CN1648426A - 对接技术方法与复合活塞相结合的内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞式发动机。传统发动机结构比较复杂，并且只注重旋转动力输出，而有些动力使用设备本身需要的就是往复式动力。本发明发动机，设计方法运用对接技术和复合活塞方法。对接技术方法是以活塞或缸体相对，在其中间结合一个中间传动媒体，达到发动机运作的动力传输与活塞行程控制。复合活塞是把发动机缸体或活塞与增压汽缸的活塞组合成一个新的复合活塞，结合孔道对接与单向阀组合达到增压和控制进排气。本发明发动机可作旋转动力输出设备，也适合压缩空气作动力的发动机。利用发动机往复动力输出直接与空压机组合使结构简单，还可开发利用作为一种发动机型风镐或风锤。利用发动机往复旋转动力输出可开发制作发动机型冲击钻。

Description

对接技术方法与复合活塞相结合的内燃发动机

技术领域：

本发明涉及一种活塞运动方式机械，特别是涉及一种活塞式内燃发动机。

背景技术：

从目前相关专业高等院校使用的内燃发动机教科书，以及使用这些活塞式内燃发动机作动力的交通工具、运输工具、临时或移动发电设备、空气压缩机、泵等。其流行产品的结构与构造、维护保养和使用说明书可以得知这种活塞式内燃发动机，其结构与动力传输的主要特征是曲轴、连杆方式。

目前微电脑技术在活塞发动机中有着良好的运用，尤其在船舶和汽车发动机中，但是它是在肯定了曲轴、连杆式运作方式的基础上的应用，尽管这套方式运作已相当长久，相当稳定。但是它也有着自身结构和功能上的弱点。首先，活塞式内燃发动机必然具备活塞及供活塞运作的缸体，但是，传统活塞式内燃机在动力传输这一套运作系统所含的配件比较繁多，结构比较复杂，包括曲轴、连杆、活塞销、活塞销座、以及一整套与之相配的轴瓦。另外还有一套控制进、排气的装置，包括进、排气控制凸轮、顶杆，进、排气门阀。上边这些配件，除了进、排气控制凸轮和曲轴以外每一个工作汽缸都需要一套。并且有些零件制造工艺、技术要求比较高，比如曲轴。因此也就需要一套与之相配的技术人员与技术设备，使用原材料相应增加。尽管由于制造技术的提高和制造设备的精良以及人员技术水平的提高和熟练可以减低成本增加产量。但是不能掩盖它由于结构特征而产生的缺陷。另外，现有技术也缺乏对发动机与动力使用设备组合之间的通盘和整体考虑。尤其是这种活塞、曲轴、连杆方式的发动机。由于结构上的特点，只注重一个方面的动力输出，即旋转动力输出。而没有注意有些动力使用设备本身需要的就是往复式动力，比如：活塞式空气压缩机，以及发明人下面介绍的一种实施例——由对接活塞式内燃机直接输出动力的内燃机型风镐(注：风镐是借用名称)。

发明人检索了一些与本发明专利申请相关对比文件，下边作一些比较和评析：

注：以下检索部分摘自国家知识产权局网站。

90102640.9双活塞往复式内燃机

本发明属动力机械。是一种双活塞往复式内燃机。它是由一只缸体内对装的两只活塞，各带动一组曲柄连杆机构所组成，它们同时驱动同一个主轴。比单活塞往复内燃机的燃油利用率提高5倍，主轴扭力矩提高30％，转速加快，机械效率提高，机械震动和噪音大大降低。适用于一切内燃机，最适用于船用或车用大中型柴油内燃机

(比较和评析：与发明人原始设想相近1.没有采用偏心传动轮，采用曲轴，2.没有采用直接连接，没有采用对接技术方法)。

92106867.0一种对置双活塞偏心圆曲柄机构

本发明涉及一种对置双活塞偏心圆曲柄机构，其包括一对对置设置并由活塞杆1固连接的活塞5，活塞杆1中部为偏心圆机构，曲柄3通过曲柄销轴6与偏心圆在其偏心处铰接，曲柄3的长度等于偏心圆的偏心距，曲柄转轴7与偏心圆轴线13平行，且均位于过活塞5的轴线11的平面内。本发明克服了现有技术曲柄销轴6必须悬臂设置的问题。

(比较和评析：应该说该发明述及的发动机与本发明人介绍的直接对接方式结合偏心传动轮与阳复合活塞组合的发动机有较多的相似之处，只是没有作更好的引深和探索，仅克服了现有技术曲柄销轴6必须悬臂设置的问题。1.关键是没有运用对接的理念，因此不是一种对接技术方法的介绍，并且没有直接运用偏心轮作动力传输的中间媒体，比如，还在采用曲柄和曲柄销轴以及曲柄转轴2.没有使用复合活塞)。

96106779.9三种叠合式活塞驱动装置

本发明涉及三种叠合式活塞驱动装置，其特征是：三种驱动装置均具有与叠合式三腔机上下两个活塞滑杆对接的两个连接端(3)和插入两侧滑道板(4)对应的滑道槽(10)的两个滑块(8)，每个滑块(8)的端头处呈悬臂销(9)与对应的链杆(5)铰接，每个链杆(5)的另一头与统一曲轴(6)对应的曲柄销铰接，统一曲轴(6)将整个叠合机横向惯通，再与外侧对应的平衡飞轮(7)连接。本发明具有结构简化、占地面积小和实用性强等优点，是比较理想的活塞驱动装置。

(比较和评析：不是一种具体的复合活塞)。

旋转运动和往复直线运动的新型传动装置【申请号】01809159.8

【公开号】1427929【公开日】2003.07.02

【摘要】

本发明公开了一种旋转运动和往复直线运动的新型传动装置。它由曲轴、游子、游子框及推杆四部分构成。本发明能用在多种场合，如果使用在活塞上，可以克服现有技术设备体积大、活塞与缸壁间的侧向磨损等缺陷；对于内燃机来说，还可为活塞在上止点时提供一定的静止时间，以保证进入气缸的燃料能在同一高压缩比下完全地燃烧，高效地把热能转变成机械能，并为废热回收利用创造了有效条件。

(比较和评析：有该发动机的优越之处，与本发明介绍的发动机相比，没有提到1.正弦曲线导滑环2.没有运用对接技术方法3.没有运用复合活塞)。

往复旋转式活塞装置以及利用这种装置的压力泵和内燃机

【公开号】1281527【公开日】2001.01.24【申请号】98811889.0

【摘要】

本发明的活塞装置包括：在内部形成环状空间部分的汽缸；设置在上述汽缸内部的同一个圆周上，互相交替地布置的第一组和第二组活塞；每一组活塞均由以同样的速度向着相反的方向在固定的圆弧上作往复运动的许多活塞组成：设置在上述各相邻的两个活塞互相会合处的汽缸部件上，为控制流体流动用的许多吸气阀和排气阀。这种活塞装置可以用于液压泵和气泵、真空泵和内燃机。(比较和评析：有该发动机的优越之处，与本发明介绍的发动机相比，没有提到1.正弦曲线导滑环2.没有运用对接技术方法3.没有运用复合活塞，发明人最初在活塞往复旋转运动的思路也是在汽缸内，但是在运用对接技术方法以后就有条件把活塞往复旋转运动的轨迹移到汽缸外，找到了正弦曲线导滑环。)。

