CN206647138U - 摆动活塞式工作机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摆动活塞式工作机，包括外缸体、内缸体、活塞、缸盖和缸体轴；多个外缸体呈共圆筒或者共圆环布置；内缸体整体呈近似的圆环状或者圆筒状或者滚轮状或者轮毂状结构；每个外缸体与内缸体都围成弧形体形状的气缸；气缸中设有活塞，活塞将气缸分隔成两部分；活塞的剖切面呈两底边为弧形的梯形结构；活塞的外端面在轴平面方向上的轮廓线呈弧形结构。内缸体的外端面上设有摆轴，摆轴与连杆相连；主体串通过摆轴、连杆和曲轴实现与主轴的联动；主体串或者主体系并列设有两个，并列设置的两个主体串或者主体系通过各自配套的摆轴、连杆和曲轴与主轴联动。本实用新型具有功率密度大、不需要活塞环、摩擦力小、效率高、冷却均匀、体积小、结构简单和使用寿命长等优点；当需要设计大功率的内燃机时本实用新型具有的优点更突出。

Description

摆动活塞式工作机

技术领域

本实用新型属于内燃机或者压缩机技术领域，尤其涉及一种摆动活塞式工作机。

背景技术

传统的内燃机主要分为往复活塞式内燃机和转子内燃机，其中转子内燃机存在很多致命的技术难题无法克服而不能普遍推广，而传统的往复活塞式内燃机的原理是活塞在呈直线形的圆筒状的气缸内作往复直线运动，通过连杆和曲轴将直线运动转化为旋转运动。

传统的往复活塞式内燃机具有的缺点是：内燃机旋转两周一个气缸内的活塞才能做功一次，所以气缸的有效容积小以及活塞的做功效率低；活塞环对气缸体内壁的磨损很大；每一个气缸和活塞都要有一套连杆和曲轴配套。所以传统的往复活塞式内燃机具有功率密度小、结构复杂、维修周期短和维修成本高等缺点。

对于以前其他发明人发明的摆动活塞式内燃机（2006100822482；2014100269889；2006101358086；2006201723329；911073175；2012103351744；2010102650218；2009100237389；2005800487384；US4106441；US3075506；DE10361566和WO2005/098202）具有的共同缺点是：1，活塞为矩形的块状结构，这样的结构在高压下容易发生形变从而导致密封效果不好；2，活塞和活塞所在的中心轴无法冷却；3，每个气缸体都需要一套复杂的曲轴传动机构。

对于以前其他发明人发明的摆动活塞式压缩机，其具有的缺点是工作容积小、气密性不高、运转不平稳、整体冷却不均匀等。

实用新型内容

针对以上传统的内燃机的缺点，本实用新型提供了一种摆动活塞式工作机，其具有功率密度大、不需要活塞环、摩擦力小、效率高、冷却均匀、体积小、结构简单和使用寿命长等优点；当需要设计大功率的内燃机时本实用新型具有的优点更突出。

为了实现上述工作机的目的，本实用新型的技术方案如下：

一种摆动活塞式工作机，其结构包括外缸体、内缸体、活塞、缸盖和缸体轴。外缸体呈圆弧体结构，所述外缸体设有两个或者多个，两个或者多个所述外缸体呈共圆筒或者共圆环布置；共圆筒或者共圆环布置的两个或者多个所述外缸体的共同的中心轴线上设有内缸体，所述内缸体整体呈近似圆环状或者圆筒状或者滚轮状或者轮毂状结构；共圆筒或者共圆环布置的两个或者多个所述外缸体共同套装在所述内缸体的外面；每个所述外缸体的内侧都各自独立地与所述内缸体的外围围成呈弧形体形状的气缸；外缸体和内缸体所围成的弧形体形状的气缸的横截面可以是多种形状的结构；每个所述气缸的两头分别设有缸盖并将该气缸的两头盖住；每个所述气缸中都设有呈块状结构的活塞，所述活塞固定在内缸体上，所述活塞将其所位于的气缸分隔成两部分；所述活塞能在其所在的气缸中随所述内缸体一起转动；内缸体两端的中心轴线上设有缸体轴；所述内缸体直接或间接固定在该缸体轴上或者为了简化结构以及增加稳定性所述内缸体与所述缸体轴可以设置成整体结构或者所述内缸体两端的缸体轴也可以合并成一根缸体轴且该缸体轴轴向穿过所述内缸体的中心。

为了增加外缸体的稳定性以及外缸体和内缸体之间的配合精度，相邻并共圆的外缸体之间设有呈弧形体结构的连接筋，该连接筋将共圆的所有外缸体首尾连接成环形的外缸体环，该外缸体环套在所述内缸体的外围。

