一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0002]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，主要是一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
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[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，廣泛使用高效的內(nèi)燃機(jī)其特征主要是有汽缸活塞及曲軸組成，整體發(fā)動(dòng)機(jī)有單缸和多缸多種組合形式的機(jī)型，作為機(jī)械動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)由于都需要曲軸構(gòu)件，體積自然增大，成熟的內(nèi)燃機(jī)車，包括汽柴油車的發(fā)動(dòng)機(jī)的體積都縮小到了無(wú)法再小的程度，主要原因是曲軸復(fù)雜體積大造成的，無(wú)論是燃?xì)狻⑷计裼偷膬?nèi)燃機(jī)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定需要多缸的內(nèi)燃機(jī)體積都因多缸而加大體積，對(duì)于一些需要多驅(qū)動(dòng)的機(jī)車都會(huì)因傳動(dòng)動(dòng)力的齒輪、鏈條及皮帶輪的增加而使整體機(jī)體積增大，制約了機(jī)動(dòng)車的有效使用空間的進(jìn)一步擴(kuò)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供的一種解決方案，一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)其特征是旋轉(zhuǎn)軸在汽缸的中心，密封汽缸活塞做功，通過(guò)中心軸輸出動(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)體積大大縮小，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單得多，其工作原理也更加直觀，輸出功率相對(duì)穩(wěn)定。
[0007]一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)主要有中心軸、汽缸、活塞、輔助活塞以及機(jī)殼構(gòu)成。所述中心軸穿過(guò)活塞和汽缸中心，中心軸貫穿機(jī)架兩端，中間段分兩部分，各布置導(dǎo)向螺紋，其中心軸兩部分特制螺紋為逆向旋轉(zhuǎn)螺紋，兩部分的螺紋與中心軸的軸向夾角也不相同，夕卜露一端的螺紋(驅(qū)動(dòng)活塞螺紋)夾角大45°?75°之間；深入汽缸體內(nèi)一端的螺紋(活塞驅(qū)動(dòng)螺紋)夾角小15°?45°之間，且兩部分螺紋逆向旋轉(zhuǎn)；其兩部分螺紋的作用分別是活塞驅(qū)動(dòng)螺紋和驅(qū)動(dòng)活塞螺紋。
[0008]—種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)，所述活塞中心連接有導(dǎo)向筒，導(dǎo)向筒內(nèi)有咬合螺母齒，螺母齒安裝在導(dǎo)向筒壁內(nèi)徑向孔槽內(nèi)，孔槽底部有軸向齒條，齒條軸向往復(fù)錯(cuò)動(dòng)推動(dòng)螺母齒上下咬合開啟，螺母齒在導(dǎo)向筒內(nèi)壁布置兩組，每組相對(duì)兩齒，相距活塞一端一個(gè)行程的距離(即活塞導(dǎo)向筒內(nèi)的兩端)，并且可以分別交替向內(nèi)壁外露，即交替咬合開啟。其導(dǎo)向筒沿筒壁錯(cuò)開齒條有兩相對(duì)的軸向扇形曹孔，作用是可以穿套與中心軸兩側(cè)且固定在機(jī)殼上的兩根固定瓦楞條，起抵抗活塞扭力的作用?；钊P面對(duì)稱有兩個(gè)排氣閥，活塞運(yùn)行到最外邊時(shí)觸碰機(jī)殼端蓋開啟排出做功廢氣。
