CN104832281B - 优化的节能内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种优化的节能内燃机，汽缸体(52)、活塞旋转臂室（53）、动力输出齿轮室（54）、曲轴旋转臂和曲轴室(55)都连接在一起，形成一个整体机体1，左右旋转轴(2)、动力输出轴(39)，分别固定在这三个室上的墙壁上，活塞旋转臂(3)固定在活塞旋转臂室(53)内的左右旋转轴(2)上，曲轴旋转臂(5)固定在曲轴旋转臂与曲轴室(55)内的左右旋转轴(2)上，整体曲轴(33)固定在曲轴旋转臂与曲轴室(55)的墙壁上，带单向离合器齿轮(35)、(36)固定在动力输出齿轮室(54)内的左右旋转轴（2）上，过轮（38）与过轮轴（37）固定在动力输出齿轮室（54）内，动力输出轴齿轮（41）固定在动力输出齿轮室(54)内的动力输出轴(39)上，这样，内燃机机体稳定、重量轻、运转稳定、节省燃油。

Description

优化的节能内燃机

技术领域

本发明涉及一种结构优化的节能内燃机。

背景技术

现有内燃机主要都是有：汽缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮、配气机构、点火机构、供油机构（或喷油机构）等组成，燃油爆炸产生高气压推动活塞，活塞推动连杆，连杆推动曲柄上的连杆轴颈，并推动曲轴转动，曲轴对外输出做功，由于曲轴在输出做功的转动过程中，活塞、连杆、曲轴连杆轴颈、曲柄、曲轴主轴的位置不是固定的 ，他们会产生角度变化，在这些不同的角度中，活塞对连杆对曲轴主轴产生的推力是不同的 ，这些不同的角度对力的利用都是有很多的损耗，特别是当曲轴连杆轴颈处于死点左右的时候，活塞对曲轴转动的推力很小，造成大量的有用功浪费，使内燃机不能高效率的把燃油爆炸产生的能量，传递出来对外做功，所以，现有的曲轴输出内燃机的效率就很低，油耗多，污染大。

