CN111720210A - 一种改进结构的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进结构的发动机，包括至少一个发动机气缸组，各发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，各发动机气缸组的液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，液压缸体内设有活塞，活塞与液压缸体的内壁滑动配合，活塞的下端通过连杆与曲轴箱内的曲轴连接，活塞的上方充有液体，液压缸体与气缸体一一对应连通，通过活塞推动上方的液体，使液体进入气缸体，并压缩气体做功。本发明可以减少原活塞的机械损失，同时也降低气缸、活塞和活塞环的制造难度，且本发明这种改进方案使得柴油机可以在较小曲轴半径的情况下有较长的气缸体行程，使得进一步提高活塞运动速度成为可能，在不减少输出力矩的情况下减小发动机曲轴曲柄长度以减少制造难度和成本。

Description

一种改进结构的发动机

技术领域

本发明属于发动机制造领域，具体涉及一种改进结构的发动机。

背景技术

现有发动机一直沿用活塞、连杆、曲轴连接结构。随着发动机的大型化，长行程、超长行程发动机的不断出现，曲轴的偏心结构越来越大，甚至达到惊人的程度。曲轴的加工工艺越来越复杂，制造难度越来越大。另外活塞的机械损失也越来越大。

发明内容

本发明提供了一种改进结构的发动机，至少解决背景技术中的一个技术问题，其可以减少长、超长行程发动机曲轴半径过大的问题，减少原活塞的机械损失，同时也降低气缸、活塞和活塞环的制造难度。

本发明是这样实现的：本发明公开了一种改进结构的发动机，包括至少一个发动机气缸组，各发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，各发动机气缸组的液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，所述液压缸体内设有活塞，所述活塞与液压缸体的内壁滑动配合，所述活塞的下端通过连杆与曲轴箱内的曲轴连接，所述活塞的上方充有液体，所述液压缸体与气缸体一一对应连通，通过活塞推动上方的液体，使液体进入气缸体，并压缩气体做功。

本发明公开了一种改进结构的发动机，包括至少一个由两个发动机气缸组组成的第一基本单元，发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，液压缸体底部密封，并留有活塞杆出口，液压缸体内设有双向活塞，所述双向活塞与液压缸体的内壁滑动配合，位于双向活塞的上、下空间均充有液体，液压缸体内还设有活塞杆，所述活塞杆的上端与双向活塞连接，所述活塞杆的下端穿过液压缸体底部的活塞杆出口伸入到曲轴箱内，通过连杆与曲轴连接，活塞杆与活塞杆出口之间活动密封配合，液压缸体的下部设有第一过液口，液压缸体的上部或气缸体的下部设有第二过液口，每个第一基本单元中的A液压缸体上部的第二过液口或A气缸体下部的第二过液口通过第一通道与B液压缸体下部的第一过液口连通，每个第一基本单元中的A液压缸体下部的第一过液口通过第二通道与B液压缸体上部的第二过液口或B气缸体下部的第二过液口连通。

同一个第一基本单元内的两个发动机气缸组的活塞杆分别通过两连杆与曲轴的第一曲臂、第二曲臂连接，第一曲臂与第二曲臂的相位相差180度；

同一个第一基本单元内的两液压缸体内的双向活塞受到曲轴的约束，始终处于上下相反的位置，运动方向相反，曲轴转动时，当带动A液压缸体内的活塞向上运动，B液压缸体内的活塞向下运动时，A液压缸体内的活塞推动其上方的液体进入A气缸体，B液压缸体内的活塞下部的液体也通过第一通道压向A液压缸体内的活塞上部，使得A气缸体内液体上升距离更大，压缩A气缸体内的气体；

曲轴转动时，当带动B液压缸体内的双向活塞向上运动，A液压缸体内的双向活塞向下运动时，B液压缸体内的活塞推动其上方的液体进入B气缸体，A液压缸体内的活塞下部的液体也通过第二通道压向B液压缸体内的活塞上部，使得B气缸体内液体上升距离更大，压缩B气缸体内的气体。

