CN203532050U - 一种防磨损活塞发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械领域，尤其是一种防磨损活塞发动机，包括曲轴连杆机构、燃料供给系统和起动系统，曲轴连杆机构包括曲轴、连杆、缸体、活塞、摩擦体，连杆一端与曲轴连接另一端与活塞连接，摩擦体包括滚动体或悬浮体，活塞、摩擦体设置于缸体，摩擦体支撑活塞与缸体滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动，活塞本体不与缸体接触，起动系统带动曲轴旋转，曲轴通过连杆带动活塞与缸体滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动，设备结构简单，强度大，空间利用效率高，性能可靠，工艺性强，加工制作简易，使用寿命长。

Description

一种防磨损活塞发动机

技术领域

本实用新型涉及机械领域，具体涉及一种防磨损活塞发动机。

背景技术

现有的发动机活塞与缸体摩擦多数为滑动摩擦，发动机的结构为缸体、活塞、密封件等，活塞设置在缸体内，密封件密封液体或气体或固体，缸体通过密封件支撑活塞，活塞在密封件的支撑下在缸体内往复运动，密封件、活塞与缸体之间形成较大的滑动摩擦阻力，由于摩擦阻力大密封件受损严重时即会造成无法继续工作，造成停产损失，甚至造成严重的安全事故。此外，活塞与缸体之间相对运动需要克服较大的滑动摩擦力，当活塞体积重量大、缸体腔体大时，因活塞体积大、重量大，对缸体的磨损更为严重，活塞与缸体之间的滑动摩擦阻力严重影响活塞的运动速度，降低了工作效率，增加了能耗。对于如何减少活塞与缸体之间的滑动摩擦力，目前常用的办法是通过提高缸体和活塞的加工精度，改善缸体和活塞的表面粗糙度，减小相对运动的滑动摩擦阻力，但是，并没有从根本上改变缸体与活塞靠滑动摩擦往复运动的结构，因此效果不明显。

