的控制器配合，滿足著火后期需要的足夠時(shí)間，不需要提前點(diǎn)火，沒(méi)有負(fù)功；6、由于活塞是做圓周運(yùn)動(dòng)，不是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)械振動(dòng)小，噪聲低；7、本發(fā)動(dòng)機(jī)做功的力臂是不變的，力臂始終等于圓環(huán)缸體到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的半徑，開(kāi)始做功時(shí)的力臂就等于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大力臂，因此最大扭矩是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍；8、本發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際只有做功和壓縮二個(gè)沖程，因此功率將大幅提高；9、本發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了氣缸容積可變，達(dá)到理想的空燃比，進(jìn)一步降低油耗和污染氣體的排放。


下面對(duì)本說(shuō)明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1為本發(fā)明圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造示意圖。圖2為本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)的外環(huán)構(gòu)造示意圖。圖3為沿圖2中A-A的剖視圖。圖4為本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)環(huán)I構(gòu)造示意圖。圖5為沿圖4中B-B的剖視圖。圖6為本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)環(huán)II構(gòu)造示意圖。圖7為本發(fā)明控制器和電動(dòng)機(jī)以及控制盤的裝配示意圖。圖8為本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理示意圖。圖9為本發(fā)明壓縮沖程工作示意圖。圖10為本發(fā)明活塞冷卻示意圖。圖11為本發(fā)明內(nèi)環(huán)冷卻示意圖。圖12為本發(fā)明氣缸容積控制器I初始示意圖。圖13為本發(fā)明氣缸容積控制器I工作原理示意圖。圖中1.外環(huán)、2.內(nèi)環(huán)1、3·內(nèi)環(huán)ΙΙ、4·轉(zhuǎn)動(dòng)軸、5.輻條1、6·輻條ΙΙ、7.中心圓盤Ι、8.中心圓盤ΙΙ、9.單向傳動(dòng)滑塊、10.齒輪、11.活塞Ι、12.活塞ΙΙ、13.活塞II1、
14.活塞IV、15.排氣口1、16.排氣口 ΙΙ、17.進(jìn)氣門1、18.火花塞1、19.進(jìn)氣門ΙΙ、20.火花塞ΙΙ、21.潤(rùn)滑油箱、22.潤(rùn)滑油噴油泵、23.直流電動(dòng)機(jī)1、24.小皮帶盤1、25.皮帶、26.大皮帶盤Ι、27.控制盤Ι、28.大皮帶盤ΙΙ、29.控制盤ΙΙ、30.直流電動(dòng)機(jī)ΙΙ、31.墊片、32.控制桿1、33.凸塊1、34.電磁感應(yīng)器1、35.下滑面1、36.卡位1、37.上滑面1、38.大斜面1、39.下滑面I1、40.卡位I1、41.上滑面I1、42.大斜面I1、43.控制桿I1、44.凸塊I1、45.電磁感應(yīng)器ΙΙ、46.下滑面ΙΙΙ、47.卡位ΙΙΙ、48.上滑面ΙΙΙ、49.大斜面ΙΙΙ、50.小皮帶盤ΙΙ、51.通風(fēng)槽、52.通風(fēng)孔、53.噴氣管、54.風(fēng)冷葉片1、55.風(fēng)冷葉片ΙΙ、56.電流感應(yīng)器、57.擋板1、58.擋板ΙΙ、59.氣缸容積控制器1、60.氣缸容積控制器I1、61.氣缸容積控制器I的控制桿、62.氣缸容積控制器I的滑塊、63.氣量控制踏板。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括圓環(huán)形的缸體，缸體包括外環(huán)I和內(nèi)環(huán)I 2以及內(nèi)環(huán)II 3，外環(huán)I是固定不動(dòng)的，外環(huán)與內(nèi)環(huán)I以及內(nèi)環(huán)II相組合形成缸體，其中，內(nèi)環(huán)I 2和內(nèi)環(huán)II 3相對(duì)外環(huán)I均可轉(zhuǎn)動(dòng)，缸體的橫截面呈圓形，外環(huán)的橫截面呈“C”形。四個(gè)活塞設(shè)在缸體內(nèi)，四個(gè)活塞兩端面均為斜面，其中，活塞I 11和活塞III13都固定連接在內(nèi)環(huán)I上，活塞II 12和活塞IV 14都固定連接在內(nèi)環(huán)II上，四個(gè)活塞都可以在圓環(huán)形的缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而且與缸體內(nèi)壁緊貼不漏氣。