軸向柱塞式可變扭矩內(nèi)燃機(jī)核心裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明采用氣缸套軸向排列，斜盤式、柱塞式、配氣盤式內(nèi)燃機(jī)。利用由燃油爆發(fā)，推動柱塞，柱塞推動斜盤，水套和動力輸出軸轉(zhuǎn)動的原理，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。用斜盤代替曲軸，靠爆發(fā)推動柱塞，用配氣盤代替凸輪軸對氣門開閉進(jìn)行控制，來完成工作循環(huán)。本發(fā)明有益效果：體積小、重量輕、輸出功率大、燃油效率高等特點(diǎn)。對狹窄的地方用此內(nèi)燃機(jī)更方便。
【專利說明】軸向柱塞式可變扭矩內(nèi)燃機(jī)核心裝置
[0001]一.采用軸向形式排列氣缸套，氣缸套成水平放置。(如果需要也可立式軸向排列)。將氣缸套裝入水套內(nèi)(氣缸套數(shù)為奇數(shù))。氣缸套兩端各設(shè)密封圈，然后將水套裝入氣缸體。氣缸體與水套之間前后各有一大軸承。水套與中間軸是一體的或者固定在一起。氣缸蓋為圓型，與水套之間加缸墊固定夾緊。斜盤在氣缸套的另一端，斜盤上與各球頭靴對應(yīng)的位置有軌道槽，軌道槽為長條型的，長條型長的方向為斜盤中心點(diǎn)向外延伸的方向。靴上設(shè)有沿軌道槽運(yùn)行的滑道，滑道具有推拉雙向作用。
[0002]斜盤軸有一支架，支架為可移動的。移動的軌跡為:保證斜盤中心點(diǎn)與動力輸出軸的中心線在同一直線上，和保證工作容積與燃燒室容積之比為20: 1(汽油內(nèi)燃機(jī)為7:1)。當(dāng)斜盤與垂直方向的傾角為60度時，為低速大扭矩輸出，隨著傾角的縮小扭矩會越來越小，而轉(zhuǎn)速會越來越高。斜盤的活動范圍是與垂直方向的傾角為15?60度，可根據(jù)負(fù)載情況來調(diào)整斜盤支架，以達(dá)到適當(dāng)?shù)膬A角(利用較小傾角的內(nèi)燃機(jī)應(yīng)將氣門、氣門口下陷，當(dāng)氣門提前開啟時，不與柱塞碰撞)。斜盤軸與斜盤垂直，在斜盤后有一壓力軸承。柱塞為中空的，柱塞上安裝油、氣環(huán)。柱塞上開膨脹槽，長度為最大允許長度，膨脹槽為長條型對稱的兩條。
[0003]二.配氣盤機(jī)構(gòu)與冷卻系統(tǒng)
[0004]配氣盤為圓型，安裝在氣門彈簧一側(cè)，配氣盤與中心軸之間有一軸承，由于氣缸套是奇數(shù)的，這里對五缸和七缸的配氣情況加以介紹，五缸:配氣盤上有六個凸起點(diǎn)，三個為進(jìn)氣，三個為排氣。進(jìn)、排氣各三個點(diǎn)的距離相等，當(dāng)氣缸套的位置在上止點(diǎn)時，進(jìn)、排氣門為平行的，一個氣門搖臂在上端，一個在下端，若進(jìn)氣門搖臂在上端，三個進(jìn)氣門凸起點(diǎn)在內(nèi)圈，那么排氣門凸起點(diǎn)在外圈(所有缸的進(jìn)氣門搖臂均在內(nèi)測，排氣門搖臂均在外側(cè))。搖臂控制桿與搖臂采用杠桿原理搖臂為上下方向，搖臂控制桿為左右方向，搖臂的一端壓在搖臂控制桿一端上，另一端與氣門相對。配氣盤與氣缸蓋轉(zhuǎn)速不同，氣缸蓋每轉(zhuǎn)六圈，配氣盤旋轉(zhuǎn)五圈，配氣盤的轉(zhuǎn)度低于氣缸蓋的轉(zhuǎn)速。當(dāng)凸起點(diǎn)被搖臂控制桿趕到中間轉(zhuǎn)軸位置時，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)凸起點(diǎn)，將搖臂控制桿壓平，撬動氣門搖臂壓縮空氣彈簧，氣門打開。凸起點(diǎn)末端有一斜坡，作為氣門回位的緩沖，超過搖臂控制桿的長度后，氣門彈簧推動搖臂回位，氣門關(guān)閉。當(dāng)某一缸搖臂控制桿趕上凸起點(diǎn)后，就是進(jìn)或排氣過程，沒有趕上的缸即為壓縮或爆發(fā)過程。
[0005]七缸:凸輪盤上有八個凸起點(diǎn)，四個為進(jìn)氣，四個為排氣。進(jìn)氣排氣各四個點(diǎn)之間的距離是相等的，氣缸蓋旋轉(zhuǎn)八圈，配氣盤旋轉(zhuǎn)七圈。
[0006]還有一種方法為配氣盤的轉(zhuǎn)速高于氣缸蓋的轉(zhuǎn)速，五缸的配氣盤上為進(jìn)、排氣各兩個凸起點(diǎn)。七缸的配氣盤上為進(jìn)，進(jìn)氣排氣各三個凸起點(diǎn)。
