CN103061873A - 一种高效双四冲程内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效双四冲程内燃机，包括气缸、配气机构、燃料供应系统、冷却系统和润滑系统，所述气缸由定子（3）、转子（5）、偏心转轴（4）构成，定子（3）为一非圆内腔、转子（5)为一定长的梭形滑块，转子5绕偏心转轴(4)旋转并滑动，其端部弧面的运动轨迹与定子（3）内腔的非圆曲线相吻合；梭形滑块转子（5）两端下侧的定子（3）上设置有吸气口（1）和排气口（7），所述吸气口（1）和排气口（7）上设置有由配气拨动轮盘（9）控制的吸气阀(2)、排气阀(8)；转子（5）在定子（3）内逆时针每旋转720°，气缸完成连续两次吸气、两次压缩、两次作功、两次排气的工作循环，可广泛应用于工业领域，具有广阔的市场前景。

Description

一种高效双四冲程内燃机

技术领域

本发明涉及变容机构领域，具体涉及一种高效双四冲程内燃机。

背景技术

人类研究内燃发动机已有很长历史了，其中应用最为广泛的是活塞式曲轴发动机，它具有较高的可靠性，且在四冲程循环工作状况下具有较好的工作效率，但是其缺点也是鲜为人知的：结构复杂、体积大、转速有限。为此，我们继而发明了三角转子发动机和其它种类的发动机，这些发明虽然在原理上解决了转速、体积等问题，但终因各种原因至今未能广泛的得到推广使用。分析其原因主要是：三角转子发动机因燃烧室和膨胀工作腔的面容比过大，造成传热损失过大，热效率低而无法得以应用。此外，作为现有技术的各类流体泵、液压马达或流体液压机，与本发明相比随同属变容工作机构，但其结构设计和工作原理完全不同。例如：叶片泵（马达）是在一圆形腔内、偏置的转子上设置沿径向滑动的辐射状可伸缩叶片；或者是在一由多段圆弧组成的封闭圆弧腔内，没有偏置的转子上设置沿径向滑动的可伸缩辐射状叶片，它们的缺点是：结构复杂、容积变容比小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种科学原理独特、结构简单紧凑、效率高、面容比较为理想、且宽速域的转子内燃发动机和一种结构简单、高容积效率、具有自吸能力的变容机构。

     为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种高效双四冲程内燃机，包括气缸、配气机构、燃料供应系统、冷却系统和润滑系统，其特征在于：所述气缸由定子、转子、偏心转轴构成，所述定子为一非圆内腔、转子为一定长的梭形滑块，转子绕偏心转轴旋转并滑动，其端部弧面的运动轨迹与定子内腔的非圆曲线相吻合；所述梭形滑块转子两端下侧的定子上设置有吸气口和排气口，所述吸气口和排气口上设置有由配气拨动轮盘控制的吸气阀、排气阀；转子在定子内逆时针每旋转720°，气缸完成连续两次吸气、两次压缩、两次作功、两次排气的工作循环。

    所述偏心转轴的偏心率为定子内腔等效半径的37%。

    一种根据权利要求1所述内燃机制得的变容机构，其特征在于：所述内燃机定子的吸气口和排气口上不设置配气拨动轮盘、吸气阀、排气阀时，该内燃机即为一种变容机构。

    本发明与现有技术相比具有原理科学独特、结构简单紧凑、燃烧室面容比较理想、功率输出平衡可靠，是一种宽功率域、宽转速域和新型高效内燃发动机，也可作为一种结构简单，高容积效率和利用率，并具有自吸能力的流体泵、马达和压缩机等变容机构，可广泛应用于各工业领域，填补了我国内燃机及变容机构行业的一项空白。

附图说明

图1是为高效双四冲程内燃机结构图；

图2为本发明缸体部分结构图；

图3为本发明双四冲程工作原理图。

图中标示：1.吸气口；2.吸气阀；3.定子；4.转轴；5.梭形滑块转子；6.火花塞；7.排气口；8.排气阀；9.配气拨动轮盘。

具体实施方式

如附图1、2所示，一种高效双四冲程内燃机，包括气缸、配气机构、燃料供应系统、冷却系统和润滑系统，所述气缸由定子3、转子5、偏心转轴4构成，所述定子3为一非圆内腔、转子5为一定长的梭形滑块，转子5绕偏心转轴4旋转并滑动，其端部弧面的运动轨迹与定子3内腔的非圆曲线相吻合；所述梭形滑块转子5两端下侧的定子3上设置有吸气口1和排气口7，所述吸气口1和排气口7上设置有由配气拨动轮盘9控制的吸气阀2、排气阀8；转子5在定子3内逆时针每旋转720°，气缸完成连续两次吸气、两次压缩、两次作功、两次排气的工作循环，所述偏心转轴4的偏心率为定子内腔等效半径的37%。