內(nèi)環(huán)I 2與輻條I 5相連接，輻條I 5連接有一個(gè)中心圓盤I 7，內(nèi)環(huán)II 3與輻條II 6相連接，輻條II 6連接有一個(gè)中心圓盤II 8，即輻條I兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)I連接有活塞I和活塞III，輻條II兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)II連接有活塞II和活塞IV。二個(gè)中心圓盤內(nèi)都設(shè)置有多個(gè)單向傳動(dòng)滑塊9，單向傳動(dòng)滑塊鑲嵌在中心圓盤的凹槽里，單向傳動(dòng)滑塊尾端通過(guò)彈簧連接到中心圓盤凹槽底部，該單向傳動(dòng)滑塊能在凹槽滑動(dòng)，單向傳動(dòng)滑塊另一端能與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的齒輪相作用，將順時(shí)針?lè)较虻膭?dòng)力傳遞給齒輪，齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接，齒輪沿逆時(shí)針?lè)较虺驶⌒涡泵妫瑔蜗騻鲃?dòng)滑塊能在該斜面上滑動(dòng)，因此轉(zhuǎn)動(dòng)軸不會(huì)將動(dòng)力傳遞給單向傳動(dòng)滑塊，只存在傳動(dòng)滑塊將動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)動(dòng)軸4。如圖2所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)的外環(huán)I上對(duì)稱位置處設(shè)置兩個(gè)排氣口，分別為排氣口 I 15和排氣口 II 16，在排氣口 I 15相鄰的位置設(shè)置有擋板I 57，在排氣口 II 16相鄰的位置設(shè)置有擋板II 58，擋板都有一個(gè)斜面，尾端連接有彈簧，可以滑動(dòng)，擋板I 57和擋板II 58上的斜面與活塞上的斜面相適配。在外環(huán)I上對(duì)稱位置處設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣門，分別為進(jìn)氣門
I17和進(jìn)氣門II 19，與進(jìn)氣門I 17相鄰的位置設(shè)置有氣缸容積控制器I 59，與進(jìn)氣門
II19相鄰的位置設(shè)置有氣缸容積控制器II 60，二個(gè)容積控制器都能調(diào)節(jié)充氣容積的大小。在外環(huán)上對(duì)稱位置處設(shè)置有兩個(gè)火花塞，分別為火花塞I 18和火花塞II 20。其中，一側(cè)的排氣口、擋板、進(jìn)氣門、容積控制器、火花塞順時(shí)針依次設(shè)置在外環(huán)上。在外環(huán)上設(shè)有潤(rùn)滑油噴孔，潤(rùn)滑油噴孔與潤(rùn)滑油箱21相通，潤(rùn)滑油箱21內(nèi)安裝有潤(rùn)滑油噴油泵22，可以將潤(rùn)滑油噴入缸內(nèi)，達(dá)到潤(rùn)滑目的。發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油供給是由ECU控制的，當(dāng)活塞每次運(yùn)動(dòng)接近潤(rùn)滑油噴孔的位置時(shí)，ECU指示潤(rùn)滑油噴油泵向活塞頂端和氣缸內(nèi)壁噴油一次，確保了活塞與缸內(nèi)壁之間的潤(rùn)滑。如圖3所示，外環(huán)I的橫截面呈“C”形，“C”形二端都設(shè)有墊片31，外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間通過(guò)墊片更好的相對(duì)滑動(dòng)，減少摩擦阻力。如圖4所示，內(nèi)環(huán)I 2兩端的活塞I 11和活塞III 13在缸體內(nèi)，內(nèi)環(huán)I 2通過(guò)輻條
I5連接到中心圓盤I 7，中心圓盤I 7上設(shè)有多個(gè)單向傳動(dòng)滑塊，多個(gè)單向傳動(dòng)滑塊分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸4上的齒輪10的齒面所處位置各不相同，確保任意時(shí)刻都能沿順時(shí)針?lè)较驅(qū)?dòng)力傳遞給齒輪10，然后再由齒輪將動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)動(dòng)軸4。如圖5所示，活塞的橫截面呈圓形，被固定連接在內(nèi)環(huán)上，內(nèi)環(huán)的橫截面呈一段弧形，弧形兩側(cè)設(shè)有墊片，內(nèi)環(huán)與輻條相連接。如圖6所示，內(nèi)環(huán)II 3兩端的活塞II 12和活塞IV 14在缸體內(nèi)，內(nèi)環(huán)II 3通過(guò)輻條II 6連接到中心圓盤II 8，中心圓盤II 8上設(shè)有多個(gè)單向傳動(dòng)滑塊，多個(gè)單向傳動(dòng)滑塊分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸4上的齒輪的齒面所處位置各不相同，確保任意時(shí)刻都能沿順時(shí)針?lè)较驅(qū)?dòng)力傳遞給齒輪，然后再由齒輪將動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)動(dòng)軸。