對接技術(shù)方法與復(fù)合活塞相結(jié)合的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法

專利名稱：對接技術(shù)方法與復(fù)合活塞相結(jié)合的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞運(yùn)動方式機(jī)械，特別是涉及一種活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
從目前相關(guān)專業(yè)高等院校使用的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)教科書，以及使用這些活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)作動力的交通工具、運(yùn)輸工具、臨時或移動發(fā)電設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、泵等。其流行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、維護(hù)保養(yǎng)和使用說明書可以得知這種活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其結(jié)構(gòu)與動力傳輸?shù)闹饕卣魇乔S、連桿方式。
目前微電腦技術(shù)在活塞發(fā)動機(jī)中有著良好的運(yùn)用，尤其在船舶和汽車發(fā)動機(jī)中，但是它是在肯定了曲軸、連桿式運(yùn)作方式的基礎(chǔ)上的應(yīng)用，盡管這套方式運(yùn)作已相當(dāng)長久，相當(dāng)穩(wěn)定。但是它也有著自身結(jié)構(gòu)和功能上的弱點(diǎn)。首先，活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)必然具備活塞及供活塞運(yùn)作的缸體，但是，傳統(tǒng)活塞式內(nèi)燃機(jī)在動力傳輸這一套運(yùn)作系統(tǒng)所含的配件比較繁多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，包括曲軸、連桿、活塞銷、活塞銷座、以及一整套與之相配的軸瓦。另外還有一套控制進(jìn)、排氣的裝置，包括進(jìn)、排氣控制凸輪、頂桿，進(jìn)、排氣門閥。上邊這些配件，除了進(jìn)、排氣控制凸輪和曲軸以外每一個工作汽缸都需要一套。并且有些零件制造工藝、技術(shù)要求比較高，比如曲軸。因此也就需要一套與之相配的技術(shù)人員與技術(shù)設(shè)備，使用原材料相應(yīng)增加。盡管由于制造技術(shù)的提高和制造設(shè)備的精良以及人員技術(shù)水平的提高和熟練可以減低成本增加產(chǎn)量。但是不能掩蓋它由于結(jié)構(gòu)特征而產(chǎn)生的缺陷。另外，現(xiàn)有技術(shù)也缺乏對發(fā)動機(jī)與動力使用設(shè)備組合之間的通盤和整體考慮。尤其是這種活塞、曲軸、連桿方式的發(fā)動機(jī)。由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，只注重一個方面的動力輸出，即旋轉(zhuǎn)動力輸出。而沒有注意有些動力使用設(shè)備本身需要的就是往復(fù)式動力，比如活塞式空氣壓縮機(jī)，以及發(fā)明人下面介紹的一種實(shí)施例——由對接活塞式內(nèi)燃機(jī)直接輸出動力的內(nèi)燃機(jī)型風(fēng)鎬(注風(fēng)鎬是借用名稱)。
發(fā)明人檢索了一些與本發(fā)明專利申請相關(guān)對比文件，下邊作一些比較和評析
注以下檢索部分摘自國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站。
90102640.9雙活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)本發(fā)明屬動力機(jī)械。是一種雙活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。它是由一只缸體內(nèi)對裝的兩只活塞，各帶動一組曲柄連桿機(jī)構(gòu)所組成，它們同時驅(qū)動同一個主軸。比單活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)的燃油利用率提高5倍，主軸扭力矩提高30％，轉(zhuǎn)速加快，機(jī)械效率提高，機(jī)械震動和噪音大大降低。適用于一切內(nèi)燃機(jī)，最適用于船用或車用大中型柴油內(nèi)燃機(jī)(比較和評析與發(fā)明人原始設(shè)想相近1.沒有采用偏心傳動輪，采用曲軸，2.沒有采用直接連接，沒有采用對接技術(shù)方法)。
92106867.0一種對置雙活塞偏心圓曲柄機(jī)構(gòu)本發(fā)明涉及一種對置雙活塞偏心圓曲柄機(jī)構(gòu)，其包括一對對置設(shè)置并由活塞桿1固連接的活塞5，活塞桿1中部為偏心圓機(jī)構(gòu)，曲柄3通過曲柄銷軸6與偏心圓在其偏心處鉸接，曲柄3的長度等于偏心圓的偏心距，曲柄轉(zhuǎn)軸7與偏心圓軸線13平行，且均位于過活塞5的軸線11的平面內(nèi)。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)曲柄銷軸6必須懸臂設(shè)置的問題。
(比較和評析應(yīng)該說該發(fā)明述及的發(fā)動機(jī)與本發(fā)明人介紹的直接對接方式結(jié)合偏心傳動輪與陽復(fù)合活塞組合的發(fā)動機(jī)有較多的相似之處，只是沒有作更好的引深和探索，僅克服了現(xiàn)有技術(shù)曲柄銷軸6必須懸臂設(shè)置的問題。1.關(guān)鍵是沒有運(yùn)用對接的理念，因此不是一種對接技術(shù)方法的介紹，并且沒有直接運(yùn)用偏心輪作動力傳輸?shù)闹虚g媒體，比如，還在采用曲柄和曲柄銷軸以及曲柄轉(zhuǎn)軸2.沒有使用復(fù)合活塞)。
96106779.9三種疊合式活塞驅(qū)動裝置本發(fā)明涉及三種疊合式活塞驅(qū)動裝置，其特征是三種驅(qū)動裝置均具有與疊合式三腔機(jī)上下兩個活塞滑桿對接的兩個連接端(3)和插入兩側(cè)滑道板(4)對應(yīng)的滑道槽(10)的兩個滑塊(8)，每個滑塊(8)的端頭處呈懸臂銷(9)與對應(yīng)的鏈桿(5)鉸接，每個鏈桿(5)的另一頭與統(tǒng)一曲軸(6)對應(yīng)的曲柄銷鉸接，統(tǒng)一曲軸(6)將整個疊合機(jī)橫向慣通，再與外側(cè)對應(yīng)的平衡飛輪(7)連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡化、占地面積小和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是比較理想的活塞驅(qū)動裝置。
(比較和評析不是一種具體的復(fù)合活塞)。
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和往復(fù)直線運(yùn)動的新型傳動裝置申請?zhí)?/b>01809159.8公開號1427929
公開日2003.07.0摘要本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和往復(fù)直線運(yùn)動的新型傳動裝置。它由曲軸、游子、游子框及推桿四部分構(gòu)成。本發(fā)明能用在多種場合，如果使用在活塞上，可以克服現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備體積大、活塞與缸壁間的側(cè)向磨損等缺陷；對于內(nèi)燃機(jī)來說，還可為活塞在上止點(diǎn)時提供一定的靜止時間，以保證進(jìn)入氣缸的燃料能在同一高壓縮比下完全地燃燒，高效地把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并為廢熱回收利用創(chuàng)造了有效條件。
(比較和評析有該發(fā)動機(jī)的優(yōu)越之處，與本發(fā)明介紹的發(fā)動機(jī)相比，沒有提到1.正弦曲線導(dǎo)滑環(huán)2.沒有運(yùn)用對接技術(shù)方法3.沒有運(yùn)用復(fù)合活塞)。
往復(fù)旋轉(zhuǎn)式活塞裝置以及利用這種裝置的壓力泵和內(nèi)燃機(jī)公開號128152
公開日2001.01.2申請?zhí)?/b>98811889.0摘要本發(fā)明的活塞裝置包括在內(nèi)部形成環(huán)狀空間部分的汽缸；設(shè)置在上述汽缸內(nèi)部的同一個圓周上，互相交替地布置的第一組和第二組活塞；每一組活塞均由以同樣的速度向著相反的方向在固定的圓弧上作往復(fù)運(yùn)動的許多活塞組成設(shè)置在上述各相鄰的兩個活塞互相會合處的汽缸部件上，為控制流體流動用的許多吸氣閥和排氣閥。這種活塞裝置可以用于液壓泵和氣泵、真空泵和內(nèi)燃機(jī)。(比較和評析有該發(fā)動機(jī)的優(yōu)越之處，與本發(fā)明介紹的發(fā)動機(jī)相比，沒有提到1.正弦曲線導(dǎo)滑環(huán)2.沒有運(yùn)用對接技術(shù)方法3.沒有運(yùn)用復(fù)合活塞，發(fā)明人最初在活塞往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的思路也是在汽缸內(nèi)，但是在運(yùn)用對接技術(shù)方法以后就有條件把活塞往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軌跡移到汽缸外，找到了正弦曲線導(dǎo)滑環(huán)。)。