进一步地，为了能在外缸体和内缸体之间围成气缸，在所述外缸体的内侧壁上开设有弧形槽或者在所述内缸体的外围开设有环形槽，所述外缸体、所述内缸体和所述外缸体两端的缸盖共同围成封闭的气缸。为了实施例的整体性更强，相邻的两个所述缸盖组合成呈整体结构的缸盖组。

进一步地，所述活塞的外端面抵近或接触所述外缸体的内侧面；为了增加所述活塞在摆动过程中的稳定性和减小所述活塞的形变，所述活塞内端面的几何尺寸大于其外端面的几何尺寸，所述活塞的内端面与所述内缸体的外围适配；所述活塞的正面方向（垂直轴平面）的剖切面呈两底边为弧形的梯形结构。这样设计能防止所述活塞在燃气的推力作用下发生扭曲变形；因为所述活塞不会扭曲变形，又因为所述活塞在所述气缸内摆动时其外端面与所述外缸体的距离始终保持间隙密封的距离而不会对所述外缸体的内壁产生挤压所以所述活塞的外端面上即使不设置活塞环也能达到活塞在气缸内所应有的密封效果同时还不会对所述外缸体的内壁产生磨损。进一步地，为了增加所述活塞固定在所述内缸体上的稳定程度，所述活塞与所述内缸体之间通过螺钉或者卡槽或者定位销的方式连接固定。

进一步地，为了进一步增强活塞的密封性而需要在所述活塞的外端面安装弧形结构的活塞环，所述活塞的外端面在轴平面方向上的轮廓线呈弧形结构或者呈部分弧形结构。

进一步地，为了便于安装和固定所述缸盖，在所述外缸体的两端设有端耳。

为了保证内缸体内部空间的气压和外界气压相等以及为了能对内缸体和活塞进行冷却，在所述缸体轴上开设有通孔将内缸体内部的空间与外界连通或者在所述内缸体上开设有通孔将内缸体内部的空间与外界连通。

进一步地，将燃气对活塞做的功输送到外界：所述缸体轴的外端设有呈块状结构的摆盘，所述摆盘固定在所述缸体轴上；所述摆盘的一侧设有曲轴，所述曲轴与所述缸体轴平行并列布置，所述曲轴和所述摆盘之间设有连杆。当所述曲轴作旋转运动时，在所述连杆的传动作用下所述摆盘绕所述缸体轴的轴心线作摆动运动；摆盘的摆动通过缸体轴和内缸体的传动作用使得活塞在气缸内作往复摆动运动；反之，当所述活塞在气缸内作往复摆动时便能带动所述曲轴以及曲轴所连接的主轴作旋转运动。

进一步地，为了实现内燃机的换气功能，在所述缸盖上或者所述外缸体上开设有通孔状的气道，所述气道设有两个或者多个，每个所述气道中设有气门。

在所述缸盖上或者缸盖与主轴之间设有配气系统。

进一步地，为了降低活塞的摆动惯性以及便于对活塞进行冷却，在所述活塞的内部设有呈空腔状的活塞腔，所述活塞腔与所述内缸体的内部的空间相通。

进一步地，为了便于对所述活塞的顶端面进行润滑，所述活塞的外端面上开设有润滑油槽孔；进一步地，为了增加活塞的密封性，所述活塞的外端面上开设有用于安装活塞环的活塞环槽。进一步地，为了增加气缸的密闭性，所述内缸体两头的外围上开设有用于安装缸体密封环的缸体密封环槽。

进一步地，所述活塞内部的活塞腔与活塞的外端面上的润滑油槽孔相通。进一步地，在所述活塞内部的活塞腔与活塞的外端面之间设有槽孔将两者连通。

作为具体的实施方式，为了缩短缸体轴的长度以及缩小整个工作机的体积，也可以在所述内缸体的外端面上直接设有摆轴，摆轴直接与连杆的一端相连，连杆的另一端与曲轴相连。

作为具体的实施方式，由所述外缸体环、内缸体、缸盖组、内缸体上的活塞以及缸体轴等装配在一起形成的主体并列设有两个，两个所述主体共用一根主轴。采用这种方案的优点是：因为两个内缸体是对称布置的，所以两个对称摆动的内缸体能相互消除彼此的振动。