【名称】一种新型发动机【申请号】00102546.5

【公开号】1311386【公开日】2001.09.05

【摘要】本发明涉及一种发动机，它包括气缸和气缸密封盖，在气缸内有一凸轮与一凹轮，凸轮由凸轮轴连接一齿轮，凹轮由凹轮轴连接另一同等直径齿轮，两个齿轮相啮合，凸轮的凸部与凹轮的凹部相匹配，凹凸轮处于相切位置。气缸带有进气装置、点火装置及加油装置，下部有排气孔，当凸轮转动时，带动凹轮做相反方向的转动，并形成越来越大的气路空间，燃烧气体膨胀推动凸轮与凹轮不停地转动。本发明结构简单，体积较小，无噪音。

(比较和评析：没有提到1.运用对接技术方法2.没有增压汽缸3.没有具体的复合活塞)。

【名称】组合式新思维发动机【申请号】95107428.8

【公开号】1139734【公开日】1997.01.08

【摘要】

本发明公开了一种全新设计的组合式新思维旋转发动机，分为高压缸与低压缸，由主要部件主轴、定子、转子、点火装置、端盖等组成，在运转时由低压缸向高压缸每180°供气一次，气体在活塞式挡板的阻隔下，利用高压缸转子与低压缸转子的角度差，在高压缸内燃烧作功。

(比较和评析：没有提到1.没有运用对接技术方法2.没有增压汽缸3.没有具体的复合活塞)。

【名称】相位差椭圆转子发动机【申请号】95109705.9

【公开号】1143150【公开日】1997.02.19

【摘要】

本发明提供一种可以灵活组合的转子发动机，可以输出直接的旋转动力，输出扭矩大，结构简单。

(比较和评析：没有提到1.没有运用对接技术方法，没有见到用椭圆控制活塞行程的内容2.没有增压汽缸3.没有具体的复合活塞)。

总体来说发明人在已知现有技术和检索中没有找到以“对接技术方法”和复合活塞方法为述说主题内容的相关文件。这里发明人认为双缸对置的结构方式教科书上很多。运用偏心轮的也有，但都不是一种对接技术的方法讨论。而把双缸对置(包括二个体系对接)和偏心传动轮或椭圆传动轮或正弦曲线传动环相结合的方法，两者同时配合使用应该是“对接技术方法”的核心技术方法和有特色的方面。这里突出指明以上三种中间传动媒体主要起二个方面的作用：一是行程控制，二是直接动力传递，尤其是这种动力传递是双向的和可逆的。(正弦曲线传动环的直接动力传递表现在它把活塞的往复运动结合了旋转运动，而发动机最终输出的是旋转运动)。

发明内容：

发明人先介绍一些发明人在发明初期的思考内容，可以有助于理解发明人的发明实质，也为以后的叙述节省篇幅打好基础。那么，如果我们有一个圆柱体形状的密封容器横放在面前，里边有一个与之相适配的活塞。这应该是一个双缸对接的雏形。那么寻找什么中间媒体可以驱使活塞作往复运动呢，相信，我们不太会去选择曲轴连杆装置，偏心传动轮就是一个很好的首选，它可以放心地驱使活塞作往复运动，那么，这种情况是否可逆呢，相信绝多数人会认为可行的。此外如果两个偏心轮差开180°角叠加，那就直接是椭圆，椭圆可以使两个对称运动组合的活塞作对称往复运动。并且椭圆的质量分布对称均匀性比偏心轮好得多，问题是如何避免它撞缸，那就是以后要做的事。此外还可以选择让活塞往复旋转，而往复旋转的最好的运动轨迹就是正弦曲线函数Y＝AsinX，由于对接活塞有足够的长度，我们可以利用环状圆柱体环把它的运动轨迹从汽缸里边引到外边。有了这三种选择是否可以画句号呢，以发明人的学识还不敢，至少如果有三个偏心轮差开120°角叠加，四个偏心轮差开90°角叠加，是可以有选择的余地，太多了，正多边形就成了圆了，你就找不到活塞行程了。上边这些粗糙的叙述差不多把发明人的发明内容都说完了，只差复合活塞，事实上复合活塞你也可以把它理解为对接后的一个产物。

发明人公开了一种对接技术方法，这种对接技术方法不仅仅局限在发动机中应用，它在以活塞运动为主要表现形式的动力输出装置，动力使用装置，以及动力输出与动力使用组合装置、设备中可以有广泛和良好的应用。

本专利发明的活塞式内燃发动机，从活塞式内燃发动机的基本运作理论(进气、压缩、作功、排气)出发，彻底放弃传统活塞式内燃发动机中的曲轴、连杆方式结构与动力传输。以及由进排气控制凸轮、顶杆、进排气门阀控制的进排气控制装置，仅留用活塞式内燃发动机必然具备的活塞及供活塞运作的缸体。并且把发动机缸体和活塞与空气压缩机缸体和活塞统一组合和对接。设计方法是运用对接技术和复合活塞的方法。

所谓对接技术的方法是将活塞组合起来的构思(至少两个活塞，两个活塞的对接应该是一个典型例子，并且这种对接技术方法运用较广，对接的范围和对象可以拓展，见后边叙述)，以活塞底相对，在其中间结合一个大的偏心传动轮或者椭圆传动轮，或者与正弦曲线传动环结合使用，达到发动机运作的动力传输与活塞的行程控制。活塞对接以后，在活塞底部要加垫一块利于偏心传动轮(或椭圆传动轮)导向运动的滑块。之所以采用活塞对接的技术方法，它可以使内燃发动机的结构简单，制造容易。重要的是对接组合活塞的汽缸在工作运行中它们的相互关系、相互支持更加直接，更加强劲，协调性更强。应该说传统内燃发动机通过曲轴、连杆也具有结构上的联接，但是这种联接其结构复杂，联接后各汽缸间的相互支持并不直接，并不强劲。这种工作表现上的差别体现了对接技术方法有其本质上的特征：在发动机缸体和活塞与空气压缩机缸体和活塞统一组合中，只有一条中心轴线。或者其中心轴线重叠和平行。这就可以容易理解对接以后发动机对应工作汽缸的相互支持特别强劲、协调。对接以后活塞中心轴线拉长，轴向运行稳定。发动机的往复运动输出就容易引出和得到应用。

这种活塞对接的技术方法可以有三种基本方法：

1.直接对接方式：

图1介绍的发动机就是选择了直接对接方式，这种直接对接的方式结合偏心传动轮使用。直接对接方式为了考虑偏心轮的安装方便可以先断开再连接。这种设计方法是把对接活塞看成一体，其运动特征是组合活塞上的每一个质点，在活塞运动中其位移是相同的。这种对接方式，当它把偏心传动轮的旋转运动传递给活塞作往复运动是容易理解的，但是逆向思考，就是把活塞的往复运动传递给偏心传动轮作旋转运动是不容易去主动追求的。重要的原因是自蒸汽机发明以来这种动力传递由曲轴连杆装置完成得很好，而偏心传动轮显得既笨又大，而动力传递的性质和结果是一样的。但是在运用对接技术方法后，偏心传动轮的优点得以充分发挥。

2.对称对接方式：

图6介绍的发动机就是选择了对称对接方式，这种对称对接的方式结合椭圆传动轮使用。这种设计方法是把对接活塞呈镜面对称组合在一起(对称面是一个平面：经过二缸活塞中心轴线的对接中心点，并且与该中心轴线垂直的平面)。这种设计方法是把对接活塞呈镜面对称地组合在一起，其运动特征是组合活塞上相对应的质点，在活塞运动中的位移方向相反，大小相等。这种对接方式，其要点在于如何处理活塞与椭圆传动轮的衔接。

