CN104481679A - 圆环形气缸无曲轴发动机 - Google Patents

Abstract

圆环形气缸无曲轴发动机，发动机没有曲轴及配气正时机构、结构简单、运转磨损小、功效大。主要机械组成部件：圆环形气缸、两组活塞组、飞轮以及单向限位器等。圆环形缸套 有区域无边界 定义为四个区：进气区、压缩区、做功区、排气区。进气区有进气口、排气区有排气口、在做功区有火花塞孔。两组活塞组在圆环形缸套内做单向循环圆周运动。单向飞轮提供给相连活塞组运转时必要的惯性，同时起到反向运动截止功能。发动机运转同时在四个区域进行进、压、爆、排四个过程。进气区进气、压缩区压缩、做功区输出动力、排气区排气。同一时间完成后活塞组平移换区。每一次平移换区后，做功区都伴随着做功过程进行，发动机机械动力输出源源不断。

Description

圆环形气缸无曲轴发动机

技术领域

以汽油、柴油、天然气、酒精或其他化合物等作为燃料，在圆环形气缸内燃烧，推动两组活塞做同向圆周运动，产生机械动力的发动机。

背景技术

现代工业的发展推动社会的进步！当今社会已经基本上发展到家家户户都用上了摩托车或汽车等机械动力的交通工具。而中国光汽车拥有量就达到四万万台，有人说现代中国是轮子上的中国！这一点都不为过。 所以相信所有成年人都应该对轻型内燃机不为陌生。内燃机，无论是汽油机还是柴油机，都有着技艺精良而又繁杂的制造工艺。圆柱形汽缸体、连杆曲轴、正时配气机构、变速传动机构、电器系统、现在还有微电脑管理系统等等！正所谓人变简单了，汽车变复杂了！但是不管汽车怎么变化，从内燃机有史以来，发动机结构上一直基本上没有太多的变化！进、压、爆、排运作工作、圆柱形的缸体、连杆曲轴、配气正时机构一样都不能少！磨损问题、安全隐患、经济损耗等常常伴随着这些繁杂的机械同时运转。

运行部件简洁、节能高效、无曲轴、无正时配气机构的新式圆环形气缸无曲轴发动机应运而生！可以说，这是内燃机发展新的时代革命。

发明内容

发动机简介：圆环形气缸无曲轴发动机。

两组活塞组（每组活塞组在连杆两端，有轴心对称的两个弧形活塞），在圆环形缸套内做单向循环的圆周运动（也可以是多组活塞）。活塞运转一周经历进、压、爆、排四个过程，两组活塞组运转一周发动机要连续做四次功，高效输出动力。

圆环形缸套有区域无边界定义为四个区：进气区、压缩区、做功区、排气区。 进气区设置进气口、排气区有排气口、在做功区有火花塞孔位。

单向飞轮在提供给相连活塞组运转时必要的惯性，并同时起到单向截止功能。

发动机在运转时，同时在四个区域进行进、压、爆、排四个过程。进气区进气、压缩区压缩混合气、做功区做功输出动力、排气区排出废气，同一时间段完成后平移换区，排气区换至进气区、进气区换至压缩区、压缩区换至做功区、做功区换至排气区，进气区继续完成进气过程、压缩区压缩混合气、做功区输出动力、排气区排出废气，如此循环。 在每一个平移换区后，在做功区都伴随着有做功过程进行，发动机机械动力输出源源不断。

发动机主要组成部件：由圆环形气缸、两组活塞组、飞轮以及单向限位器（油路、电器配置、启动机构、润滑系统暂不赘述）。

圆环形气缸：缸体正视截面呈圆环状，缸体截面呈圆形或易于加工的对称多边形（正方形、长方形、正梯形等）， 在圆环形缸套相应位置开有进气口、排气口、火花塞孔。

活塞组：每组活塞由两个以圆心对称活塞组成，活塞呈弧形，截面形状和缸体相同。每组活塞相连弧形轨槽，弧形轨槽的作用封闭缸体，保证缸体的气密性。为保证运行时气缸内的气密性，活塞两端都设置有气环；与活塞组相连的弧形轨槽内嵌有气环，有效保证缸体的气密性。  为增加缸内润滑，活塞在临近气环处增加油环，润滑脂通过缸体的润滑油路流向活塞，多余润滑脂由油环回刮 流回到缸体油路。润滑脂的作用主要起到增加气缸内活塞运行时的润滑作用。

单向飞轮：单向飞轮在发动机运转过程中有两种作用，其一是作为惯性轮作用，为相连的活塞组提供运转时必要的惯性；其二是单向限位器作用，截止活塞组反向运转。  单向飞轮与活塞组同样有两组，每组以轴心输出轴位置和相应的活塞组连接，发动机运转时与相应的活塞组同步运转。

解释单向限位器的功能：飞轮上单向限位器的作用就是为防止活塞组反方向运转，起到反向截停的作用（力：有作用力和反作用力。做功区的高爆气体会推着两组活塞向两个相反方向移动的趋势，单向限位器就是起到活塞组单向截停的效果，给予活塞组反向推力，维持发动机正常有序运转）。