如圖7所示，控制盤I 27通過(guò)螺絲固定連接到輻條I 5，控制盤I 27是在圓盤的基礎(chǔ)上挖有二個(gè)扇形缺口，第一個(gè)缺口設(shè)置有下滑面I 35、卡位I 36、上滑面I 37以及大斜面I 38 ;第二個(gè)個(gè)缺口設(shè)置有下滑面II 39、卡位II 40、上滑面II 41、大斜面II 42。扇形缺口設(shè)置有下滑面、卡位、上滑面、大斜面的目的是1、控制器的控制桿前端的滑輪滾動(dòng)在下滑面時(shí)，可以釋放出控制桿尾端彈簧的彈性勢(shì)能，推動(dòng)控制盤順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞壓縮可燃混合氣；2、當(dāng)控制桿前端的滑輪處于卡位時(shí)，可以防止控制盤逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，使活塞暫時(shí)處于不動(dòng)，保持與前面活塞之間充滿達(dá)到壓縮比的可燃混合氣；3、上滑面的坡度較小，坡面較長(zhǎng)，當(dāng)控制桿前端的滑輪滾動(dòng)在上滑面上時(shí)，本控制盤連接的輻條的活塞處于前面，被后面的活塞推動(dòng)可燃混合氣傳遞過(guò)來(lái)的推力使它順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，造成控制盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，控制桿前端的滑輪就會(huì)在上滑面上滾動(dòng)，那么控制器里的彈簧就頂住控制桿，使控制桿滾動(dòng)在上滑面上形成阻力，達(dá)到壓縮活塞之間可燃混合氣的目的，當(dāng)滑輪滾動(dòng)到上滑面的末端上時(shí)，彈簧被壓縮到最大形變，形成的最大阻力恰好等于達(dá)到需要的壓縮比時(shí)的壓力，同時(shí)彈簧也具有了最大彈性勢(shì)能，該彈性勢(shì)能將在下一個(gè)循環(huán)的壓縮沖程里釋放出來(lái)；4、設(shè)置坡度大、坡面短的大斜面的目的是已經(jīng)達(dá)到壓縮比后，火花塞就點(diǎn)火，混合氣從開(kāi)始燃燒到完全燃燒時(shí)，需要一個(gè)很短的時(shí)間，這段時(shí)間里，滑輪恰好滾動(dòng)在大斜面上，滿足初燃期需要的時(shí)間，達(dá)到最大做功效果，因此本發(fā)動(dòng)機(jī)不需要提前點(diǎn)火。控制盤I 27上還焊接有大皮帶盤I 26 ;控制桿I 32尾端通過(guò)彈簧連接到控制器凹槽底部，可以在凹槽里滑動(dòng)，控制桿I 32的前端設(shè)有一個(gè)凸塊I 33，可以與電磁感應(yīng)器I 34相作用，將控制桿I 32所處的位置信息傳遞給E⑶，控制桿I 32的另一端裝有滑輪，可以沿著控制盤的弧形面、下滑面、上滑面以及大斜面上滾動(dòng)，減少摩擦阻力；直流電電機(jī)
I23的小皮帶盤I 24通過(guò)皮帶25與大皮帶盤I 26連接，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓縮沖程時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)可以輸出動(dòng)力通過(guò)皮帶傳遞到控制盤；直流電動(dòng)機(jī)I是受ECU控制的，在需要?jiǎng)恿r(shí)會(huì)輸出動(dòng)力，在壓縮可燃混合氣達(dá)到壓縮比時(shí)，處于大負(fù)荷，自動(dòng)停止。同樣的原理，控制盤II 29與與控制盤I的形狀完全相同，控制盤II 29是通過(guò)螺絲固定連接到輻條II 6上的，控制盤II也是在圓盤的基礎(chǔ)上挖有二個(gè)缺口，缺口設(shè)置有下滑面III 46、卡位III 47、上滑面III 48以及大斜面III 49，另一個(gè)缺口也有同樣的設(shè)置，控制盤
II29還焊接有大皮帶盤II 28，控制桿II 43尾端通過(guò)彈簧連接到控制器凹槽底部，可以在凹槽里滑動(dòng)，控制桿II 43的前端有一個(gè)凸塊II 44，可以與電磁感應(yīng)器II 45相作用，將控制桿