3.直接对接往复旋转方式：

图7介绍的发动机就是选择了直接对接往复旋转方式，这种直接对接往复旋转的方式结合正弦曲线传动环使用。这种设计方法是把对接活塞组成一体，其运动特征是组合活塞上与活塞中心轴线等距离的每一个质点，在活塞运动中其位移和角速度是相同的。这种对接方式，其要点在于运用对接理念，运用复合活塞和正弦曲线传动环。

活塞对接带来了好处，首先是结构精简，也给制造带来了方便，可是由于对接，使对接后的缸体呈分开对立状态。传统的进、排气装置就得分二套设置，这给对接增加了麻烦。本发明专利设计的特点也从进、排气系统开始。所谓复合活塞实际是对接技术更深层次的展开和运用，这种复合活塞在运用对接技术后已经成了已经成了一种组合体，是发动机中的一个重要部件，这种复合活塞结合活塞内部设计的“扫气储气罐”和“增压储气罐”起到了发明人介绍的发动机的扫气和增压以及进排气作用。这种复合活塞有三种基本组合的方式。

1.阳复合活塞：

发动机的工作活塞与增压汽缸的增压活塞直接组合(增压活塞的直径大于工作活塞的直径，因为在活塞行程相同的情况下，直径1比1不起增压效果)。这种组合后的复合活塞形状如一个“凸”字，因此是一种阳复合活塞。

2.阴复合活塞：

发动机的缸体与增压汽缸的增压活塞直接组合，这种组合后的复合活塞形状如一个“凹”字，因此是一种阴复合活塞。

3.十字复合活塞：

主要用于往复旋转方式工作的发动机。两边发动机的工作活塞与增压汽缸的增压活塞直接组合，这种组合后的复合活塞形状如一个“十”字，因此是一种十字复合活塞。但是你也可以看成是两个阳复合活塞再一次运用直接对接方式组合成的复合活塞。后边有实施例的具体介绍。

另外再介绍三种在上面基础上组合的复合活塞，主要适用于三级工作方式的活塞式机械，如压缩空气作动力的发动机，三级压缩空压机：

1.在阳复合活塞基础上再增加一圈直径更大的活塞，形成三叠式阳复合活塞，参看图11。

2.在阴复合活塞基础上再增加一圈直径更大的活塞，形成阴阳组合复合活塞，参看图12。

3.在阴复合活塞中央凹陷部分再增加一个突起的小直径活塞，形成另一种阴阳组合复合活塞，其剖视图形如大写的英文字母“E”。因此是一种E字复合活塞，参看图13。

这三种复合活塞的轴向厚度以三叠式阳复合活塞最大，约三个活塞行程，阴阳组合复合活塞其次，约二个活塞行程，E字复合活塞最小，理论上可以只有一个活塞行程多一点。

(注：由于发明人介绍的发动机都去掉了汽缸头的进排气装置，因此缸头可以较薄，甚至可以和缸体一起连带制造，因此说明书介绍的缸体有时附带缸头的含义。比如阴复合活塞，它即是增压汽缸的增压活塞，同时又是工作汽缸的缸体，而这种缸体就附带了缸头。后面有具体实施例说明)。

应当说本发明专利的发明目的着重于介绍一种对接技术方法和由对接技术方法衍生的复合活塞。在这前提下也精简了传统活塞式内燃发动机的结构，在不降低发动机性能的前提下，使制造方便，费用减少。因此，精简后发动机的组件减少，但是每个组件的功能作用可以是多方面的。从下边实施例介绍中我们可以看到精简后的发动机只有缸体、复合活塞、与偏心传动轮(或椭圆传动轮或正弦曲线传动环)三大部件，并且这三大部件含发动机和空气压缩机二套部件。比如增压汽缸的缸盖可以是工作汽缸的缸体，在阴复合活塞中，增压汽缸的活塞又是工作汽缸的缸体。阳复合活塞起到工作活塞和增压活塞的目的，它与单向阀配合又起到进排气和增压的作用。偏心传动轮(或椭圆传动轮)起到动力传输和控制活塞行程的目的，某种程度上它还起到飞轮的作用。

下面结合附图对本发明内容作进一步详细说明。

附图说明：

图1是直接对接方式结合偏心传动轮与阳复合活塞组合的发动机。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是利用对接技术方法的往复动力输出的内燃机与空压机组合。

图4是利用对接技术方法的往复动力输出的内燃机型风镐。

图5是利用对接技术方法在传统内燃机中的应用。

图6是对称对接方式结合椭圆传动轮与阳复合活塞组合的发动机。

图7是往复旋转方式结合正弦曲线传动环与十字复合活塞组合的发动机。

图8压缩空气作动力结合偏心传动轮与阳复合活塞组合的发动机

图9压缩空气作动力往复旋转方式与十字复合活塞组合的发动机。

图10是对称对接方式结合椭圆传动轮与阴复合活塞组合的发动机。

图11是三叠式复合活塞过其中心轴线的剖视图。

图12是阴阳组合复合活塞过其中心轴线的剖视图。

图13是E字复合活塞过其中心轴线的剖视图。

具体实施方式：

下边发明人先介绍一种由直接对接方式结合偏心传动轮与阳复合活塞一起组合的发动机。

结构是非常简单，由压缩机汽缸的缸体51、与缸头缸体组合体18(指工作汽缸的缸头与缸体组合)、阳复合活塞12、偏心传动轮9，传动轮导滑块11及10个单向阀组成。(注：说明书介绍的所有发动机只作原理、功能、技术上的分析介绍，不作活塞环、飞轮、火花塞、喷油嘴、润滑、冷却的介绍，也不在例图展示)。

参看图1，这是一副剖视图，它的剖切平面是经过两个复合活塞的中心轴线，并且与旋转主轴的中心轴线相垂直的平面。两个阳复合活塞，以底相对，结合偏心传动轮进行直接组合运动的方式连接。

先介绍复合活塞进排气工作原理和过程。撇开原先传统发动机由进排气凸轮、顶杆和气门阀的进排气装置。依工作循环的先后次序采用孔道式对接的排气与进气设计装置，发动机工作汽缸16的排气由缸头缸体组合体18上的开口孔道工作汽缸排气孔道17排出。当阳复合活塞12作功下行到下止点前，由于活塞下行自行露出缸头缸体组合体上的排气孔道，汽缸内的废气由此排气孔道进行排气。进气由两个安置在复合活塞内的两个小储气罐(预先排除废气的扫气储气罐7和含燃料的增压储气罐8)进行。起扫气作用的新鲜空气经扫气压缩汽缸进气孔道21和单向阀1进入扫气压缩汽缸19，经过压缩的扫气空气经扫气储气罐进气孔道22和单向阀2进入扫气储气罐。其中另一部分压缩后的扫气空气经复合活塞上的另一个扫气储气罐进气孔道进入活塞连接杆中的连接孔道15后再经对称的另一个复合活塞的扫气储气罐进气孔道22和单向阀2进入该复合活塞的扫气储气罐7。(即一次扫气空气被压缩后，同时进入两个扫气储气罐)。排气后工作汽缸内空气压力降低，储存在扫气储气罐里的新鲜压缩空气(不含燃料，这样可以避免燃料随废气排出)首先经过扫气储气罐的出气孔道23和单向阀3冲向工作汽缸内进行扫气，工作汽缸内空气压力继续下降，增压储气罐的开口单向阀6就被打开，含燃料的增压空气经增压储气罐出气孔道26进入工作汽缸。增压空气的来源是：当复合活塞运动时增压压缩汽缸20内一会儿压缩，一会儿吸气，(图1中为压缩状态)吸气时单向阀4被打开含燃料的空气经增压压缩汽缸进气孔道24进入增压压缩汽缸，被压缩后经增压储气罐进气孔道25和单向阀5进入增压储气罐。同样另一个对称的复合活塞内的增压空气也由活塞连接杆14(图1中虚线部分)与它的连接孔道15和单向阀5的作用完成。由此完成进、排气过程。其中应该说明和掌握的几个要点：