本发明公开了一种改进结构的发动机，包括至少一个由发动机气缸组与独立气缸体组成的第二基本单元，发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，液压缸体底部密封，并留有活塞杆出口，液压缸体内设有双向活塞，所述双向活塞与液压缸体的内壁滑动配合，位于双向活塞的上、下空间均充有液体，液压缸体内还设有活塞杆，所述活塞杆的上端与双向活塞连接，所述活塞杆的下端穿过液压缸体底部的活塞杆出口伸入到曲轴箱内，通过连杆与曲轴连接，活塞杆与活塞杆出口之间活动密封配合，液压缸体的下部设有过液口，每个第二基本单元内的独立气缸体底部密封，独立气缸体底部设有过液口，每个第二基本单元内的独立气缸体的过液口通过通道与发动机气缸组的液压缸体下部的过液口连通。

在以上三种方案的基础上还可以有如下优选方案：

进一步地，每个发动机气缸组的液压缸体的内径D大于气缸体的内径d，液压缸体压出的液体对应进入气缸体后在气缸体内行走的距离比液压缸体内内行走的距离更长，使液压缸体的活塞行走的距离小于气缸体内液体行走的距离。

进一步地，每个气缸体内设有耐高温的浮动活塞，浮动活塞漂浮在液体上，用于隔绝高温气体与液体之间的热传导。

进一步地，所述浮动活塞与气缸体的内壁间隙配合。

进一步地，所述浮动活塞的外壁固定有刮液环。

进一步地，液压缸体内充入的液体可以是水，也可以是其他液体。

进一步地，液压缸体与上曲轴箱连成一体；液压缸***于气缸体侧边，气缸体下端密封，且气缸体通过通道与液压缸体连通；所述气缸体与液压缸体之间的通道处设有液体冷却装置。

进一步地，气缸体、液压缸体、上曲轴箱连成一体；且气缸***于液压缸体上端，液压缸***于上曲轴箱上端。气缸体与液压缸体之间的位置处设有液体冷却装置，液体冷却装置可以设置在缸体内壁。液体冷却装置可以采用水冷方式。

进一步地，气缸体上部与气缸盖固定连接，所述气缸盖上设有进气门、排气门；发动机为二冲程发动机时，气缸体下部安装带有止回阀的扫气门，与排气门共同作用完成扫气过程，当气缸体内压力高于扫气压力时止回阀自动关闭，当扫气压力大于大气压力时，扫气门自动打开进行扫气。

进一步地，本发明的液压缸体可以设置补液口，补液口通过补液通道、补液管道与储液装置连通，补液管道上设置加液计量泵，可以根据经验或测量数据给液压缸体内补充液体。

本发明具有如下有益效果：本发明的上曲轴箱与气缸体之间设有液压缸体，所述液压缸体内设有双向活塞，所述活塞与液压缸体的内壁滑动配合，所述活塞的下端通过连杆与曲轴连接，所述双向活塞的上方、下方充有液体，所述液压缸体与气缸体一一对应连通，通过双向活塞推动上方、下方的液体，使液体进入气缸体，并压缩气体做功。本实施例采用双向活塞推动液体在气缸内上下运动，形成液体柱塞。由液体柱塞和浮动活塞取代原活塞，液体柱塞可以起到原发动机的活塞的密封和传递动力的作用。本发明提供的这种改进方案使用液柱和浮动活塞取代原活塞可大幅减少原活塞的机械损失。由于浮动活塞与缸体之间摩擦很小，基本上消除了缸体的磨损，活塞、活塞环、气缸体的加工精度、强度可大幅降低。

