CN2773324Y - 一种多缸内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多缸内燃机，包括气缸、活塞、连杆及曲柄、曲轴在内的曲柄滑块机构，把各气缸在环形上布置，通过各运动单元或各气缸的的动力输出齿轮同时跟同一主动轴齿轮相啮合，以共同驱动中间的主动轴转动，输出动力。本实用新型结构完全对称，克服了传统的往复式内燃机的振动、噪声较大的缺点。

Description

一种多缸内燃机

所属技术领域

本实用新型涉及一种新型的动力装置，尤其是能大幅度减小振动的内燃机。

背景技术

目前，现有的大功率往复式内燃机是由曲轴、连杆、活塞、气缸等主要部件所组成的。这类内燃机由于不可克服的结构原因，振动较大；除此之外，它还能使与其相连接的机体产生较大的振动与噪声，增大了其本身及与其相连接的机体部件的动载荷，降低了其疲劳寿命；并对人机环境造成较大的破坏。

发明内容

本发明的目的是通过把传统往复式内燃机的气缸及配套的曲柄滑块机构进行合理的布置，减小或完全消除了内燃机内由运动部件的惯性动载荷所导致的振动，克服了往复式内燃机振动较大的缺点。

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案的基本构思是：一种多缸内燃机，包括气缸、活塞、连杆及曲柄、曲轴在内的曲柄滑块机构，把各气缸在环形上布置，通过各运动单元或各气缸的的动力输出齿轮同时跟同一主动轴齿轮相啮合，以共同驱动中间的主动轴转动，输出动力。

各运动单元或各气缸的动力输出齿轮是与同轴的曲轴或曲柄呈刚性连接；主动轴齿轮与主动轴也是刚性连接。

相邻的且呈轴对称布置的同一运动单元内的二气缸通过在各自的曲轴上各安装一个啮合齿轮，二啮合齿轮齿数、模数、半径大小分别相等且相互啮合，以约束两曲柄作等速反向转动、二气缸等速工作，形成联合对称式多缸内燃机。

所有运动单元内都有一个动力输出齿轮，动力输出齿轮跟其同轴的曲轴呈刚性连接，各动力输出齿轮齿数、模数、半径均相等，且均跟主动轴齿轮相啮合。

在多缸内燃机的每个曲轴上挂二个气缸，形成V型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

或者，

在多缸内燃机的每个曲轴上挂三个气缸，形成W型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

或者，

把多缸内燃机气缸在环上倒置。

或者，

各气缸在圆环上均匀独立布置，且每个气缸的曲轴上均安装有一个动力输出齿轮，各动力输出齿轮的齿数、模数、半径大小分别相等，且在环向上同时与主动轴齿轮啮合，形成独立均布式多缸内燃机。

或者，

在多缸内燃机的每个曲轴上挂二个气缸，形成V型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

或者，

在多缸内燃机的每个曲轴上挂三个气缸，形成W型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

或者，

把独立均布式多缸内燃机的每个气缸在环上倒置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术途径是：通过把内燃机的多个气缸及配套的曲柄滑块机构在圆环上独立均匀布置或联合对称布置，让内燃机内运动部件的运动惯性力自行部分互相抵消或完全互相抵消，不但减小了内燃机本身的振动，还使与其相连接的机体、部件的振动与噪声大大减小，动载荷降低，疲劳寿命得以延长。

