CN103362644A - 多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，一种不同于现有内燃机如四冲程两冲程内燃机，它进一步完善了本人已授权的一冲程对爆自由活塞发动机，及一冲程对爆内燃机，其特征是二个或两个以上对置的汽缸头，在两端主汽缸(爆炸作功汽缸)之后接着安装了一个进气扫气汽缸与中间机身连接，以主轴为中心，每边两个汽缸，两个活塞，结构相同，在汽缸同一中心线上，用四个活塞组成了一个活塞体，借上下齿条推动形似半边齿轮带动主轴顺时针方向转动，两边对爆，通过主轴对外作功解决了前两个专利在实践中未能达到同步运行的目的。另外设计了多能源装置，在同一机体上，只需变动几个部件，即可使用多能源，是对现有内燃机的革命。

Description

多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机

技术领域

本发明属于内燃机技术领域：具体涉及一种多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机。

背景技术

就申请人所知，现有应用最多的四冲程内燃机，主轴每两转才产生一次作功冲程，机体笨重造价高，再则膨胀冲程设计过长，则机组结构增重，得不偿失。设计短，则机重虽减轻，但燃气未得到充分膨胀，大部份由排气带走，效率降低，并导致大量废气污染，而二冲程内燃机则只适用于小型动力如摩托车，效率低，废气污染更大。而现有自由活塞燃气轮机组或自由活塞流体泵通过流体马达作动力，不能直接推动主轴转动，结构复杂，专利号：ZL9438030.4“一冲程对爆自由活塞发协机”及ZL专利号0025386.0“一冲程对爆内燃机”是由本人发明的两个专利，则在实践中未能解决同步，进气、扫气、压气爆炸问题，及点火微调问题，达不到预期的目的，更没有在同一机体上进行多种能源的设计，本发明是通过近十年的不断摸索完善的一种新的发明。

发明内容

本发明要解决的问题是完善本人前两个或两个以上对置的汽缸头的主气缸即爆炸汽缸与机身之间，另连接了一个进气扫气汽缸与机身连接，以主轴为中心，两边各有两个汽缸共一个机身，构成四个汽缸，在同一中心线上，另外在机身侧设置了可微调的点火机构，泵油机构，解决点火时间，并设计了同时控制两端爆炸的起动系统。此外又进一步设计了在同一机体上使用多种能源的装置，可变动几个部件，即可换用汽油、煤气、沼气等多种燃料构成一种多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机。

机身中间置有主轴，用上下齿条驱动，上下齿条各有一个新发明的多管弹性齿和薄片齿，主轴中间设计了一个形似半边齿轮，与齿条齿合，上下齿条用连接板连接，左右各一连接板，与进气扫气汽缸中的圆柱形活塞杆连接，活塞杆的另一端与主汽缸即爆炸作功汽缸中的活塞连接，活塞外周设置了活塞环与主汽缸磨合，活塞杆中部与进气扫气活塞用螺纹固定，进气扫气活塞有多个圆孔，构成扫气通道，进气扫气活塞上安装了扫气阀。进气扫气汽缸与机身中间增设了一个进气隔板，隔板上装有进气阀，圆柱形活塞杆制成空心，有润滑油进入活塞油环。

机身两边结构相同，当左端活塞到达左死点时，汽缸内之油气被压缩进入预燃室产生爆炸膨胀作功，推动活塞向右运动，通过连杆及上齿条推动形似半边齿轮带动主轴顺时针方向旋转，对外作功。当右边活塞到达右死点时，右边又产生爆炸膨胀排气作功冲程，下齿条推动形似半边齿轮有齿部份向左，不断进行相互对爆，构成不断左右对爆，推动主轴产生同向旋转，对外作功。当这边产生爆炸膨胀排气，对边即同时进气扫气压气两边是同时进行，由于每边增加了一个进气扫气汽缸，故在高速运行中保证了必需的空气进入量和更多的扫气，在一个行程中完成了现有四冲程内燃机的全部工作，达到运转正常的目的，由于另设计了多能源使用装置，故称多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，对现有内燃机进行了革命。