本发明的发动机的第一优选方案采用两个气缸组组成第一基本单元，液压缸体直径大于气缸直径的设置以及A液压缸体上部与B液压缸体下部通过通道连接，B液压缸体上部与A液压缸体下部通过通道连接，液压缸体和上下连通管道的设置，可以大幅减少曲轴的偏心半径。本发明采用改进后的方案可以大幅减少长行程、超长行程柴油机曲轴曲柄的偏心长度，从而降低曲轴的整体制造难度，提高曲轴的整体钢度。本发明提供的这种改进方案使得发动机可以在较小曲轴半径的情况下有较长的气缸体行程，使得进一步提高活塞运动速度成为可能，且减小发动机曲轴曲柄长度以减少制造难度和成本。

本发明的发动机第二优选方案采用气缸组和独立气缸体组成第二基本单元，气缸体D的过液口通过通道与气缸组C的液压缸体下部的过液口连通，只有C气缸的液压缸体内的活塞杆下端从液压缸体伸入到曲轴箱内，通过连杆与曲轴连接。上述方案的曲轴曲拐转动时整个过程都在做功，相比一缸一曲拐的方式，本发明这种方案曲轴利用率提高，每一个曲拐对应两个气缸，可以减少曲拐数量，进而减少整机长度、重量，增加液压缸的直径同样可以起到增加气缸行程的作用。

附图说明

图1为本发明的一种改进结构的发动机的实施例二的结构示意图；

图2为本发明的一种改进结构的发动机的实施例三的结构示意图。

附图中，1为气缸体，2为液压缸体，3为浮动活塞，4为双向活塞，5为液体，6为曲轴，7为活塞杆，8为连杆，9为第一通道，10为第二通道，11为第三通道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

本实施例公开了一种改进结构的发动机，包括至少一个发动机气缸组，各发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，各发动机气缸组的液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，所述液压缸体内设有活塞，所述活塞与液压缸体的内壁滑动密封配合，所述活塞的下端通过连杆与曲轴箱内的曲轴连接，所述活塞的上方充有一定量的液体，所述液压缸体与气缸体一一对应连通，通过活塞推动上方的液体，使液体进入气缸体，并压缩气体做功。

优选地，所述发动机气缸组的液压缸***于气缸体下端。

当然也可以采用如下方案：活塞的下端可以与活塞杆连接，活塞杆与连杆连接，连杆与曲轴连接。

本实施例采用活塞推动液体在气缸内上下运动，形成液体柱塞。由液体柱塞和浮动活塞取代原活塞，液体柱塞可以起到原发动机的活塞的密封和传递动力的作用。本实施例的活塞与燃烧室之间有液体，使得本实施例的活塞不直接与高温接触，因此，本实施例的活塞与原发动机的活塞制作要求没有原发动机的活塞要求高，结构可以简化。

优选地，每个气缸体内设有耐高温的浮动活塞，浮动活塞漂浮在液体上，用于隔绝高温气体与液体之间的热传导。

进一步地，所述浮动活塞与气缸体的内壁间隙配合。

进一步地，所述浮动活塞的外壁固定有刮液环。

进一步地，曲轴箱分为上曲轴箱和下曲轴箱，气缸体、液压缸体、上曲轴箱连成一体；且气缸***于液压缸体上端，液压缸***于上曲轴箱上端。优选地，气缸体、液压缸体、上曲轴箱铸成一体。

当然还可以采用如下方案：液压缸体与上曲轴箱铸成一体；液压缸***于气缸体侧边，气缸体下端密封，且气缸体通过通道与液压缸体连通；所述气缸体与液压缸体之间的通道处设有冷却装置。采用这种方案可以缩短机体高度。

进一步地，每个发动机气缸组的液压缸体的内径D大于气缸体的内径d，液压缸体压出的液体对应进入气缸体后在气缸体内行走的距离比液压缸体内内行走的距离更长，使液压缸体的活塞行走的距离小于气缸体内液体行走的距离。