发明内容

本发明的目的就是设计一种结构合理的、优化的、节能减排的内燃机。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：本内燃机的机体主要由汽缸体，活塞旋转臂室，动力输出齿轮室，曲轴旋转臂和曲轴室组成。汽缸体固定在活塞旋转臂室的上方，与活塞旋转臂室形成一个整体。曲轴旋转臂和曲轴室与动力输出齿轮室，纵向又横向的固定在一起，形成一个整体。曲轴旋转臂和曲轴室与动力输出齿轮室，都在活塞旋转臂室的一端，与活塞旋转臂室纵向的固定在一起，形成一个长形的整体，中间被一个墙壁分开，这个墙壁的下面有通孔，三个室内的润滑机油可以从通孔内流通。这样，汽缸体、活塞旋转臂室、动力输出齿轮室、曲轴旋转臂和曲轴室就全部连接在一起，形成一个整体的机体，使内燃机的机体稳固性好，使内燃机机体的体积小，长度短，重量轻，成本低。左右旋转轴、动力输出轴，分别通过它们各自上面的轴承(或轴瓦等)，纵向的固定在机体中的这三个室上相对应的墙壁上，动力输出轴的两端均露出在机体的外面。在左右旋转轴的两边对称的固定有1至多个活塞旋转臂（活塞旋转臂的多少与汽缸的多少相对应），并固定在活塞旋转臂室内，在这两边的活塞旋转臂的外端上都有一个开口 ，在这个有开口的外端上有两个孔，在这两个孔内插有一个活塞旋转臂销，并固定在这两个孔内，活塞连杆一端的孔，套在这个开口内的活塞旋转臂销上，并可以在上面转动，活塞连杆另一端的孔，套在活塞销上，可以在上面转动，活塞销固定在活塞上 ，活塞固定在汽缸内，汽缸固定在汽缸体上，汽缸体对称的固定在活塞旋转臂室的两边，并在活塞旋转臂室的上面，与活塞旋转臂室连接在一起，形成一个整体。在左右旋转轴上，还固定有一个曲轴旋转臂，并固定在曲轴旋转臂和曲轴室内，在曲轴旋转臂的外端上有一个开口，在这个有开口的外端上有两个孔，在这两个孔内插有一个曲轴旋转臂销，并固定在这两个孔内，曲轴连杆一端的孔，套在这个开口内的曲轴旋转臂销上，并可以在上面转动，曲轴连杆另一端的孔(孔内有轴瓦或轴承，轴瓦或轴承的孔)，套在整体曲轴上的曲轴连杆轴颈上（整体曲轴包括：曲轴主轴、曲轴连杆轴颈、曲轴曲柄），并可以在上面转动，整体曲轴通过曲轴主轴上面的轴承（或轴瓦等），固定在曲轴旋转臂和曲轴室两边的墙壁及中间的曲轴轴承底座上，曲轴主轴上的轴承都在一条轴中心线上，曲轴轴承上盖固定在曲轴轴承底座上，把中间的曲轴轴承固定起来，曲轴轴承底座，固定在曲轴旋转臂和曲轴室内的墙壁上，曲轴主轴的外端，露出在曲轴旋转臂和曲轴室的外面，在露出的曲轴主轴外端上，固定有一个带齿轮的曲轴飞轮，启动电机固定在机体上，启动电机上的启动电机齿轮，与带齿轮的曲轴飞轮上的齿轮啮合。曲轴旋转臂和曲轴室盖，固定在曲轴旋转臂和曲轴室的上面，把曲轴旋转臂和曲轴室密封起来。这样，当启动电机齿轮，带动带齿轮的曲轴飞轮，和整体曲轴转动时，曲轴连杆轴颈，就推动曲轴连杆上下运动，曲轴连杆就会推动曲轴旋转臂销、曲轴旋转臂、左右旋转轴、左右旋转轴两边的活塞旋转臂一起上下（左右）摆动转动，两边的活塞旋转臂就推动两边的活塞旋转臂销、两边的活塞连杆一起上下运动，两边的活塞连杆推动两边的活塞销、两边的活塞在两边的汽缸内上下运动。反过来，两边的活塞、活塞销的上下运动，也可以推动两边的活塞连杆上下运动，两边的活塞连杆推动两边的活塞旋转臂销、活塞旋转臂、左右旋转轴、曲轴旋转臂上下（左右）摆动转动，曲轴旋转臂、曲轴旋转臂销就推动曲轴连杆上下运动，曲轴连杆推动整体曲轴和带齿轮的曲轴飞轮，做圆周运动。在曲轴主轴上还固定有一个曲轴正时链轮，在曲轴正时链轮上套有一条正时链条，正时链条的另一端套在两个凸轮轴正时链轮上，这两个凸轮轴正时链轮，固定在两个凸轮轴上，这两个凸轮轴固定在两个汽缸盖上。正时链轮盖固定在两个汽缸盖上，把正时链条和凸轮轴正时链轮密封起来。凸轮轴上的凸轮，可以推动气门摇臂的一端转动，气门摇臂固定在摇臂轴上，摇臂轴固定在汽缸盖上，气门摇臂的另一端，可以推动进气门和排气门前进，在气门弹簧的反向力的作用下，进气门、排气门受气门摇臂和气门弹簧的正、反向力的作用，就会对进气通道、排气通道进行相应的开启和关闭作用。气门弹簧固定在进气门和排气门上，进气门、排气门和火花塞都固定在汽缸盖上，汽缸盖固定在汽缸体的上面，进气门、排气门和火花塞刚好在汽缸的顶端。汽缸垫起密封作用。汽缸盖罩密封垫和汽缸盖罩起密封和防护作用。在曲轴主轴上固定有曲轴信号轮，在凸轮轴上固定有凸轮轴信号轮，曲轴信号传感器固定在机体上，能感应到曲轴信号轮的信号，凸轮轴信号传感器固定在汽缸盖上，能感应到凸轮轴信号轮的信号。微电脑（ECU）和点火器，固定在机体上合适的位置。这样，上述机构就形成了：“各个零部件相互连接，按序运动，并象普通的曲轴活塞式内燃机一样，由启动电机启动，由带齿轮的曲轴飞轮和整体曲轴，带动并控制各个配气、供油、点火等机构工作，能够从启动到自转的一个完整的内燃机”。在动力输出轴上，固定有一个动力输出轴齿轮，它固定在动力输出齿轮室内，在动力输出轴上，还固定有一个动力输出轴飞轮，它固定在动力输出齿轮室的外面。在左右旋转轴上，固定有两个带单向离合器齿轮，它们固定在动力输出齿轮室内，这两个带单向离合器齿轮的离合器的离合方向相反。在两个带单向离合器齿轮中，其中一个带单向离合器齿轮与动力输出轴齿轮啮合。过轮轴，通过它上面的轴承固定在动力输出齿轮室中相对应的墙壁上，在过轮轴上固定有一个过轮，过轮固定在动力输出齿轮室内。另一个带单向离合器齿轮与过轮啮合，过轮也与动力输出轴齿轮啮合。这4个齿轮组成了一个动力输出机构，它们把左右旋转轴的连续的向左、向右的交替转动，转变成了连续的向一个方向的圆周转动，并由动力输出轴齿轮，带动动力输出轴对外输出动力做功。由于本内燃机的动力输出是由这几个齿轮传递的，而齿轮在力的传递中损耗小，比曲轴输出动力做功的效率大得多，可以节省燃油，减少废气排放。机油底壳密封垫、机油底壳起密封和储存机油用。再由于本内燃机中，汽缸体，活塞旋转臂室，动力输出齿轮室，曲轴旋转臂和曲轴室，全部连接在一起形成一个整体机体，使机体的整体结构稳定性增强，使左右旋转轴，动力输出轴，整体曲轴，活塞旋转臂，曲轴旋转臂，两个带单向离合器的齿轮，过轮轴，过轮等，分别合理的固定在这几个室内，使这些零部件稳定性强，运转稳定，使本内燃机具有体积小，长度短，质量轻，成本低，零部件安装维修方便等优点，使本内燃机的运行更稳定，动力传输效果更好，也可以，减少不必要的燃油浪费，这样，就形成了：“结构优化的节能内燃机”。本内燃机的特点是：一种优化的节能内燃机，它主要由汽缸体，活塞旋转臂室，动力输出齿轮室，曲轴旋转臂和曲轴室，左右旋转轴，活塞旋转臂，活塞连杆，活塞，活塞销，汽缸，整体曲轴，曲轴旋转臂，曲轴连杆，两个带单向离合器齿轮，动力输出轴，动力输出轴齿轮，动力输出轴飞轮，过轮轴，过轮，配气机构，供油机构，点火机构等组成，活塞固定在汽缸内，汽缸固定在汽缸体内，活塞销固定在活塞上，活塞连杆一端上的孔套在活塞销上，另一端上的孔套在活塞旋转臂销上，活塞旋转臂销固定在活塞旋转臂的外端上的孔内，在曲轴旋转臂的外端上的孔内固定有曲轴旋转臂销，曲轴连杆一端上的孔套在曲轴旋转臂销上，另一端上的孔套在整体曲轴上的曲轴连杆轴颈上，其特征在于：汽缸体固定在活塞旋转臂室的上方，与活塞旋转臂室形成一个整体，曲轴旋转臂和曲轴室与动力输出齿轮室固定在一起，形成一个整体，曲轴旋转臂和曲轴室与动力输出齿轮室都在活塞旋转臂室的一端，与活塞旋转臂室固定在一起，形成一个整体，这样，汽缸体、活塞旋转臂室、动力输出齿轮室与曲轴旋转臂和曲轴室就都固定在一起，形成一个整体机体，左右旋转轴通过其上面的轴承固定在这三个室中相对应的墙壁上，活塞旋转臂固定在活塞旋转臂室内的左右旋转轴上，曲轴旋转臂固定在曲轴旋转臂和曲轴室内的左右旋转轴上，两个带单向离合器齿轮固定在动力输出齿轮室内的左右旋转轴上，整体曲轴固定在曲轴旋转臂和曲轴室中相对应的墙壁上，动力输出轴通过其上面的轴承固定在这三个室中相对应的墙壁上，过轮轴固定在动力输出齿轮室中相对应的墙壁上，过轮固定在动力输出齿轮室内的过轮轴上。