附图说明：

图1是本实用新型的联合轴对称式2缸机机械原理与机构示意图；

图2是本实用新型的联合轴对称式2缸机工作方式1示意图；

图3是本实用新型的联合轴对称式2缸机工作方式2示意图；

图4是本实用新型的独立式均布型2缸机机械原理与机构示意图；

图5是本实用新型的独立式均布型2缸机工作方式1示意图；

图6是本实用新型的独立式均布型2缸机工作方式2示意图；

图7是本实用新型的联合轴对称式4缸机机械原理与机构示意图；

图8是本实用新型的联合轴对称式4缸机工作方式1示意图；

图9是本实用新型的联合轴对称式4缸机工作方式2示意图；

图10是本实用新型的联合轴对称式4缸机工作方式3示意图；

图11是本实用新型的联合轴对称式4缸机工作方式4示意图；

图12是本实用新型的联合轴对称式4缸机工作方式5示意图；

图13是本实用新型的联合轴对称式6缸机机械原理与机构示意图；

图14是本实用新型的联合轴对称式6缸机工作方式1示意图；

图15是本实用新型的联合轴对称式6缸机工作方式2示意图；

图16是本实用新型的联合轴对称式10缸机机械原理与机构示意图；

图17是本实用新型的联合轴对称式14缸机机械原理与机构示意图；

图18是本实用新型的联合轴对称式8缸机机械原理与机构示意图；

图19是本实用新型的联合轴对称式8缸机工作方式1示意图；

图20是本实用新型的联合轴对称式8缸机工作方式2示意图；

图21是本实用新型的联合轴对称式8缸机工作方式3示意图；

图22是本实用新型的联合轴对称式8缸机工作方式4示意图；

图23是本实用新型的联合轴对称式8缸机工作方式5示意图；

图24是本实用新型的联合轴对称式12缸机机械原理与机构示意图；

图25是本实用新型的联合轴对称式12缸机工作方式1示意图；

图26是本实用新型的联合轴对称式12缸机工作方式2示意图；

图27是本实用新型的联合轴对称式12缸机工作方式3示意图；

图28是本实用新型的联合轴对称式12缸机工作方式4示意图；

图29是本实用新型的联合轴对称式12缸机工作方式5示意图；

图30是本实用新型的联合轴对称式12缸机工作方式6示意图；

图31是本实用新型的联合轴对称式16缸机机械原理与机构示意图；

图32是本实用新型的联合轴对称式16缸机工作方式1示意图；

图33是本实用新型的联合轴对称式16缸机工作方式2示意图；

图34是本实用新型的联合轴对称式16缸机工作方式3示意图；

图35是本实用新型的联合轴对称式16缸机工作方式4示意图；

图36是本实用新型的带椭轮的联合轴对称式16缸机机械原理与机构示意图；

图37是本实用新型的独立均布式3缸机机械原理与机构示意图；

图38是本实用新型的独立均布式3缸机工作方式1示意图；

图39是本实用新型的独立均布式3缸机工作方式2示意图；

图40是本实用新型的独立均布式4缸机机械原理与机构示意图；

图41是本实用新型的独立均布式4缸机工作方式1示意图；

图42是本实用新型的独立均布式4缸机工作方式2示意图；

图43是本实用新型的独立均布式5缸机机械原理与机构示意图；

图44是本实用新型的独立均布式6缸机机械原理与机构示意图；

图45是本实用新型的倒置联合轴对称式6缸机机械原理与机构示意图；

图46是本实用新型的倒置联合轴对称式8缸机机械原理与机构示意图；

图47是本实用新型的倒置独立均布式6缸机机械原理与机构示意图；

图48是本实用新型的倒置独立均布式8缸机机械原理与机构示意图；

图49是本实用新型的联合轴对称式V型12缸机机械原理与机构示意图

图50是本实用新型的联合轴对称式V型12缸机工作方式1示意图；

图51是本实用新型的联合轴对称式V型12缸机工作方式2示意图；

图52是本实用新型的联合轴对称式V型12缸机工作方式3示意图；

图53是本实用新型的联合轴对称式V型16缸机机械原理与机构示意图；

图54是本实用新型的联合轴对称式V型16缸机工作方式1示意图；

图55是本实用新型的联合轴对称式V型16缸机工作方式2示意图；

图56是本实用新型的联合轴对称式V型16缸机工作方式3示意图；

图57是本实用新型的独立均布式V型8缸机机械原理与机构示意图；

图58是本实用新型的独立均布式V型8缸机工作方式1示意图；

图59是本实用新型的独立均布式V型8缸机工作方式2示意图；

图60是本实用新型的独立均布式V型8缸机工作方式3示意图；

图61是本实用新型的独立均布式V型8缸机工作方式4示意图；

图62是本实用新型的独立均布式V型8缸机工作方式5示意图；

图63是本实用新型的独立均布式V型12缸机机械原理与机构示意图；

图64是本实用新型的独立均布式V型12缸机工作方式1示意图；

图65是本实用新型的独立均布式V型14缸机工作方式2示意图；

图66是本实用新型的独立均布式V型12缸机工作方式3示意图；

图67是本实用新型的独立均布式V型12缸机工作方式4示意图；

图68是本实用新型的独立均布式V型12缸机工作方式5示意图；

图69是本实用新型的联合对称式W型12缸机机械原理与机构示意图；

图70是本实用新型的联合对称式W型12缸机工作方式1示意图；

图71是本实用新型的联合对称式W型12缸机工作方式2示意图；

图72是本实用新型的联合对称式W型12缸机工作方式3示意图；

图73是本实用新型的联合对称式W型12缸机工作方式4示意图；

图74是本实用新型的联合对称式W型12缸机工作方式5示意图；

图75是本实用新型的联合对称式W型18缸机机械原理与机构示意图；

图76是本实用新型的独立均布式W型12缸机机械原理与机构示意图；

图77是本实用新型的联合对称式4缸机的动力辅助系统动力传动机械原理示意图；

图78是本实用新型的联合对称式倒置型4缸机的动力辅助系统动力传动机械原理示意图。

所有图中阴影均表示刚性连接；剖面线均表示内燃机机体；所有图形仅为示意图；凸轮轨迹也仅示意轨迹曲线，不为真正的轨迹曲线；字母ω及旁边的箭头表示转速及方向；字母α及旁边的箭头表示曲柄转角大小及方向，对于没有偏心的气缸，它表示气缸中心线在转速方向上到曲柄的夹角，对于有偏心的气缸，它表示曲轴中心到气缸底部的的垂线在转速方向上与曲柄的夹角；各工作方式示意图横坐标表示曲柄相位角大小，竖坐标表示及图中箭头上方数字表示对应气缸。

图中各序号的构件标记分别为：1.气缸1，2.气缸2，3.气缸3，4气缸4，5.气缸6，6.气缸6，7.气缸7，8气缸8，9.气缸9，10.气缸10，11.气缸11，12气缸12，13.气缸13，14.气缸14，15.气缸15，16气缸16，17.活塞1，18.活塞2，19.活塞3，20.活塞4，21.连杆1，22.连杆2，23.连杆3，24.连杆4，25.曲柄1，26.曲柄2，27.曲柄3，28.曲柄4，29.啮合齿轮1，30.啮合齿轮2，31.啮合齿轮3，32.啮合齿轮4，33.动力输出齿轮1，34.动力输出齿轮2，35.动力输出齿轮3，36.动力输出齿轮4，37.主动轴齿轮，38.主动轴，39.椭轮1，40.椭轮2，41.椭轮3，42.椭轮4，43.椭轮5，44.椭轮6，45.动力辅助主传动齿轮，46.凸轮齿轮1，47.凸轮齿轮2，48.凸轮齿轮3，49.凸轮齿轮4，50.凸轮1，51.凸轮2，52.凸轮3，53.凸轮4，54.气缸体。

下面结合附图对本实用新型做进一步具体说明。

具体实施方式

本实用新型通过把传统往复式内燃机的多个气缸对称布置或均匀布置，使内燃机内的所有运动部件的惯性力互相抵消，以减小或完全消除内燃机内运动部件所引起的惯性力合力以达到减小振动的目的。本实用新型按冲程可分为二冲程与四冲程机型，按气缸布置方式划分，可分为联合轴对称式与独立均布式。根据同一原理其结构可进行各种变化，如可把联合轴对称式与独立均布式的气缸倒置，形成联合轴对称式倒置型机与独立均布式倒置型机；还可以在倒置型机各机型的每个曲轴上挂二个或三个气缸，形成联合轴对称式V型、联合轴对称式W型机与独立均布式V型机、独立均布式W型机。下面以本实用新型的各种四冲程机型为例逐一介绍。

(1)联合轴对称式2缸机：如图1本实用新型的联合轴对称式2缸机的机械原理图所示，本实用新型中内燃机气缸1(1)、活塞1(17)、连杆1(21)、曲柄1(25)组成一曲柄滑块机构，气缸2(2)、活塞2(18)、连杆2(22)、曲柄2(26)组成另一曲柄滑块机构，二曲柄滑块机构呈轴对称布置；且曲柄1(25)与啮合齿轮1(29)、动力输出齿轮1(33)呈刚性连接或通过其它保证保证二者不能发生相对运动的方式连接，如花健连接的；曲柄2(26)与啮合齿轮2(30)也是呈刚性连接或通过其它保证二者不能发生相对运动的方式连接，如花健连接的；啮合齿轮1(29)与啮合齿轮2(30)的齿数、模数、半径大小分别相等，且相互啮合，组成一啮合齿轮对；动力输出齿轮1(33)与主动轴齿轮(37)相啮合，且主动轴齿轮(37)是跟主动轴(38)也是呈刚性连接或通过其它保证二者不能发生相对运动的方式连接，如花健连接的。