名稱一種新型發(fā)動機(jī)申請?zhí)?/b>00102546.公開號131138
公開日2001.09.0摘要本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)，它包括氣缸和氣缸密封蓋，在氣缸內(nèi)有一凸輪與一凹輪，凸輪由凸輪軸連接一齒輪，凹輪由凹輪軸連接另一同等直徑齒輪，兩個齒輪相嚙合，凸輪的凸部與凹輪的凹部相匹配，凹凸輪處于相切位置。氣缸帶有進(jìn)氣裝置、點(diǎn)火裝置及加油裝置，下部有排氣孔，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時，帶動凹輪做相反方向的轉(zhuǎn)動，并形成越來越大的氣路空間，燃燒氣體膨脹推動凸輪與凹輪不停地轉(zhuǎn)動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，無噪音。
(比較和評析沒有提到1.運(yùn)用對接技術(shù)方法2.沒有增壓汽缸3.沒有具體的復(fù)合活塞)。
名稱組合式新思維發(fā)動機(jī)申請?zhí)?/b>95107428.8公開號113973
公開日1997.01.08摘要本發(fā)明公開了一種全新設(shè)計的組合式新思維旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，分為高壓缸與低壓缸，由主要部件主軸、定子、轉(zhuǎn)子、點(diǎn)火裝置、端蓋等組成，在運(yùn)轉(zhuǎn)時由低壓缸向高壓缸每180°供氣一次，氣體在活塞式擋板的阻隔下，利用高壓缸轉(zhuǎn)子與低壓缸轉(zhuǎn)子的角度差，在高壓缸內(nèi)燃燒作功。
(比較和評析沒有提到1.沒有運(yùn)用對接技術(shù)方法2.沒有增壓汽缸3.沒有具體的復(fù)合活塞)。
名稱相位差橢圓轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)申請?zhí)?/b>95109705.9
公開號1143150
公開日1997.02.19摘要本發(fā)明提供一種可以靈活組合的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，可以輸出直接的旋轉(zhuǎn)動力，輸出扭矩大，結(jié)構(gòu)簡單。
(比較和評析沒有提到1.沒有運(yùn)用對接技術(shù)方法，沒有見到用橢圓控制活塞行程的內(nèi)容2.沒有增壓汽缸3.沒有具體的復(fù)合活塞)。
總體來說發(fā)明人在已知現(xiàn)有技術(shù)和檢索中沒有找到以“對接技術(shù)方法”和復(fù)合活塞方法為述說主題內(nèi)容的相關(guān)文件。這里發(fā)明人認(rèn)為雙缸對置的結(jié)構(gòu)方式教科書上很多。運(yùn)用偏心輪的也有，但都不是一種對接技術(shù)的方法討論。而把雙缸對置(包括二個體系對接)和偏心傳動輪或橢圓傳動輪或正弦曲線傳動環(huán)相結(jié)合的方法，兩者同時配合使用應(yīng)該是“對接技術(shù)方法”的核心技術(shù)方法和有特色的方面。這里突出指明以上三種中間傳動媒體主要起二個方面的作用一是行程控制，二是直接動力傳遞，尤其是這種動力傳遞是雙向的和可逆的。(正弦曲線傳動環(huán)的直接動力傳遞表現(xiàn)在它把活塞的往復(fù)運(yùn)動結(jié)合了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而發(fā)動機(jī)最終輸出的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人先介紹一些發(fā)明人在發(fā)明初期的思考內(nèi)容，可以有助于理解發(fā)明人的發(fā)明實(shí)質(zhì)，也為以后的敘述節(jié)省篇幅打好基礎(chǔ)。那么，如果我們有一個圓柱體形狀的密封容器橫放在面前，里邊有一個與之相適配的活塞。這應(yīng)該是一個雙缸對接的雛形。那么尋找什么中間媒體可以驅(qū)使活塞作往復(fù)運(yùn)動呢，相信，我們不太會去選擇曲軸連桿裝置，偏心傳動輪就是一個很好的首選，它可以放心地驅(qū)使活塞作往復(fù)運(yùn)動，那么，這種情況是否可逆呢，相信絕多數(shù)人會認(rèn)為可行的。此外如果兩個偏心輪差開180°角疊加，那就直接是橢圓，橢圓可以使兩個對稱運(yùn)動組合的活塞作對稱往復(fù)運(yùn)動。并且橢圓的質(zhì)量分布對稱均勻性比偏心輪好得多，問題是如何避免它撞缸，那就是以后要做的事。此外還可以選擇讓活塞往復(fù)旋轉(zhuǎn)，而往復(fù)旋轉(zhuǎn)的最好的運(yùn)動軌跡就是正弦曲線函數(shù)Y＝AsinX，由于對接活塞有足夠的長度，我們可以利用環(huán)狀圓柱體環(huán)把它的運(yùn)動軌跡從汽缸里邊引到外邊。有了這三種選擇是否可以畫句號呢，以發(fā)明人的學(xué)識還不敢，至少如果有三個偏心輪差開120°角疊加，四個偏心輪差開90°角疊加，是可以有選擇的余地，太多了，正多邊形就成了圓了，你就找不到活塞行程了。上邊這些粗糙的敘述差不多把發(fā)明人的發(fā)明內(nèi)容都說完了，只差復(fù)合活塞，事實(shí)上復(fù)合活塞你也可以把它理解為對接后的一個產(chǎn)物。
發(fā)明人公開了一種對接技術(shù)方法，這種對接技術(shù)方法不僅僅局限在發(fā)動機(jī)中應(yīng)用，它在以活塞運(yùn)動為主要表現(xiàn)形式的動力輸出裝置，動力使用裝置，以及動力輸出與動力使用組合裝置、設(shè)備中可以有廣泛和良好的應(yīng)用。
本專利發(fā)明的活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，從活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的基本運(yùn)作理論(進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣)出發(fā)，徹底放棄傳統(tǒng)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的曲軸、連桿方式結(jié)構(gòu)與動力傳輸。以及由進(jìn)排氣控制凸輪、頂桿、進(jìn)排氣門閥控制的進(jìn)排氣控制裝置，僅留用活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)必然具備的活塞及供活塞運(yùn)作的缸體。并且把發(fā)動機(jī)缸體和活塞與空氣壓縮機(jī)缸體和活塞統(tǒng)一組合和對接。設(shè)計方法是運(yùn)用對接技術(shù)和復(fù)合活塞的方法。
所謂對接技術(shù)的方法是將活塞組合起來的構(gòu)思(至少兩個活塞，兩個活塞的對接應(yīng)該是一個典型例子，并且這種對接技術(shù)方法運(yùn)用較廣，對接的范圍和對象可以拓展，見后邊敘述)，以活塞底相對，在其中間結(jié)合一個大的偏心傳動輪或者橢圓傳動輪，或者與正弦曲線傳動環(huán)結(jié)合使用，達(dá)到發(fā)動機(jī)運(yùn)作的動力傳輸與活塞的行程控制。活塞對接以后，在活塞底部要加墊一塊利于偏心傳動輪(或橢圓傳動輪)導(dǎo)向運(yùn)動的滑塊。之所以采用活塞對接的技術(shù)方法，它可以使內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。重要的是對接組合活塞的汽缸在工作運(yùn)行中它們的相互關(guān)系、相互支持更加直接，更加強(qiáng)勁，協(xié)調(diào)性更強(qiáng)。應(yīng)該說傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)通過曲軸、連桿也具有結(jié)構(gòu)上的聯(lián)接，但是這種聯(lián)接其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，聯(lián)接后各汽缸間的相互支持并不直接，并不強(qiáng)勁。這種工作表現(xiàn)上的差別體現(xiàn)了對接技術(shù)方法有其本質(zhì)上的特征在發(fā)動機(jī)缸體和活塞與空氣壓縮機(jī)缸體和活塞統(tǒng)一組合中，只有一條中心軸線?；蛘咂渲行妮S線重疊和平行。這就可以容易理解對接以后發(fā)動機(jī)對應(yīng)工作汽缸的相互支持特別強(qiáng)勁、協(xié)調(diào)。對接以后活塞中心軸線拉長，軸向運(yùn)行穩(wěn)定。發(fā)動機(jī)的往復(fù)運(yùn)動輸出就容易引出和得到應(yīng)用。
這種活塞對接的技術(shù)方法可以有三種基本方法1.直接對接方式圖1介紹的發(fā)動機(jī)就是選擇了直接對接方式，這種直接對接的方式結(jié)合偏心傳動輪使用。直接對接方式為了考慮偏心輪的安裝方便可以先斷開再連接。這種設(shè)計方法是把對接活塞看成一體，其運(yùn)動特征是組合活塞上的每一個質(zhì)點(diǎn)，在活塞運(yùn)動中其位移是相同的。這種對接方式，當(dāng)它把偏心傳動輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給活塞作往復(fù)運(yùn)動是容易理解的，但是逆向思考，就是把活塞的往復(fù)運(yùn)動傳遞給偏心傳動輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是不容易去主動追求的。重要的原因是自蒸汽機(jī)發(fā)明以來這種動力傳遞由曲軸連桿裝置完成得很好，而偏心傳動輪顯得既笨又大，而動力傳遞的性質(zhì)和結(jié)果是一樣的。但是在運(yùn)用對接技術(shù)方法后，偏心傳動輪的優(yōu)點(diǎn)得以充分發(fā)揮。
