CN105781737A - 动力单元组合曲柄行星轮发动机 - Google Patents

Abstract

一种发动机，利用两曲柄做成双排行星齿轮与双排空心太阳齿轮齿合并装在空心轴的外圆上，空心轴固定在圆盘两端面嵌固的轴承内，轴承外侧的空心轴两端连接着空心内圆磨擦闸瓦式空心离合器，与穿过发动机的输出轴合、分做动力输出或终止动力输出。所述发动机可以改变双排曲柄行星齿轮与双排空心太阳齿轮的齿合比来实现所需要的转速和扭矩，该发动机可多台机共用一根动力输出轴，能通过各机的离合器选择所需要的动力功率输出。由于各独立气缸以对数比均匀排列在同一水平线的圆盘上，每对水平对置的两缸同时做功时能完全抵消来自曲柄连杆机构和作用在气缸盖上的负作用力，实现了所述发动机在高、中、低速及加减速运转时都能同电动机运转一样平稳。

Description

动力单元组合曲柄行星轮发动机

技术领域

本发明是一种自行抵消反作用力，运转向电动机一样平稳的发动机，它属于热能动力机械技术，具体为内燃机技术领域。

背景技术

内燃式发动机发明于1860年，至今已有155年的发展史，经过数百万名业内专家、学者和众多业余爱好者历经百余年的辛勤耕耘，现已发展到了较高的技术水平，它为人类大大提高了生产力、造福于人类，用它强劲的动力极大地推动了人类社会的发展。

进入21世纪我国经济正在快速持续发展，但又面临着有限的化石燃料、钢铁等金属资源的匮乏和更高环境保护要求的严重峻挑战。更显现出改进和制造新型发动机的理念、设计、应用都应向着节省材料、提高升功率、公斤功率、热效率、运行平稳性、使用寿命长、节省燃料、降低排放的环保友好型的方向发展尤为重要。目前我国各行各业应用最广泛的发动机，仍然是往复活塞式发动机，其特征之一是运转的不均匀性。虽然作为发动机功率输出主轴的曲轴，其转动是基本均匀的，但各气缸做功输出的动力都是经连杆大头传递给各气缸对应的连杆大头曲轴的轴径上，以叠加方式通过各气缸对应的连杆轴径传递给对应的曲柄，曲柄再传给曲轴大轴径，需要来来回回曲曲折折经过十多次(十缸机需往复交递几十次)的往复传递才能传递到曲轴的输出端，所以曲轴承受的冲击力、惯性力、扭力都很大，所需要的钢量、体积、重量也很大，再加上活塞连杆组运转极不均匀，伴随着很大的加、减速度，产生超重上千倍的惯性负何，对受力件的强度和耐久性影响很大，并且面积有限的气缸盖上，挤满了进气门、排气门、进排气门驱动机构、喷油器、火花塞造成相互影响并导致热负荷高，使气缸垫故障率较高并产生振动、噪声和高能耗、高排放。为此本发明的这款新型发动机避免了上述发动机的缺点，保留了往复活塞式发动机封闭好、压缩比高的优点，实现了活塞连杆组、曲轴、曲轴轴承、机体和受力部件用较小的钢量、使本发明的发动机具备了体积小、体重量轻、无振动、噪声小，升功率高、公斤功率高、热效率高、运转平稳的节能环保型发动机。

发明内容

本发明针对背景技术中所述的现有发动机存在的缺点，解决的第一个技术问题是：发动机的各气缸都独立排放在一个水平面的圆盘上，各缸做功顺序都是每对180°对置的两缸同时做功，所产生的负作用力在一直线上，大小相等方向相反自行抵消，实现了本发明的发动机不用任何平衡机构，在高、中、低速运转和加、减速运转时，均同电动机运转一样平稳，所以该发动机的机体及所有运动部件和受力件的钢量、重量、体积都较小，同时提高了该机的升功率、公斤功率和使用寿命，降低了制造成本和排放，是节能环保理想的发动机。

本发明针对背景技术中所述的现有发动机存在的缺点，解决的第二个技术问题是：本发明的发动机可改变曲柄行星齿轮与空心太阳齿轮的齿合齿数比，可选择所需要的转速、扭矩范围，使本发明的发动机大大增加了使用寿命和使用范围。