进一步地，气缸体上部与气缸盖固定连接，气缸盖用来封闭气缸体上端并构成燃烧室。所述气缸盖上设有进气门、排气门；发动机为二冲程发动机时，气缸体下部安装带有止回阀的扫气门，与排气门共同作用完成进、排气过程，当气缸体内压力高于扫气压力时止回阀自动关闭，当扫气压力大于大气压力时，扫气门自动打开进行扫气。

发动机进、排气结构与现有的发动机进、排气结构不变。

本实施例的发动机可以是单缸发动机或多缸发动机。本实施例的发动机的其他技术特征可以与现有发动机相同。

实施例二

参见图1，本实施例公开了一种改进结构的发动机，包括至少两个发动机气缸组，发动机气缸组包括气缸体1和液压缸体2，液压缸体2的内腔与气缸体1的内腔连通，液压缸体2底部密封，并留有活塞杆出口，液压缸体2内设有双向活塞4，所述双向活塞4与液压缸体2的内壁滑动密封配合，位于双向活塞4的上、下空间均充有一定量的液体5，气缸内设置可漂浮于工作液体之上的浮动活塞，隔绝高温气体与液体的传热，液压缸体内还设有活塞杆7，所述活塞杆7的上端与双向活塞4连接，所述活塞杆7的下端穿过液压缸体底部的活塞杆出口伸入到曲轴箱内，通过连杆8与曲轴6连接，活塞杆7与活塞杆出口之间活动密封配合，液压缸体2的下部设有第一过液口，液压缸体2的上部或气缸体1的下部设有第二过液口，每两个发动机气缸组A、B组成一个第一基本单元，每个第一基本单元中的A液压缸体上部的第二过液口或A气缸体下部的第二过液口通过第一通道9与B液压缸体下部的第一过液口连通，每个第一基本单元中的A液压缸体下部的第一过液口通过第二通道10与B液压缸体上部的第二过液口或B气缸体下部的第二过液口连通。第一通道、第二通道处可以设置液体冷却装置，对经过的工作液体进行冷却。

同一个第一基本单元内的两个发动机气缸组的活塞杆7分别通过两连杆8与曲轴的第一曲臂、第二曲臂连接，第一曲臂与第二曲臂的相位相差180度。

所述活塞杆7的下端与连杆8的上端铰接，连杆8的下端与曲轴6连接，所述连杆8用于将活塞4的往复直线运动变为曲轴的旋转运动。活塞杆与连杆铰接的方式可以与原活塞与连杆铰接的方式相同，当然，还可以根据实际需要进行调整。

当发动机气缸组的液压缸体的直径D大于气缸体直径d时，由于液压缸体直径大，气缸体直径小，所以液压缸体压出的液体进入气缸体后在气缸体内行走的距离比液压缸体内内行走的距离更长。这样液压缸体活塞行走的距离就小于气缸体内液柱的距离。

上述结构使得气缸体内的液体柱塞上升距离更大，可以大幅减少曲轴的偏心半径。设液压缸体活塞面积为A，液压活塞行程为H，液压缸体活塞杆截面积为S，气缸体截面积为a，气缸体液柱行程为h，这样气缸体于液压缸体之间的液体体积交换关系为h*a=H*[A+（A-S）],所以调整液压缸体直径可以使气缸体液柱上升距离h大于液压活塞上升距离H的数倍，这样可以用较小的曲拐半径实现较大的液体活塞上升的距离。

压入气缸体的液体起到密封高压气体和传递动力的作用。所述浮动活塞3始终漂浮在液体5上方，与气缸体1有一定的间隙，不与气缸体发生实质性接触，只是起到隔断高温气体与液体之间的热传导作用。也可安装一道刮液环，以减少液体的消耗。

进一步地，所述浮动活塞3与气缸体1的内壁间隙配合，配合间隙根据实际情况可以调整。且本方案的液柱经过的缸壁上会残留少量液体，液体蒸发后会产生类似于喷水的效果。可降低缸内温度，减少污染排放。

