CN1201868A - 追逐补功式气压驱动机 - Google Patents

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CN1201868A
CN1201868A CN 97111373 CN97111373A CN1201868A CN 1201868 A CN1201868 A CN 1201868A CN 97111373 CN97111373 CN 97111373 CN 97111373 A CN97111373 A CN 97111373A CN 1201868 A CN1201868 A CN 1201868A
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李江云
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Abstract

追逐补功式气压驱动机是由双列曲轴体组合,采用两活塞迂回行进,两连杆轴颈追逐运行,制造形成一种必然的转角行程差;对缸顶相互贯通的同一压缩室内的缸内容积气压常数值进行高压缩,使之形成与汽、柴油混合气相仿的初始膨胀作功压力;使用油液对流进行补充作功的高压阶段;作功是在压缩形成仿鼎立角度之后,缸顶高压力随惯性速度的旋转而使之失去平衡,作功一方偏心侧重受压作功;压缩由两组惯性贮存能量的曲轴飞轮共驱;缸顶设有控制缸内压力的进排机构。

Description

追逐补功式气压驱动机
本发明以双重活塞,双列曲轴飞轮体,相互迂徊行进,追逐压缩作功,力避压缩阻力,增强运转功力,致使缸内的空气气体产生必然的变化,积聚高压缩空气压力,形成巨强的澎涨作功力,从而达到正常自行规律运转,且对进行作功的动能机械。
本发明的目的就是要以一种不依靠任何外来能量来源的驱动机构,对缸内所确定的气压常数值,进行自行压缩作功运转,并对外能够进行作功的动能机械而出现。
本发明所构思、设计的结构形式之目的和意图主要是解决:
1、想办法有效的制造构成和形成与汽、柴油机相仿的用于作功的空气气体澎涨压力;
2、克服在压缩过程中,所必然形成的高强的反压强阻力及各部位因高速运转而产生的磨擦阻力;
3、采用高一倍以上动力的驱动机构,运用迂徊行进、追逐驱压的形式,对同一压缩室内的空气气体进行高压缩,提高驱动功力,达到顺利完成高压缩之任务,且转速和功率不致因之而降低和消耗甚高之目的。
结构与形式:
1、以在同一机体内设制并列装置为:飞轮、曲轴、连杆、活塞及缸筒等的型号、尺寸都完全同样并相等的两组曲轴体总成。
2、设其中一组曲轴体部件为主组部件;另一组曲轴体部件为副组部件。
3、在两曲轴的主轴颈相并列的一端(或两端)设制齿轮吻合结构为:在运行时同步同速反向旋转。(1∶1)
4、两曲轴的连杆轴颈中心点相对吻合齿轮装置为:其主连杆轴颈在正方向运转时提前于副连杆轴颈120°转角行进始终保持不变。(亦可设计制造为60°-120°之间的任何角度)
5、两缸筒由同一缸盖封顶,缸盖内设制两缸相互贯通的通道,通道的截面积尽可能以较大为宜。
6、通道及两缸顶缸盖的上顶部向外开设四孔,分别安装:压力控制自动排气阀、外力控制给动排气阀、输气管进入缸内前端的单向阀及输油管进入缸内前端的单向阀。除压控阀外,其余各阀芯与其阀内口的分离间隙应保证精密度较高为宜。必要时可采用研制为与现有发动机进气门控制机构类同的措施。(指输气管前端的单向阀)
7、缸内活塞的上部注入适量的机械润滑油液,以补充缸内适当部分的空间容积位置。
8、活塞行进的上止点以上的空间为压缩室空间。(相当于柴油机的燃烧室容积空间)其空间分为额定最高压力的压缩室实际容积空间与转角行程差压缩比的虚构容积空间。其转角行程差的虚构空间容积的数值是固定值;而额定压缩室空间的容积则为不定值。在实际运行中,最高额定的控制作功压力由注入缸内油液量的多少和缸内最大空间容积时的气压常数量的高低进行调整而确定。油液量充足,占据缸内空间容积较大,额定最高压力需要缸内容积的气压常数量较低;油液量减少、占据缸内空间容积较小,额定最高压力需要缸内容积的气压常量则较高。
9、在活塞的每道环沟槽内设制并列装入相互错口的两枚活塞环。(因本发明机构不使用燃料的混合气气体压力作为所需的驱动作功压力,所以不应设制刮油环。)
这样就构成了本发明的全部设计结构。(参见附图1.2.5所示)
运行步骤及状态
在运行时,缸内确定一定质量的气压常数值,起动马达(或摇柄等外力)带动飞轮将主活塞推压至其上止点;副活塞同时压缩行进至其行程下段的某点。此时压缩室内被压缩积聚的空气压力一般为汽油机最高至柴油机所需要的压缩压力。(由本说明中的第五条:运行情况表的说明与解释确定最好的设计方式面决定。压缩比10-22,压力1-4.5Mpa)(为了方便阐述起见,本运行步骤中之压力数据均以附表1中的所取压力数据而言,特此说明)
继续驱动行进,主活塞由上止点向其下止点、副活塞由其行程的下段某点继续压缩行进向其上止点;主连杆轴颈背离其上0点,依靠压缩室内强压俞增的高压空气压力压迫主曲轴旋转,通过齿轮的传导作用驱压副曲轴使其旋转驱动压迫其副活塞行进压缩的功力倍增;副活塞受其副连杆轴颈及其副连杆的推压作用所致,将其上方的油液在行进中:一部分排入主缸筒内主活塞下行退出的其上方的空间容积内,另一部分在行进中被迫压入缸顶的压缩室的虚构空间容积内;使压缩室空间容积在其双方的行进中逐渐缩小,压力增高。双方连杆轴颈同步旋行60°转角之后,主连杆轴颈所处位置于其上0点的正压60°转角位置;副连杆轴颈所处位置于其下0点的负压120°转角位置。(各自连杆轴颈中心点绕其主轴颈旋转,由上0点向下0点旋行的角位,称为正压角位;由下0点向上0点旋行的角位称为负压角位。活塞下行为正,活塞上行为负。)至此,双方的连杆轴颈与各自的主轴颈为倒三角的仿鼎立形势,(可视为相对一个主轴颈而言。本发明中的仿鼎立形势为上平衡力点处在相同的一侧,但由齿轮吻合控制,其性质相同。如再加设一个齿轮,其旋转方向为同向旋转,即为对称等衡。特此说明)压缩室内的空气压力为最高时期。(6Mpa以上)
它们在此阶段的行进趋势是:主活塞受缸顶压缩室内的被压缩空气压力压迫,驱使主曲轴及其主飞轮产生高强的旋转速度和功力,通过齿轮的传导作用力将功力传递给副曲轴及其副飞轮;副曲轴通过其副连杆颈及其副连杆推压其副活塞向上压进,将其上方的油液压入压缩室的虚构空间及主活塞的上方,迫使主活塞再度受压,功力加大转速增高。由于主连杆轴颈处于上0点时继后的旋行为换向行进,(相对其主活塞的上方的缸顶而言)在一定的旋行角度内(60°)致使其主活塞的行进行程由小转大,副连杆轴颈处于下0点后的负压60°角位时继后的旋行在一定的角度内,(亦为60°,其中前30°转角相对其副活塞的行进行程是由小转大,后30°转角是由大转小。但其行进的行程与行速在此60°转角内基本变化不大)其副活塞的行进行程基本为整个活塞行程中的最大值。主、副连杆轴颈同时同步旋行60°转角,由于它们所处的角位不同,致使副活塞在同时的行进行程中,其行程距离值远大于主活塞在此同时的行程距离值值。构成和造成在双方同时的行进中存在的一种必然的转角行程差。本发明利用了双方这种在行进中所形成的转角行程差,驱使在行进中副活塞将其上方的油液转角行程差部分压入缸顶压缩的虚构空间容积内,使压缩室内的空间容积缩小,被压缩空气压力升高。依照上述的主、副之行进关系,压缩室内的被压缩空气压力越高、主活塞顶部受力越大,压迫主曲轴驱动的功力越大;驱压副曲轴及其副活塞的压缩功力越强、行进速度越快。(当然,压缩室内的空气压力越高,相对的反压强阻力越大,各部位之间的由于高速度运行的摩擦阻力亦越大,副活塞继后的行进压缩工作越困难等同时存在,不能否认)它们的行进关系是:相互追逐,相互驱压、功力互转、压力互增的驱动关系。压缩室内的压力变化与它们相互驱动的关系及阻力成正比。