由于本内燃机中，汽缸体，活塞旋转臂室，动力输出齿轮室，曲轴旋转臂和曲轴室，都连接在一起形成一个整体机体，使机体的整体结构稳定性增强，使左右旋转轴，动力输出轴，整体曲轴，活塞旋转臂，曲轴旋转臂，两个带单向离合器的齿轮，过轮轴，过轮等，分别合理的固定在这几个室内，使这些零部件稳定性强，运转稳定，使本内燃机结构简单合理，容易制造、安装、维修，降低成本，零部件运转稳定，减少过多的燃油浪费。

附图说明

图1是本发明优化的节能内燃机的主视图。

图2是本发明优化的节能内燃机的左视图。

图3是本发明优化的节能内燃机的右视图。

图4是本发明优化的节能内燃机的基本原理的详细结构图。

图5是本发明优化的节能内燃机的另一种优化方案的结构图。

图6是本发明优化的节能内燃机的整体曲轴33的详细结构图。

图7是本发明优化的节能内燃机的曲轴旋转臂5的详细结构图。

图8是本发明优化的节能内燃机的曲轴连杆6的详细结构图。

图9是本发明优化的节能内燃机的曲轴旋转臂销7的详细结构图。

图10是本发明优化的节能内燃机的活塞旋转臂销4的详细结构图。

图11是本发明优化的节能内燃机的活塞旋转臂3的详细结构图。

图12是本发明优化的节能内燃机的活塞连杆8的详细结构图。

图13是本发明优化的节能内燃机的活塞与活塞旋转臂之间的位置关系图。

图14是本发明优化的节能内燃机的曲轴和曲轴连杆与曲轴旋转臂之间的位置关系图。

图15是本发明优化的节能内燃机的活塞旋转臂固定在左右旋转轴上的结构图。

图16是本发明优化的节能内燃机的曲轴旋转臂固定在左右旋转轴上的结构图。

图中：1、机体（包括：汽缸体52、活塞旋转臂室53、动力输出齿轮室54、曲轴旋转臂和曲轴室55、等主要部件）；2、左右旋转轴；3、活塞旋转臂；4、活塞旋转臂销；5、曲轴旋转臂；6、曲轴连杆；7、曲轴旋转臂销；8、活塞连杆；9、活塞销；10、汽缸；11、活塞；12、曲轴主轴；13、曲轴连杆轴颈；14、曲轴曲柄；15、进气门；16、排气门；17、进气通道；18、排气通道；19、气门弹簧；20、汽缸垫；21、汽缸盖；22、凸轮轴；23、摇臂轴；24、火花塞；25、气门摇臂；26、正时链条；27、凸轮轴正时链轮；28、曲轴正时链轮；29、汽缸盖罩密封垫；30、汽缸盖罩；31、凸轮轴信号轮；32、凸轮轴信号传感器；33、整体曲轴；34、带齿轮的曲轴飞轮；35、带单相离合器齿轮；36、带单相离合器齿轮；37、过轮轴；38、过轮；39、动力输出轴；40、动力输出轴飞轮；41、动力输出轴齿轮；42、曲轴信号轮；43、曲轴信号传感器；44、起动电机齿轮；45、起动电机；46、微电脑（ECU）；47、点火器；48、微电脑（ECU）信号输入端；49、点火器至火花塞端；50、机油底壳密封垫；51、机油底壳；52、汽缸体；53、活塞旋转臂室；54、动力输出齿轮室；55、曲轴旋转臂和曲轴室（它由曲轴旋转臂室和曲轴室合并组成）；56、正时链轮盖；57、曲轴旋转臂和曲轴室盖；58、曲轴轴承上盖；59、曲轴轴承底座；60、61、62、曲轴轴承；63、墙壁；64、墙壁；A、活塞旋转臂销4的圆心；B、A点到C点之间的中点；C、D线段的中点；D、活塞旋转臂3在上、下止点时，两个活塞旋转臂销4的圆心之间的直线；E、汽缸10 和活塞11的中心线；F、活塞旋转臂3在上下止点之间的中间位置时，活塞旋转臂销4的圆心，到左右旋转轴2的圆心的直线；I、曲轴主轴12的圆心，到曲轴旋转臂销7的圆心的直线；II、曲轴连杆轴颈13的圆心，到曲轴主轴12的圆心的直线；III、曲轴旋转臂销7的圆心，到左右旋转轴2的圆心的直线；M、旋转臂主体；N、旋转臂压盖；O、方形；P、螺丝；Q、M与N之间的间隙。

