同步活塞內燃機的制作方法
【專利摘要】一種使燃料在機器內部燃燒，將其放出的熱能轉換為動力的多缸往復活塞式內燃機，沒有連桿、曲軸和飛輪機構，氣缸兩兩相對，所有的活塞聯結成整體，任意兩個活塞的相對位置在任何時間都固定不變，所有的活塞同步進行直線往復運動，活塞產生的變力矩通過齒條齒輪和非圓齒輪調整為恒定力矩往復運動輸出，體積輕巧，機械效率高。
【專利說明】
同步活塞內燃機
技術領域
[0001 ]同步活塞內燃機是一種將液體或氣體燃料與空氣混合后，在汽缸內部燃燒，將部分熱能轉換為機械功向外輸出的原動機。【背景技術】
[0002]一、內燃機是一種使燃料在機器內部燃燒，將其放出的熱能轉換為動力的熱力發動機，包括活塞式和旋轉葉輪式等，其中以往復活塞式內燃機最為普遍。
[0003]傳統往復活塞式內燃機由氣缸和活塞、曲柄連桿飛輪、配氣、燃料供給、潤滑、冷卻、點火、起動等系統組成。工作循環由進氣、壓縮、做功、排氣過程組成。其活塞各自獨立活絡連接在曲軸上，按次序異步運動推動連桿、曲軸和飛輪，飛輪將活塞產生的周期性變化力矩適時的吸收釋放，使曲軸輸出恒定的旋轉力矩。連桿和曲軸在運動時會產生側向分力和慣性損失并振動，這一特性使其機構復雜，笨重，機械摩擦功率損失增加，各項損失的大概比例為:1機械摩擦損失占整機機械損失功率的60%。2活塞連桿組和氣缸的摩擦損失功率占整機損失功率的30%，占機械摩擦損失功率的50%。3曲軸、凸輪軸、附件箱軸的機械摩擦損失功率占整機機械損失功率的26%。傳統往復活塞式內燃機的有效功率在30%-40%左右。
[0004]二、非圓齒輪也叫異型齒輪，是分度曲面不是旋轉曲面的齒輪，非圓齒輪在嚙合過程中，其瞬時角速度比和瞬時傳動比按設定的運動參數變化，實現變力矩傳動。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種沒有連桿、曲軸和飛輪機構的往復活塞式內燃機，從而減少機械摩擦損失，提高內燃機的機械效率。
[0006]本發明要解決上述技術問題所采用的技術方案是這樣的:
[0007]同步活塞內燃機的結構及特點:將兩個氣缸的開口端相對、中心軸線重合在一條直線上安裝，中間留出大于活塞行程的距離，兩個活塞分別在各自氣缸的上止點和下止點位置時，將兩個活塞固定聯結成整體，使兩個活塞的相對位置在任何時間都固定不變，就構成一臺二沖程同步活塞內燃機主體架構。兩臺二沖程同步活塞內燃機中心軸線重合在一條直線上串聯安裝，中間留有氣門安裝距離，在相鄰兩個活塞分別在各自氣缸的上止點和下止點位置時把所有活塞固定聯結成整體，使任意兩個活塞的相對位置在任何時間都固定不變，就構成一臺四沖程同步活塞內燃機主體架構。當同步活塞內燃機一個活塞在做功行程時，同步聯動其他活塞完成其他氣缸進氣、壓縮、排氣等行程。活塞輸出的變化力矩通過齒條齒輪傳遞給非圓齒輪組調整為恒定力矩再由另一組齒條齒輪直線往復輸出。
[0008]同步活塞內燃機的功率輸出形式有以下方案:1.推拉直線發電機轉化為電能。2.經由往復式氣栗(液壓栗)轉化成壓力勢能再推動氣馬達(液壓馬達)輸出旋轉力矩。3.推動裝有單向軸承的齒輪使齒輪軸輸出間歇性旋轉力矩。4.經由齒輪減速增加行程推拉直線往復設備如液壓缸、刨床等。