由它们(主、副连杆轴颈)与其双方的主轴颈为上述的倒三角仿鼎立形势开始,继续运转行进,由于存在速度的运转功力,使这种倒三角的仿鼎立形势失去等衡的承受高压状态,重力偏心。(形势同现有发动机使用唯一曲轴的连杆轴颈中心点偏离其上0点,活塞受其缸顶混合气高压力压迫下行离开其上止点的形势一样),主活塞受其上方压缩室内的最高压缩空气压力的压迫及上一作功行程所形成的高转速在高压缩行程终了后仍具有很高的惯性贮存能量及转速,(起动时为马达的起动力基础转速)开始进入其真正的高强的作功行进工作。缸顶压缩室内被压缩积聚的高强空气压力,随主、副曲轴高速的旋转,急待恢复其原状,以极高的澎涨速度压迫主活塞驱使主曲轴及主飞轮进行高速旋转,并提高作功功率;通过齿轮带动基本没有负荷的副曲轴飞轮同步进行高速的旋转并提高其作功功率。(副活塞上方的高压力因随主活塞的作功冲进扩大缸内空间容积而减压,所以只有随从追逐驱压主活塞的作用,变被动为主动运转,速度相继而急剧增高)同时副活塞将其上方的油液全部排入主缸筒内的主活塞上方。(副曲轴在此段的行进中,只有其副活塞上方的油液被随从排入主缸筒内油液通过孔道的摩擦阻力,因此贯通两缸的通道在制造时尽可能以截面积较大为宜。除在运行中各主轴颈与其轴瓦或轴承间、连杆轴颈与其轴瓦间、活塞外周壁与其缸筒内壁之间及吻合齿轮之间等的摩擦阻力外,没有其它的载重负荷),主连杆轴颈旋行至其上0点后正压120°角位;副连杆轴颈同时旋行60°转角至其上0点位置,副活塞到达其上止点。排入主缸筒内的油液占据了一定的主活塞上方的空间容积,延缓了被压缩的高压力空气气体的澎涨速度和时间,因此有效的维持了高压阶段作功行程的作功力,所以在副活塞行进到达其上止点时,缸顶的空压压力一般仍具有3-4.5MPa的作功力压力。(此说明中的压力数据依据于(<汽车构造>一书中)。
继后,主、副活塞同时依靠缸顶较高的空气压力进行各自的作功行进之工作。(主曲轴带动副曲轴进行作功的作用力至上述副连杆轴颈行进至其上0点为止)各自运行至:副连杆轴颈行进抵达其上0点后正压120°角位;主连杆轴颈行进抵达其下0点后负压60°角位。各自同时同步旋行角度为120°转角,缸内的空间容积为最大值。(双方活塞顶部的空间容积之和)各自的曲轴转速受其作功力的驱动运行提高为最高值。各自飞轮的离心作用力付出的功率及此刻贮存的能量亦为最高值。其主活塞的作功行程终了。(主连杆轴颈有效作功旋行角度为180°)
由于本发明采用以提高缸内气压常数的措施及主、副连杆轴颈和双方活塞遇徊行进、追逐压缩、将缸内较高的气压常数量的空气气体进行高压缩,使之转换为高压空气的高强气体澎涨作功力的手段,所以在主活塞的作功行程终了时的缸内空间容积为最大值时,一般仍具有一定的空气压力。(约0.4-1MPa左右)。
随后,主连杆轴颈继续向其上0点旋进,依靠其主、副曲轴及飞轮在上述的作功时期形成的最高的惯性力旋转速度及所贮存的能量功力,压迫其主活塞对双方缸内空间容积的空气气体进行压缩;副连杆轴颈同时同步旋行60°转角,到达其下0点位置。副活塞受主活塞压缩缸内空气压力的提高,追逐式运行抵达其下止点,完成其全部的作功行程之工作。(副连杆轴颈有效作功旋行角度亦为180°,只是初始作功压力较之主连杆轴颈的初始受力成度倍抵而已,只能为副助作功之作用。)
之后,主、副活塞依靠各自曲轴及飞轮上述的已形成的最高转速及其双方所贮存的最高能量功力共同对其顶部的空气气体进行高压缩。主、副连杆轴颈各自同时同步旋行60°转角,主连杆轴颈抵达其上0点,主活塞到达其上止点;副连杆轴颈抵达其下0点后的负压60°角位,副活塞行进处于其行程的下段某点位置。缸顶压缩室内被压缩积聚的空气压力为开始所述的3-4.5MPa,(压缩比15-22)(根据附表I中的数据而言)
依照前述的转角行程差进行高压缩阶段的阐述,主、副连杆轴颈完成其各自同步的60°转角高压缩任务之后,主连杆轴颈回到其上0点后的正压60°角位;副连杆轴颈回到其下0点后的负压120°角位。各自连杆轴颈循环旋行一周,(360°)完成其本发明的遇徊行进作功,追逐运行压缩之全部两个行程的工作循环过程。随即进入下一循环的作功运行工作。
采用以转角行程差的行进措施,对缸顶压缩室内的空气气体进行高压缩的手段,是本发明独特的技术构思和设计形式。也是本发明所不同于其它发动机而必然能够成功的焦点之所在。上述的形式已清楚的谈到它们相互的驱动关系为互相以自己的功力压迫对方行进,功力互换、互增、互补。压缩室内趋渐形成的高压力对它们相互驱动的工作成正比关系。压力越高,驱动功力越大、行进速度越高、压缩功率越强。因此在进行最后的高压缩阶段的趋势是即为压缩,又为作功的状态。(转角行程差的压缩阶段为本发明的最后的高压缩阶段)。
但进行高压缩,驱使缸顶压缩室内的空气压力升值越高,被压缩的反压强力越大,势必与压缩的功力相抗衡。这样的趋势对主活塞上方的受力越大、驱动副曲轴压迫副活塞的功力而言,为功力相互抵消的性质。(除各部位在运行中的摩擦阻力在外)所以,压缩室内压力越高,主活塞的驱动功力越强,形成的反压强阻力越大,相对它们之间的驱动关系亦成正比之关系。实际运行中的行进速度并不是越高,而是曲轴及飞轮贯性力贮存的能量和其运转的高速度基本维持其中高阶段的压缩自行原状而已。
驱使进行高压缩自行运转的高速度,是依靠于双方曲轴在上一作功行程中高速行进的速度和双方飞轮的惯性力加大后的功率功力所贮存的能量为基础。没有较高的或更高的基础速度,驱动进行高压缩只是一句空话。速度过低亦不能造成高压缩的动能驱动动力。所以,驱动进行高坟缩,速度与主、副连杆轴颈及活塞相互驱动的作用亦为正比之关系。能否顺利完成高压缩行程行进的工作和任务,主要取决于基础运行速度的高低。
当缸内容积的气压常数量较低,运行运转的速度较低,功率较小的时侯,就需要气泵总成向缸内补充一定的气压常数量,以提高缸顶被压缩后的压缩空气压力,驱使其转速加快、功率增高,满足其运载能力的需要。打开气泵贮气室的输出阀门,(贮气室内压力保持在3-5MPa之间最好)输入气体冲开单向阀芯进入缸内,使之缸内的气压常数值迅速升高。但由于运转速度极高,缸顶被压缩后的空气压力值极高,致使气泵贮气室内的压力远不及被压缩后的缸顶的空气压力,根本无法冲开单向阀使输入气体进入缸内;只有在双方活塞运行基本处于缸内空间容积较大至最大值时,输入气体压力大于缸内的气体压力的情况下瞬间进入。而后活塞极快运行压缩,气压升高,使单向阀受其封闭弹簧的作用力自动关闭。(形式同现有发动机的进气门一样)因此向缸内进行输气的形式应为间歇性。阀芯与阀内口的分离间隙不宜过大,否则,压缩速度极高,阀芯封闭迟缓,缸内气体返回输气管内,致使和造成缸内容积气压常数值不能升高的可能性。