在前面技术方案一所述的技术原理基础之上，本实用新型还提供了一种摆动活塞式工作机，其结构包括具有与前面的技术方案一所阐述的技术原理相同或相似的外缸体、内缸体、活塞、缸盖和缸体轴；所述外缸体设有多个，所述内缸体设有多个，所述活塞设有多个，所述缸盖设有多个，相邻并共圆的所述外缸体之间设有呈弧形体结构的连接筋，该连接筋将相邻并共圆的所述外缸体之间首尾连接成环形的外缸体环，该外缸体环套在所述内缸体的外围；所述外缸体环设有多，多个所述外缸体环串联成整体近似呈圆筒状的外缸体串；所述内缸体设置多个，多个所述内缸体串联成整体结构的内缸体串；所述外缸体串套在所述内缸体串的外面。根据前面技术方案一所述的技术原理，所述外缸体串所包含的每个所述外缸体都各自独立地与所述内缸体串围成一个呈弧形体形状的气缸；在每个弧形体形状的气缸中都设有一个配套的所述活塞将该气缸的空间分隔成两部分，所述活塞安装并固定在所述内缸体串外围对应的位置上；在所述外缸体串所包含的每个外缸体的两头上都设置有配套的缸盖；位于外缸体串同一侧的所有缸盖之间相互连接形成整体结构的缸盖串；所述内缸体串两端的中心轴线上设有缸体轴；所述内缸体串直接或间接固定在该缸体轴上或者为了简化结构以及增加稳定性所述内缸体串与所述缸体轴可以设置成整体结构或者所述内缸体串两端的缸体轴也可以合并成一根缸体轴且该缸体轴轴向穿过所述内缸体串的中心。

所述内缸体串的外围平行并列设有多个用于安装缸体密封环的环形槽。

所述外缸体串、所述内缸体串、所述缸体轴、安装在所述内缸体串上的多个活塞以及缸盖串共同装配形成的主体串通过设置在其外端或者附近的摆盘或者摆轴、连杆和曲轴实现与主轴的相互联动。

在所述主体串上或者所述主体串与主轴之间设有包括齿轮、配气链条、凸轮轴、凸轮、气门、气门头和气门弹簧等组成的配气系统。

作为优选，为了增大功率，所述主体串设有多个，多个所述主体串串联组合成主体系；所述主体系所包含的所有主体串共用一套摆盘或者摆轴、连杆、曲轴实现与主轴联动或者每个所述主体串的外端各自设置一套摆盘或者摆轴、连杆和曲轴实现与主轴联动。

作为优选，为了使本内燃机的功率密度更高和运转更平稳，所述主体串或者主体系并列设置有两个，并列设置的两个所述主体串或者主体系通过各自配套的摆盘或者摆轴、连杆和曲轴实现与主轴联动或者并列设置的两个所述主体串或者主体系其中的一个主体串或者主体系通过摆盘或者摆轴、连杆和曲轴实现与主轴联动，两个主体串或主体系之间通过联动齿轮实现两者之间的相互联动。

在所有的优选方案中，在所述外缸体或者所述内缸体或者所述缸盖中设有润滑油通道或者冷却液通道。

在以上的优选方案中，如果作为内燃机则在每个缸盖上设置燃烧室以及每个气缸所设置的配套的润滑系统、冷却系统、燃气系统、配气系统或者点火系统等等的原理都是相通或者相似的且属于既有技术所以在此不再赘述。

在以上的优选方案中，如果作为压缩机则相应的配气系统调整为压缩机的配气系统即可。

本实用新型作为内燃机的有益效果是：

1，呈圆对称布置的气缸和活塞使得内缸体不会受到不对称的偏心压力从而提高了气缸的密封性以及降低了磨损并能延长轴承的使用寿命；2，呈圆环状或者圆筒状的内缸体使得内缸体能够得到充分的冷却从而使得气缸周围任何部位的缸体壁都能得到充分且均匀的冷却，同时呈圆筒状的内缸体也明显减轻了本工作机的重量以及降低了内缸体的摆动惯性；3，本实用新型中的活塞呈底边为弧形的梯形的设计使得活塞不会在燃气的推力作用下发生形变从而大大增强了活塞对气缸的密封性甚至可以不需要使用活塞环就能实现活塞对气缸的密封；4；活塞内部设有空腔状的活塞腔且该活塞腔与内缸体中间的空间相通，这种设计能保证活塞在高温下也能被充分且均匀冷却；5，由于每个气缸内的活塞是两面做功所以每个气缸的排量和功率相当于传统往复活塞式内燃机的两倍；6，增加气缸个数的同时没有增加摆盘、连杆、曲轴、主轴等其它主要零部件，所以在由多个外缸体、多个内缸体以及多个缸盖串联组合成的主体串或者主体系的设计方案中本内燃机的功率显著增大内燃机的体积却没有明显增大以及内燃机的零部件也没有明显增多；在两列主体串或者主体系并列对称设置的设计方案中不仅具有显著增大内燃机功率、没有导致内燃机的体积明显增大以及也没有明显增多内燃机零部件等优点的同时又具有内燃机运转平稳几乎没有振动的优点。通过计算，当需要设计10万马力功率的内燃机时，如果采用传统的往复直线运动活塞式内燃机其体积需要13.5米高质量需要2500吨，而如果采用本实用新型中的在两列主体串或者主体系并列对称设置在主轴两侧的设计方案时其体积只有1.3米高质量只有25吨。

