CN204419355U - 轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，包括圆筒状机体、气缸、活塞和底座，其特征在于：所述的活塞为筒状；在每个气缸内均设有对置的左、右活塞，在左、右活塞之间设有进气口、排气口、喷油口和火花塞点火口；在活塞外端的“乚”形台阶口设有内侧转动辊和外侧转动辊；中心转动主轴两端设有筒状凸轮，左、右筒状凸轮的轨迹曲线口沿分别卡入左、右活塞的“乚”形台阶口的内侧转动辊和外侧转动辊之间，通过轨迹曲线口沿驱动左、右活塞的移动。该发动机，不仅具有对置活塞的优点，而且能够有效的提高发动机循环热效率，降低排气温度，提高燃油效率，提高升功率，结构简单、便于实施、设计方便。

Description

轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机

技术领域

本实用新型涉及一种发动机的改进，具体地说是一种轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机。

背景技术

发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机（汽油发动机等）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）等。目前内燃机的主要结构形式，为往复活塞式发动机，包括四冲程和二冲程，通过曲柄连杆机构使活塞的直线运动转化为旋转运动；其机体为长方体，气缸成行列式排列，上端设有缸盖，在缸盖内设有进气孔和排气孔。这种发动机虽然应用广泛，但在运行中也发现以下不足：一是效率低，汽油机效率一般在25%~35%，柴油机效率一般在35%~45%；二是都是往复活塞曲柄连杆机构，机器振动大，需要平衡机构，四冲程发动机都设复杂的配气机构，二冲程发动机缺点是排气有残留，费油；三是不论是四冲程还是二冲程排气温度都较高，发动机功率损失约35%由排出的废气带走，内燃机是热机中效率最高的发动机，但进入发动机的燃料燃烧后产生的热量，只有一小部分变为有用功，其余大部分由于各种原因而损失掉了；四是四冲程循环，气缸内只有一个活塞，即下行吸气、上行压缩、点火爆发使活塞下行做功、上行排气，这样四个冲程要曲轴旋转两圈，仅做功一次；曲柄连杆结构，每个冲程的行程都是一致的，固定不变的，在做功冲程末端，废气开始排出，排出温度高，带走一大部分热量，约占燃料燃烧总热量的35%；五是四冲程发动机都有复杂的配气机构。

为了改进目前发动机所存在的不足，通过检索可知，已有多种报道，如中国专利201310068195.9公开了“一种对置活塞式发动机”包括两个旋转气缸、第一活塞和第二活塞，两个旋转气缸对顶设置，第一活塞和第二活塞分别设在两个旋转气缸内，方向相反，活塞连杆向两侧伸出，通过两端的曲轴带动连杆实现第一活塞和第二活塞的往复运动；中国专利201220201255.0公开了“一种五冲程三连杆可变压缩比对置发动机”，采用单气缸、三连杆、曲轴机构，曲轴每转一周完成压缩、排气、扫气、吸气和压缩五个冲程；中国专利02828207.8 公开了一种“使用对置活塞的内燃机”，包括圆柱状外壳体，沿周向设置柱状气缸，气缸内设置两个活塞，并连接动力凸轮输出动力，动力凸轮为双层结构，改进的是二冲程结构内燃机；这种“使用对置活塞的内燃机”的不足在于：由于内燃机为二冲程结构，活塞组件各自运动范围固定，活塞不会越过上止点，做功末端排气，压气室气体通过进气口进气，并把压缩室废气扫出气缸，新进空气和废气会有混和，存在排气残留，燃油效率低，这是二冲程发动机通病；而且所用的动力凸轮和支撑组件四连杆装置、活塞杆、活塞的连接结构复杂，不容易实施；活塞采用的气浮轴承原理降低摩擦，活塞末端动力轴承和复位轴承安装结构均为悬臂结构，尤其是动力轴承需要承受气缸内燃料爆发时的强大作用力，不利于取得有益效果；每个气缸被进气活塞、排气活塞、两端密封端盖分成三个腔室，三处进气通道一处排气通道，密封结构复杂，可靠性变差。

