CN2497054Y - 一种无曲轴长行程活塞内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无曲轴长行程活塞内燃机,该机具有传统的内燃机全部的气缸、活塞、连杆、油、气、电系统,以及传动输出轴。其特点是用传动轴头孔输出装置取代曲轴,没有曲轴摆角限制,其气缸、活塞行程根据热效率需要,可随意合理加长。热效率比传统曲轴内燃机要高出15个百分点以上。由于该机热效率高,燃烧较彻底,废气排放完全低于欧II排放法规;本实用新型不单具有提高经济效益和社会效益的能力,更重要的是具有环保效益。

Description

一种无曲轴长行程活塞内燃机

本实用新型涉及一种内燃机，尤其是一种无曲轴长行程活塞内燃机。

目前所有车辆、船舶以及所有需用内燃机做动力的机械装置，所用的内燃机，内燃机的构造全部都是依赖传统气缸、活塞、连杆推动曲轴旋转的技术。其特点是：气缸活塞行程短，气缸主要是受曲轴摆角限制。热效率低(约26～34％)、油耗高，为此人们都竭力攻关，但由于大家都围绕在内燃机曲轴旋转技术框死的范围内进行攻关，所以收效其微，侧如加大力气提高加工精度，更有甚者将活塞表面、气缸内壁铸上陶瓷，但其热效率不外乎也只能提高2至3个百分点。这就已经是曲轴内燃机的油耗、热效率的顶峰了。所以依靠曲轴取得旋转的内燃机都是属于短行程内燃机。内燃机的气缸活塞行程长短，关系到油料燃烧的膨胀热利用率，即热效率。好比枪支与弹药，例如美国的单兵武器的枪支、弹药仅一个规格：5.54mm，短枪管用它射程约200米，长枪管用它射程可达600米，射程差距之大，这是膨胀气体有效行程增长的缘故。所以活塞行程长，热效率提高，油耗降低是必然的。

本实用新型的目的是提供一种无曲轴限制，长行程活塞、功率大、低耗能的内燃机。

为了达到上述目的，本技术方案是以内燃机的原有传统燃烧技术装置系统结构不变为基础。只是取消曲轴，确定气缸活塞行程最佳尺寸，在原来曲轴两端轴承座位置的外边，设置上无曲轴内燃机“传动轴、孔头输出装置”。该装置机理是利用经典数学内旋轮线方程定理。定义是：“一动圆a沿另一定圆A的内部滚动而无滑动时，动圆a上一点Q的运动轨迹，取自动圆a的直径aD等于A直径AD的1/2，即AD/a＝2时，动圆A上一点Q的运动轨迹是定圆A的直径”，见图1。

根据这一定理，应用设计采用等式倒用办法，以六缸内燃机为例，由描成直线的活塞往复行程，通过活塞推动连杆4、9、14、横杆5、10、15悬挂手臂6、11、18联接动齿轮上的直线往复悬挂轴头7、12、17，使动齿轮24、25、26、27沿着定齿轮20的内部滚动的同时，由动齿轮的轴心推动定齿轮圆心的轴心共力圆盘22，而该轴心共力盘旋转则是内燃机传动输出轴22也因此转动。从而取代传统曲轴，使原曲轴活塞有限的行程统死内燃机有效的活力得到进一步利用，根据热效率最佳数据确定气缸行程，就是本实用新型内燃机的传动轴、孔输出装置大小结构的设计根据。

本实用新型采用由传动轴、孔、输出装置取代传统曲轴，在该装置外壳18内设置定齿轮19，在定齿轮的圆心位置即外壳的中心设置传动输出轴的轴承座轴心共力圆盘22，在共力圆盘上设置两组4只分级错开的滚动齿轮24、25、26、27，在滚动齿轮25、26、27上设置分组错开的直线往复悬挂轴头7、12、17，该装置外表壳18上设置固定螺孔、螺钉28、29与内燃机体联接为一体。

本实用新型由于取消曲轴，所以连杆与活塞工作时没有夹角阻力，热效率得到进一步的提高。气钲活塞行程没有曲轴限制，其行程可根据内燃机使用范围、空间条件而确定。热效率均可随机调控在50％以上。与原传统的曲轴内燃机比较，热效率可提高15个百分点以上。如果整个社会都使用无曲轴内燃机，每年节约的油耗可抵上几个大油田。

由于无曲轴内燃机热效率提高亦就等于燃烧较彻底，排放污染物更不会超标，安全低于欧II排放法规。所以本实用新型不单具有提高经济效益的能力，而且更有环保效益。该机也可称“节能、高效、环保内燃机”。