由图1可见，如果两曲柄滑块机构初始状态相同，则结构完全对称，且跟两曲柄(25、26)呈刚性连接的两啮合齿轮(29、30)的相互啮合约束，曲柄1(25)与曲柄2(26)作等速反向的转动，从而约束两曲柄滑块机构中对应的运动部件作等速反向的运动，保证两气缸(1，2)工作同步。

由上分析可知：两气缸(1，2)同步工作，带动跟两曲柄(25，26)呈刚性连接的两啮合齿轮(29，30)作等速反向的转动，为了保证两反向转动的啮合齿轮(29、30)的动力同向输出，在二曲柄上或曲轴上安装一个动力输出齿轮1(33)，动力输出齿轮1(33)是跟同轴的曲柄1(25)或曲轴呈刚性连接，或通过其它保证二者不能发生相对运动的方式连接，如花健连接的；动力输出齿轮1(33)与主动轴齿轮(37)相啮合，这样，转速相反的两啮合齿轮(29，30)的动力就同时传输到了同一主动轴齿轮上(37)，带动主动轴(38)转动，向外输出动力。实现了运动、动力与能量输出的统一。

在受力方面，运动部件作用在气缸体上的运动惯性力有：二活塞(及活塞销)、连杆的往复惯性力、连杆与曲柄(及曲拐)的离心惯性力与切向惯性力、动力辅助系统中如凸轮、气门等运动部件的惯性力，及燃气冲击力。在这些力中，活塞(及活塞销)的往复惯性力、连杆与曲柄(及曲拐)的离心惯性力与切向惯性力容易引起气缸体及与其连接的机体与部件的振动，并引起噪声；动力辅助系统中凸轮、气门等质量较小的运动部件惯性力由于运动可能不同步、不对称也会引起气缸体较小的振动，但由于质量较小影响不大；燃气冲击力不是自由力，尽管它会引起气缸的弹性振动，但不会引起整机的振动，也不会引起气缸体及与其相连接的机体及部件的振动；主动轴在径向上、切向上均受到动力输出齿轮的作用，切向力产生力矩使主动轴转动，向外输出动力，主动轴在径向力与切向上的受力可能使主动轴产生弯曲振动。

该类型二缸机的工作方式有如图2、图3所示的二种。如果二气缸按如图2所示的工作方式2作功，即两气缸工作完全同步，二气缸所对应的曲柄转动相位角α相同，两气缸中包括动力辅助系统中凸轮、气门等运动部件在内的所有相对应运动部件运动位置与状态完全轴对称，运动部件的惯性力合力在X方向上的分量及惯性力引起的力矩互相抵消，气缸体只会在Y方向上承受直接传递或通过主动轴支承传递过来的惯性动载荷，并在Y方向上产生振动；主动轴无论在径向上还是在切向上均有受力且不对称，其径向受力容易产生轴的弯曲振动；且由于一周期内只有一个作功冲程，每个作功冲程同时有二个气缸作功，输出的扭矩波动性大，动力传动系统运转不平稳。

如果二气缸按图3所示工作方式2作功，这时一周期内有二个作功冲程，每作功冲程有一个气缸作功，动力传动系统的平稳性会大有提高；由于二气缸所对应的曲柄转动相位角α相差360度，其对应所属的主要运动部件(曲柄滑块机构中如活塞、连杆、曲拐及所属配件等质量较大的部件)的运动位置与状态也完全对称，对应的惯性力对Y轴也完全对称，惯性力合力在X方向上的分量及惯性力矩互相抵消，在Y方向上分量会使气缸体在Y方向上产生振动；这时动力辅助系统运动部件由于工作不同步，运动位置与状态不对称也会引起气缸体在X方向上与Y方向上的较小振动，但由于质量较小并且其本身的已通过平衡处理，故影响不大；主动轴受力跟图2所示的工作方式1相差无几，也容易产生弯曲振动。

由图1、图2、图3可见，二气缸是互相约束且互相联合工作的，二活塞的往复滑动通过二曲柄滑块机构变为二啮合齿轮的同步反向转动，在联合轴对称式2缸机中，由于结构对称，二个活塞方向相反的往复同步滑动通过二曲柄滑块机构、一啮合齿轮对及一个动力输出齿轮统一地传递到了主动轴齿轮上，联合实现了一个最基本的动力单元的输出，对应的缸内所有运动部件构成一个最基本的运动单元，这也就是说一个联合轴对称式2缸机的二活塞通过一对啮合齿轮、一对曲柄滑块机构以及配套的运动部件组成一个呈轴对称的气缸组，构成一个最基本的运动单元。

由上分析，联合轴对称式2缸机的主要优点是：能通过对二气缸工作方式的设置，能完全消除惯性力矩及惯性力在跟对称轴垂直方向上的分量(即图1中的X方向上的分量)。其缺点是不能消除跟对称轴方向上的惯性力分量(即如图1中的Y方向上的分量)，会在对称轴方向(如图1所示的Y方向)上产生振动。

(2)独立均布式二缸机：所谓独立式，就是在每个气缸所属的曲柄上各安装一个动力输出齿轮，各动力输出齿轮与跟其同轴的曲柄是呈刚性连接或通过其它保证二者不能发生相对运动的方式连接，如花健连接的；每个气缸单独通过自己的动力输出齿轮同时与主动轴齿轮啮合，共同向主动由齿轮输出动力；各曲柄的转速相同，但方向也相同。

如图4所示，本实用新型独立均布式二缸机把传统式的二个气缸呈中心对称地均匀布置在一个圆环上，曲柄1(25)上有一个跟其呈刚性连接或通过其它保证二者不能发生相对运动的方式连接的动力输出齿轮(33)，曲柄2(26)上有一个跟其呈刚性连接或通过其它保证二者不能发生相对运动的方式连接的动力输出齿轮(34)，且呈中心对称的二动力输出齿轮(33、34)同时跟主动轴齿轮(37)相啮合。由此可见，二气缸(1、2)不象联合轴对称式2缸机那样联合工作，而是独立工作的，且都通过跟各自的动力输出齿轮与主动轴齿轮(37)相啮合而互相约束；另外，由于二气缸(1、2)是独立地同时与主动轴齿轮(37)相啮合，二曲柄(25、26)与动力输出齿轮(33、34)转速相同，方向也相同。其对应的能减小振动的工作方式有图5、图6所示的二种，由于呈中心对称的二气缸所属的曲柄相位角α相同或相差360度，其所属的曲柄滑块机构的运动位置与运动状态也呈中心对称。