进一步地，液压缸体2与上曲轴箱铸成一体；液压缸体2位于气缸体1侧边，气缸体下端密封，且气缸体1通过通道与液压缸体2连通；所述发动机气缸组的气缸体1与液压缸体2之间的通道处设有冷却装置。

进一步地，气缸体1、液压缸体2、上曲轴箱上下铸成一体；且气缸体1位于液压缸体2上端，液压缸体2位于上曲轴箱上端。

气缸体1与液压缸体2之间的位置处设有液体冷却装置，液体冷却装置可以设置在缸体内壁，对工作液体进行冷却。液体冷却装置可以采用水冷方式。

进一步地，液压缸体直径可以大于气缸体直径，也可以等于或略小于气缸体直径。液压缸体推动的液柱，在气缸体内上下运动，形成液体柱塞，液体柱塞可以起到原柴油机活塞的密封和传递动力的作用。气缸体内的浮动活塞，漂浮液体之上，起到隔热作用和刮液的作用。

进一步地，气缸体上部与气缸盖固定连接，所述气缸盖上设有进气门、排气门；发动机为二冲程发动机时，气缸体安装带有止回阀的扫气门，与排气门共同作用完成进、排气过程，当气缸体内压力高于扫气压力时止回阀自动关闭，当扫气压力大于大气压力时，扫气门自动打开进行扫气。四冲程发动机进、排气结构与现有的发动机进、排气结构不变。

进一步地，液压缸体内充入的液体可以是水，也可以是其他液体。

由于液压双向活塞面积增大，压力不变，连杆、曲轴瓦受力自然增加，应采取一定的措施。例如加大各摩擦副直径、宽度、增大润滑油供油压力、提高整机转速等措施，甚至可以采取适当降低最高爆发压力此问题可以得到很好的缓解。

本发明实例适用于二、四冲程柴油机。以二冲程柴油机为例对本发明的工作原理进行说明。由于供油***、配气***（除带止回作用的扫气阀）等***没有改进，为叙述方便，在叙述过程涉及到以上内容时在合理范围内视为自然进入状态，除特殊情况，不再详细阐述。

本实施例的工作原理为：A液压缸体上部与A气缸体相通，并与B液压缸体下部通过通道连通。B液压缸体上部与B气缸体相通，并与A液压缸体下部通过通道连接。气缸体内设置可漂浮液体之上且耐高温的浮动活塞。液压缸体双向活塞上、下的充入一定量的液体。以形成液体活塞。同一个第一基本单元内的两液压缸体内的活塞受到曲轴的约束，始终处于上下相反的位置，运动方向相反。以A缸液压双向活塞在最下方为起始位置，A缸液压双向活塞在最下方时B缸液压双向活塞在最上方。曲轴转动时，带动A缸液压双向活塞向上运动，B缸液压双向活塞向下运动，液压双向活塞A推动其上方的液体进入A气缸体，同时液压双向活塞B也同时将下方的液体通过连接通道被压入A气缸体，A气缸体内气体受到液柱的压缩。达到上止点时缸内气体被压缩达到点火条件，喷油***开始喷油，点火燃烧，产生高温高压。推动液柱向下运动。液柱作用于液压双向活塞A上部，推动液压双向活塞A向下运动。同时液柱通过连接通道作用于液压双向活塞B下部，推动液压双向活塞B向上运动。于此同时B缸液压活塞处于最低位，B缸液柱也处于最低位，B缸此时排气门打开处于低压状态，由于扫气压力略大于大气压力扫气门自动打开进行扫气。这时液压双向活塞A上部压力为燃气压力，同时液压活双向塞B下部由于有与A液压气缸体上部连接通道，所以液压双向活塞B下部压力也为燃气压力。而液压双向活塞A下部由于与B液压气缸体上部连接通道，所以压力基本上为B气缸体扫气压力。液压双向活塞B上部压力等于扫气压力。由于液压双向活塞A上部压力大于下部压力，液压双向活塞B下部压力大于上部压力，所以A、B两双向活塞一推一拉同对曲轴做功，带动曲轴旋转。A缸气体膨胀，B缸气体压缩，当两缸压力平衡后，曲轴带动两活塞继续运动，继续对B缸压缩，A缸继续膨胀，进入下一循环。在燃烧过程中液柱起到原有活塞的作用，漂浮在液柱上的浮动活塞起到隔绝高温气体于液柱之间的热传导的作用。浮动活塞向下运动时同时起到刮液作用以减少液体的损失。