技术方案

多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，包括齿条推动形似半边齿轮以及弹性齿与齿条连锁机构，供油装置汽油点火装置，起动、排气、消声装置，两端有两个相对置的主汽缸，主汽缸与机身中间增设一个进气扫气汽缸，机身中间设置有主轴和上下齿条，主轴一端装有一个飞轮，另一端装有输出法兰，与被带动的机体连接，对外作功，主轴中间装有一个形似半边齿轮，半边齿轮有齿部份与上下齿条齿合，主轴两边有泵油机构，中间装有泵油凸轮和泵油时间微调机构。进气扫气活塞中间设计多个扫气孔，其上安装扫气阀，机身与进气扫气汽缸之间增设一个隔板，隔板上装有进气阀。另外设计了可在同一机体上使用多种能源的装置，可使用柴油、汽油、煤气、沼气等。

有益效果

1、由于主轴每一回转产生两次作功冲程，为现有应用最多的四冲程内燃机的四倍，故转速大大提高机身重量大大减轻，生产成本与同功率内燃相比也成倍地降低，外形尺寸大大缩小，应用范围大为扩大。

2、是一种卧式机体，便于将汽缸加长，以增大膨胀冲程，提高其热效率及功率，燃烧完全减少污染，是一种低碳环保内燃机。

3、齿条推动形似半边齿轮使主轴作同向回转，比曲轴连杆机构机械效率高，活塞与汽缸不产生偏磨，机组使用寿命长。

4、便于采用卧式机身安装在车辆上，降低其机身高度，增大汽车和拖拉机前部的座位空间，便于增加座位。

5、便于设计成超轻型民用航空动力，和取代现有船舶高速火车上的笨重内燃机，增大其功率扩大其使用领域。

6、可利用现有内燃机生产厂及原有产品市场，对另部件生产线加以改造设计成新的机型，快速上马，增大市场竞争力

7、可在同一机体上使用多种能源，方便了用户，扩大了使用领域。

8、如果由国家召集各内燃机厂进行现有内燃机更新换代，普遍推广这种新的内燃机，进行一场内燃机革命，这不仅为国家创造了大量财富，节约了大量能源，减少了环境污染，更可为国家节约大量金属和钢材，其数字难以估计。

附图说明

图1多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机机组剖视图

图2多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机机组外形俯视图

图3多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机泵油点火时间微调装置俯视图

图4多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机机组减压阀剖示

图5多能源低碳节能环保同步冲程对爆内燃机四机组共一公共机身15俯视图

图6多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机多能源装置，及使用汽油和气体燃料时点火线路图化油器安装部位(右侧)及起动装置

图7多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机多管状扁平齿、及薄片弹性齿的结构

具体实施方式

实施举例1：

如图1所示，是多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机的一种机型示意图，图2为其外型俯视图。其各部名称编号如下：预燃室1，汽缸盖2，主汽缸带油路活塞3，减压装置4，主汽缸5，圆柱形带油路活塞杆6，冷却水套7，进水管8，排气孔9，扫气阀10，进气扫气活塞11，进气扫气汽缸12，进气阀13，进气隔板14，机身15，上下齿条连接板16，上齿条17，多管弹性齿18，空气过滤装置19，形似半边齿轮20，主轴组合21，主轴销子22，下齿条23，薄片短弹性齿24，放油螺栓25，主轴轴承26，主轴飞轮27，主轴输出法兰28，泵油装置29，微调装置30，左边油泵31，右边油泵32，凸轮33，微调螺轴34，固定螺栓35，园头螺母36，压杆37，电磁铁38，复位弹簧39，减压阀40，肖子41，蓄电池42，扁平齿43，压缩弹簧44 ，机身密封盖45，化油器46，空气调节阀47，气体燃料调节阀48，气体燃料管49，点火线圈50，右断电白金51，左断电白金52，火花塞53，喷油器54。

整个工作进程如下：

如图1所示，左边主汽缸活塞3到达左死点，压缩左边汽缸内早已进入之扫气(空气)喷油点火，迫使汽缸内活塞体(包括两边活塞、活塞杆等运动机构的总称)向右行，上齿条17推动形似半边齿轮20之有齿部份回转，由于在主汽缸活塞3开始向左时，形似半边齿轮20的一个齿迫使上弹性齿18，上行移位，使形似半边齿轮20与上齿条17挂上了，而其下边的最后一个齿又早已将下齿条2 3上的弹性齿移位，进入无齿部份，又由于主轴组合21的飞轮2 7的回转惯性，或主轴始终向同方向即顺时针方向回转，对外通过输出法兰28带动其