发动机工作过程。

进气冲程：气缸的进气区处于气缸的进气口处。在做功区高爆气体的推力作用下，B组活塞组迅速顺时针移动，A组活塞组由于飞轮的单向定位器的反向截停的反作用力作用下保持静止。 气缸内进气区缸体内空间增大，负压吸气。    进气冲程完成后平移过程，两组活塞同时顺时针旋转，在气缸内平移换区。

压缩冲程：活塞组平移运行到压缩区。在做功区高爆气体压力作用下，A组活塞向右旋转，B组活塞在单向飞轮的反向截止阻力作用下静止，迅速压缩气缸内的混合气体。    压缩冲程完成后平移过程，两组活塞同时顺时针旋转，在气缸内平移换区。

做功冲程：当活塞组平移运行到做功区。此时飞轮的单向限位器处于开启状态，A组活塞处于静止状态。  点火装置接到飞轮上触发器的信号后点火，气缸内压缩混合气爆炸，在高爆力驱使B组活塞组迅速向右旋转，输出动力。    做功冲程完成后平移过程，两组活塞同时顺时针旋转，在气缸内平移换区。

排气冲程：气缸排气区处于气缸的排气口处。 当活塞组平移运行到气缸的排气区域，气缸内的高压气体通过排气口迅速外泄，加上气缸上做功区高爆气体压力的作用，A组活塞组顺时针移动压缩气缸内的空间，排净缸体内的废气。    排气冲程完成后平移过程，两组活塞同时顺时针旋转，在气缸内平移换区。

解释平移过程：平移过程，是活塞组在圆环形缸体内平移换区的过程。进气区换至压缩区、压缩区换至做功区、做功区换至排气区、排气区循环换至进气区。   平移的条件：是两组活塞组在气缸内，当做功高爆气体的压力 和压缩混合气反作用力达到平衡时，在飞轮的惯性带动下两组活塞组同时旋转，移动换区。

附图说明。

图1：圆环形气缸四个区域实时工作。

图2：圆环形气缸体。

图3：活塞组。

图4：单向惯性飞轮。

图5：箭头指示区域，进气冲程。

图6：箭头指示区域，进气冲程末端平移换区。

图7：箭头指示区域，压缩冲程。

图8：箭头指示区域，压缩冲程末端平移换区。

图9：箭头指示区域，做功冲程。

图10：箭头指示区域，做功冲程末端平移换区。

图11：箭头指示区域，排气冲程。

图12：箭头指示区域，排气冲程末端平移换区。

图13：平移换区。

图14：发动机缸体图示。

图15：单向惯性飞轮图示。

Claims (7)

1.圆环形气缸无曲轴发动机：是由两组活塞组，在圆环形缸套内做单向循环的圆周运动（也可以是多组活塞）；活塞组在圆环形缸套内运转一周，要经历进、压、爆、排四个过程；两组活塞组在气缸内运转一周发动机，要连续做四次功。

2.发动机工作过程：发动机在运转时，同时在四个区域进行进、压、爆、排四个过程；进气区进气、压缩区压缩混合气、做功区做功输出动力、排气区排出废气；同步完成后两组活塞组平移换区，排气区换至进气区、进气区换至压缩区、压缩区换至做功区、做功区换至排气区；平移过程后进气区继续完成进气过程、压缩区压缩混合气、做功区输出动力、排气区排出废气，如此循环；在每一次平移换区后，在做功区都伴随着有做功过程进行，发动机动力输出源源不断。

3.圆环形缸套：正视缸体内空截面为圆环状、侧视缸体内空截面为圆形或易于加工的轴对称多边形（正方形、长方形、正梯形等）；  缸体有区域无边界定义为四个区：进气区、压缩区、做功区、排气区；  在圆环形缸体的相应区域位置：进气区有进气口、排气区有排气口、在做功区有安装火花塞的孔位。

4.活塞：活塞的正视截面呈弧形，活塞的侧视截面形状和缸体的侧视内空截面等同； 每个活塞两端都设有气环、油环；  每组活塞组由两个活塞组成，活塞在连杆的两端由连杆相连，呈轴心对称； 两组活塞组，同轴心不同轴，分内轴和外轴两组； 发动机做功时活塞组带动连杆以轴心做单向圆周运动，输出动力。

5.与活塞组连杆相连的弧形轨槽，轨槽内嵌有气环和油环，并有通向活塞的润滑脂油路；弧形轨槽的作用是活塞在气缸内运转时，保证发动机缸体内的气密性。

6.飞轮：飞轮在发动机运转过程中有两种作用，其一是作为惯性轮使用，为相连的活塞组提供运转时必要的惯性；其二是单向限位器作用，截止活塞组反方向运转； 飞轮与活塞组同样也有两组，每组以轴心输出轴位置和相应的活塞组连接，发动机运转时与相应的活塞组同步运转；  在发动机的组成部件中，飞轮只是一个定义词， 可以实质存在和单向器组合成为单向飞轮，并和对应活塞组相连接； 也可以简化发动机结构直接和活塞组融为一体，当活塞组自身重量足够提供运转时的惯性时，活塞组自身就是惯性飞轮。

7.单向限位器：单向限位器是实质存在的，既可以和飞轮组合成单向飞轮，反作用力作用到飞轮上，通过飞轮中轴把力传给活塞组，反向截止活塞运动；也可以把单向限位器安装在发动机气缸壁，直接把力作用到活塞组的连杆支架，其目的就是使活塞组反向运动截止，维持和保证发动机的正常运转。