II43所處的位置信息傳遞給E⑶，控制桿II 43的另一端裝有滑輪，可以沿著控制盤II的弧形面、下滑面、上滑面以及大斜面上滾動(dòng)，減少摩擦阻力，直流電電機(jī)II 30的小皮帶盤II 50通過(guò)皮帶與大皮帶盤II 28連接，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓縮沖程時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)輸II可以出動(dòng)力傳遞到控制盤II ;直流電動(dòng)機(jī)II也是受ECU控制的，在需要?jiǎng)恿r(shí)會(huì)輸出動(dòng)力；在壓縮可燃混合氣達(dá)到壓縮比時(shí)，處于大負(fù)荷，自動(dòng)停止。本發(fā)動(dòng)機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)壓縮混合氣時(shí)，需要的動(dòng)能是由蓄電池供給的，蓄電池可以通過(guò)外部充電保證能量的供給，因此本發(fā)動(dòng)機(jī)輕松實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力，進(jìn)一步降低了油耗，減少了污染氣體的排放。如圖8所示，為本發(fā)動(dòng)機(jī)的做功沖程和壓縮沖程的過(guò)程。第一階段是做功沖程活塞I 11與活塞II 12、活塞III 13與活塞IV 14之間均充滿了已經(jīng)達(dá)到壓縮比的可燃混合氣，火花塞I 18和火花塞II 20點(diǎn)火，可燃混合氣燃燒做功推動(dòng)活塞II 12以及活塞IV 14開(kāi)始順時(shí)針運(yùn)動(dòng)做功，也同時(shí)推動(dòng)活塞II 12和活塞IV 14前面的氣體從排氣口排出，這時(shí)，活塞I 11和活塞III 13不會(huì)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)的，因?yàn)榭刂破鱅前端卡在控制盤I缺口上設(shè)置的卡位I上，控制盤I無(wú)法逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，與控制盤I固定連接的輻條I也無(wú)法逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，輻條I 5固定連接的內(nèi)環(huán)I也無(wú)法逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，活塞I 11和活塞III 13當(dāng)然停止不動(dòng)，這時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)23是處于不動(dòng)的狀態(tài)?；钊鸌I 12和活塞IV 14順時(shí)針運(yùn)動(dòng)做功將動(dòng)力傳遞給內(nèi)環(huán)II，再傳遞到輻條II 6，輻條II 6傳遞給中心圓盤II 8，中心圓盤II 8通過(guò)單向傳動(dòng)滑塊傳遞動(dòng)力給轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的齒輪10，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸4順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功。第二階段是壓縮沖程當(dāng)活塞II 12和活塞IV 14做功完成時(shí)，這二個(gè)活塞的前端剛好滑過(guò)排氣口，廢氣的剩余能量推動(dòng)活塞II 12和活塞IV 14繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，活塞的前端斜面頂在擋板的斜面上滑動(dòng)，使擋板往回收縮，活塞滑過(guò)擋板，開(kāi)始?jí)嚎s活塞II 12與活塞III13、活塞IV 14與活塞I 11之間的可燃混合氣。當(dāng)利用廢氣剩余能量壓縮可燃混合氣時(shí)，控制桿I 32前端的滑輪會(huì)沿控制盤I上的上滑面I 37滾動(dòng)，使控制桿I 32下行，控制桿
I32上的凸塊I 33經(jīng)過(guò)電磁感應(yīng)器I 34，電磁感應(yīng)器I 34將信息傳遞給E⑶，E⑶指示接通直流電動(dòng)機(jī)II 30的電路，直流電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力帶動(dòng)內(nèi)環(huán)II繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，壓縮可燃混合氣到理想的壓縮比后，直流電動(dòng)機(jī)承受某個(gè)較大的負(fù)荷，電路電流達(dá)到某一個(gè)較大值，電流感應(yīng)器56自動(dòng)斷開(kāi)電路，直流電動(dòng)機(jī)停止輸出動(dòng)力，壓縮沖程完成。在上面所述壓縮沖程中，其壓縮過(guò)程實(shí)際有二個(gè)部分組成1、完成做功后廢氣的剩余能量推動(dòng)活塞繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，壓縮該活塞前面的可燃混合氣，充分利用廢氣的剩余能量，該階段時(shí)，控制器里的彈簧也同時(shí)釋放出彈性勢(shì)能協(xié)助廢氣共同完成該壓縮過(guò)程；2、當(dāng)廢氣的剩余能量被充分利用一定程度時(shí)，廢氣提供的壓力不能繼續(xù)壓縮和混合氣時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)就啟動(dòng)，輸出動(dòng)力，帶動(dòng)活塞繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)壓縮混合氣達(dá)到需要的壓縮比。