机械作功，如发电机水泵等达到本内燃机作为两端对爆的最新的一种内燃机之目的。当右边主汽缸活塞到达右死点时，又同样压缩右边已进入之扫进入右边之预燃室喷油点火，迫使整个活塞体又向左运行，而此时上齿条17已推动主轴回转到形似半边齿轮20之无齿部份，使形似半边齿轮20下边的第一个齿迫使下齿条23上的弹性齿24位移，与下齿条23挂上了，故下齿条23开始左行时，又继续推动主轴组合21沿时针方向运行对外作功，如此活塞相互对爆，即完成了这种世界上最新的快速运转内燃机，它的特点是主轴一个回转产生两次爆炸膨胀对外作功冲程，为现有汽车拖拉机等四冲程内燃机的四倍，同一缸径的机体总是两边成对出现卧式安装，其压缩冲程是推动活塞体给主轴组合21，借对边汽缸爆炸膨胀作功来完成的，而不是现有两冲程内燃机是完全借主轴

单一的飞轮惯性达到压缩进入的可燃气的，它的爆炸膨胀作功不仅要大于两冲程单靠飞轮惯性来完成，而且比四冲程的爆炸膨胀压力也要

，因为它的膨胀冲程可设计比四冲程机较长，燃烧也较完全，污染少，有利于环保，这种内燃机的出现，将使现有内燃机产生根本性的变革，使机体大大减轻，转速大大增加，造价大降低，如全面推广，至少可节约现在生产的汽车拖拉机等内燃机重量一倍以上，引导内燃机的全部革命。再一个特点，即其结构非常简单，用卧式机体可安装在汽车头部增加汽车座位，再一个特点，是增加汽车发动机的膨胀冲程，减少排气中的未燃烧的一氧化碳，故是一种低碳节能环保内燃机，使主汽缸内做到燃烧完全，另一个最大特点即机身两边共四个汽缸活塞在同一中心线上运动，不产生偏磨。关于泵油点火装置

如图3所示，为泵油点火装置示意图。

左边油泵31，安装于机身中央主轴组合2 1的左侧，右边油泵32，安装于机身的右侧。当主轴组合21顺时针旋转时，其上之33凸轮迫使安装于主轴组合2 1两侧之高压油泵31，及高压油泵32泵油，油泵上安装有高压油管与汽缸盖预然室1之喷油器5 4连接，主轴上之凸轮3旋转时，一个回转对左右油泵各泵油一次，使左右两边汽缸各喷油爆炸一次。关于点火时间微调装置

如图3下图所示，为点火微调装置俯视图，图中可调凸轮33之侧有细齿，当点火时间按泵油提前角安装后，如雲微调，可转动螺轴34进行微调，调好后用螺栓35固定在主轴21上。

如图4所示，为减压阀剖视，各名称如下：园头螺母36，压杆37，汽缸盖2，电磁铁38 ，复位弹簧39，减压阀40，肖子41，蓄电瓶42。

关于机组的起动

机组起动首先按起动开关，此时电路接通，减压阀被电磁铁吸住开启，随即飞轮被电动机上之小齿轮齿合转动，达到一定转速后即泵油点火，电磁铁电路关闭，减压阀同时处于关闭状态，机组进行运转，电动机与飞轮脱开。与一般汽车内燃机起动相似，不详述。

调速装置

调速主要是控制两边油泵进油量，油泵采用与其相适应的现有内燃动力的油泵。

多机组运行

图5为多机组多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机示意图。

其特点是多机组都是成对排列共一主轴组合21和一公共机身15，主轴组合21前后有飞轮27各1个，其剖视图内部结构如图1所示，其俯视图则如图5所示。也可多个机组机身共一主轴组合21。

图6为多能源如汽油或气体燃料如煤气、木燃气、沼气、天燃气、液化气为能源的装置，有空气过滤器装置19安装在机身15的密封压盖45上，其上有化油器46、空气调节阀47、燃料调节阀48、气体燃料管49、点火线圈50、右断电白金51、左断电白金52、火花塞53，火花塞53安装在预燃室之侧，其上为喷油器54。

图7为多管状扁平齿结构，及一薄片弹簧或多片弹簧结构。

图为多根管状，中间每个管中有一压缩弹簧4 4，每根管与一个较宽的扁平齿43连接。薄片弹簧采用多个铆钉与一个短齿铆合或焊合，用多个螺钉压在齿条上，齿条下部有一个缺口，以便形似半边齿轮转来时，使弹性齿移位，便于与齿条挂上，保证向顺时针方向旋转。