1.两个设计安置在活塞内的两个小储气罐，预先排除废气的“扫气储气罐”和含燃料的“增压储气罐”，它们所含的空气的压力由本内燃机附带的空气压缩机产生。之所以采用发动机与压缩机活塞组合式对接，而不采用排气废气的增压方式，是因为这种组合方式给我们带来的好处是工作循环紧密清楚，一个环节紧跟一个环节。即：发动机一次排气，接着就是扫气和进气(这种扫气是一次压缩，一次扫气使用。因为扫气储气罐的体积限制，并且没有后续空气跟进)。扫气储气罐的体积要适当，影响到后续含燃料的压缩空气的进气，增压储气罐的单向阀6，在扫气储气罐内的压力降低后，将紧随打开。

2.扫气储气罐和含燃料的增压储气罐，它们出气口的单向阀，单向阀3和单向阀6，采用有一定压力限制的单向阀(可以是含一定弹力的螺旋弹簧，或者其它压力限制单向阀)，但扫气储气罐开口的单向阀3上的螺旋弹簧压力要比增压储气罐开口的单向阀6上的螺旋弹簧压力要小，以保证扫气储气罐开口的单向阀3被首先打开。

3.四根活塞连接杆14，其中两根中间有孔，分别用于两边活塞中的“扫气储气罐”和“增压储气罐”的进气通道。参看图2，(图2是图1中的A-A剖视图)，活塞连接杆的粗细由你所考虑的结构强度来决定。你可以选择圆形活塞连接杆，用正反螺纹将两边活塞连接，连接后要用锁紧装置锁定。发动机经过一定时间运转后偏心传动轮9(图2中包括虚线部分)与导滑块之间的间隙会增大，你可以调节正反螺纹，使达到最佳状态。

下边我们具体介绍发动机的起动与工作过程。当发动机的旋转主轴41(图1中虚线部分)受外力作用转动，带动了偏心传动轮的转动，传动轮导滑块11与阳复合活塞12是固定连接，偏心传动轮9与传动轮导滑块11是呈滑动连接，连接接触面近似一根线段，该线段平行于旋转主轴的中心轴线，该线段的运动表现是由中心向一边移动，再回到中心后向另一边移动，如此反复进行，移动的距离与偏心传动轮的偏心距和直径有关。由于偏心传动轮的偏心效应，使得对接的复合活塞组合体，在各自的汽缸体内作往复运动，增压后含燃料的增压气体进入工作汽缸，一旦工作汽缸点火成功，复合活塞组合体的往复运动就将对偏心传动轮输出动力，由于偏心传动轮的偏心效应，带动了偏心传动轮的转动，使主轴旋转，由于发动机的各汽缸工作是连续性工作的，使主轴连续旋转，达到动力输出。

说明和解释：

1.发动机的复合活塞的行程取决于偏心传动轮的偏心程度和直径。

2.偏心传动轮由于其质量分布的不均匀性，运作时可以产生不利于稳定运行的震动。减低其质量分布的不均匀性程度，可以减少震动程度，在保证偏心传动轮结构强度的同时，使部分区域变薄或者中空。

3.这里着重提醒，如果你使用三叠式阳复合活塞，或阴阳组合复合活塞，或E字复合活塞，那么各扫气、增压、工作汽缸的职责可相互分开，各负其责。储气罐也可线路分明、职责分明，但是制造工艺和安装工艺就复杂了。

上面在介绍这种发动机时着重于其动力输出是连续旋转方式。事实上，在它的结构组合中，我们可以看到它已经结合了发动机的往复动力输出，即它附带的空气压缩机。活塞式内燃机与活塞式空气压缩机的动力组合是经常看到的，比如在建筑工地和马路施工中。但是传统的动力传输是将发动机活塞的往复运动经过发动机的曲轴、连杆变为旋转运动，经过离合器传给空气压缩机，再由空气压缩机的曲轴、连杆带动空气压缩机的活塞作往复运动，产生压缩空气。这样，绕了一个大弯，既然内燃机活塞可以输出往复运动的动力，而空气压缩机的活塞需要的就是往复运动的动力，我们可以运用活塞对接的方法，直接将它们组合连接就成了。这样将发动机活塞的往复运动直接传输给压缩机的活塞，可以减少动力损耗，也使制造方便简单。

图3是示意图。图3介绍的就是一种活塞式内燃发动机与动力使用装置压缩机的组合动力装置，它们的动力使用装置压缩机活塞55的组合以底相对直接对接，并且与发动机的阳复合活塞12一起组合成一个大的整体，它们各自的中心轴线相互平行或重叠。由于所有的缸体与底架固定(含动力使用装置压缩机缸体56和发动机的缸头缸体组合18)，偏心传动轮导滑块11分两边两对与活塞组合固定，偏心传动轮9安置在传动轮导滑块的中间，偏心传动轮的主轴41通过主轴承42再与底架固定，当主轴转动后偏心传动轮也一起转动，偏心轮的偏心效果使活塞组合作往复运动。并且是在一个层面上的往复运动。当发动机运转后直接带动动力使用装置压缩机活塞作往复运动，产生压缩空气。

说明和解释：

1.由于发动机与压缩机的动力传输直接在活塞组合中进行，因此偏心传动轮在此主要起控制活塞行程的作用，偏心传动轮分两边安置，并且它也可用圆盘与点结合控制的方式取代。起动马达通过离合器与偏心传动轮的主轴相连。

2.由于偏心传动轮分两边安置，单边马达起动可能出现受力不平衡的情况，办法是安置两边马达同时起动。或者象发动机中介绍的先把对接活塞分开再用活塞连接杆连接，中间留出的空间，可以把分开安置的两个偏心传动轮连接起来。或者在中间只用一个偏心传动轮参看(图5)。

3.如果你使用三叠式阳复合活塞，或阴阳组合复合活塞，或E字复合活塞，那么可以直接取得在最外圈汽缸工作的压缩空气，使整套装置更加简单。如果使用柴油作燃料就不用使用三叠式阳复合活塞，只要增加增压汽缸容量。

下边再介绍一种活塞式内燃发动机往复动力输出的实际应用。——由直接对接活塞式内燃机直接输出动力的内燃机型风镐(注：风镐是借用名称)。通常，我们在施工场地上看到的风镐，是由压缩空气带动产生往复运动和震动的。对接活塞式内燃发动机本身就具有往复动力输出，因此我们可以在缸体一端开口，用双圆柱体材料的动力引出部分57将活塞的往复运动引出，接上风镐的镐头58，发动机起动后就可以实际工作了。

说明和解释：

1.由于压缩空气带动的风镐往复运动的行程较小，因此对接活塞式内燃机的行程设计的要小，但活塞直径相对可以较大。偏心传动轮设计不能太小，即它的长轴减短轴的数值可以小，但是长轴与短轴的整体不能短。偏心轮的离心震动在这里反而只有好处。

2.由于用圆柱体材料将活塞的往复运动引出，占据了原火花塞的位置，因此火花塞只能就旁设置，并且使引出汽缸的工作体积也将减少，但是这一工作汽缸只起将组合活塞上提的作用。另一种方法是用阳复合活塞与阴复合活塞分两边使用。而在阴复合活塞13一边作动力输出的开口。参看图4。