以上这些改进，虽然在提高发动机功率方面有一定效果，但因结构的不尽合理，而使结构复杂，难以取得有效提高功率的理想效果。目前，尚未见气缸为圆筒状且沿圆周排列、对置活塞分别通过筒状凸轮直接驱动，通过活塞本身控制进、排气口不同时开闭，且含有回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程的发动机的报道。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不仅采用圆筒状机体，而且气缸也为圆筒状，且沿圆周排列，对置活塞分别通过筒状凸轮直接驱动，并通过活塞本身控制进、排气口不同时开闭，通过筒状凸轮的轨迹曲线口沿实现回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程，通过加长做功冲程提高发动机循环热效率，降低排气温度，提高燃油效率，提高升功率，使结构简单、便于实施的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机。

为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：该轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，包括圆筒状机体、气缸、活塞和底座，活塞设左、右两个，对置式设置在气缸内，圆筒状机体固定在底座上，其特征在于：所述的圆筒状机体内的一周设有等距离排列的、两端均开口的气缸；在每个气缸内均设有对置的左、右两个活塞，左、右两个活塞之间的气缸内为工作室，在工作室一端对应的气缸的壁上设有进气口，在工作室另一端对应的气缸的壁上设有排气口，在工作室中部对应的气缸的壁上设有喷油口和火花塞点火口；所述的每个活塞均为筒状活塞，相对的内端封口，相反的外端为“乚”形台阶口，在“乚”形台阶口内的内、外壁之间通过内固定轴固定内侧转动辊，在“乚”形台阶口的外壁端部通过单端固定销轴固定上外侧转动辊，内侧转动辊和外侧转动辊的轴线平行，且指向圆筒状机体的轴心；所述的圆筒状机体内的两端设有中心筒套，在中心筒套的轴孔内安装转动主轴，在转动主轴的两端处在中心筒套内的位置上均固定设有筒状凸轮，筒状凸轮的内口沿为轨迹曲线口沿，左、右筒状凸轮的轨迹曲线口沿分别卡入左、右活塞的“乚”形台阶口的内侧转动辊和外侧转动辊之间；通过轨迹曲线口沿的不同，完成不同的冲程，当两端的筒状凸轮转动一圈，则使每个活塞均完成回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程；通过可设计的轨迹曲线口沿，实现活塞动作的精确控制。

本实用新型还通过如下措施实施：所述的气缸设有2—16个，气缸两端的缸口分别处在一个垂直平面内，使缸口平齐；气缸内活塞的长度、直径和“乚”形台阶口的内侧转动辊、外侧转动辊的结构一致，每个活塞的内端外壁均套嵌活塞环，通过活塞环使与气缸的内壁之间滑动密封；活塞的外壁上设有对称排列的轴向滚道槽，在轴向滚道槽内设有滚体，滚体通过导向支架卡在气缸的内壁和活塞的外壁之间。

所述的滚体为耐磨钢球或梭型滚体。

所述的每个活塞上的轴向滚道槽设有3—8个，等距离排列，用以分担筒状凸轮产生的径向作用力；所述的每个活塞内壁的外侧和内侧均加厚为平面，通过加厚增加活塞的强度，可以承受活塞做功时的强烈冲击。

所述的进气口与环状进气气道相连通，环状进气气道设在圆筒状机体外壁上，其位置与进气口的所在位置对应；所述的排气口与环状排气气道相连通，环状排气气道设在圆筒状机体外壁上，其位置与排气口的所在位置对应；所述的喷油口安装喷油嘴，与供油机构相连通；环状进气气道和环状排气气道相互独立。

所述的圆筒状机体外壁中部设有环形散热翅片，用于风冷散热，或设置通道，通过水冷散热；在圆筒状机体的两端设有筒状封盖，筒状封盖的口沿扣接在圆筒状机体的端部，对活塞的驱动部位进行封闭。