一种根据权利要求1所述内燃机制得的变容机构，所述内燃机定子3的吸气口1和排气口7上不设置配气拨动轮盘9、吸气阀2、排气阀8时，该内燃机即为一种变容机构。

下面结合附图3进一步描述本发明高效双四冲程内燃机的工作原理，梭形滑块转子5绕偏心转轴4任意转动，将非圆定子内腔3分隔成两个独立的空腔，当梭形滑块转子5在转轴4带动下回转时，它的两端既在定子3内表面滑动，又相对转轴4作往复运动，使得转子5相对应的两空腔容积不断发生变化，然后在配气机构作用下，完成连续两次吸气、两次压缩、两次作功、两次排气的双四冲程作功循环。具体说明如下：转子5对应两工作腔分别称a腔和b腔，当转子5从图3-A的Ⅰ-Ⅰ位置开始逆时针转动后，a腔吸入雾化燃油混合气，且容积渐渐变大，b腔容积减小，通过排气阀8排出废气，当转子5继续逆时针回转180°到图3-B的Ⅱ-Ⅱ状态时，排气阀8被配气拨动轮盘9拨至关闭，a腔容积增至最大值，此时b腔第二次吸入混合气，当转子5继续逆时针旋转180°到图3-C的Ⅲ-Ⅲ位置时，进气阀2被配气拨动轮盘9关闭，a腔容积压缩最小值，火花塞6点燃混合气，a腔膨胀作功，燃气压力迫使转子作功旋转180°即转子对轴线图在3-D的Ⅳ-Ⅳ位置时排气阀8开启，b腔已被压缩至最小值，火花塞6又点燃其进行第二次作功，迫使转子再作功旋转180°，排气阀8排出a腔废气，即转子对称轴线回到图3-A的Ⅰ-Ⅰ状态时，进气阀2开启，转子a腔吸入雾化燃油混合气，b腔排出废气。在旋转720°后开始下一轮循环，飞轮使转轴惯性稳定转动。这样，实现了本发明的双四冲程循环，即：连续吸气两次、压缩两次、作功两次、排气两次、再进入下一循环。

当上述发明去掉排气阀8、进入阀2和配气拨动轮盘9时，即进口、出口为常开状态，梭形滑块转子5使a、b腔发生规律性容积改变，即为具有自吸能力的液体泵、马达或压缩机等变容机械。

 本发明以发明人实施后，与现有技术相比较有着明显的效果，下表例举出部分性能参数对比：

两类泵部分性能比较

                                                 

    从上表对比数据可以看出，本发明所制得的内燃发动机各项性能均优于现有技术。

   由于本发明应用范围广泛，因此利用本发明内容制作的内燃发动机以及压缩机等产品，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高效双四冲程内燃机，包括气缸、配气机构、燃料供应系统、冷却系统和润滑系统，其特征在于：所述气缸由定子（3）、转子（5）、偏心转轴（4）构成，所述定子（3）为一非圆内腔、转子（5)为一定长的梭形滑块，转子5绕偏心转轴(4)旋转并滑动，其端部弧面的运动轨迹与定子（3）内腔的非圆曲线相吻合；所述梭形滑块转子（5）两端下侧的定子（3）上设置有吸气口（1）和排气口（7），所述吸气口（1）和排气口（7）上设置有由配气拨动轮盘（9）控制的吸气阀(2)、排气阀(8)；转子（5）在定子（3）内逆时针每旋转720°，气缸完成连续两次吸气、两次压缩、两次作功、两次排气的工作循环。

2.根据权利要求1所述的双四冲程内燃机，其特征在于：所述偏心转轴（4）的偏心率为定子内腔等效半径的37%。

3.一种根据权利要求1所述内燃机制得的变容机构，其特征在于：所述内燃机定子（3）的吸气口（1）和排气口（7）上不设置配气拨动轮盘（9）、吸气阀（2）、排气阀(8)时，该内燃机即为一种变容机构。

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