本实用新型为了从根本消除活塞与缸体之间的滑动摩擦阻力，对上述问题进行了彻底改革，提出了一种防磨损活塞发动机。

发明内容

本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一种防磨损活塞发动机，包括曲轴连杆机构、燃料供给系统和起动系统等，其特征在于：曲轴连杆机构包括曲轴、连杆、缸体、活塞、摩擦体等，连杆一端与曲轴连接另一端与活塞连接，活塞、摩擦体等设置于缸体，摩擦体支撑活塞与缸体滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动，活塞本体不与缸体接触，摩擦体包括滚动体或悬浮体等，悬浮体包括磁悬浮体或液悬浮体或气悬浮体等，滚动体与活塞分体或分体连接或为一体式等；或滚动体与缸体分体或分体连接或为一体式等；或磁悬浮体与活塞、缸体分体或分体连接或为一体式等；或液悬浮体或气悬浮体与活塞分体或分体连接或为一体式等；或液悬浮体或气悬浮体与缸体分体或分体连接或为一体式等，滚动体环活塞设置或滚动体设置于活塞一个以上的侧部等；或滚动体环缸体设置或滚动体设置于缸体一个以上的侧部等；或磁悬浮体环活塞与缸体设置或磁悬浮体设置在活塞与缸体一个以上的侧部等；或液悬浮体或气悬浮体环活塞设置或液悬浮体或气悬浮体设置于活塞一个以上的侧部等；或液悬浮体或气悬浮体环缸体设置或液悬浮体或气悬浮体设置于缸体一个以上的侧部等，摩擦体设置在缸体内，在摩擦体的支撑下，活塞与缸体等滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动；缸体包括进气口、排气口、进气管等，进气口通过进气管与燃料供给系统连接或进气口与进燃料口分体设置，起动系统带动曲轴旋转，曲轴通过连杆带动活塞与缸体等滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：滚动体通过在循环滚道中循环滚动或通过往复滚动或通过原位滚动或通过在凹坑中滚动或通过在滚道中滚动或通过在保持架中滚动等支撑活塞与缸体等相对往复运动。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞或缸体包括密封件等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：密封件设置在悬浮体一个以上的侧部或密封件设置在前后悬浮体之间等；或密封件设置在循环滚道一个以上的侧部或密封件等设置在前后循环滚道之间或密封件设置在往复滚动体的一个以上的侧部或密封件等设置在两个以上的往复滚动体之间或密封件等设置在原位滚动体的一个以上的侧部或密封件等设置在两个以上的原位滚动体之间等，防止液体或气体或固体等从活塞的一侧进入另一侧，密封件作密封使用。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞或缸体等包括限制滚动体或悬浮体等的限位结构，将滚动体或悬浮体等设置于限位结构内，使限位结构限制滚动体或悬浮体等的空间位置。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的连杆的一端或两端设有防掰别机构，防掰别机构包括旋转结构或分体结构等，防掰别机构的旋转结构或分体结构等与活塞配合使用，旋转结构转动或分体结构等分体隔离往复运动反作用掰别力。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的摩擦体与缸体和/或活塞等接触面紧密扣合，摩擦体与缸体和/或活塞等接触面大，防止摩擦体局部受力过大，减少摩擦体对缸体和/或活塞等集中在局部摩擦，加大扶正幅度。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体与活塞重合段中心点以外的两端的重量相等或基本相等，保持滚动体支撑活塞静止或运动状态时重力相对平衡。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体包括滚轮等，当滚轮轴设置于缸体时，滚轮贴合支撑活塞滚动，当滚轮轴设置于活塞时，滚轮贴合缸体滚动，加宽滚轮面，增大滚动体与缸体或活塞等的接触面积，减小活塞直径，防止缸体与活塞等贴合滑动摩擦。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞或缸体等包括滚道，滚道包括往复行程段滚道或循环滚道或直线滚道或螺旋形滚道或波浪形滚道或异形滚道等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞或缸体上等设有往复行程段等，往复行程段的长度等于或接近活塞行程长度的二分之一与滚动体半径之和，往复行程段有利于滚动体在运行中与活塞与缸体等贴合均为滚动摩擦。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的摩擦体的形状与缸体的形状及活塞的形状紧等密扣合形成限位结构，控制活塞的运动方向或防止活塞旋转等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞或缸体包括循环滚道等，循环滚道包括环形循环滚道等，环形循环滚道环形面沿往复运动方向布置，环形循环滚道设置在活塞上或设置在缸体上等，环形循环滚道呈周围布置或呈单一布置或呈对称布置等，滚动体在环形循环滚道中滚动，防止滚动体与活塞或与缸体等滑动摩擦。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞或缸体包括循环滚道等，循环滚道包括螺旋形循环滚道或波浪形循环滚道等，滚动体沿螺旋形循环滚道或波浪形循环滚道等滚动，滚动体承载活塞与缸体等之间压力的位置循环变换，减少滚动体总是处在活塞与缸体等局部滚动承受过强压力与磨损的概率等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的循环滚道平面垂直于活塞或缸体等表面布置，或循环滚道平面与活塞或与缸体等表面接近于平行设置，循环滚道包括循环支撑段、循环段等，循环支撑段内滚动体支撑活塞与缸体等滚动摩擦，循环段内滚动体不支撑活塞、缸体滚动摩擦等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体在循环滚道中紧密布置，循环滚道的长度适于用滚动体支撑活塞与缸体等滚动摩擦，防止活塞与缸体等局部滑动摩擦或碰撞等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体承受滚压段或活塞承受滚压段或滚动体承受滚压部上等设置耐磨材料或高强度材料等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞与缸体等之间承受压力摩擦区域设置摩擦体，摩擦体通过滚动或悬浮承受往复冲击摩擦力及挤压力，往复冲击摩擦力及挤压力等施加在摩擦体上，用滚动或悬浮等降低摩擦阻力并分解挤压力，大大降低了滑动摩擦力及挤压力等的破坏强度，相比于滑动摩擦结构减少了对活塞或缸体等的强度及韧性要求，减少活塞或缸体等的重量，活塞或缸体等使用轻型材料，减少往复运动对能量的消耗，缸体的强度及韧性要求，减少活塞或缸体等的重量，可以使活塞或缸体等使用不耐磨材料或使用轻型材料等，减少往复运动对能量的消耗或减少材料成本等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞与缸体等之间承受压力摩擦区域设置摩擦体，摩擦体通过滚动或悬浮等承受往复冲击摩擦力及挤压力，往复冲击摩擦力及挤压力施加在摩擦体上，滚动或悬浮降低摩擦阻力并分解挤压力，避免滑动摩擦力及挤压力等的破坏，相比于滑动摩擦结构减少了对活塞或缸体等的强度及韧性要求，改变活塞结构，减少活塞或缸体等的材料体积，减少活塞或缸体等的重量，减少往复运动对能量的消耗等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞包括导向部等，导向部包括菱形结构或方形结构或V形结构或板结构或筋板结构或椭圆形结构或弧形结构或杆结构或十字结构或多边形结构或异形结构等，减少活塞或缸体等的材料体积，减少活塞或缸体等的重量，减少往复运动对能量的消耗。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的密封件包括O形圈或滑环或弹性体或挡圈或支撑环或密封环或星形圈或压环或V形体或U形体或框形环或槽形件或压簧或开口密封环等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的限位结构包括包括滚道或筒道或限位套或限位轴或限位槽或球形凸或保持架或内部体与外部套配合或椭圆形或哑铃形或圆柱形或锥形或圆环形或滚轮或台形柱或台形球或台形鼓或槽形柱或槽形球或槽形滚轮或槽形椭圆或方形或U形或框形或工字形或多棱键形或弧形或V形或圆形或板形或多边形或筒形或多棱键套等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的旋转结构包括关节轴承或转向连接头或球笼式万向节或十字万向节或球头扣槽式或弧形扣槽式等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体包括球形滚动体或椭圆形滚动体或哑铃形滚动体或圆柱形滚动体或锥形滚动体或圆环形滚动体或滚轮滚动体或台形柱滚动体或台形球滚动体或台形鼓滚动体或槽形鼓滚动体或槽形柱滚动体或槽形球滚动体或槽形滚轮滚动体或槽形椭圆滚动体或带轴滚动体或带孔滚动体或多棱键滚动体或多棱套滚动体或滚鼓形滚动体或滚珠滚动体或滚针滚动体或滚筒滚动体等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的保持架设置在循环滚道内，滚动体设置在保持架内且设置在循环滚道内，保持架的厚度小于滚动体的直径，滚动体高出保持架的两部分分别设置于循环滚道及活塞或缸体等，保持架防止滚动体与滚动体之间逆向摩擦等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的保持架包括筒式保持架或板式保持架或U形保持架或V形保持架或多边形保持架或异形保持架或三角形保持架或方形保持架或圆形保持架或链节保持架等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体包括四边形缸体或U形缸体或框形缸体或箱体缸体或三角形缸体或椭圆形缸体或多边形缸体或异形缸体或滚道缸体或凹坑缸体或往复行程段缸体或保持架缸体或循环滚道缸体或槽形缸体或工字形缸体或花键套缸体或弧形缸体或V形缸体或∧形缸体或板形缸体或筒式缸体或多棱键缸体等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞包括四边形活塞或U形活塞或框形活塞或V形活塞或三角形活塞或椭圆形活塞或多边形活塞或异形活塞或滚道活塞或凹坑活塞或往复行程段活塞或保持架活塞或循环滚道活塞或槽形活塞或工字形活塞或花键套活塞或弧形活塞或∧形活塞或板形活塞或筒式活塞或多棱键活塞等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的密封件为橡胶材料或聚氨酯材料或尼龙材料或塑料材料或金属材料或混合材料等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体采用高强度耐磨材料，高强度耐磨材料包括耐磨合金材料或耐磨塑料或耐磨陶瓷或耐磨钢或耐磨自润滑材料等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的循环滚道包括承受压力循环滚道、免受压力循环滚道等，免受压力循环滚道与缸体或活塞等分体设置，免受压力循环滚道为可拆卸式，方便观察、维修及更换滚动体等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞或缸体等为轻型材料，轻型材料包括铝合金或高强度塑料或陶瓷或钛合金或碳纤维或轻型钢或复合材料等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的循环滚道包括承受压力循环滚道、免受压力循环滚道等，免受压力循环滚道不承受活塞与缸体等之间的压力，承受压力循环滚道承受活塞与缸体等之间的压力，承受压力循环滚道设有耐磨涂层或镶嵌有高强度耐磨材料等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体包括滚轮，滚轮包括滚轮轴，滚轮轴设置在保持架上，滚轮与滚轮轴为分体或分体连接或为一体式等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：包括配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的起动系统包括电动马达或气动马达或热机或反冲起动或手摇起动或助力起动等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的配气机构包括进气门组件、排气门组件、凸轮轴等，凸轮轴包括凸轮轴同步齿轮或凸轮轴同步带轮或凸轮轴同步链轮等，曲轴包括曲轴同步齿轮或曲轴同步带轮或曲轴同步链轮等，曲轴包括飞轮等，曲轴同步齿轮与飞轮分体或分体连接或为一体式等，曲轴同步齿轮带动凸轮轴同步齿轮或曲轴同步带轮等带动凸轮轴同步带轮或曲轴同步链轮带动凸轮轴同步链轮等，凸轮轴带动进气门组件、排气门组件等与活塞配合合理进燃料、排废气等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的燃料供给系统包括汽油燃料供给系统、柴油燃料供给系统、天然气燃料供给系统、乙醇燃料供给系统、LPG燃料供给系统、复合燃料供给系统、沼气燃料供给系统、氢气燃料供给系统或灵活燃料供给系统等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的燃料供给系统包括燃料箱、燃料泵、燃料滤清器等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体或活塞包括悬浮体支撑件等，悬浮体支撑件包括磁悬浮支撑件或液悬浮支撑件或气悬浮支撑件等，悬浮体支撑件与缸体分体或分体连接或为一体式等；或悬浮体与活塞分体或分体连接或为一体式等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体或活塞包括滚动体支撑件等，滚动体支撑件与缸体分体或分体连接或为一体式等；或滚动体与活塞分体或分体连接或为一体式等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的气悬浮支撑件包括气源、控制阀、输送管道、气体腔等，气体腔设置在气悬浮支撑件上，在气悬浮支撑件上形成气悬浮体，活塞设置在气悬浮体的上部或上下气悬浮体中部或气悬浮体筒中部等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的液悬浮支撑件包括液体介质源、控制阀、输送管道、液体腔等，液体腔设置在液悬浮支撑件上，在液悬浮支撑体上形成液悬浮体，活塞设置在液悬浮体的上部或上下液悬浮体中部或液悬浮体筒中部等。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的磁悬浮支撑件包括电磁悬浮支撑件或永磁悬浮支撑件等，电磁悬浮支撑件包括电磁等，永磁悬浮支撑件包括永磁等，电磁或永磁设置在活塞和缸体等上。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体包括N极永磁或S极永磁等，活塞上对应设置N极永磁或S极永磁等，N极永磁与N极永磁或S极永磁与S极永磁同性相斥产生悬浮，活塞与缸体等悬浮摩擦相对往复运动。

