CN114060144B - 一种内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机，包括定子和转子，转子包括转轴和至少一对汽缸，一对汽缸包括一对缸筒和设置于每一个缸筒内活塞；一对缸筒关于转轴的轴线呈中心对称，一对缸筒的两个缸筒均与转轴固定连接，且两个缸筒的轴线相互平行但不在同一条直线上；定子包括壳体，壳体内具有用于容纳至少一对汽缸的空间，壳体内壁上开设有椭圆形凹槽或双偏心圆凹槽；缸筒侧壁上开设有两道引导槽，活塞包括有两个突出部，两个突出部分别穿过两道引导槽伸入到壳体的凹槽中；所述缸筒上开设有气孔，所述气孔用于进气和/或排气。本发明取消了现有内燃机的曲轴机构，简化了内燃机的结构，成对的汽缸容易形成力偶，有利于提升内燃机的热效率。

Description

一种内燃机

技术领域

本发明涉及一种内燃机，属于内燃机技术领域。

背景技术

传统的往复式内燃机采用连杆曲轴机构，功重比小，零部件繁多，热机效率低，汽缸活塞磨损不均匀，且其固有的技术含量已经发挥到了极致。而三角转子发动机虽然功重比大，零部件较少，但存在热机效率更低，排放不达标，汽缸内壁易产生皱纹磨损等缺点。而且以上两种机型还存在“最大做功压力时输出力矩为零”的固有缺憾，也就是活塞在接近上止点与下止点时气体膨胀力对曲轴的有效力臂几乎为零，汽缸内的膨胀力不能得到充分的发挥，能量转化率有待提高。而且三角转子发动机的形状与汽缸的形状要求非常精密，加工成本较高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种新型内燃机，取消了现有内燃机中的连杆曲轴机构，简化了内燃机结构，有利于提升内燃机热效率，具体技术方案如下。

一种内燃机，包括定子和转子，其特征在于：

所述转子包括转轴和至少一对汽缸，所述一对汽缸中的每个缸筒内均设有活塞；一对缸筒关于所述转轴的轴线呈中心对称，所述一对缸筒的两个缸筒均与所述转轴固定连接，且所述两个缸筒的轴线相互平行但不在同一条直线上；

所述定子包括壳体，所述壳体内具有用于容纳所述至少一对汽缸的空间，所述壳体内壁上开设有凹槽，所述凹槽为椭圆形凹槽，且椭圆形凹槽的中心与所述转轴的轴线重合；

所述缸筒侧壁上开设有两道引导槽，所述引导槽的延伸方向平行于所述缸筒的轴线，所述两道引导槽的中心线与所述缸筒的轴线三者位于同一平面上，且所述平面与转轴的中心线平行，所述活塞包括有两个突出部，两个突出部分别穿过两道引导槽伸入到所述壳体的凹槽中；

所述缸筒上开设有气孔，所述气孔用于进气和/或排气。

采用上述的方案，当转子(转轴)相对于壳体转动时，一对汽缸相对于壳体转动，缸筒中的活塞的突出部在椭圆形轨迹的凹槽中运动，当转轴旋转一圈时，椭圆形轨迹的凹槽使得活塞在缸筒产生了两次压缩和两次膨胀运动，也就是说转轴相对于壳体旋转一周，就可以实现内燃机的吸气、压缩、做功、排气四个冲程运动；且一对汽缸相对于转轴的“偏置”设置，使得汽缸的做功过程一直存在对转轴的力矩，有利于提升热效率；并且一对完全呈中心对称的汽缸可以避免产生偏振运动，有利于降低内燃机的噪音和振动。

进一步地，所述突出部包括靠内侧的方形滑块和靠外侧的圆柱体，所述方形滑块位于所述引导槽中，所述圆柱体位于所述凹槽中。方形滑块在引导槽中滑动，两者形成低副结构，有利于活塞在缸筒中稳定可靠地运行。

进一步地，所述圆柱体上套接有滑块，所述滑块位于所述凹槽中。滑块可以相对于圆柱体进行转动，滑块和圆柱体形成低副结构。优选地，所述滑块朝向所述凹槽的两个外表面为圆弧面；滑块的圆弧面与椭圆形轨迹的凹槽可以形成低副结构，有利于承载汽缸的反冲力(所述滑块的圆弧面的具体形状以凹槽在做功行程段的主要型面为制造依据)。

