專利名稱：雙缸內燃機的制作方法
雙缸內燃機一種雙缸內燃機，是用兩個缸共同做四個沖程工作，所以叫做雙缸內燃機.是根據現(xiàn)在的內燃機的原理設計的，其技術特征1、在 不改變壓縮比的情況下，將曲軸轉角10-1^上的爆發(fā)時刻，改變在40° 左右上爆發(fā);即推遲一個燃燒室的行程上爆發(fā).2、將廢氣排出干凈. 3、可以提高吸氣量等的作用，可提高功率1.5倍左右.內燃機的爆發(fā)時刻，有的是在曲軸轉角上止點附近的10-15°上 爆發(fā)，在什么地方爆發(fā)，氣體壓強很高，就在什么地方產生最大值(即 最大動力)隨著活塞向下移動，氣體壓強逐漸降低，做功的力量逐漸 減小。因此爆發(fā)的地方，是能夠影響功率大小的地方，這個地方應該 選擇在能夠起到較高的做功作用的地方，才能產生更高的最大動力(最大值)什么地方為最好呢？以知活塞上爆發(fā)的壓強是經連桿傳給 曲軸，在由曲軸轉變成能量，傳給工作機件做功，曲軸在轉變活塞上 的能量時，有轉變出大，有轉變出小，這個原因是活塞產生最大值的 時侯，即爆發(fā)時刻.要作用在曲軸轉變力量較大的地方，不要作用在 曲軸轉變力量小的地方。因為曲軸的轉動，是圓周轉動，不是向活塞 那樣作直線運動.因此，曲軸轉動在曲軸轉角0°上(上止點)是靜點 部份，不起做功作用，轉動在15°上時，做功的作用很小，轉動在408 上時，做功的作用較大，轉動在90°上時，做功的作用為最大。用 下面圖l各圖來說明這點，以下^圖中的1、為燃燒室，2、活塞， 3、氣缸，4、連桿，5、曲軸，6、垂直線，7、杠桿.1、假設活塞爆發(fā)所產生的氣體壓強都設為100斤，爆發(fā)在圖l-l表示的曲軸轉角0°上，由于活塞上的壓強是向下壓的，作用點以 軸心，成垂直線(用虛線6箭頭表示)壓力好向是吊在杠桿7表示的 軸心上，不起做功作用，所做的功是0 (等份)+5 (等份)、100 斤(壓強)-O斤，最大值為O，要是沒有慣性的力，使曲軸偏轉過去 在有多大的能量壓給曲軸，曲軸是不會轉變出能量來的。等到曲軸受 慣性力的作用，使它轉動在曲軸轉角10°上時，才能做功，但是做功 的效果差些.等到曲軸轉動到40-90°上時，做功效果雖然大些，此時 活塞上的壓強以降低了好些，做功的作用不大，因為活塞上甶壓強是隨活塞向下移動，壓強逐漸減小.2、 假設在不改變壓縮比的情況下，即保持一樣多的壓縮比， 如果爆發(fā)時刻選擇在圖1-2表示的曲軸轉角10-15°上(即現(xiàn)在的爆發(fā) 時刻)由于曲軸作功大小的原理，是杠桿的原理變形應用。因此這100 斤壓強，作用在10-1纊上.，作用點的垂直線，相當于在1.5等份上， 壓強好比吊在杠桿表示的1.5等份上。根據杠桿原理，IOO斤壓力， 壓在杠桿的一方，杠桿的另一方，就能克服30斤的阻力，即1.5(等 份)+5(等份)xl00斤(壓強)-30斤,也就是說，能做30斤功，產生的 最大值為30斤，機械效率為0. 3倍。3、 如果我們在不影響燃燒室容積增大的情況下，也就是說，不 使壓縮比減少，也不增大的情況下，使爆發(fā)時刻在圖l-3表示的曲軸 轉角40°上爆發(fā)。作用點的垂直線，相當于在3.5等份上，仍然設氣 體壓強為100斤，這1Q0斤壓力，壓在杠桿的3.5等份上，杠桿的另 一方，就能克服70斤阻力，即3. 