CN109519277A - 一种直杆活塞往复式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有技术中的往复式活塞发动机存在的问题，提供了一种全新的直杆活塞往复式发动机，能够降低对惯性动量的浪费。本发明提供了一种直杆活塞往复式发动机结构，由机架结构、燃烧气缸的活塞、燃烧气缸活塞直杆、吸气气缸的活塞、吸气气缸活塞直杆、吸气气缸、燃烧气缸、单向阀吸气口、单向阀进气口、连接层、双棘轮齿条传动机构、燃油注射器、机油注射器、机油注射管道以及喷口、喷油器、火花塞、涡轮扫油机构组成。本发明一种直杆活塞往复式发动机具有结构简单，质量轻，推重比高，润滑充分，进气量充足，功率增大，摩擦减小，燃烧充分，动力增强，维护简单，节油减排等优点。

Description

一种直杆活塞往复式发动机

技术领域

本发明涉及机械技术领域，特别是一种直杆活塞往复式发动机。

技术背景

内燃机是一种非常常见的动力机械，其原理是通过将燃料在机器内部燃烧后体积膨胀的化学能和热能转化为机械动能上午热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃发动机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机；其中活塞式内燃机以往复活塞式最为常见。

活塞式内燃机的工作原理式：将燃料与空气混合以后在气缸中燃烧以在气缸内产生高温高压的燃气，通过燃气推动活塞做功，带动连杆在活塞上的曲轴机构来输出动能，驱动机械机构运转。

现有的往复式活塞内燃机的曲轴机构，包括活塞。连杆、曲轴，其中活塞与连杆连接，且曲轴位于活塞缸筒对称中心线上。在做功冲程开始时，连杆和曲轴处于直线连接的位置，不得不靠飞轮的惯性来驱动曲轴继续做圆周运动，这样在做功冲程中存在着惯性动量的损失，以及时间的浪费。

发明内容

针对现有技术中的往复式活塞发动机存在的问题，本发明提供了一种全新的直杆活塞往复式发动机，能够降低对惯性动量的浪费。为了实现上述目的，本发明提供了一种直杆活塞往复式发动机，由机架结构、燃烧气缸的活塞、燃烧气缸活塞直杆、吸气气缸的活塞、吸气气缸活塞直杆、吸气气缸、燃烧气缸、吸气管道以及单向阀、进气管道以及单向阀、连接层、双棘轮齿条传动机构、燃油注射器、机油注射器、机油注射管道以及喷口、喷油器、火花塞、涡轮扫油机构组成；其特征在于一种直杆活塞往复式发动机为对置活塞发动机，燃烧气缸对置设置，吸气气缸对置设置，燃烧气缸的头尾相反设置，吸气气缸的头尾相对设置，两个相对设置的燃烧气缸为一组，两个相对设置的吸气气缸为一组；吸气气缸底部与燃烧气缸的顶部固接，吸气气缸的底部与燃烧气缸的顶部之间设置有连接层；燃烧气缸组的两个活塞由一根直杆固接，分别位于直杆的两端反向设置；吸气气缸组的活塞直杆与燃烧气缸的活塞直杆通过“U”型折弯杆或类似的折弯支架绕过吸气气缸和燃烧气缸固接；吸气气缸的活塞结构由直杆固接活塞尾部构成；吸气管道以及单向阀设置于吸气气缸的侧壁，由管道加单向阀组成，气体只能从吸气气缸外部通过单向阀进入吸气气缸；进气管道以及单向阀设置于吸气气缸与燃烧气缸的连接层，由管道加单向阀组成，气体只能从吸气气缸通过单向阀进入燃烧气缸；燃烧气缸的活塞直杆的中部设置有双棘轮齿条传动机构，双棘轮齿条传动机构由两个棘轮旋转方向相反的棘轮齿轮加齿条组构成，一根齿条位于一个棘轮齿轮顶部，一根齿条位于另一棘轮齿轮的底部；燃油注射器由注射器管道加直杆活塞A组成，直杆活塞A的直杆与燃烧气缸的活塞直杆固接或与吸气气缸的活塞直杆固接，燃油注射器的顶端设置有出油口，出油口与燃油管道固接，燃油管道的出油口与喷油器固接；喷油器设置于燃烧气缸的侧壁靠近连接层的位置或设置于吸气气缸内靠近连接层的位置；机油注射器由注射器管道加直杆活塞B组成，直杆活塞B的直杆与燃烧气缸的活塞直杆固接或与吸气气缸的活塞直杆固接，机油注射器顶端设置有出油口，出油口与机油管道固接，机油管道的末端设置有机油雾化器；涡轮扫油机构由气体涡轮和设置于气体涡轮中心位置的轴承组成，涡轮扫油机构的轴承设置于燃烧气缸的活塞尾部的直杆上，活动连接；火花塞设置于燃烧气缸的侧壁或燃烧气缸和吸气气缸的连接层。吸气气缸组的活塞直杆与燃烧气缸的活塞直杆通过“U”型折弯杆或类似折弯支架固接可以替换为吸气气缸与燃烧气缸的连接层设置有轴孔，轴孔上设置有密封环，燃烧气缸的活塞与吸气气缸的活塞通过一根轴穿过连接层的轴连接。燃烧气缸的活塞直杆的中部设置有双棘轮齿条传动机构可以代替为连杆和曲轴结构；连杆与燃烧气缸活塞直杆活动连接，连杆与曲轴活动连接。双棘轮齿条传动机构可以代替为上下双层齿条加中间半齿轮组成的传动机构机构。燃油注射器由燃油注射器出油接口、注射器管道B、直杆活塞B、注射器进油管道以及单向阀组成，燃油注射器进油管道与注射器管道B接口处设置有单向阀，单向阀的设置使得燃油只能从注油器进油管道进入注油器管道。机架结构连接固定对置的燃烧气缸与对置的吸气气缸；机架结构上靠近燃烧气缸尾部设置有固定燃烧直杆活塞直杆的轴承以及固定支架。喷油器可以设置在吸气气缸与燃烧气缸之间的连接层。同一侧吸气气缸与燃烧气缸之间的进气管道可以设置于吸气气缸与燃烧气缸侧壁外部，连接吸气气缸与燃烧气缸，进气管道内设置有单向阀，单向阀控制气体只能从吸气气缸进入燃烧气缸。燃烧气缸直杆活塞的直杆中部设置的双棘轮齿条传动机构可以替换为“T”型杆结构外加环形线圈套筒，“T”型杆水平杆两端设置有永磁装置，“T”型杆竖直杆与燃烧气缸直杆活塞的直杆固接，转换为一种燃料发电机装置。