进一步地，所述缸筒的气孔连通至所述缸筒和所述壳体之间的间隙，所述壳体上开设有进气弧槽、排气弧槽和火花塞孔，所述缸筒相对于所述壳体转动时，所述气孔先后分别与所述进气弧槽、火花塞孔和排气弧槽连通。只需要在壳体上设置一套进气弧槽、火花塞孔和排气弧槽，就可以实现多个汽缸的吸气、压缩、做功、排气四冲程。

进一步地，所述缸筒的气孔连通至所述转轴的外表面。将缸筒的气孔的出口设置于转轴的外表面，可以对气孔实现圆柱面密封，由壳体的圆柱孔(供转轴穿设，并设有进排气孔和火花塞)对转轴的圆柱面(气孔连通至该圆柱面)进行密封和换气，并使用传统的密封环和径向密封条，有效地避免了端面密封的漏气损失和加工难度的问题。

进一步地，所述壳体内容纳有四个(两对)所述汽缸，相邻两个汽缸间隔90°分布。壳体内设置4个汽缸，形成四缸连续式内燃机，可以较为连续的对转轴进行做功，有利于提高发动机的功率。

进一步地，所述壳体内容纳有八个(四对)所述汽缸，与其中四个(两对)所述汽缸相对应的进气弧槽、排气弧槽和火花塞孔设置在所述壳体的一个侧面上，与剩余四个(两对)所述汽缸相对应的进气弧槽、排气弧槽和火花塞孔设置在所述壳体的另外一个侧面上。采用这种结构，可以形成两套相互独立的四缸连续式内燃机，较为简便地实现八缸内燃机。

进一步地，所述壳体上的椭圆形凹槽的几何中心沿其长轴方向偏离转轴的中心线，使得转轴的中心线将所述椭圆的长轴分割成长短不同的a、b两段，且a<b。采用这种结构，可以摒弃现有阿特金森发动机复杂的连杆机构，较为简单地实现了阿特金森循环。

进一步地，所述内燃机包括间隔设置的两个壳体，每一个所述壳体内容纳有四个(两对)所述汽缸；两个所述壳体内的所述缸筒均与同一根所述转轴固定连接，两个壳体内的椭圆形凹槽的几何中心在沿其长轴方向偏离转轴的中心线时，偏离的方向相反，偏离的长度相同。单个壳体内形成的阿特金森循环系统容易出现偏振的情况，采用相位相差180°的两套阿特金森循环系统恰好可以消除偏振，减少发动机的振动。

进一步地，所述一对缸筒的内腔相互连通，所述一对缸筒共用一个所述气孔。如此设置，一对汽缸的容积相当于一个独立汽缸的两倍，在一个四冲程循环过程中，仅需要一次吸气就可以输出两个独立汽缸的功率；另外，一对汽缸相互连通后，两个缸筒对转轴的力矩是完全相同的，有利于产生力偶，使得内燃机更加平顺地输出动力。

活塞和气缸的远轴端可以设计成与壳体相容纳的圆弧面，则能减小整机直径。减小活塞行程并加大其直径，并不影响燃汽做功的力臂，这也能减小整机直径。另外，对于体积和功率有特殊要求的使用场合(如混动车及赛车等)，也可以把活塞和气缸设计成长方体，并使其轴向长度远大于端面宽度，则更利于减小整机直径。

进一步地，所述壳体内包括有两对所述汽缸，两对所述汽缸在所述转轴的圆周上间隔90°分布；每一对缸筒的内腔相互连通，每一对缸筒共用一个所述气孔；优选地，所述缸筒的气孔连通至所述转轴的外表面，所述壳体具有套设在所述转轴上的套筒，所述套筒开设有两套进气弧槽、排气弧槽和燃烧室，所述燃烧室配有火花塞孔；两对汽缸的缸径不同，所述转轴相对于所述壳体转动时，缸径较小的一对汽缸的气孔交替与所述进气弧槽和燃烧室连通，缸径较大的一对汽缸的气孔交替与所述燃烧室和排气弧槽连通。