本实用新型作为压缩机的有益效果是：不需要活塞环、摩擦力小、效率高、冷却均匀、体积小、结构简单和使用寿命长等优点

附图说明

图1为本实用新型实施例一中外缸体环111的正视图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的C－C剖视图。

图5为图2的D－D剖视图。

图6为图1的立体透视图。

图7为本实用新型实施例一中内缸体2的正视图。

图8为图7的俯视图。

图9为图7的E－E剖视图。

图10为本实用新型实施例一中外缸体环111（图1）套装在内缸体2（图7）外围的正视图。

图11为图10的俯视图。

图12为图10的F－F剖视图（同时表示外缸体1和内缸体2所围成的弧形气缸10的横截面为圆形结构的实施方式）。

图13表示本实用新型外缸体1和内缸体2所围成的弧形气缸10的横截面为四圆角四边形结构的示意图。

图14表示本实用新型外缸体1和内缸体2用一种方式围成弧形气缸10的横截面为两圆角四边形结构的示意图。

图15表示本实用新型外缸体1和内缸体2用另一种方式围成弧形气缸10的横截面为两圆角四边形结构的示意图。

图16表示本实用新型外缸体1和内缸体2所围成的弧形气缸10的横截面为矩形结构的示意图。

图17为本实用新型中活塞3安装在内缸体2上的结构示意图。

图18为图17的俯视图。

图19为图18的左视图。

图20为图18的H－H剖视图。

图21为图1套装在图17上的示意图。

图22为图21的J－J剖视图。

图23为本实用新型实施例中缸盖4的正视图。

图24为图23的俯视图。

图25为图23的左视图。

图26为图24的M－M剖视图。

图27为本实用新型实施例一中两个相邻缸体4组合成的缸体组44的正视图。

图28为缸体组44的立体透视图。

图29为两个缸体组44与图21组装在一起的结构示意图。

图30为图29的立体透视图。

图31为图29安装在缸体轴5上的示意图。

图32为图31的俯视图。

图33为本实用新型实施例中内缸体2和缸体轴5设置为整体结构的示意图。

图34为在图29的基础上将配气机构中的气门、气门头、气门弹簧、凸轮8和凸轮轴7等安装在缸盖4上的示意图。

图35为图34的俯视图。

图36为图35的N－N剖视图（图中的四个可见的气门都处于关闭状态）。

图37表示在图36的基础之上图中的四个可见气门中有两个处于关闭状态两个处于打开状态的示意图。

图38表示在图35的基础之上将摆盘51、连杆52、曲轴53、主轴54、配气齿轮55、链条57等组装上去后的示意图。

图39为38的仰视图。

图40为图38的立体透视图。

图41为本实用新型中连杆52的一端套在曲轴53上另一端套在设置在内缸体2外端面上的摆轴21上的结构示意图。

图42为图41的仰视图。

图43为本实用新型实施例二的整体结构示意图。

图44为本实用新型实施例三中内缸体串222的结构示意图。

图45为本实用新型实施例三中在内缸体串222上安装了活塞3后的结构示意图。

图46为本实用新型实施例三中外缸体串666的结构示意图。

图47为本实用新型实施例三中缸盖串444的结构示意图。

图48为本实用新型实施例三的整体结构示意图。

图49为本实用新型实施例三的整体透视图。

图50为本实用新型实施例四中的多个主体串333共用一套摆盘51（或者摆轴21）、连杆52、曲轴53和主轴54的示意图。

图51为本实用新型实施例四中每个主体串333各自设置一套摆盘51（或者摆轴21）、连杆52和曲轴53实现与主轴54的相互联动的示意图。

图52为本实用新型实施例五的整体正视图。

图53为图52的俯视图。

图54为本实用新型实施例五的立体透视图。

图55为在本实用新型实施例五的基础上将机架71、飞轮59、曲轴箱72、启动电机81和外缸体冷却水箱13配上后的示意图。

图56为本实用新型实施例六的整体正视图。

图57为图56的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作为内燃机作进一步说明：

实施例一

