CN105840306B - 新型内燃机 - Google Patents

Abstract

一种缸体采用水平对称布置的新型内燃机。主要由配气系统、缸盖、气缸体、活塞、连杆、主轴，两个单向器、连接架、飞轮和伺服电机等部件组成。连接架安装在气缸体上，主轴安装在气缸体上，单向器安装在主轴上，单向器与连接架通过齿合连接，活塞通过连杆与连接架连接，连接架通过连接杆和一连接轴与飞轮连接，飞轮通过二连接轴与主正时轮连接，正时轮通过正时皮带与正时轮连接。打破了原有发动机的曲轴连杆结构缺陷的限制。可同时做到小排量高扭矩高功率的一种新型内燃机；采用水平对置的方式布置缸体，结构更加紧凑发动机体积更小；没有了曲轴转动的不平衡性和采用缸体对称布置的方式，内燃机震动更小；采用可变压缩比技术，热转换率更高。

Description

新型内燃机

技术领域

本发明涉及一种高性能的新型内燃机，尤其是小体积、小排量、高功率、高扭矩的内燃机。

背景技术

目前，公知内燃机有活塞式、转子和涡扇式发动机。前面两种热能转换方式主要是混合气体通过燃烧后膨胀对活塞或转子做功转换为机械能的原理来实现。后一种主要是混合气体通过燃烧后膨胀从后方喷出对空气形成冲击，利用反作用力来实现机械能的转化。

涡扇式发动机的热转化率最高，但制造和维修成本高。不宜用在地面上的汽车和一些日常的设备上。

活塞式发动机制造成本最低，便于维修。由于连杆曲轴这种结构的限制，存在很大的缺点。不能同时做到高功率和高扭矩，震动大，功率损耗大。

转子式发动机运转平稳，功率大等优点。但制造精度要求高，不便于维修、使用寿命不长。

发明内容

本发明主要是在活塞试发动机的基础上进化而来，为了克服连杆曲轴这种结构的限制无法做到高功率、高扭矩和热损耗大的缺陷, 本发明提供一种新型内燃机，该内燃机不仅同时做到高扭和高功率，而且震动小体积小，还把原有的高扭矩和高功率一对矛盾体转化为统一体，可变压缩比结构大大提高热转换率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：内燃机主要组成为配气系统、缸盖、气缸体、活塞、连杆、主轴、两个单向器、连接架等组成。发动机中取消曲轴，由一根主轴两个单向器和一个连接架代替曲轴。缸体采用水平对称布置。

连接支架安装在缸体内并能左右滑动。连接架通过连杆与活塞连接，两个单向器同向并排固定在主轴上，两个单向器分别与连接架的上边和下边通过齿合的方式连接，连接架通过连接杆与飞轮连接，连接架左右移动一次时，飞轮转动一周。飞轮通过二连接轴与正时主轮连接，正时主轮通过正时皮带驱动配气机构工作。飞轮上的伺服电机30可以调整连接杆与飞轮连接的连接轴与飞轮中心的距离，起到调节连接架左右移动的行程量，达到调节压缩比的目的，让每个做功冲程的压缩比尽量达到设定值，保证每个冲程的热转换率达到最佳值。

当左边一个活塞做功时，连接架被推动，其它三个活塞在连接架的作用下也作左右运动。连接架与其中一个单向器锁止带动主轴转动，此时另外一个单向器处于反转脱开状态，左边另外一个活塞为进气冲程，右边两个活塞分别为排气和压缩冲程；同理右边压缩活塞做功时另外一个为进气冲程，左边两个分别为排气和压缩冲程。二连接轴与飞轮中心距离A的2倍为活塞的行程。二连接轴与飞轮中心距离的可以根据进气量由ECU发出指令到伺服电机30，由伺服电机30对二连接轴和飞轮中心距离A进行调整，每个做功冲程的压缩比尽量达到设定值，保证每个冲程的热转换率达到最佳值。

本发明的有益效果是，解决了因现有内燃机的连杆曲轴结构的限制无法做到高扭矩和高功率和恒压缩比造成的热转换率低的缺陷。因结构的改变把原来选择高功率就只能低扭矩这对矛盾体转化成了一对统一体，做到高扭矩可以增大活塞减小行程或加大单向器的半径，同时提高单位时间内的点火次数来提高功率；做到了压缩比可变保证每个做功冲程的热转换率达到最佳值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的主视构造图。

