專利名稱：往復直線反沖式內燃機的制作方法
技術領域：
本實用新型為一種內燃機，具體是一種輸出直線往復動力的內燃機。
普通的四沖程和二沖程內燃發動機是一種以旋轉方式輸出機械動能的機械，通常使用曲柄連桿機構把活塞的往復運動變成旋轉運動，活塞對缸壁及曲軸對曲軸瓦的壓力很大，既浪費動力也加劇磨損，而且作為車輛動力電必須與離合器、變速器等機構配合使用，整個機構復雜，成本高，使用和維護均有很多不便。現有的往復內燃機技術方案，如公告號為CN-23257Y的中國專利文獻公布的“內燃往復發電機”，其中的內燃機結構為設置兩個對稱的汽缸和活塞環等內燃機組件，利用活塞的對置往復運動以推動動于鐵芯。其缺點是并未完全取消曲柄連桿機構，如果該機構以四沖程方式工作，其壓縮和換氣所需能量必須由配氣凸輪和連桿提供，與傳統四沖程發動機并無本質區別，故結構不夠簡化，缸壁的壓力和磨損減少不多。
本實用新型的目的是克服現有技術的缺點，提供一種更為簡單，不產生缸壁側向壓力的往復直線反沖式內燃機。
本實用新型的結構是內燃機為二沖程點燃式或壓燃式，包括有汽缸、活塞、活塞推桿等，其特征是活塞推桿把活塞與一個蓄能活塞連為一個往復運動組件，活塞位于汽缸燃燒室內而所說的蓄能活塞位于與汽缸燃燒室緊鄰的蓄能活塞室內，蓄能活塞室與汽缸燃燒室之間設有氣體通道，氣體通道上設有止回閥，汽缸燃燒室設有排氣口，蓄能活塞室與進氣閥連通，蓄能活塞室內設有能儲存彈性勢能的蓄能彈簧，并設有能使活塞推桿向活塞的下止點方向移動從而使蓄能彈簧壓縮的啟動機構。
本實用新型的工作原理當蓄能彈簧被啟動機構壓縮并打開鎖止后，蓄能彈簧推動蓄能活塞帶動活塞向上止點方向移動，根據普通內燃機的工作原理在適當時刻供油可形成混合氣，按壓燃或點燃方式使混合氣燃燒，點燃的混合氣推動括塞帶動蓄能活塞高速向反方向移動、從而將燃氣的壓力轉換為往復運動組件的動能。該動能的大部分，在不同的應用場合，由不同的能量轉換裝置吸收轉化；動能的另一部分轉化為蓄能彈簧的勢能，作為下一個工作循環的換氣能量和壓縮能量。所說的能量轉換裝置可以有多種不同結構。如用于發電時，可以是一臺專門設計的直線發電機；用做液力機械時，可以是一臺空壓機；用于抽水時，可以是一臺往復式抽水機等等。
本實用新型的換氣過程見


圖1-3當蓄能活塞1被啟動機構(圖中未畫出)或被活塞2推動向右移動時，蓄能活塞1右方的空氣壓力提高，推開蓄能活塞室與汽缸燃燒室之間氣體通道上的止回閥3，空氣依次經過氣體通道上P、O、N等處及進氣口M而進入活塞后腔，再通過汽缸燃燒室的排氣口Q排除。當活塞2的后部封閉汽缸燃燒室進氣口M繼續向右移動，蓄能活塞1右腔的氣體壓力將高于大氣壓。當活塞2繼續右移使其頭部打開排氣口Q時，活塞2頭部缸體中的燃燒廢氣將以一定的速度沖出缸體，燃氣壓力迅速降低。當活塞2頭部因活塞2繼續右移而打開進氣口M時，蓄能活塞室右腔中的空氣將以一定的壓力推開止回閥3沖入汽缸燃燒室、掃除廢氣。當活塞到達下止點、完成能量轉換，在蓄能彈簧5的推動下向左移時，蓄能活塞室右腔中的氣體壓力下降，止回閥3關閉，進氣閥4被打開，新鮮空氣進入，以備下一工作循環的使用。
本實用新型的優點和效果是1、完全取消了曲柄和連桿機構，燃氣膨脹做功時不產生側向缸壁壓力，摩擦力小，摩擦面少，機械效率高，使用壽命長。
2、使內燃機的構造變得非常簡單，零件易于加工，制造成本低。
3、利用蓄能活塞進行換氣，下止點的位置隨燃氣推力的大小而變化，使活塞打開進、排氣道的時間長于普通二沖程發動機，因此換氣效果更好，多余的空氣被排入排氣道，有利于降低廢氣中的有害成分。
4、由于使用蓄能彈簧而不是飛輪蓄積回程動能，彈簧蓄積的能量只與壓縮量有關，與轉速無關，啟動時活塞的移動速度與正常工作時基本相當，因此更便于啟動，并能通過鎖止機構方便地實現暫停工作或使發動機工作在很低的速度下，因此能最大限度地實現內燃機與能量轉化機構之間的負荷分配，從而最大限度地減少能源的浪費和空氣污染。
5、更便于與需要往復運動做原動力的機械在結構上進行整體組合，從而使兩種機械省去了多余的部件，減少了損耗。
圖1--圖3為本實用新型的換氣過程示意圖。
圖4為實施例的剖面結構示意圖。
圖5為實施例的啟動控制電原理圖。
