CN102828823A - 双对置活塞发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双对置活塞发动机，包括一根曲轴和至少一对气缸，每对气缸包括两个气缸，在每个所述气缸内均设有内活塞和外活塞，所述内活塞和所述外活塞对置设置；每对气缸中的其中一个所述气缸内的所述外活塞经外连杆与所述曲轴的右连杆轴颈连接，该所述气缸内的所述内活塞经内连杆与所述曲轴的左连杆轴颈连接,另一个所述气缸内的所述外活塞经另外的外连杆与所述曲轴的左连杆轴颈连接，该所述气缸内的所述内活塞经另外的内连杆与所述曲轴的右连杆轴颈连接。本发明所公开的技术方案，能使对置活塞发动机运行平稳、寿命长、可靠性高。

Description

双对置活塞发动机
 
技术领域
本发明涉及发动机领域，尤其是一种双对置活塞发动机。
背景技术
    几年来，关于由一根曲轴和一对气缸或和若干对气缸所构成的对置活塞发动机的研究和开发日趋活跃。然而，这类发动机的动平衡计算及设计相当复杂，也是困扰这类发动机得以广泛应用的主要障碍。因此，需要发明一种由一根曲轴和一对气缸或和若干对气缸所构成的，动平衡易于计算和设计的对置活塞发动机。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
一种双对置活塞发动机，包括一根曲轴和至少一对气缸，每对气缸包括两个气缸，在每个所述气缸内均设有内活塞和外活塞，所述内活塞和所述外活塞对置设置；
每对气缸中的其中一个所述气缸内的所述外活塞经外连杆与所述曲轴的右连杆轴颈连接，该所述气缸内的所述内活塞经内连杆与所述曲轴的左连杆轴颈连接,
另一个所述气缸内的所述外活塞经另外的外连杆与所述曲轴的左连杆轴颈连接，该所述气缸内的所述内活塞经另外的内连杆与所述曲轴的右连杆轴颈连接。
所述气缸的对数为一。
每个所述外活塞与两个所述外连杆连接，每个所述内活塞与一个所述内连杆连接，所述曲轴依次由所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述主轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈和所述主轴颈构成。
每个所述外活塞与两个所述外连杆连接，每个所述内活塞与一个所述内连杆连接，所述曲轴依次由所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈和所述主轴颈构成。
每个所述外活塞与两个所述外连杆连接，一个所述内活塞与一个所述内连杆连接，另一个所述内活塞与两个所述内连杆连接，所述曲轴依次由所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈和所述主轴颈构成。
每个所述外活塞与两个所述外连杆连接，每个所述内活塞与两个所述内连杆连接，所述曲轴依次由所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈和所述主轴颈构成。
每个所述外活塞与两个所述外连杆连接，每个所述内活塞与一个所述内连杆连接，所述曲轴依次由所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈和所述主轴颈构成。
每个所述外活塞与两个所述外连杆连接，每个所述内活塞与一个所述内连杆连接，所述外连杆的大头和所述内连杆的大头分别设为由开放式压拉配合体构成，在同一个连杆轴颈上设置一个开放式压拉配合体或正对设置两个开放式压拉配合体，所述曲轴依次由所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述左连杆轴颈和所述主轴颈构成。
每个所述外活塞与两个所述外连杆连接，每个所述内活塞与一个所述内连杆连接，所述外连杆的大头和所述内连杆的大头分别设为由开放式压拉配合体构成，在同一个连杆轴颈上设置一个开放式压拉配合体或正对设置两个开放式压拉配合体，所述曲轴依次由所述主轴颈、所述右连杆轴颈、所述主轴颈、所述左连杆轴颈、所述右连杆轴颈、所述主轴颈、所述左连杆轴颈和所述主轴颈构成。
至少一对所述气缸所对应的所述曲轴的曲轴段与另外一对或若干对所述气缸所对应的所述曲轴的曲轴段之间存在相位差。
一对所述气缸中的一个所述气缸的轴线与另一个所述气缸的轴线设置在同一平面内。
一对所述气缸中的一个所述气缸与所述主轴颈所构成的平面和另一个所述气缸与所述主轴颈所构成的平面存在夹角。