所述的转动主轴的一端设有润滑油泵，润滑油泵的输油管伸入圆筒状机体的底部储油壳内，从储油壳内吸润滑油，并通过相应的输油管路与转动主轴的轴承、活塞的轴向滚道以及筒状凸轮的油孔连通，对转动部位起润滑作用，此为公知技术；在活塞上靠近内侧转动辊的轴部位设有刮油槽，将润滑油刮入气缸和活塞之间对滚体润滑，同时，被活塞上的刮油槽刮进内部，对内侧转动辊进行润滑。

所述的内侧转动辊和外侧转动辊均为滚轮滚针轴承。

所述的转动主轴伸出筒状封盖端部的部位设有油封，转动主轴伸出端为做功输出端。

所述的筒状凸轮包括轴套、圆筒底、圆筒壁和轨迹曲线口沿，轴套设在圆筒底的中心，轴套的内直径与转动主轴的套接部位直径相适配，轴套套装在转动主轴的套接部位；圆筒壁的外直径与圆筒底的外直径一致，且圆筒壁的外口与圆筒底固定为一体，圆筒壁的内直径与圆筒状机体的中心筒套的外直径相适配，圆筒壁套装在中心筒套上；圆筒壁的内口沿设有连接为一体的、向外伸出的轨迹曲线口沿，轨迹曲线口沿的径向断面宽度与触及的内侧转动辊的长度一致，轨迹曲线口沿的径向表面为轨迹曲面。

所述的供油机构为现有技术，故不多述。

所述的轨迹曲线口沿的轨迹曲面是按五冲程要求设计的，其中：

回程：汽缸内的左活塞在与排气末端至回程末端对应的左轨迹曲面的外斜曲面段的作用下，从排气末端移动到吸气开始位置，与此同时，右活塞在与排气末端至回程末端对应的右轨迹曲面的内斜曲面段的作用下，从排气末端移动到吸气开始位置，使左、右活塞内端面同时移动到进气口的中部位置。

吸气：左活塞在与回程末端至吸气末端对应的左轨迹曲面的宽外凹曲面段的作用下逐步外移，至使进气口打开为止，与此同时，右活塞在与回程末端至吸气末端对应的右轨迹曲面的外斜转平曲面段的作用下逐步外移，至排气口未打开为止，左、右活塞之间为工作室，将空气或混合气从进气口吸入气缸的工作室内；吸气末端，左、右活塞之间的距离为吸气总行程，左、右活塞之间的体积为吸气工作容积。

压缩：左活塞在与吸气末端至压缩末端相对应的左轨迹曲面的急内斜转凸顶曲面段的作用下快速内移至喷油口和火花塞点火口的位置，与此同时，右活塞在与吸气末端至压缩末端相对应的右轨迹曲面的微内斜曲面段的作用下内移至接近喷油口和火花塞点火口的位置，左、右活塞之间的距离减小，压缩气体，此时，进气口和排气口均封堵，压缩气体末端位置处在点火位置和喷油位置。

做功：压缩末端气体的温度、压强均升高，燃料从中间喷入工作室內，然后燃料被压燃或点燃，高温高压气体推动左、右活塞同时向外运动，热能转化为活塞的动能，左活塞的向外移动，便通过与压缩末端至做功末端相对应的左轨迹曲面的宽外斜曲面段驱动左轨迹曲线口沿的转动，同时，右活塞的向外移动，便通过与压缩末端至做功末端相对应的右轨迹曲面的宽外斜曲面段驱动右侧轨迹曲线口沿的转动；做功末端，左、右活塞之间的距离为做功总行程，左、右活塞之间的体积为做功工作容积。

排气：做功末端，排气口露出，与工作室相连通，左活塞在与做功末端至排气末端相对应的左轨迹曲面的急内斜曲面段的作用下快速向右移动，而右活塞在与做功末端至排气末端相对应的右轨迹曲面的平转内微斜曲面段的作用下，先稳定不做轴向移动，然后向左移动，在排气末端，左、右活塞的内端面同时移动到排气口的位置，使做功后的废气体从排气口向环状排气气道排出，此时，左、右活塞内端之间距离几乎为零，气体全部排出。