本发明的技术方案具有以下优势：1.没有配气机构，减轻了发动机的总体重量。2.相同排量功率翻倍。3.吸气气缸设置于燃烧气缸的顶部，可以将损失热量传递给吸入的新鲜气体。燃油管道环绕燃烧气缸，同样可以回收散去的热量，从而很大程度的提高了发动机的燃烧效率。4.燃烧气缸直杆活塞的设置以及吸气气缸直杆活塞的设置减少了活塞与气缸的磨损，提高了发动机零部件的使用效率，延长了发动机的寿命。5直线运动的活塞直杆，行程更短，单位时间的功率更高。6.对置燃烧气缸直杆活塞的设置以及对置吸气气缸直杆活塞的设置，消除了运动部件惯性动量的损失，大部分的惯性动量用于做功，剩余的惯性动量用于气体的压缩和吸气。7.可以在一定范围内调节的双棘轮齿条传动机构齿轮直径大小，从而调节发动机的输出力矩，相比于传统的活塞发动机曲轴，力矩的调节范围更大。8.燃油注射器和机油注射器的设置，减少了发动机的相关配套设备，减轻了发动机的重量以及制造加工成本。9.直杆对置活塞、涡轮扫油机构、机油注射器的设置使得二冲程发动机润滑系统不足的问题得到解决，直杆活塞的设置使得二冲程发动机活塞的喷射润滑成为可能，从而解决了二冲程发动机不能长时间运行的问题。

与背景技术相比，本发明一种直杆活塞往复式发动机具有结构简单，质量轻，推重比较高，润滑充分，进气量充足，功率增大，摩擦小，燃烧充分，动力增强，维护简单，节油减排等优点。