在上述壓縮過(guò)程中，控制桿I 32前端的滑輪滾動(dòng)在上滑面I 37上，當(dāng)壓縮沖程完成時(shí)，控制桿I 32前端的滑輪滾動(dòng)完該上滑面I。在剛才所述的壓縮過(guò)程完成后，活塞I 11會(huì)被推動(dòng)到原來(lái)活塞II 12所處的位置、活塞III 13被推動(dòng)到原來(lái)活塞IV 14所處的位置；而且活塞IV 14到達(dá)了原來(lái)活塞I 11所處的位置，活塞II 12到達(dá)了原來(lái)活塞III13所處的位置。這時(shí)，控制桿II的前端進(jìn)入控制盤II的卡位III，使活塞II 12和活塞IV 14不會(huì)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)；ECU指示進(jìn)氣門打開(kāi)，再次壓進(jìn)可燃混合氣。在剛才所述的壓縮過(guò)程中，活塞II 12滑過(guò)擋板II 58后，擋板58彈起，封閉氣缸，活塞II 12在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，就會(huì)從進(jìn)氣門19吸入可燃混合氣，直到活塞
II12到達(dá)原來(lái)活塞III13的位置時(shí)，進(jìn)氣完成；同樣的原理，活塞IV 14也在此過(guò)程中滑過(guò)擋板I 57，擋板I 57隨后彈起，封閉氣缸，活塞IV 14在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，就會(huì)從進(jìn)氣門17吸入可燃混合氣，直到活塞IV 14到達(dá)原來(lái)活塞I 11所處的位置時(shí)，進(jìn)氣完成；進(jìn)氣門17、19 一直是處于開(kāi)放狀態(tài)。壓縮過(guò)程完成后，ECU指示火花塞點(diǎn)火，燃燒初期產(chǎn)生的推動(dòng)力使控制桿I前端的滑輪滾動(dòng)在坡度更大的大斜面I 38上，滑輪滾動(dòng)在大斜面I上所用的時(shí)間恰好等于著火落后期的時(shí)間，完成初燃后，活塞I 11和活塞III 13開(kāi)始順時(shí)針運(yùn)動(dòng)做功，滑輪在控制盤
II29的圓弧面上滾動(dòng)，當(dāng)控制桿II 43前端的滑輪滾動(dòng)完該圓弧面時(shí)，做功沖程也恰好完成。如圖9所示，在上述做功沖程恰好完成時(shí)，活塞I 11和活塞III 13剛好分別滑過(guò)排氣口 16、15，并且活塞I 11前端作用在擋板II 58的斜面上，已經(jīng)將擋板擠壓往回收縮了，開(kāi)始?jí)嚎s壓縮活塞I 11與活塞II 12之間的可燃混合氣；同樣原理，活塞III 13前端作用在擋板I 57的斜面上，已經(jīng)將擋板擠壓往回收縮了，開(kāi)始?jí)嚎s活塞III 13與活塞IV 14之間的可燃混合氣；此時(shí)，控制桿I 32前端的滑輪滾動(dòng)開(kāi)始在控制盤I的另一個(gè)缺口下滑面II 39上滾動(dòng)，此時(shí)與控制桿I 32連接的彈簧釋放出彈性勢(shì)能，推動(dòng)控制盤I 27順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，廢氣剩余能量在此時(shí)也推動(dòng)活塞I和活塞III13繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，壓縮活塞I 11與活塞II 12、活塞III13與活塞IV 14之間的可燃混合氣；控制桿II 43前端的滑輪滾動(dòng)在控制盤II的大斜面III48上，控制桿II 43上的凸塊II 44就接觸到電磁感應(yīng)器II 45，電磁感應(yīng)器II 45將信息傳遞給ECU，表明處于壓縮沖程，ECU指示接通直流電動(dòng)機(jī)I 23的電路，直流電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)能，帶動(dòng)控制盤I 27繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使活塞I 11和活塞III13繼續(xù)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，壓縮可燃混合氣達(dá)到需要的壓縮比。當(dāng)達(dá)到需要的壓縮比的壓縮比時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)電路存在一定的大負(fù)荷電流，電流感應(yīng)器56自動(dòng)斷開(kāi)電流，直流電動(dòng)機(jī)I 23停止工作，而這時(shí)控制桿I恰好進(jìn)入卡位II 40,使活塞I 11和活塞III13處于不動(dòng)，更不可能逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。該壓縮沖程完成時(shí)，活塞之間充滿了達(dá)到壓縮比的混合氣，為下一步做功沖程做好了準(zhǔn)備。