專利名稱：四沖程內燃機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能把汽油、柴油等燃料，經點燃后所產生的熱能(即內能)，
高效率地轉化成機械能的裝置。即做功力臂始終為最大狀態，并且活塞在氣缸中的運動路 程長，能使汽油、柴油等燃料燃燒時所產生的熱能得到充分釋放而轉化成機械能，從而提高 其工作效率的四沖程汽油或柴油內燃機。
背景技術：
目前的內燃機，都是采用汽油、柴油等可燃物在氣缸內燃燒時所產生的高溫、高壓 氣體來推動活塞運動，活塞再通過連桿帶動曲軸旋轉的方式使曲軸獲得轉動力矩。這種方 式存在的問題是第一，內燃機在做功沖程過程中只有在連桿中心軸線與曲軸上所設有的 曲柄臂的中心軸線之間成90度角時，連桿對曲軸所產生的轉動力臂為最大，而在其它角度 時這個力臂都要小，當這個角度為0度或180度時，此力臂為零，也就是說力臂不能始終保 持最大狀態，這會影響高溫、高壓氣體對曲軸轉動所產生的積極效果，所以直接影響著內燃 機的工作效率。第二，由于連桿始終處在以擺動主的復雜運動狀態，即活塞對連桿的推力方 向和連桿對活塞的推力方向與活塞的運動方向不能始終保持在同一條直線上，所以容易使 氣缸套和活塞發生偏磨現象而漏氣，縮短了活塞和缸套的使用壽命。第三，活塞在氣缸內運 動路程較短，在做功沖程中當活塞從上止點到達下止點位置時，氣缸內部仍然存在著較高 溫度和較大氣壓的氣體，這部分能量沒有轉化成機械能，而是在活塞上升(即排氣沖程)過 程中被排除掉，最終導致能量轉化效率低，造成能源的浪費。

發明內容
目前四沖程內燃機(四沖程汽油內燃機或四沖程柴油內燃機，以下雷同)存在著 背景技術中所談到的三大方面問題，為了解決上述三大方面問題，從而大幅度地提高內燃 機的工作效率，本實用新型提供了一種內燃機，該內燃機能較大幅度地相對延長活塞在氣 缸中的運動路程(可以增長至現有內燃機的數倍)，使氣缸內部產生的高溫、高壓氣體所具 有的能量得到充分釋放而轉化成機械能，使內燃機的工作效率得到提高。由于該四沖程內 燃機活塞的運動方向與擺動齒輪之間始終為正切狀態，而且擺動齒輪給活塞的作用力方向 或活塞給擺動齒輪的作用力方向與活塞的運動方向始終保持一直，因此不但能保證活塞在 做功過程中活塞推動主轉動軸使之旋轉的力臂始終為最大狀態，從而提高了內燃機的工作 效率，達到節能的目的，而且氣缸套和活塞也不會發生由于偏磨而漏氣現象，相對延長了活 塞和氣缸套的使用壽命。 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是本實用新型四沖程內燃機(四 沖程汽油內燃機和四沖程柴油內燃機)由氣缸套、缸體、氣缸蓋、云梯形活塞、擺動齒輪、單 項齒輪，被動齒輪、主轉動軸，儲氣箱、四沖程汽油內燃機的點火系統，四沖程柴油內燃機的 噴油系統、降溫系統、潤滑系統、吸氣系統、排氣系統、擺動齒輪最大轉動角度控制系統(包 括連桿、擺動齒輪上所設有的"U"字形軸徑和主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑)等部件
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—、氣缸套。本實用新型提供的氣缸為直線雙排氣缸，并采用水平放置的方法，即
屬于人們常說的臥缸。它是由兩個二分之一直線雙排氣缸套的一個端點對接而成，而每個
二分之一直線雙排氣缸套又是由兩個單筒氣缸套組合而成。首先選用四個無底鋼筒作為單
筒氣缸的氣缸套，從每個單筒氣缸套一個側面，分別切開一個與氣缸套兩個底面中心連線
(即氣缸軸線)相平行的槽孔，槽孔的寬度略大于云梯形活塞中鋼條的厚度，槽孔的長度等
于單筒氣缸套的總長度。選用兩塊側面曲率半徑與氣缸套外徑曲率半徑相同并且其橫截面
為梯形的鋼板，每塊鋼板一端的端面與氣缸套和氣缸蓋相接觸的那一端的槽孔端點持平，
每塊鋼板都與槽孔的中心軸線平行，并分別固定在兩個單筒氣缸套的槽孔上下兩側，其中
固定在槽孔上側的鋼板的下表面離槽孔中心軸線的距離略大于云梯形活塞中間的楔形鋼
塊的上端與云梯形活塞中間的短鋼柱的軸線之間的距離，此鋼板的長度等于槽孔的長度；
固定在槽孔下側的鋼板的上表面離槽孔中心軸線的距離略大于云梯形活塞中間的楔形鋼
塊的下端與云梯形活塞中間的短鋼柱的軸線之間的距離，此塊鋼板的長度略小于單筒氣的
缸槽孔長度減去擺動齒輪與此鋼板的延長線相割的割線長度的二分之一。這樣，兩塊鋼板
就將兩個單筒氣缸套連接在一起，組成了一個二分之一直線雙排氣缸套，而且兩塊鋼板之
間就形成一個軌道槽，此軌道槽為云梯形活塞中的楔形鋼柱和端點鋼柱提供滑動軌道，并
且它也起到了一個小氣缸的作用，同時當兩個相同的二分之一直線雙排氣缸套對接后在接
點處也形成一個槽，為安裝擺動齒輪提供空間。鋼板所用的材料與氣缸套所用的材料相同。
將兩個相同的二分之一直線雙排氣缸套對接后就形成了一個完整的直線雙排氣缸。密封圈
的總體形狀像眼鏡的框架，這是根據二分之一直線雙排氣缸套截面的形狀而確立的。將密
封圈安裝在二分之一直線雙排氣缸套上靠近擺動齒輪那一側端點附近的氣缸套和鋼板的
外徑上。如果是具有多個直線雙排氣缸的內燃機，則每個直線雙排氣缸的中心軸線應相互
平行，而且處在同一個平面上。本實用新型所涉及的左右兩個二分之一直線雙排氣缸，當其
中一個處于吸氣沖程階段時，另一個二分之一直線雙排氣缸則應處于排氣沖程階段。
二、云梯形活塞選用兩個規格相同的空心鋼筒，而且這兩個空心鋼筒的兩端分別
都有底，選用空心鋼筒的目的是為了減輕它的質量，從而減少它的慣性。在每個空心鋼筒的
一側分別固定一根與空心鋼筒的中心軸線相平行的鋼條，此鋼條的厚度略小于二分之一直
線雙排氣缸套中所設有的槽孔寬度，此鋼條的寬度等于氣缸套壁的厚度，此鋼條的長度等
于云梯形活塞的總長度。在每個空心鋼筒的兩端附近分別設置三到五個環形槽，將活塞環
(氣環和油環)分別置于此槽中。選用若干根鋼柱，作為云梯形活塞的鋼柱，云梯形活塞的
鋼柱由兩種形狀的鋼柱組成，第一種是安裝在云梯形活塞最左端和最右端的兩個鋼柱，這
兩個鋼柱在此稱之為云梯形活塞的端點鋼柱，這兩個鋼柱兩端底面的曲率半徑與單筒氣缸
套外壁的曲率半徑相同，并且除了兩端底面為曲面外，其余的四個面都為平面，這兩個鋼柱
的橫截面為矩形，其高度略小于二分之一直線雙排氣缸套中的兩塊鋼板相鄰兩個面之間的 距離，這兩個鋼柱中心位置之間的長度(即鋼柱兩個曲形底面之間的最小距離)略小于二 分之一直線雙排氣缸套中兩個單筒氣缸套外壁之間的最短距離。將其中一個鋼柱的兩端分 別固定在兩個空心鋼筒所連接的鋼條的左側端點上，將另一個鋼柱的兩端分別固定在兩個 空心鋼筒所連接的鋼條的右側端點上，并使每個鋼柱最外面的那個側面與鋼條的端面(即 空心鋼筒的端點底面)處在同一個平面上。云梯形活塞鋼柱的另一種是安裝在兩個端點鋼
7柱之間的那些鋼柱，在此把這些鋼柱稱之為楔形鋼柱。每根楔形鋼柱由三部分組成其中間部分是橫截面為楔形的鋼塊，而兩端則是橫截面為正方形、圓形或矩形的短鋼柱，其短鋼柱的厚度(此厚度是指如果橫截面是正方形的則為邊長；如果是圓形的則為直徑；如果是矩形的則為短邊長)等于鋼條厚度。其橫截面為楔形的鋼塊的長軸長度(即高度)略大于或等于擺動齒輪的齒牙高度，而略小于二分之一直線雙排氣缸套中的兩塊鋼板相鄰兩個面之間的距離；其橫截面為楔形的鋼塊的長度略大于或等于擺動齒輪齒牙的厚度。將兩個短鋼柱的一端分別固定在橫截面為楔形的鋼塊兩端的端面上，使三者形成一體，組成一根完整的楔形鋼柱。將若干根楔形鋼柱等距離分布后，分別將短鋼柱的另一端固定在兩個空心鋼筒所連接的鋼條上，并使兩個相鄰的楔形鋼塊相鄰的兩個弧形面之間的距離略大于擺動齒輪的齒牙寬度，這里所說的齒牙寬度是指同一個齒牙的兩個咬合面之間的距離。云梯形活塞兩端的楔形鋼柱之間的距離應大于二分之一直線雙排氣缸套的總長度，這樣才能保證云梯形活塞在直線雙排氣缸中從一端向另一端運動時，其楔形鋼柱始終與擺動齒輪的齒牙相咬合。而且能確保端點鋼柱始終不能與擺動齒輪的齒牙相接觸。這樣兩個鋼筒就在云梯形活塞鋼柱及鋼條的連接下組成了一體，云梯形活塞就做好了。因為活塞的整體形狀像云梯，所以此種形狀的活塞在此稱之為云梯形活塞。云梯形活塞鋼柱中間部分設計成橫截面為楔形鋼塊的目的是能使此鋼柱與擺動齒輪的齒牙咬合良好，以減少二者之間的摩擦，有利于傳遞力矩；而楔形鋼柱的兩端設計為短鋼柱的目的是能使橫截面為楔形的鋼塊固定在鋼條上更加方便，并且能使橫截面為楔形的鋼塊與氣缸套之間形成一個小間隙，以防止橫截面為楔形的鋼塊與氣缸套之間產生摩擦，從而減少云梯形活塞往返運動時所產生的摩擦阻力。設置兩個端點鋼柱的目的是雖然在云梯形活塞往返運動過程中并不與擺動齒輪的齒牙相接觸，即端點鋼柱與擺動齒輪之間不發生力矩傳遞關系，但云梯形活塞在直線雙排氣缸中往返運動過程中，云梯形活塞兩端的端點鋼柱將會起到一個小活塞的作用，例如在二分之一直線雙排氣缸做功沖程剛開始時，由于端點鋼柱外側的側面與氣缸蓋內表面這間的距離也等于燃燒室的高度，并且端點鋼柱外側的側面、氣缸蓋內表面、二分之一直線雙排氣缸套的兩塊鋼板的相鄰兩個面以及兩塊鋼板所夾的單筒氣缸套的外壁，它們所形成的空腔與空心鋼筒的端點底面和氣缸蓋之間所形成的空腔是通過單筒氣缸套上所設有的槽孔而相互聯通的，所以燃燒室中所產生的高溫高壓氣體也同樣作用在端點鋼柱的外側的側面上，這就是為什么要將端點鋼柱設計成上面所闡述的形狀和尺寸的主要原因。在此需要強調的是端點鋼柱的側面面積很小，它不是云梯形活塞的主體。當云梯形活塞運動時，端點鋼柱將隨著云梯形活塞一起運動，并在二分之一直線雙排氣缸套上所設有的兩塊鋼板的相鄰兩個面和兩塊鋼板所夾的那段單筒氣缸套的外壁表面上滑動，此時二分之一直線雙排氣缸套上所設有的兩塊鋼板的相鄰兩個面和兩塊鋼板所夾的那段單筒氣缸套的外壁及氣缸蓋之間所組成的小空腔就相當于端點鋼柱的一個小氣缸。 