基于同一发明构思，本发明所述壳体中的凹槽的形状，也可以设计成偏离转轴中心的圆形，为了让相对称的气缸在做功时形成力偶，应设计两个相互交叉的偏心圆凹槽，并使对称的双缸所在的滑块不在同一圆形凹槽内滑动。为了防止滑块在交叉处脱离轨道，应将滑块的长度设计得超过交叉口长度的两倍以上。为了防止滑块脱离轨道，也可以将壳体两边处于对角线位置的一对偏心圆凹槽的深度设计得比另外的一对偏心圆凹槽更深，并将同一活塞上的两个滑块与圆柱形活塞销铸成一体，采用类似于传统机的连杆大头结构，设计两个半圆形销孔来组成活塞销孔座。

又由于这种设计在转轴旋转一圈时，活塞只能完成两个行程，所以适宜于采用外设燃烧室的方案。虽然这种方案会将一定转速内的做功次数较前述方案减少一半，但滑块的形状可以设计得与圆形凹槽完全吻合，形成更完整的低副结构。

本发明继承了传统往复式内燃机和转子发动机的共同优点，并克服现有内燃机的不足，相比于现有技术具有以下有益效果。

1、生产成本更低。本发明的内燃机的汽缸相对于壳体能够转动，汽缸兼具飞轮的作用；相比于往复式内燃机，可以省去飞轮、曲轴和气门等机构，在一定程度上降低了生产成本。

2、功重比提高。转轴每转一圈，可以实现多次做功(如果连接一根转轴的汽缸是4个，转轴转一圈就可以做功4次)，而且仅需要一套进气、点火和排气系统，使整机重量和体积大幅减小。因活塞有两侧引导槽限位，所以在增大活塞直径时不会带来侧向力，而且缩短活塞行程是不影响燃气对转轴的力臂，这也有利于减小内燃机的体积。

3、磨损均匀。活塞在缸筒内受力均匀，无侧向力，磨损小而均匀；现有往复式内燃机的连杆由于是连接在曲轴上的，因此连杆会对活塞提供一定的侧向力(不平行缸筒轴线的力)，本发明的内燃机刚好可以克服这个缺点。

4、热效率高。本发明的内燃机做功时，燃气直接反推汽缸旋转，在最大燃气压力下，转轴所受到的力矩最大，这是完全不同于现有的往复式内燃机的，极有利于提高热效率；

另外，排气冲程的剩余能量能部分的被转轴所利用，排气冲程中燃烧尾气对缸筒和活塞均有作用力，其中作用于缸筒的力会产生促进转轴旋转的力矩；而传统曲轴连杆内燃机的排气冲程中，燃烧尾气的对活塞产生的阻力会对曲轴构成反制力；相比之下，本申请的内燃机也更有利于提升热效率。

5、有利于实现高速运转。活塞的运转轨迹是椭圆，其运动惯性对主轴速度的提高不构成阻尼。省去了复杂的气门、连杆、曲柄等机构，有利于实现内燃机的高转速。

6、容易维护。由于零部件的减少，检修保养将更为简单。

7、可以极为简单地实现阿特金森循环。只需要对凹槽的椭圆形轨迹做适当的调整，就能够实现阿特金森循环，有利于提高热效率。

8、有利于降低噪音和振动。壳体内的汽缸成对设置，相对的两个活塞的运动是完全对称的，做功时形成力偶，使其运转更加平稳。

9、避免了爆震燃烧的危害。气缸的偏置设置，使得压缩行程中的提早燃烧(爆震)能同时对活塞和缸套做功，而后者是有用功，在活塞压缩的强力下，为爆震的巨大能量提供了有益出口，而这在传统机中是一种破坏力。同理，这也更有利于提高压缩比，实现高效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的内燃机示意图；