缸内输入气体质量过大,致使缸内气压常数值过高,被压缩后的压缩室内的空气压力超过最高的额定作功压力,压力控制阀弹簧受高压而失去控制能力,将过量的多余空气气体排除,随即自行压紧而关闭。
缸内输入的油液经一段时间的运行后,因磨损而消耗和部分微量的被高压挤泄出缸外,使缸内油液量过于缺乏,(一般采用以提高缸内气压常数值的方法进行调整应用,但油液量过于缺乏后,致使气泵贮气室内的压力无法再提高时、向缸内进行输气的工作极为困难时方使用油泵向缸内进行输油的工作),油泵开始高压工作,油液冲开单向阀进入缸内。使用油泵进行输油的工作,与输气相同的形式,亦为间歇性瞬间进入的形式。输入的油液量超过被压缩后缸顶油液到达限位线时,油液面埋封住压力控制排气(排压)阀内口,额定压缩室压力高于额定的最高压力,驱使压力控制阀自动开启,多余的油液亦从此阀口排出缸外。(使用此方法亦为起到更换缸内油液新陈代谢的作用)向缸内进行输油的工作应在高速度、高功率的运行情况下进行为宜。
根据运行的需要而必须降低其转速和减少其功率的时候,使用外力驱压外控排气(排压)阀活动压板,将顶针柱式阀芯压开,缸内气体从本阀口排出。形式同输气工作一样为间歇性瞬间排除。
采用以相互错口的两枚活塞环并装入一环沟槽内的方法和措施的目的是起到绝对密封的作用。
注入缸内的油液,一是为了本发明的需要相互对流补充和填充空间容积,维持高压作功阶段的作功能力;二是为了润滑缸筒及活塞,降低基磨损消耗率;其三就是配合活塞环进行绝对密封空气的不泄露之作用。
理论的衡量、分析与研讨
本发明的主要技术特点是:在运行时缸内确保一定气体质量的压力常数值,即不产气,也不排气;用于作功的主要能量来源是依靠主、副活塞相互配合遇徊运行,主副连杆轴颈相互追逐压缩作功,将被压缩在缸顶压缩室内的气体高压强力转换为进行作功的高压气体澎涨力而产生。
本发明的设计结构形式在运行时,并没有任何新的理论,“新的发现”之学说。完全是依据汽、柴油机的压缩、作功之原理和其在运行时的现有使用技术而进行构思、探索、研究和设计的。
我们知道,柴油机在作功时,其混合气初始突发的气体澎涨压力最高为6-9MPa;而作功后传导给飞轮的惯性离心力加大后的功率所贮存的功力,在压缩所需要的3-4.5MPa的缸顶纯空气的反压强阻力及各部位在运行中所产生的摩擦阻力之后,仍具有高强的对外作功功率值。同时我们还知道,汽油机在作功时,其混合气初始突发的气体澎涨压力最高为3-5MPa,而作功终了后的缸内气体压力一般尚具有0.3-0.5Mpa。因此,依据柴油机和汽油机的作功、压缩气体压力数值;采用以提高对缸内空气气体进行高压缩的措施和手段,成为用于作功的高压气体澎涨作功力,在理论上是能够成立的。
而如何采取进行对高强空气压力的压缩办法和措施,使它既要能够完成压缩所需要的高压气体压力,而且不消耗较高的功率值;并使其能够进行运转且在动转的同时而进行对外作功,成为一个整体的驱动机构。本发明以其独特的设计方式,采用两个曲轴飞轮体,好像两个同等功率的发动机,在作功时基本没有其它相对的阻力,(除同汽、柴油机一样的运行摩擦阻力外)力避矛盾焦点,同时无阻力作功;在压缩时共同合力,利用双方具有的性能特点及作功力,对其所需要的、用于作功的高压空气进行高压缩。实现了这样的理想效果,解决了本发明机构在进行压缩、作功、自行运转中所存在的各种矛盾。甚至极有利于本发明运行的优越条件因素。根据柴油机的工作原理,设计制造一种能够将缸内空气压缩积聚而形成6-9Mpa的气体高压力的驱动机机构即可达到与柴油机相仿的作功目的。
从柴油机的构造中我们得知,柴油燃烧所需要的基础条件是:压缩比16-22,最高压力可达3.5-4.5Mpa,方能致使超过其自然点温度的自然条件。在此,本发明采用两缸相互贯通的方法,使两组曲轴飞轮体同步迂回行进,追逐驱动压缩,相互配合运行,功力互换、互增、互补,对同一压缩室进行高压空气的压缩,使在压缩行程中的反压强阻力比较柴油机的压缩形势,驱动功力成倍提高。因而提高了两曲轴飞轮体在运行中的转速和功力,顺利的完成高于柴油机许多甚至一倍值的被压缩空气反压强力的全部压缩运行过程而消耗功率较小。这是显然类同于柴油机的压缩值所消耗功率基本相等之效果的独特之处。
采用和利用两个连杆轴颈行进于不同角位,致使两活塞所处于不同位置换向时在行进中必然形成的转角行程差之特殊条件,对缸顶压缩室已积聚的较高的空气压力进行高压缩。本发明机构具有这样独特的功能。采取这样的结构形式,也是本发明的独到之处之一。
完成高压缩行程之后,即形成相反的转角行程差,主活塞迅速的进入高压力的气体澎涨作功状态,副活塞基本没有其它载重负荷,其顶部受高压强的状态改变为减压松弛状态,随活塞的高作功运行而运行;副曲轴飞轮体随主曲轴的高速旋转并贮存其能量。相等于两个柴油机在运行作功。同时在主连杆轴颈作功行进旋转过60°转角之后,副活塞也相继受其顶部的空气压力与主活塞共同进入作功行程的行进工作。这也是现有发动机所不能及的。
采用油液对流的方式进行填充主活塞行进作功退出的空间缸容积,延缓了高压气体澎涨力过早的消失之现象,补偿和维持了高压力作功的行进阶段,使之高压作功时间较长、功力较大。
概上所述,本发明的主要思想构思、设计形式结构的目的和意图是解决:
1、想办法有效的制造使之构成类似于汽、柴油混合气初始突发的气体澎涨作功压力;
在此问题上,本发明采用以提高缸顶空气压缩比的方法达到如同汽油混合气或柴油混合气同样高的初始作功压力。我们知道,如果单纯依靠活塞顶部的高压力驱压曲轴及飞轮进行作功后,所贮存的惯性力压缩如同作功压力一样高的被压缩空气反压力是不可能的。因为,本来以衡定的规律,其正、负的力量相互抵消为0;加之在运行中其各部位的摩擦阻力与之运行的速度成正比,这种阻力大大的制约和阻碍了其在运行中的行进速度和功力,所以论定自然界中任何的事物守衡定律是不存在的。
本发明为解决这种不可抗拒的难题,采用了除依靠上述的自身贮存能量之外,增加了另一同等的作功并贮存能量的机构,进行合力驱压缸顶在压缩中的空气气体反压强力和各部位运行中所产生的摩擦阻力。而且这种增加一倍驱动功力的机构在压缩过程中依靠其继续升高的缸顶压缩室内的空气高压力相应增加更大更高的驱动功力。有效的解决了在对增高压缩比高压力后的实现与汽、柴油混合气相等的初始突发的高压气体澎涨作功压力的压缩工作。解决其在压缩过程中的矛盾。它,就是本发明中所设计应用的副组飞轮体机构。
2、有效地实现完成高功率作功的计划和目的;
当依靠其上述采用的高压缩手段压缩终了之后,即形成主连杆轴颈行进处于其上0点后正压60°角位;副连杆轴颈同时行进处于其下0点后负120°角位。依靠双方曲轴飞轮的旋转惯性力的贮存能量和速度,主活塞下行开始扩大缸内空间容积的气体澎涨作功工作;被积聚在其活塞顶部的高压空气压力压迫主活塞疾速的进入作功状态。副活塞因高压空气气体澎涨扩大缸内的空间容积其顶部受高压状况减压缓解,随主曲轴的高速作功驱动的功力而高速行进,将其上方的油液全部排入主缸筒内主活塞的上方。亦为追逐式作功驱压的形式。(摩擦阻力与现有有发动机一样存在,固不为例。)当双方连杆轴颈共同行进60°转角之后,副活塞也受其顶部的空气压力压迫进入自行作功的状态。
3、有效的补充高压阶段的作功能量维持能力。