3.这种发动机的起动，可以结合飞轮用手拉方式起动。

4.你也可以考虑用电力拖带，这时，发动机的结构将更加简单，已不再是发动机，只是利用它的偏心传动轮产生的往复震动。

如果，将风镐的发动机功率增大，风镐头换成锤头，那么这种风镐就变成了风锤，将它改装在液压控制手臂的挖掘机上(将风锤取代挖斗)，依靠锤头往复打击和震动，可以拆除建筑废弃物，尤其是钢筋水泥结构的顽固部分。另外它可以用来打桩，当然打桩机的锤头势能储备大，效果明显，但是这种风锤可以用在打桩机不适宜的地方使用，例如施工场地小、高度有限，桩点少。尤其是它可以用来打横向的桩。如果将风镐头换成锯条，它应该可以切割木材。如果将风镐头换成含金刚砂的锯片，它应该可以切割石材和金属。当然，你还可以利用发动机的旋转输出结合圆盘锯片达到这一目的。

下边，我们再来看对接技术如何在四冲程四缸组合的传统发动机上的应用，由于我们对对接的技术和方法有了一定的介绍，所以我们只给出示意图。如图5所示，传统发动机的活塞53和缸体54依旧配套，它们各自的中心轴线相互平行或重叠，我们仍然保留传统发动机的进排气装置，但要分两边，两套进行工作。取消曲轴、连杆的动力传输装置。采用偏心传动轮作中间媒体的直接对接方式。方法是先将四个汽缸的活塞53二、二并列组合，再将并列组合后的活塞通过活塞连接杆14(虚线部分)直接对接，四个汽缸共用一个偏心传动轮9。传动轮导滑块11安置在偏心传动轮两边并与并列组合的活塞作固定衔接。当主轴承42中的主轴41带动偏心传动轮转动以后四个汽缸的活塞就同时作往复运动，我们可以看到，当假定某一边的两个并列组合活塞中的任意一个在作作功运动，那么与它在同一边的另一个并列组合活塞就在作进气运动。而另一边的两个并列组合活塞，其中一个在作排气运动，还有一个在作压缩运动。接下来，压缩运动完成后的活塞就将作作功运动，依次循环。在这种对接组合活塞后，我们只增加了一套进排气装置和一个偏心传动轮和一组偏心传动轮导向运动的滑快，但省却了所有的曲轴、连杆、活塞销和活塞销座的动力传输装置以及一整套与之相配的轴瓦。(图5中的表示方法并不完美，最好是主轴41垂直于对接平面的方法)。

另外，复合活塞的方法也可以使用在以曲轴、连杆为动力传输的发动机中，这里不再具体叙述。

这种活塞对接技术的方法可以用于一种空气压缩机，其以活塞底对接和偏心传动轮组合的空气压缩机，并且可以使用三叠式阳复合活塞、或者阴阳组合复合活塞，你可以用电动机作动力。这种空气压缩机的制造相对应该简单一些。

下边，发明人介绍一种由对称对接方式结合椭圆传动轮与阳复合活塞一起组合的发动机。

参看图6，这也是一副剖视图，它的剖切平面是经过两个复合活塞的中心轴线，并且与旋转主轴的中心轴线相垂直的平面。

结构也非常简单，由压缩机汽缸的缸体51、与缸头缸体组合体18(指工作汽缸的缸头与缸体组合)、阳复合活塞12、椭圆传动轮10，传动轮导滑块11及9个单向阀组成。上边组合件只是将椭圆传动轮替换了偏心传动轮，增加了一对螺旋弹簧43。去掉了四根活塞连接杆。可以换用真空吸引装置。两个阳复合活塞，以底相对，结合椭圆传动轮进行对称组合运动的方式连接。其进排气原理与工作方式与图1介绍的内燃发动机(即以偏心传动轮作中间媒体)相差不多，下边在工作介绍中再解说。差别在于它们对应组合活塞的连接与工作运动方式有改变。复合活塞的中间结合一个大的椭圆传动轮。由于椭圆传动轮的特征，它运转以后，相对应的一对阳复合活塞呈镜面对称的运动方式进行，镜面对称的平面是经过二缸活塞中心轴线的对接中心点，并且与该中心轴线垂直的平面。这种运动方式的关键在于它们之间的衔接。图6中介绍的是一对安置在增压汽缸中的螺旋弹簧43，(可以用伞形的大小头弹簧)。当然还有其他很多连接方法，这里再介绍一种真空吸引装置，其外边再以一根螺旋拉簧配合。所谓的真空吸引装置实际上是两根长的管状物，一根套在另一根的外面，如医疗针筒一般，由于比较简单因此不作图示，它只具有一个排气单向阀，没有进气渠道。两根长的管状物分别固定在两个对称复合活塞的底部，如同图1介绍的内燃发动机(即以偏心传动轮作中间媒体)中的活塞连接杆，以螺纹与复合活塞连接。这种真空吸引装置其外边再以一根螺旋拉簧配合的装置上下左右，一共配置四根。当对称活复合塞往复运行后，这套真空吸引装置只能排气不能吸气，形成真空吸引，配合了活塞的往复运动。

下边说明发动机的进排气系统，同样，依工作循环的先后次序采用孔道式对接的排气与进气设计装置，发动机工作汽缸16的排气由工作汽缸排气孔道17排出。当活塞作功下行到下止点前，由于活塞下行自行露出汽缸体上的排气孔道，汽缸内的废气由此排气孔道进行排气。排气后工作汽缸内空气压力降低，储存在扫气压缩汽缸19里的新鲜压缩空气(不含燃料)首先经过复合活塞中的扫气孔道27(注：这里没有扫气储气罐，扫气压缩汽缸兼顾了这个作用)和单向阀3冲向工作汽缸内进行扫气，(扫气压缩汽缸的进气由单向阀1和扫气压缩汽缸缸体上的进气孔道21完成)。扫气后，工作汽缸内空气压力继续下降，(扫气压缩汽缸，由于椭圆传动轮在其中间，所以产生的压力是不会高的，但是数量可能是多的，关键在于增压储气罐8内储存的增压气体压力要高)。增压储气罐的开口单向阀6就被打开，含燃料的增压空气经增压储气罐出气孔道26进入工作汽缸16。增压空气的来源是：当复合活塞运动时增压压缩汽缸20内一会儿压缩，一会儿吸气，吸气时单向阀4被打开，含燃料的空气经增压压缩汽缸进气孔道24进入增压压缩汽缸20，被压缩后经增压储气罐进气孔道25和单向阀5进入增压储气罐8。同样另一个对称的复合活塞内的增压空气也由同样的原理用各自的孔道和单向阀协作完成。由此完成进、排气过程。

发动机的起动与工作过程。当发动机的旋转主轴41(图6中虚线部分)受外力作用转动，带动了椭圆传动轮的转动，由于椭圆传动轮的长短轴效应，使得对接复合活塞组合体，在各自的汽缸体内作往复运动，增压后含燃料的增压气体进入工作汽缸，一旦工作汽缸点火成功，活塞组合体的往复运动就将对椭圆传动轮输出动力，由于椭圆传动轮的长短轴效应，带动了椭圆传动轮的转动，使主轴旋转，由于发动机的各汽缸工作是连续性工作的，使主轴连续旋转，达到动力输出。