所述双对置活塞发动机设为V型或设为W型对置活塞发动机。 
本发明的原理是：通过调整所述曲轴的形状，以及所述外连杆和所述内连杆与所述曲轴的链接关系，使每对所述气缸中的两个所述外活塞及其所述外连杆相互动态平衡，使每对所述气缸中的两个所述内活塞及其内连杆相互动态平衡，并使每个气缸内的所述内活塞和所述外活塞运动方向相反，使所述双对置活塞发动机正常、平稳工作。
本发明中，所谓的双对置活塞发动机是指具有一对或若干对所述气缸，并在每个气缸内对置设置一个外活塞和一个内活塞，所有所述外活塞和所有所述内活塞和同一根所述曲轴连接的，每一对所述气缸中的两个所述外活塞运动方向相反，两个所述内活塞运动方向相反的发动机。
本发明中，所谓的活塞运动方向相反是指两个活塞同时趋近于各自的上止点、同时趋近于各自的下止点的运动方式。
本发明中，所谓的曲轴段是指整个曲轴中的一段。
本发明中，所谓的外活塞是指设置在所述气缸内的两个活塞中距离所述曲轴较远的一个活塞，所谓的内活塞是指设置在所述气缸内的两个活塞中距离所述曲轴较近的一个活塞。
本发明中，所谓的外连杆是指与所述外活塞连接的连杆，所谓的内连杆是指与所述内活塞连接的连杆。
本发明中，所谓的左连杆轴颈和右连杆轴颈是指具有大于90°小于180°相位差的两类连杆轴颈。所述左连杆轴颈是指从空间某一个角度看上去设置在所述曲轴的主轴颈左侧的连杆轴颈，所述右连杆轴颈是指从同一个角度看上去设置在所述曲轴的主轴颈右侧的连杆轴颈，本发明中采用左和右的说法只是为了区别两种连杆轴颈之目的。
本发明中，在每个所述气缸的壁上设扫气进气口和扫气排气口。
本发明中，在一个所述气缸内的两个活塞之间设燃烧室。
本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置燃油喷射器。
本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置火花塞。
本发明中，应根据热能与动力及气体压缩领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。
本发明的有益效果如下:
本发明所公开的技术方案，能使对置活塞发动机运行平稳、寿命长、可靠性高。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；
图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；
图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；
图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；
图7是图6的M-M剖视图；
图8是图6的N-N剖视图；
图9是图6的E部放大图；
图10是图6的F部放大图；
图11所示的是本发明实施例7的结构示意图；
图12所示的是本发明实施例8的结构示意图；
图13所示的是本发明实施例9的结构示意图；
图中：
1气缸、21外活塞、 22内活塞、3曲轴、41外连杆、42内连杆、5主轴颈、61右连杆轴颈、62左连杆轴颈、9开放式压拉配合体。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的双对置活塞发动机，包括一对气缸1、一根曲轴3和四个活塞，在每个所述气缸1内对置设置两个所述活塞，同一个所述气缸1内的两个所述活塞中的距离所述曲轴3远的所述活塞设为外活塞21，同一个所述气缸1内的两个所述活塞中的距离所述曲轴3近的所述活塞设为内活塞22，与所述外活塞21连接的连杆设为外连杆41，与所述内活塞22连接的连杆设为内连杆42；设置在所述曲轴3的主轴颈5右侧的连杆轴颈设为右连杆轴颈61，设置在所述曲轴3的主轴颈5左侧的连杆轴颈设为左连杆轴颈62；一个所述外活塞21（图1中上方的气缸内的外活塞）经所述外连杆41与所述右连杆轴颈61连接，另一个所述外活塞21（图1中下方的气缸内的外活塞）经另外的外连杆41与左连杆轴颈62连接；一个所述内活塞22（图1中上方的气缸内的内活塞）经所述内连杆42与所述左连杆轴颈62连接，另一个所述内活塞22（图1中下方的气缸内的内活塞）经另外的内连杆42与所述右连杆轴颈61连接；每个所述外活塞21与两个所述外连杆41连接，每个所述内活塞22与一个所述内连杆42连接，所述曲轴3依次由所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述主轴颈5、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62和所述主轴颈5构成。一个所述气缸1的轴线与另一个所述气缸1的轴线可设置在同一平面内。在每个所述气缸的壁上设扫气进气口和扫气排气口。在每个所述气缸内的两个活塞之间设燃烧室。