5傳份)+ 5 (等份)、100斤(壓強)=70 斤的功，有效動力為0.7倍。4、 保持壓縮比不變，爆發(fā)在圖l-4表示的曲軸轉角90°上，作用 點的垂直線是在杠桿的5等份上,杠桿的另一方就能克服100斤阻力， 即5傳份)+5(等份)xlOO斤(壓強)-100斤的功，爆發(fā)產生的最大值 為100斤，效率為100%。從上面的說明來看，假設*.保持壓縮比不變的情況下，爆發(fā)時刻， 選擇在曲軸轉角不同的:角度上爆發(fā)，曲軸轉變出來的能量是有大有小 的。設爆發(fā)時產生的最k壓強都設為100斤，作用在曲軸上，在圖l-l, 曲軸產生的最大值為0斤，在圖l-2的最大值為30斤，在圖l-3為70 斤，在圖1-4為100斤，產生的最大值越大，內燃機功率越高。因此，可以使燃燒室容積不增大，保持壓縮比不變的情況下，使其爆發(fā)時刻 改變在曲軸轉角40°左右上爆發(fā)，比在10-15°上爆發(fā)的力量要大一倍， 除去損失，預計可以提高功率1.5倍左右，所以提出另一種制造內燃 機的新方法.改進是以現(xiàn)在的內燃機為基礎改進的.圖2表殺為現(xiàn)在的內燃 機，用一、二、三、四表示有四個缸，每個缸都是各做各的四個沖程工作。圖3表示為改進的內燃機，有8個缸，每兩個缸為一個組，就 用兩個缸共同做四個沖程工作.圖中1、 ；fe燒室，2、活塞，3、氣 缸，4、連桿，5、曲軸，8、進氣門，9、排氣門，10、血一 (相當于 主缸)，11、缸二(相當于附缸)，12、活塞一(相當于主活塞)，13、 活塞二 (相當于附活塞)，14、氣流遽道，每一個組的氣缸，分別叫 缸一和缸二，活塞一和活塞二，由于是對現(xiàn)在的內燃機作改進。假設， 所改進的這個內燃機的壓縮比為6.6，吸氣量為l(l倍)耗油量為l(一 倍)為此，圖3缸一的壓縮比也應當為6. 6,吸氣量和耗油量也應當為 1 (1倍)也不減少，也不增加來作改進,看那種能提高功率.所以圖3缸 一 (主缸)的結構，應當以圖2.的相同，即活塞，行程，容積，吸氣 量，耗油量，壓縮比……等，都以圖2的相等.也不增加，也不減少。 只是不設燃燒室，即圖2.的燃燒室有一定的空度，圖3的燃燒室沒有 空度，活塞到達上止點時，以氣缸蓋接觸.缸二(附缸)的活塞面積 是缸一的1.5倍，行程以缸一的相等.容積為缸一的1.5倍左右，活塞 二到達上止點時，也以氣缸蓋接觸，(這個缸是為缸一做準備工作的， 以好在不改變壓縮比的情況下，爆發(fā)在曲軸轉角40°上)在做每一個沖 程時，缸一的活塞(活塞一)要先行一個燃燒室的行程，也就是說活塞 一到達上止點時，活塞二要立一個燃燒室的距立(行程)才能到達上止 點，爆發(fā)是在氣缸一里爆發(fā)，先將氣缸一里的氣體壓入氣缸二里，在由 氣缸二里轉壓入氣缸一里爆發(fā)，爆發(fā)在曲軸轉角40°左右上. 下面來看它們做四個沖程的經過現(xiàn)將一個組的氣缸分開出來說明做四個沖程的蟲過，又將活塞的 行程分為IO個等份.為了方便理解.先設燃敘室的空度為1.5 +等份 的行程.壓縮比為6.6，活塞一的面積，行程......等，都以圖2的相等，活塞二的面積是活塞一的面積的1.5倍，行程以活塞一的相等。