2.對稱對接方式圖6介紹的發(fā)動機(jī)就是選擇了對稱對接方式，這種對稱對接的方式結(jié)合橢圓傳動輪使用。這種設(shè)計方法是把對接活塞呈鏡面對稱組合在一起(對稱面是一個平面經(jīng)過二缸活塞中心軸線的對接中心點(diǎn)，并且與該中心軸線垂直的平面)。這種設(shè)計方法是把對接活塞呈鏡面對稱地組合在一起，其運(yùn)動特征是組合活塞上相對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)，在活塞運(yùn)動中的位移方向相反，大小相等。這種對接方式，其要點(diǎn)在于如何處理活塞與橢圓傳動輪的銜接。
3.直接對接往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式圖7介紹的發(fā)動機(jī)就是選擇了直接對接往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式，這種直接對接往復(fù)旋轉(zhuǎn)的方式結(jié)合正弦曲線傳動環(huán)使用。這種設(shè)計方法是把對接活塞組成一體，其運(yùn)動特征是組合活塞上與活塞中心軸線等距離的每一個質(zhì)點(diǎn)，在活塞運(yùn)動中其位移和角速度是相同的。這種對接方式，其要點(diǎn)在于運(yùn)用對接理念，運(yùn)用復(fù)合活塞和正弦曲線傳動環(huán)。
活塞對接帶來了好處，首先是結(jié)構(gòu)精簡，也給制造帶來了方便，可是由于對接，使對接后的缸體呈分開對立狀態(tài)。傳統(tǒng)的進(jìn)、排氣裝置就得分二套設(shè)置，這給對接增加了麻煩。本發(fā)明專利設(shè)計的特點(diǎn)也從進(jìn)、排氣系統(tǒng)開始。所謂復(fù)合活塞實(shí)際是對接技術(shù)更深層次的展開和運(yùn)用，這種復(fù)合活塞在運(yùn)用對接技術(shù)后已經(jīng)成了已經(jīng)成了一種組合體，是發(fā)動機(jī)中的一個重要部件，這種復(fù)合活塞結(jié)合活塞內(nèi)部設(shè)計的“掃氣儲氣罐”和“增壓儲氣罐”起到了發(fā)明人介紹的發(fā)動機(jī)的掃氣和增壓以及進(jìn)排氣作用。這種復(fù)合活塞有三種基本組合的方式。
1.陽復(fù)合活塞
發(fā)動機(jī)的工作活塞與增壓汽缸的增壓活塞直接組合(增壓活塞的直徑大于工作活塞的直徑，因?yàn)樵诨钊谐滔嗤那闆r下，直徑1比1不起增壓效果)。這種組合后的復(fù)合活塞形狀如一個“凸”字，因此是一種陽復(fù)合活塞。
2.陰復(fù)合活塞發(fā)動機(jī)的缸體與增壓汽缸的增壓活塞直接組合，這種組合后的復(fù)合活塞形狀如一個“凹”字，因此是一種陰復(fù)合活塞。
3.十字復(fù)合活塞主要用于往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式工作的發(fā)動機(jī)。兩邊發(fā)動機(jī)的工作活塞與增壓汽缸的增壓活塞直接組合，這種組合后的復(fù)合活塞形狀如一個“十”字，因此是一種十字復(fù)合活塞。但是你也可以看成是兩個陽復(fù)合活塞再一次運(yùn)用直接對接方式組合成的復(fù)合活塞。后邊有實(shí)施例的具體介紹。
另外再介紹三種在上面基礎(chǔ)上組合的復(fù)合活塞，主要適用于三級工作方式的活塞式機(jī)械，如壓縮空氣作動力的發(fā)動機(jī)，三級壓縮空壓機(jī)1.在陽復(fù)合活塞基礎(chǔ)上再增加一圈直徑更大的活塞，形成三疊式陽復(fù)合活塞，參看圖11。
2.在陰復(fù)合活塞基礎(chǔ)上再增加一圈直徑更大的活塞，形成陰陽組合復(fù)合活塞，參看圖12。
3.在陰復(fù)合活塞中央凹陷部分再增加一個突起的小直徑活塞，形成另一種陰陽組合復(fù)合活塞，其剖視圖形如大寫的英文字母“E”。因此是一種E字復(fù)合活塞，參看圖13。
這三種復(fù)合活塞的軸向厚度以三疊式陽復(fù)合活塞最大，約三個活塞行程，陰陽組合復(fù)合活塞其次，約二個活塞行程，E字復(fù)合活塞最小，理論上可以只有一個活塞行程多一點(diǎn)。
(注由于發(fā)明人介紹的發(fā)動機(jī)都去掉了汽缸頭的進(jìn)排氣裝置，因此缸頭可以較薄，甚至可以和缸體一起連帶制造，因此說明書介紹的缸體有時附帶缸頭的含義。比如陰復(fù)合活塞，它即是增壓汽缸的增壓活塞，同時又是工作汽缸的缸體，而這種缸體就附帶了缸頭。后面有具體實(shí)施例說明)。
應(yīng)當(dāng)說本發(fā)明專利的發(fā)明目的著重于介紹一種對接技術(shù)方法和由對接技術(shù)方法衍生的復(fù)合活塞。在這前提下也精簡了傳統(tǒng)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，在不降低發(fā)動機(jī)性能的前提下，使制造方便，費(fèi)用減少。因此，精簡后發(fā)動機(jī)的組件減少，但是每個組件的功能作用可以是多方面的。從下邊實(shí)施例介紹中我們可以看到精簡后的發(fā)動機(jī)只有缸體、復(fù)合活塞、與偏心傳動輪(或橢圓傳動輪或正弦曲線傳動環(huán))三大部件，并且這三大部件含發(fā)動機(jī)和空氣壓縮機(jī)二套部件。比如增壓汽缸的缸蓋可以是工作汽缸的缸體，在陰復(fù)合活塞中，增壓汽缸的活塞又是工作汽缸的缸體。陽復(fù)合活塞起到工作活塞和增壓活塞的目的，它與單向閥配合又起到進(jìn)排氣和增壓的作用。偏心傳動輪(或橢圓傳動輪)起到動力傳輸和控制活塞行程的目的，某種程度上它還起到飛輪的作用。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是直接對接方式結(jié)合偏心傳動輪與陽復(fù)合活塞組合的發(fā)動機(jī)。
圖2是圖1中的A-A剖視圖。
圖3是利用對接技術(shù)方法的往復(fù)動力輸出的內(nèi)燃機(jī)與空壓機(jī)組合。
圖4是利用對接技術(shù)方法的往復(fù)動力輸出的內(nèi)燃機(jī)型風(fēng)鎬。
圖5是利用對接技術(shù)方法在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用。
圖6是對稱對接方式結(jié)合橢圓傳動輪與陽復(fù)合活塞組合的發(fā)動機(jī)。
圖7是往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式結(jié)合正弦曲線傳動環(huán)與十字復(fù)合活塞組合的發(fā)動機(jī)。
圖8壓縮空氣作動力結(jié)合偏心傳動輪與陽復(fù)合活塞組合的發(fā)動機(jī)圖9壓縮空氣作動力往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式與十字復(fù)合活塞組合的發(fā)動機(jī)。
圖10是對稱對接方式結(jié)合橢圓傳動輪與陰復(fù)合活塞組合的發(fā)動機(jī)。
圖11是三疊式復(fù)合活塞過其中心軸線的剖視圖。
圖12是陰陽組合復(fù)合活塞過其中心軸線的剖視圖。
圖13是E字復(fù)合活塞過其中心軸線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下邊發(fā)明人先介紹一種由直接對接方式結(jié)合偏心傳動輪與陽復(fù)合活塞一起組合的發(fā)動機(jī)。
結(jié)構(gòu)是非常簡單，由壓縮機(jī)汽缸的缸體51、與缸頭缸體組合體18(指工作汽缸的缸頭與缸體組合)、陽復(fù)合活塞12、偏心傳動輪9，傳動輪導(dǎo)滑塊11及10個單向閥組成。(注說明書介紹的所有發(fā)動機(jī)只作原理、功能、技術(shù)上的分析介紹，不作活塞環(huán)、飛輪、火花塞、噴油嘴、潤滑、冷卻的介紹，也不在例圖展示)。
參看圖1，這是一副剖視圖，它的剖切平面是經(jīng)過兩個復(fù)合活塞的中心軸線，并且與旋轉(zhuǎn)主軸的中心軸線相垂直的平面。兩個陽復(fù)合活塞，以底相對，結(jié)合偏心傳動輪進(jìn)行直接組合運(yùn)動的方式連接。