[0009]—種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)所述汽缸的缸體底部中心有圓孔，圓孔直徑與活塞的導(dǎo)向筒外圓直徑15°?45°之間，外螺紋段可選角度范圍為45°?75°之間；相同，且通過(guò)密封環(huán)、活塞及缸體形成密封的環(huán)形空間，且環(huán)形空間內(nèi)還有一環(huán)形的輔助活塞，汽缸底部有進(jìn)氣閥和噴油點(diǎn)火裝置(即火花塞)，汽缸鑲欽在有散熱片的機(jī)殼內(nèi)，兩端機(jī)殼端蓋，圓形機(jī)殼端蓋中心是中心軸的固定軸承，汽缸口一端的機(jī)殼端蓋軸承為圓臺(tái)形，軸承敞口對(duì)準(zhǔn)中心軸的尾端的斜錐面，可以抵消來(lái)自活塞對(duì)中心軸軸向壓力，所述汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)，從機(jī)殼整體外形看，與鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的外形類似，可在較小的體積內(nèi)輸出較大的功率。
[0010]一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)的輔助活塞，可把汽缸活塞內(nèi)的空間分成兩部分，一部分為壓氣室，汽缸底部與輔助活塞之間部分；一部分為燃燒室，輔助活塞與活塞部分；所述輔助活塞上有兩個(gè)對(duì)稱的換氣閥，換氣閥與汽缸體底部的點(diǎn)火裝置相對(duì)應(yīng)，當(dāng)輔助活塞運(yùn)行到汽缸底部時(shí)可讓點(diǎn)火尖端穿過(guò)換氣閥點(diǎn)燃換進(jìn)燃燒室的混燃空氣。
[0011 ] 一種汽缸中;L、軸內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)成原理，所述內(nèi)燃機(jī)主要是由機(jī)殼、汽缸、活塞、活塞導(dǎo)向筒、中心軸、輔助活塞、軸承及點(diǎn)火裝置和進(jìn)排氣閥構(gòu)成；所述汽缸內(nèi)安裝有活塞、活塞導(dǎo)向筒、輔助活塞，其活塞導(dǎo)向筒穿過(guò)汽缸的中心圓孔，導(dǎo)向筒套裝在中心軸上，中心軸兩端安裝在機(jī)殼端蓋的固定軸承上，其機(jī)殼套裝在汽缸上。所述活塞固定在活塞導(dǎo)向筒頂端上，并通過(guò)活塞導(dǎo)向筒在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，汽缸中間的輔助活塞起換氣作用，在活塞的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓氣、換氣、做功及排氣五個(gè)程序，活塞動(dòng)力的轉(zhuǎn)換條件主要是通過(guò)連結(jié)活塞的導(dǎo)向筒內(nèi)的螺母齒交替開合，作用在中心軸上的螺紋實(shí)現(xiàn)的；所述活塞導(dǎo)向筒在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)導(dǎo)向筒內(nèi)的螺母齒開合驅(qū)動(dòng)中心軸的小角度螺紋旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力；中心軸外露端的大角度螺紋絲在旋轉(zhuǎn)時(shí)，拉動(dòng)活塞導(dǎo)向筒驅(qū)動(dòng)活塞排氣、壓氣；活塞壓氣后，通過(guò)輔助活塞換氣，汽缸底部的點(diǎn)火裝置啟動(dòng)點(diǎn)火器點(diǎn)燃汽缸體內(nèi)的混燃空氣爆燃推動(dòng)活塞做功。所述活塞導(dǎo)向筒的內(nèi)筒壁兩端各有一組螺母齒，螺母齒旋向相反，構(gòu)造也不相同，螺母齒安裝在活塞導(dǎo)向筒的內(nèi)壁槽孔中，可以在一根軸向齒條的鋸齒錯(cuò)動(dòng)過(guò)程中伸縮，兩端兩組螺母齒交替開合，分別作用在中心軸的兩部分螺紋上，實(shí)現(xiàn)中心軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞向汽缸底部運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞導(dǎo)向筒尾端螺母齒內(nèi)合，中心軸外露端螺紋(外螺紋)拉動(dòng)活塞壓縮汽缸內(nèi)的混燃?xì)怏w至缸體底部時(shí)，觸動(dòng)輔助活塞的換氣閥并打開，壓縮混燃空氣瞬間進(jìn)入輔助活塞與活塞之間的燃燒室，同時(shí)沿?fù)Q氣閥孔穿過(guò)輔助活塞的點(diǎn)火器點(diǎn)火，混燃空氣爆燃推動(dòng)活塞向汽缸口運(yùn)動(dòng)，同時(shí)活塞導(dǎo)向筒活塞端的螺母齒內(nèi)合驅(qū)動(dòng)中心軸上的小角度螺紋帶動(dòng)中心軸旋轉(zhuǎn)，活