当按图5所示的工作方式工作时，二气缸工作完全同步，二个运动单元内的运动部件的惯性力均完全呈中心对称且大小相等，所以这些运动部件的惯性力合力为零，从而传递到气缸体上的惯性动载荷也近似为零，大大减小了内燃机的振动；但由于惯性力不同线，其所引起的干扰力矩不为零，会引起跟其相连接的机体的振动与噪声；在一周期内有一个作功冲程，每一作功冲程同时有二个气缸在作功，输出扭矩波动性大，动力传动系统的平稳性不好；主动轴齿轮(37)由于受到呈中心对称的动力输出齿轮1(33)、动力输出齿轮2(34)的共同作用，约束充分，主动轴(38)受力呈中心对称而没有受到集中力作用，因而由于集中动载荷导致的弯曲振动得到消除。

当按图6所示的工作方式工作时，二气缸工作方式不相同，这时在一周期内有二个作功冲程，每一作功冲程同时有一个气缸在作功，动力传动系统的平稳性较图5所示的工作方式要好，由于二气缸内曲柄相位角α相差360度，二气缸内的主要运动部件(曲柄滑块机构中如连杆、活曲拐及所属配件等质量较大的部件)的惯性力均完全呈中心对称即大小相等，方向相反，所以这些主要部件的惯性力无论在主动轴切向上与主动轴径向上的惯性力合力都为零，从而传递到气缸体上的惯性动载荷也近似为零，也减小了内燃机的振动；但也由于惯性力不同线，惯性力所引起的干扰力矩不为零，会引起跟其相连接的机体的振动；动力输出齿轮1(33)、动力输出齿轮2(34)的动力输出不对称，主动轴齿轮(37)受力不呈中心对称，主动轴受到集中力作用，因而会发生弯曲振动。

由上所述，本实用新型的独立均布式二缸机的二气缸如果工作完全同步，则主动轴没有受到集中动载荷的作用，不会产生弯曲振动，这是本型机的一个主要优点，基缺点是不能消除惯性力引起的惯性力矩，但是由于每个曲柄滑块机构自身已经过平衡，且如果动力传动系统的转动惯量较大，动力传动系统的平稳性较好、转速较低的情况下，惯性力引起的惯性力矩较小，对机体的振动影响不大。

综上所述，独立均布式2缸机、联合轴对称式2缸机各有优缺点，且其优缺点是互补的。如果把以联合轴对称式2缸机为基本动力单元呈中心对称地布置或在周向上均匀布置，就能综合二者的优点，克服二者的缺点。本实用新型的所有机型都是在这二种基本机型的基础上演变而来的，这正是尽管这二种基本型机受力都不好，但还要对其进行详细说明的原因。

如图7所示的联合轴对称式4缸机，当以图8所示的工作方式工作，即四气缸工作完全同步时，四个气缸内的运动部件的惯性力矩及惯性动载荷在水平方向上的分量在同一个运动单元内能抵消，运动部件垂直方向上的惯性动载荷在二单元间互相抵消；主动轴受力情况也较好，没有受到集中动载荷的作用，不会产生弯曲振动。另外，如果还想使动力输出平稳，最好还要把呈中心对称的二气缸的工作设置成完全同步，呈轴对称的同一单元内的二气缸相位差设置成360度，这样才能抵消惯性力矩与惯性力还能使主动轴受力均匀对称，且动力传动系统的平稳性还较好。如联合轴对称式4缸机以图10所示工作方式工作时其动力传动系统的平稳性要比图8所示的工作方式更好，且主动轴受力也对称，主要运动部件的惯性力与惯性力矩也互相抵消。

为了进一步动力传动系统的平稳性，最好使用多组以联合轴对称式2缸机为基本动力单元所组成的气缸组，并在一周期内使各组在发火顺序上均匀错开，如图20所示的联合轴对称式8缸机、图26所示的联合轴对称式12缸机，图33所示的联合轴对称式16缸机，本类型实用新型的所有机型的工作方式都基于这些原理设置的。下面逐一对本实用新型的所有机型的结构、实现及其受力进行分析说明。

(3)联合轴对称式4缸机：如图7所示，本实用新型联合轴对称式4缸机是把两个运动单元即2个联合轴对称式2缸机中心对称地均匀布置在一个圆环上，其对应的能减小振动的工作方式有图8、图9、图10、图11、图12所示的几种。

当四缸机如图8所示的工作方式时，二个运动单元的四个气缸工作方式完全同步，即同时发火作功，这时主动轴(38)受力呈中心对称，没有受到集中动载荷的作用，机内包括动力辅助系统在内的所有运动部件的惯性力合力与惯性矩合力矩都为零，这样气缸体所受的惯性动载荷为零，真正实现了气缸体的零惯性受力，从而完全消除了气缸体及与其连接机体与部件由于惯性动载荷所引起的振动，并能减小噪声，但是这时由于一周期内只有一个作功冲程，且一作功冲程同时有四个气缸作功，输出扭矩波动性大，动力传动系统的平稳性不好。

当四缸机以图9所示的工作方式工作时，同一单元内的二气缸工作方式完全相同，即属于第一运动单元的气缸1与气缸2工作方式完全相同，属于第二运动单元的气缸3与气缸4工作方式完全相同，且二运动单元的曲柄相位角相差360度，气缸内主要运动部件的惯性力及惯性力矩互相抵消，但气缸体由于动力辅助系统的不对称会引起较小的振动，这可通过自身的平衡来解决；由于每个周期内有二个作功冲程，发火间隔时间为1/2周期，每个冲程同时有二个气缸在作功，这时后续的动力传动系统运转平稳性会大有提高；主动轴(38)由于二运动单元的输出动力不对称会引起主动轴的弯曲振动。

当四缸机如图10所示的工作方式时，呈中心对称的二气缸工作完全同步，即气缸1与气缸3工作方式完全相同，气缸2与气缸4工作方式完全相同，呈轴对称的同单元内的二气缸曲柄相位角α相差360度，机内的主要运动部件的惯性力及惯性力矩互相抵消；每个周期内有二个作功冲程，每个冲程同进有二个气缸在作功，这时后续的动力传动系统运转平稳性会大有提高，且主动轴(38)由于二运动单元的输出动力对称不会发生弯曲振动，减振效果比较理想。

为了提高动力传动系统的平稳性，可以把四个气缸设置成如图11、图12所示工作方式，当以图11所示的工作方式4工作时，四个气缸发火相位角α相差90度，一个周期内有四个作功冲程，每一时刻有一个冲程在作功，其动力传动系统的运转平稳性会大大提高；同一单元内的二气缸曲柄相位角相差360度，二气缸内所属的主要运动部件的惯性力在X方向上的分量与惯性力矩互相抵消；但由于呈中心对称的二运动单元的气缸曲柄相位角相差不是零度或360度，二运动单元内的主要运动部件的惯性力在Y方向上的分量不能在组间得到抵消会引起内燃机的振动，主动轴也因为二动力单元输出的动力不对称而受到弯曲振动。