[0007]缸蓋:缸蓋為圓臺型的，在圓的側(cè)面起三道圓型溝槽，第一道溝槽為排氣通道，與各缸蓋排氣門相通。第二道溝槽為進(jìn)氣門通道，與各缸進(jìn)氣門相通。第三道溝槽為冷卻水通道(第三道溝槽有對稱的兩個隔斷點(diǎn))與氣缸套和水套內(nèi)水道相通。以便集中對進(jìn)氣的過濾和對排氣的消音，和安裝渦輪增壓器以及對冷卻水的循環(huán)。
[0008]三.柴油供給系統(tǒng)
[0009]1.采用柴油共軌，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動軸后端打一孔，深度超過各分缸安裝分缸高壓油管的地方，從后軸孔伸進(jìn)共軌的高壓油管(采用特厚壁高壓油管)，總高壓油管前端一側(cè)有一個油道眼(因各缸爆發(fā)位置相同)油道眼正對爆發(fā)時間的位置(因各缸間隔爆發(fā)，在共軌系統(tǒng)中有一與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相配套的定時供給閥)管頭是堵死的。在管頭上裝一分配與密封的圓型旋轉(zhuǎn)密封閥，旋轉(zhuǎn)密封閥一端為實(shí)芯，另一端用唇形密封圈密封，中間用格來圈(方型圈)密封。格來圈與旋轉(zhuǎn)密封閥上有通向各高壓油管的孔，旋轉(zhuǎn)密封閥外側(cè)的孔應(yīng)與高壓油管的鉚頭相匹配。各缸高壓油管通向中心的孔洞套絲，用中空螺母徐徐壓緊以使同心。通向軸孔洞的共軌高壓油管與旋轉(zhuǎn)密封閥相鄰處裝一軸承，后端設(shè)一支架固定。
[0010]2.汽油供給系統(tǒng)
[0011]在總進(jìn)氣口處安裝一化油器(或電噴系統(tǒng))汽油泵等。
[0012]3.點(diǎn)火系統(tǒng)
[0013]分電器是在各缸高壓線與軸內(nèi)的高壓線接觸點(diǎn)加白金觸點(diǎn)。因各缸為隔缸爆發(fā)，需設(shè)一與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相匹配的高壓電供給系統(tǒng)，直列缸分電器為中心軸轉(zhuǎn)動，此分電器為外蓋轉(zhuǎn)動，其他與直列缸相同。
[0014]四.潤滑系統(tǒng)
[0015]這里主要介紹柱塞和球頭的潤滑，機(jī)油泵供給的機(jī)油通過油道進(jìn)入斜盤中心軸中間油道和斜盤上的油道，進(jìn)入球頭靴，對球頭進(jìn)行潤滑，球頭上有油道眼與中空柱塞相通，中空柱塞與兩膨脹槽之間各有一油道眼，從中空柱塞噴出，對柱塞進(jìn)行潤滑。油環(huán)起布油和刮油的作用，在油環(huán)槽內(nèi)有與膨脹槽相通的回油眼，能使油環(huán)刮下的機(jī)油經(jīng)膨脹槽流回油
。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0016]本發(fā)明涉及一種新型的內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0017]目前正在使用的內(nèi)燃機(jī)輸出功率為30-40%，燃油效率的挖掘潛力非常大。為此經(jīng)過認(rèn)真探索，設(shè)計了一種新型高效率內(nèi)燃機(jī)，能夠大量節(jié)省能源，且內(nèi)燃機(jī)的體積小、重量輕、輸出功率大、燃油效率高。詳見同濟(jì)大學(xué)“流體力學(xué)與液壓傳動”書中的“軸向柱塞馬達(dá)”
【發(fā)明內(nèi)容】
。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】工作原理
圖1是《軸向柱塞式可變扭矩內(nèi)燃機(jī)核心裝置》工作原理圖
[0019]當(dāng)柱塞(4)運(yùn)行到上止點(diǎn)時，柴油泵供給高壓柴油通過高壓油管(22)旋轉(zhuǎn)密封閥