如圖10所示，輻條的左側(cè)設(shè)置有通風(fēng)槽51，與活塞內(nèi)部的通風(fēng)孔52連通，當(dāng)輻條順時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)，冷卻風(fēng)就從通風(fēng)槽進(jìn)入活塞的通風(fēng)孔，沿通風(fēng)孔流動(dòng)，最后從活塞尾端上方出口出來(lái)，達(dá)到冷卻活塞的目的；這時(shí)另一個(gè)輻條是處于相應(yīng)位置，處入不動(dòng)的狀態(tài)，由空氣壓縮機(jī)將冷空氣沿噴風(fēng)管53噴入輻條通風(fēng)槽，同樣進(jìn)入活塞，冷卻處于停止?fàn)顟B(tài)的活塞。如圖11所示，在內(nèi)環(huán)I 2上設(shè)置有風(fēng)冷葉片I 54，在內(nèi)環(huán)II 3上設(shè)置有風(fēng)冷葉片1155。當(dāng)內(nèi)環(huán)I順時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)內(nèi)環(huán)II是處于停止不動(dòng)的狀態(tài)，風(fēng)冷葉片I 54與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)，把內(nèi)環(huán)I的熱量散發(fā)出去，同時(shí)風(fēng)冷葉片I 54還相當(dāng)于風(fēng)扇，使空氣吹向內(nèi)環(huán)II，使內(nèi)環(huán)II的熱量通過(guò)風(fēng)冷葉片II 55散發(fā)出去。發(fā)動(dòng)機(jī)的外環(huán)是通過(guò)冷卻液冷卻。如圖12所示，氣缸容積控制器I的控制桿61通過(guò)液壓缸與氣量控制踏板63相關(guān)聯(lián)，當(dāng)氣量控制踏板63由駕駛?cè)瞬鹊降讜r(shí)，液壓傳動(dòng)使氣缸容積控制器I的控制桿61行走頂端，擠壓氣缸容積控制器I的滑塊上行，封住缺口，從活塞尾端到進(jìn)氣門形成最大的容積，滿足滿負(fù)荷時(shí)需要的最大可燃混合氣量。本發(fā)動(dòng)機(jī)用氣量控制踏板代替了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門踏板，一樣達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率大小的作用。
如圖13所示，當(dāng)氣量控制踏板63完全松開(kāi)時(shí)，氣缸容積控制器I的控制桿61完全放開(kāi)四個(gè)滑塊，形成一個(gè)缺口，活塞尾端到缺口的最近處形成的氣缸容積最小，等于怠速時(shí)需要的最小可燃混合氣體積；當(dāng)另一個(gè)活塞順時(shí)針運(yùn)動(dòng)過(guò)來(lái)壓縮混合氣時(shí)，多余的混合氣就會(huì)從缺口回到進(jìn)氣管，當(dāng)該活塞順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)就會(huì)封閉住缺口，壓縮剩余的可燃混合氣。顯然，隨著氣量控制踏板63被駕駛?cè)瞬认禄蛘叻砰_(kāi)的程度不同，氣缸容積控制器I的控制桿61放開(kāi)滑塊的個(gè)數(shù)不同，對(duì)應(yīng)不同工況需要的不同可燃混合氣量；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于小負(fù)荷時(shí)，氣缸容積控制器I的控制桿61壓下一個(gè)滑塊；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中負(fù)荷時(shí)，氣缸容積控制器I的控制桿61壓下二個(gè)滑塊；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于大負(fù)荷時(shí)，氣缸容積控制器I的控制桿61壓下三個(gè)滑塊；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于滿負(fù)荷時(shí)，氣缸容積控制器I的控制桿61壓下四個(gè)滑塊；因此本發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了氣缸容積可變，進(jìn)一步降低油耗和污染氣體的排放，同時(shí)，該構(gòu)造可以使進(jìn)入氣缸的可燃混合氣可以達(dá)到理想的空燃比，進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的做功效果。