选择性地，本实施例中的活塞与连杆轴颈的连接关系可以在满足以下条件的情况下进行调整：当某个所述气缸1内的所述外活塞21与所述右连杆轴颈61连接时，此所述气缸1内的所述内活塞22与所述左连杆轴颈62连接，或者当某个所述气缸1内的所述外活塞21与所述左连杆轴颈62连接时，此所述气缸1内的所述内活塞22与所述右连杆轴颈61连接。
实施例2
如图2所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：所述曲轴3依次由所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62和所述主轴颈5构成。
实施例3
如图3所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：每个所述外活塞21与两个所述外连杆41连接，一个所述内活塞22与一个所述内连杆42连接，另一个所述内活塞22与两个所述内连杆42连接，所述曲轴3依次由所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61和所述主轴颈5构成。
实施例4
如图4所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：每个所述外活塞21与两个所述外连杆41连接，每个所述内活塞22与两个所述内连杆42连接，所述曲轴3依次由所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61和所述主轴颈5构成。
实施例5
如图5所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：每个所述外活塞21与两个所述外连杆41连接，每个所述内活塞22与一个所述内连杆42连接，所述曲轴3依次由所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62和所述主轴颈5构成。
实施例6
如图6所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：每个所述外活塞21与两个所述外连杆41连接，每个所述内活塞22与一个所述内连杆42连接，所述外连杆41的大头和所述内连杆42的大头分别设为由开放式压拉配合体9构成，在同一个连杆轴颈上设置一个开放式压拉配合体9（如图7和图10所示）或正对设置两个开放式压拉配合体9（如图8和图9所示），所述曲轴3依次由所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述左连杆轴颈62和所述主轴颈5构成。
实施例8
如图11所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：每个所述外活塞21与两个所述外连杆41连接，每个所述内活塞22与一个所述内连杆42连接，所述外连杆41的大头和所述内连杆42的大头分别设为由开放式压拉配合体9构成，在同一个连杆轴颈上设置一个开放式压拉配合体9或正对设置两个开放式压拉配合体9，所述曲轴3依次由所述主轴颈5、所述右连杆轴颈61、所述主轴颈5、所述左连杆轴颈62、所述右连杆轴颈61、所述主轴颈5、所述左连杆轴颈62和所述主轴颈5构成。
实施例9
如图12所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：所述双对置活塞发动机还包括另一对所述气缸1。
具体实施时，所述双对置活塞发动机也可包括三对以上所述气缸1。
所述双对置活塞发动机包括多对所述气缸1时，至少一对所述气缸1所对应的所述曲轴3的曲轴段与另外一对或若干对所述气缸1所对应的所述曲轴3的曲轴段之间存在相位差。
实施例10
如图13所示的双对置活塞发动机，其与实施例1的区别在于：一对所述气缸1中的一个所述气缸1与所述主轴颈5所构成的平面和另一个所述气缸1与所述主轴颈5所构成的平面存在夹角Φ。所述双对置活塞发动机构成V型对置活塞发动机。