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸體口處時(shí)，排氣閥桿觸碰機(jī)殼端蓋開啟廢氣排出，同時(shí)輔助活塞被活塞導(dǎo)向筒外圈中部的環(huán)形凹槽拉動(dòng)吸氣，汽缸底部的進(jìn)氣閥同時(shí)被打開，汽缸底部的進(jìn)氣閥聯(lián)通化油器形成混燃空氣進(jìn)入汽缸底與輔助活塞的壓氣室，輔助活塞抵達(dá)汽缸中部時(shí)，活塞開始返回先壓縮輔助活塞與活塞的燃燒室，此時(shí)活塞的排氣閥仍然在開啟狀態(tài)，直到與在汽缸中間的輔助活塞觸碰關(guān)閉時(shí)，其汽缸燃燒室(輔助活塞與活塞的之間氣室)的廢氣也被排凈；此時(shí)活塞繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)輔助活塞一起壓縮壓氣室(輔助活塞與汽缸底部氣室)的混燃空氣，同時(shí)汽缸底部的進(jìn)氣閥關(guān)閉，至活塞壓縮到汽缸底部時(shí)輔助活塞的換氣閥觸碰汽缸底打開，壓縮混燃空氣迅速進(jìn)入輔助活塞與活塞間的燃燒室，同時(shí)穿過(guò)輔助活塞的火花塞點(diǎn)火，混燃空氣爆燃推動(dòng)活塞向汽缸口運(yùn)動(dòng)；如此進(jìn)入下一個(gè)新的做功循環(huán)。
[0012]—種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)實(shí)施的有益效果是:可使現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)車的發(fā)動(dòng)機(jī)箱進(jìn)一步縮小，增大有效使用空間，同時(shí)也可使動(dòng)力載重車的機(jī)體重量減輕，增加有效載荷；由于體積和重量的減小，材料也同時(shí)節(jié)??；和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)相比材料節(jié)省更多，所述內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定性好，雖然多缸發(fā)動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積倍增；所述中心軸內(nèi)燃機(jī)由于體積小，對(duì)于需要多驅(qū)動(dòng)的越野車可以把發(fā)動(dòng)機(jī)直接安裝在輪軸上，儉省了一些動(dòng)力傳輸零部件；消除了各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)造成的復(fù)雜動(dòng)力傳輸故障；汽缸中心軸發(fā)動(dòng)機(jī)同等功率條件下具備體積小重量輕的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于野外作業(yè)和船舶作業(yè)的動(dòng)力選擇都是首選，也節(jié)省運(yùn)輸成本；由于傳統(tǒng)曲軸內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)趨于成熟，在效率上優(yōu)越性不大，但就同樣的汽缸數(shù)比較中心軸內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝出，這是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所決定的。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為中心軸內(nèi)燃機(jī)的軸向剖面
[0014]圖2為中心軸內(nèi)燃機(jī)的靠近汽缸底部的橫斷面
[0015]圖3為中心軸內(nèi)燃機(jī)的活塞及其導(dǎo)向筒
[0016]圖4為中心軸內(nèi)燃機(jī)活塞及其導(dǎo)向筒的俯視圖
[0017]圖5為中心軸內(nèi)燃機(jī)的中心軸和瓦楞桿
[0018]圖中，I為中心軸、2為汽缸、3為導(dǎo)向筒、4為活塞、5為輔助活塞、6為開合齒條、7為內(nèi)螺母齒、7'為外螺母齒、8為排氣閥、9為換氣閥、10為進(jìn)氣閥、11為點(diǎn)火器、12為環(huán)磁鐵、13為線圈板、14為機(jī)殼、15為右機(jī)殼端蓋、15'為左機(jī)殼端蓋、16為瓦愣桿、17為飛輪、18為內(nèi)螺紋、19為外螺紋、20為導(dǎo)向筒環(huán)形槽。