本发明采用和利用油液的可流动性,进行填充了主活塞作功行进退出的其顶部上方的缸空间容积,因而使之缸顶高压空气气体澎涨速度延长,避免了高压作功功力过早的消失之现象。这也是本发明所采取的手段独到之处之一。
除此之外,本发明另有较多的设计目的和意图,在运行步骤及状态中基本阐明,在此不再作阐述。只是提捡要点重申和论证本发明的可成功性。
根据上述的理论求证之概念及现行的使用技术之运用,机巧的结合,完整的配制,确定了本发明的实施一定能够成功的确切性。使之本发明从极为复杂的数百种设计形式的构思中解脱出如此简单易行的动能驱动机构,必然速快的为祖国、为人类、为全地球、为全社会所实施所应用作出巨大贡献。
为祖国的发明史掀开暂新的一页。
实施例的例举、应用、探讨与论证。
设制主、副曲轴的连杆轴颈的中心点绕其主轴颈中心点旋转的半径为50mm;活塞行程为100m;设置在各自主轴颈相并的一端两齿轮吻合行进为1∶1旋行;主连杆轴颈中心点提前于副连杆轴颈中心点120°转角位置,同步行进始终保持同一转角角度不变;各自连杆的两轴颈中心点距离为180mm。
以主活塞处于其上止点为准,副活塞上方空间采用注入油液填充;油液量的确定值为油液面到达副活塞行程的上止点为准。油液量约为活塞行程的80%高度容积值。(即约80mm的缸筒容积高度值)(活塞上方制造的压缩室空间容积过大时,以留足压缩室内的总空间容积,油液面适当增高至其总空间容积量的下部为准)
本发明的实际压缩室空间容积值是由设置在缸顶的压力控制阀作决定的。压控阀内口的平面线(油液面的限位线)(本发明的压力控制阀只能限于直立的、安装在最高处的缸顶压缩室适当的位置。无论将来以其卧式或侧斜式设计,都不宜改变其直立的安装方式。)以上的空间容积即为额定的实际压缩室容积。
本实施例的列举数据值是根据附表1中的各数值而进行阐述的。压缩室内的总容积为40mm的缸筒容积高度值,其实际空间容积值和虚构空间值分别各为20mm的缸筒容积高度值。(附表2的数据是由附表1中的油液数据经运行消耗后的缸内压力变化情况,只作参考;附表3和4的数据是对压缩室空间容积确定为较小的实际容积值分别进行分析之列举,其虚构的转角行程差压缩比空间容积值则不变。特此说明。)(详细参考全部附表中的数据值作以分析)
运行时,起动马达带动飞轮将主活塞推压至其上止点,(保持一定较高的起动功率及转速)(在此,为了方便进行阐述起见,均以附表1中的最高额定压力的缸内容积气压常数的倍数值而确定。直接以高速度、高功率运行而阐述,不再以较低的起动方式而谈论。特此说明。)在主活塞压缩行进至其上止点时,压缩室内的压缩比约为15左右,空气压力约为3.5Mpa以下。继续行进,主连杆轴颈背离其上0点,主活塞离开其上止点;副连杆轴颈自下0点后负压60°角位推压其副活塞继续向上行进;主、副活塞同时受其各自的连杆轴颈的牵制同步运行。其副活塞的行速在此阶段的行进中远大于主活塞的行速,形成了一定的转角行程差距离值。主活塞受其上部的高压空气压力的压迫驱使主曲轴高速旋转,通过齿轮驱压副曲轴使其压缩功力加大;副活塞受其副曲轴自身已贮存的高转速功力和主曲轴驱动增加的功力,将其上方的油液一部分压入主缸筒内主活塞在行进中退出的其上方的空间容积内;另一部分在行进中被压入缸顶的虚构压缩室空间容积内。使压缩室内的空气压力在其此阶段的转角行程差的行进中升为压力最高值。(压缩比为30,空气压力?)(见附表1,本人没有这方面的确切数据计算知识)此段双方连杆轴颈的转角行进角度为60°。副活塞上方被压入主缸筒内和压缩室空间容积内的油液量分别约为20mm的缸筒容积高度值。此阶段为压缩比值和缸顶压力值由中级阶段向最高阶段进行变化行进的过程。
在此阶段中,主曲轴飞轮依靠其在上一作功行程后的极高转速和加大后所贮存的高强功力迫使主活塞下行;同时主活塞因其主连杆轴颈已背离其上0点如作功一样向下换向旋行的有利条件受其主活塞上方俞来俞高的空气压力的压迫,驱使主活塞压迫主曲轴及主飞轮功力加大;通过齿轮驱动驱使副曲轴及副飞轮功力加大。副曲轴及其飞轮,依靠其在上一作功行程中所贮存的能量和主曲轴飞轮一样高强的功力,压迫副活塞进行最后高压缩阶段的行进工作。它们相互都为互相驱压的驱动行进趋势。高压缩阶段压力的形成过程与其双方的功力作用及所行进的速度为正比关系。被压缩积聚的空气压力力越强,旋转行进速度越高,双方行进驱压对方行进的功力越大、速度也越高。如其说是在进行高压缩,不如其说成是在进行强作功。行进中的趋势是“自产自消自供给”的生产过程。(除各部位在运行中的摩擦阻力在外)
完成60°转角行程差的高压缩行进之后,其即改变为相反的转角行程差之行进形势。即主活塞的行进速度大于副活塞的行进速度。主活塞正式受缸顶压缩室内已压缩积聚形成的最高空气气体压力进入高强的作功冲进工作;副活塞上方受压情况减压缓解,随主曲轴的作功运行继续上行完成其排油任务之后,也随即受其上方的空气压力压迫进入与主活塞同步作功行进的工作。排入主缸筒内的油液占据了主活塞上方的部分空间容积,延缓了空气澎涨的时间,维持了作功力的高强阶段。
主、副连杆轴颈各自旋行180°,主连杆轴颈自其上0点后的正压60°角位旋行至其下0点后的负压60°角位;主活塞的作功行进行程约为96mm。副连杆轴颈自其下0点后的负压120°角位旋行至其上0点后的正压120°角位;副活塞在此阶段的排油行程约为20mm,由上止点向其下止点的作功行程约为80mm。(由于本发明的特殊设计结构所致,改变了与现有发动机不同的作功行程及压缩行程的连杆轴颈所处角位)完成了本发明的主活塞的作功行程。缸内空间容积为最大值,空气压力约为0.6Mpa左右。
此阶段,主活塞受缸顶最高空气压力的压迫进行强作功,驱使主曲轴及其飞轮高速旋转,同时通过齿轮的传导作用,带动副曲轴及其飞轮高速旋转;在副活塞完成排油工作之后,各自曲轴都依靠其活塞受高压空气压力的压迫而高速旋转;各自飞轮随高速旋转的惯性力加大各自的作功功率,贮存其能量,欲进入下一压缩行程的行进工作。
如此循环运转,实现了本发明的迂徊行进、相互对压、追逐压缩、驱动作功并对外进行作功驱动的发明目的。
运行情况表及其说明与解释
(附表1.2.3.4附后)
一、说明:
1、根据本说明第四条的实施例之说明列出的表1,是进行对本发明在上述的运行情况中,将主、副连杆轴颈按步骤运行的过程分为12等份的缸顶及两活塞上方的油液、空气、压缩比和压力的运行情况的演变过程进行分析说明。
表1是在运行中,缸内及缸顶的空气气体在各行进步骤中所占据的缸内空间容积值的压缩和澎涨情况及压力(压缩比)对主、副连杆轴颈和活塞的作用和影响。对照图3和图4的运行步骤形势,可清楚的联系到本发明的迂徊行进、追逐压缩、功力互换、互增、互补的运行情况。
2、表2是油液运行缺乏后的运行状部与状态,只作为参考分析,在此不再作解释。
3、表3与4,是仍按照实施例中的各方面尺寸都不变,唯独只改变和缩小缸顶压缩室内的实际空间容积值后,分别确定缸内气压常数的倍数值,进行对比表1的运行情况,作出断定各自在运行中的优特点而确定最好的设计制方案,进行试制和实验。二、解释:
1、表1的运行情况是:
(压缩室实际空间容积值为折合缸筒容积高度值20mm,根据表1中第一格开始)