先介紹復(fù)合活塞進(jìn)排氣工作原理和過程。撇開原先傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)由進(jìn)排氣凸輪、頂桿和氣門閥的進(jìn)排氣裝置。依工作循環(huán)的先后次序采用孔道式對接的排氣與進(jìn)氣設(shè)計裝置，發(fā)動機(jī)工作汽缸16的排氣由缸頭缸體組合體18上的開口孔道工作汽缸排氣孔道17排出。當(dāng)陽復(fù)合活塞12作功下行到下止點(diǎn)前，由于活塞下行自行露出缸頭缸體組合體上的排氣孔道，汽缸內(nèi)的廢氣由此排氣孔道進(jìn)行排氣。進(jìn)氣由兩個安置在復(fù)合活塞內(nèi)的兩個小儲氣罐(預(yù)先排除廢氣的掃氣儲氣罐7和含燃料的增壓儲氣罐8)進(jìn)行。起掃氣作用的新鮮空氣經(jīng)掃氣壓縮汽缸進(jìn)氣孔道21和單向閥1進(jìn)入掃氣壓縮汽缸19，經(jīng)過壓縮的掃氣空氣經(jīng)掃氣儲氣罐進(jìn)氣孔道22和單向閥2進(jìn)入掃氣儲氣罐。其中另一部分壓縮后的掃氣空氣經(jīng)復(fù)合活塞上的另一個掃氣儲氣罐進(jìn)氣孔道進(jìn)入活塞連接桿中的連接孔道15后再經(jīng)對稱的另一個復(fù)合活塞的掃氣儲氣罐進(jìn)氣孔道22和單向閥2進(jìn)入該復(fù)合活塞的掃氣儲氣罐7。(即一次掃氣空氣被壓縮后，同時進(jìn)入兩個掃氣儲氣罐)。排氣后工作汽缸內(nèi)空氣壓力降低，儲存在掃氣儲氣罐里的新鮮壓縮空氣(不含燃料，這樣可以避免燃料隨廢氣排出)首先經(jīng)過掃氣儲氣罐的出氣孔道23和單向閥3沖向工作汽缸內(nèi)進(jìn)行掃氣，工作汽缸內(nèi)空氣壓力繼續(xù)下降，增壓儲氣罐的開口單向閥6就被打開，含燃料的增壓空氣經(jīng)增壓儲氣罐出氣孔道26進(jìn)入工作汽缸。增壓空氣的來源是當(dāng)復(fù)合活塞運(yùn)動時增壓壓縮汽缸20內(nèi)一會兒壓縮，一會兒吸氣，(圖1中為壓縮狀態(tài))吸氣時單向閥4被打開含燃料的空氣經(jīng)增壓壓縮汽缸進(jìn)氣孔道24進(jìn)入增壓壓縮汽缸，被壓縮后經(jīng)增壓儲氣罐進(jìn)氣孔道25和單向閥5進(jìn)入增壓儲氣罐。同樣另一個對稱的復(fù)合活塞內(nèi)的增壓空氣也由活塞連接桿14(圖1中虛線部分)與它的連接孔道15和單向閥5的作用完成。由此完成進(jìn)、排氣過程。其中應(yīng)該說明和掌握的幾個要點(diǎn)1.兩個設(shè)計安置在活塞內(nèi)的兩個小儲氣罐，預(yù)先排除廢氣的“掃氣儲氣罐”和含燃料的“增壓儲氣罐”，它們所含的空氣的壓力由本內(nèi)燃機(jī)附帶的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生。之所以采用發(fā)動機(jī)與壓縮機(jī)活塞組合式對接，而不采用排氣廢氣的增壓方式，是因?yàn)檫@種組合方式給我們帶來的好處是工作循環(huán)緊密清楚，一個環(huán)節(jié)緊跟一個環(huán)節(jié)。即發(fā)動機(jī)一次排氣，接著就是掃氣和進(jìn)氣(這種掃氣是一次壓縮，一次掃氣使用。因?yàn)閽邭鈨夤薜捏w積限制，并且沒有后續(xù)空氣跟進(jìn))。掃氣儲氣罐的體積要適當(dāng)，影響到后續(xù)含燃料的壓縮空氣的進(jìn)氣，增壓儲氣罐的單向閥6，在掃氣儲氣罐內(nèi)的壓力降低后，將緊隨打開。
2.掃氣儲氣罐和含燃料的增壓儲氣罐，它們出氣口的單向閥，單向閥3和單向閥6，采用有一定壓力限制的單向閥(可以是含一定彈力的螺旋彈簧，或者其它壓力限制單向閥)，但掃氣儲氣罐開口的單向閥3上的螺旋彈簧壓力要比增壓儲氣罐開口的單向閥6上的螺旋彈簧壓力要小，以保證掃氣儲氣罐開口的單向閥3被首先打開。
3.四根活塞連接桿14，其中兩根中間有孔，分別用于兩邊活塞中的“掃氣儲氣罐”和“增壓儲氣罐”的進(jìn)氣通道。參看圖2，(圖2是圖1中的A-A剖視圖)，活塞連接桿的粗細(xì)由你所考慮的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來決定。你可以選擇圓形活塞連接桿，用正反螺紋將兩邊活塞連接，連接后要用鎖緊裝置鎖定。發(fā)動機(jī)經(jīng)過一定時間運(yùn)轉(zhuǎn)后偏心傳動輪9(圖2中包括虛線部分)與導(dǎo)滑塊之間的間隙會增大，你可以調(diào)節(jié)正反螺紋，使達(dá)到最佳狀態(tài)。
下邊我們具體介紹發(fā)動機(jī)的起動與工作過程。當(dāng)發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)主軸41(圖1中虛線部分)受外力作用轉(zhuǎn)動，帶動了偏心傳動輪的轉(zhuǎn)動，傳動輪導(dǎo)滑塊11與陽復(fù)合活塞12是固定連接，偏心傳動輪9與傳動輪導(dǎo)滑塊11是呈滑動連接，連接接觸面近似一根線段，該線段平行于旋轉(zhuǎn)主軸的中心軸線，該線段的運(yùn)動表現(xiàn)是由中心向一邊移動，再回到中心后向另一邊移動，如此反復(fù)進(jìn)行，移動的距離與偏心傳動輪的偏心距和直徑有關(guān)。由于偏心傳動輪的偏心效應(yīng)，使得對接的復(fù)合活塞組合體，在各自的汽缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，增壓后含燃料的增壓氣體進(jìn)入工作汽缸，一旦工作汽缸點(diǎn)火成功，復(fù)合活塞組合體的往復(fù)運(yùn)動就將對偏心傳動輪輸出動力，由于偏心傳動輪的偏心效應(yīng)，帶動了偏心傳動輪的轉(zhuǎn)動，使主軸旋轉(zhuǎn)，由于發(fā)動機(jī)的各汽缸工作是連續(xù)性工作的，使主軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到動力輸出。
說明和解釋
1.發(fā)動機(jī)的復(fù)合活塞的行程取決于偏心傳動輪的偏心程度和直徑。
2.偏心傳動輪由于其質(zhì)量分布的不均勻性，運(yùn)作時可以產(chǎn)生不利于穩(wěn)定運(yùn)行的震動。減低其質(zhì)量分布的不均勻性程度，可以減少震動程度，在保證偏心傳動輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時，使部分區(qū)域變薄或者中空。
3.這里著重提醒，如果你使用三疊式陽復(fù)合活塞，或陰陽組合復(fù)合活塞，或E字復(fù)合活塞，那么各掃氣、增壓、工作汽缸的職責(zé)可相互分開，各負(fù)其責(zé)。儲氣罐也可線路分明、職責(zé)分明，但是制造工藝和安裝工藝就復(fù)雜了。
上面在介紹這種發(fā)動機(jī)時著重于其動力輸出是連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式。事實(shí)上，在它的結(jié)構(gòu)組合中，我們可以看到它已經(jīng)結(jié)合了發(fā)動機(jī)的往復(fù)動力輸出，即它附帶的空氣壓縮機(jī)。活塞式內(nèi)燃機(jī)與活塞式空氣壓縮機(jī)的動力組合是經(jīng)常看到的，比如在建筑工地和馬路施工中。但是傳統(tǒng)的動力傳輸是將發(fā)動機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動經(jīng)過發(fā)動機(jī)的曲軸、連桿變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動，經(jīng)過離合器傳給空氣壓縮機(jī)，再由空氣壓縮機(jī)的曲軸、連桿帶動空氣壓縮機(jī)的活塞作往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生壓縮空氣。這樣，繞了一個大彎，既然內(nèi)燃機(jī)活塞可以輸出往復(fù)運(yùn)動的動力，而空氣壓縮機(jī)的活塞需要的就是往復(fù)運(yùn)動的動力，我們可以運(yùn)用活塞對接的方法，直接將它們組合連接就成了。這樣將發(fā)動機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動直接傳輸給壓縮機(jī)的活塞，可以減少動力損耗，也使制造方便簡單。
圖3是示意圖。圖3介紹的就是一種活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)與動力使用裝置壓縮機(jī)的組合動力裝置，它們的動力使用裝置壓縮機(jī)活塞55的組合以底相對直接對接，并且與發(fā)動機(jī)的陽復(fù)合活塞12一起組合成一個大的整體，它們各自的中心軸線相互平行或重疊。由于所有的缸體與底架固定(含動力使用裝置壓縮機(jī)缸體56和發(fā)動機(jī)的缸頭缸體組合18)，偏心傳動輪導(dǎo)滑塊11分兩邊兩對與活塞組合固定，偏心傳動輪9安置在傳動輪導(dǎo)滑塊的中間，偏心傳動輪的主軸41通過主軸承42再與底架固定，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動后偏心傳動輪也一起轉(zhuǎn)動，偏心輪的偏心效果使活塞組合作往復(fù)運(yùn)動。并且是在一個層面上的往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后直接帶動動力使用裝置壓縮機(jī)活塞作往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生壓縮空氣。
說明和解釋1.由于發(fā)動機(jī)與壓縮機(jī)的動力傳輸直接在活塞組合中進(jìn)行，因此偏心傳動輪在此主要起控制活塞行程的作用，偏心傳動輪分兩邊安置，并且它也可用圓盤與點(diǎn)結(jié)合控制的方式取代。起動馬達(dá)通過離合器與偏心傳動輪的主軸相連。
2.由于偏心傳動輪分兩邊安置，單邊馬達(dá)起動可能出現(xiàn)受力不平衡的情況，辦法是安置兩邊馬達(dá)同時起動?；蛘呦蟀l(fā)動機(jī)中介紹的先把對接活塞分開再用活塞連接桿連接，中間留出的空間，可以把分開安置的兩個偏心傳動輪連接起來。或者在中間只用一個偏心傳動輪參看(圖5)。
3.如果你使用三疊式陽復(fù)合活塞，或陰陽組合復(fù)合活塞，或E字復(fù)合活塞，那么可以直接取得在最外圈汽缸工作的壓縮空氣，使整套裝置更加簡單。如果使用柴油作燃料就不用使用三疊式陽復(fù)合活塞，只要增加增壓汽缸容量。