当以图12所示的工作方式5工作时，其动力传动系统的运转平稳性与图11所示的工作方式一样；但由于呈中心对称的二气缸的曲柄相位角α相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力呈中心对称，二气缸所属的主要运动部件的惯性力在互相抵消；由于呈轴对称的同一运动单元内的主要运动部件的运动不对称，惯性力矩也不能互相抵消，周期性的干扰力矩会引起与机体及与其相连接的部件的振动；主动轴也因为二动力单元输出的动力不对称而受到弯曲振动。

(4)联合轴对称式奇数组缸机：如图13所示，本实用新型联合轴对称式6缸机是把3个联合轴对称式2缸机均匀地布置在一个圆环上，有三个运动单元，主动轴齿轮(37)周围有3个动力输出齿轮(33、34、35)与其同时啮合。其对应的能减小振动的工作方式有如图14、图15所示的二种。

当以图14所示的工作方式工作时，此时同一单元内气缸所属的主要运动部件的惯性力矩在单元内互相抵消，主要运动部件的惯性力在三个呈120夹角的三个单元间得到抵消；三个动力输出齿轮的输出相同，主动轴齿轮在周向上三个受力点受力相同，主动轴在径向上没有受到集中载荷力，不会引起主动轴的弯曲振动，减振效果比较理想；一周期内有二个作功冲程，每作功冲程有三个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性较差。

当以图15所示的工作方式工作时，一周期内有6个作功冲程，每作功冲程有一个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性会大大提高；同一单元内二气缸相位相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力在单元内二气缸对称轴垂向上的分量互相抵消；但是惯性力在单元内二气缸对称轴向上的分量难以抵消，从而会引起内燃机的振动；另外主动轴齿轮受力不对称，主动轴会产生弯曲振动。

同理，联合轴对称式奇数组缸机，即其气缸数是2的奇数倍时，如图16所示的10缸机，还有图17所示的14缸机，除气缸数不同外，其受力与作功原理与联合轴对称式6缸机差别不大，由于其减振效果与动力传动系统的平稳性很难同时满足，就不再一一介绍。

(5)联合轴对称式8缸机：如图18所示，本实用新型联合轴对称式8缸机是把4个联合轴对称式2缸机呈十字型均匀地布置在一个圆环上，气缸分布既呈中心对称且呈轴对称，主动轴(38)周围有4个呈中心对称分布的动力输出齿轮(33、34、35、36)同时与主动轴齿轮(37)啮合，主动轴齿轮受力情况比联合轴对称式4缸机要好。联合轴对称式8缸机的工作方式与受力跟联合轴对称式4缸机基本相似，但要比同工作方式的联合轴对称式4缸机要好，其能减振的工作方式有如图19、图20、图21、图22、图23所示的几种。

当以图19所示的工作方式工作时，内燃机内所有运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力不会引起内燃机的振动；主动轴齿轮受力对称，不会产生弯曲振动；但这时由于一周期内有二个作功冲程，每作功冲程有四个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性不好。

当以图20所示的工作方式工作时，由于呈中心对称的二单元曲柄相位角α相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力不会引起内燃机的振动；但这时由于一周期内有四个作功冲程，每作功冲程有二个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性会比图25所示的工作方式要好很多；但是由于呈中心对称的二运动单元的动力输出不对称，主动轴齿轮受力不对称，会产生弯曲振动。

当以图21所示的工作方式工作时，由于呈轴对称的同一单元内的二气缸曲柄相位角α相差360度，呈中心对称的二气缸曲柄相位角α相同，其工作完全同步，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力不会引起内燃机的振动；但这时由于一周期内也有四个作功冲程，每作功冲程有二个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性跟图25所示的工作方式一样；但是由于呈中心对称的二运动单元的动力输出对称，主动轴齿轮受力对称，主动轴受力状态要比图25所示的工作方式要好得多，不会产生弯曲振动。由此可见，这种工作方式比较理想。

当以图22所示的工作方式工作时，由于呈轴对称的同一单元内的二气缸曲柄相位角α相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力在同一单元二缸对称轴垂向上的分量互相抵消，但由于跟呈中心对称的运动单元内对应的运动部件的运动不对称，其惯性力在对称轴向上的分量不能在单元间互相抵消而会引起内燃机的振动；主动轴受力不对称，会产生弯曲振动，但这时由于一周期内均布有八个作功冲程，每作功冲程有一个气缸作功，动力传动系统的平稳性比图21所示的工作方式相比要好得多。

当以图23所示的工作方式工作时，由于呈中心对称的二气缸曲柄相位角α相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力互相抵消，但惯性力引起的惯性力矩在各单元间很难得到抵消而会引起跟内燃机相连接的机体及部件的振动；主动轴受力仍不对称，会产生弯曲振动，但这时由于一周期内均布有八个作功冲程，每作功冲程有一个气缸作功，动力传动系统的平稳性跟图27所示的工作方式相似。

(6)联合轴对称式12缸机：如图24所示，本实用新型联合轴对称式12缸机是把3个联合轴对称式4缸机呈均匀地布置在圆环上，气缸分布既呈中心对称且呈轴对称，主动轴(37)周围有6个对称分布的动力输出齿轮同时与主动轴齿轮啮合，主动轴齿轮受力情况比联合轴对称式8缸机要好。联合轴对称式12缸机的工作方式与受力跟联合轴对称式6缸机基本相似，但要比同工作方式的联合轴对称式6缸机要好，其能减振的工作方式有如图25、图26、图27、图28、图29、图30所示的几种。

当以图25所示的工作方式工作时，三个呈中心对称的六单元各成一大组，组内四个气缸工作完全同步，三大组相位差相差240度，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力在本大组内互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力不会引起内燃机的振动；由于每大组内的三个动力输出齿轮动力输出相同，主动轴齿轮受力对称，主动轴不会发生弯曲振动。但这时由于一周期内有三个作功冲程，每作功冲程有四个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性较差。

当以图26所示的工作方式工作时，12个气缸按三角形分布分成四大组，同组内气缸工作完全同步，如第一组的气缸1(1)、气缸5(5)、气缸9(9)工作方式完全相同，呈轴对称的二气缸相位差相差360度，如第二组的气缸2(2)、气缸6(6)气缸10(10)跟第一组的三个气缸分别轴对称，曲柄相位角分别相差360度，这二组所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力互相抵消，同理，第三组(3、7、11)与第四组(4、8、12)所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力也互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力不会引起内燃机的振动；但这时由于一周期内有四个作功冲程，每作功冲程有三个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性会比图25所示的工作方式要好；且由于呈三角对称布置的的三运动单元的动力输出也呈三角对称，主动轴齿轮受力对称，主动轴不会产生弯曲振动。