具体实施方式

在图1-4中：本内燃机的机体1主要由汽缸体52，活塞旋转臂室53，动力输出齿轮室54，曲轴旋转臂和曲轴室55组成。汽缸体52，固定在活塞旋转臂室53的上方，与活塞旋转臂室53形成一个整体。曲轴旋转臂和曲轴室55与动力输出齿轮室54，纵向又横向的固定在一起，形成一个整体。曲轴旋转臂和曲轴室55与动力输出齿轮室54，都在活塞旋转臂室53的一端，与活塞旋转臂室53纵向的固定在一起，形成一个长形的整体机体1，中间被一个墙壁63分开，墙壁63的下面有通孔，三个室内的润滑机油可以从通孔内流通。这样，汽缸体52、活塞旋转臂室53、动力输出齿轮室54、曲轴旋转臂和曲轴室55就全部连接在一起，形成一个整体的机体1，使内燃机的机体1牢固性好，使内燃机机体1的体积小，长度短，重量轻，成本低。左右旋转轴2、动力输出轴39，分别通过它们各自上面的轴承（或轴瓦等），纵向的固定在机体1中的这三个室（53、54、55）上相对应的墙壁上，动力输出轴39的两端均露出在机体1的外面。在左右旋转轴2的两边对称的固定有1至多个活塞旋转臂3（活塞旋转臂3的多少与汽缸10的多少相对应），并固定在活塞旋转臂室53内，在这两边的活塞旋转臂3的外端上都有一个开口 ，在这个有开口的外端上有两个孔，在这两个孔内插有一个活塞旋转臂销4，并固定在这两个孔内，活塞连杆8一端的孔，套在这个开口内的活塞旋转臂销4上，并可以在上面转动，活塞连杆8另一端的孔，套在活塞销9上，可以在上面转动，活塞销9固定在活塞11上 ，活塞11固定在汽缸10内，汽缸10固定在汽缸体52上，汽缸体52对称的固定在活塞旋转臂室53的两边，并在活塞旋转臂室53的上面，与活塞旋转臂室53连接在一起，形成一个整体。在左右旋转轴2上，还固定有一个曲轴旋转臂5，并固定在曲轴旋转臂和曲轴室55内，在曲轴旋转臂5的外端上有一个开口，在这个有开口的外端上有两个孔，在这两个孔内插有一个曲轴旋转臂销7，并固定在这两个孔内，曲轴连杆6一端的孔，套在这个开口内的曲轴旋转臂销7上，并可以在上面转动，曲轴连杆6另一端的孔(孔内有轴瓦或轴承，轴瓦或轴承的孔)，套在整体曲轴33上的曲轴连杆轴颈13上（整体曲轴33包括：曲轴主轴12、曲轴连杆轴颈13、曲轴曲柄14），并可以在上面转动，整体曲轴33通过曲轴主轴12上面的轴承60、61、62，固定在曲轴旋转臂和曲轴室55两边的墙壁及中间的曲轴轴承底座59上，这三个轴承在一条轴中心线上，曲轴轴承62和60固定在曲轴曲柄14的两边，可以使曲轴连杆轴颈13在受力时的变形很小，曲轴轴承60和61可以使曲轴主轴12在受力时运转稳定，曲轴轴承上盖58固定在曲轴轴承底座59上，它们把曲轴轴承60固定起来，曲轴轴承底座59，固定在曲轴旋转臂和曲轴室55内的墙壁上，曲轴主轴12的外端，露出在曲轴旋转臂和曲轴室55的外面，在露出的曲轴主轴12上，固定有一个带齿轮的曲轴飞轮34，启动电机45固定在机体1上，启动电机45上的启动电机齿轮44，与带齿轮的曲轴飞轮34上的齿轮啮合。曲轴旋转臂和曲轴室盖57，固定在曲轴旋转臂和曲轴室55的上面，把曲轴旋转臂和曲轴室55密封起来。这样，当启动电机齿轮44，带动带齿轮的曲轴飞轮34，和整体曲轴33转动时，曲轴连杆轴颈13，就推动曲轴连杆6上下运动，曲轴连杆6就会推动曲轴旋转臂销7、曲轴旋转臂5、左右旋转轴2、左右旋转轴2两边的活塞旋转臂3一起上下（左右）摆动转动，两边的活塞旋转臂3就推动两边的活塞旋转臂销4、两边的活塞连杆8一起上下运动，两边的活塞连杆8推动两边的活塞销9、两边的活塞11在两边的汽缸10内上下运动。反过来，两边的活塞11、活塞销9的上下运动，也可以推动两边的活塞连杆8上下运动，两边的活塞连杆8推动两边的活塞旋转臂销4、活塞旋转臂3、左右旋转轴2、曲轴旋转臂5上下（左右）摆动转动，曲轴旋转臂5、曲轴旋转臂销7就推动曲轴连杆6上下运动，曲轴连杆6推动整体曲轴33和带齿轮的曲轴飞轮34，做圆周运动。在曲轴主轴12上还固定有一个曲轴正时链轮28，曲轴正时链轮28，固定在曲轴曲柄14与曲轴轴承62的中间，这样，可以减少机体1的长度（但是，曲轴正时链轮28，也可以固定在曲轴轴承62的外面，曲轴轴承62固定在曲轴曲柄14的旁边，这样，机体1的长度就会增大），在曲轴正时链轮28上套有一条正时链条26，正时链条26的另一端套在两个凸轮轴正时链轮27上，这两个凸轮轴正时链轮27，固定在两个凸轮轴22上，这两个凸轮轴22固定在两个汽缸盖21上。正时链轮盖56固定在两个汽缸盖21上，把正时链条26和凸轮轴正时链轮27密封起来。凸轮轴22上的凸轮，可以推动气门摇臂25的一端转动，气门摇臂25固定在摇臂轴23上，摇臂轴23固定在汽缸盖21上，气门摇臂25的另一端，可以推动进气门15和排气门16前进，在气门弹簧19的反向力的作用下，进气门15、排气门16受气门摇臂25和气门弹簧19的正、反向力的作用，就会对进气通道17、排气通道18进行相应的开启和关闭作用。气门弹簧19固定在进气门15和排气门16上，进气门15、排气门16和火花塞24都固定在汽缸盖21上，汽缸盖21固定在汽缸体52的上面，进气门15、排气门16和火花塞24刚好在汽缸10的顶端。汽缸垫20起密封作用。汽缸盖罩密封垫29和汽缸盖罩30起密封和防护作用。在曲轴主轴12上固定有曲轴信号轮42，在凸轮轴22上固定有凸轮轴信号轮31，曲轴信号传感器43固定在机体1上，能感应到曲轴信号轮42的信号，凸轮轴信号传感器32固定在汽缸盖21上，能感应到凸轮轴信号轮31的信号。微电脑（ECU）46和点火器47，固定在机体1上合适的位置。这样，上述机构就形成了：“各个零部件相互连接，按序运动，并象普通的曲轴活塞式内燃机一样，由启动电机45启动，由带齿轮的曲轴飞轮34和整体曲轴33，带动并控制各个配气、供油、点火等机构工作，能够从启动到自转的一个完整的内燃机”。在动力输出轴39上，固定有一个动力输出轴齿轮41，它固定在动力输出齿轮室54内，在动力输出轴39上，还固定有一个动力输出轴飞轮40，它固定在动力输出齿轮室54的外面。在左右旋转轴2上，固定有两个带单向离合器齿轮35、36，它们固定在动力输出齿轮室54内，这两个带单向离合器齿轮35、36的离合器的离合方向相反。带单向离合器齿轮36与动力输出轴齿轮41啮合。过轮轴37，通过它自己上面的轴承固定在动力输出齿轮室54中相对应的墙壁上，在过轮轴37上固定有一个过轮38 ，过轮38固定在动力输出齿轮室54内(过轮轴也可以是固定不动的，过轮也可以用轴承、轴瓦等固定在过轮轴上，并在过轮轴上转动)。带单向离合器齿轮35与过轮38 啮合，过轮38 也与动力输出轴齿轮41啮合。这4个齿轮组成了一个动力输出机构，它们把左右旋转轴2的连续的向左、向右的交替转动，转变成了连续的向一个方向的圆周转动，并由动力输出轴齿轮41，带动动力输出轴39对外输出动力做功。由于本内燃机的动力输出是由这几个齿轮传递的，而齿轮在力的传递中损耗小，比曲轴输出动力做功的效率大得多，可以节省燃油，减少废气排放。机油底壳密封垫50、机油底壳51起密封和储存机油用。再由于本内燃机中，汽缸体52，活塞旋转臂室53，动力输出齿轮室54，曲轴旋转臂和曲轴室55，连接在一起形成一个整体机体1，使机体1的整体结构稳定性增强，使左右旋转轴2，动力输出轴39，整体曲轴33，活塞旋转臂3，曲轴旋转臂5，带单向离合器的齿轮35、36，过轮轴37，过轮38等，分别合理的固定在这几个室内，使这些零部件稳定性强，运转稳定，使本内燃机具有体积小，长度短，质量轻，成本低，零部件安装维修方便等优点，使内燃机的运行更稳定，动力传输效果更好，也可以，减少不必要的燃油浪费，这样，就形成了：“结构优化的节能内燃机”。