具体实施时，包含多对所述气缸1的所述双对置活塞发动机也可设为W型对置活塞发动机。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双对置活塞发动机，包括一根曲轴（3）和至少一对气缸（1），其特征在于：每对气缸（1）包括两个气缸（1），在每个所述气缸（1）内均设有内活塞（22）和外活塞（21），所述内活塞（22）和所述外活塞（21）对置设置；
每对气缸（1）中的其中一个所述气缸（1）内的所述外活塞（21 ）经外连杆（41）与所述曲轴的右连杆轴颈（61）连接，该所述气缸（1）内的所述内活塞（22）经内连杆（42）与所述曲轴的左连杆轴颈（62）连接,
另一个所述气缸（1）内的所述外活塞（21）经另外的外连杆（41）与所述曲轴的左连杆轴颈（62）连接，该所述气缸（1）内的所述内活塞（22）经另外的内连杆（42）与所述曲轴的右连杆轴颈（61）连接。
2.如权利要求1所述双对置活塞发动机，其特征在于：所述气缸（1）的对数为一。
3.如权利要求1或2所述双对置活塞发动机，其特征在于：每个所述外活塞（21）与两个所述外连杆（41）连接，每个所述内活塞（22）与一个所述内连杆（42）连接，所述曲轴（3）依次由所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述主轴颈（5）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）和所述主轴颈（5）构成。
4.如权利要求1或2所述双对置活塞发动机，其特征在于：每个所述外活塞（21）与两个所述外连杆（41）连接，每个所述内活塞（22）与一个所述内连杆（42）连接，所述曲轴（3）依次由所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）和所述主轴颈（5）构成。
5.如权利要求1或2所述双对置活塞发动机，其特征在于：每个所述外活塞（21）与两个所述外连杆（41）连接，一个所述内活塞（22）与一个所述内连杆（42）连接，另一个所述内活塞（22）与两个所述内连杆（42）连接，所述曲轴（3）依次由所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）和所述主轴颈（5）构成。
6.如权利要求1或2所述双对置活塞发动机，其特征在于：每个所述外活塞（21）与两个所述外连杆（41）连接，每个所述内活塞（22）与两个所述内连杆（42）连接，所述曲轴（3）依次由所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）和所述主轴颈（5）构成。
7.如权利要求1或2所述双对置活塞发动机，其特征在于：每个所述外活塞（21）与两个所述外连杆（41）连接，每个所述内活塞（22）与一个所述内连杆（42）连接，所述曲轴（3）依次由所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）和所述主轴颈（5）构成。
8.如权利要求1或2所述双对置活塞发动机，其特征在于：每个所述外活塞（21）与两个所述外连杆（41）连接，每个所述内活塞（22）与一个所述内连杆（42）连接，所述外连杆（41）的大头和所述内连杆（42）的大头分别设为由开放式压拉配合体（9）构成，在同一个连杆轴颈上设置一个开放式压拉配合体（9）或正对设置两个开放式压拉配合体（9），所述曲轴（3）依次由所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述左连杆轴颈（62）和所述主轴颈（5）构成。
9.如权利要求1或2所述双对置活塞发动机，其特征在于：每个所述外活塞（21）与两个所述外连杆（41）连接，每个所述内活塞（22）与一个所述内连杆（42）连接，所述外连杆（41）的大头和所述内连杆（42）的大头分别设为由开放式压拉配合体（9）构成，在同一个连杆轴颈上设置一个开放式压拉配合体（9）或正对设置两个开放式压拉配合体（9），所述曲轴（3）依次由所述主轴颈（5）、所述右连杆轴颈（61）、所述主轴颈（5）、所述左连杆轴颈（62）、所述右连杆轴颈（61）、所述主轴颈（5）、所述左连杆轴颈（62）和所述主轴颈（5）构成。
10.如权利要求1所述双对置活塞发动机，其特征在于：至少一对所述气缸（1）所对应的所述曲轴（3）的曲轴段与另外一对或若干对所述气缸（1）所对应的所述曲轴（3）的曲轴段之间存在相位差。
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