1、吸氣沖程圖4-l的活塞一和活塞二向下止點移動'，氣缸一的唳氣門開啟， 吸入燃料混合物，柴油機吸入新鮮空氣。由于缸一和缸二頂部是用通 道連通的，氣體經缸一的通道吸入缸二，活塞到^下止點時，吸氣沖 程完畢。此時活塞一到達下止點(180°上)活塞二還在8. 5等份上(135°上)如圖4-2的示意，由于兩個缸都在吸氣，吸氣量為2.5倍(先設為 2.5倍)即氣缸一的一倍容積加氣缸二的1.5倍容積，等于2.5倍，比 現(xiàn)在多吸1.5倍的氣，是不合符要求的，應當控制只吸一倍的氣，或多 吸一點，控制的方法有兩點，l、可以不需要增壓吸氣來控制，2、可以 縮小進氣門或者提前關閉進氣門來控制，在設計制造時，按吸氣量的 需要和控制程度上的需要來計算出活塞的面積和行程的大小來結合 縮小進氣門或者提前多少關閉進氣門來控制.現(xiàn)在是先做實驗來對 比，看誰能提高功率。以后還需要適當?shù)奶岣唿c吸氣量，對于提高功 率是有好處的，因為功率上的提高，不光是油起作用，吸氣量的提高， 也能起作用。2、壓縮沖程在壓縮沖程的過程中，需要先將氣缸一里的氣體壓入氣缸二里， 在將氣缸二里的氣體轉壓入氣缸一里的燃燒室里爆發(fā)，不需要在氣缸 二里爆發(fā)，盡量減小氣缸二里的壓縮比，防止爆震現(xiàn)象?，F(xiàn)在來看它的壓縮t過程，圖4-2的活塞一向上止點運動，壓縮燃 料混合物，以此同時，'活塞二從8.5等份上繼續(xù)向下運動至下止點， 再由下止點向上止點運動，也做壓縮燃料混合物.活塞一到達上止點 時，如圖4-3的示意。由于沒有燃燒室空度，活塞一以接觸氣缸蓋， 將全部氣體壓入氣缸二里?；钊窃?. 5等份上，缸內容積為2. 25, 即1.5(面積)x 1.5(等份)-2.25,壓縮比為4.4即1(總氣體)+ 2.25(容積)-4.4壓縮比不算高，只要不著火，是不會發(fā)生爆震現(xiàn)象的，等到活塞一向下運動到 一等份上，活塞二以向上運動到0. 5等份上,如 圖4-4的示意，將57%的氣體壓入氣缸一里.兩個缸的容積加起來為 1. 75，即氣缸一的容積為l(面積)x 1(等份)=1，氣血二的容積為 1.5(面積)x0. 5(等份)=0.75，用1+0. 75=1. 75,壓縮比為5. 7,即1 (總 氣體)+1.75(總容積)=5.7.壓縮比雖然高些，但是氣缸二里的氣體只 有43%,比氣缸一的少，分布面積較薄，只要不著火，是不會發(fā)生爆震現(xiàn) 象的.活塞一又從圖4-4的一等份上，繼續(xù)向下運，至圖4-5的1. 5等 份上，即在扭軸轉角40°左右上.以此同時，活塞二^從圖4-4的0. 5等 份上，繼續(xù)向上運動至圖4-5的O等份上(上止點)將全部氣體壓入氣缸一里，氣缸一里的壓縮比為6. 6，即1(總氣體)+1. 5(容積)-6. 6。 壓縮沖程完畢，正好適應點火爆發(fā)，做爆發(fā)沖程， 3、爆發(fā)沖程分析一，壓縮沖程剛一完畢，全部氣體以被壓入氣缸一里的O等份至 1. 5等份內，以現(xiàn)在的燃燒室容積略為相等，曲軸轉角在40°左右上， 壓縮比為6.6,以現(xiàn)在的壓縮比略為相等.