(21)向分缸高壓油管(20)及噴油頭(15)向氣缸內(nèi)噴油爆發(fā)，推動柱塞(4)沿氣缸套(5)推動球頭(2)，球頭(2)推動斜盤(I)沿斜盤軸(24)帶動壓力軸承(25)轉(zhuǎn)動。斜盤(I)和氣缸套(5)的旋轉(zhuǎn)帶動動力輸出軸(26)和動力輸出軸(26)上的動力輸出齒輪(19)轉(zhuǎn)動。配齊盤(7)上的凸起點(diǎn)(27)沿?fù)u臂控制桿(17)滑過，使搖臂控制桿(17)沿?fù)u臂控制桿轉(zhuǎn)軸(28)搖動，撬動氣門搖臂(16)沿?fù)u臂轉(zhuǎn)軸(18)擺動壓縮氣門彈簧(10)使氣門(11)打開。斜盤⑴推動球頭(30)和柱塞(3)沿氣缸套(29)運(yùn)行，進(jìn)行排氣循環(huán)。柱塞上裝有三道氣環(huán)(8)和一道油環(huán)(9)。氣缸蓋(6)上設(shè)有三道溝槽，第一道溝槽(12)為排氣溝槽與各缸排氣門相通。第二道溝槽(13)為進(jìn)氣溝槽，與各缸氣門相通。第三道溝槽為(14)為循環(huán)水溝槽，與水套和缸蓋內(nèi)水道相通。溝槽上有兩個對稱隔斷點(diǎn)?？偢邏河凸?22)的固定支架(23)和固定軸承(31)組成。除此兩缸外，其余各缸除爆發(fā)和排氣外正在吸氣或壓縮過程。
【權(quán)利要求】
1.軸向柱塞式可變扭矩內(nèi)燃機(jī)，由軸向排列式氣缸套、斜盤、斜盤支架、柱塞、搖臂、搖臂控制桿、配氣盤和圓型氣缸蓋及供油、潤滑、冷卻等裝置組成。其特征是采用軸向排列式氣缸套，利用燃油爆發(fā)推動柱塞、斜盤、利用配氣盤對圓型氣缸蓋上的氣門控制開閉，來完成配氣相位，使熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的裝置，氣缸套軸向排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I和2所述的裝置，由軸向排列氣缸套內(nèi)的柱塞來推動斜盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的裝置，軸向排列內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋和配氣盤是圓型的，氣缸蓋和配氣盤的轉(zhuǎn)速不等，一種為配氣盤的轉(zhuǎn)速低于氣缸蓋的轉(zhuǎn)速。五缸為配氣盤上進(jìn)、排氣各三個凸起點(diǎn)。七缸為配氣盤上進(jìn)、排氣各有四個凸起點(diǎn)。另一種為配氣盤轉(zhuǎn)速高于氣缸蓋的轉(zhuǎn)速。五缸為配氣盤上進(jìn)、排氣各有兩個凸起點(diǎn)。七缸為配氣盤上進(jìn)、排氣各有三個凸起點(diǎn)。由凸起點(diǎn)推動搖臂控制桿，搖臂來控制氣門，按配氣相位所需的時間開閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的裝置，供油系統(tǒng)內(nèi)的總高壓油管是從后軸伸進(jìn)，由供油閥對伸進(jìn)后軸內(nèi)的總高壓油管上的旋轉(zhuǎn)密封閥上的各缸高壓油管來進(jìn)行與轉(zhuǎn)速相匹配的定時供油。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的裝置，氣缸蓋為圓臺型的，圓臺側(cè)面有三道圓型溝槽，第一道為排氣通道，與各缸排氣門相通。第二道溝槽為進(jìn)氣門通道，與各缸進(jìn)氣門相通。第三道溝槽為冷卻水通道，與水套及缸蓋的冷卻水道相通，溝槽上有兩個對稱的隔斷點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的裝置，搖臂控制桿是與搖臂接近垂直的，利用杠桿原理來撬動搖臂打開氣門。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的斜盤上開有軌道槽，滑道沿軌道運(yùn)行，滑道有推拉雙向作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的斜盤支架是和斜盤軸固定在一起的，支架為可移動的，移動的軌跡為保證斜盤中心點(diǎn)與動力輸出軸的中心線在同一直線上，和保證氣缸內(nèi)的工作容積與燃燒室容積之比為20: 1(汽油內(nèi)燃機(jī)比為7: I)。斜盤的活動范圍是與垂直方向的傾角為15到60度。
【文檔編號】F02F1/40GK104131895SQ201410166201
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】張存福 申請人:張朝陽