下边需要解释一个极其重要的看法与问题，由于这种活塞的连接不是固定连接，而是一种软性连接。因此可以有理由提出它是否有可能发生撞缸现象(尤其是多缸组合)。我们需要从活塞的运作过程来理解和体会。首先这种活塞对称对接方式组合的发动机的设计之初，就是选择了二冲程的工作方式。在二冲程的工作状态下工作汽缸中的活塞，由于工作汽缸的密闭，除了在下止点排气和进气位置，活塞上部始终存在着空气压力，即在活塞与汽缸头之间有一个空气垫，上行时活塞压缩空气，将到上止点时由于点火提前角的关系，燃烧物质的膨胀已经开始，产生的压力将推动活塞下行。并且还有弹簧或一套真空拉簧吸引装置，因此正常的工作状态下不会发生撞缸现象。当发生以下情况时发生撞缸的危险将产生：

1.工作汽缸的火花塞不工作，或喷油嘴、高压油泵不工作，断油、断气，即本工作汽缸不工作。

2.工作汽缸的汽缸的密闭性减弱或消失，密封气环磨损或损坏，密封程度很差，以至空气垫消失。

3.弹簧、拉簧或真空吸引装置不起作用。

如果同时发生以上现象，你的发动机的可工作程度如此之差，那么撞缸将很容易发生，后果是更换早就应该更换的零件与被撞缸损坏的零件。

说明和解释：

1.发动机在停止工作后椭圆传动轮的静止位置可能是不确定的，这样在重新起动发动机的时候真空吸引装置就难以马上起到作用，但是由于螺旋拉簧或者螺旋弹簧的存在，可以将对接活塞拉到最近的位置静止，即椭圆传动轮的短轴位置(需要将离合器与起动装置脱开)。

下边，发明人介绍一种由直接对接往复旋转方式结合正弦曲线传动环与阳复合活塞一起组合的发动机。

参看图7，这也是一副剖视图，它的剖切平面是经过两个复合活塞的中心轴线，并且与发动机底座平面(发动机正常放置时也可以理解为水平面)相垂直的平面。

主要零件由发动机底座50、与缸头缸体组合体18(指工作汽缸的缸头与缸体组合)、十字复合活塞28、正弦曲线传动环29、十字复合活塞导滑杆30、飞轮31及10个单向阀组成。上边组合件把二个正弦曲线传动环替换了偏心传动轮，两个阳复合活塞，以底相对，再一次对接，组合成一个十字型复合活塞。整个发动机就这一个十字复合活塞，但是它起到了四个简单活塞的作用。缸头缸体组合体18和正弦曲线传动环29与发动机底座50作固定衔接。

先作往复旋转运动的描述，十字复合活塞28在两边发动机工作汽缸16的作用下可以作往复运动，这种往复运动如何与旋转运动相结合主要靠的是二套正弦曲线传动环29与十字复合活塞导滑杆30完成，十字复合活塞导滑杆与十字复合活塞作固定连接，有两种连接方法一种是两杆互相平行，另一种是两杆互相垂直，图中显示的是两杆互相垂直。正弦曲线传动环29是一种环状形的圆柱体，它与发动机底座50作固定衔接，并且环的内直径比十字复合活塞的直径要大，它是套在十字复合活塞的两边，如图7所示。它的两个端面其中一个是一个平面，与飞轮31作滑动连接。另一个端面表面高低起伏，这种高低起伏遵循正弦曲线Y＝AsinX的轨迹，这种轨迹在一个周期内可以出现一个高点，一个低点，正好满足发动机的上下止点，并且它由高点向低点，或由低点向高点是缓慢渐进性的。由于我们这里运用的是十字复合活塞导滑杆，因此需要这个端面出现两个对称的高点和低点，也就是说十字复合活塞旋转一周出现二个完整Y＝AsinX的轨迹。十字复合活塞导滑杆与正弦曲线传动环的高低表面作滑动连接，如此当十字复合活塞往复运动时，由于正弦曲线传动环的引导，十字复合活塞在作往复运动的同时也作旋转运动。这里我们可以小结一下：“在十字复合活塞旋转一周内，当Y＝AsinX的轨迹出现奇数个周期(1、3、5......)那么导滑杆只能采取点的方式，即杆与正弦曲线传动环的高低表面的滑动连接只能是单点的方式，当Y＝AsinX的轨迹出现偶数个周期(2、4、6......)那么可以采取杆的方式，并且正弦曲线传动环的直径越大，可以采用的周期数越多，Y＝AsinX的极大值和极小值决定了活塞的行程。另外这种Y＝AsinX的轨迹可以是安置在正弦曲线传动环内侧或者是安置在汽缸体内具有同样性质的槽。”

接下来作动力传输部分的描述，如果我们把十字复合活塞的往复旋转运动完整的带给飞轮31，再由飞轮传输出去，是很不理想的。我们已经有了正弦曲线传动环安置在飞轮的两边，因此可以利用正弦曲线传动环阻止飞轮的往复运动，只作旋转运动，图7中我们可以看到十字复合活塞靠近飞轮的两端，有两个键槽(键槽与键一起组合因此不作图示和附图标记)键槽中安置有长条形的动力传输键32，动力传输键与飞轮通过飞轮上的槽口作滑动连接，前面已经说了正弦曲线传动环与飞轮作滑动连接，因此当十字复合活塞作往复旋转运动时，飞轮在上面解释的双重作用下，只能作旋转运动，飞轮上面有齿槽(图7中飞轮边缘的虚线部分)，发动机的旋转通过飞轮就可以传输出来。我们看到图7中正弦曲线传动环与飞轮之间有一个圆环状的钢珠槽内有钢珠33，这只是为了减少磨擦而考虑的，如果你认为不用的话，可以取消这一部分。

下面我们对发动机的进排气系统进行述说，由结构特征可以知道它与图1介绍发动机的进排气工作过程差不多，只不过它的四个储气罐组合在一个十字复合活塞中，因此也没有活塞连接杆。只有共同合用的扫气储气罐进气孔道22，增压储气罐进气孔道25。发动机工作汽缸16的排气由缸头缸体组合体18上的开口孔道工作汽缸排气孔道17排出。当十字复合活塞30作功下行到下止点前，由于活塞下行自行露出缸头缸体组合体上的排气孔道，汽缸内的废气由此排气孔道进行排气。进气由两个安置在十字复合活塞内的扫气储气罐7和含燃料的增压储气罐8进行。起扫气作用的新鲜空气经扫气压缩汽缸进气孔道21和单向阀1进入扫气压缩汽缸19，经过压缩的扫气空气经共同合用的扫气储气罐进气孔道22和各自的单向阀2进入扫气储气罐。(即一次扫气空气被压缩后，同时进入两边的两个扫气储气罐)。排气后工作汽缸内空气压力降低，储存在扫气储气罐里的新鲜压缩空气首先经过扫气储气罐的出气孔道23和单向阀3冲向工作汽缸内进行扫气，工作汽缸内空气压力继续下降，增压储气罐的开口单向阀6就被打开，含燃料的增压空气经增压储气罐出气孔道26进入工作汽缸。增压空气的来源是：当十字复合活塞运动时增压压缩汽缸20内一会儿压缩，一会儿吸气，吸气时单向阀4被打开含燃料的空气经增压压缩汽缸进气孔道24进入增压压缩汽缸，被压缩后经增压储气罐进气孔道25和单向阀5进入增压储气罐。同样(一次增压空气被压缩后，同时进入两边的两个增压储气罐)。由此完成进、排气过程。相关内容的关注点参看图1中的内容介绍。