通常情况下，筒状凸轮每旋转一周，左、右活塞都有回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程动作，并做功一次。

本实用新型的有益效果在于：该轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，与目前改进的发动机相比，不仅具有对置活塞的优点，而且由于气缸为圆筒状且沿圆周排列、对置活塞通过两端的筒状凸轮直接驱动，通过活塞本身控制进、排气口不同时开闭，且含有回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程，所以能够有效的提高发动机循环热效率，降低排气温度，提高燃油效率，提高升功率，而且使结构简单、便于实施。由于采用筒状凸轮机构，所以具有结构简单、紧凑、设计方便的优点，可实现从动件任意预期运动，通过可设计的筒状凸轮轨迹曲线，可优化五个冲程动作，优化活塞加减速动作，接近恒加速度运行，考虑工作状况影响，比如速度摩擦力工作室压力等，对筒状凸轮轨迹曲线进行适当变位，使得筒状凸轮工作面接近均压，活塞惯性影响最小，形成均压轨迹曲线，通过轨迹曲线设置做功冲程行程大于吸气压冲程行程，以实现"阿特金森循环"，这样的设计，可以更有效的降低排气温度，提高热效率，提高发动机燃油效率；由于气缸两端不封闭、筒状凸轮为单面凸轮，对应活塞两个转动辊，而且内侧转动辊通过销轴两端支撑结构，整体式的活塞，无需活塞杆及支撑组件和四连杆装置，只有一处进气口、一处排气口、一个工作室，所以使整机结构简单紧凑；由于活塞与气缸之间采用滚动导向，所以摩擦力小，更有利于提高发动机效率；该机采用五冲程工作方式，进气、排气独立，而且做工冲程行程加长，更有利于提高热能利用率，提高效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构轴向局剖视示意图。

图2为本实用新型的结构沿图1A—A剖视示意图。

图3为本实用新型的结构活塞侧视与筒状凸轮的装配放大示意图。

图4为本实用新型的筒状凸轮结构轴向剖视示意图。

图5为本实用新型的轨迹曲线口沿展开与活塞的五冲程对应演示示意图。

图中：1、圆筒状机体；2、气缸；3、活塞；31、活塞环；32、轴向滚道槽；33、滚体；34、刮油槽；35、平面；36、导向支架；4、底座；5、喷油口；6、进气口；7、排气口；8、火花塞点火口；9、“乚”形台阶口；10、内侧转动辊；11、外侧转动辊；12、转动主轴；13、筒状凸轮；131、轴套；132、圆筒底；133、圆筒壁；134、轨迹曲面；14、轨迹曲线口沿；15、环状进气气道；16、环状排气气道；17、环形散热翅片；18、筒状封盖；19、润滑油泵；20、油封；21、做功输出端；22、供油装置；23、中心筒套；24、输油管。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4、图5制作本实用新型。该轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，包括圆筒状机体1、气缸2、活塞3和底座4，活塞3设左、右两个，对置式设置在气缸2内，圆筒状机体1固定在底座4上，其特征在于：所述的圆筒状机体1内的一周设有等距离排列的、两端均开口的气缸2；在每个气缸2内均设有对置的左、右两个活塞3，左、右两个活塞3之间的气缸2内为工作室，在工作室一端对应的气缸2的壁上设有进气口6，在工作室另一端对应的气缸2的壁上设有排气口7，在工作室中部对应的气缸2的壁上设有喷油口5和火花塞点火口8；所述的每个活塞3均为筒状活塞，相对的内端封口，相反的外端为“乚”形台阶口9，在“乚”形台阶口9内的内、外壁之间通过内固定轴固定内侧转动辊10，在“乚”形台阶口9的外壁端部通过单端固定销轴固定上外侧转动辊11，内侧转动辊10和外侧转动辊11的轴线平行，且指向圆筒状机体1的轴心；所述的圆筒状机体1内的两端设有中心筒套23，在中心筒套23的轴孔内安装转动主轴12，在转动主轴12的两端处在中心筒套23内的位置上均固定设有筒状凸轮13，筒状凸轮13的内口沿为轨迹曲线口沿14，左、右筒状凸轮13的轨迹曲线口沿14分别卡入左、右活塞3的“乚”形台阶口9的内侧转动辊10和外侧转动辊11之间，当活塞3移动时，内侧转动辊10和外侧转动辊11沿轨迹曲线口沿14滚动，从而使左、右筒状凸轮13转动，带动转动主轴12的转动输出动力；通过轨迹曲线口沿14的不同，完成不同的冲程，当两端的筒状凸轮13转动一圈，则使每个活塞3均完成回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程；通过可设计的轨迹曲线口沿14，实现活塞3动作的精确控制。这样便省去了目前发动机中凸轮轴和连杆及配气机构，使结构简化。

