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V形自由活塞内燃机

阅读:895发布:2020-06-05

专利汇可以提供V形自由活塞内燃机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的目的是为了提供一种使用 液体 燃料 的自由 活塞 式 内燃机 ,其结构特征是汽缸体的内壁,汽 缸套 的内、外壁和自由活塞的外部轮廓均为截球体球面结构。它的特征除了结构不同于当前使用的活塞式内燃机之外,V形自由活塞和T形旋转平台、球形端面 定位 中 心轴 、半圆横向定位轴组合的 运动链 ,以特定的运动方式演绎了一种运动模式的特征,解释了对这种特征的认识。从本发明的整体组合,则可以全面、明晰地解读了一种机器的新结构和新的工作方式及其工作原理。,下面是V形自由活塞内燃机专利的具体信息内容。

1.一种使用液体燃料的自由活塞式的内燃机它包括:
——一种有双层结构的,其内壳为截球体形状的汽缸体、同样为截球体的内、外壁均为球面结构的汽缸套、汽缸座也是内、外壁双层结构、其中心位置有园形槽和贯通的轴孔、其中装配着匹配有单向推轴承接触滚珠轴承的T形旋转平台、该平台上装配有球形端面定位心轴和半园横向定位轴,以及在两轴之上的V形自由活塞。
V形自由活塞和球形端面定位中心轴、半园横向定位轴、T形旋转平台组合成一个运动链。在汽缸体的保护下的汽缸套和汽缸座的封闭空间里,以既定的方式运动。并将产生的动能通过T形旋转平台传递出去(附图1)。
2.根据权力要求1的一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,它的特征是:汽缸体是双层结构的构件,其内壁结构是截球体形状的球面结构,其间装配有汽缸套,它们是异体同构件。
外壳体加工有火花塞装配孔,液体燃料喷咀的装配孔,以及连接用的螺孔,外壁与内壁之间的夹层是冷却用循环的通道,和排气通道及其与外部连接的接口。 汽缸体的进、排气口是开放式的,没有也没有控制机构,利用V形自由活塞自身运动的开、合作用自行控制,不需要其它方式干预(图2)。
3.根据权力要求1的一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,其特征是它的汽缸套由一个截球体和一个截园柱形相结合的形状, 其内、外壁均为截球体球面的薄壁零件,截球套部分外壁与汽缸体内壁是异体同构结构;半球以下的部分是园柱形的筒体,是T形旋转平台的活动空间。汽缸套的壁上加工有与汽缸体位置相对应的电火花和液体燃料进入汽缸套的孔,以及进、排气通道(图3)。
4.根据权力要求1的一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,其特征是它的活塞是一个V形形状的异型构件,它的外部轮廓部分的表面为截球体球面结构;与汽缸套的内壁是异体同构的构件。在V形自由活塞的V形的底部中心位置,加工有一个半球形的槽,在通过其中心的直线上,有一个贯通的半园形槽。它以非连接的方式,或者说是以积木式的方式装配在球形端面定位中心轴和半园横向定位轴之上。
V形自由活塞的两翼的顶端E.F点处,各有一个三角形豁口,该豁口是电火花引爆液体燃烧的通道(图4)。
5.根据权力要求1的一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,它的特征为汽缸座是,它的主体部分是一个园柱体,其中心部位有一个园形槽,槽的中心是贯通下部的阶梯式轴孔,T形旋转平台就装配在这里。
汽缸座是一个双层壳体,外壳上分布有与汽缸体连接用的螺孔,还配置有外接用的螺栓孔。内、外壳的中间夹层是冷却水循环水道,有一堵隔断墙将其隔为两部分,两侧有连接进、排水管的接口(图5)。
6.根据权力要求1的一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,其特征还表现在:担负反活塞任务的T形旋转平台,它的上半部分是一个园盘,下半部分是一根阶梯形带有花键的轴,平台的中心加工 有一个园孔,自园盘中心通过的直线上,左右两边加工有螺孔和销钉空,与通过中心的直线正横方向园盘与两侧面交汇的地方,各加工有凹进去的型槽,它是用来引爆液体燃料的空间,T形旋转平台的主轴匹配有单向推力轴承和一对角接触滚珠轴承,T形旋转平台的上表面和侧面均加工有油槽(图6)。
7.根据权力要求1的一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,它的特征是球形端面定位轴为一个半园形的球体,下部的园柱体是与T形旋转平台装配在一起的部分,它的球形端面与V形自由活塞的球形槽匹配。在通过球形端面定位中心轴的中心的贯通直径的直线上,其左右各有一截半园横向定位轴装配在T形旋转平台上,它也同V形自由活塞匹配;球形端面定位中心轴与半园横向定位轴共同组合的组合体,控制V形自由活塞按特定的方式运动(图7、图8)。
8.根据2、3、4所包含的元素,诠释了球面几何体在机械产品领域的一个应用途径。
9.根据4、6、7、8的组合形成了一个运动链,以特定的方式演绎了一种运动模式的特征,解读了对这种特征的认知。
10.根据2、3、4、5、6、7、8可以全面地明晰了解一种新的结构,新的工作方法和工作原理。

