CN2396190Y

CN2396190Y - 往复直线反冲式内燃机

Info

Publication number: CN2396190Y
Application number: CN 99232472
Authority: CN
Inventors: 张俊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2000-09-13
Anticipated expiration: 2009-08-27

Abstract

本实用新型为输出直线往复动力的内燃机。活塞推杆把活塞与蓄能活塞连为往复运动组件,活塞位于汽缸燃烧室内而蓄能活塞位于与汽缸燃烧室紧邻的蓄能活塞室内,蓄能活塞室与汽缸燃烧室间有气体通道和止回阀,蓄能活塞室内有蓄能弹簧,并有能使蓄能弹簧压缩的启动机构。优点:机械效率高使用寿命长,构造简单,换气效果更好,能最大限度地实现内燃机与能量转化机构之间的负荷分配,便于与需要往复运动做原动力的机械在结构上进行整体组合。

Description

往复直线反冲式内燃机

本实用新型为一种内燃机，具体是一种输出直线往复动力的内燃机。

普通的四冲程和二冲程内燃发动机是一种以旋转方式输出机械动能的机械，通常使用曲柄连杆机构把活塞的往复运动变成旋转运动，活塞对缸壁及曲轴对曲轴瓦的压力很大，既浪费动力也加剧磨损，而且作为车辆动力电必须与离合器、变速器等机构配合使用，整个机构复杂，成本高，使用和维护均有很多不便。现有的往复内燃机技术方案，如公告号为CN-23257Y的中国专利文献公布的“内燃往复发电机”，其中的内燃机结构为：设置两个对称的汽缸和活塞环等内燃机组件，利用活塞的对置往复运动以推动动于铁芯。其缺点是：并未完全取消曲柄连杆机构，如果该机构以四冲程方式工作，其压缩和换气所需能量必须由配气凸轮和连杆提供，与传统四冲程发动机并无本质区别，故结构不够简化，缸壁的压力和磨损减少不多。

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种更为简单，不产生缸壁侧向压力的往复直线反冲式内燃机。

本实用新型的结构是：内燃机为二冲程点燃式或压燃式，包括有汽缸、活塞、活塞推杆等，其特征是：活塞推杆把活塞与一个蓄能活塞连为一个往复运动组件，活塞位于汽缸燃烧室内而所说的蓄能活塞位于与汽缸燃烧室紧邻的蓄能活塞室内，蓄能活塞室与汽缸燃烧室之间设有气体通道，气体通道上设有止回阀，汽缸燃烧室设有排气口，蓄能活塞室与进气阀连通，蓄能活塞室内设有能储存弹性势能的蓄能弹簧，并设有能使活塞推杆向活塞的下止点方向移动从而使蓄能弹簧压缩的启动机构。

本实用新型的工作原理：当蓄能弹簧被启动机构压缩并打开锁止后，蓄能弹簧推动蓄能活塞带动活塞向上止点方向移动，根据普通内燃机的工作原理在适当时刻供油可形成混合气，按压燃或点燃方式使混合气燃烧，点燃的混合气推动括塞带动蓄能活塞高速向反方向移动、从而将燃气的压力转换为往复运动组件的动能。该动能的大部分，在不同的应用场合，由不同的能量转换装置吸收转化；动能的另一部分转化为蓄能弹簧的势能，作为下一个工作循环的换气能量和压缩能量。所说的能量转换装置可以有多种不同结构。如用于发电时，可以是一台专门设计的直线发电机；用做液力机械时，可以是一台空压机；用于抽水时，可以是一台往复式抽水机等等。

本实用新型的换气过程见图1-3：当蓄能活塞1被启动机构(图中未画出)或被活塞2推动向右移动时，蓄能活塞1右方的空气压力提高，推开蓄能活塞室与汽缸燃烧室之间气体通道上的止回阀3，空气依次经过气体通道上P、O、N等处及进气口M而进入活塞后腔，再通过汽缸燃烧室的排气口Q排除。当活塞2的后部封闭汽缸燃烧室进气口M继续向右移动，蓄能活塞1右腔的气体压力将高于大气压。当活塞2继续右移使其头部打开排气口Q时，活塞2头部缸体中的燃烧废气将以一定的速度冲出缸体，燃气压力迅速降低。当活塞2头部因活塞2继续右移而打开进气口M时，蓄能活塞室右腔中的空气将以一定的压力推开止回阀3冲入汽缸燃烧室、扫除废气。当活塞到达下止点、完成能量转换，在蓄能弹簧5的推动下向左移时，蓄能活塞室右腔中的气体压力下降，止回阀3关闭，进气阀4被打开，新鲜空气进入，以备下一工作循环的使用。

本实用新型的优点和效果是：

1、完全取消了曲柄和连杆机构，燃气膨胀做功时不产生侧向缸壁压力，摩擦力小，摩擦面少，机械效率高，使用寿命长。

2、使内燃机的构造变得非常简单，零件易于加工，制造成本低。

3、利用蓄能活塞进行换气，下止点的位置随燃气推力的大小而变化，使活塞打开进、排气道的时间长于普通二冲程发动机，因此换气效果更好，多余的空气被排入排气道，有利于降低废气中的有害成分。