附图说明

通过结合附图对本发明的一个优选实施例进行描述，本发明的技术方案及其技术效果将变得更加清楚，且更加易于理解。其中：

图1为一种直杆活塞往复式发动机俯视图；

图2为一种直杆活塞往复式发动机透视图；

图3为一种直杆活塞往复式发动机主视图；

图4为一种直杆活塞往复式发动机侧视图剖视图；

图5为一种直杆活塞往复式发动机后视图剖视图；

图6为一种直杆活塞往复式发动机立体图；

图7为一种直杆活塞往复式发动机立体图剖视图；

其中，1、燃烧气缸，2、吸气气缸，3、燃烧气缸活塞，4、吸气气缸活塞，5、吸气气缸活塞直杆，6、燃烧气缸活塞直杆，7、吸气管道以及单向阀，8、排气管道，9、进气管道以及单向阀，10、折弯支架，11、机架结构，12、传动轴，13、齿轮，14、齿条。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施案例和附图对本发明做进一步详述，该实施例仅用于解释办法吗，并不构成对本发明的保护范围的限定。

一种直杆活塞往复式发动机结构，由机架结构11、燃烧气缸活塞3、燃烧气缸活塞直杆6、吸气气缸的活塞4、吸气气缸活塞直杆5、吸气气缸2、燃烧气缸1、吸气管道以及单向阀7、进气管道以及单向阀9、连接层、双棘轮齿条传动机构、燃油注射器、机油注射器、机油注射管道以及喷口、喷油器、火花塞、涡轮扫油机构组成；其特征在于一种直杆活塞往复式发动机结构为对置活塞发动机，燃烧气缸1对置设置，吸气气缸2对置设置，燃烧气缸1的头尾相反设置，吸气气缸2的头尾相对设置，两个相对设置的燃烧气缸1为一组，两个相对设置的吸气气缸2为一组；吸气气缸2底部与燃烧气缸1的顶部固接，吸气气缸2的底部与燃烧气缸1的顶部之间设置有连接层；燃烧气缸组的两个活塞由一根直杆固接，分别位于直杆的两端反向设置；吸气气缸组的活塞直杆5与燃烧气缸的活塞直杆6通过“U”型折弯杆或类似折弯支架10绕过吸气气缸和燃烧气缸固接；吸气气缸活塞结构由直杆固接活塞尾部构成；吸气管道以及单向阀7设置于吸气气缸2的侧壁，由管道加单向阀组成；进气管道以及单向阀9设置于吸气气缸2与燃烧气缸1的连接层，由管道加单向阀组成；燃烧气缸1的活塞直杆的中部设置有双棘轮齿条传动机构，双棘轮齿条传动机构由两个棘轮旋转方向相反的棘轮齿轮加齿条组构成，一根齿条位于一个棘轮齿轮顶部，一根齿条位于另一棘轮齿轮的底部；燃油注射器由注射器管道加直杆活塞A组成，直杆活塞A的直杆与燃烧气缸的活塞直杆固接或与吸气气缸的活塞直杆固接，燃油注射器的顶端设置有出油口，出油口与燃油管道固接，燃油管道的出油口与喷油器固接；喷油器设置于燃烧气缸的侧壁靠近连接层的位置或设置于吸气气缸2内靠近连接层的位置；机油注射器由注射器管道加直杆活塞B组成，直杆活塞B的直杆与燃烧气缸活塞直杆6固接或与吸气气缸活塞直杆5固接，机油注射器顶端设置有出油口，出油口与机油管道固接，机油管道的末端设置有机油雾化器；涡轮扫油机构由气体涡轮和设置于气体涡轮中心位置的轴承组成，涡轮扫油机构的轴承设置于燃烧气缸活塞3尾部的直杆上，活动连接；火花塞设置于燃烧气缸1的侧壁或燃烧气缸1和吸气气缸2的连接层。吸气气缸活塞直杆5与燃烧气缸活塞直杆6通过“U”型折弯杆或类似折弯支架10绕过吸气气缸和燃烧气缸固接可以替换为吸气气缸2与燃烧气缸1的连接层设置有轴孔，轴孔上设置有密封环，燃烧气缸活塞3与吸气气缸活塞4通过一根轴穿过连接层的轴孔连接。燃烧气缸活塞直杆6的中部设置有双棘轮齿条传动机构可以代替为连杆和曲轴结构；连杆与燃烧气缸活塞直杆6活动连接，连杆与曲轴活动连接。双棘轮齿条传动机构可以代替为上下双层齿条加中间半齿轮组成的传动机构机构。燃油注射器由燃油注射器出油接口、注射器管道B、直杆活塞B、注射器进油管道以及单向阀组成，燃油注射器进油管道与注射器管道B接口处设置有单向阀，单向阀的设置使得燃油只能从注油器进油管道进入注油器管道。机架结构11连接固定对置的燃烧气缸1与对置的吸气气缸2；机架结构10上靠近燃烧气缸尾部设置有固定燃烧直杆活塞直杆的轴承以及固定支架。喷油器可以设置在吸气气缸2与燃烧气缸1之间的连接层。同一侧吸气气缸2与燃烧气缸1之间的进气管道可以设置于吸气气缸2与燃烧气缸1侧壁外部，连接吸气气缸2与燃烧气缸1，进气管道内设置有单向阀，单向阀控制气体只能从吸气气缸2进入燃烧气缸。燃烧气缸直杆活塞3的直杆中部设置的双棘轮齿条传动机构可以替换为“T”型杆结构外加环形线圈套筒，“T”型杆水平杆两端设置有永磁装置，“T”型杆竖直杆与燃烧气缸直杆活塞的直杆固接，转换为一种燃料发电机装置。