在图5中，汽缸体52固定在活塞旋转臂室53的上面，与活塞旋转臂室53形成一个整体，曲轴旋转臂和曲轴室55与动力输出齿轮室54，分别固定在活塞旋转臂室53的两端，都与活塞旋转臂室53连接在一起，形成一个长形的整体机体1，这三个室分别被两个墙壁63、64分开，这两个墙壁63、64的下面有通孔，这三个室的润滑机油可以从通孔内流通，这样的结构便于安装、维修，只是，机体1的长度增加了，其它的结构与原理与图1-4一样，这里不重复说明。

图6是本内燃机的整体曲轴33的详细结构图。

图7是本内燃机的曲轴旋转臂5的详细结构图。

图8是本内燃机的曲轴连杆6的详细结构图。

图9是本内燃机的曲轴旋转臂销7的详细结构图。

图10是本内燃机的活塞旋转臂销4的详细结构图。

图11是本能内燃机的活塞旋转臂3的详细结构图。

图12是本内燃机的活塞连杆8的详细结构图。

在图13中，汽缸10和活塞11在活塞旋转臂3的上方，汽缸10和活塞11的中心线E与F线段垂直（F线段是：活塞旋转臂3在运行到上、下止点之间的中间位置时，活塞旋转臂销4的圆心A点，到左右旋转轴2的圆心的直线），垂直点在B点上（B点是：A点与C点之间的中点），C点是D线段的中点，D是活塞旋转臂3在上、下止点时，两个活塞旋转臂销4的圆心之间的直线。这样，活塞11在上、下运动中，通过活塞连杆8，对活塞旋转臂3形成的推力平均起来最大。当然，也可以通过燃油爆炸时，产生的高压气体，对活塞11产生的最大推力的最佳时机，来调整汽缸10的中心线E，在F线段上的交点位置，以达到活塞推力的最大利用效率，减少油耗。

在图14中，II是曲轴连杆轴颈13的圆心，到曲轴主轴12的圆心的直线；III是曲轴旋转臂销7的圆心，到左右旋转轴2的圆心的直线；I是曲轴主轴12的圆心，到曲轴旋转臂销7的圆心的直线；当直线II与直线III平行时，直线I与直线II和直线III都垂直。这样，当内燃机启动时，启动电机45上的启动电机齿轮44，带动带齿轮的曲轴飞轮34及整体曲轴33转动时，曲轴连杆轴颈13，带动曲轴连杆6，对曲轴旋转臂3的推力效果最好，力的利用效率最大，反过来，当高压燃气推动活塞11 ，活塞11推动活塞连杆8，推动活塞旋转臂3，推动曲轴旋转臂5 ，推动曲轴旋转臂销7，推动曲轴连杆6做上下运动时，曲轴连杆6，对曲轴连杆轴颈13的推力效果最好，力的利用效率最大，这样，可以提高动力的利用率，减少耗油量。

在图15-16中，旋转臂（包括活塞旋转臂3和曲轴旋转臂5）在左右旋转轴2上的固定方法是：在左右旋转轴2上，固定旋转臂的部分为方形O（方形的尖部可以是圆角或倒角）（也可以是多边形），旋转臂固定在左右旋转轴2上的空心部分也为方形（方形的尖部可以是圆角或倒角）（也可以是多边形），形状和大小与左右旋转轴2上的方形O一样（或稍大），方形体的长度比左右旋转轴2上的方形体部分长度稍短，旋转臂从方形的部分分为两块，一块为旋转臂主体M，另一块为旋转臂压盖N，在M与N的接触面上留有一个间隙Q，便于螺丝P把N与M压紧在O上面，这样，旋转臂与左右旋转轴2的安装就比较方便，固定的比较牢固，就可以保证旋转臂与左右旋转轴2之间，没有活动间隙，避免有间隙时有用功的浪费，可以节省燃油｛一般旋转臂主体M部分较大，旋转臂压盖N部分较小，并且，M与N部分，都能从它们彼此接触的面上的开口处，卡入到左右旋转轴2上的方形体部分O的外面（开口处要比O大），与O的外面全部接触，并用螺丝P把它们压紧在O的上面｝。