吸氣量，耗油量為1(1倍)也以 現(xiàn)在的略為相等，正好適應點火爆發(fā)，爆發(fā)的氣體壓強，先猛沖活塞一 向下運動做功后，立急又沖入氣缸二里，推動活塞二和活塞一向下運動 做功(如圖4-6的示意)，由于兩個缸的活塞面積相加，是原有面積的2. 5 倍，超過原有面積1. 5倍，當然氣體壓強，將從原來的一倍壓強，降 低到O. 4倍，功率會不會降低.雖然氣體壓強降低到0. 4倍，但是活 塞的受力面積以增大到2.5倍.因此，它們所做的功，是相等詢，即用 原來的一倍壓強乘以原來的活塞受力面積一倍，等于1倍的功(1 x 1=4) 又用0.4倍的壓強乘以活塞的受力面積2. 5倍，等于l倍的功(0.4x 2.5-1)用1 + 1=1，它們所做的功相等,從圖1-2的說明來分析，能做一 倍的功(即1 0 O斤壓強)爆發(fā)在曲軸轉角1 0-15°上，只能做0.3倍的 功(即克服30斤阻力)又從圖1-3的說明來分析，能做一倍的功(即1 00 斤壓強)爆發(fā)在曲軸轉角40°上，能做O. 7倍的功，(即克服7 0斤阻 力)用O. 7 + 0.3=2.3，所以它能提髙功率2. 3倍，除去損失，預計能 提高功率l. 5倍左右。分析二由于活塞做功，以一般機械不同，它是在爆發(fā)的瞬時起主 要的動力作用(儲存在飛輪和轉動的機件上，因此，排氣之后，還能做 幾個沖程工作)瞬時之后，氣體壓強，遂漸降低，所做的功不大，剛一爆 發(fā)的氣體壓強很高，先沖擊主缸(氣缸一)的活塞做功后，接著將有2 0 % 左右的氣體進入附缸(氣缸二)做功，有8 0%左右的氣體，還在主缸里做 功，根據圖l-3的說明來分析；只要爆發(fā)在曲軸轉角40"左右上，可以增 大動力兩倍，如果有soy。的氣體，還在主缸(缸一)做功，可以提髙功率 1.6倍，即2x0.8-1.6倍，如果只有7 0%的氣體還在主缸里做功，可 以提高功率1. 4倍，即2 x 0. 7=1: 4. 20%左右購氣體進入附缸里(缸二) 也還可做點功。算著損失，快到排氣時，進入附缸的氣體，才比主缸的多，做功的作用不大了，這是爆發(fā)沖程的分析.4、排氣沖程圖4-6的兩個缸的活塞向上止點運動，附缸的排氣門打開，全部廢氣 經由附缸的排氣門排出，排氣沖程完畢，如圖4-7的示意，也就是轉 為圖4-l的示意了，接著又轉做吸氣沖輕.圖5-l表示各個曲軸結構 的示意圖，用一、二、三、四表示為四個組的曲軸連接在一起，用0°， n5a， 180a， 315。分別表示各個曲軸結抅的位置.又用圖5-2補充表示各個曲軸所在的曲軸轉角的角度上.為了方便理解，又用圖5-3單 獨一根曲軸表示各個曲軸所在曲軸轉角， 一組扣四組的活塞一，在曲 軸轉角0°(上止點)用圖5-3的一來表示，活塞二在曲軸轉角315°上 (1.5等份上)二組和三組的活塞一,在曲軸轉角18.0°上(下止點)用 圖5-3的二來表示，活塞二在曲軸轉角135°上，即8. 5等份上.從上面圖1-2:的說明來分析，假設，IOO斤能量爆發(fā)在曲軸轉角 10-15°上，由于立軸心(靜點)很近，力距很小，所做的功為30斤，.是30% 或0. 3倍的有用功，又從圖1-3.的說明來分析，100斤能量爆發(fā)在曲軸 轉角40°左右上，由于離軸心較遠，可以增大力距兩倍,所以就能做70 斤的功，即70%或0. 