关于多能源的使用

关于多能源的使用，只需在同一机组上将使用柴油时主轴组合21左右的两个油泵退后换上左右白金52与51，将化油器46或气体燃料管49接上，调好空气调节阀47及燃料调节阀48，即可开机运行。

关于电路点火线路说明

如图6右图所示，为使用汽油或气体燃料时使用火花塞线路图。42为蓄电瓶，其正极与点火线圈50中之初级线圈正极连接，由于凸轮53顺时针方向旋转，使左右白金52，51电路接通，白金断开时，点火线圈之高压线圈产生感应高压电流，通过点火线圈中央之高压线令送至汽缸盖预燃室之火花塞，使被压缩之汽油或气体燃料混合气点火，产生爆炸膨胀作功冲程，蓄电瓶之负极，与白金、火花塞之负极均接地，线路划有丝状的线代表高压线。

Claims (10)

1.多能源低碳节能环保同步一冲对爆内燃机，包括齿条与形似半边齿轮以及弹性齿与齿条连锁机构，三种曲轴连锁机构，供油装置、汽油点火装置，起动装置，排气消声装置其特征是：两个或两个以上(对置)主轴组合21为中心，每边两个汽缸，两边结构相同，在同一中心线上，共四个汽缸，四个活塞，主汽缸5前端有汽缸盖2，主汽缸内有带油路主气缸活塞3，与带油路圆柱形活塞杆6连接，活塞杆中间与进气扫气活塞11用螺纹连接，其后穿过进气隔板14与机身15内之上齿条17，下齿条23，用上下齿条连接板16连接，机身15中央为主轴组合21，与形似半边齿轮20用主轴肖子22固定，上齿条17装有多管的弹性齿18，下齿条23装有薄片短的弹性齿24。

2.根据权利要求1、所述的多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，其特征是：汽缸盖2上有新设计的预燃室1，及减压装置4，减压阀40，肖子41。蓄电瓶42。预燃室上有火花塞53及喷油器54。

3.根据权利要求1所述的多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，其特征是主轴组合21其前端有飞轮27，主轴轴承26后端有输出法兰28，两侧左右各有泵油装置，中间有微调装置30，微调装置有凸轮33，微调螺轴34，固定螺栓35。

4.根据权利要求3所述的多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，其特征是：泵油装置安装于机身15外边主轴组合21之左右，主轴组合21与左右油泵之间，在主轴上安装了一个凸轮33，其侧有细齿与34微调螺轴齿合，用固定螺栓35固定於主轴组合21上。

5.根据权利要求1所述之多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，其特征：是进气扫气活塞11为多孔状，中央有螺纹与带油路圆柱形活塞杆6连接，多孔活塞上有扫气阀10，其后有进气隔板14，进气隔板之上装有进气阀13。

6.根据权利要求1所述之多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机其特征是：起动装置，包括减压阀40、电磁铁38、蓄电瓶42，主轴组合21上之飞轮27，点火线圈50，右断电白金51，左断电白金52，火花塞53，喷油器54。

7.根据权利要求1所述之多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机其特征是主汽缸5之外有冷却水套7，其下有排气孔9设于冷却水套下部之四周。

8.根据权利要求1所述之多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机其特征是一多个成对爆炸汽缸头机组共一个主轴组合21，前后都装有飞轮27各一个，多个机组可装在一个公共机身15上，也可每个机组机身15相互连接。

9.根据权利要求1所述之多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机其特征是：上齿条17装有多管之弹性齿18，管中装有压缩弹簧44，其上有一个较宽的扁平齿43，其另一种为在下齿条23上在一片或多片薄片弹簧上，用多个铆钉压上或焊接一个短齿。

10.根据权利要求1所述的多能源低碳节能环保同步一冲程对爆内燃机，其特征是：使用汽油或气体燃料时，凸轮33右侧装有断电白金51，左侧装有断电白金52，与点火线圈50连接，通过导线与两端汽缸盖2上之预燃室1火花塞53连接，机身15上之密封压盖45上，装有化油器46，空气过滤装置19，空气调节阀47，燃料调节阀48，气体燃料管49。

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