图2是本发明实施例1内燃机的缸筒示意图；

图3是本发明实施例1内燃机的活塞立体示意图；

图4是本发明实施例1内燃机的活塞剖视图；

图5是本发明实施例1内燃机的滑块示意图；

图6是本发明实施例1内燃机的剖面示意图(垂直于缸筒轴线的平面)；

图7是本发明实施例1内燃机壳体的示意图；

图8是本发明实施例1内燃机壳体的剖视图；

图9(a)是本发明实施例1内燃机吸气冲程末的示意图；

图9(b)是本发明实施例1内燃机吸气冲程末的气孔和壳体相对位置的示意图；

图10(a)是本发明实施例1内燃机压缩冲程末的示意图；

图10(b)是本发明实施例1内燃机压缩冲程末的气孔和壳体相对位置的示意图；

图11(a)是本发明实施例1内燃机做功冲程末的示意图；

图11(b)是本发明实施例1内燃机做功冲程末的气孔和壳体相对位置的示意图；

图12(a)是本发明实施例1内燃机排气冲程末的示意图；

图12(b)是本发明实施例1内燃机排气冲程末的气孔和壳体相对位置的示意图；

图13(a)是本发明实施例2的内燃机示意图；

图13(b)是本发明实施例2的内燃机的气孔和壳体相对位置的示意图；

图14是本发明实施例3的内燃机示意图；

图15是本发明实施例4的内燃机示意图；

图16是本发明实施例5的内燃机示意图；

图17是本发明实施例6的内燃机示意图；

图18是本发明实施例7的内燃机示意图；

图19是本发明实施例8的内燃机示意图；

图20是本发明实施例9的内燃机示意图；

图21是本发明实施例9沿着转轴方向的剖面示意图；

图22是图21中的e-e示意图；

图23是图21中的f-f示意图；

图24是本发明实施例10的示意图；

图25是本发明实施例11的示意图。

图中：转轴1、缸筒2、活塞3、壳体4、凹槽5、引导槽6、突出部7、方形滑块7.1、圆柱体7.2、气孔8、压缩气孔8.1、膨胀气孔8.2、滑块9、进气弧槽10、排气弧槽11、火花塞孔12、燃烧室13、活塞销14、套筒15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

参见图1-12，一种内燃机，包括定子和转子，转子包括转轴1和至少一对汽缸，一对汽缸中的每个缸筒2内均设有活塞3；一对缸筒2关于转轴1的轴线呈中心对称，一对缸筒2的两个缸筒2均与转轴1固定连接，且两个缸筒2的轴线相互平行但不在同一条直线上；

定子包括壳体4，壳体4内具有用于容纳所述至少一对汽缸的空间，壳体4内壁上开设有凹槽5，凹槽5为椭圆形凹槽，且椭圆形凹槽的中心与转轴1的轴线重合；转轴1的至少一端贯穿壳体4，转轴1为动力输出轴；

缸筒2侧壁上开设有两道引导槽6，引导槽6的延伸方向平行于缸筒2的轴线，两道引导槽6的中心线与缸筒2的轴线三者位于同一平面上，且该平面与转轴1的中心线平行，活塞3包括有两个突出部7，两个突出部7分别穿过两道引导槽6伸入到壳体4的凹槽5中，对应于突出部7，壳体4的内壁上设置有两道凹槽5；为了减轻重量，活塞3采用中空结构；

缸筒2上开设有气孔8，气孔8用于进气和/或排气。

缸筒2的气孔8连通至缸筒2和壳体4之间的间隙，壳体4上开设有进气弧槽10、排气弧槽11和火花塞孔12，缸筒2相对于壳体4转动时，气孔8先后分别与进气弧槽10、火花塞孔12和排气弧槽11连通；需要说明的是：缸筒2和壳体4之间为转动密封连接，当气孔8未与进气弧槽10、排气弧槽11和火花塞孔12其中之一连通时，缸筒2和壳体4之间的密封可以确保缸筒2内腔的密封性能，即缸筒2内的气体不会从缸筒2和壳体4之间排出。只需要在壳体上设置一套进气弧槽10、火花塞孔12和排气弧槽11，就可以实现多个汽缸的吸气、压缩、做功、排气四冲程。

优选地，参见图3-4，突出部7包括靠内侧的方形滑块7.1和靠外侧的圆柱体7.2，方形滑块7.1位于引导槽6中，圆柱体7.2位于凹槽5中；参见图1、图5，圆柱体7.2上套接有滑块9，滑块9位于凹槽5中；滑块9朝向凹槽5的两个外表面为圆弧面。滑块9可以相对于圆柱体7.2进行转动，滑块9和圆柱体7.2形成低副结构；滑块9朝向凹槽5的两个外表面为圆弧面，从而使得滑块9和凹槽5两者也形成低副结构。这里的内侧和外侧是相对于活塞或缸筒的中心来定义的，靠近缸筒的中心轴线的属于内侧，远离缸筒的中心轴线的属于外侧。