四冲程柴油机的膨胀和压缩过程与以上工作过程基本类似。进气和排气过程由曲轴带动配合进排气***完成。

本发明以上述第一基本单元为基础错开相位可以组成多缸、多种形式的发动机。

本发明的液压缸体可以设置补液口，补液口通过补液通道、补液管道与储液装置连通，补液管道上设置加液计量泵，可以根据经验或测量数据给液压缸体内补充液体。

由于采用了液柱和浮动活塞配合的方式取代了原有柴油机的活塞和活塞环，活塞的摩擦损失大幅减少，同时气缸体的磨损减少，大幅减轻了活塞、活塞环、气缸体等高温部件的制造难度。加大液压缸体直径和A液压缸体上部与B液压缸体下部通过通道连接，B液压缸体上部与A液压缸体下部通过通道连接，液压缸体和上下连通管道的设置，可以大幅减少。曲轴的偏心半径。本发明采用改进后的方案可以大幅减少长行程、超长行程柴油机曲轴曲柄的偏心长度，从而降低曲轴的整体制造难度，提高曲轴的整体钢度。

本发明提供的这种改进方案对大型柴油机、超长行程柴油机来说可以大幅减小曲轴曲拐尺寸。由于曲轴曲拐尺寸的减小使得曲轴的制造工艺大为简化、重量降低、制造成本大幅降低。活塞的摩擦损失大幅减少，同时气缸体的磨损减少，大幅减轻了活塞、活塞环、气缸体等高温部件的制造难度。

本实施例的发动机的其他技术特征可以与现有发动机相同。

实施例三

参见图2，本实施例公开了一种改进结构的发动机，包括至少一个发动机气缸组以及至少一个独立气缸体，发动机气缸组包括气缸体1和液压缸体2，液压缸体2的内腔与气缸体1的内腔连通，液压缸体2底部密封，并留有活塞杆出口，液压缸体内设有双向活塞4，所述双向活塞4与液压缸体2的内壁滑动密封配合，位于双向活塞4的上、下空间均充有一定量的液体5，气缸内设置可漂浮于工作液体之上的浮动活塞，隔绝高温气体与液体的传热，液压缸体2内还设有活塞杆7，所述活塞杆7的上端与双向活塞4连接，所述活塞杆7的下端穿过液压缸体底部的活塞杆出口伸入到曲轴箱内，通过连杆8与曲轴6连接，活塞杆7与活塞杆出口之间活动密封配合，液压缸体2的下部设有过液口，一个发动机气缸组C与一个独立气缸体D组成一个第二基本单元，每个第二基本单元内的独立气缸体D底部密封，独立气缸体D底部设有过液口，每个第二基本单元内的独立气缸体的过液口通过第三通道11与液压缸体下部的过液口连通。

本实施例通过液压缸体内的双向活塞4推动上方的液体5，使液体进入C气缸体，并压缩C气缸体内的气体，以及通过双向活塞推动下方的液体，使液体进入气缸体D，并压缩气缸体D内的气体。

