CN2184786Y - 环形汽缸对置式活塞发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环形汽缸对置式活塞发动 机，由上、下半部环形缸(1)、(9)、轮轴(2)、进、排汽门 (5)、(3)、膨胀、压缩汽体隔板(4)、(8)、喷油嘴(或火 花塞)(6)、燃烧室(7)、活塞(10)、汽环(11)、油环 (12)、金属密封环(13)和滑动轴承(14)组成。此种发 动机动力大，功率高，重量和体积均较小，燃料消耗较 小，具有良好的工作性能和经济性能，综合性能优于 现有的三种发动机，宜于推广应用。

Description

本实用新型涉及一种环形汽缸对置式活塞发动机，属机械工程类。

发动机是现代工业、交通运输业及社会各领域应用最为广泛的通用机械。通常的发动机不外乎往复式、燃汽轮式和转子式三种，这些发动机各有自己的特点，但仍然分别存在不足。例如，往复式发动机的往复部件惯力较大，使其活塞的平均速度和发动机转速受到限制，再者此种发动机整机结构复杂，零部件繁多，制造加工也比较困难；燃汽轮机则轴向压力大，燃料消耗多，制造成本高，经济性较差；而近年来研制的转子式发动机虽比以上两种发动机先进，然而该机增加压缩比较为困难，低速动力性和经济性较差。

本实用新型的任务在于提供一种新型的环形汽缸对置式活塞发动机，此种发动机分别克服了上述三种发动机的缺点，具有较好的工作性能和经济性。

本实用新型是这样实现的，它由上半部环形缸（1）、下半部环形缸（9）、轮轴（2）、进汽门（5）、排汽门（3）、膨胀汽体隔板（4）、压缩汽体隔板（8）、喷油嘴（或火花塞）（6）、燃烧室（7）、活塞（10）、汽环（11）、油环（12）、金属密封环（13）和滑动轴承（14）组成。其组装和结构特征如下：上、下半部环形缸（1）、（9）对扣组成一个切面为拱门形的环形汽缸，两个半环形缸上分别铸有一个鼓形或圆柱形燃烧室（7）；汽缸内装有一可转动的轮轴（2），轮轴上每一缸对应装有2个金属密封环（13），轮外圆面切线方向2个相对的圆柱形槽内装置有活塞（10），活塞（10）亦可与轮轴铸为一体，活塞上装有汽环（11）和油环（12）；燃烧室（7）内装有进汽门（5）和喷油嘴（或火花塞）（6），燃烧室前装有膨胀汽体隔板（4），隔板（4）前装有排汽门（3），燃烧室后装有压缩汽体隔板（8）；上、下半环形缸（1）、（9）两侧与轮轴（2）相配部位之间分别装有滑动轴承（14）。环形汽缸对置式活塞发动机工作原理与往复式发动机相同，即由吸汽、压缩、做功、排汽等四个过程组成一个循环，然其独特之处则在于是由环形汽缸轮轴对置双作用自由活塞来实现循环并输出有用功的。其工作过程如下：在旋转角度为0°时，两个活塞与汽缸上的两个燃烧室重合并封闭燃烧室，此时环形汽缸分为两个腔；轮轴顺时针转动，膨胀汽体隔板降落，压缩汽体隔板停在上止位置，排汽门打开，活塞在转动中与隔板一起将环形汽缸分成4个腔，活塞前端腔进行吸汽过程，尾端腔进行排出前一过程留下废汽的过程；轮轴转动180°，排汽门关闭，活塞以自身的凸轮作用使膨胀汽体隔板上升，并使自身通过隔板，这时环形汽缸又为2个腔；轮轴继续转动，膨胀气体隔板降落，进汽门继续开着，活塞与隔板又把汽缸分为4个腔，活塞前端腔继续吸汽，而尾端腔则进行压缩过程，活塞运动到指定位置时，顺序关闭压缩汽体隔板和进汽门，打开膨胀汽体隔板，喷油嘴或火花塞点火开始；轮轴转动360°，燃烧压力达到最高值，这时汽缸内又分为2个腔，轮轴以储存的能量继续转动，膨胀汽体隔板降落，压缩汽体隔板被活塞自动升在上止点停动，此时活塞前端腔膨胀汽体在做功，尾端腔仍进行压缩过程；活塞又转到指定位置时仍按顺序关闭压缩汽体隔板，打开膨胀汽体隔板，尾端腔汽体被压入燃烧室，喷油或点火开始；轮轴转到540°时，汽缸又成为2个腔，排汽门打开，轮轴转动，膨胀汽体隔板降落，压缩汽体隔板被活塞升起并停动，活塞前端又一次为膨胀汽体推动做功，尾端排出废汽；轮轴转到720°时，一个完整的循环完毕，留下的废汽由下一个过程排出。