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于包括圓環(huán)形的缸體、輻條、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、活塞、進(jìn)氣門、火花塞、排氣口，所述的活塞設(shè)在缸體內(nèi)，所述的缸體包括固定不動(dòng)的外環(huán)和相對(duì)外環(huán)可轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)I和內(nèi)環(huán)II，所述的進(jìn)氣門、火花塞、排氣口均設(shè)在外環(huán)上，所述的輻條包括輻條I和輻條II，所述的輻條I和輻條II的中部均與設(shè)在圓環(huán)形的缸體中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相聯(lián)接，所述的輻條I的兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)I與缸體內(nèi)的兩活塞相連接，所述的輻條II的兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)II與缸體內(nèi)的另外兩活塞相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的輻條與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間采用單向動(dòng)力傳動(dòng)的單向傳動(dòng)滑塊連接。
3.如權(quán)利要求1所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于還包括潤(rùn)滑系統(tǒng)，所述的潤(rùn)滑系統(tǒng)包括設(shè)在外環(huán)上的潤(rùn)滑油噴孔以及與潤(rùn)滑噴油孔相連通的潤(rùn)滑油箱和潤(rùn)滑油噴油泵。
4.如權(quán)利要求1所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于還包括冷卻系統(tǒng)，所述的冷卻系統(tǒng)包括設(shè)在輻條上的通風(fēng)槽和設(shè)在活塞內(nèi)部的通風(fēng)孔，所述的通風(fēng)槽與通風(fēng)孔相連通。
5.如權(quán)利要求1所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的輻條上設(shè)有控制盤，所述的控制盤與固定不動(dòng)的控制器相配合控制活塞運(yùn)動(dòng)及停止。
6.如權(quán)利要求1所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的外環(huán)上進(jìn)氣門相鄰位置處設(shè)有用于調(diào)節(jié)氣缸充氣容量大小的氣缸容積控制器。
7.如權(quán)利要求1所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的外環(huán)上在排氣口和進(jìn)氣門之間設(shè)有可伸縮將氣缸腔體分割的擋板，所述的擋板上設(shè)有與活塞兩端面相適配的斜面。
8.如權(quán)利要求4所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的冷卻系統(tǒng)還包括設(shè)在內(nèi)環(huán)I和內(nèi)環(huán)II上的風(fēng)冷葉片。
9.如權(quán)利要求5所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的控制盤與電動(dòng)機(jī)相連接驅(qū)動(dòng)活塞壓縮可燃混合氣。
10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的外環(huán)和內(nèi)環(huán)I以及內(nèi)環(huán)II三者之間的配合處均設(shè)有墊片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種圓環(huán)缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，包括圓環(huán)形的缸體、輻條、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、活塞、進(jìn)氣門、火花塞、排氣口，所述的活塞設(shè)在缸體內(nèi)，所述的缸體包括固定不動(dòng)的外環(huán)和相對(duì)外環(huán)可轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)Ⅰ和內(nèi)環(huán)Ⅱ，所述的進(jìn)氣門、火花塞、排氣口均設(shè)在外環(huán)上，所述的輻條包括輻條Ⅰ和輻條Ⅱ，所述的輻條Ⅰ和輻條Ⅱ的中部均與設(shè)在圓環(huán)形的缸體中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相聯(lián)接，所述的輻條Ⅰ的兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)Ⅰ與缸體內(nèi)的兩活塞相連接，所述的輻條Ⅱ的兩端通過(guò)內(nèi)環(huán)Ⅱ與缸體內(nèi)的另外兩活塞相連接。該發(fā)動(dòng)機(jī)大幅提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換率，同時(shí)減少振動(dòng)和噪音。
文檔編號(hào)F02B53/12GK103032158SQ20121051408
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者汪輝 申請(qǐng)人:汪輝