其中应该说明的是：这种往复旋转发动机的特色部分在于它很好地利用了飞轮的中间部分，这部分空间与十字复合活塞组成了一个理想的空气压缩机，是扫气空气和增压空气的来源。增压压缩汽缸进气孔道24在这里是通过连接而组成的，我们已经说明了正弦曲线传动环与飞轮作滑动连接，因此在这种情况下的孔道沟通必须有一个部件或者正弦曲线传动环或者飞轮的壁上有一个圆环状的通气沟道，这样增压压缩汽缸的进气孔道才能在旋转的过程中畅通。在使用汽油作燃料时增压压缩空气带有燃料，不要担心这种带燃料的气体会从正弦曲线传动环和飞轮壁之间的空隙泄漏，因为在这种状态下进气孔道内呈现的是负压，也就是只有外界的气体泄漏进来，这样只不过是冲淡了进气中燃料含量的浓度，当然前提是空隙不能太大。扫气压缩汽缸进气孔道21可以直接开在飞轮的壁上，另外考虑空气过滤器，也可以模仿增压进气孔道。

接下来把发动机的工作过程描述一下：当飞轮受到外来的旋转动力作旋转运动，带动了十字复合活塞的运动，十字复合活塞由于正弦曲线传动环的配合与要求，只能作往复旋转运动，而活塞的往复运动是发动机汽缸能够工作的必要条件，并且增压气体也同时进入工作汽缸，一旦发动机点火成功，十字复合活塞就会在正弦曲线传动环的配合与要求下作往复旋转运动，在旋转动力传输键和正弦曲线传动环配合下，飞轮就能作旋转运动，由于发动机汽缸的工作是连续工作的，因此带动飞轮传输出连续的旋转动力输出。

说明和解释：

1.动力传输键的个数由你考虑的结构强度来决定，对称分布，但个数不能太多以影响压缩机汽缸的密封性能。

2.这种发动机利用它的往复旋转的动力输出，开发出一种发动机型的冲击钻，可以在没有电源的场所使用。

下边，发明人介绍一种由压缩空气作动力的发动机。参看图8，这种以压缩空气作动力的发动机与以前流行的三胀式蒸汽机(指高压、中压、低压)，在配汽装置和工作原理上相似，但是使用对接技术方法和复合活塞使发动机精简了许多。我们采用阳复合活塞和偏心传动轮的组合。结构与图1介绍的发动机一样，取消扫气储气罐和增压储气罐，由于采用压缩空气作动力，所有的汽缸都为工作汽缸，分两边对置，两个高压工作汽缸(就是原来发动机的工作汽缸)两个低压工作汽缸(就是原来压缩机的两个汽缸)，图中黑粗线是压缩空气管道，管内空心，管道旁的箭头表示压缩空气的流向，压缩空气发动机主进气管道44和外部储气室连接，压缩空气发动机主排气管道45是工作完毕压缩空气的排气口，配汽装置偏心轮46和配汽装置螺旋弹簧47用来控制配汽装置中的活塞位置，图8中配汽装置偏心轮逆时钟旋转。图8中虚线方框部分是两个配汽装置串联形式组合，也可以用并联方式，但是管线的连接必须按图中的黑粗线给出的线路连接。该配汽装置部分为了明确示意，比例有所放大，整套装置给出的是原理工作图，如果发动机内腔比较大，你可以把这部分安置在发动机内腔，也可以把这部分包括配汽装置偏心轮和螺旋弹簧，安置在你认为合适的部位，但是配汽装置偏心轮的转速必须和主轴转速1比1一致。下边我们描述它的工作过程，当主进气管道44和外部储气室连接后，含高压的压缩空气经主进气管道44进入高压配汽装置(图8中靠近配汽装置偏心轮的一个)，由高压配汽装置中的活塞位置决定进入哪一个高压工作汽缸，图8中是右边高压工作汽缸处于进气的初始阶段，同时左边的处于排气的初始阶段，这种高压工作后的排气，仍具有很高的压力能量，通过图中的管道连接进入低压配汽装置，同样由低压配汽装置输入右边的低压工作汽缸，而左边低压工作汽缸中工作完毕的气体，低压配汽装置把它与压缩空气发动机主排气管道45接通，完成一个工作过程。当主轴旋转180°后产生相反情况，如此反复，使复合活塞产生往复运动，通过偏心传动轮使主轴连续旋转，产生旋转动力输出。

说明和解释：

1.这种发动机简单的单组合设置对于配汽装置可能出现死角，可以运用飞轮，或者增大偏心传动轮的质量，或者可以用两套组合的方法。

2.使用这种发动机作风镐就是名副其实的风镐了，参看图4部分的介绍。

3.这种发动机没有火花塞和单向阀，也不燃烧，进排气管单一，选用阴复合活塞比较理想。这种发动机还可以使用高、中、低三级工作方式，只要把阳复合活塞换成三叠式阳复合活塞、或阴阳组合复合活塞，或E字复合活塞，再增加一个配汽装置，连接方法模仿前面内容的介绍。还有这种发动机在电力拖带下可以反过来对外部高压储气室进行充气。

4.图8中我们可以看到这种配汽装置，与发明人介绍的发动机有很多相似之处，但是没有应用对接技术方法，也不是一种对接技术方法的介绍，同时活塞部分仅仅起配汽作用，更不是一种用于发动机工作的复合活塞。

下边我们介绍另一种由压缩空气作动力的发动机。参看图9，这种发动机的配汽装置和工作过程与图8介绍的情况一样，这里不再重复描述。所不同的是中间传动媒体改为正弦曲线槽，前面我们已经说明正弦曲线的特性可以由正弦曲线传动环实现，也可以在汽缸内用槽的方法实现。相关部分可以参看图7部分的介绍。它的动力引出部分57(这里是单圆柱体)与复合活塞作固定连接。我们可以利用这种发动机的往复旋转的动力输出，开发出一种压缩空气发动机型的冲击钻。

我们介绍一种多层状的活塞和缸体组合，如果有一个实体圆柱体，在其外围套以多层实体圆柱体环，层层之间紧密但可相互滑动。现在以共计5层为例，当把1、3、5层的一端贴在一个平面，就组成了多层状的缸体，那么2、4层在另一端就组成了多层状的复合活塞，可以采用偏心传动轮作中间媒体的对接方法。这种多层状的活塞和缸体组合适用压缩空气作动力的发动机和多级空气压缩机，它们的压力可逐级释放或逐级累积，级数太多了也无现实意义。

发明人以对接技术的方法结合偏心传动轮和椭圆传动轮以及正弦曲线传动轮，与复合活塞一起组合，介绍了几种活塞式内燃发动机及其它们的使用，我们总结一些可能引起注意的地方。

1.由于这些发动机采用的是二冲程工作方式和孔道式结合单向阀的进排气方式，因此工作汽缸内部比较整齐，理论上发动机的压缩比可以设计得比较高，因此，可根据所使用的燃料是汽油或柴油来设计发动机，燃烧室也可以有各种设计方法的空间条件。但是在使用汽油燃料时，增压压力不能太高。在使用柴油燃料时，情况就简单了，只存在扫气和增压，但需解决润滑系统。

2.这种二冲程发动机由于有预先扫气已经尽量避免了燃料的浪费，如果你处理好润滑系统，就又可避免燃料和机油的混合带来排气的污染，这就克服了传统二冲程发动机的许多弱点，关于这点不在这里讨论。

3.这种发动机的正反转问题也很简单，因为它不与进排气的提前角关联，只要注意点火提前角。

4.还有它的摩擦接触面由原先轴承的圆面式变成近似直线方式，理论上摩擦力可以减少，但接触点的受力将增加。

5.发动机省去了绝大部分传统零件，使用了相当数量的单向阀，当然你可以根据具体的使用部位与要求来确定使用何种针、柱、球、片、型的单向阀，但是，可以说单向阀的性能与质量，以及如何调节它们，以遵循先后打开的次序，将决定整台发动机的性能与质量。并且，如果你使用复杂的复合活塞就需要较高的制造和安装技术，你可以考虑如何拆分，或者如何进行先后的安装次序，这种经验只能有待于以后实践的充实。