工作过程如下：

吸气冲程。汽缸的气孔8旋转到与壳体4上的进气弧槽10相对应的位置，可燃混合气体从壳体4的进气弧槽10吸入到缸筒2的内部，当缸筒2的外端部位于椭圆形轨迹的长轴端时(缸筒2的容积最大)，吸气冲程结束，如图9(a)、图9(b)所示。

压缩冲程。压缩过程中，缸筒2处于封闭状态，当缸筒2的外端部位于椭圆形轨迹的短轴端时(缸筒2的容积最小)，压缩冲程结束，可燃混合气体被压缩，如图10(a)、图10(b)所示。

做功冲程。在压缩冲程末，缸筒2的气孔8旋转到与壳体4上的火花塞孔12相对应的位置，火花塞点火(或喷油器喷油)，可燃混合气体被点燃，推动汽缸做功，做功冲程结束时，缸筒2的外端部位于椭圆形轨迹的长轴端(缸筒2的容积最大)，如图11(a)、图11(b)所示。

排气冲程。汽缸的气孔8旋转到与壳体4上的排气弧槽11相对应的位置，做功后的废气在活塞的压力下从壳体4的排气弧槽11排出，排气冲程结束时，缸筒2的外端部位于椭圆形轨迹的短轴端时(缸筒2的容积最小)，准备循环进入下一个吸气冲程，如图12(a)、图12(b)所示。因内燃机一个行程只占转轴90度的相位，所以，相比传统机而言，其喷油或点火提前角及配气相位的角度相应减半。

需要指出的是，本实施例中，在两缸机的情况下，且每个汽缸的内腔在延伸方向上都不与转轴的中心线相交的情况下，当两个气缸的近轴端(靠近转轴的一端)相互重叠性靠拢时，可以使其远轴端(远离转轴的一端)离转轴更近，则有利于缩小整机的直径。

实施例1中图示的是内腔相互连通的两缸机，且只设置了一个气孔，在其余的某些实施例中，汽缸也可以不连通。

实施例2

下面对本发明实施例2进行说明。

实施例2对实施例1的汽缸数量进行了改进。如图13(a)、图13(b)所示，实施例2中，壳体4内设置有四个互不连通的独立汽缸，相邻两个汽缸在转轴1的圆周上间隔90°分布。壳体内设置4个汽缸，形成四缸连续式内燃机，可以较为连续的对转轴1进行做功，有利于提高发动机的功率。

实施例3

下面对本发明实施例3进行说明。

实施例3对实施例2的汽缸进行了改进。如图14所示，实施例3中，每一对缸筒2的内腔相互连通，一对缸筒2共用一个气孔。一对缸筒2相互连通后，两个缸筒2对转轴1的力矩是完全相同的，有利于产生力偶，使得内燃机更加平顺地输出动力，不出现偏振的现象。

实施例4

下面对本发明实施例4进行说明。

实施例4对实施例2的汽缸数量进行了改进。如图15所示，实施例4中，壳体4内设置有四对汽缸，共八个缸筒2，相邻两个缸筒2在转轴1的圆周上间隔45°；与其中两对汽缸相对应的进气弧槽、排气弧槽和火花塞孔设置在壳体4的一个侧面上，与剩余两对汽缸相对应的进气弧槽、排气弧槽和火花塞孔设置在壳体4的另外一个侧面上，形成两套相互独立的四缸连续式内燃机(即八缸连续式力偶内燃机)，两套四缸连续式内燃机的做功冲程同时进行，但做功汽缸在转轴1的圆周上间隔180°，形成力偶。

实施例5

下面对本发明实施例5进行说明。

实施例5对实施例2的壳体4的凹槽5进行了改进。如图16所示，实施例5中，壳体4上的椭圆形凹槽5的几何中心沿其长轴方向偏离转轴1的中心线，使得转轴1的中心线将椭圆的长轴分割成长短不同的a、b两段，且a<b。吸气、压缩行程利用了长轴为a的椭圆轨迹，做功、排气行程利用了长轴为b的椭圆轨迹，这样做功行程b’明显的相对于吸气行程a’延长，较为简单地实现阿特金森循环，可以摒弃现有阿特金森发动机复杂的连杆机构。

