CN101413435B - 单缸体圆环形缸体内燃机 - Google Patents

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Abstract

单缸体圆环形缸体内燃机。本发明属于动力机械，特别是旋转活塞式内燃机。本内燃机的活塞与缸体的缸壁贴合面为半径相同的圆环结构，活塞的转动中心与圆环形缸体的中心一致，活塞传动连接至装于转动主轴的离合器，活塞装于圆环缸壁的内、外同心圆环面间，活塞臂为圆弧形，活塞臂末端与连接杆一端固定，连接杆的另一端连接转动主轴上的离合器，活塞传动连接有回位机构，活塞的回位机构为弹簧，即弹簧一端连接于连接杆，弹簧另一端连接在机架上。本发明结构简单，活塞的受力合理，无力传递的死点，输出的扭矩大，对运动部件的磨损小。

Description

单缸体圆环形缸体内燃机
分案原申请日：2006.1.12
分案原申请号：200610010629X
分案原发明创造名称：圆环形缸体内燃机
技术领域
本发明属于动力机械，特别是旋转活塞式内燃机。
背景技术
传统的内燃机是人们熟知的曲柄连杆机构内燃机，它将活塞在缸体中的直线往复运动转变成曲轴的旋转运动，再输出到工作机械。由于连杆与活塞运动方向的夹角随时在变动，沿连杆传向铰接点的力有很大部分的分力是径向力，不使转动主轴做功，只会产生轴压或反作用于缸体，导致对轴承和缸壁的付加磨损，而切向分力在360°间只有一个点最大，致使内燃机的功效低、输出的扭矩小、耗能高；当夹角等于0°时，机构为力传递死点，单缸内燃机为克服这一死点，增加飞轮及增加机构设置，增大机体重量，同时也增大耗油量；力传递输出最大的转矩位置受限，爆震燃烧容易造成缸体的破损和机构的破坏，因此避免采用爆震燃烧，以至汽油机不使用较高的增压值来提高功率。
为了解决曲柄连杆机构内燃机的力传递死点的问题及机械效率低的问题，马自达等国外大公司采用了三角活塞转子发动机。其尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，但其狭长的燃烧室形状不太有利于完全燃烧，火焰传播路径较长，使得燃油和机油的消耗增加、热工效率较低，而且转子发动机只能用点燃式，不能用压燃式，也就是不能采用柴油，另外，转子发动机的加工制造技术高，成本比较贵，推广困难，因此与曲柄连杆机构内燃机一样，属于高能耗、高污染产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单缸体圆环形缸体内燃机，其结构简单，尺寸小，重量轻，活塞的受力合理，无力传递的死点，输出的扭矩大，热工效率高，对运动部件的磨损小，可加强燃烧，相对减少空气污染。
解决本发明的技术问题所采用的方案是：活塞与缸体的缸壁贴合面为半径相同的圆环面，活塞的转动中心与圆环形缸体的中心一致，活塞传动连接至装于转动主轴的离合器，活塞装于圆环缸壁的内、外同心圆环面间，活塞臂为圆弧形，活塞臂末端与连接杆一端固定，连接杆的另一端连接转动主轴上的离合器，活塞传动连接有回位机构，该回位机构为弹簧联动的，即弹簧一端连接于连接杆，弹簧另一端连接在机架上。
本发明的的技术效果：
(1)燃烧机构产生的燃膨力直接转化成主轴的旋转运动，因此机械效率高，无力传递的死点，主轴转动半径增大，输出的扭矩大，热工效率高，对运动部件的磨损小，可减小设备尺寸，降低重量、振动和噪声，减少排污程度。
(2)克服了曲柄连杆机构内燃机燃烧夹角小的不利影响，在高速旋转条件下，其优越性更加突击，不再忧虑燃烧角提前或延后对功能的影响和损失。
(3)可使用较高的增压值来提高功率，不在避讳爆震燃烧。
(4)由于转动主轴不存在变动的径向力影响，只存在旋转离心力作用，极大地减少对气缸壁和活塞的磨损，极大地减少转动主轴支撑磨损，使其提高使用寿命。
(5)转动主轴回转半径得到合理有效地提高，增加了燃膨力作用半径，极大地提高有效转矩的输出；又使机构设置紧凑，降低了整个机体的重量，此条件为设计小型内燃机和大功率内燃机提供了可靠的基础保证。
(6)混合气体在较长气缸的存在燃烧，排出的有害气体将减少，有力地降低对环境的污染。
附图说明
图1为本发明的单缸体内燃机结构示意图；
图中各标号依次表示：缸体1-1、活塞1-2、活塞臂1-3、连接杆1-4、弹簧1-5、离合器1-6、转动主轴1-7。
具体实施方式
实施例1
参见图1，可见单缸体内燃机的局部，缸体1-1与活塞1-2的贴合面为内外两层圆环面，活塞1-2围绕缸体1-1的中心旋转，当燃烧机构爆燃时，膨胀气体始终从切向推动活塞1-2旋转，活塞1-2通过活塞臂1-3、连接杆1-4将旋转力矩传到离合器1-6，此时离合器1-6与转动主轴1-7为结合状态，转动主轴1-7顺时针转动；当进入排气阶段时，活塞1-2的转速下降，转动主轴1-7则速度较快，离合器1-6处于脱离状态，可避免机构的强烈震动，起到了保护作用；当排气结束时，活塞1-2停止转动，弹簧1-5作为回位机构，其一端连接于连接杆1-4，另一端连接在机架上，可轻松地将活塞1-2拉回爆燃的起始点。

Claims (1)

1.一种单缸体圆环形缸体内燃机，活塞与缸体的缸壁贴合面为半径相同的圆环面，活塞的转动中心与圆环形缸体的中心一致，活塞传动连接至装于转动主轴的离合器，活塞装于圆环缸壁的内、外同心圆环面间，活塞臂为圆弧形，活塞臂末端与连接杆一端固定，连接杆的另一端连接转动主轴上的离合器，活塞传动连接有回位机构，其特征在于：活塞的回位机构为弹簧联动的，即弹簧一端连接于连接杆，弹簧另一端连接在机架上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0093822A1 (de) * 1982-04-22 1983-11-16 Antonino Vitale Drehkolbenmotor mit kontinuierlicher Verbrennung
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