所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体包括负极电磁或正极电磁等，活塞上对应设置负极电磁或正极电磁等，负极电磁与负极电磁或正极电磁与正极电磁同性相斥产生悬浮，活塞与缸体等悬浮摩擦相对往复运动。

本实用新型的有益效果是：

本防磨损活塞发动机具有以下优点：

1.摩擦体支撑活塞与缸体滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动，使活塞本体不与缸体表面接触，避免了滑动摩擦损坏。

2.摩擦体与缸体和/或活塞接触面紧密扣合，摩擦体与缸体和/或活塞接触面大，防止了摩擦体局部受力过大，减少了摩擦体对缸体和/或活塞集中在局部摩擦磨损，加大了对活塞的扶正幅度。

3.摩擦体与活塞重合段中心点以外的两端的重量相等或基本相等，保持摩擦体支撑活塞静止或运动状态时重力相对平衡，减少因重力不平衡对活塞或缸体的损坏。

4.加宽滚轮及其它滚动体的表面，增大了滚动体与缸体或活塞的接触面积，减小了活塞直径，减少了滚动体对活塞或缸体的局部压强与磨损。

5.往复行程段的长度等于或接近活塞行程长度的二分之一与滚动体半径之和，使往复行程段有利于滚动体在运行中与活塞与缸体贴合均为滚动摩擦。

6.摩擦体的形状与缸体的形状及活塞的形状紧密扣合形成限位结构，有效的控制了活塞的运动方向或防止活塞旋转等。

7.滚动体设置在保持架内且设置在循环滚道内，保持架的厚度小于滚动体的直径，滚动体高出保持架的两部分分别设置于循环滚道及活塞或缸体，保持架防止滚动体与滚动体之间逆向摩擦。