当以图27所示的工作方式工作时，由于呈轴对称的同一运动单元内的二气缸工作完全同步，其所属的主要运动部件的惯性力矩在同一单元内互相抵消，且由于呈中心对称的二运动单元曲柄相位角α相差360度而主要运动部件的运动位置与状态均对称，主要运动部件的惯性力在单元间得到抵消，从而不会引起内燃机的振动；但由于动力输出不对称，主动轴齿轮受力不对称，主动轴会受到集中动载荷作用产生弯曲振动；但这时由于一周期内有六个作功冲程，每作功冲程有二个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性会比图26所示的工作方式要好很多。

当以图28所示的工作方式工作时，由于呈中心对称的二气缸工作方式完全相同，呈轴对称的同一运动单元内的二气缸相位差相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零；但这时由于一周期内有六个作功冲程，每作功冲程有二个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性会也比图26所示的工作方式要好很多；且由于呈中心对称的二运动单元的动力输出对称，主动轴齿轮受力对称，不会产生弯曲振动，减振效果较为理想。

当以图29、30所示的工作方式工作时，动力传动系统的平稳性会得到大大提高，但是内燃机内的运动部件的惯性力矩及惯性力很难同时得到平衡，主动轴受力也不好。

(7)联合轴对称式16缸机：如图31所示，本实用新型联合轴对称式16缸机是把4个联合轴对称式4缸机均匀地布置在一个圆环上，16个气缸呈中心对称且轴对称。其结构、工作方式与受力跟联合轴对称式8缸机基本相似，但要比同状态的8缸机要好得多。其能减小振动且动力输出较平稳的工作方式有图32、图33、图34、图35所示的几种。

当以图32所示的工作方式工作时，由于呈中心对称的二运动单元内的气缸工作完全同步，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力不会引起内燃机的振动；由于呈中心对称的二运动单元的动力输出对称，主动轴齿轮受力对称，主动轴不会产生弯曲振动；但这时由于一周期内有四个作功冲程，每作功冲程有四个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性较差。

当以图33所示的工作方式工作时，16个气缸按工作方式分成8组，同一运动单元为一组，同组内二气缸工作完全同步，且呈中心对称的二运动单元的气缸曲柄相位角α相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力基本不会引起内燃机的振动；由于一周期内有八个作功冲程，每作功冲程有二个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性会比图32所示的工作方式要好很多；但由于呈中心对称的二运动单元的动力输出不对称，主动轴齿轮受力不对称，主动轴会产生弯曲振动。

当以图34所示的工作方式工作时，由于呈中心对称的二气缸工作方式完全相同，呈轴对称的同一运动单元内的二气缸曲柄相位角α相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力矩及惯性力互相抵消，内燃机内的主要运动部件的惯性力矩与惯性力合力都为零，惯性力不会引起内燃机的振动；但这时由于一周期内有八个作功冲程，每作功冲程有二个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性会比图32所示的工作方式要好很多；且由于呈中心对称的二运动单元的动力输出对称，主动轴齿轮受力对称，主动轴不会产生弯曲振动，减振效果较为理想。

当以图35所示的工作方式工作时，由于呈中心对称的二气缸曲柄相位角α相差360度，其所属的主要运动部件的惯性力互相抵消，但惯性力矩不能得到平衡，会引起机体与其连接部件的振动；主动轴齿轮受力不对称，主动轴会发生弯曲振动；但这时由于一周期内有16个作功冲程，每作功冲程有一个气缸作功，动力传动系统的平稳性会比图34所示的工作方式要好很多。

由此可见，随着气缸组数目的增加，其气缸体、运动部件的受力结构与效果以及动力传动系统的平稳性会逐渐提高。同时，从图中可见，随着气缸数目的增加，内燃机的尺寸也在增大，从而主动轴齿轮尺寸也得增大，这时可以在主动轴齿轮与动力输出齿轮中间增加椭轮来减小尺寸，如图36所示带椭轮的联合轴对称式16缸机。

(8)独立分布式各机型：

如图37所示的独立均布式三缸机，气缸1与气缸2、气缸3在环上呈三角形对称均布，各气缸都有一个跟其曲柄(或曲轴)呈刚性连接或通过其它保证二者不能有相对运动的方式连接，如花健连接的动力输出齿轮(33、34、35)，且都跟主动轴齿轮(37)啮合。各曲柄及跟各自曲柄呈刚性连接的动力输出齿轮转速相同，方向也相同。其工作方式可如图38、图39所示二种。

还有如图40所示的独立均布式四缸机，其对应的工作方式有如图41、图42所示的二种，在图42所示的工作方式下，通过中心对称的布置，能平衡活塞等往复滑动件的惯性力，各运动部件的惯性力在径向上的分量也能得到平衡。还有图43所示的独立均布式5缸机，图44所示的独立均布式6缸机以及更多的缸数机型。

由于独立均布式的跟曲柄呈刚性连接或通过其它保证二者不能有相对运动的方式连接的各动力输出齿轮是单独跟主动轴齿轮相啮合的，其转速相同，方向也相同，从而其运动部件的惯性力矩及惯性力很难同时都得到平衡，其工作特性较本实用新型的联合对称式各机型差，在此不一一详说。

但是还要强调的是：由于各气缸内运动部件(如曲轴)本身已通过加平衡块已经平衡，再组合成成上述的各独立均布式各机型，则减振效果跟传统的星形发动机相比，也还是较理想的。

(9)各种倒置联合轴对称式缸机：如果内燃机气缸的直径与曲柄长度相比较小，可把上述的各气缸倒置，如图45所示的倒置联合轴对称式6缸机，图46所示的倒置联合轴对称式8缸机，图47所示的倒置独立均布式6缸机，图48所示的倒置独立均布式8缸机。这时，各动力输出齿轮与主动轴齿轮(37)内啮合，如图45所示的倒置联合轴对称式6缸机中动力输出齿轮1(33)、动力输出齿轮2(34)、动力输出齿轮3(35)同时与主动轴齿轮(37)内啮合。各种倒置式机型与同型号的非倒置式机型相比，除动力辅助系统的凸轮轴设置在气缸顶部的中心位置，其布置显得更紧凑些外，其功能、受力基本相似。

(10)联合轴对称式V型12缸机：为了提高空间利用率，可以在上述的各型机中的每个气缸的曲轴上挂两个气缸，形成各种V形机：即在各种非倒置的多缸内燃机的每个曲轴上挂二个气缸，形成V型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