副连杆轴颈压缩行进至其负压60°角位,副缸筒内副活塞上部的油液高度为80mm,空间容积为0;主连杆轴颈行进处于其上0点,副活塞处在其上止点,油液为无,其空间容积为0;压缩室为实际容积值20mm加以虚构空间容积值20mm等于40mm,其油液还未被压入,即:0+0+40=40mm,所以此时缸顶压缩室内的空间容积总高度为40mm。缸内气压常数值确定为1时,得到的数据即就是压缩比是3;……缸内气压娄数值为3时,其压缩比是9;……缸内气压常数为5时,其压缩比是15。此数据是欲进行转角行程差高压缩前的缸内运行压缩状态。……双方连杆轴颈旋行60°转角,其副活塞上方的油液因主活塞在同时作功下行的距离值小于副活塞压缩上行的距离值,致使转角行程差多余部分之油液没有对方缸内可能容身之地,只好将多余部分之油液压入压缩室的虚构空间容积内,空间容积缩小,压力增高。其压缩室内在高压缩终了后的空间容积值约为20mm缸筒容积高度值。缸内气压常数为1时,其压缩比是6;气压常数为3时,压缩则是18;气压常数为5时,压缩比则是30。压缩室内形成了最高的空气澎涨作功压力;主连杆轴颈已形成了很好的作功力矩。……双方连杆轴颈再继续旋行60°转角,副连杆轴颈行进至其上0点,将其活塞上部30mm高度的油液全部压入主缸筒内主活塞的上方;主活塞受缸顶最高空气澎涨压力的压迫,驱压其主连杆轴颈高速旋行60°转角至其上0点后的正压120°角位,其主活塞上方行进的行程为约50mm;其缸内除接收副活塞上方全部压入的油液30mm外,被压入缸顶压缩室内虚构空间容积的20mm值之油液也被空气压力压入主缸筒内,(共50mm)缸顶空气所占据的空间容积在此时恢复到转角行程差高压缩前的40mm缸筒容积高度值之状态。(压缩比值为开始时所述的数值)……。次后是主、副活塞受其双方顶部同等的空气压力进行除各部位的运行摩擦阻力外,没有其它任何阻力的作功冲进之工作,双方曲轴飞轮的功率及转速随其惯性力的高速旋转自由的被再提高,直至缸内空间容积为最大值时。(作功终了)缸内最大空间容积值为120mm缸筒容积高度值。气压常数值为1时,压缩比是1;……气压常数值为5时,压缩比是5。继之,是主连杆轴颈压迫主活塞进行压缩行程的行进工作,(旋转60°转角后,副连杆轴颈及副活塞也进入压缩工作,不再作说明)其双方连杆轴颈旋行120°转角后恢复到开始所谈到的转角行程差高压缩之前的状态。(运行中的各种数据参见表1)
2、表3中的数据是根据实施例举之数据及形势完全都不变,只将压缩室的实际空间容积缩小到15mm缸筒容积高度值,对照表1各步骤的数据值进行分析和比较。在运行中缸内最大时的空间容积即是115mm缸筒容积高度值。
当如上述表1的数据说明中开始的第一格所得出的数据是:缸顶压缩室的空气空间容积值为35mm缸筒容积高度值,缸内气压常数值为1时,其压缩比约是3.3;气压常数值为3时,压缩比是10;气压常数值为4时,压缩比是13。即是转角行程差高压缩前的状态。完成高压缩行程之后,缸顶压缩室内的压力为最高值。即:空间容积值为15mm缸筒容积高度值,缸内气压常数值为1时,其压缩比为11;气压常数值为3时,压缩比是23;气压常数值为4时,压缩比约是30.7。当运行至副活塞到达其上止点换向开始作功时,缸内的压力值恢复至未进行转角行程差高压缩前的状态。行进至作功终了时,缸内空间容积为最大值,即:115mm缸筒容积高度值。气压常数值为3时,压缩比则就是3;气压常数值为4,压缩则就是4。在压缩至主活塞到达其上止点时,缸顶压缩室的压缩比为上述的欲进行转角行程差高压缩前的状态和状况。
3,表4中的数据是同表3一样只将其缸顶压缩室的实际空间容积值缩小到10mm缸筒容积高度值,运行的最大空间容积值就是110mm缸筒容积高度值。与表3形式步骤一样。(表中数据不再作阐述)
由上述的表1、3、4的运行情况数据之比较:将额定压缩室实际空间容积值确定为大或小,对在运行中的压缩比及压力情况有着明显的区别,各自都有较长的优点和不足。额定实际空间容积值确定的大,相应的所需缸内气压常数值须高;其副活塞进入作功的初始空气澎涨压力较大、作用力较大;主活塞行进压缩至其上止点时换向进前需要克服的反压强力较大。反之,额定实际空间容积值确定的越小,相应的所需要缸内的气压常数值越低;副活塞进入作功时的初始作功压力越低,作用越小;而在主活塞压缩行进至其上止点时换向行进前需要克服的反压强力越小。
依照表1、3、4之比较,压缩室实际容积值较大,其对副活塞进入自作功时的压迫力较大,高压作功维持时间较长,这是有利的因素。但是在压缩时,主副曲轴飞轮需要克服的反压强力所付出的功率则较高。(指在高压缩前)压缩室实际容积较小,其对副活塞进自作功压迫作用力较小,高压作功阶段压力下降的较快,这是不利的因素。但是在压缩时主、副曲轴飞轮需要付出的功率则较低,甚至基本不算功率消耗。各表中分别以相当于汽油机的作功压力和相仿于柴油机有可能达到的最高作功压力,(压缩比,因本人不明了作功压力的具体计算方式和确切数据,只用压缩比作以代替说明,望见谅。)作为相仿的混合气澎涨作功压力。
表1中的最高作功压力为压缩比30,(视作相仿柴油机的作功压力)需要确定的缸内气压常数值为5;表3中的最高作功的压力为30.7,需要确定的缸内气压常数值为4;表4中的最高作功压力为30,需要确定的缸内气压常数值约为2.7。在进行压缩至主活塞到达其上止点换向行进时表1中的压缩值比为15;表3中的压缩比值为13;表4中的压缩比值为10。
将各表式中的最高作功压力(压缩比)视作相仿于汽油机的作功压力,(4.5-5Mpa)其表1中压缩比为24,所需气压常数值为4;表3中压缩比为23,所需气压常数值为3;表4中压缩比值为22,所需气压常数值为2。
在进行压缩至主活塞到达其上止点换向行进时,表1中的压缩比值为12;表3中的压缩比值为10;表4中的压缩比值为约7.3。
由此可见,缸顶额定压缩室实际空间容积值较小有利于克服本发明结构运行在压缩中的困难,而消耗功率值较低;有利于提高在运行中的速度之效果。但是带来的弊端是澎涨作功压力的下降率较快,副活塞压迫其副曲轴飞轮单独自行作功的压力较小。
根据本发明的结构运行情况,从另一个角度我们可以这样认为:即将主活塞的行进工作看作基本是在整个运行中都为作功的状态。虽然在到达其上止点之前的压缩过程中实属压缩,但依靠贮存能量惯性力旋转的高速度,在其抵达上止点时所消耗的功率极低;其实际在进入转角行程差的高压缩过程中,也即是主活塞受其顶部的压力由弱变强的作功行进过程。因此说明,在进行转角行程差的高压缩压力的形成,是由主活塞由弱到强进行作功的功力而产生。副活塞在整个运行中,只起到调节运行的辅助作用;而在进行转角行程差的高压缩过程中,副活塞只是充当了一个收缩和扩张缸内气压常数的演变角色;依靠主活塞由弱到强的作功力的能量转换,通过主副曲轴及吻合驱动齿轮进行由低到高的压缩行进工作和由高到低的作功驱动工作。
功率计算,以算术式计算的方式进行相互抵消为:高压缩阶段由主活塞循环驱动压缩形成高压力和受形成高压力的压迫驱动功力以“自产自消自供给”的方式相互抵消;副活塞自行受缸内压力进行作功的功力与高压缩在运行中各部位之间所产生的摩擦阻力相互抵消;主活塞以柴油机或汽油机的相仿气体澎涨压力进行作功与带动副曲轴进行高速旋转的阻力及除高压缩外的各部位之间的摩擦阻力(现有发动机也存在各部位运行的摩擦阻力)相互抵消后,即基本等于二冲程式的柴油机或汽油机的功率值。(因无进、排气门等机构设施,功率应该比现有的二冲程式发动机较高)