如图1至图35所示，本实用新型其结构主要由外缸体1、内缸体2、活塞3、缸盖4和缸体轴5组成。外缸体1呈圆弧体结构，外缸体1设有两个，两个外缸体1呈圆对称地均匀布置。为了增加外缸体1的稳定性以及为了提高外缸体1和内缸体2之间的配合精度，两个外缸体1之间设有多个呈弧形体结构的连接筋12，该多个连接筋12将两个外缸体1首尾连接成环形的外缸体环111。该外缸体环111的中心轴线上设有呈圆筒状或者轮毂状结构的内缸体2，外缸体环111套在内缸体2的外围。在外缸体1的内侧壁上开设有弧形槽或者在内缸体2的外围开设有环形槽，这样外缸体1与内缸体2的之间便能共同围成弧形体形状的气缸10；这样由两个外缸体1和多个连接筋12组成的外缸体环111与内缸体2之间便形成两个气缸10。在每个气缸10的两头（外缸体环111上的连接筋12处）分别都各自设有缸盖4，每个缸盖4将各自所在的气缸10的端头盖住使得每个气缸10都呈各自独立且封闭的空间。如图17至图22以及图36和图37所示，在每个气缸10中都设有呈块状结构的活塞3，活塞3固定在内缸体2的外围上；活塞3将其所位于的气缸10分隔成两部分；活塞3能在其所在的气缸10中随内缸体2一起转动；活塞3的外端面抵近或接触外缸体1的内侧面；为了增加活塞3在摆动过程中的稳定性和减小活塞的形变，活塞3的内端面与内缸体2的外围适配；活塞3内端面的几何尺寸大于其外端面的几何尺寸或者活塞3的正面方向（垂直轴平面）的剖切面呈两底边为弧形的梯形结构，这样设计能增加活塞3在内缸体2上的稳定性，同时这样设计能防止活塞3在燃气的推力作用下发生扭曲变形从而提高活塞3外围的密封效果；因为活塞3不会扭曲变形，又因为活塞3在气缸10内摆动时其外端面与外缸体1的距离始终保持间隙密封的距离而不会对外缸体1的内壁产生挤压所以活塞3的外端面上即使不设置活塞环也能达到活塞3在气缸10内所应有的密封效果同时还不会对外缸体1的内壁产生磨损，这样既延长了外缸体1的使用寿命又减少了摩擦力对机械能的损耗。为了将内缸体2支撑同时将内缸体2和活塞3的摆动机械能向外输送，在内缸体2两端的中心轴线上设有缸体轴5；内缸体2通过直接或间接的方式固定在该缸体轴5上。

在外缸体1的内侧壁上开设有弧形槽或者在内缸体2的外围开设有环形槽，外缸体1和内缸体2所围成的气缸的横截面的形状结构可以是多种形状的结构，除了可以是如图12所示的圆形、如图13所示的四圆角四边形、如图14所示的两圆角四边形、如图15所示的两圆角四边形、如图16所示的矩形以外还可以是其它任何可以实现本实用新型目的的形状结构。

如图33所示，作为本方案中的一种具体实施方式，为了简化结构以及增加稳定性，内缸体2与缸体轴5可以设置成整体结构。

如图34至图37所示，作为本方案中的一种具体实施方式，内缸体2两端的缸体轴5也可以合并成一根缸体轴5且该缸体轴5轴向穿过内缸体2的中心。

如图36和图37所示，为了能在外缸体1和内缸体2之间围成气缸10，外缸体1、内缸体2和外缸体1两头的缸盖4共同围成封闭的气缸10。如图27和图28所示，为了实施例的整体性更强，相邻的两个缸盖4组合成为整体结构的缸盖组44。

如图18、19和图22所示，为了便于在活塞3的外端面安装弧形结构的活塞环，活塞3的外端面在轴平面方向上的轮廓线呈弧形结构或者呈部分弧形结构。这样的弧形活塞环能够根据自身的张力紧紧贴紧在外缸体1的内壁上。

如图29、30、36和37所示，为了便于安装和固定缸盖4，在外缸体1的两端设有端耳11。

如图33所示，为了保证内缸体内部空间的气压和外界气压相等以及为了对内缸体2和活塞3进行冷却，在缸体轴5上开设有通孔将内缸体2内部的空间与外界连通或者在内缸体2上开设有通孔将内缸体2内部的空间与外界连通。

如图38至图40所示，为了将燃气对活塞3做的功输送到外界：缸体轴5的外端设有呈块状结构的摆盘51，摆盘51固定在缸体轴5上；摆盘51的一侧设有曲轴53，曲轴53与缸体轴5并列平行布置，曲轴53和摆盘51之间设有连杆52。当曲轴53作旋转运动时，在连杆52的传动作用下摆盘51绕缸体轴5的轴心线作摆动运动；摆盘51的摆动通过缸体轴5和内缸体2的传动作用使得活塞3在气缸内10作往复摆动运动；反之，当活塞3在气缸10内作往复摆动时便能带动曲轴53以及曲轴53所连接的主轴54作旋转运动。