如图49所示的联合轴对称式V型12缸机、图53所示的联合轴对称式V型16缸机、图57所示的独立均布式V型8缸机、图63所示的独立均布式V型12缸机。该类型机与前述的同缸数的机型相比，除由于同一单元内呈V型连接的相邻二气缸的曲柄相位角α相差不能为零或360度，二缸内运动部件不能同步运动外，其结构更紧凑，空间利用率大。

现以图49所示的联合轴对称式V型12缸机、图53所示的独立均布式V型16缸机、图63所示的独立均布式V型12缸机为例对振动平衡性加以说明。

如图49所示的联合轴对称式V型12缸机，是由联合轴对称式6缸机的基础上演变而来的，即在其每个曲柄上再挂一气缸，形成V型。其作功方式可如图50、图51、图52所示的几种。

当以图50、图51所示的方式工作时，12个气缸共分成四个呈三角形的大组，这时1、5、9气缸工作完全同步，形成一正三角形分布的第一组，惯性力在组内互相抵消，同样2、6、10气缸工作也完全同步，形成一正三角形分布的第二组，其惯性力在组内也互相抵消，且由于1、5、9气缸与2、6、10呈轴对称布置，对应气缸所属的曲柄相位角α相差360度，运动位置与运动完全对称，其主要运动部件的惯性力矩在这二组间互相抵消；同样4、8、12、气缸与3、7、11气缸其运动部件的惯性力也互相抵消。主动轴齿轮受力也对称，不会发生弯曲振动；一周期内有四个作功冲程，每个冲程有三个气缸同时作功，其动力传动系统的平稳性从总体上来说还是较差的。

当按图52所示的方式工作时，周期内有六个作功冲程，每冲程有二个气缸同时作功，动力传动系统的平稳性要比上述几种都要好；以1、2为第一组的气缸与第二组(7、8)气缸由于曲柄相位角α相同，主要运动部件的惯性力引起的干扰力矩均能在单元内互相抵消，但由于跟1、2与7、8不是呈中心对称，主要运动部件的惯性力在对称轴向上分量不能在单元间得到抵消，从而会引起内燃机体的振动，动力输出也不对称，主动轴齿轮受力不对称，主动轴会发生弯曲振动。

(11)联合轴对称式V型16缸机：如图53所示，16气缸是由四个联合轴对称式四缸机组成的，16个气缸呈中心对称且呈轴对称分布。其能减振且动力输出较平稳的工作方式可如图54至图56所示的3种状况。下面分别对其运动位置与状态与受力作出分析。

当其按如图54所示方式工作时，一周期内有八个作功冲程，每个作功冲程同时有二个气缸作功，呈轴对称的二气缸工作方式完全相同，呈中心对称的二气缸曲柄相位角α相差360度，这样呈轴对称或呈中心对称的气缸所属的主要运动部件其运动位置与状态相同，气缸内主要的运动部件的惯性力及其引起的惯性力矩互相抵消，不会引起内燃机的振动；但是由于呈中心对称的二气缸工作状态不对称，动力输出不对称，主动轴容易受到弯曲振动；由于相邻发火气缸组所属的气缸呈V形排列，其发火时间同样很难在一周期内均匀排列，动力传动系统的平稳性不怎么理想。

当其按如图55所示方式工作时，一周期内也有八个作功冲程，每个作功冲程同时有二个气缸作功，呈中心对称的二气缸工作方式完全相同，呈轴对称的二气缸曲柄相位角α相差360度，这样呈轴对称或呈中心对称的气缸其运动位置与状态完全相同，气缸内主要的运动部件的惯性力及其引起的惯性力矩互相抵消，不会引起内燃机的振动；这时由于呈中心对称的二气缸工作状态对称，动力输出对称，主动轴不会发生弯曲振动；其动力传动系统的平稳性跟图65所示的工作方式相同，但同样由于相邻发火气缸组所属的气缸呈V形排列，其发火时间同样很难在一周期内均匀排列，动力传动系统的平稳性依然不怎么理想。

为了使动力传动系统的转动更加平稳，可采用图56所示的工作方式，把16个气缸的发火相位角在一周期内均分，这样一周期内有十六个作功冲程，每个作功冲程有一个气缸作功，其动力传动系统的平稳性大大提高。这时，呈中心对称的二气缸曲柄相位角α相差360度，运动位置与状态完全相同，但呈轴对称的二气缸的曲柄相位角α相差不是360度，惯性力矩不为零，容易引起机体振动与噪声，且由于动力输出不对称，主动轴易发生弯曲振动。

(12)独立均布式V型机；独立均布式V型机的各机型是在独立均布式各机型的基础上把每个曲柄上挂二个气缸演变过来的，如图57所示的独立均布式V型8缸机，其对应的能减振的工作方式有如图58、图59、图60、图61、图62所示的几种，图63所示的独立均布式V型12缸机，其对应的能减振的工作方式有如图64、图65、图66、图67、图68所示的几种。

这类内燃机的共有特征是通过合理布置，运动部件的惯性力合力可以为零，主动轴受力对称，不会产生弯曲振动；其动力传动系统的平稳性随着一周期内作功冲程数的增加而逐步改善；但由于运动方向相同，其惯性力矩的合力矩很难得到平衡，也会产生振动与噪声，但如果转速较小，主动轴齿轮与各啮合齿轮的转动惯量较大，在动力传动系统的平稳性较好的情况下，产生惯性力矩的合力矩较小，影响不大，在一般场合应该能满足要求。

(13)各种W型机：当然，上述各基本机型除可能通过组合形成各V型外，还可以形成各种W型机，即在各种非倒置的多缸内燃机的每个曲轴上挂三个气缸，形成W型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

如图69所示的在图4所示的联合对称式W型12缸机是在联合对称式4缸机基础上演变过来的，其对应能减振的工作方式可如图70至图74所示的几种；还有图75所示的联合对称式W型18缸机以及图76所示的独立均布式W型12缸机。其受力与减振性能不再一一详述。

上述是以本实用新型的四冲程各机型为例进行说明的，本实用新型的二冲程各机型结构与四冲程各机型基本相同，只是在减小振动的工作方式要比四冲程机要少，动力辅助系统的与主动轴的传动比为1∶1(四冲程为1∶2)。并且，本实用新型的各种机型的结构及工作方式除上述所述的各种外，还可以根据需求，进行多种变化。

综上所述，本实用新型是把传统往复式各种内燃机的气缸进行各种合理的布置从而部分抵消或完全抵消运动部件惯性力及力矩的，它继承了传统往复式内燃机的各种优点，而又克服了其振动较大的缺点。