三、擺動齒輪擺動齒輪齒牙的厚度等于或小于云梯形活塞鋼柱中楔形鋼塊的長度，齒牙的高度不大于云梯形活塞中楔形鋼塊的長軸長度，相鄰兩個齒牙之間的距離等于云梯形活塞中兩個相鄰的楔形鋼塊之間的距離，擺動齒輪的周長應大于云梯形活塞中兩端的楔形鋼柱之間的距離，這樣才能確保云梯形活塞從一個端點運動到另一個端點時，擺動齒輪轉過的角度小于360度或負360度。擺動齒輪固定在擺動齒輪軸上，擺動齒輪軸上應設有一個彎曲的"U"字形軸徑，它是由連桿上端相連接的連桿軸徑和固定在擺動齒輪軸上的曲柄臂組成，將連桿的上端通過連桿上端內襯套與擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑相連接，連桿的下端則通過連桿下端內襯套與主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑相連接。擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑、連桿及主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑的相互配合能夠有效地控制擺動齒輪轉動的最大角度，同時也能相互傳遞力矩。擺動齒輪軸則通過軸承或軸瓦與內燃機的缸體相連接，并使擺動齒輪軸處在直線雙排氣缸的中心垂直線上，擺動齒輪的部分齒牙置于云梯形活塞中的楔形鋼柱之間，這樣云梯形活塞在直線雙排氣缸中往返運動時，云梯形活塞中的楔形鋼柱就能推動擺動齒輪往返小于360度或負360度之間的轉動。擺動齒輪的數量與直線雙排氣缸的數量相等。如果是多個直線雙排氣缸組合的內燃機，那么所有的擺動齒輪都安裝在同一個擺動齒輪軸上，而且擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑的數量可以少于擺動齒輪總數量，但最少不能少于一個，而連桿的數量與擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑的數量相等。 四、單項齒輪單項齒輪的結構、原理與自行車飛輪(即是人們常說的小牙盤)的結構原理相同，在此不再闡述，單項齒輪的特點是齒輪的中間部分與外圍齒牙之間只能在某一旋轉方向上發生力矩傳遞，而在另一個旋轉方向上，其中間部分與外圍齒牙之間只能相對滑動，在乎略摩擦力的情況下則不發生力矩傳遞。具體地說單項齒輪的中間部分如果順時針方向旋轉能將力矩傳遞給外圍齒牙，那么這個單項齒輪的中間部分如果逆時針方向旋轉則無法傳遞力矩，即單項齒輪的中間部分與外圍齒牙之間將會發生滑動現象，但需要注意的是如果這個單項齒輪是外圍齒牙向中間部分傳遞力矩，那么該單項齒輪的外圍齒牙順時針方向旋轉則不能向中間部分傳遞力矩，而外圍齒牙逆時針方向旋轉卻能將力矩傳遞給該單項齒輪的中間部分，這是由單項齒輪的特性所決定的，它既涉及到單項齒輪的中間部分與外圍齒牙二者之間那個是力矩的主動傳遞者，那個是力矩的被動接受者，同時也涉及到相對運動的關系原理。選用兩個直徑不同，齒數不等，力矩傳遞方向相反的單項齒輪，將這兩個單項齒輪的中間部分固定在擺動齒輪軸上，并且如果四沖程內燃機的主轉動軸正常工作時的旋轉方向設計為順時針，那么直徑較大的那個單項齒輪的中間部分必須選用逆時針轉動才能向外圍齒牙傳遞力矩的那種單項齒輪；而直徑較小的那個單項齒輪的中間部分則必須選用順時針轉動才能向外圍齒牙傳遞力矩的那種單項齒輪。如果四沖程內燃機的主轉動軸正常工作時的旋轉方向設計為逆時針，那么這兩個單項齒輪則都必須選用與上述力矩傳遞方向各自相反的那種單項齒輪。如果內燃機是采用多個直線雙排氣缸組合的方式，由于擺動齒輪是安裝在同一個擺動齒輪軸上的，那么所有的單項齒輪也都應該安裝在同一個擺動齒輪軸上，所以單項齒輪的個數可以少于直線雙排氣缸總數的二倍，但最少也不能少于兩個。 五、被動齒輪被動齒輪安裝在被動齒輪軸上，而被動齒輪軸則通過被動齒輪軸承與缸體相連接，被動齒輪處在直徑小的單項齒輪與直徑小的那個主轉動軸齒輪這間，并分別與直徑小的單項齒輪和直徑小的那個主轉動軸齒輪相互咬合。由于單項齒輪和擺動齒輪都安裝在擺動齒輪軸上，所以單項齒輪也隨著擺動齒輪的轉動而轉動，而主轉動軸齒輪則是始終朝某一個方向轉動的，因此，就需要其中一個單項齒輪通過被動齒輪來改變旋轉方向，這樣才能將兩個單項齒輪的轉動力矩變成相同方向的轉動力矩而最終傳遞給主轉動軸齒輪，帶動主轉動軸始終朝一個方向旋轉。被動齒輪的數量應于直徑較小的單項齒輪數量相等。
六、主轉動軸它是內燃機力矩最終輸出部件。主轉動軸應處在直線雙排氣缸的中心垂直線上，并使主轉動軸與擺動齒輪軸相互平行。將兩個直徑不同，齒數不等的主轉動軸齒輪安裝在主轉動軸上，其中直徑大的那個主轉動軸齒輪直接與擺動齒輪軸上所安裝的直徑大的那個單項齒輪相互咬合；另一個直徑小的主轉動軸齒輪則與被動齒輪相互咬合。由于擺動齒輪每次轉動角度始終小于360度或小于負360度，那么擺動齒輪軸及安裝在擺動齒輪軸上的單項齒輪的每次轉動角度也必將小于360度或小于負360度，也就是說在擺動齒輪轉動半個周期中，單項齒輪所轉過的齒牙數少于單項齒輪總齒牙數，因此兩個單項齒輪與兩個主轉動軸齒輪的齒數比，不能直接設為0.5 : l，而只能將擺動齒輪在轉動半個周期中單項齒輪所轉過的齒牙數與主轉動軸齒輪的齒牙數之比為0.5 : 1。在此需要指出的是被動齒輪只能改變力矩傳遞方向，而不會影響單項齒輪與主轉動軸齒輪之間的轉速比。這樣才能確保擺動齒輪轉動一個周期時(即往返一次)，主轉動軸才能剛好轉過一周，也就是說當內燃機完成四個沖程即云梯形活塞運動兩個周期時，主轉動軸才能剛好轉過兩周，設計這樣的轉數比的目的是使此種內燃機能與目前正在使用的內燃機更多的組件相配套。在主轉動軸上設置一個彎曲的"U"字形軸徑，它是由連桿下端相連接的連桿軸徑和主轉
動軸上所設有的曲柄臂組成。連桿的下端通過內存套與主轉動軸上所設有的"u"字形軸徑
相連接。當主轉動軸旋轉時，主轉動軸上所設置的"U"字形軸徑也將旋轉，其旋轉的軌跡為一個圓，此圓的半徑應小于擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑旋轉軌跡的半徑，即主轉動軸上所設有的曲柄臂的長度應小于擺動齒輪軸上所設有的曲柄臂長度。其目的是當主轉
動軸旋轉360度或負360度時，擺動齒輪的轉動角度小于負360度或360度。主轉動軸上的曲柄臂的長度與擺動齒輪上軸的曲柄臂長度之間的關系是設主轉動軸上的曲柄臂長度為r，擺動齒輪軸上的曲柄臂長度為R，當擺動齒輪在某一方向上轉動到最大角度位置時，連桿的中心軸線與主軸上所設有的曲柄臂軸線便處在同一條直線上，設主轉動軸的軸線和擺動齒輪軸的軸線之間的連線與擺動齒輪上的曲柄臂的軸線所形成的夾角為a ，連桿的長度為L，那么，
「m^， i 2—r)2 —(丄+ r)2 及+及丄一2及丄一r及
cosa =-^-^——^-=-^-
2i (Z + i — 。 7 i: + i 2—i r 因為連桿的長度是已知的，即L是已知的，在確定了主轉動軸的軸線和擺動齒輪軸的軸線之間的連線與擺動齒輪上的曲柄臂的軸線之間所形成的夾角(即a角)的前提下，只要確定了擺動齒輪上的曲柄臂或主轉動軸上的曲柄臂的其中之一的長度，那么另一個長度也就確定下來的。將主轉動軸通過軸瓦或軸承與內燃機的缸體相連接。主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑的數量與連桿數量相等，主轉動軸上所安裝的主轉軸齒輪的數量與單項齒輪的數量相等。如果是多個直線雙排氣缸組合的內燃機，主轉動軸也只設一個主轉動軸，而主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑的數量卻可以少于直線雙排氣缸的數量，但最少也不能少于一個。 七、氣缸蓋本實用新型所提供的每個直線雙排氣缸實際上都相當于四個氣缸，而且為兩兩組合后形成兩個二分之一直線雙排氣缸，這兩個二分之一直線雙排氣缸再組合形成一個完整的直線雙排氣缸，那么氣缸蓋也必然為兩組，左端和右端各分別一組。為了使左端氣缸蓋或右端氣缸蓋中的排氣管或進氣管相互連通，并各自在一條直線上，從而使部件排列整齊，美觀，而且制作方便，同時更能適合 缸四沖程內燃機的需要，因此針對四沖程柴油內燃機而言，左端或右端氣缸蓋上所安裝的排氣閥、進氣閥、噴油嘴這三個部件成三角形排列，并使排氣閥、進氣閥分別處在氣缸蓋的上、下兩側，而噴油嘴則處在中間位置，并且左右兩端的每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋上都設有各自獨立的進氣閥、排氣閥和噴油嘴。針對四沖程汽油內燃機而言，排氣閥、進氣閥、火花塞這三個部件也成三角形排列，并使排氣閥、進氣閥分別處在氣缸蓋的上、下兩側，而火花塞則處在中間位置，并且左右兩端的每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋上都設有各自獨立的進氣閥、排氣閥和火花塞。四沖程內燃機左、右兩端氣缸蓋上所設有的排氣管可以通過一個管道使它們都與主排氣管相互連通，最后通過主排氣管向外排氣。當然，左、右兩端的排氣管也可以不相互連通，而直接向外排氣，最終實現雙排氣管各自獨立排氣，這樣能使排氣更加順暢，針對功率較大的四沖程內燃機而言，更適合采用雙排氣管各自獨立排氣的方式。 本實用新型四沖程內燃機氣缸蓋上所設有的進氣氣門口、排氣氣門口和四沖程柴