作为本实用新型的改进：所述的气缸2设有2—16个，气缸2两端的缸口分别处在一个垂直平面内，使缸口平齐；气缸2内活塞3的长度、直径和“乚”形台阶口9的内侧转动辊10、外侧转动辊11的结构一致，每个活塞3的内端外壁均套嵌活塞环31，通过活塞环31使与气缸2的内壁之间滑动密封；活塞3的外壁上设有对称排列的轴向滚道槽32，在轴向滚道槽32内设有滚体33，滚体33通过导向支架36卡在气缸2的内壁和活塞3的外壁之间，通过滚体33实现活塞3在气缸2内往复运动，可减小摩擦阻力，降低了功率损失。

所述的滚体33为耐磨钢球或梭型滚体。

所述的每个活塞3上的轴向滚道槽32设有3—8个，等距离排列，用以分担筒状凸轮13产生的径向作用力；所述的每个活塞3内壁的外侧和内侧均加厚为平面35，通过加厚增加活塞3的强度，可以承受活塞3做功时的强烈冲击。

所述的进气口6与环状进气气道15相连通，环状进气气道15设在圆筒状机体1外壁上，其位置与进气口6的所在位置对应；所述的排气口7与环状排气气道16相连通，环状排气气道16设在圆筒状机体1外壁上，其位置与排气口7的所在位置对应；所述的喷油口5安装喷油嘴，与供油机构22相连通；环状进气气道15和环状排气气道16相互独立，这样便省略了目前发动机中复杂的进、排气门结构，没有目前发动机的复杂的缸盖零件，结构简化，零部件简单，易于制造；圆筒状机体1上的环状进气气道15和环状排气气道16代替原来发动机缸盖上的进、排气孔，省去了气门、缸盖凸轮轴系统。

所述的圆筒状机体1外壁中部设有环形散热翅片17，用于风冷散热，或设置通道，通过水冷散热；在圆筒状机体1的两端设有筒状封盖18，筒状封盖18的口沿扣接在圆筒状机体1的端部，对活塞3的驱动部位进行封闭。

所述的转动主轴12的一端设有润滑油泵19，润滑油泵19的输油管24伸入圆筒状机体1的底部储油壳内，从储油壳内吸润滑油，并通过相应的输油管路与转动主轴12的轴承、活塞3的轴向滚道32以及筒状凸轮13的油孔连通，对转动部位起润滑作用，此为公知技术；在活塞3上靠近内侧转动辊10的轴部位设有刮油槽34，将润滑油刮入气缸2和活塞3之间对滚体33润滑，同时，被活塞3上的刮油槽34刮进内部，对内侧转动辊10进行润滑。