如图77、图78所示，本实用新型内燃机的点火、配气与喷油等动动力辅助系统的机构或其触发机构可同样用凸轮机构来实现。在各种非倒置的机型中，可采用如图77所示定轴轮系结构，如图77所示：在联合对称式4缸机中动力输出齿轮1与动力输出齿轮2的齿数为z1，主动轴齿轮齿数为z2，凸轮轴齿轮z7，中间各椭轮齿数如图77所示分别为z3、z4、z5、z6，其中z5与z6内啮合，从各动力齿轮到凸轮轴齿轮的传动比为1∶2(四冲程机为1∶2，二冲程为1∶1)，从而带动凸轮轴转动，以驱动动力辅助系统如点火、配气、喷油机构动作或其触发机构的触发。在各种倒置型机中可采用如图78所示的轮系机构来驱动动力辅助系统的机构运动：在图78所示联合对称式倒置型4缸机中，由于气缸盖朝向主动轴轴心，可在主动轴端面安装一个动力辅助系统传动齿轮(45)直接与各凸轮齿轮或通过在中间设置椭轮相啮合，或通过中间椭轮传动，且保证传动比为1∶2(四冲程机为1∶2，二冲程为1∶1)，这样对每周期凸轮轴转动一圈，同步驱动动力辅助系统如点火、配气、喷油机构动作或其触发机构的触发。由此可见，倒置式各机型的动力辅助系统的传动机构要比非倒置式各机型紧凑。每一气缸的点火电路可以独立布置，但最好按工作方式气缸组来布置，即同一组工作方式相同的四缸共用一路电路，这样，只要电路出现问题，该组四个气缸全不能工作，这样就能保证缸体所受的合力始终为零或近似为零；内燃机的起动由电机带动主轴从而通过带动曲柄滑块机构来实现连杆臂与活塞的弧向往复运动，从而实现压缩气体起动。由此可知，该类型机除动力辅助系统的传动结构略有不同外，其原理跟传统的往复式内燃机基本相同。

本实用新型的有益效果：

在传统的内燃机设计中，都是通过平衡运动部件的一次及二次惯性力及惯性力矩来进行的，对于更高次惯性力及力矩的平衡显得无能为力，但是通过上述分析，本实用新型的各机型，在继承传统设计优点的基础上，再对结构与工作方式采用合理的布置与设置，大大减小或完全抵消运动部件的各次惯性力及惯性力矩，从而提高了内燃机的整体抗振、抗噪性能，这是本实用新型最突出的优点。另外，本实用新型还有以下一些优点：

化传统的内燃机立体设计为平面设计，结构完全对称，制造、安装、拆卸、维修简单方便，总体布置简单，并使设计问题大大简化，设计简单、方便；

缸体及与其相连接的机体与部件所承受的动载荷小，引起的振动与噪声小，人机环境能得到较大改善；

各种非V型、非W型机每缸可用一个独立的曲柄，曲轴受力简单，曲柄滑块机构设计与平衡设计均简便；当然，也可在受力与平衡满足要求的基础上多缸共用一个曲柄，如各种V型机、W型机，这样结构更紧凑。

主动轴齿轮约束充分、受力可完全对称，在径向上受力很小或没有受力，只受到力矩作用，在理论上大大减小或完全消除了轴的弯曲振动；

由于动力输出齿轮、主动轴齿轮、各曲柄及啮合齿轮、动力辅助系统的传动机构中的各齿轮的的转动惯量较大，动力传动系统运转平稳，并可省略内燃机的飞轮；

由于各气缸在环上分布，整个机体呈一个圆盘形，散热面积较大且对称，所以缸体受热对称、均匀，缸体热应力小；散热介质流程短，散热效果好；

各气缸联合工作，功率大，并且可以扩展，如可在同一主动轴上轴向再安装一盘或多盘或多组气缸，并可通过在主动轴齿轮与动力输出齿轮之间设置离合装置来实现一盘与多盘、或多组缸的同时使用，以实现轴向扩展，满足备用与使用功率的大变化需求；

由于本实用新型的是通过扩大内燃机的横截面积，从而缩短长度，化气缸空间布置为平面布置的途径来实现结构改进的，面积大，高度小，装在机器上能显著降低机身高度，能适用于多种大功率的动力需求，尤其是能适用于各种舰艇、战机、装甲车辆等有大功率、低振、低噪、隐身要求的军事动力需求。

Claims (11)

1.一种多缸内燃机，包括气缸、活塞、连杆及曲柄、曲轴在内的曲柄滑块机构，其特征是：把各气缸在环形上布置，通过各运动单元或各气缸的的动力输出齿轮同时跟同一主动轴齿轮相啮合，以共同驱动中间的主动轴转动，输出动力。

2.根据权利要求1所述的多缸内燃机，其特征是：各运动单元或各气缸的动力输出齿轮是与同轴的曲轴或曲柄呈刚性连接；主动轴齿轮与主动轴也是刚性连接。

3.根据权利要求1所述的多缸内燃机，其特征是：相邻的且呈轴对称布置的同一运动单元内的二气缸通过在各自的曲轴上各安装一个啮合齿轮，二啮合齿轮齿数、模数、半径大小分别相等且相互啮合，以约束两曲柄作等速反向转动、二气缸等速工作，形成联合对称式多缸内燃机。

4.根据权利要求1所述的多缸内燃机，其特征是：所述所有运动单元内都有一个动力输出齿轮，动力输出齿轮跟其同轴的曲轴呈刚性连接，各动力输出齿轮齿数、模数、半径均相等，且均跟主动轴齿轮相啮合。

5.根据权利要求3所述的多缸内燃机，其特征是：在多缸内燃机的每个曲轴上挂二个气缸，形成V型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

6.根据权利要求3所述的多缸内燃机，其特征是：在多缸内燃机的每个曲轴上挂三个气缸，形成W型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

7.根据权利要求3所述的多缸内燃机，其特征是：把多缸内燃机气缸在环上倒置。

8.根据权利要求1所述的多缸内燃机，其特征是：各气缸在圆环上均匀独立布置，且每个气缸的曲轴上均安装有一个动力输出齿轮，各动力输出齿轮的齿数、模数、半径大小分别相等，且在环向上同时与主动轴齿轮啮合，形成独立均布式多缸内燃机。

9.根据权利要求8所述的多缸内燃机，其特征是：在多缸内燃机的每个曲轴上挂二个气缸，形成V型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

10.根据权利要求8所述的多缸内燃机，其特征是：在多缸内燃机的每个曲轴上挂三个气缸，形成W型，共同作功驱动同一动力输出齿轮向主动轴齿轮输出动力，驱动主动轴转动。

11.根据权利要求8所述的多缸内燃机，其特征是：把独立均布式多缸内燃机的每个气缸在环上倒置。

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