8.在活塞或缸体上设置循环滚道，将滚动体布满循环滚道，提高了滚动体对活塞及缸体的支撑力度及幅度，循环滚道使活塞、缸体与滚动体之间在运动中全部处于滚动摩擦状态，减少了活塞、缸体与滚动体之间的滑动摩擦阻力。滚动体承载活塞与缸体之间压力的位置循环变换，减少了滚动体总是处在活塞与缸体局部滚动使滚动体承受过强压力与磨损的概率。

9.活塞通过摩擦体支撑，免去了密封件的支撑功能，可以使密封件只起密封作用不起支撑作用，减少了对密封件的刚性要求，可以使密封件使用较软质的耐磨材料，提高了密封件的耐磨损程度及密封寿命，减少了密封件的厚度，减少了密封件与缸体的摩擦面积及强度。

10.防掰别机构通过转动对往复运动的活塞或缸体导向，减少了对密封件的掰别，可以使内外密封件只起密封作用不起支撑作用，减少了对内外密封件的刚性要求，可以使内外密封件使用较软质的耐磨材料，提高了内外密封件的耐磨损程度及密封寿命。

11.防掰别机构通过转动扶正了活塞的运动方向防止了对活塞的掰别，即使曲柄连杆与活塞连接也不会对活塞造成扭别损坏。

12.活塞通过滚动摩擦在缸体内往复运动，滚动体的支撑强度大于密封件的支撑强度且降低了摩擦阻力，当活塞体积重量大，缸体腔体大，活塞对腔体有较大摩擦力时使用摩擦体支撑活塞通过滚动摩擦或悬浮摩擦运动，既可以减少摩擦阻力又可以提高活塞的往复速度，使该发动机更适用于多种动力强度大、扭别力大、驱动频率高的现场。

13.滚动体使用高强度耐磨材料支撑活塞或缸体滚动摩擦往复运动，较原有活塞与缸体滑动摩擦，摩擦阻力大大降低，使用寿命长，维修量少，工作效率高。

14.在滚道承受压力段设置耐磨材料或设置高强度耐磨材料，提高了滚道的耐磨强度，提高了滚道承受活塞或缸体压力的能力，在局部设置耐磨材料或设置高强度耐磨材料，节约了活塞及缸体对耐磨材料及高强度材料的大量使用，降低了对活塞或缸体整体耐磨度及强度的要求。

15.承受压力循环滚道设有耐磨涂层或镶嵌有高强度耐磨材料，提高了循环滚道的耐磨强度及承载力，滚动体紧密布置在高强度耐磨材料上对高强度耐磨材料有均匀的挤压力，因此高强度耐磨材料不会局部脱落或变形。

16.摩擦体通过滚动或悬浮承受往复冲击摩擦力及挤压力，使往复冲击摩擦力及挤压力施加在摩擦体上，用滚动或悬浮降低摩擦阻力并分解挤压力，避免了滑动摩擦力及挤压力的破坏，相比于滑动摩擦结构减少了对活塞或缸体的强度及韧性要求等，减少了活塞或缸体等的重量，可以使活塞或缸体等使用不耐磨材料或使用轻型材料等，减少往复运动对能量的消耗或减少材料成本。

17.活塞与缸体之间承受压力摩擦区域设置摩擦体，使摩擦体通过滚动或悬浮承受往复冲击摩擦力及挤压力，使往复冲击摩擦力及挤压力施加在摩擦体上，用滚动或悬浮降低摩擦阻力并分解挤压力，避免了滑动摩擦力及挤压力对活塞或缸体等的破坏，相比于滑动摩擦结构减少了对活塞或缸体等的强度及韧性要求，改变了活塞或缸体等的形状结构，减少了活塞或缸体等的材料体积，减少了活塞或缸体等的重量，减少了活塞往复运动对能量等的消耗。

18.摩擦体支撑件与活塞或与活塞杆或与缸体设置为一体式，减少了摩擦体支撑件所占用的空间，摩擦体支撑件与活塞或与活塞杆或与缸体为一体式，使结构强度大、空间利用率高，将有限的空间用于增大摩擦体的体积，提高摩擦体的承载能力，加大摩擦体与活塞或与缸体或与活塞杆的接触面积，避免了因摩擦体过小对活塞或对缸体或对活塞杆等局部压强过大及磨损过大，使结构简单，易损件少，制造成本低，使用寿命长。避免了分体设置摩擦体支撑件分体设置使活塞结构复杂、易损坏、工艺性差、制造难度大等问题，使发动机的性能大大提高。

19.活塞与缸体滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动，改变了原有活塞与缸体之间滑动摩擦的结构，大大减小了发动机的运行阻力，提高了活塞在缸体内的往复速度，提高了工作效率，大大减少了动力消耗，减少了其他配套辅助件的力负荷，提高了其他辅助件的寿命，降低了整体设备的配套投资数额，本防磨损活塞高效环保发动机结构简单，结构强度大，空间利用效率高，性能可靠，工艺性强，加工制作简易，运行效率高，节能降耗，维修量少，使用寿命长。