本实用新型动力大，功率高，重量和体积均较小，燃料消耗较少，具有良好的工作性能和经济性，且无需象燃汽轮机那样采用特殊的耐热合金材料，因而综合性能均优于现有的三种发动机，宜于推广应用。

图1为本实用新型的总体结构示意图。

图2为本实用新型的侧视图。

以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。

本实用新型中，上、下半部环形缸（1）、（2）均为半环形，下半缸与机座铸成一体，其断面分别呈上下对扣的拱门形，缸体上分别铸有一鼓形或圆柱形燃烧室，并在相应位置上开有圆形进、排汽孔和可供隔板升降的滑道和长方形孔，缸体内、外壁之间构成可供冷水循环的空腔，材质采用球墨铸铁；轮轴（3）形状与通常的平板皮带传动轮相同，即轮子置于轴的中部，轮与轴可铸成一体，亦可制成两件组装在一起，其轴向上均匀开有若干圆形或其他形状的空洞以减轻重量，材质为球墨铸铁；活塞（10）断面为拱门形，其外缘为弧形，前后两端面不同，前端面为小角度的弧形面，尾端面为一相应于轮轴外圆切线的弧形面，其上开有供装置油环和汽环用的2个槽；进、排汽门和膨胀、压缩汽体隔板材质均为铬镍钨钴合金，膨胀、压缩汽体隔板亦呈拱门形，其上有可供外部操纵的圆杆。本实用新型根据需要可设计为一缸一轮，也可为多缸一轮，轮轴上可采用圆形金属密封环密封，也可采用机械形式密封。

Claims (4)

1、一种环形汽缸对置式活塞发动机，由上、下半部环形缸(1)、(9)、轮轴(2)、进、排汽门(5)、(3)、膨胀汽体隔板、压缩汽体隔板(4)、(8)、喷油嘴(或火花塞)(6)、燃烧室(7)、活塞(10)、汽环(11)、油环(12)、金属密封环(13)和滑动轴承(14)组成，其特征在于：上、下半部环形缸(1)、(9)对扣组成一个切面为拱门形的环形汽缸，两个半环形缸上分别铸有一个鼓形或圆柱形燃烧室(7)；汽缸内装有一可转动的轮轴(2)，轮轴上每一缸对应装有2个金属密封环(13)，轮外圆切线方向2个相对的圆柱形槽内装置有活塞(10)，活塞(10)亦可与轮轴铸为一体，活塞上装有汽环(11)和油环(12)；燃烧室(7)内装有进汽门(5)和喷油嘴(或火花塞)(6)，燃烧室前依次装有膨胀汽体隔板(4)和排汽门(3)，燃烧室后装有压缩汽体隔板(8)；上、下半环形缸(1)、(9)两侧与轮轴(2)相配部位之间分别装有滑动轴承(14)。

2、根据权利要求1所述的环形汽缸对置式活塞发动机，其特征在于，上、下半部环形缸（1）、（9）均为半环形，下半缸与机座铸成一体，其断面分别呈上下对扣的拱门形，缸体上分别铸有一鼓形或圆柱形燃烧室，并在相应位置上开有圆形进、排汽孔和可供隔板升降的滑道和长方形孔，缸体内、外壁之间构成可供冷水循环的空腔。

3、根据权利要求1所述的环形汽缸对置式活塞发动机，其特征在于，轮轴（3）形状与通常的平板皮带传动轮相同，即轮置于轴的中部，轮与轴可铸成一体，亦可制成两件组装在一起，其轴向上均匀开有若干圆形或其他形状的空洞。

4、根据权利要求1所述的环形汽缸对置式活塞发动机，其特征在于，活塞（10）断面为拱门形，其外缘为弧形，前后两端面不同，前端面为小角度弧形面，尾端面为一相应于轮轴外圆切线的弧形面，其上开有装置油环，汽环用的2个槽。

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