4、由于使用蓄能弹簧而不是飞轮蓄积回程动能，弹簧蓄积的能量只与压缩量有关，与转速无关，启动时活塞的移动速度与正常工作时基本相当，因此更便于启动，并能通过锁止机构方便地实现暂停工作或使发动机工作在很低的速度下，因此能最大限度地实现内燃机与能量转化机构之间的负荷分配，从而最大限度地减少能源的浪费和空气污染。

5、更便于与需要往复运动做原动力的机械在结构上进行整体组合，从而使两种机械省去了多余的部件，减少了损耗。

图1--图3为本实用新型的换气过程示意图。

图4为实施例的剖面结构示意图。

图5为实施例的启动控制电原理图。

实施例：见图4、图5。本实施例内燃机为二冲程点燃式，包括有火花塞6、喷油器7、汽缸头盖8、活塞环9、活塞10、汽缸体11、活塞推杆12、蓄能活塞13、回位弹簧14、蓄能弹簧座15、蓄能弹簧16、锁定机构17、启动反向开关18、启动电机19、启动螺杆20、启动螺母21、压杆22、压杆座23、启动推杆24、启动正向开关25、正向开关动作机构26、进气阀27、进气阀回位弹簧28、止回阀29、止回阀回位弹簧30、蓄电池31、启动继电器32、启动按钮33等零部件。活塞推杆12把活塞9与蓄能活塞13连为一个往复运动组件，活塞9位于汽缸燃烧室内而蓄能活塞13位于与汽缸燃烧室紧邻的蓄能活塞室内，蓄能活塞室与汽缸燃烧室之间设有气体通道P-N-M，气体通道上设有止回阀29，汽缸燃烧室设有排气口Q，蓄能活塞室与进气阀27连通，蓄能活塞室内设有能储存弹性势能的蓄能弹簧16，并设有能使活塞推杆12向活塞10的下止点方向移动从而使蓄能弹簧16压缩的启动机构。启动反向开关18和启动正向开关25用于与启动电机19配合工作、以实现发动机的启动，它们是单触点推杆开关。启动电机19带动启动螺杆20转动，通过压杆22、压杆座23推动启动推杆24使蓄能弹簧16被压缩而蓄能。锁定机构17由弹簧34、锁止钢球35、横推杆36和竖杆37等零件组成。锁定机构17的作用有二：其一是在启动时与启动螺母21配合工作，协调蓄能弹簧16与启动机构的动作；其二是与其他机构配合，在内燃机空载时将蓄能弹簧16锁止在压缩位置，以防止空载时的撞击，并可减少空载时的无用功。启动过程：按下启动按钮33，蓄电池31的电流通过启动按钮33和启动继电器32驱动启动电机19正向转动，驱动启动螺杆20转动，带动启动螺母21向下移动，推动压杆22和压杆座23，带动启动推杆24向右移动，通过蓄能弹簧座15压缩蓄能弹簧16。当蓄能弹簧16被压缩到预定位置后，锁定机构17在弹簧34作用下移动，使其锁止钢球35卡入启动推杆24上的凹槽内，并使反向开关18闭合。当反向开关18闭合后，启动继电器32的触点被吸下来，启动电机19由于反接电源而反向转动，启动螺母21向上移动，由于锁定机构17的作用，蓄能弹簧16并不动作。只有当启动螺母21向上移动到初始位置时，触动锁定机构17，使锁止打开，并使正向开关25也打开。如果已放开启动按钮33，则锁定机构17被限定在初始位置。如果继续按下启动按钮33，则重复以上启动过程。蓄能活塞13不工作时在回位弹簧14(为一拉簧)的作用下与蓄能弹簧座15保持接触。当蓄能弹簧16被启动机构压缩并打开锁止后，蓄能弹簧16推动蓄能活塞13带动活塞10向左方上止点方向移动，在适当时刻点燃混合气，则点燃的混合气推动活塞10带动蓄能活塞13高速向反方向移动、从而将燃气的压力转换为往复运动组件的动能。该动能的大部分，在不同的应用场合，由不同的能量转换装置吸收转化；动能的另一部分转化为蓄能弹簧16的势能，作为下一个工作循环的换气能量和压缩能量。

以上实施例仅为了对本实用新型作进一步的说明，而本实用新型的范围不受所举实施例的局限。

Claims

1、一种往复直线反冲式内燃机，为二冲程点燃式或压燃式，包括有汽缸、活塞、活塞推杆等，其特征是：活塞推杆把活塞与一个蓄能活塞连为一个往复运动组件，活塞位于汽缸燃烧室内而所说的蓄能活塞位于与汽缸燃烧室紧邻的蓄能活塞室内，蓄能活塞室与汽缸燃烧室之间设有气体通道，气体通道上设有止回阀，汽缸燃烧室设有排气口，蓄能活塞室与进气阀连通，蓄能活塞室内设有能储存弹性势能的蓄能弹簧，并设有能使活塞推杆向活塞的下止点方向移动从而使蓄能弹簧压缩的启动机构。