所述的内侧转动辊10和外侧转动辊11均为滚轮滚针轴承。

所述的转动主轴12伸出筒状封盖18端部的部位设有油封20，转动主轴12伸出端为做功输出端21。

所述的筒状凸轮13包括轴套131、圆筒底132、圆筒壁133和轨迹曲线口沿14，轴套131设在圆筒底132的中心，轴套131的内直径与转动主轴12的套接部位直径相适配，轴套131套装在转动主轴12的套接部位；圆筒壁133的外直径与圆筒底132的外直径一致，且圆筒壁133的外口与圆筒底132固定为一体，圆筒壁133的内直径与圆筒状机体1的中心筒套23的外直径相适配，圆筒壁133套装在中心筒套23上；圆筒壁133的内口沿设有连接为一体的、向外伸出的轨迹曲线口沿14，轨迹曲线口沿14的径向断面宽度与触及的内侧转动辊10的长度一致，轨迹曲线口沿14的径向表面为轨迹曲面134。

所述的供油机构22为现有技术，故不多述。

本实用新型的工作原理是：如图5所示，通过轨迹曲线口沿14穿过气缸2内左、右活塞3的内侧转动辊10和外侧转动辊11之间，受左、右活塞3移动时的驱动。

所述的轨迹曲线口沿14的轨迹曲面134是按五冲程要求设计的，其中，

回程：汽缸2内的左活塞3在与排气末端至回程末端对应的左轨迹曲面134的外斜曲面段a—b的作用下，从排气末端移动到吸气开始位置，与此同时，右活塞3在与排气末端至回程末端对应的右轨迹曲面134的内斜曲面段a′—b′的作用下，从排气末端移动到吸气开始位置，使左、右活塞3内端面同时移动到进气口6的中部位置。

吸气：左活塞3在与回程末端至吸气末端对应的左轨迹曲面134的宽外凹曲面段b—c的作用下逐步外移，至使进气口6打开为止，与此同时，右活塞3在与回程末端至吸气末端对应的右轨迹曲面134的外斜转平曲面段b′—c′的作用下逐步外移，至排气口7未打开为止，左、右活塞3之间为工作室，将空气或混合气从进气口6吸入气缸2的工作室内；吸气末端，左、右活塞3之间的距离为吸气总行程，左、右活塞3之间的体积为吸气工作容积。

压缩：左活塞3在与吸气末端至压缩末端相对应的左轨迹曲面134的急内斜转凸顶曲面段c—d的作用下快速内移至喷油口5和火花塞点火口8的位置，与此同时，右活塞3在与吸气末端至压缩末端相对应的右轨迹曲面134的微内斜曲面段c′—d′的作用下内移至接近喷油口5和火花塞点火口8的位置，左、右活塞3之间的距离减小，压缩气体，此时，进气口6和排气口7均封堵，压缩气体末端位置处在点火位置和喷油位置。

做功：压缩末端气体的温度、压强均升高，燃料从中间喷入工作室內，然后燃料被压燃或点燃，高温高压气体推动左、右活塞3同时向外运动，热能转化为活塞的动能，左活塞3的向外移动，便通过与压缩末端至做功末端相对应的左轨迹曲面134的宽外斜曲面段d—e驱动左轨迹曲线口沿14的转动，同时，右活塞3的向外移动，便通过与压缩末端至做功末端相对应的右轨迹曲面134的宽外斜曲面段d′—e′驱动右侧轨迹曲线口沿14的转动；做功末端，左、右活塞3之间的距离为做功总行程，左、右活塞3之间的体积为做功工作容积。

排气：做功末端，排气口7露出，与工作室相连通，左活塞3在与做功末端至排气末端相对应的左轨迹曲面134的急内斜曲面段e—a的作用下快速向右移动，而右活塞3在与做功末端至排气末端相对应的右轨迹曲面134的平转内微斜曲面段e′—a′的作用下，先稳定不做轴向移动，然后向左移动，在排气末端，左、右活塞3的内端面同时移动到排气口7的位置，使做功后的废气体从排气口7向环状排气气道16排出，此时，左、右活塞3内端之间距离几乎为零，气体全部排出。

通常情况下，筒状凸轮13每旋转一周，左、右活塞3都有回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程动作，并做功一次。

Claims (10)