本发明一种直杆活塞往复式发动机，先由马达带动传动轴转动，传动轴上设置的双棘轮中有一个棘轮带动齿条运动，齿条的运动带动燃烧气缸活塞3对燃烧气缸1内部的气体进行压缩，完成压缩冲程，同时燃烧气缸活塞直杆6通过“U”型折弯杆带动吸气气缸活塞4向吸气气缸2尾部运动，外部气体通过吸气口以及单向阀7进入吸气气缸2从而完成吸气冲程，在吸气过程中连接层的进气口的单向阀处于关闭状态，当燃烧气缸活塞3开始运动时，被传感器检测到，这时喷油器开始向燃烧气缸1喷入燃油，当燃烧气缸活塞3到达一定位置被传感器检测到，火花塞点火，燃烧气缸1内的气体被引爆燃烧，膨胀的气体体积瞬间增大，推动燃烧气缸活塞3反方向运动，活塞推动燃烧气缸活塞直杆6，燃烧气缸活塞直杆6带动齿条14运动，齿条14带动另一个棘轮齿轮旋转，棘轮齿轮带动传动轴12旋转做功，同时与燃烧气缸活塞直杆6通过“U”型折弯杆推动吸气气缸活塞4向相反的反向运动，对吸气气缸2内的气体进行压缩，此时连接层的进气管道内的单向阀打开，位于吸气气缸2侧壁的吸气管道内的单向阀关闭，吸气气缸2内的气体被压入燃烧气缸1，完成进气冲程，燃烧气缸活塞3到达排气口时，燃油和空气燃烧后的废气通过排气管道8排出，完成排气冲程，同时另一侧开始了压缩冲程和吸气冲程，如此反复循环，就可以实现发动机的运转。本发明的一种直杆活塞往复式发动机可以分为：吸气冲程、进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中吸气冲程和压缩冲程同时进行，进气冲程、燃烧做功冲程和排气冲程同时进行。在吸气气缸内进行了吸气冲程、进气冲程。在燃烧气缸内进行了压缩冲程、做过冲程、排气冲程。

本发明的一种直杆活塞二冲程往复式发动机对传统的二冲程发动机做了升级和改进：1、改进了传统二冲程发动机的融化系统，不用将昂贵的润滑机油带入燃烧室润滑，其润滑方式甚至优秀于传统的四冲程发动机，同时不用专用的润滑机油降低使用成本的同时更加的环保，解决了传统二冲程发动机不可以长时间可以运行的问题。2、对置活塞的设置消除了传统活塞发动机的惯性动量损失，惯性动量被转化为一侧吸气气缸的吸气的动量，另一侧吸气气缸的进气的动量，绝大部分被转化为燃烧气缸的活塞对气体压缩的动量。

随着技术的发展，本发明的结构可以以不同的防止实现。本发明的实施方式并不仅限于以上描述的实施例，而且可在权利要求范围内进行变化。

Claims (9)