【具體實(shí)施方式】
[0020]—種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)的【具體實(shí)施方式】，可通過(guò)附圖進(jìn)一步看出，圖1示出所述內(nèi)燃機(jī)有中心軸I氣缸2導(dǎo)向筒3活塞4輔助活塞5機(jī)殼14瓦愣桿16及機(jī)殼端蓋構(gòu)成，所述活塞4和導(dǎo)向筒3連接為一體，活套在中心軸I上，并穿過(guò)汽缸2底部的圓孔，輔助活塞5在汽缸2的中部，此時(shí)活塞4已運(yùn)行到最大行程開合齒條6已觸碰機(jī)殼端蓋15，螺母柱齒7開啟，另一端的嚙合柱齒7'嚙合，中心軸I上的外螺紋起作用，拉動(dòng)活塞返程，排氣閥8已打開，活塞4開始排氣，當(dāng)活塞4到達(dá)汽缸2中部觸碰輔助活塞5排氣閥8關(guān)閉，合攏輔助活塞5開始?jí)簹?，?dāng)輔助活塞5觸碰汽缸2底部，換氣閥9打開，混燃空氣壓入燃燒室，同時(shí)點(diǎn)火器11已順換氣閥孔插入燃燒室點(diǎn)火，混燃空氣爆燃推動(dòng)活塞做功，與此同時(shí)導(dǎo)向筒3上的開合齒條6觸碰機(jī)殼端蓋15 ^使螺母齒7打開，螺母柱齒7嚙合推動(dòng)中心軸I旋轉(zhuǎn)輸出功率；當(dāng)活塞4行至汽缸中部時(shí)，導(dǎo)向筒3上的環(huán)形槽20作用帶動(dòng)輔助活塞5吸氣，汽缸2底部的進(jìn)氣閥打開，活塞4行至汽缸2的口部時(shí)(即活塞最大行程)，輔助活塞5被帶動(dòng)至汽缸2的中部，此時(shí)壓氣室進(jìn)滿混燃空氣，此時(shí)活塞4已運(yùn)行到最大行程開合齒條6已觸碰機(jī)殼端蓋15，螺母柱齒7開啟，另一端的嚙合柱齒7'嚙合，中心軸I上的外螺紋起作用，拉動(dòng)活塞返程，排氣閥8已打開，活塞4開始排氣，所述內(nèi)燃機(jī)又一個(gè)做功循環(huán)程序開始，如此循環(huán)往復(fù)不斷，實(shí)現(xiàn)汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)的【具體實(shí)施方式】。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)，主要有汽缸、中心軸、活塞及其導(dǎo)向筒、輔助活塞、點(diǎn)火裝置、機(jī)殼組成，其特征是，汽缸底部中心有同心圓孔，活塞導(dǎo)向筒穿過(guò)其中，中心軸又穿過(guò)活塞導(dǎo)向筒，活塞和汽缸形成環(huán)形的密封空間，汽缸底與活塞之間有輔助活塞起換氣作用，并把汽缸分成兩室，即壓氣室和燃燒室，活塞和輔助活塞在氣缸內(nèi)有距差的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在其上的進(jìn)氣閥、排氣閥、換氣閥配合下，完成進(jìn)氣、排氣、壓氣、換氣、點(diǎn)燃混燃空氣做功五個(gè)循環(huán)功能環(huán)節(jié)；并在做功環(huán)節(jié)通過(guò)活塞導(dǎo)向筒內(nèi)活塞端的螺母齒嚙合中心軸上的內(nèi)螺紋推動(dòng)中心軸旋轉(zhuǎn)；當(dāng)活塞運(yùn)行到汽缸中部時(shí)同時(shí)有導(dǎo)向筒的環(huán)形槽拉動(dòng)輔助活塞同行，汽缸底上的進(jìn)氣閥打開，混燃空氣進(jìn)入壓氣室；當(dāng)活塞運(yùn)行到汽缸口導(dǎo)向筒另一端的螺母齒嚙合中心軸上的外螺紋，并有外螺紋拉動(dòng)活塞開始返程運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞返程運(yùn)行到汽缸中部時(shí)與輔助活塞并攏開始?jí)簹庵疗椎撞繒r(shí)，輔助活塞的換氣閥觸碰汽缸底打開，混然氣體進(jìn)入燃燒室，點(diǎn)火器瞬間點(diǎn)燃做功，推動(dòng)中心軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，完成下一循環(huán)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換。2.根據(jù)權(quán)利要求1一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)的中心軸，其特征是:中心軸上有兩段逆向旋轉(zhuǎn)的螺紋，兩段螺紋與活塞行程等長(zhǎng)，與中心軸的軸向夾角為較小和較大區(qū)分，其中內(nèi)螺紋段可選角度范圍為15°?45°之間，外螺紋段可選角度范圍為45°?75°之間；內(nèi)螺紋段為活塞驅(qū)動(dòng)螺紋，外螺紋段為驅(qū)動(dòng)活塞螺紋。