CN101349192A - 四缸球形内燃发动机主体机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四缸球形内燃发动机主体机构，包括两端设有轴承座的球形机壳，机壳体内设有与两端轴承座中心通孔连线成35～55度角的中隔圆环，上部或下部对应于中隔转板两侧设有进、排气口，中隔转板体内中部设有一类球形转动活塞，转动活塞本体轴心线的两端部与中隔转板相铰接，两侧对称连接有活塞瓣片，以使位于中隔转板两侧气腔形成四个工作气室，转动活塞中部缝口内设有内置圆转板，内置圆转板两端固定连接有穿入机壳轴承座孔内的主轴颈，内置圆转板上对称设有两气道，活塞瓣片对应于四个工作气室分别开设有四个气道通孔，所述球形机壳上设有伸入其内的火花塞。该主体机构不仅可用于制造一种新工作形式的内燃式发动机，而且结构紧凑，零部件少。

Description

四缸球形内燃发动机主体机构

技术领域

本发明涉及内燃发动机领域，特别是一种四缸球形内燃发动机主体机构。

背景技术

目前广泛应用的发动机是利用活塞的往复直线运动，压缩可燃气体，然后引燃气体，瞬间产生大量热能，通过推动活塞将热能转化为机械能，再利用曲轴输出扭矩。由于曲轴在做圆周运动时存在死点，同时活塞的往复直线运动存在很大冲击，需要布置多个气缸同时工作，导致运动机构复杂，零部件多，加工及控制十分困难，发动机体积庞大，空间利用率低，并且发动机效率也偏低。三角转子发动机，由于三角转子和缸体内底面接触的密封销为双面接触工作面，密封工作恶劣，对密封和润滑条件要求很高，对材料要求也很严格，同时缸体内表面和三角转子外表面都是特殊的异形曲面，主轴是用齿轮电线输出功率，加工异常困难，至今也没有得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种四缸球形内燃发动机主体机构，该主体机构不仅可用于制造一种新工作形式的内燃式发动机，而且结构紧凑，零部件少。

本发明的目的是这样实现的：这种四缸球形内燃发动机主体机构，包括两端设有主轴颈轴承座的球形机壳，所述球形机壳体内设有与两端主轴颈轴承座中心通孔连线成35～55度角且可相对球形机壳转动的中隔圆环，所述中隔圆环体内中部设有一上、下部具有球形顶面的类球形转动活塞，所述类球形转动活塞本体轴心线的两端部与中隔圆环相铰接，所述类球形转动活塞两侧对称连接有外表面具有球形表面的活塞瓣片，以使位于中隔圆环两侧气腔形成A、B、C、D四个工作气室，所述球形机壳上部或下部对应于中隔圆环两侧设有进、排气口，所述类球形转动活塞本体轴心线与主轴颈轴心线相垂直时，球形顶面同时封住进、排气口，所述类球形转动活塞中部缝口内设有内置圆转板，所述内置圆转板两端固定连接有穿入球形机壳两端主轴颈轴承座孔内的主轴颈，所述内置圆转板周部两侧对称设有分别使A、D工作气室以及B、C工作气室相通的气道L1、L2，所述活塞瓣片对应于A、B、C、D四个工作气室开设有V1、V2、V3、V4四个气道通孔，所述球形机壳上设有伸入膨胀做功工作气室的火花塞。

当类球形转动活塞随中隔圆环进行转动使球形顶面无法封住进、排气口时，A工作气室压缩完成并进入下一吸气行程，气道通孔V1呈刚刚封闭状态，A工作气室与进气口接通，D工作气室排气结束并进入下一膨胀做功行程，气道通孔V4呈刚刚开启状态，从而使储有压缩气体的气道L1与D工作气室接通，此时，B工作气室吸气结束并已经进入下一压缩行程，气道通孔V2呈开启状态，从而使气道L2与B工作气室接通，C工作气室膨胀做功结束并已经进入下一排气行程，气道通孔V3呈刚刚封闭状态，C工作气室与排气口接通；当类球形转动活塞5本体轴心线14随中隔圆环4转过180度角并继续转动时，主轴颈也转过180度角，此时，刚好与前面的工作过程相反，B工作气室压缩完成并进入下一吸气行程，气道通孔V2呈刚刚封闭状态，B工作气室与进气口接通，C工作气室排气结束并进入下一膨胀做功行程，气道通孔V3呈刚刚开启状态，从而使储有压缩气体的气道L2与C工作气室接通，此时，A工作气室吸气结束并已经进入下一压缩行程，气道通孔V1呈开启状态，从而使气道L1与A工作气室接通以向气道L1内压缩气体，D工作气室膨胀做功结束并已经进入下一排气行程，气道通孔V4呈刚刚封闭状态，D工作气室与排气口接通，这样周而复始地工作，从而使得位于中隔圆环4一侧的A、B工作气室交替地进行吸气和压缩行程，而相应地，位于中隔圆环4另一侧的D、C工作气室交替地进行膨胀做功和排气行程，从而实现本发明的整个工作过程。

本发明的显著特点是设计合理，消除活塞直线往复运动和配汽驱动机构；没有复杂的齿轮变线运动机构，应用旋转最理想的闭合圆周来运动；结构简单，运动部件少，平衡对置合理，配气结构简单，气体密封件单向工作寿命长，重量比突出。

此外，本发明外廓体积的有效利用率高，成批制造容易，保养维修方便，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例的外观俯视图。