本内燃机的工作原理是：启动电机45通电后，启动电机齿轮44，就带动带齿轮的曲轴飞轮34转动，带齿轮的曲轴飞轮34，带动整体曲轴33做圆周运动。在整体曲轴33的圆周运动中，曲轴连杆轴颈13，带动曲轴连杆6不停的做上下运动，曲轴连杆6带动曲轴旋转臂销7，和曲轴旋转臂5及左右旋转轴2一起，绕左右旋转轴2的轴中心线，交替不停的向左(上)、向右（下）的做旋转摆动转动。同时，左右旋转轴2也带动活塞旋转臂3不停的向左、向右转动（因为，活塞旋转臂3和曲轴旋转臂5都固定在左右旋转轴2上，所以，只要它们其中的一个部件转动，它们就会同时一起转动），相应的活塞旋转臂3，带动活塞旋转臂销4，和活塞连杆8一起做上下运动，活塞连杆8带动活塞销9和活塞11一起，在气缸10内连续的做上下运动，完成活塞11从上止点到下止点，再从下止点到上止点的往复运动（因为，曲轴连杆轴颈13是随着整体曲轴33绕曲轴主轴12的轴中心线，做连续的圆周运动，曲轴连杆6是随着曲轴连杆轴颈13的转动做上下运动的，所以，曲轴连杆轴颈13做圆周转动时的直径，就是曲轴连杆6，做上下运动的最高点和最低点的行程长度，同样，也是活塞11行程的长度，同样，曲轴连杆轴颈13控制着活塞11的行程，同样，活塞11上下运动的时间和速度的轨迹，就是曲轴连杆轴颈13，做圆周运动时的时间和速度的轨迹，同现在普通的曲轴活塞式内燃机的活塞的运动轨迹是一样的，所以，它们的工作原理也是一样的，同样，现在普通的曲轴活塞式内燃机上的很多原理、功能、结构、零部件等在本内燃机中一样的可以使用，这里就不做详细的说明，这样，就使本内燃机制造方便，成本低，技术可靠）。同时，曲轴主轴12带动曲轴正时链轮28转动，曲轴正时链轮28带动正时链条26和凸轮轴正时链轮27及凸轮轴22转动，凸轮轴22带动气门摇臂25和进气门15及排气门16运动，在气门弹簧19的反向力的作用下，完成了进气门15和排气门16，对进气通道17和排气通道18的连续的开、关工作，完成了气缸10内相应的进气和排气工作（本说明中为了说明的简单，汽缸吸气时，油就从化油器中一起吸到汽缸里了，如果供油是喷油嘴喷油的内燃机，整体曲轴33和凸轮轴22还要带动和控制油泵和喷油嘴工作，它们的原理同现在普通的曲轴活塞式内燃机一样，这里不做详细说明）。同时，曲轴信号传感器43和凸轮轴信号传感器32，也感应到了整体曲轴33和凸轮轴22的相关信息，并把信息传递给了微电脑（ECU）46，微电脑（ECU）46运算后，再来控制点火器47和火花塞24，按照顺序，逐个对相应的汽缸10内的混合气体，进行准时的点火，使混合气体爆炸产生高压气体，推动活塞运动，点火顺序是：两边的汽缸交替点火。这样，内燃机就启动了，同现在普通的曲轴活塞式内燃机一样，内燃机启动后，启动电机45停止工作。这时，在两边汽缸10内的高压气体和活塞11的交替推动下，及曲轴飞轮34的带动下，两边的活塞11在汽缸10内不停的上下运动，两边的汽缸10内不停地被吸入混合气体，不停地被火花塞24点燃，不停地产生高压气体，分别按顺序交替地推动着两边相应的活塞11向下运动，两边的活塞11和活塞销9，就分别按顺序的交替的推动两边的活塞连杆8向下运动，两边的活塞连杆8，就推动左右旋转轴2两边的活塞旋转臂销4和活塞旋转臂3交替的向下运动，并推动左右旋转轴2不停地进行左右（上下）摆动转动{当左边的活塞11运动到上止点时，微电脑（ECU）46根据曲轴信号传感器43和凸轮轴信号传感器32传来的信号，控制点火器47和火花塞24对左边的汽缸10点火，左边的汽缸10内的混合气体，被火花塞24点火爆炸，产生的高压气体，推动左边的活塞11、左边的活塞销9、左边的活塞连杆8、左边的活塞旋转臂销4、左边的活塞旋转臂3、左右旋转轴2一起向下（右）运动，同时，左右旋转轴2，带动右边的活塞旋转臂3、右边的活塞旋转臂销4向上(左)运动，并推动右边的活塞连杆8、右边的活塞销9、右边的活塞11一起也向上(左)运动。当左边的活塞11，推动左边的活塞连杆8，和左边的活塞旋转臂3，向下运动到下止点时，在凸轮轴22的控制下，排气门16打开，这时，左边的活塞11对左边的活塞旋转臂3就没有推力了。同时，右边的活塞旋转臂3推动右边的活塞11向上(左)运动到了上止点，这时，微电脑（ECU）46根据曲轴信号传感器43和凸轮轴信号传感器32传来的信号，控制点火器47和火花塞24对右边的汽缸10点火，右边的汽缸10内的混合气体，被火花塞24点火爆炸，产生的高压气体，推动右边的活塞11、右边的活塞销9、右边的活塞连杆8、右边的活塞旋转臂销4、右边的活塞旋转臂3、左右转轴2一起开始向下（右）运动。同时，左右旋转轴2带动左边的活塞旋转臂3、左边的活塞旋转臂销4向上（左）运动，并推动左边的活塞连杆8、左边的活塞销9、左边的活塞11一起向上（左）运动。如此反复的交替进行着，就形成了左右旋转轴2，不停地进行着左右交替转动}。反过来，左右旋转轴2的左右摆动转动，也带动曲轴旋转臂5、曲轴旋转臂销7进行左（上）、右（下）摆动转动，曲轴旋转臂销7，带动曲轴连杆6上、下运动，并推动曲轴连杆轴颈13，带动整体曲轴33及带齿轮的曲轴飞轮34一起转动，使整体曲轴33和带齿轮的曲轴飞轮34不停的转动，同时，曲轴主轴12带动曲轴正时链轮28、正时链条26、凸轮轴正时链轮27、凸轮轴22、气门摇臂25、进气门15、排气门16、曲轴信号轮42、凸轮轴信号轮31 和其它的配气、供油、点火等机构工作，使发动机能够自动运转，内燃机就自动的完成每一个冲程的工作，并继续不停地进行着下一个冲程的工作，使内燃机不停的运动，同现在普通的曲轴活塞式内燃机的工作原理一样，这里就不详细说明了。(由于带齿轮的曲轴飞轮34的惯性，带动活塞11等机构，完成做功行程以外的其他行程的运动，特别是4缸以下的内燃机，做功以外的其它行程的运动，完全靠曲轴飞轮的惯性来带动，使内燃机永远不会停止工作)。同时，左右旋转轴2，也带动带单向离合器齿轮35、36 进行左右摆动转动，设：带单向离合器齿轮36向左转动时锁紧，带单向离合器齿轮35向右转动时锁紧（同时改变这两个单向离合器齿轮35、36的离合的方向，就可改变输出轴39的转动方向，改变两个单向离合器齿轮35、36，与动力输出轴齿轮41的的齿数比例，可以改变动力输出轴39的输出转速），那么，当左右旋转轴2向左转动时，带单向离合器齿轮36就处于锁紧状态，它就带动动力输出轴齿轮41和动力输出轴39及动力输出轴飞轮40一起向右转动，同时，带单向离合器齿轮35处于解锁状态，它就进行空转，不会带动过轮38转动，过轮38跟随动力输出轴齿轮41向左空转，当左右旋转轴2变向，向右转动时，带单向离合器齿轮36处于解锁状态，它只能空转，随后，带单向离合器齿轮35就处于锁紧状态，它就带动过轮38向左转动，过轮38再带动动力输出轴齿轮41和动力输出轴39及动力输出轴飞轮40也向右转动，如此反复。这样，这四个齿轮就把左右旋转轴2的向左、向右的旋转摆动转动，转变成了向一个方向连续的圆周转动，形成了一个完整的动力输出机构。由于左右旋转轴2，是通过两个带单向离合器齿轮35、36和过轮38，直接把左右旋转轴2的左右摆动转动动力，传递给动力输出轴齿轮41和动力输出轴39的，而齿轮在力的传递中，力的损耗很少。所以，本内燃机中，燃油爆炸做功产生的动力输出效率就很高，要比用曲轴输出动力做功的效率高的多，可节省大量的燃油，减少大量的废气排放。再由于本内燃机中，汽缸体52，活塞旋转臂室53，动力输出齿轮室54，曲轴旋转臂和曲轴室55，全部连接在一起形成一个整体机体1，使机体1 的整体稳固性增强，使左右旋转轴2，动力输出轴39，整体曲轴33，活塞旋转臂3，曲轴旋转臂5，带单向离合器的齿轮35、36，过轮轴37，过轮38等，分别合理的固定在这3个室内，使这些零部件稳定性强，运转稳定，使本内燃机具有机体牢固，体积小，长度短，质量轻，成本低，零部件安装维修方便等优点，使内燃机的运行更稳定，动力传输效果更好，减少不必要的燃油浪费，形成了“结构优化的节能内燃机”。

