專利名稱：旋輻式往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)，但拼棄了傳統(tǒng)往復(fù)機(jī)主軸的“曲軸”形式，而以“輞軌”使活塞作往復(fù)運(yùn)動。這樣一來，本發(fā)明不但可以保持傳統(tǒng)往復(fù)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而且還兼?zhèn)淞宿D(zhuǎn)子機(jī)簡單緊湊等的優(yōu)點(diǎn)了。
結(jié)構(gòu)詳述如下

圖1是本發(fā)明的主要構(gòu)思關(guān)系圖，圖中主軸[1]，主軸管道[2]，汽缸[3]，活塞[4]，輞軌[5]，飛輪[6]。其中輞軌可以是多種形狀，如圖1是圓，圖2是橢圓，圖3是梅花形，圖4是心臟線，還可以是按需要的其它閉合圓滑曲線。從圖中可以看出汽缸與活塞構(gòu)成“輻條”，輻條的一端固定在主軸上，另一端在輞軌上，可以滑動，并且多缸機(jī)作環(huán)軸放射狀排列，與主軸同作旋轉(zhuǎn)，因此，本發(fā)明名為“旋輻”式。還可以看出輞軌上的點(diǎn)到主軸心的距離不都相等，當(dāng)輻條轉(zhuǎn)至輞軌的近軸點(diǎn)時，活塞處在上止點(diǎn)位置，轉(zhuǎn)至遠(yuǎn)軸點(diǎn)時，活塞處在下止點(diǎn)位置。
本發(fā)明如傳統(tǒng)往復(fù)機(jī)，有四沖程、二沖程的方式，也可以是柴油機(jī)，下面分別加以說明。
一.氣口四沖程式(以兩葉梅花形輞軌為例闡明主要結(jié)構(gòu))圖5、圖6是本發(fā)明互為側(cè)視的主要結(jié)構(gòu)圖，圖中主軸[1]，汽缸[3]，活塞[4]，輞軌[5]，飛輪[6]，進(jìn)排氣管[7]，進(jìn)氣通道[8]，排氣通道[9]，進(jìn)氣口[10]，排氣口[11]，汽缸進(jìn)氣口[12]，汽缸排氣口[13]，活塞銷[14]，滑輪[15]，飛輪盤槽[16]，外殼[17]，燃燒室[18]和火花塞孔[19]。
從圖5、圖6可以看出本發(fā)明的輻條是以汽缸[3]這一端固定在主軸[1]上的，活塞[4]的另一端通過活塞銷[14]以及活塞銷兩端的滑輪[15]能夠在輞軌(槽)[5]內(nèi)滑動。輞軌創(chuàng)成的目的主要是使得輻條的一端在其限制下循其形狀滑動(輞軌不一定是槽這種形式)。還可以看出主軸、汽缸與飛輪[6]聯(lián)成一體，A汽缸、C汽缸的活塞處在上止點(diǎn)位置，B汽缸、D汽缸的活塞處在下止點(diǎn)位置?；钊麏A在汽缸與飛輪盤槽[16]內(nèi)，可作申縮往復(fù)的直線滑動。為直觀易見，圖中的活塞有柄，是扁平的一種形式，沒有考慮活塞銷左右轉(zhuǎn)動的問題。從圖6可以看出輞軌中心與主軸中心重合。
本發(fā)明的進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)可以不設(shè)進(jìn)排氣閥，進(jìn)排氣通過進(jìn)排氣管[7]與進(jìn)排氣口的位置關(guān)系配合完成。按需要，進(jìn)排氣管固定，可在主軸管道[2]內(nèi)滑動而又不隨主軸轉(zhuǎn)動。圖7是進(jìn)排氣管[7]放大的圖形，如圖7所示進(jìn)排氣管的進(jìn)排氣口各開口90度(其實(shí)略小于90度)，固定位置如圖6，在A汽缸氣口兩側(cè)。如圖5，進(jìn)排氣管的進(jìn)氣通道[8]開設(shè)進(jìn)氣口[10]，排氣通道[9]開設(shè)排氣口[11]，在對應(yīng)的位置，每個汽缸均設(shè)置汽缸進(jìn)氣口[12]與汽缸排氣口[13]從圖5、圖6可以看出進(jìn)排氣途徑是由進(jìn)排氣管[7]一側(cè)的進(jìn)氣通道[8]經(jīng)進(jìn)氣口[10]、汽缸進(jìn)氣口[12]進(jìn)入汽缸，然后從汽缸排氣口[13]經(jīng)排氣口[11]，排氣通道[9]排出。相鄰的汽缸相隔90度。當(dāng)汽缸與活塞構(gòu)成的輻條作逆時針方向轉(zhuǎn)動時，A汽缸的活塞從上止點(diǎn)向缸口移動，汽缸進(jìn)氣口離開關(guān)閉位置，與進(jìn)排氣管的進(jìn)氣口對接，進(jìn)入吸氣行程，輻條申長。轉(zhuǎn)動90度時，活塞處在下止點(diǎn)位置，汽缸進(jìn)氣口關(guān)閉。