附图说明

图1是实施例1中防磨损活塞发动机的结构图；

图2是实施例1中防磨损活塞发动机的结构示意图；

图3是实施例2中防磨损活塞发动机的结构示意图；

图4是实施例3中防磨损活塞发动机缸体的局部放大图；

图5是实施例4中防磨损活塞发动机缸体的局部放大图；

图6是实施例5中防磨损活塞发动机缸体的主视图；

图7是实施例5中防磨损活塞发动机缸体A-A方向的剖视图；

图8是实施例6中防磨损活塞发动机缸体的局部放大图；

图9是实施例7中防磨损活塞发动机缸体的局部放大图；

图10是实施例8中防磨损活塞发动机缸体的主视图；

图11是实施例8中防磨损活塞发动机缸体A-A方向的剖视图；

图12是实施例9中防磨损活塞发动机缸体的主视图；

图13是实施例9中防磨损活塞发动机缸体的右视图；

图14是实施例10中防磨损活塞发动机缸体的左视图；

图15是实施例10中防磨损活塞发动机缸体A-A方向的剖视图；

图16是实施例11中防磨损活塞发动机缸体的局部放大图；

图17是实施例12中防磨损活塞发动机缸体的局部放大图；

图18是实施例13中防磨损活塞发动机缸体的主视图；

图19是实施例13中防磨损活塞发动机缸体A-A方向的剖视图；

图20是实施例15中防磨损活塞发动机的结构示意图；

图21是实施例16中防磨损活塞发动机缸体的主视图；

图22是实施例16中防磨损活塞发动机缸体的右视图。

图中：1、曲轴；2、连杆；3、缸体；4、活塞；5、摩擦体；6、进气口；7、排气口；8、进气管；9、燃料供给系统；10、起动系统；11、循环滚道；12、密封件；13、循环支撑段；14、循环段；15、保持架；16、承受压力循环滚道；17、免受压力循环滚道；18、耐磨涂层；19、防掰别机构；20、液体介质源；21、控制阀；22、输送管道；23、液体腔。

具体实施方式

实施例1

图1、图2是实施例1中所述的防磨损活塞发动机，包括曲轴连杆机构、燃料供给系统9和起动系统10，曲轴连杆机构包括曲轴1、连杆2、缸体3、活塞4、摩擦体5，连杆2一端与曲轴1连接另一端与活塞4连接，活塞4、摩擦体5设置于缸体3，摩擦体5为滚动体，摩擦体5支撑活塞4与缸体3滚动摩擦往复运动，活塞4本体不与缸体3接触，滚动体与活塞4分体，滚动体设置在活塞4一个以上的侧部，缸体3包括进气口6、排气口7、进气管8，进气口7通过进气管8与燃料供给系统9连接，起动系统10带动曲轴1旋转，曲轴1通过连杆2带动活塞4与缸体3滚动摩擦往复运动。

所述的滚动体可以与缸体3分体或分体连接或为一体式。

所述的滚动体可以与活塞4分体连接或为一体式。

所述的滚动体可以环活塞4设置或环缸体3设置或设置于缸体3一个以上的侧部。

实施例2

图3是实施例2中所述的防磨损活塞发动机，包括曲轴连杆机构、燃料供给系统和起动系统，曲轴连杆机构包括曲轴1、连杆2、缸体3、活塞4、摩擦体5，连杆2一端与曲轴1连接另一端与活塞4连接，活塞4、摩擦体5设置于缸体3，摩擦体5为悬浮体，悬浮体为磁悬浮体，磁悬浮体与活塞4、缸体3为一体式，缸体3包括N极永磁，活塞4上对应设置N极永磁，N极永磁与N极永磁同性相斥产生悬浮，活塞4与缸体3悬浮摩擦相对往复运动。

所述的缸体3可以包括S极永磁，活塞4上对应设置S极永磁，S极永磁与S极永磁同性相斥产生悬浮。

所述的缸体3包括负极电磁或正极电磁，活塞4上对应设置负极电磁或正极电磁，负极电磁与负极电磁或正极电磁与正极电磁同性相斥产生悬浮，活塞4与缸体3悬浮摩擦相对往复运动。

其他同实施例1。

实施例3

图4是实施例3中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，循环滚道11与活塞4为一体式，摩擦体5为滚动体，活塞4包括密封件12，密封件12设置在前后循环滚道11之间，防止液体或气体或固体从活塞4的一侧进入另一侧，密封件12作密封使用。

所述的摩擦体还可以为悬浮体，密封件12设置在悬浮体一个以上的侧部或设置在前后悬浮体之间。

所述的密封件12还可以设置在循环滚道11一个以上的侧部或设置在往复滚动体一个以上的侧部或设置在两个以上的往复滚动体之间或设置在原位滚动体的一个以上的侧部或设置在两个以上的原位滚动体之间。

所述的密封件12包括O形圈或滑环或弹性体或挡圈或支撑环或密封环或星形圈或压环或V形体或U形体或框形环或槽形件或压簧或开口密封环。

所述的密封件12可以为橡胶材料或聚氨酯材料或尼龙材料或塑料材料或金属材料或混合材料。

其他同实施例1。

实施例4

图5是实施例4中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，摩擦体5为滚动体，活塞4上设有限制滚动体的限位结构，限位结构为凹坑，限位结构限制滚动体的空间位置。

所述的限位结构还可以限制悬浮体的空间位置。

所述的限位结构可以设置在缸体或活塞体上。

所述的限位结构包括滚道或筒道或限位套或限位轴或限位槽或球形凸或保持架或内部体与外部套配合或椭圆形或哑铃形或圆柱形或锥形或圆环形或滚轮或台形柱或台形球或台形鼓或槽形柱或槽形球或槽形滚轮或槽形椭圆或方形或U形或框形或工字形或多棱键形或弧形或V形或圆形或板形或多边形或筒形或多棱键套。