每个第二基本单元内的气缸体D的过液口与液压缸体下部的过液口之间的第三通道处、气缸与液压缸体之间处可以设置液体冷却装置。 本实施例的其他技术特征可以与实施二相同。

压入气缸体的液体起到密封高压气体和传递动力的作用。所述浮动活塞始终漂浮在液体上方，与气缸体有一定的间隙，不与气缸体发生实质性接触，只是起到隔断高温气体与液体之间的热传导作用。也可安装一道刮液环，以减少液体的消耗。

所述浮动活塞与气缸体的内壁间隙配合，配合间隙根据实际情况可以调整。且本方案的液柱经过的缸壁上会残留少量液体，液体蒸发后会产生类似于喷水的效果。可降低缸内温度，减少污染排放。

本实施例的发动机的其他技术特征可以与现有发动机相同。

本实施例的工作原理为：当活塞向上运动时双向活塞上方的液体进入C气缸体，气缸体D内的液体通过通道回到双向活塞下部。这时C气缸体气体压缩，气缸体D气体膨胀。以二冲程发动机为例双向活塞在最低位时C气缸体正在扫气，气缸体D处于点火阶段，所以气缸体D压力远大于C气缸体压力，由于气缸体D通过通道连接液压缸体的双向活塞下部，液压缸体内的双向活塞下部压力远大于双向活塞上部压力，C气缸排气阀关闭后，D气缸气体膨胀，C气缸气体压缩，推动双向活塞向上运动，带动曲轴转动。液压缸体内的双向活塞在最高位时，气缸体D正在扫气，C气缸体处于点火阶段，所以C气缸体压力远大于气缸体D压力，由于气缸体D通过通道连接液压缸体的双向活塞下部，所以双向活塞下部压力远小于双向活塞上部压力，推动双向活塞向下运动，带动曲轴转动。

当液压缸体的直径D大于气缸体直径d时，由于液压缸体直径大，气缸体直径小，所以液压缸体压出的液体进入气缸体后在气缸体内行走的距离比液压缸体内内行走的距离更长。这样液压缸体活塞行走的距离就小于气缸体内液柱的距离。

由于有活塞杆的存在，活塞下部的液体容积略小于活塞上部的液体容积。所以气缸体D直径要略小于C气缸体直径，高度不变。

本实施例的曲轴曲拐转动时整个过程都在做功，相比一般柴油机一缸一曲拐的方式，本实施例曲轴利用率提高，而且并未增加曲轴受力，反而减少了曲轴的平均压力，每一个曲拐对应两个气缸，可以减少曲拐数量，进而减少整机长度、重量，增加液压缸的直径同样可以起到增加气缸行程的作用。本实施例比较适合小缸径长行程柴油机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进结构的发动机，其特征在于：包括至少一个发动机气缸组，各发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，各发动机气缸组的液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，所述液压缸体内设有活塞，所述活塞与液压缸体的内壁滑动配合，所述活塞的下端通过连杆与曲轴箱内的曲轴连接，所述活塞的上方充有液体，所述液压缸体与气缸体一一对应连通，通过活塞推动上方的液体，使液体进入气缸体，并压缩气体做功。

2.一种改进结构的发动机，其特征在于：包括至少一个由两个发动机气缸组组成的第一基本单元，发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，液压缸体底部密封，并留有活塞杆出口，液压缸体内设有双向活塞，所述双向活塞与液压缸体的内壁滑动配合，位于双向活塞的上、下空间均充有液体，液压缸体内还设有活塞杆，所述活塞杆的上端与双向活塞连接，所述活塞杆的下端穿过液压缸体底部的活塞杆出口伸入到曲轴箱内，通过连杆与曲轴连接，活塞杆与活塞杆出口之间活动密封配合，液压缸体的下部设有第一过液口，液压缸体的上部或气缸体的下部设有第二过液口，每个第一基本单元中的A液压缸体上部的第二过液口或A气缸体下部的第二过液口通过第一通道与B液压缸体下部的第一过液口连通，每个第一基本单元中的A液压缸体下部的第一过液口通过第二通道与B液压缸体上部的第二过液口或B气缸体下部的第二过液口连通。