实施例6

下面对本发明实施例6进行说明。

实施例6对实施例5的汽缸数量进行了改进。如图17所示，实施例6中，内燃机包括间隔设置的两个壳体4(两个壳体可共用一个中间隔板)，每一个壳体4内容纳有两对汽缸；两个壳体内的缸筒2均与同一根转轴1固定连接，两个壳体4内的椭圆形凹槽5的几何中心在沿其长轴方向偏离转轴1的中心线时，偏离的方向相反，偏离的长度相同，每一个壳体4配有一套进气弧槽10、排气弧槽11、火花塞孔12。单个壳体4内形成的阿特金森循环系统容易出现偏振的情况，采用相位相差180°的两套阿特金森循环系统恰好可以消除偏振，减少发动机的振动。

实施例7

下面对本发明实施例7进行说明。

实施例7对实施例1的缸筒的气孔进行了改进。如图18所示，实施例7中，缸筒2的气孔8连通至转轴1的外表面，可以对气孔8实现圆柱面密封，由壳体4的圆柱孔(供转轴穿设，未图示)对转轴的圆柱面进行密封，并使用传统的密封环和径向密封条，有效地避免了端面密封的漏气损失和加工难度的问题。需要说明的是图18中示意的是一对相互连通的缸筒，但是本领域技术人员可以理解的是一对缸筒也可以不连通。

实施例8

下面对本发明实施例8进行说明。

实施例8对实施例6的缸筒内腔进行了科学的连通。如图19所示，将每个气缸与其对面壳体(另一个壳体)中处于对角线位置(相对于转轴圆周来说相位相差180°)的气缸的内腔相互连通，也能实现两套阿特金森循环系统共同驱动转轴1的效果，且只需设置一套气孔(进排气孔)和火花塞，如图19所示。

实施例9

下面对本发明实施例9进行说明

实施例9对实施例3做了进一步的改进，改进后的实施例9实现了阿特金森循环。如图20-23所示，每一对缸筒2的内腔相互连通，每一对缸筒2共用一个气孔；且缸筒2的气孔连通至转轴1的外表面，壳体4具有套设在转轴1上的套筒15，套筒15设有两套进气弧槽10、排气弧槽11和燃烧室13，燃烧室13配有火花塞孔12；两对汽缸的缸径不同，转轴相对于壳体转动时，缸径较小的一对汽缸的气孔(压缩气孔8.1)交替与进气弧槽10和燃烧室13连通，缸径较大的一对汽缸的气孔(膨胀气孔8.2)交替与燃烧室13和排气弧槽11连通。

压缩气缸与膨胀气缸分别独立设置，并使后者的缸径大于前者，而两者的行程相等，缸径较小的一对汽缸相连通，组成压缩气缸2.1、2.3，缸径为d1；缸径较大的一对汽缸相连通，组成膨胀气缸2.2、2.4，缸径为d2，且d1＜d2,。如图21，两个燃烧室13相差180°位于壳体的套筒上，燃烧室13设有两个通孔，分别与压缩气孔8.1和膨胀气孔8.2在转轴1旋转到特定位置时相通。如图22-23，在壳体的套筒上设置有两个进气弧槽10、两个排气弧槽11和两个燃烧室13，火花塞孔12设在燃烧室13上。压缩汽缸处于吸气冲程(压缩气孔8.1与进气弧槽10连通)时，膨胀汽缸处于排气冲程(膨胀气孔8.2与排气弧槽11连通)，压缩汽缸处于压缩冲程(压缩气孔8.1与一个燃烧室13连通)时，膨胀汽缸处于做功冲程(膨胀气孔8.2与另一个燃烧室13连通)，转轴1旋转一周，压缩汽缸进行两次吸气冲程和压缩冲程，膨胀汽缸进行两次排气冲程和做功冲程。被压缩气缸压入燃烧室13的可燃混合汽(或空气)，在延时90°(用以等待膨胀气缸处于做功起始位置)后，被火花塞点燃(或喷油)，高温高压燃汽进入膨胀气孔并推动膨胀气缸及活塞做功，实现了膨胀比大于压缩比的阿特金森循环。图22-23是本实施例的内燃机在压缩开始时的配气相位，此时，另一燃烧室的点火膨胀也已开始。本实施例的优点在于，相比于实施例5，无需改变椭圆凹槽的几何中心位置，即可实现阿特金森循环，使整机在运转中无偏振，并且仅需四缸即可形成阿特金森循环的力偶式功率输出，且主轴每转一周，气缸间隔均匀地做功两次，使运转更为平稳。