本发明针对背景技术中所述的现有发动机存在的缺点，解决的第三个技术问题是：本发明的发动机的各独立气缸、气缸头和气缸盖合为一体，取消了气缸垫，可完全闭免了业界公认的，因发动机气缸垫故障所造成的高温高压燃气、冷却水和润滑油相互串漏、向缸内漏和向缸外漏的高故障率的隐患。

本发明针对背景技术中所述的现有发动机存在的缺点，解决的第四个技术问题是：本发明的发动机对配气机构进行了改进，沿气缸一周开多个排气孔，利用活塞下行自动打开排气孔排气，活塞上行自动关闭排气，气缸上顶部一周开多个进气孔，采用圆环型进气门，所述圆环型进气门外周嵌固两道活塞环与气缸上顶部的排气孔形成封闭，当三个永磁电磁线圈组合的气门驱动器向下推圆环型进气门运动到下止点时，使圆环气门上的进气孔与气缸上顶部的进气孔对应导通进气，圆环进气门当被永磁电磁线圈驱动机器向上拉动复位时，进气门关闭完成换气功能。

本发明针对背景技术中所述的现有发动机存在的缺点，解决的第五个技术问题是：本发明的发动机设有空心离合器，多台发动机可共用一根动力输出轴，在运行中可随时增加或减少动力单元和所需的动力输出，实现了动力单元组合。

依据本发明的发动机的优点，理应是一种理想的航空发动机，因为飞机在起飞爬升时，需要发动机输出动力非常大，而到了正常平飞时比起飞爬升时需要的动力小的多，所以本发明的发动机可以多机同时向一条螺旋桨轴上输出动力，在飞机起飞爬升时，多台发动机同时工作，到了平飞时，再根据实际需要的动力，利用发动机自身的离合器断开准备停用的发动机后息火关停，同时该发动机可作为该飞机的蓄备动力机，如果有正在工作的发动机出现了故障，可起动做蓄备的发动机，来承担故障发动机的飞行任务，可完全避免因飞机发动机故障所发生的空难。

附图说明

图1是本发明的一台发动机动力单元的实施列1的结构示意图。

图2是本发明的多台发动机动力单元组合的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的内容、发明的目的和本发明的发动机的优点更加简显易懂，下面结合具体实施方式实列再进一步作详细续述：

如图1实施实例结构示意图所示：本发明的发动机，包括各独立的单缸曲轴，都均匀分布在两个大小相同的圆盘组成的曲轴箱(发动机的机体)内(如图1中的标识7)，各独立的单气缸(如图1中的标识1至6所示)均匀分布固定在圆盘的外周边上，每个独立单气缸所对应的曲轴两端轴都均匀分布固定在圆盘两端面上嵌固的相互对应的轴承内，形成了多对气缸水平对置和多对曲轴水平对置在180°一直线上，所述本发明的发动机，做功顺序都是以(1和4)、(2和5)、(3和6)每对水平对置的气缸同时做功，也同时自行抵消了两对置气缸的大小相同、方向相反并同时作用在同一直线上的负作用力，使该发动机在高、中、低速运转和加减速运转时都同电动机运转一样平稳。该机还利用了曲柄作输出动力，各独立的单缸曲轴的两个曲柄(如图1中的标识10)，做成两个圆型行星齿轮与嵌固在圆盘型机体的两端面圆心位置的两盘轴承内的内空心轴上的双排空心太阳齿轮(如图1中的标识11)齿合，形成了双排行星齿轮与双排太阳齿轮的行星传动机构，所述行星传动机构成为本发明的多缸发动机的中心输出轴(如图2中的标识6)，所述空心输出轴的两端，各装有与空心输出轴同轴转动的内空心式离合器(如图2中的标识7至14)，与穿过该离合器内空心的动力输出轴(如图2中的标识6)实现该发动机的动力输出或停止动力输出功能。实现了本发明的发动机可以多台发动机共用一根动力输出轴(如图2)，利用各发动机自身的离合器，根据实际需要的动力，实现输出动力的增加或减少，实现了动力单元组合，更适应输出动力波动较大的航空发动机。比如：飞机的左右两个螺旋桨轴各用两台本发明的发动机驱动，在起飞爬升需要较大的动力时，四台发动机同时驱动两个螺旋桨动力轴，完成起飞爬升任务，到了平飞需要的动力较小时，每个螺旋桨轴上可关停一台发动机做蓄备动力机备用。如果执行飞行任务的发动机出现故障时，可立刻启动备用的发动机，经该机自身的离合器与螺旋桨动力轴接合驱动连接来执行飞行任务。同时利用故障机自身的离合器断开螺旋桨动力轴，停机检修后再作蓄备动力发动机备用。可完全避免因飞机发动机故障所造成的空难悲剧的发生。