7倍的有用功，是茵1-2的兩倍.(一般的機械,增大 力距，不等于提高功率，只能省力，不能省功，但是內燃機以一般的機 械不同，它是在什么地方爆發(fā)，就在什么地方產生最大動力，因為爆發(fā) 的氣體,是在爆發(fā)的瞬時，猛沖曲軸轉動',在由曲軸轉變成能量，儲存 在飛輪和轉動的機件上，可以使曲軸轉動幾轉做功，例如一個缸的內 燃機，就是這樣，所以它能提高功率).為此,才將現(xiàn)在的爆發(fā)時刻在曲 軸轉角10-15°上爆發(fā)。改變在40°左右上爆發(fā)，加上能掩廢氣排出得干凈，又能增加點吸氣量等作用，'可以提高功率兩倍，除去損失，預計可 提高功率1.5倍左右。希望重視，


圖1是用來將爆發(fā)時刻在曲軸轉角10-15°上，改變在40°左右爆 發(fā)，可增大動力兩倍的分析示意圖。圖2是內燃機的結構示意圖.圖 3.是本設計的雙缸內燃機的結構示意圖，圖4是^缸內燃機在做四個. 沖程的經過示意圖，圖5是雙缸內燃機的曲軸所在的曲軸轉角的結構 示意圖。
權利要求
1. 一種雙缸內燃機，其特征在于它包括是用兩個缸共同做四個沖程工作，兩個缸的頂部用氣流通道連通，讓氣體流通。不設燃燒室，只在一個缸里爆發(fā)、爆發(fā)在曲軸轉角40°左右上。爆發(fā)的氣缸里的活塞要比不爆發(fā)的氣缸里的活塞先行一個燃燒室的行程。壓縮快要終了時，先將爆發(fā)的氣缸內的氣體壓入不爆發(fā)的氣缸內，再由不爆發(fā)的氣缸轉壓入爆發(fā)的氣缸內爆發(fā)，爆發(fā)的氣體先沖擊一個活寨后，又沖擊另一個活塞，推動兩個活塞做功。
2、 如權利要求l所述的雙缸內燃機，其特征在于不設燃燒室， 即活塞到達上止點時，以氣缸蓋接觸。
3、 如權利要求1所述的雙缸內燃機，其特征在于是在容積小 的氣缸內爆發(fā)，爆發(fā)在所述的這個缸的曲軸轉角4fT左右上，即推遲一個燃燒室行程的距立上爆發(fā)。
4、 如權利要求1所述的雙缸內燃機，其特征在于先行一個燃 燒室的行程，是爆發(fā)的活塞，要比不爆發(fā)的活塞先行一個燃燒室的距 離的行程。
5、 如權利要求1所述的雙缸內燃機，其特征在于爆發(fā)的氣體 可以進入兩個缸里，推動兩個活塞運動做功后，才經由不爆發(fā)的氣缸 的排氣門排出。
全文摘要
一種雙缸內燃機，是用兩個缸(分別叫主缸和附缸)共同做四個沖程工作，不設燃燒室、活塞到達上止點時，以氣缸蓋接觸，可以把廢氣排出干凈，只在主缸里爆發(fā)，附缸幫助主缸工作，在壓縮快要終了時，主缸先將全部氣體壓入附缸里，再由附缸轉壓入主缸里爆發(fā)?？梢栽诓桓淖兾鼩饬俊⒑挠土?、壓縮比的情況下，將現(xiàn)在的曲軸轉角10-15°上的爆發(fā)時刻，改變在40°上爆發(fā)，就可增大動力兩倍(詳看說明書)加上將廢氣排出干凈，又能提高點吸氣量等的作用，除去損失、預計能提高功率1.5倍、省油30％左右。
文檔編號F02B75/00GK101235743SQ20071007805
公開日2008年8月6日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權日2007年12月19日
發(fā)明者楊元祥 申請人:楊元祥;楊世童