油內燃機氣缸蓋所設有的用于安裝噴油嘴的空腔或四沖程汽油內燃機氣缸蓋上所設有的
用于安裝火花塞的空腔其結構和形狀與現有四沖程內燃機相同，在此不再闡述。 八、儲氣箱因為本實用新型所提供的內燃機其云梯形活塞在氣缸中的運動路程
較長，所以在吸氣沖程中，吸入到氣缸內的氣體(柴油內燃機為空氣，汽油內燃機為混合
汽)較多，導致在壓縮沖程中，其壓縮比會超出規定的值，因此，需要將吸入到氣缸中的多
余氣體先排出一部分，而在氣缸中只保留合適的氣體總量，這就需要有一個能接收排出多
余氣體的裝置，此裝置在此稱為儲氣箱。儲氣箱由箱體、進氣控制閥、出氣接口鋼管、儲氣箱
進氣管、出氣管、螺帽、密封墊等部件組成，箱體的內部空腔可以為球體、橢球體、圓柱體或
棱柱體等多種形狀。本實例圖中所畫的為球體。箱體的容積應大于直線雙排氣缸的容積。
在箱體的一端外壁上打磨出一個小平面，在此平面的中心位置上鉆一個孔，孔的直徑與進
氣控制閥鋼管較粗那端的內部空腔的直徑相同，將一個內徑與進氣控制閥鋼管較粗那端的
外徑相同的螺帽焊接在箱體外壁所打磨出的小平面上，并使螺帽中心軸線與小平面上所設
有的孔的中心軸線都處在同一條軸線上；在箱體的另一端設有兩個孔，這兩個孔的內徑與
出氣接口鋼管的內徑相同，并將兩個出氣接口鋼管的一端焊接在箱體的外壁上，并使兩個
出氣接口鋼管的內部空腔分別與這兩個孔相通，這兩個出氣接口鋼管的另一端通過出氣管
分別與左右兩端氣缸蓋上所設有的進氣管相連接。儲氣箱進氣控制閥由一根進氣控制閥鋼
管、一根進氣控制閥彈簧、一個鋼球、一個中心有孔的螺釘組成，進氣控制閥鋼管的外徑一
端較細，方便與儲氣箱進氣管相連接，此端的內部空腔的直徑較小；而進氣控制閥鋼管的另
一端外徑較粗，有利于和箱體之間實現密封，此端進氣控制閥鋼管的內部空腔的直徑較大，
并在此端鋼管的外壁和內壁上分別設有螺紋。在進氣控制閥鋼管直徑較大的那端內部空腔
與直徑較小的那端內部空腔的連接處設有一個球冠形空腔。鋼球的直徑大于進氣控制閥
鋼管內部較細的空腔直徑，而小于進氣控制閥鋼管內部較粗的空腔直徑。將鋼球和進氣控
制閥彈簧依次置于進氣控制閥鋼管內部空腔中，再將中心有孔的螺釘置于進氣控制閥鋼管
內壁有螺紋的一端。密封墊的外徑略小于螺帽的內徑，而密封墊的內徑則與進氣控制閥鋼
管的粗端空腔的直徑相同，將密封墊置于螺帽的內部空腔中，再將進氣控制閥鋼管外壁設
有螺紋的一端置于螺帽之中。針對汽油內燃機而言，進氣控制閥鋼管外徑較細的一端通過
儲氣箱進氣管與化油器相連接；針對柴油內燃機而言，進氣控制閥鋼管外徑較細的一端通
過儲氣箱進氣管與外界空氣相連。當二分之一直線雙排氣缸處在吸氣狀態時，儲氣箱中的氣體壓強會變小，儲氣箱進氣控制閥中的鋼球會克服進氣控制閥彈簧的彈力作用而移動位置，此時氣體流通路徑被打通，氣體便可以進入二分之一直線雙排氣缸中。在進氣控制閥彈簧的作用下，雖然進入二分之一直線雙排氣缸中的氣體壓強(即氣體密度)能小些，但是由于二分之一直線雙排氣缸較長，可以達到現有內燃機氣缸的數倍，所以進入到二分之一直線雙排氣缸中的氣體分子總數，還是遠遠超過規定的數值，這就需要該二分之一直線雙排氣缸在壓縮沖程開始階段，將部分多余的氣體再送回儲氣箱，當多余氣體返送回來進入儲氣箱后，儲氣箱內部空腔中的氣體壓強會變大，儲氣箱進氣控制閥中的鋼球會在進氣控制閥彈簧的作用下，將儲氣箱進氣控制閥鋼管的內部空腔堵住，多余氣體便在儲氣箱中存留。這些存留的多余氣體為另一個二分之一直線雙排氣缸吸氣時提供部分氣體。返送回來的氣體雖然能使儲氣箱中的氣壓變大，但不會變的很大，這是因為一方面儲氣箱中的容積大于二分之一直線雙排氣缸的容積，另一方面，返送回來的只不過是二分之一直線雙排氣缸中的部分氣體，所以儲氣箱中的氣壓永遠也不會變得很大。如果內燃機的工作環境溫度較低，則可以將儲氣箱靠近溫度較高的部件，如內燃機的排氣管，這樣能使儲氣箱中的氣體受到預熱而溫度增高，有利于寒冷地區的內燃機點火。在此特別指出的是如果是采用多個直線雙排氣缸組合的內燃機，因為在主轉動軸旋轉兩周的過程中，將會有若干個二分之一直線雙排氣缸同時處在壓縮和吸氣沖程，而且在壓縮沖程開始階段，二分之一直線雙排氣缸排出來的部分多余氣體總量少于正處在吸氣沖程中的二分之一直線雙排氣缸所吸入的氣體總量，也就是說排出來的多余氣體能及時地被其它二分之一直線雙排氣缸所吸收，因此在這種情況下，可以不設儲氣箱或只設容積較小的儲氣箱。另外，四沖程柴油內燃機在吸氣沖程中吸入的是空氣，那么它在壓縮沖程的開始階段所排出來的也是空氣，因此針對四沖程柴油內燃機而言也可以不設儲氣箱。 九、冷卻降溫系統在本實用新型所提供的內燃機中，由于云梯形活塞在二分之一直線雙排氣缸內的運動路程較長(可增長為傳統活塞運動路程的數倍)，所以，在做功沖程中，氣缸內的高溫高壓氣體所具有的能量能得到充分地釋放，在做功完成后氣缸中的溫度不會很高，因此，此種內燃機起到冷卻降溫作用的液體或其它形態的物體，不必與氣缸套直接接觸，而是將二分之一直線雙排氣缸套直接安裝在厚度較薄的缸體內部所設有的空腔中，使起到冷卻降溫作用的液體或其它形態的物體直接與厚度較薄缸體的外表面相接觸。將二分之一直線雙排氣缸套直接安裝在厚度較薄的缸體內部所設有的空腔中的目的是缸體對長度較長的二分之一直線雙排氣缸的氣缸套能起到一定的加固作用，使之不易發生變形。 十、其它部件將現有內燃機中曲軸上所安裝的正時齒輪或其它部件，在本實例中應安裝在主轉動軸上，凸輪軸上的正時齒輪安裝在凸輪軸上，凸輪軸通過軸瓦或軸承與內燃機的缸體相連接。在此著重指出的是凸輪軸上所安裝的排氣凸輪的凸起部分的弧線長度應符合長度較長的二分之一直線雙排氣缸排氣的需要，必須在排氣沖程中，當云梯形活塞的端點底面運動到極限位置時，排氣門才關閉。凸輪軸上所安裝的進氣凸輪的凸起部分的弧線長度應比現有內燃機的進氣凸輪的弧線長度略長一些，從而使在二分之一直線雙排氣缸吸氣過程中和吸氣結束時以及在壓縮沖程的前期階段都能使氣缸蓋上所設有的進氣閥處在打開狀態，必須在壓縮沖程前期階段，當云梯形活塞的端點底面運動到指定的位置，也就是運動到云梯形活塞的端點底面與氣缸蓋內表面之間的空腔中的氣體總量達到壓縮
12比的要求時進氣門才關閉，這是因為二分之一直線雙排氣缸較長，吸氣沖程中吸入到二分
之一直線雙排氣缸中的氣體量會超過壓縮比的要求，因此必須在壓縮沖程的前期階段先讓
二分之一直線雙排氣缸中的部分氣體從儲氣箱進氣管再返回儲氣箱中的緣故。(壓縮比
(e )=氣缸總容積/燃燒室工作容積=1+氣缸工作容積/燃燒室工作容積， 一般情況下
柴油內燃機e = 14 20汽油內燃機e =6 10)。至于氣門頂桿、氣門搖臂、氣門彈
簧等控制進氣和排氣所需的部件，除了尺寸和放置角度外，其形狀、結構、原理等方面與現
有內燃機相同，在此不在闡述。四沖程柴油內燃機所需的高壓油泵和四沖程汽油內燃機所
需的分電器等部件在形狀、結構、原理等方面也與現在的內燃機相同，在此不再闡述。 本實例中，內燃機中起到潤滑作用的潤滑油的油面高度，達到能接觸到擺動齒輪
最下邊的齒牙高度就可以了 。擺動齒輪在轉動時，會將潤滑油通過齒牙提供給云梯形活塞
中的鋼柱，再通過單筒氣缸側面所設有的槽孔的縫隙，使部分潤滑油進入到直線雙排氣缸
的內部，并使云梯形活塞中的空心鋼筒表面、鋼條表面和氣缸套內部表面都附上一層油沫，
當云梯形活塞在直線雙排氣缸中從一個端點向另一個端點運動時，活塞環會將多余的潤滑
油刮出，并通過單筒氣缸側面所設有的槽孔的縫隙，而使多余潤滑油進入兩個單筒氣缸套
側面的兩塊鋼板所形成的空腔中，并隨著多根云梯形活塞鋼柱的運動，而將多余潤滑油帶
給擺動齒輪的齒牙，那么多余的潤滑油會重新回到原始位置。本實例中沒有闡述的四沖程
內燃機所需的其它部件也與現有的內燃機相同，在此不在闡述。 工作過程和原理如下 本實用新型四沖程內燃機(包括汽油和柴油)的工作過程仍然由吸氣(即進氣)、 壓縮、燃燒膨脹(即做功)和排氣這四個沖程來完成的，這四個過程構成了一個工作循環。 為了方便地說明問題，在下面的原理闡述中，是以左側二分一直線雙排氣缸為例，并設定主 轉動軸的旋轉方向為順時針。
—、吸氣沖程(進氣沖程) 首先由啟動機帶動主轉動軸旋轉，主轉動軸上獲得的轉動力矩從表面上看可以通 過兩種途徑傳遞給擺動齒輪，一種途徑是可以通過主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑、連 桿、擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑和擺動齒輪軸最終將主轉動軸上的轉動力矩傳遞 給擺動齒輪，使擺動齒輪轉動，從而帶動云梯形活塞運動。另一個力矩傳遞途徑是主轉動 軸上獲得的轉動力矩首先傳遞給主轉動軸上所安裝的兩個主轉動軸齒輪，而這兩個主轉動 軸齒輪其中一個直徑較大的那個主轉動軸齒輪是直接與直徑較大的那個單項齒輪相互咬 合的，所以這個主轉動軸齒輪便將轉動力矩直接傳遞給直徑較大的那個單項齒輪，可是，如 果主轉動軸工作時的旋轉方向設計為順時針方向旋轉，那么，直徑較大的那個單項齒輪的 中間部分必須選用逆時針方向轉動才能向外圍齒牙傳遞力矩的那種單項齒輪，而主轉動軸 上的順時針轉動的力矩當傳遞給直徑較大的那個單項齒輪的外圍齒牙上時，外圍齒牙所獲 得的力矩的方向卻是逆時針，這時直徑較大的那個單項齒輪的外圍齒牙卻不能向其中間部 分傳遞力矩(上面闡述過，在此不再闡述)；而主轉動軸上所安裝的另一個直徑小的那個主 轉動軸齒輪則是通過被動齒輪與另一個直徑較小的那個單項齒輪相咬合，所以這個主轉動 軸齒輪便將順時針方向轉動的力矩通過被動齒輪而間接地把轉動力矩傳遞給另一個直徑 較小的那個單項齒輪的外圍齒牙上，由于被動齒輪能改變力矩傳遞方向，這樣以來這個直 徑較小的那個單項齒輪的外圍齒牙便獲得了順時針方向旋轉的力矩，由于直徑較小那個單