附图的说明与标注
A、图1、主视图。
B、图2、侧视图。
C、图3、连杆轴颈运行步骤图。
共分12等份角位运行示意。结合图4及附表绘制出主、副活塞行进所处角位,可清楚的看出主、副组各自及相互运行、行进的关系。
D、图4、活塞行程距离图。
本图所示为连杆轴颈行进处于不同角位时,其活塞受其连杆的牵制行进行程的距离值;由上止点至下止点中的各位置数据,是指其活塞销中心点受其连杆轴颈的牵制所处于不同的行进位置,致使其活塞的上面部在行进中距其上止点的距离值。由于主、副连杆轴颈绕其各自主轴颈中心旋转,致使各自活塞在同时的行进程值各有差异,所以两组曲轴体的两连杆轴颈同步行进于不同角位时,致使两活塞相互之间形成一种不同的转角行程差,而构成本发明结构形式运行驱动的独特技术构思的基础和条件。
E、图5、追逐运行图。
本图所示由两齿轮吻合控制,形成惯性力旋转后,根据各个步骤的行进,可看出追逐运行压缩及作功的形势和各自及相互驱动的关系。
F、零件标注:图中1、压控排气阀(排压);2、输气管前端单向阀(进气门);3、输油管前端单向阀(进油门);4、外控排气阀(排压);5、活动压板;6、(副)主轴颈齿轮;7、(主)主轴颈齿轮。
G、其它与现有发动机一样结构形式,故不作标注。
本发明所采用的结构形式运行的基本原理是:
1、采用和利用对空气气体的体积进行压缩、伸张澎涨的自然特性原理;
2、采用曲轴及飞轮在活塞对缸内空气气体进行压缩时的惯性高速旋转运动贮存能量能力的驱动原理;
3、采用双缸贯通对结构条件的改善,空气、油液的可流动之特性,进行流通活动的必然规律的性能原理;
4、采用两组曲轴体机巧的运用作功之机会,功力大一倍的特殊原理;
5、采用两连杆轴颈及活塞在运行中所处于不同角位和位置时形成的转角行程差进行压缩缩小缸顶压缩室空间容积之特殊原理;
6、采用两活塞及两连杆轴颈迂徊式行进、追逐式压缩并驱动作功的特殊构成自然条件原理。
这各种不同的自然条件性能原理,联合组成一个主动循环进行驱动的结合机构总体,人为的运用各自不同的自然形成条件,必然的物理性能变化,而进行各自然条件有步骤的联合反应;相互克制而又相互驱压,把各自不同的性能作用转换成为有利的作功能量,达到其必然的规律运转之目的。
概括以上所述内容,清楚的说明了以本发明的特殊构思设计的特殊结构形式,使其必然能够成功的因素在于:
1、采用两个曲轴飞轮体,作功、压缩功力增加一倍以上,势同两个发动机的功力合成于一体;
2、采用双缸贯通,运用迂徊追逐,相互抗压补功,使克服反压强阻力的有利条件,因素形成;有利于提高压缩、作功的冲进速度、提高作功的运行能力;
3、始发的作功压力基本可与汽、柴油混合气压力相等;
4、高压力的压缩形成,产在主活塞下行、主连杆轴颈背离其上0点进行换向的行进中形成,两缸贯通无阻,力避高压缩反压强阻力的矛盾,消除活塞在进行高压缩时,连杆轴颈难以通过其上0点之弊病,可压缩极高的空气气体反压强力;
5、采用油液对流,补充作功方空间容积,维持高压作功阶段的气体澎涨作功压力;
6、采用油液及活塞环良好的密封性能手段,杜绝空气气体受高压泄露之现象,有效运行维持时间较长;
7、采用齿轮吻合传导、同步运行方式,高压缩的行进工作由作功方驱压压缩方,增加压缩工作功力;
8、采用压力继续升高的高压缩阶段,缸顶空气气体高压力压迫主活塞下行,继续增强主组曲轴飞轮体驱动副组曲轴飞轮体进行高压缩的驱动功力;
9、采用两缸顶相互贯通,在主活塞进行高压作功时,副活塞上方的压力卸压,随从主活塞作功而高速运行,有利于提高运行的速度;
10、机构属二冲程式,无进、排气门机构,基本可等于四冲程式发动机功率的二倍值,提高作功的功效和能力。
本发明综合和比较现有的发动机,具有许多无法比较的多种优特点,展示了本发明结构构造的机械形式的优越性能:
1、不消耗外来的能量来源及燃料的燃烧,节约能源;
2、不产生高温和过热现象;
3、不产生噪音;
4、和现有发动机相比较,结构极其简单,制造容易;
5、节约材料、降低制造成本;
6、不消耗对能量来源的正常费用;
7、磨耗较低,维护费用较低;
8、功率较高,消耗功率较低;
9、操作方便,运行平稳;
10、安全可靠,避免易燃易爆等恶性事故的发生;
11、消除污染、消除公害,保护环境、保护地球。
其它:
1、本发明所创造的设计构思技术,适用于双重缸及双重缸的倍数机之本发明机构实施使用。
2、适用于一切需要动能的设备、设施及场所的实施与使用。(机械加工、交通运输、航空航天、国防军工、发电设施、矿产开发、建筑安装等一切工农业生的动能需求。)
3、本发明所设计的主、副连杆轴颈运行追逐角度的制造装置范围在120°-60°内均有效。可按90°、60°角度计算,作以分析比较。(不过效果较之不太理想)
附言:
一、要求和请求实质性审查所必须的计算和试验:
根据理论参数的计算,求证本发明的可成功性。
计算过程和计算方法,取本发明所设计的形式,主、副活塞及主、副连杆轴颈所行进的步骤、曲轴运行压迫和受压运行转旋系数、飞轮惯性离心力旋转系数、运行中的各连杆轴颈所处角位的力矩、钮矩、空气压力的形成、气体澎涨压力的变化和消失、活塞顶部的受力变化及作用力、各部位之间的运行摩擦阻力、油液流动通过孔道的流擦阻力以及速度变化的影响等,结合附表中所列举的数据进行计算分析。求证:
1、初始最高作功压力(高压空气澎涨压力)对主活塞作功行进的压迫功力及转速的情况;
2、各自连杆轴颈旋行60°转角之后的功率值及转速;
3、各自连杆轴颈继续旋行120°转角之后的最高功率值及转速;(即主活塞作功行程终了时,缸内空间容积为最大值时)
4、主活塞行进抵达其上止点时,欲进入转角行程差高压缩时的功率消耗值及所剩功率值贮存能量和此刻曲轴飞轮的转速;
5、进行转角行程差高压缩行程终了后的功率消耗值及所剩功率值贮存能量和此刻曲轴飞轮的转速。
6、求维持自转的台速;
7、求最高功率值及最高转速。二、附要说明:
1、由于本人才疏学浅,没有专业知识,学识和能力极差,对于本方面复杂、深奥的理论计算公式和数据、相互运行的关系的认识和了解都极为浅浮和不解,暂时也不能向有关的他人求助,(也没有这方面的经济能力)上述的列举只是根据本人所能的理解和想象而撰写,也试图想找一些参考资料进行列式和计算,但力不能及,也恐专家们见笑,因终究还是不可能正确,最重要的是时间的不允许,能早一日为专家们所知,早一日研制成功,早一日为国家和人类的重大利益作出贡献,非我一人能为的事,何况为了计算数据的完整而去消磨和浪费许多的时间呢?专利申请文件的本说明及附图等合乎专利法与否都不重要,(也明知不能被授于专利权)重要的是早一日成功,为国家和社会所实施运用,是我最大的希望和理想。所以敬请在审查时按照正规的规范公式数据进行拟定计算。或者必要的话,通告于我寻找专家代办。
2、亦由于本人的能力受限,对本专利的申请文件及本说明书、说明书附图等都不能达到专利法和细则的规定要求标准,敬请恕涵。说明书不正确或者根本错误的部分需要补正的话,请来文告知;附图不能合乎标准要求或使审查人员不能理解的话,也敬请来文告知,寻找代理机构代办。