图2是本发明的俯视图构造图。

图3是局部A向视图。

图4局部B-B向视图。

图中1.第一正时轮 ，2.第二正时轮，3.第一正时皮带 ，4.第一气缸，5.第二气缸，6.第一第一缸盖，7.第一活塞，8.第二活塞，9.第一连杆，10.第二连杆，11.连接架，12.连接杆，13.气缸体。14.第三连杆，15.第四连杆，16.飞轮 ，17.主正时轮，18.主轴，19.第三活塞，20.一连接轴，21.第四活塞，22.第二正时皮带，23.第一单向器，24. 第二单向器，25.第二缸盖，26.第三正时轮，27.第四正时轮。28. .第四气缸，29.第三气缸，30. 伺服电机，31.二连接轴。

具体实施方式

在图1和图2中，主轴18安装在气缸体13上，第一单向器23和第二单向器24同向安装在主轴上18，连接架11安装在气缸体13上并能自由左右运动，第一活塞7通过第一连杆9与连接架11连接，第二活塞8通过第二连杆10与连接架11连接，连接架11通过连接杆12和二连接轴31与飞轮16连接，第三活塞19通过第三连杆14与连接架11连接，第四活塞21通过第四连杆15与连接架11连接，飞轮16通过一连接轴20与主正时轮17连接，主正时轮17通过第一正时皮带3与第一正时轮1和与第二正时轮2连接，主正时轮17通过第二正时皮带22与第三正时轮26和与第四正时轮27连接。

图3，飞轮16上的伺服电机30与二连接轴31连接并能调节二连接轴31与飞轮16中心之间的距离A。

图4，第一单向器23与连接架11下方通过齿合连接，第二单向器24与连接架11上方通过齿合连接。

当第一气缸4内的混合气体燃烧对第一活塞7做功时，第二气缸5开始进气，第四汽缸28进行压缩，第三气缸29进行排气，完成一个做功冲程；第四汽缸28内的混合气体燃烧对第四活塞21做功时，第三汽缸29开始进气，第二汽缸5进行压缩，第一气缸4进行排气，完成一个做功冲程；当第二气缸5内的混合气体燃烧对第二活塞8做功时，第一汽缸4开始进气，第三汽缸29进行压缩，第四气缸28进行排气，完成一个做功冲程；第三汽缸29内的混合气体燃烧对第三活塞19做功时，第四汽缸28开始进气，第一汽缸4进行压缩，第二气缸5进行排气，完成一个做功冲程；做功过程中连接架11左右运动时带动飞轮16转动。飞轮16通过一连接轴20带动主正时轮17转动。主正时轮17通过第一正时皮带3和第二正时皮带22驱动正时第一正时轮1、正时第二正时轮2、第三正时轮26和第四正时轮27使进气系统工作。

通过发动机ECU电脑系统来读取气缸内的压力，通过计算后发出指令让伺服电机30工作调节二连接轴31与飞轮16中心之间的距离A来调整发动机的压缩比达到设定值保证每个做功冲程的热转换率达到最佳值。

Claims (3)

1.一种缸体采用水平对称布置的新型内燃机，主轴（18）安装在气缸体（13）上，连接架（11）安装在气缸体（13）上并能自由左右运动，第一活塞（7）通过第一连杆（9）与连接架（11）连接，第二活塞(8)通过第二连杆(10)与连接架(11)连接，第三活塞(19)通过第三连杆(14)与连接架(11)连接，第四活塞(21)通过第四连杆(15)与连接架(11)连接，连接架(11)通过连接杆(12)和二连接轴(31)与飞轮(16)连接，第一单向器（23）与连接架（11）下方通过齿合连接，第二单向器（24）与连接架(11)上方通过齿合连接，飞轮(16)通过一连接轴(20)与主正时轮(17)连接，主正时轮(17)通过第一正时皮带(3)与第一正时轮(1)和第二正时轮(2)连接，主正时轮（17）通过第二正时皮带（22）与第三正时轮（26）和第四正时轮(27)连接；飞轮(16)上的伺服电机(30)与二连接轴（31）连接并能调节二连接轴（31）与飞轮（16）中心之间的距离A；其特征是：第一单向器(23)和第二单向器（24）同向安装在主轴（ 18 ） 上, 第一单向器（23）与连接架(11)下方通过齿合连接，第二单向器(24)与连接架(11)上方通过齿合连接, 连接架(11)通过连接杆（12）和二连接轴（31）与飞轮（16）连接，飞轮（16）通过一连接轴（20）与主正时轮（17）连接，连接架（11）安装在气缸体（13）上, 飞轮（16）上的伺服电机（30）与二连接轴（31）连接并能调节二连接轴（31）与飞轮（16）中心之间的距离A。

2.根据权利要求1所述的新型内燃机，其特征是：第一单向器（23）和第二单向器（24）并列同向安装在主轴（ 18 ） 上。

3.根据权利要求1所述的新型内燃机，其特征是：二连接轴（31）能在飞轮（16）的半径方向上自由运动。