13項齒輪傳遞力矩方向與直徑較大的那個單項齒輪的傳遞力矩方向恰恰相反，所以直徑較小
的那個單項齒輪的外圍齒輪也不能向其中間部分傳遞力矩，因此說主轉動軸在啟動機的
帶動下順時針方向旋轉的情況下，主轉動軸上的順時針方向轉動的力矩是不能通過單項齒
輪而將力矩傳遞給擺動齒輪軸上并最終導致云梯形活塞運動的。如果主轉動軸正常工作時
的旋轉方向設計為逆時針，那么擺動齒輪軸上所安裝的兩個單項齒輪的力矩傳遞方向也相
反，所以也不能傳遞力矩，其原理與上述相同。其實啟動機帶動主轉動軸旋轉的力矩只有通
過一條途徑才能將力矩傳遞給擺動齒輪，那就是通過連桿這條途徑，具體工作過程如下為
了說明問題的方便，在此設主轉動軸正常工作時的旋轉方向為順時針，設直線雙排氣缸中
左側那個二分之一直線雙排氣缸開始吸氣，那么當主轉動軸在啟動機的帶動下順時針方向
剛剛開始旋轉時，云梯形活塞處在最左端的極限位置上，即云梯形活塞的左端端點底面處
在與左端氣缸蓋內表面之間的距離等于燃燒室的長度的位置上，這個位置在此稱為左止點
(它相當于現有內燃機的上止點)，此時的擺動齒輪則處在逆時針方向的最大轉動角度，那
么連桿的中心軸線也必將與主轉動軸上所設有的曲柄臂中心軸線是處在在同一條直線的
位置上，連桿向右傾斜，并且連桿的重心也處在最高位置，上面所談到的云梯形活塞、連桿
等部件所處的位置狀態是上一個沖程即排氣沖程結束時的位置狀態(這一位置狀態的形
成將在排氣沖程中闡述)，當啟動機帶動主轉動軸順時針方向旋轉時。主轉動軸上所設有
的"U"字形軸徑也必將旋轉，它將會帶動連桿運動，并使連桿的重心逐步向下移動，擺動齒
輪軸上所設有的"U"字形軸徑必將順時針方向轉動，那么擺動齒輪軸也必將順時針方向轉
動，擺動齒輪也必將順時針方向轉動，擺動齒輪的齒牙就會帶動云梯形活塞向右移動位置，
此時左側氣缸蓋上的進氣閥已經打開，左側二分之一直線雙排氣缸開始吸氣。當連桿的中
心軸線與主轉動軸上所設有的"U"字軸徑的曲柄臂的中心軸線處在一條直線上時，連桿的
重心便處在最低位置，此時的云梯形活塞的中心也就運動到了直線雙排氣缸的中間位置，
由于擺動齒輪、連桿等相關部件的慣性作用，會將連桿迅速偏離這一平衡位置，而使連桿上
端向左微微傾斜。主轉動軸繼續順時針方向轉動，主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑會推
動連桿向左繼續傾斜并使連桿的重心逐步向上移動，那么擺動齒輪則繼續向順時針方向轉
動，云梯形活塞也繼續向右移動位置，左側的二分之一直線雙排氣缸繼續吸氣。當連桿的中
心軸線與主轉動軸上所設有的曲柄臂的中心軸線再次處在一條直線上時，連桿的重心又處
于最高位置，并且連桿向左傾斜，其傾斜的角度是由擺動齒輪軸上所設有的曲柄臂的長度
與主轉動軸上所設有的曲柄臂的長度之間的差值以及連桿自身的長度所決定的，差值越大
則連桿的傾斜角度也越大，因為擺動齒輪軸上所設有的曲柄臂長度大于主轉動軸上所設有
的曲柄臂長度，所以擺動齒輪的轉動角度將小于360度。至此，擺動齒輪順時針方向轉動達
到最大值，此時的云梯形活塞也在擺動齒輪上的齒牙帶動下運動到最右端的極限位置，即
云梯形活塞右端的端點底面與右側氣缸蓋的內表面之間的距離等于右側二分之一直線雙
排氣缸中的燃燒室長度，那么左側二分之一直線雙排氣缸的吸氣沖程到此結束。
在此著重指出的是當內燃機選用多個直線雙排氣缸組合時，在內燃機正常工作
以后，由于擺動齒輪都是安裝在同一個擺動齒輪軸上的，而且多個二分之一直線雙排氣缸
在多個云梯形活塞往返運動的四個沖程過程中只少有一個二分之一直線雙排氣缸是處在
做功沖程階段，所以擺動齒輪的轉動力矩便可以直接從處在做功狀態的那個云梯形活塞中
的楔形鋼柱上直接獲得，而不必從主轉動軸上獲得。在這種情況下，連桿、主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑和擺動齒輪上所設有的"U"字形軸徑這三個部件的共同作用對擺動齒輪
轉動只能起到輔助作用，但這三個部件的組合卻能對擺動齒輪的最大轉動角度起到絕對的
限定作用，當連桿的上端向左或向右傾斜，并且連桿的中心軸線與主轉動軸上所設有的曲
柄臂的中心軸線處在同一條直線上，同時連桿的重心處在最高位置時，擺動齒輪便處在朝
某一方向轉動的最大位置上，因此這三個部件的組合能對擺動齒輪朝某一方向的最大轉動
角度起到絕對的限定作用。
二、壓縮沖程 在壓縮沖程的開始階段，相關運動部件都承接著上一個沖程(即吸氣沖程)結束 時的位置狀態，即此時的擺動齒輪則處在順時針方向轉動的最大角度位置，連桿的中心軸 線也與主轉動軸上所設有的曲柄臂中心軸線是處在在同一條直線上，并且這個連桿的重心 也處在最高位置，而且連桿向左傾斜。隨著主轉動軸順時針方向繼續旋轉，主轉動軸上所 設有的"U"字形軸徑也必將隨之旋轉，它會帶動連桿運動，并促使連桿的重心向下移動，擺 動齒輪軸將向逆時針方向轉動，擺動齒輪也將逆時針方向轉動，擺動齒輪的齒牙將推動云 梯形活塞向左方向運動，壓縮沖程階段開始。由于本實用新型四沖程內燃機的二分之一直 線雙排氣缸較長，可達現有內燃機氣缸長度的數倍，那么在吸氣沖程中吸入到氣缸內的氣 體總量會超出規定值，必須先排出一部分氣體，再將剩余的氣體壓縮，以確保壓縮比的正確 性，因此凸輪軸上所安裝的進氣凸輪的凸起部分的弧線長度應比現有內燃機的弧線長度略 長一些，也就是說進氣門在吸氣沖程結束時并沒有被進氣閥關閉，必須在壓縮沖程的前期 階段中，云梯形活塞的端點底面運動到指定的位置，也就是運動到云梯形活塞的端點底面 與氣缸蓋之間的空腔中的氣體達到壓縮比的要求時進氣門才關閉，氣缸內氣體的分子數才 被固定下來。(壓縮比(O =氣缸總容積/燃燒室工作容積=1+氣缸工作容積/燃燒室 工作容積，一般情況下柴油機e =14 20汽油機￡ = 6 IO)，在這段過程中，由于 排氣閥只有在排氣沖程階段才處于打開狀態，而在其它沖程階段始終處于關閉狀態，所以 氣缸在壓縮沖程開始階段所排出的多余氣體只能通過進氣氣門口、進氣通道返回到儲氣箱 中。由于固定在儲氣箱上的出氣接口鋼管的內部空腔是暢通的，所以多余氣體進入儲氣箱 是很容易的。當多余氣體進入儲氣箱后，儲氣箱內部空腔中的壓強會變大，儲氣箱進氣控制 閥中的鋼球會在進氣控制閥彈簧的作用下，將儲氣箱進氣孔(即進氣控制閥鋼管的內部空 腔)堵住，多余氣體便在儲氣箱中存留。這些存留的多余氣體為另一個二分之一直線雙排 氣缸吸氣時提供部分氣體。實際上只有當云梯形活塞的端點底面運動到指定位置，即氣缸 中的多余氣體被排除后，云梯形活塞再向左運動的過程才是真正的壓縮過程。主轉動軸繼 續順時針方向轉動，連桿的重心繼續向下移動，當連桿的中心軸線與主轉動軸上所設有的 曲柄臂的中心軸線處在一條直線上時，連桿的重心便處在最低位置，此時的云梯形活塞的 中心也就運動到了直線雙排氣缸的中間位置。由于擺動齒輪、連桿等相關部件的慣性作用， 能使連桿迅速偏離這一平衡位置，而使連桿向右微微傾斜。主轉動軸繼續順時針方向轉動， 主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑會推動連桿向右繼續傾斜并使連桿的重心逐步向上移 動，那么擺動齒輪則繼續向逆時針方向轉動，云梯形活塞也繼續向左移動位置，左側的二分 之一直線雙排氣缸中的氣體繼續被壓縮。當連桿的中心軸線與主轉動軸上所設有的曲柄臂 的中心軸線再次處在一條直線上時，連桿的重心又處于最高位置，并且連桿向右傾斜，擺動 齒輪也向逆時針方向轉動到最大角度，云梯形活塞向左運動到達極限位置，此時云梯形活塞左側端點底面與左側氣缸蓋內表面之間的距離等于燃燒室的長度，至此左側二分之一直
線雙排氣缸的壓縮沖程結束。
三、做功沖程(燃燒膨脹) 當壓縮沖程將要結束時，針對汽油內燃機而言火花塞開始點火(點火角度的設計
與現有內燃機相同)；針對柴油內燃機而言噴油嘴噴出油霧并在氣缸中的高壓氣體產生高
溫的情況下而燃繞。氣缸中所產生的高溫、高壓氣體將作用在云梯形活塞左側端點底面上，
推動云梯形活塞向右運動，云梯形活塞中間的楔形鋼柱便推動擺動齒輪順時針方向轉動。
擺動齒輪上的轉動力矩可以通過兩種途徑傳遞到主轉動軸上，一條力矩傳遞途徑則是通過
單項齒輪這條途徑。具體工作過程如下在左側二分之一直線雙排氣缸做功沖程中，云梯形
活塞向右運動，云梯形活塞中的楔形鋼柱便會推動擺動齒輪順時針方向轉動，擺動齒輪軸
及擺動齒輪軸上所安裝的兩個單項齒輪的中間部分也將順時針轉動。而直徑較大的那個單
項齒輪只有在其中間部分逆時針轉動方向時才能將其中間部分的力矩傳遞給外圍齒牙，而
此時的這個單項齒輪的中間部分卻是順時針方向轉動，因此直徑較大的那個單項齒輪的中
間部分與外圍齒牙之間將產生相對滑動，即不發生力矩傳遞；而直徑較小的那個單項齒輪
其中間部分的順時針方向轉動正好滿足了該齒輪向外圍齒牙傳遞力矩的條件，因此直徑較
小的那個單項齒輪的外圍齒牙便將順時針方向轉動力矩傳遞給被動齒輪，被動齒輪再將轉
動力矩轉換成逆時針方向后，再由被動齒輪將力矩傳遞給主轉動軸上所設有的直徑小的那
個主轉動軸齒輪，因此主轉動軸就獲得了順時針方向的轉動力矩。(在此強調一點的是如
果是右端二分之一直線雙排氣缸處在做功沖程階段，那么直徑較大的那個單項齒輪將發揮
傳遞力矩的作用)。因為云梯形活塞和云梯形活塞中楔形鋼柱的運動方向始終是擺動齒輪
的切線方向，因此內燃機在做功時力矩傳遞的力臂始終為最大狀態。另一條力矩傳遞途徑
是通過擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑、連桿和主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑將