3、本发明的申请文件,即本说明书,说明书附图,说明书附表等,经实质审查后,即:计算和必要的试验,不能合乎物理规律的理论原理及各种测试证明,无法使其成为能动的驱动机构而进行实施应用,即可论定本设计基础不成立和不成功,属于空谈和幻想。但是,一旦经审查,计算、试验证明该发明能够成功的话,将直接关系和涉及到国家的重大利益。在本申请文件递交后,是否可寻找和委托厂家进行研究和实验制造,或以其它方式公开发表寻觅合作人。(如8月的六届专利博览会、国际爱因斯坦博览会,9月的延边州专利博览会等)(敬请在两个月之内给以函告)
4、目前尚不清楚的其它有关理论的公式数据是:
①压缩比与被压缩空气压力的公式计算;
②压缩比与被压缩空气压力摩擦产生的温度对压力升高值的关系计算;
③各部位的摩擦阻力对曲轴转速降低的影响力度数据公式计算;
④飞轮旋转系数及贮存能量的守恒作用维持力度的公式计算;(维持不致曲轴降低转速的作用力)
⑤连杆轴颈驱压活塞(或活塞驱压连杆轴颈)在转角行进中各角位在换向驱动压迫的力度作用计算等。(即指力矩和钮矩)
补充申请及说明
追逐补功式气压驱动机——II型
本补充申请,是将上述的双列曲轴体组合的机构设定为本发明的I型;在此作以补充的为本发明的II型。
在I型中已基本清楚的说明了本发明的结构形式之构思的意图和目的,也阐述了本发明必然能够成功的条件因素要点。但尽管以多种的综合条件联合构成可成功的基础条件,其最重要的和最关键的是:采用了双缸体及双缸相互贯通的设计形势。在仔细进行分析之后,所采取的“双列曲轴体”之结构并不十分重要。因此,采用单列曲轴体的结构形式,也基本可以达到其相同的理想效果。
其结构是:在I型中所提到的双重活塞(及双缸)的活塞、缸筒、连杆及连杆轴颈追逐的角度等都不变,缸顶四阀组组合形式亦不变,只改变取消其副组曲轴体为单列双缸曲轴体。(参见图6和图7所示)其连杆轴颈为主,副追逐运行的角度为120°设制在同一曲轴上。
在I型中得出的结论是:在运行时,其在初级和中级乃至高压缩阶段的前期中的消耗功率值不大或基本不算消耗功率,(由所确定的缸内气压常数值的高低而论,除运行中产生的摩擦阻力在外)
在进行其高压缩的过程中,真正运行的趋势不是在进行高压缩,而是在进行“追”和“赶”,是在行进压缩?还是在进行作功?难以说清。“自产自消自供给”相互抵消为0(除运行摩擦阻力在外)而在高压缩压力形式之后,绝对的鼎立形势(倒三角)承受高压力的状态是不存在的。“其势如山倒,有倾天之力”势必存在速度的运转在重力偏心之后,疾速压迫其主活塞运行作功并扩大缸内空间容积。其作功力相等于汽油机或有可能达到柴油机的最高初始作功压力,机构属二冲程式,因此采用单列双缸体或双缸的倍数体也基本能够达到现有发动机的作功效果。
本结构的设计,能够速快采取现有的四缸或六缸式原机体,只进行曲轴的制造(主、副连杆轴颈为相等的个数)及缸盖的特殊设计制造(四缸或六缸共用一个压缩室)即可争取时间进行试制和实验。
(多缸共用一个压缩室只限固定机械使用。车辆在行驶中,因坡度倾斜,致使油路孔道挡塞,空气流通受阻,油液不能等份的被压入各所需缸内,造成个别缸缺油磨损和密封不严的状况,而且排压不畅等不利的因素。因此需要另行设计为管道合并的方法,将两排压阀设置在绝对高处,而且油液、空气应理想的进行流通活动.)(具体设计以后再进行补充.)附表1
           副组运行          主组运行      压 缩 塞折合高度 缸内空间总高度
连杆轴颈所处角位    活塞上部高度 连杆轴颈所处角位 活塞上部高度      气压常数为1   气压常数为3   气常数为4   气压常数为5
    油液    空间 油液 空间  油液  空间      压缩比   压缩比   压缩比   压缩比
  负60°     80     0 上0点  无   0   无   40   40     120∶40=3   360∶40=9   480∶40=12   600∶40=15
  负90°     57     0 正30°   9   0   14   26   26     120∶26≈4.6   360∶26≈13.8   480∶26≈18.4   600∶26≈23.1
  负120°     30     0 正80°   30   0   20   20   20     120∶20=6   360∶20=18   480∶20=24   600∶20=30
  负150°     9     0 正90°   57   0   14   26   26     120∶26≈4.6   360∶26≈13.8   480∶26≈18.4   600∶26≈23.1
  上0点     无     0 正120°   80   0   无   40   40     120∶40=3   360∶40=9   480∶40=12   600∶40=15
  正30°     无     9 正150°   80   15   无   40   64     120∶84≈1.9   360∶64≈5.6   480∶64=7.5   600∶64≈9.4
  正60°     无     30 下0点   80   20   无   40   90     120∶90≈1.3   360∶90=4   480∶90≈5.3   600∶90≈6.7
  正90°     无     57 负30°   80   15   无   40   112     120∶112≈1.1   360∶112≈3.1   480∶112≈4.3   600∶112≈5.4
  正120°     无     80 负60°   80   0   无   40   120     120∶120=1   360∶120=3   480∶120=4   600∶120=5
  正150°     23     72 负90°   57   0   无   40   112     120∶112≈1.1   360∶112≈3.1   480∶112≈4.3   600∶112≈5.4
  下0点     50     50 负120°   80   0   无   40   90     120∶90≈1.3   360∶90=4   480∶90≈5.3   600∶90≈8.7
  负30°     71     24 负150°   9   0   无   40   64     120∶64≈1.9   360∶64≈5.6   480∶64≈7.5   600∶64≈9.4
  负80°     80     0 上0点   无   0   无   40   40     120∶40=3   360∶40=9   480∶40=12   600∶40=15
1.本表为速杆轴颈行进所处其转角位置时,致使其活塞上部油液及空间容积高度对压缩空气的挤压情况的容积高积数值;2.油液及空间的数值均为占据缸筒高度的数值;3.压缩室内油液及空间的数值均为折合缸筒容积高度的数值;4.缸内最大空间时为120mm的缸筒容积高度值;5.气压常数单位为大气压力单位:(1=101,325Pa)6.压缩比近似值保留一位小数;7.本表为缸内油液确定最高量时运行情况的示意说明参考,参见附图4,5,连杆轴颈与活塞行进的关系。