图2是本发明实施例去掉球形机壳的俯视图。

图3是本发明实施例的构造剖视图。

图4是图2的K向视图。

图5是图1去掉P侧半机壳的P向视图。

图6是图1去掉Q侧半机壳的Q向视图。

图7是图5中类球形转动活塞5转动一定角度后的使用状态示意图。

图8是本发明实施例主轴颈及内置圆转板构造示意图。

具体实施方式

本发明的四缸球形内燃发动机主体机构，包括两端设有主轴颈轴承座1的球形机壳2，在本实施例中，球形机壳2由左半机壳21和右半机壳22组成，所述球形机壳2体内设有与两端主轴颈轴承座1中心通孔连线成35～55度角且可相对球形机壳2转动的中隔圆环4，所述中隔圆环4体内中部设有一上、下部具有球形顶面13的类球形转动活塞5，所述类球形转动活塞5本体轴心线14的两端部16与中隔圆环4相铰接，所述类球形转动活塞5两侧对称连接有外表面具有球形表面的活塞瓣片7，以使位于中隔圆环4两侧气腔形成A、B、C、D四个工作气室，所述球形机壳2上部或下部对应于中隔圆环4两侧设有进、排气口11和12，所述类球形转动活塞5本体轴心线14与主轴颈9轴心线相垂直时，球形顶面13同时封住进、排气口11和12，所述类球形转动活塞5中部缝口内设有内置圆转板8，所述内置圆转板8两端固定连接有穿入球形机壳2两端主轴颈轴承座1孔内的主轴颈9，所述内置圆转板8周部两侧对称设有分别使A、D工作气室以及B、C工作气室相通的气道L1、L2，所述活塞瓣片7对应于A、B、C、D四个工作气室开设有V1、V2、V3、V4四个气道通孔，所述球形机壳2上设有伸入膨胀做功工作气室的火花塞15。

上述的中隔圆环4与两端轴承座1中心通孔连线成45度角。所述中隔圆环两侧部分别固定连接有一对用以与活塞瓣片工作面配合的凸块17。

当类球形转动活塞5本体轴心线14随中隔圆环4进行转动使球形顶面13无法封住进、排气口11和12时，A工作气室压缩完成并进入下一吸气行程，气道通孔V1呈刚刚封闭状态，A工作气室与进气口接通，D工作气室排气结束并进入下一膨胀做功行程，气道通孔V4呈刚刚开启状态，从而使储有压缩气体的气道L1与D工作气室接通，此时，B工作气室吸气结束并已经进入下一压缩行程，气道通孔V2呈开启状态，从而使气道L2与B工作气室接通以向气道L2内压缩气体，C工作气室膨胀做功结束并已经进入下一排气行程，气道通孔V3呈刚刚封闭状态，C工作气室与排气口接通；当类球形转动活塞5本体轴心线14沿中隔圆环4转过180度角并继续转动时，主轴颈也转过180度角，此时，刚好与前面的工作过程相反，B工作气室压缩完成并进入下一吸气行程，气道通孔V2呈刚刚封闭状态，B工作气室与进气口接通，C工作气室排气结束并进入下一膨胀做功行程，气道通孔V3呈刚刚开启状态，从而使储有压缩气体的气道L2与C工作气室接通，此时，A工作气室吸气结束并已经进入下一压缩行程，气道通孔V1呈开启状态，从而使气道L1与A工作气室接通以向气道L1内压缩气体，D工作气室膨胀做功结束并已经进入下一排气行程，气道通孔V4呈刚刚封闭状态，D工作气室与排气口接通，这样周而复始地工作，从而使得位于中隔圆环4一侧的A、B工作气室交替地进行吸气和压缩行程，而相应地，位于中隔圆环4另一侧的D、C工作气室交替地进行膨胀做功和排气行程，从而实现本发明的整个工作过程。

Claims (3)

1.一种四缸球形内燃发动机主体机构，包括两端设有主轴颈轴承座的球形机壳，其特征在于：所述球形机壳体内设有与两端主轴颈轴承座中心通孔连线成35～55度角且可相对球形机壳转动的中隔圆环，所述中隔圆环体内中部设有一上、下部具有球形顶面的类球形转动活塞，所述类球形转动活塞本体轴心线的两端部与中隔圆环相铰接，所述类球形转动活塞两侧对称连接有外表面具有球形表面的活塞瓣片，以使位于中隔圆环两侧气腔形成A、B、C、D四个工作气室，所述球形机壳上部或下部对应于中隔圆环两侧设有进、排气口，所述类球形转动活塞本体轴心线与主轴颈轴心线相垂直时，球形顶面同时封住进、排气口，所述类球形转动活塞中部缝口内设有内置圆转板，所述内置圆转板两端固定连接有穿入球形机壳两端主轴颈轴承座孔内的主轴颈，所述内置圆转板周部两侧对称设有分别使A、D工作气室以及B、C工作气室相通的气道L1、L2，所述活塞瓣片对应于A、B、C、D四个工作气室开设有V1、V2、V3、V4四个气道通孔，所述球形机壳上设有伸入膨胀做功工作气室的火花塞。

2.根据权利要求1四缸球形内燃发动机主体机构，其特征在于：所述的中隔圆环与两端轴承座中心通孔连线成45度角。

3.根据权利要求1或2所述的四缸球形内燃发动机主体机构，其特征在于：所述中隔圆环两侧部分别固定连接有一对用以与活塞瓣片工作面配合的凸块。

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