本内燃机中的轴都是通过轴承、轴瓦等方式固定在机体1和汽缸盖21上的，齿轮、飞轮都是用键或花键及焊接等方式固定在各自的轴上的，销都是用卡簧、螺丝、焊接、开口销等方式固定在孔内的，其它零部件也都是用螺丝、焊接等方法固定在机体1上的，为了说明的简单和图纸的清晰度，在图纸中都没有显示出来，在说明书中也没有详细的说明，化油器或喷油泵、喷油嘴等机构也没有在图纸和说明书中显示出来，汽缸的冷却水槽等也没有在图纸中显示出来，在此做一下说明。

在本内燃机中，当汽缸10的数量每超过4-6个时，机体1中活塞旋转臂室（53）的中间，就要增加一个墙壁，同时，左右旋转轴2上也要相应的增加一个轴承，这一个轴承固定在这一个增加的墙壁上，以增加左右旋转轴2的强度；动力输出轴39如果长度增加的太多时，中间也要增加一个或多个轴承，这一个或多个轴承固定在相应的墙壁上，以增加动力输出轴39的强度。

为了减轻重量，在本内燃机的机体壳体中，不受力的地方尽量的薄，该用加强筋的地方就用加强筋，总之，要对材料，结构，强度，力学结构进行计算，找出合理的壳体的结构形状。为了节省空间和体积，也为了外表的美观和光滑度，机体外表的棱角尽量设计成圆弧形状，机体的整体结构除了力学结构的需要外，体积尽量设计的要小，重量要轻。

因为，本内燃机的活塞行程受曲轴控制，所以，活塞的行程轨迹，与现在普通的曲轴活塞式内燃机的活塞的行程轨迹完全一样，所以，所有现代的各种类型的曲轴活塞式内燃机的启动、供油、配气、进、排气、点火、润滑、冷却等等的各种系统，各种功能、机构、零部件，在本内燃机机中，一样的可以使用，只是它们有的可以直接使用，如：气缸、活塞、汽缸盖及汽缸盖上的很多零件，配气机构，供油机构，点火机构，启动机构，冷却机构，化油器，喷油泵，机油泵，发电机，抽水机，空调压缩机等等，有的在本节能内燃机中使用时，要与本内燃机中，相对应的机构、零件进行连接、固定时，要设置在本内燃机中合适的位置，有的要变成合适的形状，变成合适的连接方式，接口要相互适应，相互配合，并加以固定，其功能原理不变，如：进气管，排气管，润滑油路，供油系统，冷却系统，分电器等等；这样，可以节省成本，减少投入，性能可靠，制造方便。

由于，本内燃机的输出部分没有曲轴，所以，它没有动力输出的死点，同普通的曲轴活塞式内燃机一样的活塞行程，活塞在行程的最后，对动力输出轴的转动推力还很大，（因为，曲轴活塞式内燃机的活塞，在行程的最后，活塞、连杆对曲轴的转动对力很小，是死点），还可以利用，所以，可以把本内燃机的活塞行程加长(同时，也要把曲轴主轴与曲轴连杆轴颈的距离加大，或把曲轴旋转臂的长度减小)，以增加燃油爆炸时产生的高压气的利用效率，减少耗油量，同时，把进、排气门和进、排气通道加大，以增加进、排气的量，保证氧气的供应量，和废气排放顺畅。

本内燃机中的各个轴上面的轴承，根据轴本身传递力的大小，可选择用合适的深沟球轴承或滚柱轴承等，在一个轴承位置上可以用单个轴承，也可用两个轴承来增强轴承的承受力和寿命，有必要时也可以在需要的轴上增加平面推力轴承，以增加轴向推力。

本内燃机的轴，一般都是一端的直径较大另一端的直径较小，轴上两端及中间部位的轴承的大小，与轴上相对应部位的直径相适应，而机体上固定轴承的轴承孔也与轴承的大小相对应，这样，轴及轴上的轴承就形成了一个梯形形状，而机体上固定轴及轴上轴承的几个墙壁上的孔，也形成了一个梯形形状，而，在每个墙壁上，安装轴承的每个孔，一般都由轴承孔和限位环组成，轴承孔一般都是在这个墙壁靠这个梯形中，轴承孔比较大的一端的这一面上，限位环都是在靠轴承孔比较小的一端的一面上，这样，便于轴的安装，也便于机体中每个墙壁上轴承孔的加工。