实施例10

下面对本发明实施例10进行说明

实施例10对实施例9的汽缸数量进行了改进。如图24所示，壳体4内包括有两套沿着转轴延伸方向间隔设置的两对汽缸，间隔设置的两套汽缸各自有对应的进气弧槽10、排气弧槽11和燃烧室13，沿着转轴延伸方向并列的两个汽缸的的缸径不同，且该两个汽缸的活塞通过活塞销固定在一起，活塞销的两个端部为两个突出部7。

由两组四缸机合并成八缸机时，无需壳体的中间隔板，即只需一个能容纳八缸的壳体。如图24所示，较小直径的压缩活塞3.1、3.2与较大直径的膨胀活塞3.3、3.4并排设置，并用一根方形活塞销14刚性地连接在一起，且在中部构成一个方形滑块7.1，并能在相邻两个气缸共同的引导槽6中滑动.这样，仅用两个滑块9即可支承两个活塞的运动，省去了壳体的中间隔板，简化了工艺，节约了生产成本。这样的八缸机不仅简单地实现了阿特金森循环，而且具有四个燃烧室，能连续均匀地输出动力，又能在做功时形成力偶，是本发明较为理想的实施方案。

实施例11

下面对本发明实施例11进行说明

参见附图25，实施例11对实施例9进行了改动，与实施例9的不同之处在于：将壳体4上的凹槽5的形状由椭圆形凹槽改为两个交叉的圆形凹槽，两个圆形凹槽分别为第一偏心圆凹槽5.1和第二偏心圆凹槽5.2，且两个圆形凹槽的几何中心都偏离转轴1的中心线，且第一偏心圆凹槽5.1和第二偏心圆凹槽5.2的几何中心的连线的中点位于转轴1的中心线上；一对压缩气缸2.1、2.3对应的滑块9分别位于第一偏心圆凹槽5.1和第二偏心圆凹槽5.2内，一对膨胀气缸2.2、2.4对应的滑块9分别位于第一偏心圆凹槽5.1和第二偏心圆凹槽5.2内。

实施例11还将实施例9中的燃烧室13、进气弧槽10、排气弧槽11的数量减少到一个，压缩气孔8.1与膨胀气孔8.2在转轴上的相位相差90°，压缩气孔8.1只在压缩行程后阶段的90°相位角内与燃烧室相通，而膨胀气孔8.2在膨胀行程的全程(即180°相位角)都与燃烧室相通，这样设计的目的是为了让一个燃烧室内的压缩和膨胀不重叠。滑块9也有改动，其长度加长至双偏心圆凹槽交叉口长度的两倍以上，以防止滑块9在所述交叉口脱离原来的圆形凹槽。为了防止滑块9脱离圆形凹槽，也可以将壳体两边处于对角线位置的一对偏心圆凹槽的深度设计得比另外的一对偏心圆凹槽更深，并将同一活塞上的两个滑块与圆柱形活塞销铸成一体，所述铸成一体的滑块活塞销构件，与所述活塞的方形突出部之间以铰链副连接，采用类似于传统机的连杆大头结构，设计两个半圆形销孔来组成活塞销孔座。

本实施例的有益效果，是可以将滑块9的形状制造成与圆形凹槽完全吻合的弧形，形成更完整的低副结构，缺点是单位时间内的做功次数较其他方案减少一半，且转轴每转一圈无法单独形成四冲程。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种内燃机，包括定子和转子，其特征在于：

所述转子包括转轴和两对汽缸，所述两对汽缸中的每个缸筒内均设有活塞；每对汽缸的两个缸筒关于所述转轴的轴线呈中心对称，每对汽缸的缸筒均与所述转轴固定连接，且每对汽缸的所述两个缸筒的轴线相互平行但不在同一条直线上；两对所述汽缸在所述转轴的圆周上间隔90°分布；