1.轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，包括圆筒状机体(1)、气缸(2)、活塞(3)和底座(4)，活塞(3)设左、右两个，对置式设置在气缸(2)内，圆筒状机体(1)固定在底座(4)上，其特征在于：所述的圆筒状机体(1)内的一周设有等距离排列的、两端均开口的气缸(2)；在每个气缸(2)内均设有对置的左、右两个活塞(3)，左、右两个活塞(3)之间的气缸(2)内为工作室，在工作室一端对应的气缸(2)的壁上设有进气口(6)，在工作室另一端对应的气缸(2)的壁上设有排气口(7)，在工作室中部对应的气缸(2)的壁上设有喷油口(5)和火花塞点火口(8)；所述的每个活塞(3)均为筒状活塞，相对的内端封口，相反的外端为“乚”形台阶口(9)，在“乚”形台阶口(9)内的内、外壁之间通过内固定轴固定内侧转动辊(10)，在“乚”形台阶口(9)的外壁端部通过单端固定销轴固定上外侧转动辊(11)，内侧转动辊(10)和外侧转动辊(11)的轴线平行，且指向圆筒状机体(1)的轴心；所述的圆筒状机体(1)内的两端设有中心筒套(23)，在中心筒套(23)的轴孔内安装转动主轴(12)，在转动主轴(12)的两端处在中心筒套(23)内的位置上均固定设有筒状凸轮(13)，筒状凸轮(13)的内口沿为轨迹曲线口沿(14)，左、右筒状凸轮(13)的轨迹曲线口沿(14)分别卡入左、右活塞(3)的“乚”形台阶口(9)的内侧转动辊(10)和外侧转动辊(11)之间。

2.根据权利要求1所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的气缸(2)设有2—16个，气缸(2)两端的缸口分别处在一个垂直平面内，使缸口平齐；气缸(2)内活塞(3)的长度、直径和“乚”形台阶口(9)的内侧转动辊(10)、外侧转动辊(11)的结构一致，每个活塞(3)的内端外壁均套嵌活塞环(31)；活塞(3)的外壁上设有对称排列的轴向滚道槽(32)，在轴向滚道槽(32)内设有滚体(33)，滚体(33)通过导向支架(36)卡在气缸(2)的内壁和活塞(3)的外壁之间。

3.根据权利要求2所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的滚体(33)为耐磨钢球或梭型滚体。

4.根据权利要求1所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的每个活塞(3)上的轴向滚道槽(32)设有3—8个，等距离排列；所述的每个活塞(3)内壁的外侧和内侧均加厚为平面(35)。

5.根据权利要求1所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的进气口(6)与环状进气气道(15)相连通，环状进气气道(15)设在圆筒状机体(1)外壁上，其位置与进气口(6)的所在位置对应；所述的排气口(7)与环状排气气道(16)相连通，环状排气气道(16)设在圆筒状机体(1)外壁上，其位置与排气口(7)的所在位置对应；所述的喷油口(5)安装喷油嘴，与供油机构(22)相连通；环状进气气道(15)和环状 排气气道(16)相互独立。

6.根据权利要求1所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的圆筒状机体(1)外壁中部设有环形散热翅片(17)；在圆筒状机体(1)的两端设有筒状封盖(18)，筒状封盖(18)的口沿扣接在圆筒状机体(1)的端部。

7.根据权利要求1所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的转动主轴(12)的一端设有润滑油泵(19)，润滑油泵(19)的输油管(24)伸入圆筒状机体(1)的底部储油壳内；在活塞(3)上靠近内侧转动辊(10)的轴部位设有刮油槽(34)。

8.根据权利要求1或7所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的转动主轴(12)伸出筒状封盖(18)端部的部位设有油封(20)，转动主轴(12)伸出端为做功输出端(21)。