擺動齒輪上的力矩傳遞給主轉動軸。這一力矩傳遞途徑中相關的部件的運動過程與吸氣沖
程中的運動過程相同，只是力矩傳遞方向發生了變化，在此不再闡述，但這條途徑在力矩傳
遞過程中其力臂不能保證始終為最大狀態，所以這條力矩傳遞途徑不是本實用新型內燃機
的主要力矩傳遞途徑，但它卻能控制擺動齒輪轉動的最大角度，當連桿向左傾斜，并且連桿
的中心軸線與主轉動軸上所設有的曲柄臂的中心軸線處在一條直線上，而且連桿的重心處
在最高位置時，擺動齒輪便位于順時針方向轉動的最大位置，云梯形活塞也就到達了向右
移動的最大位置。至此，左端二分之一直線雙排氣缸的做功過程結束。 四、排氣沖程 在排氣沖程開始時，排氣閥打開，而云梯形活塞、擺動齒輪、擺動齒輪軸上所設有 的"U"字形軸徑、連桿、主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑等部件的位置狀態與做功結束 時的位置狀態相同，隨著主轉動軸繼續順時針方向轉動，上述這些部件將發生位置變化，并 傳遞力矩，其運動過程與壓縮沖程的運動過程相同，在此不再闡述。最終將主轉動軸上的 轉動力矩傳遞給云梯形活塞，云梯形活塞最終運動到左端極限位置，即左止點位置，排氣閥 關閉，排氣沖程結束。在排氣沖程剛結束的一剎那，云梯形活塞處在最左端的極限位置上， 即云梯形活塞的左端端點底面處在與左端氣缸蓋內表面之間的距離等于燃燒室的長度的 位置上，即左止點的位置上，此時的擺動齒輪則處在逆時針方向的最大轉動角度，連桿的中 心軸線也與主轉動軸上所設有的曲柄臂中心軸線是處在同一條直線的位置上，連桿向右傾斜，并且連桿的重心也處在最高位置上。 在此著重指出的是當內燃機選用多個直線雙排氣缸組合時，在內燃機正常工作 以后，由于擺動齒輪都是安裝在同一個擺動齒輪軸上的，而且多個二分之一直線雙排氣缸 在多個云梯形活塞往返運動的四個沖程過程中只少有一個處在做功沖程階段，所以擺動齒 輪的轉動力矩便可以直接從處在做功狀態的那個云梯形活塞中的楔形鋼柱上直接獲得，而 不必從主轉動軸上獲得，(即不必通過主轉動軸、主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑、連桿、 和擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑等相關部件獲得)。在這種情況下，連桿、主轉動軸 上所設有的"U"字形軸徑和擺動齒輪上所設有的"U"字形軸徑這三個部件的共同作用對擺 動齒輪轉動只能起到輔助作用，但這三個部件的組合卻能對擺動齒輪的最大轉動角度起到 絕對的限定作用。 本實用新型的有益效果是，能較大幅度地相對延長活塞在氣缸中的運動路程(可 以增長至現有內燃機的數倍)，使氣缸內部產生的高溫、高壓氣體所具有的能量得到充分釋 放而轉化成機械能，使內燃機的工作效率得到提高。并且由于活塞的運動方向與擺動齒輪 之間始終為正切狀態，而且擺動齒輪給活塞的作用力方向或活塞給擺動齒輪的作用力方向 與活塞的運動方向始終保持一直，因此不但能保證活塞在做功過程中活塞推動主轉動軸使 之旋轉的力臂始終為最大狀態，從而提高了內燃機的工作效率，達到節能的目的，而且氣缸 套和活塞也不會發生由于偏磨而漏氣現象，相對延長了活塞和氣缸套的使用壽命。


下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是儲氣箱橫剖俯視結構圖。
圖2是直線雙排氣缸橫剖面側俯視結構圖。
圖3是四沖程內燃機縱剖側視圖。 圖4是直線雙排氣缸和擺動齒輪的中間部分縱剖正視結構圖。
圖5是四沖程柴油內燃機氣缸蓋內表面側視圖。
圖6是四沖程汽油內燃機氣缸蓋內表面側視圖。 圖中，l.缸體，2.起冷卻降溫作用的液體，3.厚度較薄的缸體，4.氣缸套，5.云 梯形活塞，6.下側鋼板，7.上側鋼板，8.鋼條，9.擺動齒輪軸，IO.擺動齒輪軸承或軸瓦， 11.短鋼柱，12.連桿，13.連桿上端的內襯套，14.主轉動軸軸承或軸瓦，15.主轉動軸， 16.正時齒輪，17.主轉動軸上的"U"字形軸徑，18.主轉動軸上所設有的曲柄臂，19.擺動 齒輪軸上所設有的曲柄臂，20.直徑較小的那個主轉動軸齒輪，21.直徑大的那個主轉動齒 輪，22.被動齒輪，23.被動齒輪軸承，24.直徑大的那個單項齒輪，25.直徑小的那個單項 齒輪，26.擺動齒輪，27.連桿下端內襯套，28.楔形鋼柱，29.端點鋼柱，30.氣缸蓋，31.擺 動齒輪的齒牙，32.排氣閥，33.氣門彈簧，34.排氣管，35.密封圈，36.氣門搖臂，37.進氣 控制閥鋼管，38.球冠形空腔，39.進氣控制閥彈簧，40.中心有孔的螺釘，41.箱體，42.出 氣接口鋼管，43.出氣管，44.鋼球，45.螺帽，46.儲氣箱進氣管，47.儲氣箱小平面上的孔， 48.儲氣箱另一端的孔，49.噴油嘴，50.密封墊，51.火花塞，52.直線雙排氣缸。53.槽孔， 54.擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑，55.被動齒輪軸，56.進氣控制閥，57.進氣閥， 58.活塞環，59.楔形鋼塊，60. 二分之一直線雙排氣缸套，61.空心鋼筒。
1具體實施例方式
在圖1中，儲氣箱由箱體(41)、進氣控制閥(56)、出氣接口鋼管(42)、儲氣箱進氣 管(46)、出氣管(43)、螺帽(45)、密封墊(50)等部件組成，箱體(41)的內部空腔可以為球 體、橢球體、圓柱體或棱柱體等多種形狀。箱體(41)的容積應大于直線雙排氣缸(52)的容 積。在箱體(41)的一端外壁上打磨出一個小平面，在此平面的中心位置上鉆一個孔(47)， 孔(47)的直徑與進氣控制閥鋼管(37)較粗那端的內部空腔的直徑相同，將一個內徑與進 氣控制閥鋼管(37)較粗那端的外徑相同的螺帽(45)焊接在箱體(41)外壁所打磨出的小 平面上，并使螺帽(45)中心軸線與小平面上所設有的孔(47)的中心軸線都處在同一條軸 線上；在箱體(41)的另一端設有兩個孔(48)，這兩個孔(48)的內徑與出氣接口鋼管(42) 的內徑相同，并將兩個出氣接口鋼管(42)的一端焊接在箱體(41)的外壁上，并使兩個出氣 接口鋼管(42)的內部空腔分別與這兩個孔(48)相通，這兩個出氣接口鋼管(42)的另一端 通過出氣管(43)分別與左右兩端氣缸蓋(30)上所設有的進氣管相連接。儲氣箱進氣控制 閥(56)由一根進氣控制閥鋼管(37)、一根進氣控制閥彈簧(39)、一個鋼球(44)、一個中心 有孔的螺釘(40)組成，進氣控制閥鋼管(37)的外徑一端較細，并與儲氣箱進氣管(46)相 連接，此端的內部空腔的直徑較小；而進氣控制閥鋼管(37)的另一端外徑較粗，此端進氣 控制閥鋼管(37)的內部空腔的直徑較大，并在此端鋼管(37)的外壁和內壁上分別設有螺 紋。在進氣控制閥鋼管(37)直徑較大的那端內部空腔與直徑較小的那端內部空腔的連接 處設有一個球冠形空腔(38)。鋼球(44)的直徑大于進氣控制閥鋼管(37)內部較細的空 腔直徑，而小于進氣控制閥鋼管(37)內部較粗的空腔直徑。將鋼球(44)和進氣控制閥彈 簧(39)依次置于進氣控制閥鋼管(37)內部空腔中，再將中心有孔的螺釘(40)置于進氣 控制閥鋼管(37)內壁有螺紋的一端。密封墊(50)的外徑略小于螺帽(45)的內徑，而密封 墊(50)的內徑則與進氣控制閥鋼管(37)的粗端空腔的直徑相同，將密封墊(50)置于螺帽 (45)的內部空腔中，再將進氣控制閥鋼管(37)置于螺帽(45)之中。針對汽油內燃機而言， 進氣控制閥鋼管(37)外徑較細的一端通過儲氣箱進氣管(46)與化油器相連接；針對柴油 內燃機而言，進氣控制閥鋼管(37)外徑較細的一端通過儲氣箱進氣管(46)于外界空氣相 連。 在圖2中，氣缸為直線雙排氣缸(52)，并采用水平放置的方法，它是由兩個二分之 一直線雙排氣缸套(60)的一個端點對接而成，而每個二分之一直線雙排氣缸套(60)又是 由兩個單筒氣缸套(4)組合而成。選用四個無底鋼筒作為單筒氣缸的氣缸套(4)，將兩個 單筒氣缸組合后就形成了一個二分之一直線雙排氣缸，再將兩個相同的二分之一直線雙排 氣缸套(60)對接后就形成了一個完整的直線雙排氣缸(52)。密封圈(35)的總體形狀像 眼鏡的框架，將密封圈(35)安裝在二分之一直線雙排氣缸套(60)中靠近擺動齒輪(26)那 一側端點附近的氣缸套(4)和鋼板(6、7)的外徑上。如果是具有多個直線雙排氣缸(52) 的內燃機，則每個直線雙排氣缸(52)的中心軸線應相互平行，而且處在同一個平面上。選 用兩個規格相同的空心鋼筒(61)，而且這兩個空心鋼筒(61)的兩端分別都有底，在每個空 心鋼筒(61)的一側分別固定一根與空心鋼筒的中心軸線相平行的鋼條(8)，此鋼條(8)的 厚度略小于二分之一直線雙排氣缸套(60)中所設有的槽孔(53)寬度，此鋼條(8)的寬度 等于氣缸套(4)壁的厚度，此鋼條(8)的長度等于云梯形活塞(5)的總長度。在每個空心鋼筒(61)的兩端附近分別設置三到五個環形槽，將活塞環(58)即氣環和油環分別置于此 槽中。選用若干根鋼柱(29、28)，作為云梯形活塞的鋼柱，云梯形活塞的鋼柱(28、29)由兩 種形狀的鋼柱組成，第一種是安裝在云梯形活塞(5)最左端和最右端的兩個鋼柱(29)，這 兩個鋼柱(29)在此稱之為云梯形活塞的端點鋼柱(29)，這兩個鋼柱(29)兩端底面的曲率 半徑與單筒氣缸套(4)外壁的曲率半徑相同，并且除了兩端底面為曲面外，其余的四個面 都為平面，這兩個鋼柱(29)的橫截面為矩形，其高度略小于二分之一直線雙排氣缸套(60) 中的兩塊鋼板(6、7)相鄰兩個面之間的距離，這兩個鋼柱(29)中心位置之間的長度即鋼柱 (29)兩個曲形底面之間的最小距離略小于二分之一直線雙排氣缸套(60)中兩個單筒氣缸 套(4)外壁之間的最短距離。