每对汽缸的两个缸筒的内腔相互连通，每对汽缸的两个缸筒共用一个气孔，所述气孔用于进气和/或排气；

所述定子包括壳体，所述壳体内具有用于容纳所述两对汽缸的空间，所述壳体内壁位于所述汽缸两侧均开设有两个相互交叉的圆形凹槽，且所述两个圆形凹槽的几何中心都偏离转轴的中心线，两个圆形凹槽的几何中心的连线的中点位于转轴的中心线上；

所述缸筒侧壁上开设有两道引导槽，所述引导槽的延伸方向平行于所述缸筒的轴线，所述两道引导槽的中心线与所述缸筒的轴线三者位于同一平面上，且所述平面与转轴的中心线平行，所述活塞包括有两个突出部，每对汽缸的两个缸筒所对应的所述突出部穿过所述引导槽，分别延伸至不同的圆形凹槽内；

所述缸筒的气孔连通至所述转轴的外表面，所述壳体具有套设在所述转轴上的套筒，所述套筒开设有一套进气弧槽、排气弧槽和燃烧室。

2.根据权利要求1所述的一种内燃机，其特征在于，所述突出部包括靠内侧的方形滑块和靠外侧的圆柱体，所述方形滑块位于所述引导槽中，所述圆柱体位于所述圆形凹槽中。

3.根据权利要求2所述的一种内燃机，其特征在于，所述圆柱体上套接有滑块，所述滑块位于所述圆形凹槽中；所述滑块为圆弧形，其长度为两个圆形凹槽交叉口长度的两倍以上。

4.根据权利要求1所述的一种内燃机，其特征在于，所述燃烧室配有火花塞孔；两对汽缸的缸径不同，所述转轴相对于所述壳体转动时，缸径较小的一对汽缸的气孔交替与所述进气弧槽和燃烧室连通，缸径较大的一对汽缸的气孔交替与所述燃烧室和排气弧槽连通。

5.根据权利要求4所述的一种内燃机，其特征在于，缸径较小的一对汽缸的气孔与缸径较大的一对汽缸的气孔在转轴上的相位相差90°，缸径较小的一对汽缸的气孔只在压缩行程后阶段的90°相位角内与所述燃烧室连通。

6.根据权利要求1所述的一种内燃机，其特征在于，所述壳体两边处于对角线位置的一对圆形凹槽的深度比另外的一对圆形凹槽更深。

7.一种内燃机，包括定子和转子，其特征在于：

所述转子包括转轴和两对汽缸，所述两对汽缸中的每个缸筒内均设有活塞；每对汽缸的两个缸筒关于所述转轴的轴线呈中心对称，每对汽缸的缸筒均与所述转轴固定连接，且每对汽缸的所述两个缸筒的轴线相互平行但不在同一条直线上；两对所述汽缸在所述转轴的圆周上间隔90°分布；

每对汽缸的两个缸筒的内腔相互连通，每对汽缸的两个缸筒共用一个气孔，所述气孔用于进气和/或排气；

所述定子包括壳体，所述壳体内具有用于容纳所述两对汽缸的空间，所述壳体内壁位于所述汽缸两侧均开设有两个相互交叉的圆形凹槽，且所述两个圆形凹槽的几何中心都偏离转轴的中心线，两个圆形凹槽的几何中心的连线的中点位于转轴的中心线上；

所述缸筒侧壁上开设有两道引导槽，所述引导槽的延伸方向平行于所述缸筒的轴线，所述两道引导槽的中心线与所述缸筒的轴线三者位于同一平面上，且所述平面与转轴的中心线平行，所述活塞包括有两个突出部，每对汽缸的两个缸筒所对应的所述突出部穿过所述引导槽，分别延伸至不同的圆形凹槽内；

所述缸筒的气孔连通至所述转轴的外表面，所述壳体具有套设在所述转轴上的套筒，所述套筒开设有一套进气弧槽、排气弧槽和燃烧室；

所述突出部包括方形滑块、圆柱形活塞销和两个圆弧形滑块，所述方形滑块位于所述引导槽中，所述方形滑块具有活塞销孔座；所述圆柱形活塞销与所述方形滑块之间以铰链副连接；两个所述圆弧形滑块与所述圆柱形活塞销铸成一体，所述圆弧形滑块位于所述圆形凹槽内。