以下结合附图作详细说明。

图1为本实用新型原理图。

图2为本实用新型整体结构示意图。

图3为本实用新型传动轴孔输出装置示意图。

根据图1的原理，无曲轴长行程活塞内燃机应用设计采取等式倒用办法，如图2、3所示，在内燃机的燃烧技术装置系统结构不变的基础上，根据使用要求的热效率，确定气缸活塞1、2的行程长度，活塞动力与“传动轴孔输出装置”传递连接的构成由活塞3、8、13下端设置单脚，连杆4和双脚连杆9、14连杆脚下连接处设置单脚横杆5和双脚横杆10、15，以利各气缸连杆错开往复。在横杆两端联接处设置横杆悬挂手臂6、11、16与“传动轴、孔输出装置”的直线悬挂轴头7、12、17连接。而“传动轴、孔输出装置”的构成是由该装置的外壳18也是机壳及机座，在该机壳内设置定齿轮19，在定齿轮的圆心位置即外壳18的中心设置传动输出轴、孔的轴承座和传动轴、孔20、21；在传动轴21的内端设置轴心共力盘22，在共力盘上设置两组4只分级错开的滚动齿轮24、25、26、27。在滚动齿轮27、26、27上设置分级错开的往复悬挂轴头7、12、17。在该装置的外壳18上设置与内燃机联接为一体的固定螺孔、螺钉28、29。

单缸、双缸内燃机只需设置一个“传动轴、孔输出装置”，该装置内的轴心共力圆盘22上只需设置一组2只滚动齿轮，单缸内燃机只需在该组滚动齿轮其中的一个滚轮上设置直线往复悬挂轴头；双缸内燃机需要在两只滚动齿轮上设置直线往复悬挂轴头；四缸以上的多缸内燃机两端需设置二个“传动轴、孔输出装置”，四缸内燃机可在轴心共力圆盘22上设置一组2只滚动齿轮和两个直线往复悬挂轴头；六缸内燃机两端需设置2个“传动轴头、孔输出装置”；8缸内燃机设置的“传动轴、孔输出装置”内面的滚动齿轮24需设置直线往复悬挂轴头；以此类推。

由于该机气缸、活塞没有曲轴左右摆角的限制，气缸活塞行程可随意合理加长，确保效率提高。

Claims (4)

1、一种无曲轴长行程活塞内燃机，具有缸体，气缸，活塞，密封环，连杆及油、气、电系统，其特征在于：由传动轴、孔、输出装置取代传统曲轴，在该装置外壳(18)内设置定齿轮(19)，在定齿轮的圆心位置即外壳的中心设置传动输出轴的轴承座轴心共力圆盘(22)，在共力圆盘上设置一组两只或两组4只分级错开的滚动齿轮(24)、(25)、(26)、(27)，在滚动齿轮(25)、(26)、(27)上设置分组错开的直线往复悬挂轴头(7)、(12)、(17)，该装置外表壳(18)上设置固定螺孔、螺钉(28)、(29)与内燃机体联接为一体；传递轴孔输出装置与活塞动力传递连接。

2、根据权利要求1所述的无曲轴长行程活塞内燃机，其特征在于：单缸、双缸内燃机只需设置一个“传动轴、孔输出装置”，该装置内的轴心共力圆盘(22)上只需设置一组2只滚动齿轮，单缸内燃机只需在该组滚动齿轮其中的一个滚轮上设置直线往复悬挂轴头，双缸内燃机需要在两只滚动齿轮上设置直线往复悬挂轴头。

3、根据权利要求1所述的无曲轴长行程活塞内燃机，其特征在于：四缸以上的多缸内燃机两端需设置二个“传动轴、孔输出装置”，四缸内燃机可在轴心共力圆盘(22)上设置一组2只滚动齿轮和两个直线往复悬挂轴头；六缸内燃机两端需设置2个“传动轴头、孔输出装置”；8缸内燃机设置的“传动轴、孔输出装置”内面的滚动齿轮(24)需设置直线往复悬挂轴头；以此类推。

4、根据权利要求1所述的无曲轴长行程活塞内燃机，其特征在于活塞动力与“传动轴、孔输出装置”传递联接的构成为：活塞(3)、(8)、(13)下端设置单脚连杆(4)和双脚连杆(9)、(14)，连杆脚下连接设置单脚横杆(5)和双脚横杆(10)、(15)，在横杆两端联接处设置横杆悬挂手臂(6)、(11)、(16)，与传动轴头、孔输出装置的直线往复悬挂轴头(7)、(12)、(17)连接。