CN104279053A - 无曲轴开放式排气单冲程单缸多功能活塞式发动机 - Google Patents

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曾繁星
曾庆仁
曾凡良
曾添
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Abstract

无曲轴开放式排气单冲程单缸多功能活塞式发动机在发动机技术领域，目前还是传统的四冲程活塞式发动机占统治地位。虽然它有重量大能耗高污染重等很多缺点，但是人们用诸如涡轮增压、燃油喷射、多气门技术却未能取得重大的技术突破。另外一台发动机可以用传统的汽油燃料作动力；同时还可以用非可燃物来作动力，似乎在世界上还没有先例。我们利用无曲轴、开放式排气，和单冲程、单缸技术似乎找到了合理的解决方案。取得技术上的重大突破。我们的发明方案不但可以用传统的内燃机燃料作动力，还可以用压缩空气作动力使发动机运行。高压的压缩空气不但可以用传统的电能转换形成，还可以用已经是成熟的技术由太阳能转换。我们有可能开闢出一它电动车的新途径。

Description

无曲轴开放式排气单冲程单缸多功能活塞式发动机
技术领域
本发明涉及一种发动机，具体的说它涉及一种无曲轴、开放式排气、单冲程、单缸、多功能活塞式发动机。
背景技术
在发动机技术领域，目前还是传统的四冲程活塞式发动机占统治地位。虽然它有重量大能耗高污染重等很多缺点，但是人们用诸如涡轮增压、燃油喷射、多气门技术等先进技术来提高它的技术性能；但是迄今为止却未能取得重大的技术突破。
另外一台发动机可以用传统的汽油燃料作动力；同时还可以用非可燃物来作动力，似乎在世界上还没有先例。我们利用无曲轴、开放式排气、单冲程、单缸技术似乎找到了比较合理的解决方案。取得技术上的重大突破。我们的发明方案不但可以用传统的内燃机燃料作动力，还可以用压缩空气作动力使发动机运行。高压的压缩空气不但可以用传统的电能转换形成，还可以用已经是成熟的技术由太阳能转换。我们有可能开辟出一条电动车的新途径。它就是无曲轴开放式排气单冲程单缸多功能活塞式发动机。
发明内容
我们的发明项目是在我们已经获得发明专利证书专利号为ZL200610112003.X，和已经在发明51期2012-12-19上公开的，申请号为201210339553.0的基础上研发的。它改原来的缸体的非圆运行曲线，为缸体的近似圆周的曲线，这就使发动机运行阻力大为减少。缸体的曲线是由大圆和小圆曲线用小曲率半径的曲线连接构成。
具体发明内容包括：
多个曲线半径构成的类似圆形的机体，其特征是在机体上加工有密封条槽，和高压空气喷入孔，燃油喷入孔，火花塞孔，动力空气喷入孔和开放式的排气孔。为了实现良好的密封在机体是还加工有圆形密封槽。
我们设计有圆形的机盖，其特征是在圆形机盖上加工有活塞上的小轴运行的圆形轨道。偏心的轴孔和偏心的圆形的密封槽。在机盖上还加工有可嵌入机体上的相应槽体中的圆形密封圈。
我们设计有圆形的轮辐，其特征是在轮辐上加工有圆形密封圈、轴孔、活塞径向运行槽体和燃烧室。为了保持稳定的运行在轮辐上还加工有平衡孔。
我们还设计有近似矩形的活塞，其特征是矩形活塞由活塞顶和活塞底座组成；在活塞底座上活塞运行方向两侧加工有圆形小轴，为了减少运行阻力在轴上还装有可转动的圆环形的轴套，为了保障密封，在活塞顶的两侧和顶部还加工有条形槽体供安装波浪形弹簧片和直角形密封条用。为了保证活塞通过变形的圆形缸体的变形区时能实现良好的密封，在活塞顶和活塞底座之间留有安装螺旋压缩弹簧的空间。保证活塞顶有小幅度的伸缩功能。
上述零部件就组成了图1所示的发明项目，无曲轴开放式排气单冲程单缸多功能活塞式发动机。
本发明有以下有益效果。
1，本发明方案有大幅节能的性能
我们的发明方案和国外研发成功的转子发动机一样；它摒弃了传统发动机复杂的曲柄连杆机构和进排气门机构。采用了如附图-1中7所示的开放式排气孔。使排气阻力几乎为零。大幅的减少排气的负功损失。从而实现大幅节能。相关专家表示现在开发的多气门技术可提高发动机性能26％；多气门技术都有如此明显的节能效，我们的摒弃气门的开放式排气技术肯定会有更好的节能效果。
2，本发明方案有省油的优良性能。
我们的发明方案和我们的申请号为201210339553.0的发明方案一样把压缩行程的工作改在发动机外独立进行。这就是说我们可以实现通过喷入压缩空气的形式；把发动机外压缩工作所消耗的能量转化到缸内作功达到省油的目的。