附表2
    副组运行   主组运行 压缩塞折台敲 缸内空间总高度
连杆轴颈所处角位 活塞上部高度 连杆轴颈所处角位 活塞上部高度 气压常数为1 气压常数为6 气压常数为8 气压常数为1O
油液 空间 油液 空间 油液 空间 压缩比 压缩比 压缩比 压缩比
负60° 60 30 上0点 0 40 70 150∶70≈2.1 900∶70≈12.9 1200∶70≈17.1 1500∶70≈21.4
负90° 50 7 正80° 9 40 58 150∶56≈2.7 900∶56≈16.1 1200∶68≈21.4 1500∶68≈26.8
负120° 80 0 正60° 20 10 40 50 150∶50=3 900∶60=18 1200∶50=24 1500∶50=30
负150° 9 0 正90° 41 18 40 56 150∶56≈2.7 900∶56≈18.1 1200∶56≈21.4 15.00∶56≈26.8
上p点 0 正120° 50 30 40 70 150∶70≈2.1 900∶70≈42.9 1200∶70≈17.1 1500∶70≈21.4
正30° 9 正150° 50 46 40 94 150∶94≈1.6 900∶94≈9.6 1200∶94≈42.8 1500∶94≈45.9
正60° 30 下0点 50 50 40 120 150∶120≈1.3 900∶120≈7.5 1200∶120=10 1500∶120=12.6
正90° 67 负30° 60 45 40 142 150∶142≈1.1 900∶142≈8.8 1200∶142≈8.6 1500∶142≈10.6
正120° 80 负80° 50 30 40 150 150∶150=1 900∶150=8 1200∶150=8 1500∶150=10
正150° 96 负90° 50 7 40 142 150∶142≈1.1 900∶142≈6.3 1200∶142≈8.5 1500∶142≈40.6
下0点 20 80 负120° 3O 0 40 120 150∶120≈4.3 900∶120=7.5 1200∶120=10 1500∶120=12.6
负30° 41 54 负150° 9 0 40 94 150∶94≈1.6 900∶94≈9.6 1200∶94≈12.8 1600∶94≈15.9
负6O° 50 30 上0点 0 40 70 150∶70≈2.1 900∶70≈12.9 1300∶70≈17.1 1500∶70≈21.4
1.本表为油液运行消耗后缸内空闯增大因而对缸内气压常数提高量的需求倍数情况的示意参考;2.缸内最大空间时为150mm的缸筒容积高度值;3.其它说明同表1。  附表3                                                                          附表4
缸内空间 气压常数为1 气压常数为3  气压常数为4    缸内空间 气压常数为1 气压常数为2   气压常数为2.7
  压缩比   压缩比   压  缩  比   压缩比   压缩比   压  缩  比
  35  115∶35∶≈3.3   345∶35≈10  460∶35≈13.0     30  110∶30≈3.7  220∶30≈7.3   300∶30=10
  21  115∶21≈5.5   345∶21≈16.4  460∶21≈21.9     16  110∶16≈5.2  220∶16≈13.8   300∶16≈18.8
  15  115∶15≈7.7   345∶15=23  460∶15≈30.7     10  110∶10=10  220∶10=22   300∶10=30
  21  115∶21≈5.5   345∶21≈16.4  460∶21≈21.9     16  110∶16≈5.2  220∶16≈13.8   300∶16≈18.8
  35  115∶35≈3.3   345∶35≈10  460∶35≈13.0     30  110∶30≈3.7  220∶30≈7.3   300∶30=10
  59  115∶59≈2   345∶59≈5.8  460∶59≈7.8     54  110∶54≈2  220∶54≈4.1   300∶54≈5.5
  85  115∶85≈1.4   345∶85≈4  460∶85≈5.4     80  110∶80≈1.4  220∶80≈2.8   300∶80≈3.8
 107  115∶107≈1.1   345∶107≈3.2  460∶107≈4.3    102  110∶102≈1.1  220∶102≈2.2   300∶102≈2.9
 115  115∶115=1   345∶115=3  460∶115=4    110  110∶110=1  220∶110=2   300∶110≈2.7
 107  115∶107≈1.1   345∶107≈3.2  460∶107≈4.3    102  110∶102≈1.1  220∶102≈2.2   300∶102≈2.9
  85  115∶85≈1.4   345∶85≈4.0  460∶85≈5.4     80  110∶80≈1.4  220∶80≈2.8   300∶80≈3.8
  59  115∶59≈2   345∶59≈5.8  460∶69≈7.8     54  110∶54≈2  220∶54≈4.1   300∶54≈5.5
  35  115∶35≈3.3   345∶35≈10  460∶35≈13     30  110∶30≈3.7  220∶30≈7.3   300∶30=10
注:本表为压缩室实际空间容积缩小为15mm的缸筒容积  注:本表为压缩室实际空间容积缩小为10mm的缸筒容积
高度值。                                          高度值。

Claims (7)

1、追逐补功式气压驱动机是由双列曲轴飞轮体组成的组合机构。
2、两缸顶相互贯通,两缸使用同一压缩室。
3、两主轴颈相并的一端(或两端)制造成两齿轮吻合控制,使两曲轴同步同速旋转运行。(1∶1)
4、两连杆轴颈追逐运行的角度为120°,运行中始终保持其转角度不变。(120°-60°角度范围内均有效)
5、采用油液填充适当空间,对流活动、配合运行。
6、采用两枚活塞环并装入一道环沟槽内的手段,起到加强密封的作用。
7、采用四阀组配合,对缸内容积的气压常数值及油液量进行控制、调整和补充。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020078258A1 (zh) * 2018-10-18 2020-04-23 焦惠泉 一种气压发动机

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