3.根据权利要求2所述的改进结构的发动机，其特征在于：同一个第一基本单元内的两个发动机气缸组的活塞杆分别通过两连杆与曲轴的第一曲臂、第二曲臂连接，第一曲臂与第二曲臂的相位相差180度；

同一个第一基本单元内的两液压缸体内的双向活塞受到曲轴的约束，始终处于上下相反的位置，运动方向相反，曲轴转动时，当带动A液压缸体内的活塞向上运动，B液压缸体内的活塞向下运动时，A液压缸体内的活塞推动其上方的液体进入A气缸体，B液压缸体内的活塞下部的液体也通过第一通道压向A液压缸体内的活塞上部，使得A气缸体内液体上升距离更大，压缩A气缸体内的气体；

曲轴转动时，当带动B液压缸体内的双向活塞向上运动，A液压缸体内的双向活塞向下运动时，B液压缸体内的活塞推动其上方的液体进入B气缸体，A液压缸体内的活塞下部的液体也通过第二通道压向B液压缸体内的活塞上部，使得B气缸体内液体上升距离更大，压缩B气缸体内的气体。

4.一种改进结构的发动机，其特征在于：包括至少一个由发动机气缸组与独立气缸体组成的第二基本单元，发动机气缸组包括气缸体和液压缸体，液压缸体的内腔与气缸体的内腔连通，液压缸体底部密封，并留有活塞杆出口，液压缸体内设有双向活塞，所述双向活塞与液压缸体的内壁滑动配合，位于双向活塞的上、下空间均充有液体，液压缸体内还设有活塞杆，所述活塞杆的上端与双向活塞连接，所述活塞杆的下端穿过液压缸体底部的活塞杆出口伸入到曲轴箱内，通过连杆与曲轴连接，活塞杆与活塞杆出口之间活动密封配合，液压缸体的下部设有过液口，每个第二基本单元内的独立气缸体底部密封，独立气缸体底部设有过液口，每个第二基本单元内的独立气缸体的过液口通过通道与发动机气缸组的液压缸体下部的过液口连通。

5.根据权利一要求1或2或4所述的改进结构的发动机，其特征在于：每个发动机气缸组的液压缸体的内径D大于气缸体的内径d，液压缸体压出的液体对应进入气缸体后在气缸体内行走的距离比液压缸体内内行走的距离更长，使液压缸体的活塞行走的距离小于气缸体内液体行走的距离。

6.根据权利要求1或2或4所述的改进结构的发动机，其特征在于：每个气缸体内设有耐高温的浮动活塞，浮动活塞漂浮在液体上，用于隔绝高温气体与液体之间的热传导。

7.根据权利要求6所述的改进结构的发动机，其特征在于：所述浮动活塞与气缸体的内壁间隙配合；所述浮动活塞的外壁固定有刮液环；液压缸体内充入的液体采用水或其他液体。

8.根据权利要求1或2或4所述的改进结构的发动机，其特征在于：液压缸体与上曲轴箱铸成一体；液压缸***于气缸体侧边，气缸体下端密封，且气缸体通过通道与液压缸体连通；所述气缸体与液压缸体之间的通道处设有冷却装置。

9.根据权利要求1或2或4所述的改进结构的发动机，其特征在于：液压缸体设置在气缸体与上曲轴箱之间；气缸体、液压缸体、上曲轴箱连成一体；且气缸***于液压缸体上端，液压缸***于上曲轴箱上端。

10.根据权利要求1或2或4所述的改进结构的发动机，其特征在于：气缸体上部与气缸盖固定连接，所述气缸盖上设有进气门、排气门；发动机为二冲程发动机时，气缸体下部安装带有止回阀的扫气门，与排气门共同作用完成进、排气过程，当气缸体内压力高于扫气压力时止回阀自动关闭，当扫气压力大于大气压力时，扫气门自动打开进行扫气。

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