下邊再介紹一種活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)往復(fù)動力輸出的實(shí)際應(yīng)用?！芍苯訉踊钊絻?nèi)燃機(jī)直接輸出動力的內(nèi)燃機(jī)型風(fēng)鎬(注風(fēng)鎬是借用名稱)。通常，我們在施工場地上看到的風(fēng)鎬，是由壓縮空氣帶動產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動和震動的。對接活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)本身就具有往復(fù)動力輸出，因此我們可以在缸體一端開口，用雙圓柱體材料的動力引出部分57將活塞的往復(fù)運(yùn)動引出，接上風(fēng)鎬的鎬頭58，發(fā)動機(jī)起動后就可以實(shí)際工作了。
說明和解釋1.由于壓縮空氣帶動的風(fēng)鎬往復(fù)運(yùn)動的行程較小，因此對接活塞式內(nèi)燃機(jī)的行程設(shè)計的要小，但活塞直徑相對可以較大。偏心傳動輪設(shè)計不能太小，即它的長軸減短軸的數(shù)值可以小，但是長軸與短軸的整體不能短。偏心輪的離心震動在這里反而只有好處。
2.由于用圓柱體材料將活塞的往復(fù)運(yùn)動引出，占據(jù)了原火花塞的位置，因此火花塞只能就旁設(shè)置，并且使引出汽缸的工作體積也將減少，但是這一工作汽缸只起將組合活塞上提的作用。另一種方法是用陽復(fù)合活塞與陰復(fù)合活塞分兩邊使用。而在陰復(fù)合活塞13一邊作動力輸出的開口。參看圖4。
3.這種發(fā)動機(jī)的起動，可以結(jié)合飛輪用手拉方式起動。
4.你也可以考慮用電力拖帶，這時，發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)將更加簡單，已不再是發(fā)動機(jī)，只是利用它的偏心傳動輪產(chǎn)生的往復(fù)震動。
如果，將風(fēng)鎬的發(fā)動機(jī)功率增大，風(fēng)鎬頭換成錘頭，那么這種風(fēng)鎬就變成了風(fēng)錘，將它改裝在液壓控制手臂的挖掘機(jī)上(將風(fēng)錘取代挖斗)，依靠錘頭往復(fù)打擊和震動，可以拆除建筑廢棄物，尤其是鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的頑固部分。另外它可以用來打樁，當(dāng)然打樁機(jī)的錘頭勢能儲備大，效果明顯，但是這種風(fēng)錘可以用在打樁機(jī)不適宜的地方使用，例如施工場地小、高度有限，樁點(diǎn)少。尤其是它可以用來打橫向的樁。如果將風(fēng)鎬頭換成鋸條，它應(yīng)該可以切割木材。如果將風(fēng)鎬頭換成含金剛砂的鋸片，它應(yīng)該可以切割石材和金屬。當(dāng)然，你還可以利用發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出結(jié)合圓盤鋸片達(dá)到這一目的。
下邊，我們再來看對接技術(shù)如何在四沖程四缸組合的傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用，由于我們對對接的技術(shù)和方法有了一定的介紹，所以我們只給出示意圖。如圖5所示，傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的活塞53和缸體54依舊配套，它們各自的中心軸線相互平行或重疊，我們?nèi)匀槐Ａ魝鹘y(tǒng)發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣裝置，但要分兩邊，兩套進(jìn)行工作。取消曲軸、連桿的動力傳輸裝置。采用偏心傳動輪作中間媒體的直接對接方式。方法是先將四個汽缸的活塞53二、二并列組合，再將并列組合后的活塞通過活塞連接桿14(虛線部分)直接對接，四個汽缸共用一個偏心傳動輪9。傳動輪導(dǎo)滑塊11安置在偏心傳動輪兩邊并與并列組合的活塞作固定銜接。當(dāng)主軸承42中的主軸41帶動偏心傳動輪轉(zhuǎn)動以后四個汽缸的活塞就同時作往復(fù)運(yùn)動，我們可以看到，當(dāng)假定某一邊的兩個并列組合活塞中的任意一個在作作功運(yùn)動，那么與它在同一邊的另一個并列組合活塞就在作進(jìn)氣運(yùn)動。而另一邊的兩個并列組合活塞，其中一個在作排氣運(yùn)動，還有一個在作壓縮運(yùn)動。接下來，壓縮運(yùn)動完成后的活塞就將作作功運(yùn)動，依次循環(huán)。在這種對接組合活塞后，我們只增加了一套進(jìn)排氣裝置和一個偏心傳動輪和一組偏心傳動輪導(dǎo)向運(yùn)動的滑快，但省卻了所有的曲軸、連桿、活塞銷和活塞銷座的動力傳輸裝置以及一整套與之相配的軸瓦。(圖5中的表示方法并不完美，最好是主軸41垂直于對接平面的方法)。
另外，復(fù)合活塞的方法也可以使用在以曲軸、連桿為動力傳輸?shù)陌l(fā)動機(jī)中，這里不再具體敘述。
這種活塞對接技術(shù)的方法可以用于一種空氣壓縮機(jī)，其以活塞底對接和偏心傳動輪組合的空氣壓縮機(jī)，并且可以使用三疊式陽復(fù)合活塞、或者陰陽組合復(fù)合活塞，你可以用電動機(jī)作動力。這種空氣壓縮機(jī)的制造相對應(yīng)該簡單一些。
下邊，發(fā)明人介紹一種由對稱對接方式結(jié)合橢圓傳動輪與陽復(fù)合活塞一起組合的發(fā)動機(jī)。
參看圖6，這也是一副剖視圖，它的剖切平面是經(jīng)過兩個復(fù)合活塞的中心軸線，并且與旋轉(zhuǎn)主軸的中心軸線相垂直的平面。
結(jié)構(gòu)也非常簡單，由壓縮機(jī)汽缸的缸體51、與缸頭缸體組合體18(指工作汽缸的缸頭與缸體組合)、陽復(fù)合活塞12、橢圓傳動輪10，傳動輪導(dǎo)滑塊11及9個單向閥組成。上邊組合件只是將橢圓傳動輪替換了偏心傳動輪，增加了一對螺旋彈簧43。去掉了四根活塞連接桿。可以換用真空吸引裝置。兩個陽復(fù)合活塞，以底相對，結(jié)合橢圓傳動輪進(jìn)行對稱組合運(yùn)動的方式連接。其進(jìn)排氣原理與工作方式與圖1介紹的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(即以偏心傳動輪作中間媒體)相差不多，下邊在工作介紹中再解說。差別在于它們對應(yīng)組合活塞的連接與工作運(yùn)動方式有改變。復(fù)合活塞的中間結(jié)合一個大的橢圓傳動輪。由于橢圓傳動輪的特征，它運(yùn)轉(zhuǎn)以后，相對應(yīng)的一對陽復(fù)合活塞呈鏡面對稱的運(yùn)動方式進(jìn)行，鏡面對稱的平面是經(jīng)過二缸活塞中心軸線的對接中心點(diǎn)，并且與該中心軸線垂直的平面。這種運(yùn)動方式的關(guān)鍵在于它們之間的銜接。圖6中介紹的是一對安置在增壓汽缸中的螺旋彈簧43，(可以用傘形的大小頭彈簧)。當(dāng)然還有其他很多連接方法，這里再介紹一種真空吸引裝置，其外邊再以一根螺旋拉簧配合。所謂的真空吸引裝置實(shí)際上是兩根長的管狀物，一根套在另一根的外面，如醫(yī)療針筒一般，由于比較簡單因此不作圖示，它只具有一個排氣單向閥，沒有進(jìn)氣渠道。兩根長的管狀物分別固定在兩個對稱復(fù)合活塞的底部，如同圖1介紹的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(即以偏心傳動輪作中間媒體)中的活塞連接桿，以螺紋與復(fù)合活塞連接。這種真空吸引裝置其外邊再以一根螺旋拉簧配合的裝置上下左右，一共配置四根。當(dāng)對稱活復(fù)合塞往復(fù)運(yùn)行后，這套真空吸引裝置只能排氣不能吸氣，形成真空吸引，配合了活塞的往復(fù)運(yùn)動。
下邊說明發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)，同樣，依工作循環(huán)的先后次序采用孔道式對接的排氣與進(jìn)氣設(shè)計裝置，發(fā)動機(jī)工作汽缸16的排氣由工作汽缸排氣孔道17排出。當(dāng)活塞作功下行到下止點(diǎn)前，由于活塞下行自行露出汽缸體上的排氣孔道，汽缸內(nèi)的廢氣由此排氣孔道進(jìn)行排氣。排氣后工作汽缸內(nèi)空氣壓力降低，儲存在掃氣壓縮汽缸19里的新鮮壓縮空氣(不含燃料)首先經(jīng)過復(fù)合活塞中的掃氣孔道27(注這里沒有掃氣儲氣罐，掃氣壓縮汽缸兼顧了這個作用)和單向閥3沖向工作汽缸內(nèi)進(jìn)行掃氣，(掃氣壓縮汽缸的進(jìn)氣由單向閥1和掃氣壓縮汽缸缸體上的進(jìn)氣孔道21完成)。掃氣后，工作汽缸內(nèi)空氣壓力繼續(xù)下降，(掃氣壓縮汽缸，由于橢圓傳動輪在其中間，所以產(chǎn)生的壓力是不會高的，但是數(shù)量可能是多的，關(guān)鍵在于增壓儲氣罐8內(nèi)儲存的增壓氣體壓力要高)。增壓儲氣罐的開口單向閥6就被打開，含燃料的增壓空氣經(jīng)增壓儲氣罐出氣孔道26進(jìn)入工作汽缸16。增壓空氣的來源是當(dāng)復(fù)合活塞運(yùn)動時增壓壓縮汽缸20內(nèi)一會兒壓縮，一會兒吸氣，吸氣時單向閥4被打開，含燃料的空氣經(jīng)增壓壓縮汽缸進(jìn)氣孔道24進(jìn)入增壓壓縮汽缸20，被壓縮后經(jīng)增壓儲氣罐進(jìn)氣孔道25和單向閥5進(jìn)入增壓儲氣罐8。同樣另一個對稱的復(fù)合活塞內(nèi)的增壓空氣也由同樣的原理用各自的孔道和單向閥協(xié)作完成。由此完成進(jìn)、排氣過程。
發(fā)動機(jī)的起動與工作過程。當(dāng)發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)主軸41(圖6中虛線部分)受外力作用轉(zhuǎn)動，帶動了橢圓傳動輪的轉(zhuǎn)動，由于橢圓傳動輪的長短軸效應(yīng)，使得對接復(fù)合活塞組合體，在各自的汽缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，增壓后含燃料的增壓氣體進(jìn)入工作汽缸，一旦工作汽缸點(diǎn)火成功，活塞組合體的往復(fù)運(yùn)動就將對橢圓傳動輪輸出動力，由于橢圓傳動輪的長短軸效應(yīng)，帶動了橢圓傳動輪的轉(zhuǎn)動，使主軸旋轉(zhuǎn)，由于發(fā)動機(jī)的各汽缸工作是連續(xù)性工作的，使主軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到動力輸出。