如图36和图37所示，在缸盖4上或者其附近的外缸体1上开设有通孔状的气道40，气道40设有两个或者多个，其中一部分气道40为外界的新鲜气体进入到气缸10内的通道，另一部分气道40为气缸10内的燃气废气被排除到外界的通道；每个气道40中设有气门9（进气气道中为进气门排气气道中为排气门），气门9打开则气缸10内空间能与外界连通，气门9关闭则气缸10的空间与外界隔断。

如图34至40所示，为了实现内燃机的配气功能，在缸盖4上或者缸盖4与主轴54之间设有配气系统，配气系统包括气门9、气门头91、气门弹簧92、凸轮轴7、凸轮8、传动链条57、配气齿轮55等。主轴54通过配气齿轮55和配气链条57的传动作用带动凸轮轴7转动，凸轮轴7带动凸轮8的转动，然后在气门弹簧92对气门头91的弹力作用的配合下凸轮8对气门头91进行周期性的顶压从而使得气门9进行周期性地轴向往复运动，气门9这种轴向的往复运动便实现气门9对气道40进行周期性的开关。为了增加气门9、气门弹簧92和气门头91的稳定性，在缸盖4上设有气门座41，气门9轴向穿过气门座41的内部。

如图36和图37所示，每个活塞3将其所在的气缸10分隔成两部分空间。本实用新型工作时，活塞3在所在的气缸内10内作往复摆动，随着活塞3的往复摆动，被活塞3分隔成的两部分空间的容积大小周期性地交替变化。

如图20、22、36和37所示，为了降低活塞3的摆动惯性以及便于对活塞3进行冷却，在活塞3的内部设有呈空腔状的活塞腔30，活塞腔30与内缸体2内部的空间相通。这样设计能保证装在内缸体2内部的冷却液进入到活塞腔30中从而对活塞3进行冷却。

如图17、18和19所示，为了便于对活塞3的顶端面进行润滑，活塞3的顶端面上开设有润滑油槽孔；进一步地，为了增加活塞的密封性，活塞3的外端面上开设有用于安装活塞环的活塞环槽31。如图8所示，为了增加气缸的密闭性，内缸体2两端的外围开设有用于安装缸体密封环的缸体密封环槽20。

本方案中，如果内缸体2内部装的冷却液是润滑油，则可以在活塞3内部的活塞腔30与活塞3外端面之间通过设置小孔将两者连通，这样润滑油就可以进入到活塞3的外端面对活塞3的外端面进行润滑或者油密封。

如图41和图42所示，作为本方案中的一种具体实施方式，也可以直接在内缸体2的外端面上设有摆轴21，摆轴21直接与连杆52的一端相连，连杆52的另一端与曲轴53相连。这种设计的优点是可以将缸体轴5的长度缩短从而使整个工作机的体积缩小。

在以上叙述的实施方案中，外缸体环111上设置的是两个外缸体1，同样的技术原理，如果在外缸体环111上设置的外缸体1个数增加，则对应的气缸10、活塞3、缸盖4和其它配套机构则相应地增加配套。

在上述的基础上增加设置燃油或者点火系统则本实施例作为内燃机，如果不设置燃油或者点火系统且将配气系统改为压缩机的配气机构则本实施例为空压机。

实施例二

在实施例一的技术原理的基础上，本实施方案的技术特点如下：

如图43所示，由外缸体环111、内缸体2、缸盖组44、内缸体2上的活塞3以及缸体轴5装配在一起的主体555并列设有两个，两个主体555分别位于主轴54的两侧，两个主体555共用一根主轴54。每个主体555都设有配套的配气齿轮55、配气链条57、凸轮轴7、凸轮8、气门9、气门头91和气门弹簧92等组成的配气系统。采用这种方案的优点是：因为两个内缸体2是对称布置的，所以两个对称摆动的内缸体2能相互消除彼此的振动。

同样的原理，在上述的基础上增加设置燃油或者点火系统则本实施例作为内燃机，如果不设置燃油或者点火系统且将配气系统改为压缩机的配气机构则本实施例为压缩机。

实施例三

在实施例一和实施例二的技术原理基础之上，如图44至图49所示，一种摆动活塞式工作机，其包括具有与实施例一所阐述的技术原理和结构相同或相似的外缸体1、内缸体2、活塞3、缸盖4和缸体轴5；外缸体1设有多个，内缸体2设有多个，活塞3设有多个，缸盖4设有多个，相邻并共圆的外缸体1之间设有呈弧形体结构的连接筋12，该连接筋12将相邻并共圆的外缸体1之间首尾连接成环形的外缸体环111，该外缸体环111套在内缸体2的外围；为了增大功率或者效率，外缸体环111设置有多个，多个外缸体环111串联成整体近似呈圆筒状的外缸体串666；内缸体2设置多个，多个内缸体2串联成一个整体的内缸体串222；外缸体串666套在内缸体串222的外面；根据前面的技术方案原理，外缸体串666所包含的每个外缸体1都各自独立地与内缸体串222围成一个呈弧形体形状的气缸10；在每个弧形体形状的气缸10中都设有一个配套的活塞3将该气缸10的空间分隔成两部分，活塞3安装并固定在内缸体串222外围对应的位置上；在外缸体串666所包含的每个对应的外缸体1的两头上都设置有配套的缸盖4；位于外缸体串666同一侧的所有缸盖4设置为整体结构的缸盖串444。内缸体串222的外围并列平行设有多个用于安装缸体密封环的环形槽。