9.根据权利要求1所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的筒状凸轮(13)包括轴套(131)、圆筒底(132)、圆筒壁(133)和轨迹曲线口沿(14)，轴套(131)设在圆筒底(132)的中心，轴套(131)的内直径与转动主轴(12)的套接部位直径相适配，轴套(131)套装在转动主轴(12)的套接部位；圆筒壁(133)的外直径与圆筒底(132)的外直径一致，且圆筒壁(133)的外口与圆筒底(132)固定为一体，圆筒壁(133)的内直径与圆筒状机体(1)的中心筒套(23)的外直径相适配，圆筒壁(133)套装在中心筒套(23)上；圆筒壁(133)的内口沿设有连接为一体的、向外伸出的轨迹曲线口沿(14)，轨迹曲线口沿(14)的径向断面宽度与触及的内侧转动辊(10)的长度一致，轨迹曲线口沿(14)的径向表面为轨迹曲面(134)。

10.根据权利要求1或9所述的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，其特征在于：所述的轨迹曲线口沿(14)的轨迹曲面(134)是按五冲程要求设计的，其中，

回程：汽缸(2)内的左活塞(3)在与排气末端至回程末端对应的左轨迹曲面(134)的外斜曲面段(a—b)的作用下，从排气末端移动到吸气开始位置，与此同时，右活塞(3)在与排气末端至回程末端对应的右轨迹曲面(134)的内斜曲面段(a′—b′)的作用下，从排气末端移动到吸气开始位置，使左、右活塞(3)内端面同时移动到进气口(6)的中部位置；

吸气：左活塞(3)在与回程末端至吸气末端对应的左轨迹曲面(134)的宽外凹曲面段(b—c)的作用下逐步外移，至使进气口(6)打开为止，与此同时，右活塞(3)在与回程末端至吸气末端对应的右轨迹曲面(134)的外斜转平曲面段(b′—c′)的作用下逐步外移，至排气口(7)未打开为止，左、右活塞(3)之间为工作室，将空气或混合气从进气口(6)吸入气缸(2)的工作室内；吸气末端，左、右活塞(3)之间的距离为吸气总行程，左、右活塞(3)之间的体积为吸气工作容积；

压缩：左活塞(3)在与吸气末端至压缩末端相对应的左轨迹曲面(134)的急内斜转凸顶曲面段(c—d)的作用下快速内移至喷油口(5)和火花塞点火口(8)的位置，与此同时，右活塞(3)在与吸气末端至压缩末端相对应的右轨迹曲面(134)的微内斜曲面段(c′—d′)的作用下内移至接近喷油口(5)和火花塞点火口(8)的位置，左、右活塞(3)之间的距离减小，压缩气体，此时，进气口(6)和排气口(7)均封堵，压缩气体末端位置处在点火位置和喷油位置；

做功：压缩末端气体的温度、压强均升高，燃料从中间喷入工作室內，然后燃料被压燃或点燃，高温高压气体推动左、右活塞(3)同时向外运动，热能转化为活塞的动能，左活塞(3)的向外移动，便通过与压缩末端至做功末端相对应的左轨迹曲面(134)的宽外斜曲面段(d—e)驱动左轨迹曲线口沿(14)的转动，同时，右活塞(3)的向外移动，便通过与压缩末端至做功末端相对应的右轨迹曲面(134)的宽外斜曲面段(d′—e′)驱动右侧轨迹曲线口沿(14)的转动；做功末端，左、右活塞(3)之间的距离为做功总行程，左、右活塞(3)之间的体积为做功工作容积；

排气：做功末端，排气口(7)露出，与工作室相连通，左活塞(3)在与做功末端至排气末端相对应的左轨迹曲面(134)的急内斜曲面段(e—a)的作用下快速向右移动，而右活塞(3)在与做功末端至排气末端相对应的右轨迹曲面(134)的平转内微斜曲面段(e′—a′)的作用下，先稳定不做轴向移动，然后向左移动，在排气末端，左、右活塞(3)的内端面同时移动到排气口(7)的位置，使做功后的废气体从排气口(7)向环状排气气道(16)排出，此时，左、右活塞(3)内端之间距离几乎为零，气体全部排出。