下邊需要解釋一個極其重要的看法與問題，由于這種活塞的連接不是固定連接，而是一種軟性連接。因此可以有理由提出它是否有可能發(fā)生撞缸現(xiàn)象(尤其是多缸組合)。我們需要從活塞的運(yùn)作過程來理解和體會。首先這種活塞對稱對接方式組合的發(fā)動機(jī)的設(shè)計之初，就是選擇了二沖程的工作方式。在二沖程的工作狀態(tài)下工作汽缸中的活塞，由于工作汽缸的密閉，除了在下止點(diǎn)排氣和進(jìn)氣位置，活塞上部始終存在著空氣壓力，即在活塞與汽缸頭之間有一個空氣墊，上行時活塞壓縮空氣，將到上止點(diǎn)時由于點(diǎn)火提前角的關(guān)系，燃燒物質(zhì)的膨脹已經(jīng)開始，產(chǎn)生的壓力將推動活塞下行。并且還有彈簧或一套真空拉簧吸引裝置，因此正常的工作狀態(tài)下不會發(fā)生撞缸現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生以下情況時發(fā)生撞缸的危險將產(chǎn)生1.工作汽缸的火花塞不工作，或噴油嘴、高壓油泵不工作，斷油、斷氣，即本工作汽缸不工作。
2.工作汽缸的汽缸的密閉性減弱或消失，密封氣環(huán)磨損或損壞，密封程度很差，以至空氣墊消失。
3.彈簧、拉簧或真空吸引裝置不起作用。
如果同時發(fā)生以上現(xiàn)象，你的發(fā)動機(jī)的可工作程度如此之差，那么撞缸將很容易發(fā)生，后果是更換早就應(yīng)該更換的零件與被撞缸損壞的零件。
說明和解釋1.發(fā)動機(jī)在停止工作后橢圓傳動輪的靜止位置可能是不確定的，這樣在重新起動發(fā)動機(jī)的時候真空吸引裝置就難以馬上起到作用，但是由于螺旋拉簧或者螺旋彈簧的存在，可以將對接活塞拉到最近的位置靜止，即橢圓傳動輪的短軸位置(需要將離合器與起動裝置脫開)。
下邊，發(fā)明人介紹一種由直接對接往復(fù)旋轉(zhuǎn)方式結(jié)合正弦曲線傳動環(huán)與陽復(fù)合活塞一起組合的發(fā)動機(jī)。
參看圖7，這也是一副剖視圖，它的剖切平面是經(jīng)過兩個復(fù)合活塞的中心軸線，并且與發(fā)動機(jī)底座平面(發(fā)動機(jī)正常放置時也可以理解為水平面)相垂直的平面。
主要零件由發(fā)動機(jī)底座50、與缸頭缸體組合體18(指工作汽缸的缸頭與缸體組合)、十字復(fù)合活塞28、正弦曲線傳動環(huán)29、十字復(fù)合活塞導(dǎo)滑桿30、飛輪31及10個單向閥組成。上邊組合件把二個正弦曲線傳動環(huán)替換了偏心傳動輪，兩個陽復(fù)合活塞，以底相對，再一次對接，組合成一個十字型復(fù)合活塞。整個發(fā)動機(jī)就這一個十字復(fù)合活塞，但是它起到了四個簡單活塞的作用。缸頭缸體組合體18和正弦曲線傳動環(huán)29與發(fā)動機(jī)底座50作固定銜接。
先作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的描述，十字復(fù)合活塞28在兩邊發(fā)動機(jī)工作汽缸16的作用下可以作往復(fù)運(yùn)動，這種往復(fù)運(yùn)動如何與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相結(jié)合主要靠的是二套正弦曲線傳動環(huán)29與十字復(fù)合活塞導(dǎo)滑桿30完成，十字復(fù)合活塞導(dǎo)滑桿與十字復(fù)合活塞作固定連接，有兩種連接方法一種是兩桿互相平行，另一種是兩桿互相垂直，圖中顯示的是兩桿互相垂直。正弦曲線傳動環(huán)29是一種環(huán)狀形的圓柱體，它與發(fā)動機(jī)底座50作固定銜接，并且環(huán)的內(nèi)直徑比十字復(fù)合活塞的直徑要大，它是套在十字復(fù)合活塞的兩邊，如圖7所示。它的兩個端面其中一個是一個平面，與飛輪31作滑動連接。另一個端面表面高低起伏，這種高低起伏遵循正弦曲線Y＝AsinX的軌跡，這種軌跡在一個周期內(nèi)可以出現(xiàn)一個高點(diǎn)，一個低點(diǎn)，正好滿足發(fā)動機(jī)的上下止點(diǎn)，并且它由高點(diǎn)向低點(diǎn)，或由低點(diǎn)向高點(diǎn)是緩慢漸進(jìn)性的。由于我們這里運(yùn)用的是十字復(fù)合活塞導(dǎo)滑桿，因此需要這個端面出現(xiàn)兩個對稱的高點(diǎn)和低點(diǎn)，也就是說十字復(fù)合活塞旋轉(zhuǎn)一周出現(xiàn)二個完整Y＝AsinX的軌跡。十字復(fù)合活塞導(dǎo)滑桿與正弦曲線傳動環(huán)的高低表面作滑動連接，如此當(dāng)十字復(fù)合活塞往復(fù)運(yùn)動時，由于正弦曲線傳動環(huán)的引導(dǎo)，十字復(fù)合活塞在作往復(fù)運(yùn)動的同時也作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這里我們可以小結(jié)一下“在十字復(fù)合活塞旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)，當(dāng)Y＝AsinX的軌跡出現(xiàn)奇數(shù)個周期(1、3、5......)那么導(dǎo)滑桿只能采取點(diǎn)的方式，即桿與正弦曲線傳動環(huán)的高低表面的滑動連接只能是單點(diǎn)的方式，當(dāng)Y＝AsinX的軌跡出現(xiàn)偶數(shù)個周期(2、4、6......)那么可以采取桿的方式，并且正弦曲線傳動環(huán)的直徑越大，可以采用的周期數(shù)越多，Y＝AsinX的極大值和極小值決定了活塞的行程。另外這種Y＝AsinX的軌跡可以是安置在正弦曲線傳動環(huán)內(nèi)側(cè)或者是安置在汽缸體內(nèi)具有同樣性質(zhì)的槽。”接下來作動力傳輸部分的描述，如果我們把十字復(fù)合活塞的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動完整的帶給飛輪31，再由飛輪傳輸出去，是很不理想的。我們已經(jīng)有了正弦曲線傳動環(huán)安置在飛輪的兩邊，因此可以利用正弦曲線傳動環(huán)阻止飛輪的往復(fù)運(yùn)動，只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，圖7中我們可以看到十字復(fù)合活塞靠近飛輪的兩端，有兩個鍵槽(鍵槽與鍵一起組合因此不作圖示和附圖標(biāo)記)鍵槽中安置有長條形的動力傳輸鍵32，動力傳輸鍵與飛輪通過飛輪上的槽口作滑動連接，前面已經(jīng)說了正弦曲線傳動環(huán)與飛輪作滑動連接，因此當(dāng)十字復(fù)合活塞作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，飛輪在上面解釋的雙重作用下，只能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，飛輪上面有齒槽(圖7中飛輪邊緣的虛線部分)，發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過飛輪就可以傳輸出來。我們看到圖7中正弦曲線傳動環(huán)與飛輪之間有一個圓環(huán)狀的鋼珠槽內(nèi)有鋼珠33，這只是為了減少磨擦而考慮的，如果你認(rèn)為不用的話，可以取消這一部分。
下面我們對發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行述說，由結(jié)構(gòu)特征可以知道它與圖1介紹發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣工作過程差不多，只不過它的四個儲氣罐組合在一個十字復(fù)合活塞中，因此也沒有活塞連接桿。只有共同合用的掃氣儲氣罐進(jìn)氣孔道22，增壓儲氣罐進(jìn)氣孔道25。發(fā)動機(jī)工作汽缸16的排氣由缸頭缸體組合體18上的開口孔道工作汽缸排氣孔道17排出。當(dāng)十字復(fù)合活塞30作功下行到下止點(diǎn)前，由于活塞下行自行露出缸頭缸體組合體上的排氣孔道，汽缸內(nèi)的廢氣由此排氣孔道進(jìn)行排氣。進(jìn)氣由兩個安置在十字復(fù)合活塞內(nèi)的掃氣儲氣罐7和含燃料的增壓儲氣罐8進(jìn)行。起掃氣作用的新鮮空氣經(jīng)掃氣壓縮汽缸進(jìn)氣孔道21和單向閥1進(jìn)入掃氣壓縮汽缸19，經(jīng)過壓縮的掃氣空氣經(jīng)共同合用的掃氣儲氣罐進(jìn)氣孔道22和各自的單向閥2進(jìn)入掃氣儲氣罐。(即一次掃氣空氣被壓縮后，同時進(jìn)入兩邊的兩個掃氣儲氣罐)。排氣后工作汽缸內(nèi)空氣壓力降低，儲存在掃氣儲氣罐里的新鮮壓縮空氣首先經(jīng)過掃氣儲氣罐的出氣孔道23和單向閥3沖向工作汽缸內(nèi)進(jìn)行掃氣，工作汽缸內(nèi)空氣壓力繼續(xù)下降，增壓儲氣罐的開口單向閥6就被打開，含燃料的增壓空氣經(jīng)增壓儲氣罐出氣孔道26進(jìn)入工作汽缸。增壓空氣的來源是當(dāng)十字復(fù)合活塞運(yùn)動時增壓壓縮汽缸20內(nèi)一會兒壓縮，一會兒吸氣，吸氣時單向閥4被打開含燃料的空氣經(jīng)增壓壓縮汽缸進(jìn)氣孔道24進(jìn)入增壓壓縮汽缸，被壓縮后經(jīng)增壓儲氣罐進(jìn)氣孔道25和單向閥5進(jìn)入增壓儲氣罐。同樣(一次增壓空氣被壓縮后，同時進(jìn)入兩邊的兩個增壓儲氣罐)。由此完成進(jìn)、排氣過程。相關(guān)內(nèi)容的關(guān)注點(diǎn)參看圖1中的內(nèi)容介紹。