3，本发明方案的多功能是：可以实现本发明的发动机可以用压缩空气来推动。
我们的发明方案可以用我们申报的，申请号201210021296.6的空气压缩机采用车载的方式，利用车载电瓶推动。就可以实现：用交流电整流给电瓶充电，当然也可以用现在已经成熟的技术，用太阳能给电瓶充电。用电瓶推动空气压缩机产生高压空气，在适合的时间和条件下利用高压空气推动多功能发动机运转。这或者是另一条改进目前电动车的新途径。解决目前电动车只能用电不能用油的局限性。克服有电能走没电停摆的困难。
4，本发明方案有大幅减少空气污染性能
因为我们的发明方案有大幅节能和省油的性能，所以大幅度的减少碳排放和其他污染物的排放是必然的。从而使减少困扰大城市的污染物PM2.5成为可能。
5，结构简单容易开发
本发明结构非常简单，只有机体机盖轮辐活塞四个主要部件就构成一台发动机。任何机械工厂都可以完成加工任务。开发工作非常简单。
6，运行平稳噪声低
因为本发明是近似圆结构没有曲轴没有气门，活塞在近乎平行的圆环形的轨道中运行。运行起来非常平稳，噪声非常低是很自然的。
附图说明
图1；组装示意图(同时作摘要附图)
图2；机体示意图
图3；机盖示意图(左右相同)
图4；轮辐示意图
图5；活塞示意图
各附图中的数字代表如下意义
1、机体
2、固定螺孔中心线
3、密封圈槽
4、缸体曲线
5、缸体不同曲率半径的曲线的连接曲线
6、活塞
7、开放式排气孔
8、燃烧室
9、轮辐
10、机盖上加工的圆形活塞上的小轴运行轨道槽
11、旋转方向
12、波浪状弹簧片
13、曲线缸体的小圆部分
14、密封条槽
15、高压空气喷入孔
16、燃油喷入孔
17、火花塞孔
18、动力高压空气喷入孔
19、安装机盖密封圈的槽
20、固定孔
21、轴孔
22、机盖上的密封圈
23、左机盖
24、右机盖
25、机盖上的轮辐密封圈槽
26、活塞径向运行槽
27、动平衡孔
28、轮辐上的密封圈
29、活塞顶
30、活塞底座
31、活塞组装图
32、弹簧
33、活塞轴
34、轴套
35、密封条槽
36、润滑油孔
37、活塞上左的密封条
38、活塞上的右密封条
具体实施方式
具体实施方式我们参照附图1进行说明。我们假定活塞6正在沿箭头11所指的方向顺时针运行，运动的活塞6带动轮辐9也沿着顺时针方向运行；并通过安装在轴孔21中的主轴对外输出动力。此时虽然活塞位置在密封区内，但靠惯性仍然正常运行。当燃烧室的前沿和高压空气喷入孔15接触时由高压空气喷入孔喷入高压空气；继续运行稍后当燃烧室的前沿和燃油喷入孔16接触时，由燃油喷入孔16向燃烧室喷入燃油。由此就完成了下一个作功行程的准备工作。(这里我们需要说明高压空气喷入孔15和燃油喷入孔16的前后顺序布置方式是为了直观性好和便于说明；在具体开发时，高压空气喷入孔15和燃油喷入孔16可以采用沿轴向的并列的布置方式；也可以合二而一采用直接喷入混合气的方式来布置。)轮辐和活塞继续运行，当活塞进入曲线的缸体区；活塞后面的燃烧室的前沿进入火花塞区时；火花塞适时的点燃燃烧室的混合气产生高温高压气体推动活塞作功开始新一个作功行程的工作。这时活塞运行方向前正在通过开放式的排气孔7排出前一个行程残余的废气。活塞继续运行，这时活塞在缸体的外圆曲线和缸盖上的活塞上的小轴运行槽10的共同作用下，逐步沿着轮辐上活塞径向运行槽26沿径向向下运动。直至进入缸体上两个密封条槽14构成的密封区。这时活塞后面的完成作功任务的废气从开放的排气孔7无阻力的自行排出，完成一个行程的工作。轮辐继续运行活塞通过密封区进入作功缸体。活塞继续运行，开始下一个行程的工作。我们的发明方案是一种可以高压空气作动力多功能发动机，它可以方便的由燃油转换成用高压空气作动力。比如在速度要求不高或车辆太多无法高速行驶，路面又比较平缓的地段可以使用高压空气作动力。如果在路面较差或速度要求较高的地段就转换为燃油作动力。这就是说用压缩空气作动力完全没有污染空气的尾气排放。使用燃油作动力时，较大幅度的节油和“省”油必将大幅度的减少尾气排放。我们认为如果在向北京这样的车辆非常多，路面比较平整，车速不高的大城市；如果在车辆上采用我们的新技术；由此产生的改善城市空气质量，特别减少pm2.5的排放，必将产生积极的有效的作用。
这一项改善人民生活环境，维护人民身体健康的社会效益是巨大的不容忽视的。
综合前面的论述，我们是否可以这样结论：我们的发明项目开发，因为可能产生巨大的经济效益和社会效益，所以它的开发不但有开发成功的可能性；还有加速开发的紧迫性和必要性。