將其中一個鋼柱(29)的兩端分別固定在兩個空心鋼筒(61) 所連接的鋼條(8)的左側端點上，將另一個鋼柱(29)的兩端分別固定在兩個空心鋼筒(61) 所連接的鋼條(8)的右側端點上，并使每個鋼柱(29)最外面的那個側面與鋼條(8)的端面 (即空心鋼筒(61)的端點底面)處在同一個平面上。云梯形活塞鋼柱的另一種是安裝在兩 個端點鋼柱(29)之間的那些鋼柱(28)，在此把這些鋼柱稱之為楔形鋼柱(28)。每根楔形 鋼柱(28)由三部分組成其中間部分是橫截面為楔形的鋼塊(59)，而兩端則是橫截面為正 方形、圓形或矩形的短鋼柱(ll)，其短鋼柱(11)的厚度等于鋼條(8)的厚度。其橫截面為 楔形的鋼塊(59)的長軸長度(即高度)略大于或等于擺動齒輪的齒牙(31)高度，而略小 于二分之一直線雙排氣缸套(60)中的兩塊鋼板(6、7)相鄰兩個面之間的距離；其橫截面為 楔形的鋼塊(59)的長度略大于或等于擺動齒輪齒牙(31)的厚度。將兩個短鋼柱(11)的 一端分別固定在橫截面為楔形的鋼塊(59)兩端的端面上，使三者形成一體，組成一根完整 的楔形鋼柱(28)。將若干根楔形鋼柱(28)等距離分布后，分別將短鋼柱(11)的另一端固 定在兩個空心鋼筒(61)所連接的鋼條(8)上。云梯形活塞(5)兩端的楔形鋼柱(28)之間 的距離應大于二分之一直線雙排氣缸套(60)的總長度，這樣兩個鋼筒(61)就在云梯形活 塞鋼柱(28、29)及鋼條(8)的連接下組成了一體。氣缸蓋(30)為兩組，左端和右端各分別 一組。氣門頂桿、氣門搖臂(36)、氣門彈簧(33)等控制進氣和排氣所需的部件，除了尺寸和 放置角度外，其形狀、結構、原理等方面與現有內燃機相同。此種內燃機起到冷卻降溫作用 的液體(2)或其它形態的物體，不必與氣缸套(4)直接接觸，而是將氣缸套(4)直接安裝在 厚度較薄的缸體(3)內部所設有的空腔中，使起到冷卻降溫作用的液體(2)或其它形態的 物體直接與厚度較薄缸體的(3)外表面相接觸。 在圖3中，從每個單筒氣缸套(4) 一個側面，分別切開一個與氣缸套(4)兩個底面 中心連線即氣缸軸線相平行的槽孔(53)，槽孔(53)的寬度略大于云梯形活塞(5)中鋼條 (8)的厚度，槽孔(53)的長度等于單筒氣缸套(4)的總長度。選用兩塊側面曲率半徑與氣缸 套(4)外徑曲率半徑相同并且其橫截面為梯形的鋼板(6、7)，分別固定在兩個單筒氣缸套 (4)的槽孔(53)上下兩側，其中固定在槽孔(53)上側的鋼板(7)的下表面離槽孔(53)中 心軸線的距離略大于云梯形活塞(5)中間的楔形鋼塊(59)的上端與云梯形活塞(5)中間 的短鋼柱(11)的軸線之間的距離，固定在槽孔(53)下側的鋼板(6)的上表面離槽孔(53) 中心軸線的距離略大于云梯形活塞(5)中間的楔形鋼塊(59)的下端與云梯形活塞(5)中 間的短鋼柱(11)的軸線之間的距離。鋼板(6、7)所用的材料與氣缸套(4)所用的材料相 同。選用兩個規格相同的空心鋼筒(61)，而且這兩個空心鋼筒(61)的兩端分別都有底，在 每個空心鋼筒(61)的一側分別固定一根與空心鋼筒(61)的中心軸線相平行的鋼條(8)，
19此鋼條(8)的厚度略小于直線雙排氣缸套(4)中所設有的槽孔(53)寬度，此鋼條(8)的 寬度等于氣缸套(4)壁的厚度，此鋼條(8)的長度等于云梯形活塞(5)的總長度。短鋼柱 (11)的橫截面為正方形、圓形或矩形。短鋼柱(11)的厚度等于鋼條(8)厚度。將兩個短鋼 柱(11)的一端分別固定在橫截面為楔形的鋼塊(59)兩端的端面上，使三者形成一體，組成 一根完整的楔形鋼柱(28)。將若干根楔形鋼柱(28)等距離分布后，分別將短鋼柱(11)的 另一端固定在兩個空心鋼筒所連接的鋼條(8)上。擺動齒輪(26)固定在擺動齒輪軸(9) 上，擺動齒輪軸(9)上設有一個彎曲的"U"字形軸徑(54)，它是由連桿(12)上端相連接的 連桿軸徑和固定在擺動齒輪軸上的曲柄臂(19)組成，將連桿(12)的上端通過連桿上端內 襯套(13)與擺動齒輪軸(9)上所設有的"U"字形軸徑(54)相連接，連桿(12)的下端則通 過連桿下端內襯套(27)與主轉動軸(15)上所設有的"U"字形軸徑(17)相連接。擺動齒 輪軸(9)則通過軸承或軸瓦(10)與內燃機的缸體(1)相連接，并使擺動齒輪軸(9)處在直 線雙排氣缸(52)的中心垂直線上，擺動齒輪的部分齒牙(31)置于云梯形活塞(5)中的楔 形鋼柱(28)之間。擺動齒輪(26)的數量與直線雙排氣缸(52)的數量相等。如果是多個 直線雙排氣缸(52)組合的內燃機，那么所有的擺動齒輪(26)都安裝在同一個擺動齒輪軸 (9)上，而且擺動齒輪軸(9)上所設有的"U"字形軸徑(54)的數量可以少于擺動齒輪(26) 總數量，但最少不能少于一個，而連桿(12)的數量與擺動齒輪軸(9)上所設有的"U"字形 軸徑(54)的數量相等。選用兩個直徑不同，齒數不等，力矩傳遞方向相反的單項齒輪(24、 25)，將這兩個單項齒輪(24、25)的中間部分固定在擺動齒輪軸(9)上，并且如果四沖程內 燃機的主轉動軸(15)正常工作時的旋轉方向設計為順時針，那么直徑較大的那個單項齒 輪(24)的中間部分必須選用逆時針轉動才能向外圍齒牙傳遞力矩的那種單項齒輪(24); 而直徑較小的那個單項齒輪(25)的中間部分則必須選用順時針轉動才能向外圍齒牙傳遞 力矩的那種單項齒輪(25)。如果四沖程內燃機的主轉動軸(15)正常工作時的旋轉方向設 計為逆時針，那么這兩個單項齒輪(24、25)則都必須選用與上述力矩傳遞方向各自相反的 那種單項齒輪。被動齒輪(22)安裝在被動齒輪軸(55)上，而被動齒輪軸(55)則通過被動 齒輪軸承(23)與缸體(1)相連接，被動齒輪(22)處在直徑小的單項齒輪(25)與直徑小的 那個主轉動軸齒輪(20)這間，并分別與直徑小的單項齒輪(25)和直徑小的那個主轉動軸 齒輪(20)相互咬合，被動齒輪(22)的數量于直徑較小的單項齒輪(25)數量相等。主轉動 軸(15)應處在直線雙排氣缸(52)的中心垂直線上，并使主轉動軸(15)與擺動齒輪軸(9) 相互平行。將兩個直徑不同，齒數不等的主轉動軸齒輪(20、21)安裝在主轉動軸(15)上， 其中直徑大的那個主轉動軸齒輪(21)直接與擺動齒輪軸(9)上所安裝的直徑大的那個單 項齒輪(24)相互咬合；另一個直徑小的主轉動軸齒輪(20)則與被動齒輪(22)相互咬合。 擺動齒輪(26)在轉動半個周期中單項齒輪(24、25)所轉過的齒牙數分別與主轉動軸齒輪 (21、20)的齒牙數之比為0.5 : 1。在主轉動軸上設置一個彎曲的"U"字形軸徑(17)，它 是由連桿(12)下端相連接的連桿軸徑和主轉動軸上(15)所設有的曲柄臂(18)組成。連 桿(12)的下端分別通過內存套(27)與主轉動軸上(15)所設有的"U"字形軸徑(17)相連 接。主轉動軸(15)上所設有的曲柄臂(18)的長度應小于擺動齒輪軸(9)上所設有的曲柄 臂(19)長度。主轉動軸上(15)所設有的"U"字形軸徑的數量(17)與連桿(12)及擺動齒 輪軸(9)上所設有的"U"字形軸徑(54)數量相等，主轉動軸(15)上所安裝的主轉軸齒輪 (20、21)的數量與單項齒輪(24、25)的數量相等。起到冷卻降溫作用的液體(2)或其它形態的物體，不必與氣缸套(4)直接接觸，而是將氣缸套(4)直接安裝在厚度較薄的缸體(3) 內部所設有的空腔中，使冷卻即起到降溫作用的液體(2)或其它形態的物體直接與厚度較 薄缸體的(3)外表面相接觸。將現有內燃機中曲軸上所安裝的正時齒輪(16)或其它部件， 在本實例中應安裝在主轉動軸(15)上 在圖4中，選用兩塊側面曲率半徑與氣缸套(4)外徑曲率半徑相同并且其橫截面 為梯形的鋼板(6、7)，每塊鋼板(6、7) —端的端面與氣缸套(4)和氣缸蓋(30)相接觸的那 一端的槽孔(53)端點持平，每塊鋼板(6、7)都與槽孔(53)的中心軸線平行，并分別固定在 兩個單筒氣缸套(4)的槽孔(53)上下兩側，其中固定在槽孔(53)上側的鋼板(7)的下表 面離槽孔(53)中心軸線的距離略大于云梯形活塞(5)中間的楔形鋼塊(59)的上端與云梯 形活塞(5)中間的短鋼柱(11)的軸線之間的距離，此鋼板(7)的長度等于槽孔(53)的長 度；固定在槽孔(53)下側的鋼板(6)的上表面離槽孔(53)中心軸線的距離略大于云梯形 活塞(5)中間的楔形鋼塊(59)的下端與云梯形活塞(5)中間的短鋼柱(11)的軸線之間的 距離，此塊鋼板(6)的長度略小于單筒氣缸套槽孔(53)長度減去擺動齒輪(26)與此鋼板 (6)的延長線相割的割線長度的二分之一。兩塊鋼板(6、7)之間就形成一個軌道槽，此軌道 槽為云梯形活塞(5)中的楔形鋼柱(28)和端點鋼柱(29)提供滑動軌道。鋼板(6、7)所用 的材料與氣缸套(4)所用的材料相同，這兩塊鋼板(6、7)和兩個單筒氣缸套(4)就組成了 一個二分之一直線雙排氣缸套(60)，再將兩個二分之一直線雙排氣缸套(60)組合后就形 成了一個完整的直線雙排氣缸(52)。選用若干根鋼柱(29、28)，作為云梯形活塞(5)的鋼 柱(28、29)，云梯形活塞(5)的鋼柱(28、29)由兩種形狀的鋼柱組成，第一種是安裝在云梯 形活塞最左端和最右端的兩個鋼柱(29)，這兩個鋼柱(29)在此稱之為云梯形活塞(5)的 端點鋼柱(29)，這兩個鋼柱(29)兩端底面的曲率半徑與單筒氣缸套(4)外壁的曲率半徑 相同，并且除了兩端底面為曲面外，其余的四個面都為平面，這兩個鋼柱(29)的橫截面為 矩形，其高度略小于二分之一直線雙排氣缸套(60)中的兩塊鋼板(6、7)相鄰兩個面之間的 距離，這兩個鋼柱(29)中心位置之間的長度即鋼柱兩個曲形底面之間的最小距離略小于 二分之一直線雙排氣缸套(60)中兩個單筒氣缸套(4)外壁之間的最短距離。