外缸体串666、内缸体串222、缸体轴5、安装在内缸体串222上的多个活塞3以及缸盖串444装配在一起形成的主体串333通过设置在其外端或者附近的摆盘51（或者摆轴21）、连杆52和曲轴53实现其与主轴54的相互联动。

在本实施例中，如果作为内燃机则相应的配气系统、燃气系统或者点火系统的原理同上一样所以在此不再赘述，当然如果相应的配气系统进行调整则可以作为压缩机。

实施例四

在实施例三的技术原理基础之上，本方案的技术特点如下：

如图50和图51所示，为了增大功率或者效率，主体串333设有多个，多个主体串333串联组合成主体系；主体系所包含的所有主体串333共用一套摆盘51（或者摆轴21）、连杆52、曲轴53实现与主轴54的联动；或者每个主体串333各自设置一套摆盘51（或者摆轴21）、连杆52和曲轴53实现与主轴54的相互联动。每个主体串333设有配套的配气系统。

实施例五

在实施例四的技术原理基础之上，本方案的技术特点如下：

如图52至图55所示，为了增大功率或者效率以及为了使本内燃机的功率密度更高和运转更平稳，主体串333或者主体系并列设有两个，并列设置的两个主体串333或者主体系通过各自配套的摆盘51（或者摆轴21）、连杆52和曲轴53实现与主轴54的联动。在外缸体串666的外围设有外缸体冷却水箱13以便对外缸体串666进行冷却，在曲轴53所在的部位设有呈箱体结构的曲轴箱72以便对曲轴53、摆盘51或者摆轴21和连杆52等部件进行保护和润滑，主轴54的一端设有飞轮59，整个机体安装在机架71上。每个主体串333设有配套的配气系统。如果作为内燃机则通过启动电机81进行启动，如果作为压缩机则通过电机或者其它机器带动本实用新型工作。

实施例六

在实施例四的技术原理基础之上，本方案的技术特点如下：

并列设置的两个主体串333（或者并列设置的两个主体系）中的其中之一的主体串333（或者主体系）通过摆盘51（或者摆轴21）、连杆52和曲轴53与主轴54配套联动，两个主体串333（或主体系）之间通过联动齿轮58实现两者之间的相互联动。每个主体串333设有配套的配气系统。

在以上的实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五和实施例六中，如果作为内燃机则在每个缸盖上设有的燃烧室400以及每个气缸所设置的配套的润滑系统、冷却系统、燃气系统、配气系统或者点火系统等等的原理都是相同或者相似的且属于既有技术所以在此不再赘述，当然如果相应的配气系统进行调整则可以作为压缩机。

下面我们以一个外缸体环、一个内缸体和两个缸盖组所围成的同圆上的两个气缸（如图36和37所示）为例来对本实用新型作为内燃机的工作原理进行说明：

第一阶段，当左侧活塞3（以下简称左活塞）在左侧气缸10内向下（逆时针）摆动右侧活塞3在右侧气缸10内向上（也是逆时针）摆动而使左侧气缸10中位于左侧活塞3上方的容积（以下简称左上气缸）逐渐变大左侧气缸10中位于左侧活塞3下方的容积（以下简称左下气缸）逐渐变小以及右侧气缸10中位于右侧活塞3下方的容积（以下简称右下气缸）逐渐变大右侧气缸10中位于右侧活塞3上方的容积（以下简称右上气缸）逐渐变小时，在配气系统的作用下：左侧气缸10上端的进气门打开排气门关闭，左上气缸进行吸气冲程；左侧气缸10下端的进气门关闭排气门打开，左下气缸进行排气冲程；右侧气缸10下端的进气门打开排气门关闭，右下气缸进行吸气冲程；右侧气缸10上端的进气门关闭排气门打开，右上气缸进行排气冲程。

第二阶段，第一阶段完成后，当左侧活塞3在左侧气缸10内向上（顺时针）摆动右侧活塞3在右侧气缸10内向下（也是顺时针）摆动时，在配气系统的作用下：左侧气缸10上端的进气门和排气门都关闭，左上气缸进行压缩冲程：左侧气缸10下端的进气门打开排气门关闭，左下气缸进行吸气冲程；右侧气缸10下端的进气门和排气门都关闭，右下气缸进行压缩冲程；右侧气缸10上端的进气门打开排气门关闭，右上气缸进行吸气冲程。