其中應(yīng)該說明的是這種往復(fù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的特色部分在于它很好地利用了飛輪的中間部分，這部分空間與十字復(fù)合活塞組成了一個理想的空氣壓縮機(jī)，是掃氣空氣和增壓空氣的來源。增壓壓縮汽缸進(jìn)氣孔道24在這里是通過連接而組成的，我們已經(jīng)說明了正弦曲線傳動環(huán)與飛輪作滑動連接，因此在這種情況下的孔道溝通必須有一個部件或者正弦曲線傳動環(huán)或者飛輪的壁上有一個圓環(huán)狀的通氣溝道，這樣增壓壓縮汽缸的進(jìn)氣孔道才能在旋轉(zhuǎn)的過程中暢通。在使用汽油作燃料時增壓壓縮空氣帶有燃料，不要擔(dān)心這種帶燃料的氣體會從正弦曲線傳動環(huán)和飛輪壁之間的空隙泄漏，因?yàn)樵谶@種狀態(tài)下進(jìn)氣孔道內(nèi)呈現(xiàn)的是負(fù)壓，也就是只有外界的氣體泄漏進(jìn)來，這樣只不過是沖淡了進(jìn)氣中燃料含量的濃度，當(dāng)然前提是空隙不能太大。掃氣壓縮汽缸進(jìn)氣孔道21可以直接開在飛輪的壁上，另外考慮空氣過濾器，也可以模仿增壓進(jìn)氣孔道。
接下來把發(fā)動機(jī)的工作過程描述一下當(dāng)飛輪受到外來的旋轉(zhuǎn)動力作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，帶動了十字復(fù)合活塞的運(yùn)動，十字復(fù)合活塞由于正弦曲線傳動環(huán)的配合與要求，只能作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而活塞的往復(fù)運(yùn)動是發(fā)動機(jī)汽缸能夠工作的必要條件，并且增壓氣體也同時進(jìn)入工作汽缸，一旦發(fā)動機(jī)點(diǎn)火成功，十字復(fù)合活塞就會在正弦曲線傳動環(huán)的配合與要求下作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在旋轉(zhuǎn)動力傳輸鍵和正弦曲線傳動環(huán)配合下，飛輪就能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由于發(fā)動機(jī)汽缸的工作是連續(xù)工作的，因此帶動飛輪傳輸出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)動力輸出。
說明和解釋1.動力傳輸鍵的個數(shù)由你考慮的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來決定，對稱分布，但個數(shù)不能太多以影響壓縮機(jī)汽缸的密封性能。
2.這種發(fā)動機(jī)利用它的往復(fù)旋轉(zhuǎn)的動力輸出，開發(fā)出一種發(fā)動機(jī)型的沖擊鉆，可以在沒有電源的場所使用。
下邊，發(fā)明人介紹一種由壓縮空氣作動力的發(fā)動機(jī)。參看圖8，這種以壓縮空氣作動力的發(fā)動機(jī)與以前流行的三脹式蒸汽機(jī)(指高壓、中壓、低壓)，在配汽裝置和工作原理上相似，但是使用對接技術(shù)方法和復(fù)合活塞使發(fā)動機(jī)精簡了許多。我們采用陽復(fù)合活塞和偏心傳動輪的組合。結(jié)構(gòu)與圖1介紹的發(fā)動機(jī)一樣，取消掃氣儲氣罐和增壓儲氣罐，由于采用壓縮空氣作動力，所有的汽缸都為工作汽缸，分兩邊對置，兩個高壓工作汽缸(就是原來發(fā)動機(jī)的工作汽缸)兩個低壓工作汽缸(就是原來壓縮機(jī)的兩個汽缸)，圖中黑粗線是壓縮空氣管道，管內(nèi)空心，管道旁的箭頭表示壓縮空氣的流向，壓縮空氣發(fā)動機(jī)主進(jìn)氣管道44和外部儲氣室連接，壓縮空氣發(fā)動機(jī)主排氣管道45是工作完畢壓縮空氣的排氣口，配汽裝置偏心輪46和配汽裝置螺旋彈簧47用來控制配汽裝置中的活塞位置，圖8中配汽裝置偏心輪逆時鐘旋轉(zhuǎn)。圖8中虛線方框部分是兩個配汽裝置串聯(lián)形式組合，也可以用并聯(lián)方式，但是管線的連接必須按圖中的黑粗線給出的線路連接。該配汽裝置部分為了明確示意，比例有所放大，整套裝置給出的是原理工作圖，如果發(fā)動機(jī)內(nèi)腔比較大，你可以把這部分安置在發(fā)動機(jī)內(nèi)腔，也可以把這部分包括配汽裝置偏心輪和螺旋彈簧，安置在你認(rèn)為合適的部位，但是配汽裝置偏心輪的轉(zhuǎn)速必須和主軸轉(zhuǎn)速1比1一致。下邊我們描述它的工作過程，當(dāng)主進(jìn)氣管道44和外部儲氣室連接后，含高壓的壓縮空氣經(jīng)主進(jìn)氣管道44進(jìn)入高壓配汽裝置(圖8中靠近配汽裝置偏心輪的一個)，由高壓配汽裝置中的活塞位置決定進(jìn)入哪一個高壓工作汽缸，圖8中是右邊高壓工作汽缸處于進(jìn)氣的初始階段，同時左邊的處于排氣的初始階段，這種高壓工作后的排氣，仍具有很高的壓力能量，通過圖中的管道連接進(jìn)入低壓配汽裝置，同樣由低壓配汽裝置輸入右邊的低壓工作汽缸，而左邊低壓工作汽缸中工作完畢的氣體，低壓配汽裝置把它與壓縮空氣發(fā)動機(jī)主排氣管道45接通，完成一個工作過程。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)180°后產(chǎn)生相反情況，如此反復(fù)，使復(fù)合活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動，通過偏心傳動輪使主軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力輸出。
說明和解釋1.這種發(fā)動機(jī)簡單的單組合設(shè)置對于配汽裝置可能出現(xiàn)死角，可以運(yùn)用飛輪，或者增大偏心傳動輪的質(zhì)量，或者可以用兩套組合的方法。
2.使用這種發(fā)動機(jī)作風(fēng)鎬就是名副其實(shí)的風(fēng)鎬了，參看圖4部分的介紹。
3.這種發(fā)動機(jī)沒有火花塞和單向閥，也不燃燒，進(jìn)排氣管單一，選用陰復(fù)合活塞比較理想。這種發(fā)動機(jī)還可以使用高、中、低三級工作方式，只要把陽復(fù)合活塞換成三疊式陽復(fù)合活塞、或陰陽組合復(fù)合活塞，或E字復(fù)合活塞，再增加一個配汽裝置，連接方法模仿前面內(nèi)容的介紹。還有這種發(fā)動機(jī)在電力拖帶下可以反過來對外部高壓儲氣室進(jìn)行充氣。
4.圖8中我們可以看到這種配汽裝置，與發(fā)明人介紹的發(fā)動機(jī)有很多相似之處，但是沒有應(yīng)用對接技術(shù)方法，也不是一種對接技術(shù)方法的介紹，同時活塞部分僅僅起配汽作用，更不是一種用于發(fā)動機(jī)工作的復(fù)合活塞。
下邊我們介紹另一種由壓縮空氣作動力的發(fā)動機(jī)。參看圖9，這種發(fā)動機(jī)的配汽裝置和工作過程與圖8介紹的情況一樣，這里不再重復(fù)描述。所不同的是中間傳動媒體改為正弦曲線槽，前面我們已經(jīng)說明正弦曲線的特性可以由正弦曲線傳動環(huán)實(shí)現(xiàn)，也可以在汽缸內(nèi)用槽的方法實(shí)現(xiàn)。相關(guān)部分可以參看圖7部分的介紹。它的動力引出部分57(這里是單圓柱體)與復(fù)合活塞作固定連接。我們可以利用這種發(fā)動機(jī)的往復(fù)旋轉(zhuǎn)的動力輸出，開發(fā)出一種壓縮空氣發(fā)動機(jī)型的沖擊鉆。
我們介紹一種多層狀的活塞和缸體組合，如果有一個實(shí)體圓柱體，在其外圍套以多層實(shí)體圓柱體環(huán)，層層之間緊密但可相互滑動?，F(xiàn)在以共計5層為例，當(dāng)把1、3、5層的一端貼在一個平面，就組成了多層狀的缸體，那么2、4層在另一端就組成了多層狀的復(fù)合活塞，可以采用偏心傳動輪作中間媒體的對接方法。這種多層狀的活塞和缸體組合適用壓縮空氣作動力的發(fā)動機(jī)和多級空氣壓縮機(jī)，它們的壓力可逐級釋放或逐級累積，級數(shù)太多了也無現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明人以對接技術(shù)的方法結(jié)合偏心傳動輪和橢圓傳動輪以及正弦曲線傳動輪，與復(fù)合活塞一起組合，介紹了幾種活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)及其它們的使用，我們總結(jié)一些可能引起注意的地方。
1.由于這些發(fā)動機(jī)采用的是二沖程工作方式和孔道式結(jié)合單向閥的進(jìn)排氣方式，因此工作汽缸內(nèi)部比較整齊，理論上發(fā)動機(jī)的壓縮比可以設(shè)計得比較高，因此，可根據(jù)所使用的燃料是汽油或柴油來設(shè)計發(fā)動機(jī)，燃燒室也可以有各種設(shè)計方法的空間條件。但是在使用汽油燃料時，增壓壓力不能太高。在使用柴油燃料時，情況就簡單了，只存在掃氣和增壓，但需解決潤滑系統(tǒng)。
2.這種二沖程發(fā)動機(jī)由于有預(yù)先掃氣已經(jīng)盡量避免了燃料的浪費(fèi)，如果你處理好潤滑系統(tǒng)，就又可避免燃料和機(jī)油的混合帶來排氣的污染，這就克服了傳統(tǒng)二沖程發(fā)動機(jī)的許多弱點(diǎn)，關(guān)于這點(diǎn)不在這里討論。