將其中一個 鋼柱(29)的兩端分別固定在兩個空心鋼筒(61)所連接的鋼條(8)的左側端點上，將另一 個鋼柱(29)的兩端分別固定在兩個空心鋼筒(61)所連接的鋼條(8)的右側端點上，并使 每個鋼柱(29)最外面的那個側面與鋼條(8)的端面即空心鋼筒(61)的端點底面處在同一 個平面上。云梯形活塞鋼柱的另一種是安裝在兩個端點鋼柱(29)之間的那些鋼柱(28)，在 此把這些鋼柱稱之為楔形鋼柱(28)。每根楔形鋼柱(28)由三部分組成其中間部分是橫 截面為楔形的鋼塊(59)，而兩端則是橫截面為正方形、圓形或矩形的短鋼柱(ll)，其短鋼 柱(11)的厚度等于鋼條(8)厚度。其橫截面為楔形的鋼塊(59)的長軸長度即高度略大于 或等于擺動齒輪的齒牙(31)高度，而略小于二分之一直線雙排氣缸套(60)中的兩塊鋼板 (6、7)相鄰兩個面之間的距離；其橫截面為楔形的鋼塊(59)的長度略大于或等于擺動齒輪 齒牙(31)的厚度。將兩個短鋼柱(11)的一端分別固定在橫截面為楔形的鋼塊(59)兩端 的端面上，使三者形成一體，組成一根完整的楔形鋼柱(28)。將若干根楔形鋼柱(28)等距 離分布后，分別將短鋼柱(11)的另一端固定在兩個空心鋼筒(61)所連接的鋼條(8)上，并 使兩個相鄰的楔形鋼塊(59)相鄰的兩個弧形面之間的距離略大于擺動齒輪的齒牙(31)寬 度，齒牙(31)寬度是指同一個齒牙(31)的兩個咬合面之間的距離。云梯形活塞(5)兩端的楔形鋼柱(28)之間的距離應大于二分之一直線雙排氣缸套(60)的總長度。擺動齒輪齒 牙(31)的厚度等于或小于云梯形活塞楔形鋼柱(28)中楔形鋼塊(59)的長度，齒牙(31) 的高度不大于云梯形活塞(5)中楔形鋼塊(59)的長軸長度，相鄰兩個齒牙(31)之間的距 離等于云梯形活塞(5)中兩個相鄰的楔形鋼塊(59)之間的距離，擺動齒輪(26)的周長應 大于云梯形活塞(5)中兩端的楔形鋼柱(28)之間的距離。擺動齒輪的部分齒牙(31)置于 云梯形活塞中的楔形鋼柱(28)之間 在圖5中，針對四沖程柴油內燃機而言，左端或右端氣缸蓋(30)上所安裝的排 氣閥(32)、進氣閥(57)、噴油嘴(49)這三個部件成三角形排列，并使排氣閥(32)、進氣閥 (57)分別處在氣缸蓋(30)的上、下兩側，而噴油嘴(49)則處在中間位置，并且左右兩端的 每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋(30)上都設有各自獨立的進氣閥(57)、排氣閥(32)和噴油 嘴(49)。 在圖6中，針對四沖程汽油內燃機而言，排氣閥(32)、進氣閥(57)、火花塞(51)這 三個部件也成三角形排列，并使排氣閥(32)、進氣閥(57)分別處在氣缸蓋(30)的上、下兩 側，而火花塞(51)則處在中間位置，并且左右兩端的每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋(30)上 都設有各自獨立的進氣閥(57)、排氣閥(32)和火花塞(51)。
權利要求
一種四沖程內燃機，包括四沖程汽油內燃機和四沖程柴油內燃機兩大類，它是由由氣缸套、缸體、氣缸蓋、云梯形活塞、擺動齒輪、單項齒輪，被動齒輪、主轉動軸，儲氣箱、四沖程汽油內燃機的點火系統，四沖程柴油內燃機的噴油系統、降溫系統、潤滑系統、吸氣系統、排氣系統、擺動齒輪最大轉動角度控制系統等部件構成，其特征是氣缸為直線雙排氣缸，并采用水平放置的方法，它是由兩個二分之一直線雙排氣缸套的一個端點對接而形成的，而每個二分之一直線雙排氣缸套又是在兩個單筒氣缸套的一個側面分別切開一個槽孔，并在槽孔的兩側分別固定了兩塊鋼板而形成的，將二分之一直線雙排氣缸套直接安裝在厚度較薄的缸體內部所設有的空腔中，將起到冷卻降溫作用的液體或其它形態的物體直接與厚度較薄的缸體的外表面相接觸，云梯形活塞是在兩個兩端都有底的空心鋼筒的一個側面分別固定一條根鋼條，并把端點鋼柱和楔形鋼柱等距離分布后將其兩端分別固定在兩根鋼條上而形成的，擺動齒輪和單項齒輪都固定在擺動齒輪軸上，擺動齒輪軸處在直線雙排氣缸的中心垂直線上，擺動齒輪軸上所設有的“U”字形軸徑與連桿上端相連接，擺動齒輪軸上所設有的曲柄臂長度大于主轉動軸上所設有的曲柄臂長度，被動齒輪分別與直徑小的單項齒輪和直徑小的那個主轉動軸齒輪相互咬合，主轉動軸與擺動齒輪軸相互平行，主轉動軸齒輪固定在主轉動軸上，主轉動軸上所設有的“U”字形軸徑與連桿下端相連接，氣缸蓋為兩組，左端和右端各分別一組，四沖柴油內燃機左右兩端的每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋上都設有各自獨立的進氣閥、排氣閥和噴油嘴，四沖汽油內燃機左右兩端的每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋上都設有各自獨立的進氣閥、排氣閥和火花塞，儲氣箱由箱體、進氣控制閥、出氣接口鋼管、儲氣箱進氣管、出氣管、螺帽、密封墊等部件組成，凸輪軸上所安裝的進氣凸輪的凸起部分的弧線長度比現有內燃機的弧線長度略長一些。
2. 根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是氣缸為直線雙排氣缸，并采用水 平放置的方法，即屬于人們常說的臥缸，它是由兩個二分之一直線雙排氣缸套的一個端點 對接而成，而每個二分之一直線雙排氣缸套又是由兩個單筒氣缸套組合而成，首先選用四 個無底鋼筒作為單筒氣缸的氣缸套，從每個單筒氣缸套的一個側面，分別切開一個與氣缸 套兩個底面中心連線相平行的槽孔，槽孔的寬度略大于云梯形活塞中鋼條的厚度，槽孔的 長度等于單筒氣缸套的總長度，選用兩塊側面曲率半徑與氣缸套外徑曲率半徑相同并且其 橫截面為梯形的鋼板，每塊鋼板一端的端面與氣缸套和氣缸蓋相接觸的那一端的槽孔端點 持平，每塊鋼板都與槽孔的中心軸線平行，并分別固定在兩個單筒氣缸套的槽孔上下兩側，其中固定在槽孔上側的鋼板的下表面離槽孔中心軸線的距離略大于云梯形活塞中間的楔 形鋼塊的上端與云梯形活塞中間的短鋼柱的軸線之間的距離，此鋼板的長度等于槽孔的長 度；固定在槽孔下側的鋼板的上表面離槽孔中心軸線的距離略大于云梯形活塞中間的楔形 鋼塊的下端與云梯形活塞中間的短鋼柱的軸線之間的距離，此塊鋼板的長度略小于單筒氣 缸套的槽孔長度減去擺動齒輪與此鋼板的延長線相割的割線長度的二分之一，兩塊鋼板將 兩個單筒氣缸套連接在一起，組成了一個二分之一直線雙排氣缸套，鋼板所用的材料與氣 缸套所用的材料相同，將兩個相同的二分之一直線雙排氣缸套對接后就形成了 一個完整的 直線雙排氣缸，密封圈的總體形狀像眼鏡的框架，將密封圈安裝在二分之一直線雙排氣缸 套中靠近擺動齒輪那一側端點附近的氣缸套和鋼板的外徑上，如果是具有多個直線雙排氣 缸的內燃機，則每個直線雙排氣缸的中心軸線應相互平行，而且處在同一個平面上，左右兩 個二分之一直線雙排氣缸，當其中一個處于吸氣沖程階段時，另一個二分之一直線雙排氣缸則應處于排氣沖程階段。
3. 根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是選用兩個規格相同的空心鋼筒， 而且這兩個空心鋼筒的兩端分別都有底，在每個空心鋼筒的一側分別固定一根與空心鋼筒 的中心軸線相平行的鋼條，此鋼條的厚度略小于二分之一直線雙排氣缸套中所設有的槽孔 寬度，此鋼條的寬度等于氣缸套壁的厚度，此鋼條的長度等于云梯形活塞的總長度，在每個 空心鋼筒的兩端附近分別設置三到五個環形槽，將活塞環分別置于此槽中，選用若干根鋼 柱，作為云梯形活塞的鋼柱，云梯形活塞的鋼柱由兩種形狀的鋼柱組成，第一種是安裝在云 梯形活塞最左端和最右端的兩個鋼柱，這兩個鋼柱在此稱之為云梯形活塞的端點鋼柱，這 兩個鋼柱兩端底面的曲率半徑與單筒氣缸套外壁的曲率半徑相同，并且除了兩端底面為曲 面外，其余的四個面都為平面，這兩個鋼柱的橫截面為矩形，其高度略小于二分之一直線雙 排氣缸套上的兩塊鋼板相鄰兩個面之間的距離，這兩個鋼柱的兩個曲形底面之間的最小距 離略小于二分之一直線雙排氣缸套中兩個單筒氣缸套外壁之間的最短距離，將其中一個鋼 柱的兩端分別固定在兩個空心鋼筒所連接的鋼條的左側端點上，將另一個鋼柱的兩端分別 固定在兩個空心鋼筒所連接的鋼條的右側端點上，并使每個鋼柱最外面的那個側面與鋼條 的端面處在同一個平面上，云梯形活塞鋼柱的另一種是安裝在兩個端點鋼柱之間的那些鋼 柱，在此把這些鋼柱稱之為楔形鋼柱，每根楔形鋼柱由三部分組成其中間部分是橫截面為 楔形的鋼塊，而兩端則是橫截面為正方形、圓形或矩形的短鋼柱，其短鋼柱的厚度等于鋼條 厚度，其橫截面為楔形的鋼塊的長軸長度略大于或等于擺動齒輪的齒牙高度，而略小于二 分之一直線雙排氣缸套上的兩塊鋼板相鄰兩個面之間的距離；其橫截面為楔形的鋼塊的長 度略大于或等于擺動齒輪齒牙的厚度，將兩個短鋼柱的一端分別固定在橫截面為楔形的鋼 塊兩端的端面上，使三者形成一體，組成一根完整的楔形鋼柱，將若干根楔形鋼柱等距離分 布后，分別將短鋼柱的另一端固定在兩個空心鋼筒所連接的鋼條上，并使兩個相鄰的楔形 鋼塊相鄰的兩個弧形面之間的距離略大于擺動齒輪的齒牙寬度，這里所說的齒牙寬度是指 同一個齒牙的兩個咬合面之間的距離，云梯形活塞兩端的楔形鋼柱之間的距離應大于二分 之一直線雙排氣缸套的總長度。