1.一种直杆活塞往复式发动机，由机架结构、燃烧气缸的活塞、燃烧气缸活塞直杆、吸气气缸的活塞、吸气气缸活塞直杆、吸气气缸、燃烧气缸、吸气管道以及单向阀、进气管道以及单向阀、连接层、双棘轮齿条传动机构、燃油注射器、机油注射器、机油注射管道以及喷口、喷油器、火花塞、涡轮扫油机构组成；其特征在于一种直杆活塞往复式发动机为对置活塞发动机，燃烧气缸对置设置，吸气气缸对置设置，燃烧气缸的头尾相反设置，吸气气缸的头尾相对设置，两个相对设置的燃烧气缸为一组，两个相对设置的吸气气缸为一组；吸气气缸底部与燃烧气缸的顶部固接，吸气气缸的底部与燃烧气缸的顶部之间设置有连接层；燃烧气缸组的两个活塞由一根直杆固接，分别位于直杆的两端反向设置；吸气气缸组的活塞直杆与燃烧气缸的活塞直杆通过“U”型折弯杆或类似的折弯支架绕过吸气气缸和燃烧气缸固接；吸气气缸的活塞结构由直杆固接活塞尾部构成；吸气管道以及单向阀设置于吸气气缸的侧壁，由管道加单向阀组成，气体只能从吸气气缸外部通过单向阀进入吸气气缸；进气管道以及单向阀设置于吸气气缸与燃烧气缸的连接层，由管道加单向阀组成，气体只能从吸气气缸通过单向阀进入燃烧气缸；燃烧气缸的活塞直杆的中部设置有双棘轮齿条传动机构，双棘轮齿条传动机构由两个棘轮旋转方向相反的棘轮齿轮加齿条组构成，一根齿条位于一个棘轮齿轮顶部，一根齿条位于另一棘轮齿轮的底部；燃油注射器由注射器管道加直杆活塞A组成，直杆活塞A的直杆与燃烧气缸的活塞直杆固接或与吸气气缸的活塞直杆固接，燃油注射器的顶端设置有出油口，出油口与燃油管道固接，燃油管道的出油口与喷油器固接；喷油器设置于燃烧气缸的侧壁靠近连接层的位置或设置于吸气气缸内靠近连接层的位置；机油注射器由注射器管道加直杆活塞B组成，直杆活塞B的直杆与燃烧气缸的活塞直杆固接或与吸气气缸的活塞直杆固接，机油注射器顶端设置有出油口，出油口与机油管道固接，机油管道的末端设置有机油雾化器；涡轮扫油机构由气体涡轮和设置于气体涡轮中心位置的轴承组成，涡轮扫油机构的轴承设置于燃烧气缸的活塞尾部的直杆上，活动连接；火花塞设置于燃烧气缸的侧壁或燃烧气缸和吸气气缸的连接层。

2.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机，其特征在于吸气气缸组的活塞直杆与燃烧气缸的活塞直杆通过“U”型折弯杆或类似折弯支架固接可以替换为吸气气缸与燃烧气缸的连接层设置有轴孔，轴孔上设置有密封环，燃烧气缸的活塞与吸气气缸的活塞通过一根轴穿过连接层的轴孔连接。

3.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机，其特征在于燃烧气缸的活塞直杆的中部设置有双棘轮齿条传动机构可以代替为连杆和曲轴结构；连杆与燃烧气缸活塞直杆活动连接，连杆与曲轴活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机，其特征在于双棘轮齿条传动机构可以代替为上下双层齿条加中间半齿轮组成的传动机构机构。

5.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机其特征在于燃油注射器由燃油注射器出油接口、注射器管道B、直杆活塞B、注射器进油管道以及单向阀组成，燃油注射器进油管道与注射器管道B接口处设置有单向阀，单向阀的设置使得燃油只能从注油器进油管道进入注油器管道。

6.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机，其特征在于机架结构连接固定对置的燃烧气缸与对置的吸气气缸；机架结构上靠近燃烧气缸尾部设置有固定燃烧直杆活塞直杆的轴承以及固定支架。

7.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机其特征在于喷油器可以设置在吸气气缸与燃烧气缸之间的连接层。

8.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机其特征在于同一侧吸气气缸与燃烧气缸之间的进气管道可以设置于吸气气缸与燃烧气缸侧壁外部，连接吸气气缸与燃烧气缸，进气管道内设置有单向阀，单向阀控制气体只能从吸气气缸进入燃烧气缸。

9.根据权利要求1所述的一种直杆活塞往复式发动机其特征在于燃烧气缸直杆活塞的直杆中部设置的双棘轮齿条传动机构可以替换为“T”型杆结构外加环形线圈套筒，“T”型杆水平杆两端设置有永磁装置，“T”型杆竖直杆与燃烧气缸直杆活塞的直杆固接，转换为一种燃料发电机装置。