3.這種發(fā)動機(jī)的正反轉(zhuǎn)問題也很簡單，因?yàn)樗慌c進(jìn)排氣的提前角關(guān)聯(lián)，只要注意點(diǎn)火提前角。
4.還有它的摩擦接觸面由原先軸承的圓面式變成近似直線方式，理論上摩擦力可以減少，但接觸點(diǎn)的受力將增加。
5.發(fā)動機(jī)省去了絕大部分傳統(tǒng)零件，使用了相當(dāng)數(shù)量的單向閥，當(dāng)然你可以根據(jù)具體的使用部位與要求來確定使用何種針、柱、球、片、型的單向閥，但是，可以說單向閥的性能與質(zhì)量，以及如何調(diào)節(jié)它們，以遵循先后打開的次序，將決定整臺發(fā)動機(jī)的性能與質(zhì)量。并且，如果你使用復(fù)雜的復(fù)合活塞就需要較高的制造和安裝技術(shù)，你可以考慮如何拆分，或者如何進(jìn)行先后的安裝次序，這種經(jīng)驗(yàn)只能有待于以后實(shí)踐的充實(shí)。
這里，發(fā)明人提請一個值得我們關(guān)注的現(xiàn)象。
運(yùn)動與靜止是一對相對而言的事物。我們一直討論的活塞是相對于缸體而運(yùn)動的。即缸體是靜止的，活塞是運(yùn)動的。但是，當(dāng)我們把活塞固定時(即相對靜止)，則缸體就是運(yùn)動的。這樣對接的概念就可以在缸體上展開了。
下邊發(fā)明人介紹一種由對稱對接方式結(jié)合橢圓傳動輪與陰復(fù)合活塞一起組合的發(fā)動機(jī)。參看圖10，圖10介紹的發(fā)動機(jī)在工作原理與主要零件及進(jìn)排氣工作方式都與圖6介紹的發(fā)動機(jī)差不多。重要的差別在于它的工作活塞是固定的(與壓縮機(jī)缸蓋結(jié)合在一起)，而它的工作缸體就是運(yùn)動的(與壓縮機(jī)活塞一起組成了陰復(fù)合活塞)。它的排氣由陰復(fù)合活塞上的排氣孔道35與發(fā)動機(jī)工作活塞上的排氣孔道34接通后完成。這里，不再重復(fù)它的工作過程了。同樣，圖3介紹的活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)與動力使用裝置壓縮機(jī)的組合動力裝置，這種以活塞對接的方法，我們可以轉(zhuǎn)換一個角度來實(shí)現(xiàn)，就是以壓縮機(jī)汽缸的活塞固定，壓縮機(jī)汽缸的缸體對接的方式。
最后，發(fā)明人覺得是否還有些東西沒有解釋完整，甚至存在有些概念沒有闡述清楚，比如把復(fù)合活塞認(rèn)同為對接技術(shù)方法的衍生物，組合就是組合，對接就是對接，這樣是否有些勉強(qiáng)，在此發(fā)明人作相應(yīng)解釋“如果你把單缸發(fā)動機(jī)與單缸空氣壓縮機(jī)用直接對接結(jié)合偏心傳動輪方式工作，你會覺得需要飛輪，當(dāng)我們?nèi)サ羝膫鲃虞喓突钊B接桿那么這個組合活塞就是陽復(fù)合活塞。再進(jìn)一步解釋，如果我們?nèi)サ麸w輪，再并列一組同樣組合，但方向相反的單缸發(fā)動機(jī)與單缸空氣壓縮機(jī)組合，當(dāng)我們把它們的中心軸線重疊時，就是一臺完整的發(fā)明人介紹的發(fā)動機(jī)，這臺發(fā)動機(jī)中出現(xiàn)了兩個完整的陽復(fù)合活塞”。這樣，復(fù)合活塞你完全可以把它看成一個組合體，但是如果你用“對接”的思維來思考它，這就等于告訴你“對接”的兩邊可以是不同類型的對接對象，而中間的傳動媒體也可以有多種選擇，這種“對接”以后的組合物，你還可以把它再對接，你就會找到陽復(fù)合活塞和陰復(fù)合活塞，十字復(fù)合活塞，你就會發(fā)現(xiàn)這種“對接”以后的發(fā)動機(jī)直接利用它的往復(fù)運(yùn)動和往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的輸出更容易，你還可以找到更多的發(fā)動機(jī)組合方式。對接技術(shù)的方法在以活塞運(yùn)動為表現(xiàn)形式的動力組合裝置、設(shè)備中的應(yīng)用太廣闊了，它可以在活塞與活塞之間，也可以在缸體與缸體之間，也可以在不同體系的缸體與活塞的組合之間。甚至還可以在動力輸出和動力使用裝置、設(shè)備的活塞或缸體之間。并且，你還可以先組合再對接。關(guān)鍵是要運(yùn)用“對接”的思考方式和如何找到合適的切入目標(biāo)是主要的。
附圖標(biāo)記編號

權(quán)利要求
1.一種關(guān)于活塞或缸體的對接技術(shù)方法，其特征在于對接對象呈兩邊分置，對接對象的中心軸線重疊或平行，并且使用偏心傳動輪作為其動力傳輸和對接對象的行程控制，對接對象組合成為一個整體，其在運(yùn)動時的特征是對接對象上的每一個質(zhì)點(diǎn)，在運(yùn)動中的位移是相同的。
2.又一種關(guān)于活塞或缸體的對接技術(shù)方法，其特征在于對接對象呈兩邊分置，對接對象的中心軸線重疊或平行，并且使用橢圓傳動輪作為其動力傳輸和對接對象的行程控制，對接對象組合成為一個對稱運(yùn)動的整體，其在運(yùn)動時的特征是對接對象上的相對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)成鏡面對稱，在運(yùn)動中的位移是方向相反，大小相等。
3.再一種關(guān)于活塞或缸體的對接技術(shù)方法，其特征在于對接對象對接組合成為一體，對接對象的中心軸線重疊，并且使用正弦曲線傳動環(huán)作為其動力傳輸或?qū)訉ο蟮男谐炭刂?，對接對象在其運(yùn)動時的特征是對接對象上的每一個與中心軸線等距離的質(zhì)點(diǎn)，在運(yùn)動中的位移和角速度是相同的。
4.如權(quán)利要求3所敘的方法，其特征在于所敘的正弦曲線傳動環(huán)，是一種環(huán)狀形的圓柱體，并且環(huán)的內(nèi)直徑比活塞的直徑要大，它是套活塞的外邊，它的一個端面表面高低起伏，這種高低起伏遵循正弦曲線Y＝AsinX的軌跡，這種軌跡在一個周期內(nèi)可以出現(xiàn)一個高點(diǎn)，一個低點(diǎn)，正好滿足發(fā)動機(jī)的上下止點(diǎn)，并且它由高點(diǎn)向低點(diǎn)，或由低點(diǎn)向高點(diǎn)是緩慢漸進(jìn)性的；這種Y＝AsinX的軌跡或者是安置在正弦曲線傳動環(huán)內(nèi)側(cè)或者是安置在汽缸體內(nèi)具有同樣性質(zhì)的槽。
5.一種對接組合后的復(fù)合活塞，其特征在于不同體系的活塞組合，組合活塞直徑一個大，一個小，形成“凸”字型的陽復(fù)合活塞。
6.又一種對接組合后的復(fù)合活塞，其特征在于不同體系的活塞和缸體的組合，形成“凹”字型的陰復(fù)合活塞。
7.再一種對接組合后的復(fù)合活塞，其特征在于不同體系的活塞組合，組合后的兩個陽復(fù)合活塞再一次直接對接組合，形成十字復(fù)合活塞。
8.如權(quán)利要求5、或權(quán)利要求6所述的復(fù)合活塞，在各自的基礎(chǔ)上再增加一級活塞，形成一種新的復(fù)合活塞，其特征在于在陽復(fù)合活塞基礎(chǔ)上再增加一圈直徑更大的活塞，形成三疊式陽復(fù)合活塞；或在陰復(fù)合活塞基礎(chǔ)上再增加一圈直徑更大的活塞，形成陰陽組合復(fù)合活塞；或在陰復(fù)合活塞的中央凹陷部分再增加一個突起的小直徑活塞，形成另一種陰陽組合復(fù)合活塞，其剖視圖形如大寫的英文字母“E”，因此是一種E字復(fù)合活塞；或多層組合形成多層狀的復(fù)合活塞。
9.如權(quán)利要求5至8中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合活塞，其特征在于該復(fù)合活塞內(nèi)部設(shè)有掃氣儲氣罐和增壓儲氣罐，配合各自的單向閥完成掃氣和含燃料氣體的增壓。
10.一種活塞式動力輸出裝置，或一種活塞式動力使用裝置，它具有權(quán)利要求1、或權(quán)利要求2、或權(quán)利要求3、或權(quán)利要求5、或權(quán)利要求6、或權(quán)利要求7、或權(quán)利要求8所描述的特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活塞式發(fā)動機(jī)。傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且只注重旋轉(zhuǎn)動力輸出，而有些動力使用設(shè)備本身需要的就是往復(fù)式動力。本發(fā)明發(fā)動機(jī)，設(shè)計方法運(yùn)用對接技術(shù)和復(fù)合活塞方法。對接技術(shù)方法是以活塞或缸體相對，在其中間結(jié)合一個中間傳動媒體，達(dá)到發(fā)動機(jī)運(yùn)作的動力傳輸與活塞行程控制。復(fù)合活塞是把發(fā)動機(jī)缸體或活塞與增壓汽缸的活塞組合成一個新的復(fù)合活塞，結(jié)合孔道對接與單向閥組合達(dá)到增壓和控制進(jìn)排氣。本發(fā)明發(fā)動機(jī)可作旋轉(zhuǎn)動力輸出設(shè)備，也適合壓縮空氣作動力的發(fā)動機(jī)。利用發(fā)動機(jī)往復(fù)動力輸出直接與空壓機(jī)組合使結(jié)構(gòu)簡單，還可開發(fā)利用作為一種發(fā)動機(jī)型風(fēng)鎬或風(fēng)錘。利用發(fā)動機(jī)往復(fù)旋轉(zhuǎn)動力輸出可開發(fā)制作發(fā)動機(jī)型沖擊鉆。
文檔編號F02B63/00GK1648426SQ20041001604
公開日2005年8月3日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者俞嘉華, 俞霽 申請人:俞嘉華