其他同实施例1。

实施例5

图6、图7实施例5中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，摩擦体5为滚动体，摩擦体5环活塞4设置，摩擦体5与活塞4接触面紧密扣合形成限位结构，控制活塞4的运动方向，防止活塞4旋转，摩擦体5与缸体3或活塞4接触面大，防止摩擦体5局部受力过大，减少摩擦体5对缸体3或活塞4集中在局部摩擦，加大扶正幅度。

所述的摩擦体5可以与缸体3接触面紧密扣合。

其他同实施例1。

实施例6

图8是实施例6中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，摩擦体5为滚动体，滚动体为滚轮，滚轮轴设置于活塞4，滚轮贴合缸体3滚动，加宽滚轮面，增大滚动体与缸体3的接触面积，减小活塞4直径，防止缸体3与活塞4贴合滑动摩擦，滚动体与活塞4重合段中心点以外的两端的重量基本相等，保持滚动体支撑活塞4静止或运动状态时重力相对平衡。

所述的滚轮轴可以设置在缸体上，滚轮贴合支撑活塞滚动。

其他同实施例1。

实施例7

图9是实施例7中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，活塞4包括滚道，滚道为往复行程段，摩擦体5为滚动体，往复行程段的长度等于或接近活塞4行程长度的二分之一与滚动体半径之和，往复行程段有利于滚动体在运行中与活塞4与缸体3贴合均为滚动摩擦。

所述的滚道可以设置在缸体3上。

所述的滚道还可以为循环滚道或直线滚道或螺旋形滚道或波浪形滚道或异形滚道。

其他同实施例1。

实施例8

图10、图11是实施例8中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，活塞4上设有循环滚道11，循环滚道11为环形循环滚道，环形循环滚道环形面沿往复运动方向布置，循环滚道平面垂直于活塞或缸体表面布置，环形循环滚道呈周围布置，摩擦体5为滚动体，滚动体在环形循环滚道中滚动，防止滚动体与活塞4或与缸体3滑动摩擦。

所述的环形循环滚道可以呈单一布置或呈对称布置。

其他同实施例1。

实施例9

图12、图13是实施例9中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，活塞4上设有循环滚道11，循环滚道11为螺旋形循环滚道，摩擦体5为滚动体，滚动体沿螺旋形循环滚道滚动，滚动体承载活塞4与缸体3之间压力的位置循环变换，减少滚动体总是处在活塞4与缸体3局部滚动承受过强压力与磨损的概率，滚动体在循环滚道中紧密布置，循环滚道的长度适于用滚动体支撑活塞4与缸体3滚动摩擦，防止活塞4与缸体3局部滑动摩擦或碰撞。

所述的循环滚道11还可以为波浪形循环滚道。

所述的缸体3承受滚压段或活塞4承受滚压段或滚动体承受滚压部上可以设置耐磨材料或高强度材料。

其他同实施例1。

实施例10

图14、图15是实施例10中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，活塞4上设有循环滚道11，摩擦体5为滚动体，循环滚道11平面与活塞4或与缸体3表面接近于平行设置，循环滚道11包括循环支撑段13、循环段14，循环支撑段13内滚动体支撑活塞4与缸体3滚动摩擦，循环段14内滚动体不支撑活塞4与缸体3滚动摩擦。

所述的滚动体包括球形滚动体或椭圆形滚动体或哑铃形滚动体或圆柱形滚动体或锥形滚动体或圆环形滚动体或滚轮滚动体或台形柱滚动体或台形球滚动体或台形鼓滚动体或槽形鼓滚动体或槽形柱滚动体或槽形球滚动体或槽形滚轮滚动体或槽形椭圆滚动体或带轴滚动体或带孔滚动体或多棱键滚动体或多棱套滚动体或滚鼓形滚动体或滚珠滚动体或滚针滚动体或滚筒滚动体。

其他同实施例1。

实施例11

图16是实施例11中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，活塞4上设有循环滚道11，保持架15设置在循环滚道11内，摩擦体5为滚动体，滚动体设置在保持架15内且设置在循环滚道11内，保持架15的厚度小于滚动体的直径，滚动体高出保持架15的两部分分别设置于循环滚道11、活塞4、缸体3，保持架15防止滚动体与滚动体之间逆向摩擦。

所述的保持架15包括筒式保持架或板式保持架或U形保持架或V形保持架或多边形保持架或异形保持架或三角形保持架或方形保持架或圆形保持架或链节保持架。

所述的滚动体可以采用高强度耐磨材料，高强度耐磨材料包括耐磨合金材料或耐磨塑料或耐磨陶瓷或耐磨钢或耐磨自润滑材料。

其他同实施例1。

实施例12

图17是实施例12中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，循环滚道11设置于活塞4，摩擦体5为滚动体，循环滚道11包括承受压力循环滚道16、免受压力循环滚道17，免受压力循环滚道17与活塞4分体设置，免受压力循环滚道17为可拆卸式，方便观察、维修及更换滚动体，免受压力循环滚道17不承受活塞4与缸体3之间的压力，承受压力循环滚道16承受活塞4与缸体3之间的压力，承受压力循环滚道16设有耐磨涂层18。

所述的活塞4或缸体3可以为轻型材料，轻型材料包括铝合金或高强度塑料或陶瓷或钛合金或碳纤维或轻型钢或复合材料。

所述的承受压力循环滚道16可以镶嵌有高强度耐磨材料。

其他同实施例1。

实施例13

图18、图19是实施例13中所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，循环滚道11设置于缸体3上，循环滚道11与缸体3分体连接，缸体3为四边形缸体，活塞4为四边形活塞。