本内燃机中，凡是固定在机体上的轴，只要是在机体的外面有开孔的地方，都要用盖板密封，只要是露出机体的轴都要用油封密封。

在本内燃机中，曲轴可以是整体的；曲轴连杆轴颈与曲柄也可以是用孔和轴连接的（孔和轴可以是锥形的和圆柱形的等各种形状），用销和螺丝固定的，也可以是用热胀冷缩的方法等固定在一起的，这样，可以在曲轴连杆轴颈上安装轴承及连杆，以使转动的更灵敏，摩擦更小。

本内燃机，也可制造成单缸或多缸机，也可以设计成直列型、v型、对置型等形状，也可制造成汽油机、柴油机等，也可以制造成手拉启动的微型气油机，也可以制造成用曲拐启动的汽油机或柴油机等，本内燃机的原理也适应各种外燃机及其它类型的发动机，这些也都在本发明的保护范围内。

以上的各种技术及各种扩展技术和 技术的改变，都在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种优化的节能内燃机，它主要由汽缸体（52），活塞旋转臂室（53），动力输出齿轮室（54），曲轴旋转臂和曲轴室（55），左右旋转轴（2），活塞旋转臂（3），活塞连杆（8），活塞（11），活塞销（9），汽缸（10），整体曲轴（33），曲轴旋转臂（5），曲轴连杆（6），带单向离合器齿轮（35、36），动力输出轴（39），动力输出轴齿轮（41），动力输出轴飞轮（40），过轮轴（37），过轮（38），配气机构，供油机构，点火机构组成，活塞（11）固定在汽缸（10）内，汽缸（10）固定在汽缸体（52）内，活塞销（9）固定在活塞（11）上，活塞连杆（8）一端上的孔套在活塞销（9）上，另一端上的孔套在活塞旋转臂销（4）上，活塞旋转臂销（4）固定在活塞旋转臂（3）的外端上的孔内，在曲轴旋转臂（5）的外端上的孔内固定有曲轴旋转臂销（7），曲轴连杆（6）一端上的孔套在曲轴旋转臂销（7）上，另一端上的孔套在整体曲轴（33）上的曲轴连杆轴颈（13）上，其特征在于：汽缸体（52）固定在活塞旋转臂室（53）的上方，与活塞旋转臂室（53）形成一个整体，曲轴旋转臂和曲轴室（55）与动力输出齿轮室（54）固定在一起，形成一个整体，曲轴旋转臂和曲轴室（55）与动力输出齿轮室（54）都在活塞旋转臂室（53）的一端，与活塞旋转臂室（53）固定在一起，形成一个整体，这样，汽缸体（52）、活塞旋转臂室（53）、动力输出齿轮室（54）与曲轴旋转臂和曲轴室（55）就都固定在一起，形成一个整体机体（1），左右旋转轴（2）通过其上面的轴承固定在这三个室（53、54、55）中相对应的墙壁上，活塞旋转臂（3）固定在活塞旋转臂室（53）内的左右旋转轴（2）上，曲轴旋转臂（5）固定在曲轴旋转臂和曲轴室（55）内的左右旋转轴（2）上，带单向离合器齿轮（35、36）固定在动力输出齿轮室（54）内的左右旋转轴（2）上，整体曲轴（33）固定在曲轴旋转臂和曲轴室（55）中相对应的墙壁上，动力输出轴（39）通过其上面的轴承固定在这三个室（53、54、55）中相对应的墙壁上，过轮轴（37）固定在动力输出齿轮室（54）中相对应的墙壁上，过轮（38）固定在动力输出齿轮室（54）内的过轮轴（37）上。

2.根据权利要求1所述的优化的节能内燃机，其特征在于：汽缸体（52），固定在活塞旋转臂室（53）的上方，与活塞旋转臂室（53）形成一个整体，曲轴旋转臂和曲轴室（55）与动力输出齿轮室（54），分别固定在活塞旋转臂室（53）的两端，与活塞旋转臂室（53）连接在一起，形成一个整体。

3.根据权利要求1所述的优化的节能内燃机，其特征在于：动力输出轴（39）的两端都露出在机体（1）的外面，两端都可以对外输出动力做功。

4.根据权利要求1所述的优化的节能内燃机，其特征在于：整体曲轴（33），通过曲轴主轴（12）上面的轴承（60、61、62），固定在曲轴旋转臂和曲轴室（55）两边的墙壁和中间的曲轴轴承底座（59）上，这三个轴承在一条轴中心线上，曲轴轴承（62、60）固定在曲轴曲柄（14）的两边，可以使曲轴连杆轴颈（13）在受力时的变形很小，曲轴轴承（60、61）可以使曲轴主轴（12）在受力时运转稳定，曲轴轴承上盖（58）固定在曲轴轴承底座（59）上，它们把轴承（60）固定起来。

5.根据权利要求4所述的优化的节能内燃机，其特征在于：曲轴正时链轮（28），固定在整体曲轴（33）上的曲轴主轴（12）上，它固定在曲轴轴承（62）与曲轴曲柄（14）之间。

6.根据权利要求1所述的优化的节能内燃机，其特征在于：当曲轴连杆轴颈（13）的圆心，到曲轴主轴（12）的圆心的直线II，与曲轴旋转臂销7的圆心，到左右旋转轴（2）的圆心的直线III平行时，曲轴主轴（12）的圆心，到曲轴旋转臂销（7）的圆心的直线（I）与直线II和直线III都垂直。

7.根据权利要求1所述的优化的节能内燃机，其特征在于：在左右旋转轴（2）上，固定活塞旋转臂（3）和曲轴旋转臂（5）的部分都为方形（O），活塞旋转臂（3）和曲轴旋转臂（5）固定在左右旋转轴（2）上的空心部分也都为方形，活塞旋转臂（3）和曲轴旋转臂（5）都分为两块，一块为旋转臂主体（M），另一块为旋转臂压盖（N），在旋转臂主体（M）与旋转臂压盖（N）的接触面上留有一个间隙（Q），便于螺丝（P）把旋转臂压盖（N）与旋转臂主体（M）压紧在左右旋转轴（2）上的方形部分（O）上面。