實施例見圖4、圖5。本實施例內燃機為二沖程點燃式，包括有火花塞6、噴油器7、汽缸頭蓋8、活塞環9、活塞10、汽缸體11、活塞推桿12、蓄能活塞13、回位彈簧14、蓄能彈簧座15、蓄能彈簧16、鎖定機構17、啟動反向開關18、啟動電機19、啟動螺桿20、啟動螺母21、壓桿22、壓桿座23、啟動推桿24、啟動正向開關25、正向開關動作機構26、進氣閥27、進氣閥回位彈簧28、止回閥29、止回閥回位彈簧30、蓄電池31、啟動繼電器32、啟動按鈕33等零部件。活塞推桿12把活塞9與蓄能活塞13連為一個往復運動組件，活塞9位于汽缸燃燒室內而蓄能活塞13位于與汽缸燃燒室緊鄰的蓄能活塞室內，蓄能活塞室與汽缸燃燒室之間設有氣體通道P-N-M，氣體通道上設有止回閥29，汽缸燃燒室設有排氣口Q，蓄能活塞室與進氣閥27連通，蓄能活塞室內設有能儲存彈性勢能的蓄能彈簧16，并設有能使活塞推桿12向活塞10的下止點方向移動從而使蓄能彈簧16壓縮的啟動機構。啟動反向開關18和啟動正向開關25用于與啟動電機19配合工作、以實現發動機的啟動，它們是單觸點推桿開關。啟動電機19帶動啟動螺桿20轉動，通過壓桿22、壓桿座23推動啟動推桿24使蓄能彈簧16被壓縮而蓄能。鎖定機構17由彈簧34、鎖止鋼球35、橫推桿36和豎桿37等零件組成。鎖定機構17的作用有二其一是在啟動時與啟動螺母21配合工作，協調蓄能彈簧16與啟動機構的動作；其二是與其他機構配合，在內燃機空載時將蓄能彈簧16鎖止在壓縮位置，以防止空載時的撞擊，并可減少空載時的無用功。啟動過程按下啟動按鈕33，蓄電池31的電流通過啟動按鈕33和啟動繼電器32驅動啟動電機19正向轉動，驅動啟動螺桿20轉動，帶動啟動螺母21向下移動，推動壓桿22和壓桿座23，帶動啟動推桿24向右移動，通過蓄能彈簧座15壓縮蓄能彈簧16。當蓄能彈簧16被壓縮到預定位置后，鎖定機構17在彈簧34作用下移動，使其鎖止鋼球35卡入啟動推桿24上的凹槽內，并使反向開關18閉合。當反向開關18閉合后，啟動繼電器32的觸點被吸下來，啟動電機19由于反接電源而反向轉動，啟動螺母21向上移動，由于鎖定機構17的作用，蓄能彈簧16并不動作。只有當啟動螺母21向上移動到初始位置時，觸動鎖定機構17，使鎖止打開，并使正向開關25也打開。如果已放開啟動按鈕33，則鎖定機構17被限定在初始位置。如果繼續按下啟動按鈕33，則重復以上啟動過程。蓄能活塞13不工作時在回位彈簧14(為一拉簧)的作用下與蓄能彈簧座15保持接觸。當蓄能彈簧16被啟動機構壓縮并打開鎖止后，蓄能彈簧16推動蓄能活塞13帶動活塞10向左方上止點方向移動，在適當時刻點燃混合氣，則點燃的混合氣推動活塞10帶動蓄能活塞13高速向反方向移動、從而將燃氣的壓力轉換為往復運動組件的動能。該動能的大部分，在不同的應用場合，由不同的能量轉換裝置吸收轉化；動能的另一部分轉化為蓄能彈簧16的勢能，作為下一個工作循環的換氣能量和壓縮能量。
以上實施例僅為了對本實用新型作進一步的說明，而本實用新型的范圍不受所舉實施例的局限。
權利要求1.一種往復直線反沖式內燃機，為二沖程點燃式或壓燃式，包括有汽缸、活塞、活塞推桿等，其特征是活塞推桿把活塞與一個蓄能活塞連為一個往復運動組件，活塞位于汽缸燃燒室內而所說的蓄能活塞位于與汽缸燃燒室緊鄰的蓄能活塞室內，蓄能活塞室與汽缸燃燒室之間設有氣體通道，氣體通道上設有止回閥，汽缸燃燒室設有排氣口，蓄能活塞室與進氣閥連通，蓄能活塞室內設有能儲存彈性勢能的蓄能彈簧，并設有能使活塞推桿向活塞的下止點方向移動從而使蓄能彈簧壓縮的啟動機構。
專利摘要本實用新型為輸出直線往復動力的內燃機。活塞推桿把活塞與蓄能活塞連為往復運動組件,活塞位于汽缸燃燒室內而蓄能活塞位于與汽缸燃燒室緊鄰的蓄能活塞室內,蓄能活塞室與汽缸燃燒室間有氣體通道和止回閥,蓄能活塞室內有蓄能彈簧,并有能使蓄能彈簧壓縮的啟動機構。優點:機械效率高使用壽命長,構造簡單,換氣效果更好,能最大限度地實現內燃機與能量轉化機構之間的負荷分配,便于與需要往復運動做原動力的機械在結構上進行整體組合。
文檔編號F02B75/00GK2396190SQ9923247
公開日2000年9月13日 申請日期1999年8月27日 優先權日1999年8月27日
發明者張俊 申請人:張俊