所述的缸体3还可以为U形缸体或框形缸体或箱体缸体或三角形缸体或椭圆形缸体或多边形缸体或异形缸体或滚道缸体或凹坑缸体或往复行程段缸体或保持架缸体或循环滚道缸体或槽形缸体或工字形缸体或花键套缸体或弧形缸体或V形缸体或∧形缸体或板形缸体或筒式缸体或多棱键缸体。

所述的活塞4还可以为U形活塞或框形活塞或V形活塞或三角形活塞或椭圆形活塞或多边形活塞或异形活塞或滚道活塞或凹坑活塞或往复行程段活塞或保持架活塞或循环滚道活塞或槽形活塞或工字形活塞或花键套活塞或弧形活塞或∧形活塞或板形活塞或筒式活塞或多棱键活塞。

其他同实施例1。

实施例14

所述的防磨损活塞发动机包括配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统。

所述的起动系统包括电动马达或气动马达或热机或反冲起动或手摇起动或助力起动等。

所述的配气机构包括进气门组件、排气门组件、凸轮轴，凸轮轴包括凸轮轴同步齿轮或凸轮轴同步带轮或凸轮轴同步链轮，曲轴包括曲轴同步齿轮或曲轴同步带轮或曲轴同步链轮，曲轴包括飞轮，曲轴同步齿轮与飞轮分体或分体连接或为一体式，曲轴同步齿轮带动凸轮轴同步齿轮或曲轴同步带轮带动凸轮轴同步带轮或曲轴同步链轮带动凸轮轴同步链轮，凸轮轴带动进气门组件、排气门组件与活塞配合合理进燃料、排废气。

所述的燃料供给系统包括汽油燃料供给系统、柴油燃料供给系统、天然气燃料供给系统、乙醇燃料供给系统、LPG燃料供给系统、复合燃料供给系统、沼气燃料供给系统、氢气燃料供给系统或灵活燃料供给系统。

所述的燃料供给系统包括燃料箱、燃料泵、燃料滤清器。

其他同实施例1。

实施例15

图20是实施例15所述的防磨损活塞发动机，缸体3包括悬浮体支撑件，悬浮体支撑件为液悬浮支撑件，液悬浮支撑件包括液体介质源20、控制阀21、输送管道22、液体腔23，液体腔23设置在液悬浮支撑件上，在液悬浮支撑体上形成液悬浮体，活塞4设置在上下液悬浮体中部，连杆2的一端设有防掰别机构19，防掰别机构19包括旋转结构或分体结构，防掰别机构的旋转结构或分体结构与活塞4配合使用，旋转结构转动或分体结构分体隔离往复运动反作用掰别力。

所述的旋转结构可以为关节轴承或转向连接头或球笼式万向节或十字万向节或球头扣槽式或弧形扣槽式。

所述的悬浮体支撑件可以设置在活塞4上。

所述的悬浮体支撑件可以为气悬浮体支撑件，气悬浮支撑件包括气源、控制阀、输送管道、气体腔，气体腔设置在气悬浮支撑件上，在气悬浮支撑件上形成气悬浮体，活塞设置在气悬浮体的上部或上下气悬浮体中部或气悬浮体筒中部。

其他同实施例1。

实施例16

图21、图22是实施例16所述的防磨损活塞发动机的缸体部分，活塞4包括导向部，摩擦体5为滚轮，滚轮设置于活塞4的导向部，导向部为方形结构，减少活塞4的材料体积，减少活塞4的重量，减少往复运动对能量的消耗。

所述的导向部还可以为菱形结构或V形结构或板结构或筋板结构或椭圆形结构或弧形结构或杆结构或十字结构或多边形结构或异形结构。

其他同实施例1。

Claims (25)

1.一种防磨损活塞发动机，包括曲轴连杆机构、燃料供给系统和起动系统，其特征在于：曲轴连杆机构包括曲轴、连杆、缸体、活塞、摩擦体，连杆一端与曲轴连接另一端与活塞连接，连杆的一端或两端设有防掰别机构，防掰别机构包括旋转结构或分体结构，防掰别机构的旋转结构或分体结构与活塞配合使用，旋转结构转动或分体结构分体隔离往复运动反作用掰别力，活塞、摩擦体设置于缸体，摩擦体支撑活塞与缸体往复运动，活塞本体不与缸体接触，摩擦体包括滚动体或悬浮体，悬浮体包括磁悬浮体或液悬浮体或气悬浮体，滚动体与活塞分体或分体连接或为一体式；或悬浮体与活塞、缸体分体或分体连接，摩擦体环活塞设置或摩擦体设置于活塞侧部；或摩擦体环缸体设置或摩擦体设置于缸体侧部，摩擦体设置在缸体内，在摩擦体的支撑下，活塞与缸体滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动；缸体包括进气口、排气口、进气管，进气口通过进气管与燃料供给系统连接或进气口与进燃料口分体设置，起动系统带动曲轴旋转，曲轴通过连杆带动活塞与缸体滚动摩擦或悬浮摩擦往复运动。 

2.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞或缸体包括密封件。 

3.根据权利要求2所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：密封件设置在悬浮体一个以上的侧部或密封件设置在前后悬浮体之间；或密封件设置在滚动体的一个以上的侧部或密封件设置在两个以上的滚动体之间，防止液体或气体或固体从活塞的一侧进入另一侧，密封件作密封使用。 

4.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞或缸体包括限制滚动体或悬浮体的限位结构，将滚动体或悬浮体设置于限位结构内，使限位结构限制滚动体或悬浮体的空间位置。 