Claims (5)

1.一种无曲轴开放式排气，单冲程单缸多功能活塞式发动机。该发动机包括多个曲率半径构成的类似圆形的机体；包括圆形结构的机盖；包括圆形结构的轮辐；还包括类似矩形断面的活塞。
2.根据权利要求1所述的无曲轴开放式排气，单冲程单缸多功能活塞式发动机其特征是，在多个曲率半径构成的类似圆形的机体上加工有密封条槽，和高压空气喷入孔，燃油喷入孔，火花塞孔，动力空气喷入孔和开放式的排气孔。还加工有用来嵌入机盖上的密封圈的圆形密封槽。
3.根据权利要求1所述的无曲轴开放式排气，单冲程单缸多功能活塞式发动机其特征是，在圆形结构的机盖上加工有活塞上的小轴运行的圆形轨道。还加工有偏心的圆形的可嵌入轮辐上的圆形密封圈的圆形密封槽。和偏心的轴孔。
4.根据权利要求1所述的无曲轴开放式排气，单冲程单缸多功能活塞式发动机其特征是，在轮辐上加工有圆形密封圈，轴孔，活塞径向运行槽体，燃烧室，和保证运行平稳的平衡孔。
5.根据权利要求1所述的无曲轴开放式排气，单冲程单缸多功能活塞式发动机其特征是，矩形断面的活塞包括活塞顶和活塞底座；活塞底座上在活塞运行方向两侧加工有圆形小轴，为了减少活塞的运行阻力，在小轴上还安装有可转动的圆环形轴套；在活塞底座上还加工有润滑油孔；在活塞顶的上部和活塞顶的两侧还加工有条形槽体，供安装直角形密封条用。在密封条下部安装有波浪形弹簧片；片状弹簧的弹力使密封条和缸体密切接触，实现缸体的良好密封。在活塞顶和活塞底座的之间留有安装螺旋压缩弹簧的空间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105156152A (zh) * 2015-10-15 2015-12-16 曾凡良 无曲轴开放式排气间歇持续供汽活塞式汽动发动机

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