(如图1中的标识10、11)所示本发明的发动机可增加或者减少曲柄行星齿轮与空心太阳齿轮齿数的齿合比，来增加或者减少发动机的输出转速和输出扭矩范围，使该机使用范围更广、使用寿命更长、节能环保等优点。

(如图1中的1至6)所示：本发明的发动机均采用了独立式单气缸、单曲轴，便于保养检修，如果个别机件损坏，只需更换损坏的单个机件，大大降低了使用和维修费用。本发明的发动机的气缸、气缸头、气缸盖为一体，无气缸垫，完全闭免了因缸垫损坏造成的高温高压燃气、润滑油、冷却水相互串漏的常见故障。

如图1所示：本发明的发动机采用了活塞下行自动打开排气孔排气，上行时自动关闭。利用三个永磁电磁线圈组成的气门驱动器，采用圆环型气门，所述圆环型气门的外侧用两道活塞环与气缸上顶部开的多个进气孔形成封闭，当圆环型进气门受到气门驱动器向下推动圆环进气门到达下止点时，圆环进门上的进气孔与气缸上顶部的进气孔相互对应开通进气，当气门驱动器向上拉动环型进气门到上止点复位时进气门关闭完成换气。

以上所述仅为本发明发动机的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明原理范围之内，所作的任何修改、同等替换、改进等，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多动力组合，双曲柄行星齿轮输出动力的发动机，其特点在于：它包括2、4、6、8、10、12、14、16等成对数比的多缸发动机。独立的各气缸、曲轴都均匀分布在两个大小相同的圆盘组合成的扁状圆柱体上(即该发动机的机体、曲轴箱)各独立的单气缸均匀分布固定在圆盘外周边上、曲轴固定在圆盘两端面嵌固的轴承内与对面的气缸和曲轴都水平对置在一条直线上，采取了水平对置的两缸同时做功，实现了水平对置同时做工的两缸相互低消了曲柄连杆机构和作用在气缸盖上的负作用力，使所述发动机在高、中、低速和加减速运转时，不用任何平恒机构，都能同电动机运转一样平稳。

2.根据权利要求1所述发动机其特点在于：它包括一根动力输出轴可以穿过多台发动机，可多机共用一根动力输出轴，经各发动机自身的空心离合器，实现动力单元组合，可根据运转工况来选择所需要的动力单元及实际需要的功率输出。

3.根据权利要求1、2所述的发动机其特点在于：它包括能改变双排曲柄行星齿轮和双排空心太阳齿轮的齿数比来选择所述发动机，所需要的转速范围和扭矩。

4.根据权利要求1、2、3所述的发动机它可以做成二冲程机、四冲程机，可做成点燃式汽油机、各种可燃气体的发动机和压燃式汽油机、柴油机。

5.根据权利要求1、2、3、4、所述发动机的气缸、气缸头和气缸盖合为一体，无气缸垫，完全避免了因气缸垫损坏所造成的高温高压燃气、润滑油和冷却水相互串漏及向气缸内外串漏的常见故障发生。

6.以据权利要求1、2、3、4、5所述的发动机采用活塞下行自动打开排气孔进行排气，活塞上行时自动关闭排气孔停止排气，在气缸上顶端的气缸内，设一圆环型进气门，所述圆环进气门的外圆上用两二道活塞环与气缸内上顶部周围的进气孔形成封闭，所述圆环型进气门上端面周圆上装有以120°等分圆的三个永磁电磁线圈组合的进气门驱动器，来驱动气门上下作往复运动，当驱动器向下推动气门运行到下止点时，圆环气门上的进气孔与气缸上顶部的进气孔相互对应开通进气，当驱动器向上拉动圆环型进气门复位时进气门关闭，完成换气功能。