越過90度后，進(jìn)入壓縮行程，輻條縮短。轉(zhuǎn)動180度時，活塞回到上止點(diǎn)位置，壓縮終了。越過180度后，活塞又從上止點(diǎn)向缸口移動，進(jìn)入爆發(fā)膨脹行程，輻條申長。轉(zhuǎn)動270度時，活塞處在下止點(diǎn)位置，膨脹終了。越過270度后，一直關(guān)閉著的汽缸排氣口與進(jìn)排氣管的排氣口對接，進(jìn)入排氣行程，輻條縮短。轉(zhuǎn)至一周360度時，活塞回到上止點(diǎn)位置，排氣完畢。而后重新遵照吸氣-壓縮-爆發(fā)-排氣這四個行程的次序循環(huán)往復(fù)。可見主軸轉(zhuǎn)動一周，每缸都先后做功一次，相比之下傳統(tǒng)四沖程往復(fù)機(jī)是每轉(zhuǎn)動兩周才做功一次的。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)特殊的形式，給機(jī)構(gòu)的潤滑與冷卻都帶來便利。如潤滑可采用“飛濺式”的方法，從圖5可以看出輞軌槽是開在固定的外殼[17]上的，外殼之間是環(huán)軸放射狀排列緊湊的四缸機(jī)組，殼內(nèi)的機(jī)油可以潤滑到每一個部位。冷卻方面，因為汽缸是固定在主軸上同時旋轉(zhuǎn)的，所以在主軸和缸體上可以開設(shè)冷卻油道和油腔，并在缸體上對殼內(nèi)空間開口，缸體轉(zhuǎn)動時，由于離心力的作用，就會成為機(jī)油流動的低壓源，殼外的冷卻油可以被吸入而完成冷卻作用，回油道可開在底部把油引出。
本發(fā)明配電的方法與傳統(tǒng)往復(fù)機(jī)不同，傳統(tǒng)往復(fù)機(jī)的配電分電器，是由分電頭回轉(zhuǎn)配電，但因本發(fā)明發(fā)動機(jī)的汽缸與主軸同作轉(zhuǎn)動，所以本發(fā)明配電的一個方法是扇形體(連接火花塞的接頭)要各與主軸心等距并同心回轉(zhuǎn)，分電頭則需固定。
前面曾經(jīng)提到過，輞軌可以是多種形狀，根據(jù)本發(fā)明這種特點(diǎn)可知如兩葉梅花形、橢圓，四葉梅花形這類每轉(zhuǎn)一周有雙數(shù)上下止點(diǎn)的四種沖程式發(fā)動機(jī)，其進(jìn)排氣管是固定的。而象圓形，心臟線，三葉梅花形這類每周有單數(shù)上下止點(diǎn)的四沖程式發(fā)動機(jī)，其進(jìn)排氣管要變速配合進(jìn)排氣。
下面以圓輞軌為例說明圖8是圖10的進(jìn)排氣管橫截面圖，圖中A、B、C、D分別是圖10中四個汽缸氣口的位置，AB、BC、CD、DA間隔90度，依次表示為A′吸氣，B′壓縮，C′爆發(fā)和D′排氣四個行程，其中，進(jìn)排氣管在AB間開口為進(jìn)氣口，在DA間開口為排氣口，進(jìn)排氣口沿軸向錯開。
現(xiàn)以進(jìn)排氣管1/2主軸轉(zhuǎn)速同向轉(zhuǎn)動說明這類發(fā)動機(jī)四個沖程的工作過程當(dāng)A汽缸逆時針方向開始轉(zhuǎn)動，就進(jìn)入了吸氣行程，轉(zhuǎn)動180度時，A汽缸轉(zhuǎn)到C汽缸的位置，而進(jìn)排氣管只轉(zhuǎn)動了90度，A′(進(jìn)氣口)到了B′的位置，B′到了C′的位置，即A汽缸越過A′(進(jìn)氣口)而完成了吸氣行程。轉(zhuǎn)動360度時，A汽缸回到起點(diǎn)位置，而B′到了圖8中D′的位置，即A汽缸越過B′而完成了壓縮行程。轉(zhuǎn)動540度時，A汽缸越過C′，完成了爆發(fā)行程。轉(zhuǎn)動720度時，A汽缸越過D′，完成了排氣行程。由此可知，圖10中對置的汽缸(如A、C汽缸)每轉(zhuǎn)動兩周(720度)各先后做功一次。若加上另一組對置汽缸(如B、D汽缸)工作，進(jìn)排氣管則需多開一組進(jìn)排氣口，滯后前一組氣口45度。