[0009]同步活塞內燃機的技術改進有以下方面:1.同步活塞內燃機只做直線運動，力的方向和運動方向始終一致，機械傳動效率最高。2.由于去除了連桿、曲軸，側向分力不復存在，活塞和缸壁的摩擦力降至最小。3.曲軸、凸輪軸、附件箱軸的機械摩擦損失得到完全消除。4.所有活塞同步聯動使活塞慣性力得到利用。5.連桿機械強度和慣性的取舍問題不復存在，很容易延長活塞的行程提高壓縮比，大壓縮比使燃燒室里的氧氣增加，燃料燃燒充分從而提高熱效率而且降低廢氣中的有害物含量。6.活塞重量和機械強度的取舍問題不復存在，活塞可以采用和氣缸相同的材質，同材質降低因膨脹系數不同致使活塞抱死的可能性， 活塞氣缸同質同脹為提高氣缸溫度提供條件，更高的缸溫可降低高溫燃氣的散熱損失。7.由于消除了活塞連桿和曲軸形成的慣性振動，機架輕量化設計且去掉了飛輪，整機重量縮減。8.和連桿、曲軸相比直線運動所需零件易于制造加工并實現高精度，內燃機制造成本降低壽命延長。
[0010]在形狀構造及其結合上，本發明的同步活塞內燃機與最接近的現有技術共有的技術特征是:有傳統往復活塞式內燃機相似的氣缸和活塞、配氣、燃料供給、潤滑、冷卻、點火、 起動系統。工作循環同樣由進氣、壓縮、做功、排氣過程組成。
[0011]在形狀構造及其結合上，本發明的同步活塞內燃機與最接近的現有技術不同的技術特征是:
[0012]1活塞安裝結構不同:傳統往復活塞式內燃機的各個活塞分別獨立活絡連接在動力輸出機構上，按次序異步運動，任意兩個活塞的相對位置在隨時變化;同步活塞內燃機所有的活塞與動力輸出機構固定聯結成整體，所有的活塞同步運動，任意兩個活塞的相對位置在任何時間都固定不變。
[0013]2力矩調整結構及功率輸出方向不同:傳統往復活塞式內燃機活塞產生的變化力矩通過連桿曲軸經由飛輪調整輸出旋轉力矩。同步活塞內燃機活塞產生的變化力矩經由齒條齒輪和非圓齒輪調整輸出直線往復力矩。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015]降低內燃機的制造成本和燃油消耗，提高其使用壽命和機械效率。【附圖說明】
[0016]工作循環過程:
[0017]第一個行程見圖1:
[0018]1號氣缸做功，2號氣缸壓縮、3號氣缸吸氣，4號氣缸排氣。
[0019]第二個行程見圖2:
[0020]1號氣缸排氣，2號氣缸做功，3號氣缸壓縮，4號氣缸吸氣。[〇〇21] 第三個行程見圖3:
[0022]1號氣缸吸氣，2號氣缸排氣、3號氣缸做功，4號氣缸壓縮。[〇〇23] 第四個行程見圖4:
[0024]1號氣缸壓縮，2號氣缸吸氣、3號氣缸排氣，4號氣缸做功。完成一個工作循環。 【具體實施方式】
[0025]本發明的同步活塞內燃機的優化實施方式是這樣的:將兩個氣缸的開口端相對、中心軸線重合在一條直線上安裝，中間留出大于活塞行程的距離，組成一個氣缸組，將兩個氣缸組中心軸線重合在一條直線上串聯安裝中間留有氣門安裝距離，在相鄰兩個活塞分別在各自氣缸的上止點和下止點位置時把所有活塞與力矩輸出齒條固定聯結成整體，使任意兩個活塞的相對位置在任何時間都固定不變，安裝對應的配氣、燃料供給、潤滑、冷卻、點火、起動、力矩調整系統，就組成一臺四沖程同步活塞內燃機。
【主權項】
1.一種多缸往復活塞式內燃機，其特征在于其所有的活塞聯結成整體、任意兩個活塞 的相對位置在任何時間都固定不變。
【文檔編號】F02B75/40GK105971727SQ201610574072
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月19日
【發明人】白保忠
【申請人】白保忠