4. 根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是擺動齒輪齒牙的厚度等于或小 于云梯形活塞鋼柱中楔形鋼塊的長度，齒牙的高度不大于云梯形活塞中楔形鋼塊的長軸長 度，相鄰兩個齒牙之間的距離等于云梯形活塞中兩個相鄰的楔形鋼塊之間的距離，擺動齒 輪的周長大于云梯形活塞中兩端的楔形鋼柱之間的距離，擺動齒輪固定在擺動齒輪軸上， 擺動齒輪軸上設有彎曲的"U"字形軸徑，它是由連桿上端相連接的連桿軸徑和固定在擺動 齒輪軸上的曲柄臂組成，將連桿的上端通過連桿上端內襯套與擺動齒輪軸上所設有的"U" 字形軸徑相連接，連桿的下端則通過連桿下端內襯套與主轉動軸上所設有的"U"字形軸徑 相連接，擺動齒輪軸則通過軸承或軸瓦與內燃機的缸體相連接，并使擺動齒輪軸處在直線 雙排氣缸的中心垂直線上，擺動齒輪的部分齒牙置于云梯形活塞中的楔形鋼柱之間，擺動 齒輪的數量與直線雙排氣缸的數量相等，如果是多個直線雙排氣缸組合的內燃機，那么所 有的擺動齒輪都安裝在同一個擺動齒輪軸上，而且擺動齒輪軸上所設有的"U"字形軸徑的 數量可以少于擺動齒輪總數量，但最少不能少于一個，而連桿的數量與擺動齒輪軸上所設 有的"U"字形軸徑的數量相等。
5. 根據權利要求l中所述的四沖程內燃機，其特征是單項齒輪的結構、原理與自行車飛輪的結構原理相同，選用兩個直徑不同，齒數不等，力矩傳遞方向相反的單項齒輪，將這 兩個單項齒輪的中間部分固定在擺動齒輪軸上，并且如果四沖程內燃機的主轉動軸正常工 作時的旋轉方向設計為順時針，那么直徑較大的那個單項齒輪的中間部分必須選用逆時針 轉動才能向外圍齒牙傳遞力矩的那種單項齒輪；而直徑較小的那個單項齒輪的中間部分則 必須選用順時針轉動才能向外圍齒牙傳遞力矩的那種單項齒輪，如果四沖程內燃機的主轉 動軸正常工作時的旋轉方向設計為逆時針，那么這兩個單項齒輪則都必須選用與上述力矩 傳遞方向各自相反的那種單項齒輪，如果內燃機是采用多個直線雙排氣缸組合的方式，那 么所有的單項齒輪也都應該安裝在同一個擺動齒輪軸上，單項齒輪的個數可以少于直線雙排氣缸總數的二倍，但最少也不能少于兩個。
6. 根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是被動齒輪安裝在被動齒輪軸上， 而被動齒輪軸則通過被動齒輪軸承與缸體相連接，被動齒輪處在直徑小的單項齒輪與直徑 小的那個主轉動軸齒輪這間，并分別與直徑小的單項齒輪和直徑小的那個主轉動軸齒輪相 互咬合，被動齒輪的數量與直徑較小的單項齒輪數量相等。
7. 根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是主轉動軸處在直線雙排氣缸的 中心垂直線上，并使主轉動軸與擺動齒輪軸相互平行，將兩個直徑不同，齒數不等的主轉動 軸齒輪安裝在主轉動軸上，其中直徑大的那個主轉動軸齒輪直接與擺動齒輪軸上所安裝 的直徑大的那個單項齒輪相互咬合；另一個直徑小的主轉動軸齒輪則與被動齒輪相互咬 合，擺動齒輪在轉動半個周期中單項齒輪所轉過的齒牙數與主轉動軸齒輪的齒牙數之比為 0.5 : l，在主轉動軸上設置一個彎曲的"U"字形軸徑，它是由連桿下端相連接的連桿軸徑 和主轉動軸上所設有的曲柄臂組成，連桿的下端通過內存套與主轉動軸上所設有的"U"字 形軸徑相連接，主轉動軸上所設有的曲柄臂的長度應小于擺動齒輪軸上所設有的曲柄臂長 度，將主轉動軸通過軸瓦或軸承與內燃機的缸體相連接，主轉動軸上所設有的"U"字形軸 徑的數量與連桿的數量相等，主轉動軸上所安裝的主轉軸齒輪的數量與單項齒輪的數量相 等，如果是多個直線雙排氣缸組合的內燃機，主轉動軸也只設一個主轉動軸，而主轉動軸上 所設有的"U"字形軸徑的數量卻可以少于直線雙排氣缸的數量，但最少也不能少于一個。
8. 根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是氣缸蓋為兩組，左端和右端各分 別一組，針對四沖程柴油內燃機而言，左端或右端氣缸蓋上所安裝的排氣閥、進氣閥、噴油 嘴這三個部件成三角形排列，并使排氣閥、進氣閥分別處在氣缸蓋的上、下兩側，而噴油嘴 則處在中間位置，并且左右兩端的每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋上都設有各自獨立的進氣 閥、排氣閥和噴油嘴，針對四沖程汽油內燃機而言，排氣閥、進氣閥、火花塞這三個部件也成 三角形排列，并使排氣閥、進氣閥分別處在氣缸蓋的上、下兩側，而火花塞則處在中間位置， 并且左右兩端的每個單筒氣缸相對應的氣缸蓋上都設有各自獨立的進氣閥、排氣閥和火花 塞，四沖程內燃機左、右兩端氣缸蓋上所設有的排氣管可以分別通過一個管道使它們都與 主排氣管相互連通，最后通過主排氣管向外排氣，當然，左、右兩端的排氣管也可以不相互 連通，而直接向外排氣，最終實現雙排氣管各自獨立排氣，針對功率較大的四沖程內燃機而 言，更適合采用雙排氣管各自獨立排氣的方式，氣缸蓋上所設有的進氣氣門口、排氣氣門口 和四沖程柴油內燃機氣缸蓋所設有的用于安裝噴油嘴的空腔或四沖程汽油內燃機氣缸蓋 上所設有的用于安裝火花塞的空腔其結構和形狀與現有四沖程內燃機相同。
9. 根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是儲氣箱由箱體、進氣控制閥、出氣接口鋼管、儲所箱進氣管、出氣管、螺帽、密封墊等部件組成，箱體的內部空腔可以為球 體、橢球體、圓柱體或棱柱體等多種形狀，箱體的容積應大于直線雙排氣缸的容積，在箱體 的一端外壁上打磨出一個小平面，在此平面的中心位置上鉆一個孔，孔的直徑與進氣控制 閥鋼管較粗那端的內部空腔的直徑相同，將一個內徑與進氣控制閥鋼管較粗那端的外徑相 同的螺帽焊接在箱體外壁所打磨出的小平面上，并使螺帽中心軸線與小平面上所設有的孔 的中心軸線都處在同一條軸線上；在箱體的另一端設有兩個孔，這兩個孔的內徑與出氣接 口鋼管的內徑相同，并將兩個出氣接口鋼管的一端焊接在箱體的外壁上，并使兩個出氣接 口鋼管的內部空腔分別與這兩個孔相通，這兩個出氣接口鋼管的另一端通過出氣管分別與 左右兩端氣缸蓋上所設有的進氣管相連接，儲氣箱進氣控制閥由一根進氣控制閥鋼管、一 根進氣控制閥彈簧、一個鋼球、一個中心有孔的螺釘組成，進氣控制閥鋼管的外徑一端較 細，此端的內部空腔的直徑較小，而進氣控制閥鋼管的另一端外徑較粗，此端進氣控制閥鋼 管的內部空腔的直徑較大，并在此端鋼管的外壁和內壁上分別設有螺紋，在進氣控制閥鋼 管直徑較大的那端內部空腔與直徑較小的那端內部空腔的連接處設有一個球冠形空腔，鋼 球的直徑大于進氣控制閥鋼管內部較細的空腔直徑，而小于進氣控制閥鋼管內部較粗的空 腔直徑，將鋼球和進氣控制閥彈簧依次置于進氣控制閥鋼管內部空腔中，再將中心有孔的 螺釘置于進氣控制閥鋼管內壁有螺紋的一端，密封墊的外徑略小于螺帽的內徑，而密封墊 的內徑則與進氣控制閥鋼管的粗端空腔的直徑相同，將密封墊置于螺帽的內部空腔中，再 將進氣控制閥鋼管外壁設有螺紋的一端置于螺帽之中，針對汽油內燃機而言，進氣控制閥 鋼管外徑較細的一端通過儲氣箱進氣管與化油器相連接；針對柴油內燃機而言，進氣控制 閥鋼管外徑較細的一端通過儲氣箱進氣管與外界空氣相連，如果內燃機的工作環境溫度較 低，則可以將儲氣箱靠近溫度較高的部件，如內燃機的排氣管，如果是采用多個直線雙排 氣缸組合的內燃機，可以不設儲氣箱或只設容積較小的儲氣箱，針對四沖程柴油內燃機而 言也可以不設儲氣箱。
10.根據權利要求1中所述的四沖程內燃機，其特征是將現有內燃機中曲軸上所安裝 的正時齒輪或其它部件，在本實例中應安裝在主轉動軸上，凸輪軸上的正時齒輪安裝在凸 輪軸上，凸輪軸通過軸瓦或軸承與內燃機的缸體相連接，凸輪軸上所安裝的進氣凸輪的凸 起部分的弧線長度應比現有內燃機的進氣凸輪的弧線長度略長一些，在二分之一直線雙排 氣缸的吸氣沖程中和吸氣結束時以及在壓縮沖程的前期階段，氣缸蓋上所設有的進氣閥都 處在打開狀態，必須在壓縮沖程前期階段，當云梯形活塞的端點底面運動到指定的位置，也 就是運動到云梯形活塞的端點底面與氣缸蓋內表面之間的空腔中的氣體總量達到壓縮比 的要求時進氣門才關閉，氣門頂桿、氣門搖臂、氣門彈簧等控制進氣和排氣所需的部件，除 了尺寸和放置角度外，其形狀、結構、原理等方面與現有內燃機相同，四沖程柴油內燃機所 需的高壓油泵和四沖程汽油內燃機所需的分電器等部件在形狀、結構、原理等方面也與現 在的內燃機相同，內燃機中起到潤滑作用的潤滑油的油面高度，達到能接觸到擺動齒輪最 下邊的齒牙高度就可以了，沒有闡述的四沖程內燃機所需的其它部件都與現有的內燃機相 同。
全文摘要
一種做功力臂始終為最大狀態，并且活塞在氣缸中的運動路程長，能使汽油、柴油等燃料燃燒時所產生的熱能得到充分釋放而轉化成機械能，從而提高其工作效率的四沖程汽油或柴油內燃機。直線雙排氣缸是由兩個二分之一直線雙排氣缸套的一個端點對接而成。云梯形活塞是兩個兩端都有底的空心鋼筒通過鋼條和鋼柱連接后形成的。連桿上下兩端分別與擺動齒輪軸上的“U”字形軸徑和主轉動軸上的“U”字形軸徑相連接，擺動齒輪軸上的曲柄臂長度大于主轉動軸上的曲柄臂長度。儲氣箱是用來儲存氣體的。單項齒輪和擺動齒輪都固定在擺動齒輪軸上，直徑大的單項齒輪直接與直徑大的主轉軸齒輪相咬合，直徑小的單項齒輪通過被動齒輪與主轉動軸齒輪相咬合。
文檔編號F02B75/00GK101705866SQ20091017559
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月19日 優先權日2009年9月19日
發明者徐翔 申請人:徐翔