二.氣口二沖程式(以圓輞軌為例闡明主要結(jié)構(gòu))本發(fā)明二沖程式與四沖程式結(jié)構(gòu)的區(qū)別主要在配氣機(jī)構(gòu)。圖10中，一組四個汽缸各相隔90度，其中A、C為爆發(fā)掃氣汽缸，B、D為進(jìn)氣壓縮汽缸(可取消燃燒室)。根據(jù)作用，B、D汽缸各在缸頂中央開一口為進(jìn)排氣口，A、C汽缸則各在燃燒室兩傍開設(shè)進(jìn)氣口和排氣口。圖9是進(jìn)排氣管表面對應(yīng)氣口的展開情況，可以看出汽缸氣口旋轉(zhuǎn)時在進(jìn)排氣管表面的軌跡如圖9中的三條縱列。中列表示上面開設(shè)進(jìn)氣口(0-180度)、排氣槽(180-360度)，其實(shí)開口各略小于180度，與B、D汽缸的汽缸進(jìn)排氣口相通。右列表示排氣口開口120度(120-240度)，左列表示進(jìn)氣槽開口120度(150-270度)。還可以看出排氣槽與進(jìn)氣槽相通。
二沖程式的工作過程如下(以A、B汽缸為例)當(dāng)A汽缸處在爆發(fā)行程開始位置時，B汽缸超前90度，處于吸氣行程。A汽缸轉(zhuǎn)動120度后，排汽口打開，爆發(fā)行程結(jié)束，排氣開始，這時B汽缸已過了吸氣行程，氣體壓縮。A汽缸轉(zhuǎn)動150度后，進(jìn)氣口打開，掃氣開始，B汽缸的壓縮氣體通過排氣槽、進(jìn)氣槽進(jìn)入A汽缸。A汽缸轉(zhuǎn)動240度時，掃氣結(jié)束。A汽缸轉(zhuǎn)動270度后，B汽缸排氣完畢，A汽缸進(jìn)氣口關(guān)閉，氣體進(jìn)一步壓縮。A汽缸轉(zhuǎn)動360度時，壓縮終了，爆發(fā)開始。由此可見本發(fā)明二沖程式的工作過程由相鄰的兩汽缸共同完成。按需要，進(jìn)排氣管是固定的，圖9中下圖的進(jìn)排氣管是沿30-210度的縱切面，可以看到進(jìn)排氣管上進(jìn)氣槽，排氣槽，進(jìn)氣口和排氣口的橫截面情況。
綜上所述，多缸機(jī)的本發(fā)明簡單緊湊，特別是本發(fā)明的氣口四沖程式發(fā)動機(jī)，不但省去了繁雜的進(jìn)排氣閥機(jī)構(gòu)，具有良好的潤滑、冷卻條件和優(yōu)秀的密封性能，而且每轉(zhuǎn)動一周，各汽缸就先后各自完成了四沖程的過程，效率是高的。因此，本發(fā)明兼?zhèn)淞诵D(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)以及傳統(tǒng)往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種旋輻式往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)由主軸、汽缸、活塞、輞軌和進(jìn)排氣管組成，其特征在于汽缸與活塞以輻條放射狀設(shè)置，并采用了一套氣口式的進(jìn)排氣系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的旋輻式往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)，其特征是它的汽缸與活塞構(gòu)成的輻條，一端固定在主軸上，另一端在輞軌上滑動，多缸機(jī)成環(huán)軸放射狀排列。
3.按照權(quán)利要求1所述的旋輻式往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)，其特征是它的氣口式進(jìn)排氣系統(tǒng)的進(jìn)排氣口開在進(jìn)排氣管上，進(jìn)氣從進(jìn)排氣管一端進(jìn)入汽缸，排氣從另一端排出，進(jìn)排氣定時由汽缸上的進(jìn)排氣口與進(jìn)排氣管氣口的位置和相互關(guān)系進(jìn)行控制的。
全文摘要
本發(fā)明屬于往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)，但屏棄了“曲軸”的形式，多缸機(jī)作環(huán)軸放射狀排列，無進(jìn)排氣閥，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，具有良好的潤滑、冷卻條件和密封性能，兼?zhèn)淞诵D(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)以及傳統(tǒng)往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F02B75/00GK1144881SQ95109389
公開日1997年3月12日 申請日期1995年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月8日
發(fā)明者張壽齡 申請人:張壽齡