5.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的摩擦体与缸体和／或活塞接触面紧密扣合，防止摩擦体局部受力过大，减少摩擦体对缸体和／或活塞集中在局部摩擦，加大扶正幅度。 

6.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体包括滚轮，当滚轮轴设置于缸体时，滚轮贴合支撑活塞滚动，当滚轮轴设置于活塞时，滚轮贴合缸体滚动，加宽滚轮面，增大滚动体与缸体或活塞的接触面积，减小活塞直径，防止缸体与活塞贴合滑动摩擦。 

7.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：活塞或缸体包括滚道，滚道包括往复行程段滚道或循环滚道或直线滚道或螺旋形滚道或波浪形滚道。 

8.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的摩擦体的形状与缸体的形 状及活塞的形状紧密扣合形成限位结构，控制活塞的运动方向或防止活塞旋转。 

9.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞包括循环滚道，循环滚道包括环形循环滚道，环形循环滚道环形面沿往复运动方向布置，环形循环滚道设置在活塞上，环形循环滚道在活塞上呈周围布置或呈单一布置或呈对称布置，滚动体在环形循环滚道中滚动，防止滚动体与缸体滑动摩擦。 

10.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞或缸体包括循环滚道，循环滚道包括螺旋形循环滚道或波浪形循环滚道，滚动体沿螺旋形循环滚道或波浪形循环滚道滚动，滚动体承载活塞与缸体之间压力的位置循环变换，减少滚动体总是处在活塞与缸体局部滚动承受过强压力与磨损的概率。 

11.根据权利要求9所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的循环滚道包括循环支撑段、循环段，循环支撑段内滚动体支撑活塞与缸体滚动摩擦，循环段内滚动体不支撑活塞、缸体滚动摩擦。 

12.根据权利要求9所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体在循环滚道中紧密布置，循环滚道的长度适于用滚动体支撑活塞与缸体滚动摩擦，防止活塞与缸体局部滑动摩擦或碰撞。 

13.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的活塞与缸体之间承受压力摩擦区域设置摩擦体，摩擦体通过滚动或悬浮承受往复冲击摩擦力及挤压力，往复冲击摩擦力及挤压力施加在摩擦体上，用滚动或悬浮降低摩擦阻力并分解挤压力，大大降低了滑动摩擦力及挤压力的破坏强度，相比于滑动摩擦结构减少了对活塞或缸体的强度及韧性要求，减少活塞或缸体的重量，活塞或缸体使用轻型材料，减少往复运动对能量的消耗，缸体的强度及韧性要求，减少活塞或缸体的重量。 

14.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的旋转结构包括关节轴承或转向连接头或球笼式万向节或十字万向节或球头扣槽式结构或弧形扣槽式结构。 

15.根据权利要求4所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的限位机构包括保持架，保持架设置在循环滚道内，滚动体设置在保持架内且设置在循环滚道内，保持架的厚度小于滚动体的直径，滚动体高出保持架的两部分分别设置于循环滚道及活塞或缸体，保持架防止滚动体与滚动体之间逆向摩擦。 

16.根据权利要求9所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的循环滚道包括承受压力循环滚道、免受压力循环滚道，免受压力循环滚道与缸体或活塞分体设置，免受压力循环滚 道为可拆卸式，方便观察、维修及更换滚动体。 

17.根据权利要求9所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的循环滚道包括承受压力循环滚道、免受压力循环滚道，免受压力循环滚道不承受活塞与缸体之间的压力，承受压力循环滚道承受活塞与缸体之间的压力，承受压力循环滚道设有耐磨涂层或镶嵌有高强度耐磨材料。 

18.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的滚动体包括滚轮，滚轮包括滚轮轴，滚轮轴设置在保持架上，滚轮与滚轮轴为分体或分体连接或为一体式。 

19.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体或活塞包括悬浮体支撑件，悬浮体支撑件包括磁悬浮支撑件或液悬浮支撑件或气悬浮支撑件。 

20.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体或活塞包括滚动体支撑件，滚动体支撑件与缸体分体或分体连接或为一体式；滚动体支撑件与活塞分体或分体连接。 

21.根据权利要求19所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的气悬浮支撑件包括气源、控制阀、输送管道、气体腔，气体腔设置在气悬浮支撑件上，在气悬浮支撑件上形成气悬浮体，活塞设置在气悬浮体的上部或上下气悬浮体中部或气悬浮体筒中部。 

22.根据权利要求19所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的液悬浮支撑件包括液体介质源、控制阀、输送管道、液体腔，液体腔设置在液悬浮支撑件上，在液悬浮支撑体上形成液悬浮体，活塞设置在液悬浮体的上部或上下液悬浮体中部或液悬浮体筒中部。 

23.根据权利要求19所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的磁悬浮支撑件包括电磁悬浮支撑件或永磁悬浮支撑件，电磁悬浮支撑件包括电磁，永磁悬浮支撑件包括永磁，电磁或永磁设置在活塞和缸体上。 

24.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体包括N极永磁或S极永磁，活塞上对应设置N极永磁或S极永磁，N极永磁与N极永磁或S极永磁与S极永磁同性相斥产生悬浮，活塞与缸体悬浮摩擦相对往复运动。 

25.根据权利要求1所述的防磨损活塞发动机，其特征在于：所述的缸体包括负极电磁或正极电磁，活塞上对应设置负极电磁或正极电磁，负极电磁与负极电磁或正极电磁与正极电磁同性相斥产生悬浮，活塞与缸体悬浮摩擦相对往复运动。 

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