这里，发明人提请一个值得我们关注的现象。

运动与静止是一对相对而言的事物。我们一直讨论的活塞是相对于缸体而运动的。即缸体是静止的，活塞是运动的。但是，当我们把活塞固定时(即相对静止)，则缸体就是运动的。这样对接的概念就可以在缸体上展开了。

下边发明人介绍一种由对称对接方式结合椭圆传动轮与阴复合活塞一起组合的发动机。参看图10，图10介绍的发动机在工作原理与主要零件及进排气工作方式都与图6介绍的发动机差不多。重要的差别在于它的工作活塞是固定的(与压缩机缸盖结合在一起)，而它的工作缸体就是运动的(与压缩机活塞一起组成了阴复合活塞)。它的排气由阴复合活塞上的排气孔道35与发动机工作活塞上的排气孔道34接通后完成。这里，不再重复它的工作过程了。同样，图3介绍的活塞式内燃发动机与动力使用装置压缩机的组合动力装置，这种以活塞对接的方法，我们可以转换一个角度来实现，就是以压缩机汽缸的活塞固定，压缩机汽缸的缸体对接的方式。

最后，发明人觉得是否还有些东西没有解释完整，甚至存在有些概念没有阐述清楚，比如把复合活塞认同为对接技术方法的衍生物，组合就是组合，对接就是对接，这样是否有些勉强，在此发明人作相应解释：“如果你把单缸发动机与单缸空气压缩机用直接对接结合偏心传动轮方式工作，你会觉得需要飞轮，当我们去掉偏心传动轮和活塞连接杆那么这个组合活塞就是阳复合活塞。再进一步解释，如果我们去掉飞轮，再并列一组同样组合，但方向相反的单缸发动机与单缸空气压缩机组合，当我们把它们的中心轴线重叠时，就是一台完整的发明人介绍的发动机，这台发动机中出现了两个完整的阳复合活塞”。这样，复合活塞你完全可以把它看成一个组合体，但是如果你用“对接”的思维来思考它，这就等于告诉你“对接”的两边可以是不同类型的对接对象，而中间的传动媒体也可以有多种选择，这种“对接”以后的组合物，你还可以把它再对接，你就会找到阳复合活塞和阴复合活塞，十字复合活塞，你就会发现这种“对接”以后的发动机直接利用它的往复运动和往复旋转运动的输出更容易，你还可以找到更多的发动机组合方式。对接技术的方法在以活塞运动为表现形式的动力组合装置、设备中的应用太广阔了，它可以在活塞与活塞之间，也可以在缸体与缸体之间，也可以在不同体系的缸体与活塞的组合之间。甚至还可以在动力输出和动力使用装置、设备的活塞或缸体之间。并且，你还可以先组合再对接。关键是要运用“对接”的思考方式和如何找到合适的切入目标是主要的。

                                   附图标记编号

1	单向阀1	21	扫气压缩汽缸进气孔道	41	主轴
						2	单向阀2	22	扫气储气罐进气孔道	42	主轴承
3	单向阀3	23	扫气储气罐出气孔道	43	螺旋弹簧
						4	单向阀4	24	增压压缩汽缸进气孔道	44	压缩空气发动机主进气管道
5	单向阀5	25	增压储气罐进气孔道	45	压缩空气发动机主排气管道
						6	单向阀6	26	增压储气罐出气孔道	46	配汽装置偏心轮
7	扫气储气罐	27	复合活塞中的扫气孔道	47	配汽装置螺旋弹簧
						8	增压储气罐	28	十字复合活塞	48
9	偏心传动轮	29	正弦曲线传动环	49
						10	椭圆传动轮	30	十字复合活塞导滑杆	50	发动机底座
11	传动轮导滑块	31	飞轮	51	压缩机汽缸的缸体
						12	阳复合活塞	32	动力传输键	52
13	阴复合活塞	33	钢珠	53	传统发动机活塞
						14	活塞连接杆	34	发动机工作活塞上排气孔道	54	传统发动机缸体
15	活塞连接杆连接孔道	35	阴复合活塞上的排气孔道	55	动力使用装置压缩机活塞
						16	发动机工作汽缸	36		56	动力使用装置压缩机缸体
17	工作汽缸排气孔道	37		57	动力引出部分
						18	缸头缸体组合体	38		58	镐头
19	扫气压缩汽缸	39		59
						20	增压压缩汽缸	40		60

Claims (10)

1.一种关于活塞或缸体的对接技术方法，其特征在于：对接对象呈两边分置，对接对象的中心轴线重叠或平行，并且使用偏心传动轮作为其动力传输和对接对象的行程控制，对接对象组合成为一个整体，其在运动时的特征是对接对象上的每一个质点，在运动中的位移是相同的。

2.又一种关于活塞或缸体的对接技术方法，其特征在于：对接对象呈两边分置，对接对象的中心轴线重叠或平行，并且使用椭圆传动轮作为其动力传输和对接对象的行程控制，对接对象组合成为一个对称运动的整体，其在运动时的特征是对接对象上的相对应的质点成镜面对称，在运动中的位移是方向相反，大小相等。

3.再一种关于活塞或缸体的对接技术方法，其特征在于：对接对象对接组合成为一体，对接对象的中心轴线重叠，并且使用正弦曲线传动环作为其动力传输或对接对象的行程控制，对接对象在其运动时的特征是对接对象上的每一个与中心轴线等距离的质点，在运动中的位移和角速度是相同的。

4.如权利要求3所叙的方法，其特征在于：所叙的正弦曲线传动环，是一种环状形的圆柱体，并且环的内直径比活塞的直径要大，它是套活塞的外边，它的一个端面表面高低起伏，这种高低起伏遵循正弦曲线Y＝AsinX的轨迹，这种轨迹在一个周期内可以出现一个高点，一个低点，正好满足发动机的上下止点，并且它由高点向低点，或由低点向高点是缓慢渐进性的；这种Y＝AsinX的轨迹或者是安置在正弦曲线传动环内侧或者是安置在汽缸体内具有同样性质的槽。

5.一种对接组合后的复合活塞，其特征在于：不同体系的活塞组合，组合活塞直径一个大，一个小，形成“凸”字型的阳复合活塞。

6.又一种对接组合后的复合活塞，其特征在于：不同体系的活塞和缸体的组合，形成“凹”字型的阴复合活塞。

7.再一种对接组合后的复合活塞，其特征在于：不同体系的活塞组合，组合后的两个阳复合活塞再一次直接对接组合，形成十字复合活塞。

8.如权利要求5、或权利要求6所述的复合活塞，在各自的基础上再增加一级活塞，形成一种新的复合活塞，其特征在于：在阳复合活塞基础上再增加一圈直径更大的活塞，形成三叠式阳复合活塞；或在阴复合活塞基础上再增加一圈直径更大的活塞，形成阴阳组合复合活塞；或在阴复合活塞的中央凹陷部分再增加一个突起的小直径活塞，形成另一种阴阳组合复合活塞，其剖视图形如大写的英文字母“E”，因此是一种E字复合活塞；或多层组合形成多层状的复合活塞。

9.如权利要求5至8中任何一项所述的复合活塞，其特征在于：该复合活塞内部设有扫气储气罐和增压储气罐，配合各自的单向阀完成扫气和含燃料气体的增压。

10.一种活塞式动力输出装置，或一种活塞式动力使用装置，它具有权利要求1、或权利要求2、或权利要求3、或权利要求5、或权利要求6、或权利要求7、或权利要求8所描述的特征。

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