第三阶段，第二阶段完成后，当左侧活塞3在左侧气缸10内向下（逆时针）摆动右侧活塞3在右侧气缸10内向上（也是逆时针）摆动时，在配气系统的作用下：左侧气缸10上端的进气门和排气门都关闭，左上气缸进行做功冲程：左侧气缸10下端的进气门和排气门都关闭，左下气缸进行压缩冲程；右侧气缸10下端的进气门和排气门都关闭，右下气缸进行做功冲程；右侧气缸10上端的进气门和排气门都关闭，右上气缸进行压缩冲程。

第四阶段，第三阶段完成后，当左侧活塞3在左侧气缸10内向上（顺时针）摆动右侧活塞3在右侧气缸10内向下（也是顺时针）摆动时，在配气系统的作用下：左侧气缸10上端的进气门关闭排气门打开，左上气缸进行排气冲程：左侧气缸10下端的进气门和排气门都关闭，左下气缸进行做功冲程；右侧气缸10下端的进气门关闭排气门打开，右下气缸进行排气冲程；右侧气缸10上端的进气门和排气门都关闭，右上气缸进行做功冲程。

这样一个周期完成，主轴54旋转两圈，每个活塞3往返摆动两个回合。因为每个活塞3有上下两个工作面，每个工作面完成一次做功，所以一个周期中每个活塞3做功两次，两个活塞做功4次。活塞3的往复摆动带动内缸体2和缸体轴5的往复转动，然后通过摆盘51（或者摆轴21）、连杆52、曲轴53等零部件带动主轴54的旋转从而将动能输出。

当然如果作为压缩机，本技术领域的技术人员都能明白其工作原理，在此不再赘述。

Claims (7)

1.一种摆动活塞式工作机，特征在于：其结构包括外缸体、内缸体、活塞、缸盖和缸体轴；外缸体呈圆弧体结构，所述外缸体设有两个或者多个，两个或者多个所述外缸体呈共圆筒或者共圆环布置；共圆筒或者共圆环布置的两个或者多个所述外缸体的共同的中心轴线上设有内缸体，所述内缸体整体呈近似圆环状或者圆筒状或者滚轮状或者轮毂状结构；共圆筒或者共圆环布置的两个或者多个所述外缸体共同套装在所述内缸体的外面；每个所述外缸体的内侧都各自独立地与所述内缸体的外围围成呈弧形体形状的气缸；外缸体和内缸体所围成的弧形体形状的气缸的横截面可以是多种形状的结构；每个所述气缸的两头分别设有缸盖并将该气缸的两头盖住；每个所述气缸中都设有呈块状结构的活塞，所述活塞固定在内缸体上，所述活塞将其所位于的气缸分隔成两部分；内缸体两端的中心轴线上设有缸体轴；所述内缸体直接或间接固定在该缸体轴上或者为了简化结构以及增加稳定性所述内缸体与所述缸体轴可以设置成整体结构或者所述内缸体两端的缸体轴也可以合并成一根缸体轴且该缸体轴轴向穿过所述内缸体的中心。

2.根据权利要求1所述的摆动活塞式工作机，其特征在于：相邻并共圆的所述外缸体之间设有呈弧形体结构的连接筋，该连接筋将共圆的所有外缸体首尾连接成环形的外缸体环，该外缸体环套在所述内缸体的外围；相邻的两个所述缸盖组合成呈整体结构的缸盖组。

3.根据权利要求1所述的摆动活塞式工作机，其特征在于：所述活塞内端面的几何尺寸大于其外端面的几何尺寸，所述活塞的内端面与所述内缸体的外围适配；所述活塞的外端面在轴平面方向上的轮廓线呈弧形结构或者呈部分弧形结构。

4.根据权利要求1所述的摆动活塞式工作机，其特征在于：在所述缸体轴上开设有通孔将内缸体内部的空间与外界连通或者在所述内缸体上开设有通孔将内缸体内部的空间与外界连通。

5.根据权利要求1或3所述的摆动活塞式工作机，其特征在于：在所述活塞的内部设有呈空腔状的活塞腔，所述活塞腔与所述内缸体的内部的空间相通。

6.根据权利要求1所述的摆动活塞式工作机，其特征在于：在所述内缸体的外端面上直接设有摆轴，摆轴直接与连杆的一端相连，连杆的另一端与曲轴相连。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的摆动活塞式工作机，其特征在于：由所述外缸体环、所述内缸体、所述缸盖组、所述内缸体上的所述活塞以及所述缸体轴等装配在一起形成的主体并列设有两个，两个所述主体共用一根主轴。