3.根據(jù)權(quán)利要求1一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)的活塞，其特征是:活塞直接連接固定在導(dǎo)向筒上，活塞上有排氣閥，行程達(dá)到汽缸口時(shí)觸碰機(jī)殼蓋打開排氣閥，返程活塞與輔助活塞并攏排氣閥關(guān)閉，所述活塞與輔助活塞并攏壓氣。所述活塞導(dǎo)向筒內(nèi)壁兩端有兩組螺母齒，兩組螺母齒有對(duì)稱兩根齒條控制開合，兩根齒條長(zhǎng)出導(dǎo)向筒，并能在隨活塞導(dǎo)向筒運(yùn)行觸碰機(jī)殼蓋后嚙合中心軸上相應(yīng)一段螺紋，完成活塞與中心軸動(dòng)力的互換，保持中心軸的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。所述導(dǎo)向筒外壁中間有一環(huán)形淺槽，其特征是槽型斷面為直角梯形，可以拉動(dòng)輔助活塞吸氣，所述環(huán)形淺槽剛好卡住輔助活塞的密封環(huán)使其只能單向被帶動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)輔助活塞，其特征是:所述輔助活塞為環(huán)形套裝在導(dǎo)向筒上，所述輔助活塞的內(nèi)圓周和外圓周都有密封環(huán)，可以獨(dú)立在汽缸和活塞之間自由活動(dòng)；其上有對(duì)稱的兩個(gè)換氣閥，當(dāng)輔助活塞由活塞帶動(dòng)至汽缸底部時(shí)觸碰打開換氣閥，混燃空氣換入燃燒室內(nèi)，點(diǎn)火裝置啟動(dòng)做功。5.根據(jù)權(quán)利要求1一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)，其特征是，所述汽缸有汽缸和汽缸底構(gòu)成，汽缸底部有圓孔，圓孔圓周有寬型密封環(huán)，可密封套在活塞導(dǎo)向筒上且不會(huì)陷進(jìn)導(dǎo)向筒上的環(huán)形槽內(nèi)；所述活塞底部有對(duì)稱的兩個(gè)進(jìn)氣閥和兩個(gè)點(diǎn)火器，所述進(jìn)氣閥和化油器相連，可使新吸入壓氣室的空氣為混燃空氣，所述點(diǎn)火器的高壓電是來(lái)自導(dǎo)向筒末端的環(huán)形磁鐵和線圈板相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，所述點(diǎn)火器和輔助活塞的換氣閥孔對(duì)應(yīng)，可以在輔助活塞觸碰汽缸底部時(shí)伸入燃燒室點(diǎn)火；所述汽缸固套在機(jī)殼的一端，汽缸口靠近機(jī)殼端蓋。6.根據(jù)權(quán)利要求1一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)，其特征是:所述機(jī)殼為圓柱桶型，內(nèi)圓周鑲套汽缸，外圓周放射性布滿散熱片；所述機(jī)殼兩端固定機(jī)殼端蓋，所述兩端蓋圓心有中心軸軸承，其中對(duì)汽缸口一端的機(jī)殼端蓋的軸承為圓臺(tái)型，可以抵消中心軸的軸向壓力。
【專利摘要】一種汽缸中心軸內(nèi)燃機(jī)，主要有汽缸、活塞、活塞導(dǎo)向筒、輔助活塞、中心軸和機(jī)殼構(gòu)成，所述中心軸處于內(nèi)燃機(jī)的中心，外套活塞導(dǎo)向筒，導(dǎo)向筒外套汽缸，汽缸外套機(jī)殼，其特征是，所述活塞與汽缸形成環(huán)形空間，在中間輔助活塞的幫助下，完成活塞的吸氣、排氣、壓氣、換氣、做功循環(huán)功能，并通過(guò)連結(jié)導(dǎo)向筒內(nèi)的螺母柱齒開合嚙合中心軸上的內(nèi)外螺紋，驅(qū)動(dòng)中心軸旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)活塞排氣、壓氣，實(shí)現(xiàn)汽缸循環(huán)做功，中心軸連續(xù)輸出功率。
【IPC分類】F02F1/18, F02B75/02, F02B75/32, F02F3/00
【公開號(hào)】CN105715368
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510346509
【發(fā)明人】張曉德, 張壽宇
【申請(qǐng)人】張曉德