说明书全文

V形自由活塞内燃机

[0001] 本发明涉及一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,及其工作原理和工作方式方法。
[0002] 当前使用的活塞式内燃机的汽缸套是直壁式的园柱体,园柱形活塞在其间上、下运行,经过四个冲程,完成进气、压缩、爆发、排气而做功。由于活塞得运行四个冲程的往复循环才能爆发一次,其它的三个循环不仅不做功,反而要吸收动能,给自身造成了一定的能量损失,这一点是不言而喻的。
[0003] 本发明的目的就是为了避免这一缺点,提供一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,
[0004] ——种有双层结构的,其内壳为截球体形状的汽缸体、同样为截球体的内、外壁均为球面结构的汽缸套、汽缸座也是内、外壁双层结构、其中心位置有园形槽和贯通的轴孔、其中装配着匹配有单向推轴承接触滚珠轴承的T形旋转平台、该平台上装配有球形端面定位心轴和半园横向定位轴,以及在两轴之上的V形自由活塞。
[0005] V形自由活塞和球形端面定位中心轴、半园横向定位轴、T形旋转平台组合成一个运动链。在汽缸体的保护下的汽缸套和汽缸座的封闭空间里,以既定的方式运动。并将产生的动能通过T形旋转平台传递出去。(附图1)
[0006] 一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,它的特征是:汽缸体是双层结构的构件,其内壁结构是截球体形状的球面结构,其间装配有汽缸套,它们是异体同构件。
[0007] 外壳体加工有火花塞装配孔,液体燃料喷咀的装配孔,以及连接用的螺孔,外壁与内壁之间的夹层是冷却用循环的通道,和排气通道及其与外部连接的接口
[0008] 汽缸体的进、排气口是开放式的,没有也没有控制机构,利用V形自由活塞自身运动的开、合作用自行控制,不需要其它方式干预。(图2)
[0009] 一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,其特征是它的汽缸套由一个截球体和一个截园柱形相结合的形状,其内、外壁均为截球体球面的薄壁零件,截球套部分外壁与汽缸体内壁是异体同构结构;半球以下的部分是园柱形的筒体,是T形旋转平台的活动空间。汽缸套的壁上加工有与汽缸体位置相对应的电火花和液体燃料进入汽缸套的孔,以及进、排气通道。(图3)
[0010] 一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,其特征是它的活塞是一个V形形状的异型构件,它的外部轮廓部分的表面为截球体球面结构;与汽缸套的内壁是异体同构的构件。在V形自由活塞的V形的底部中心位置,加工有一个半球形的槽,在通过其中心的直线上,有一个贯通的半园形槽。它以非连接的方式,或者说是以积木式的方式装配在球形端面定位中心轴和半园横向定位轴之上。
[0011] V形自由活塞的两翼的顶端E.F点处,各有一个三角形豁口,该豁口是电火花引爆液体燃烧的通道。(图4)
[0012] 一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,它的特征为汽缸座是,它的主体部分是一个园柱体,其中心部位有一个园形槽,槽的中心是贯通下部是阶梯式轴孔,T形旋转平台就装配在这里。
[0013] 汽缸座是一个双层壳体,外壳上分布有与汽缸体连接用的螺孔,还配置有外接用的螺栓孔。内、外壳的中间夹层是冷却水循环水道,有一堵隔断墙将其隔为两部分,两侧有连接进、排水管的接口。(图5)
[0014] 一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,其特征还表现在:担负反活塞任务的T形旋转平台,它的上半部分是一个园盘,下半部分是一根阶梯形带有花键的轴,平台的中心加工有一个园孔,自园盘中心通过的直线上,左右两边加工有螺孔和销钉空,与通过中心的直线正横方向园盘与两侧面交汇的地方,各加工有凹进去的型槽,它是用来引爆液体燃料的空间,T形旋转平台的主轴匹配有单向推力轴承和一对角接触滚珠轴承,T形旋转平台的上表面和侧面均加工有油槽。(图6)
[0015] 一种使用液体燃料的自由活塞式内燃机,它的特征是球形端面定位轴为一个半园形的球体,下部的园柱体是与T形旋转平台装配在一起的部分,它的球形端面与V形自由活塞的球形槽匹配。在通过球形端面定位中心轴的中心的贯通直径的直线上,其左右各有一截半园横向定位轴装配在T形旋转平台上,它也同V形自由活塞匹配;球形端面定位中心轴与半园横向定位轴共同组合的组合体,控制V形自由活塞按特定的方式运动.(图7图8)[0016] 在所附的图中,以限制性和非限制性举例形式,说明本发明的主要特征,在详细的描述中较清楚地表达本发明的一些特性和优点。
[0017] 图1:是总装配图。
[0018] 图2:是汽缸体的侧视图。
[0019] 图3:是汽缸套的侧视图。
[0020] 图4:是V形自由活塞的侧视图。
[0021] 图5:是汽缸座的侧视图。
[0022] 图6:是T形旋转平台的侧视图。
[0023] 图7:是球形端面定位中心轴的视图。
[0024] 图8:是半园横向定位轴的视图。
[0025] 图9:是汽缸盖的视图。
[0026] 图10:是汽缸座轴孔法兰的视图。
[0027] 图11:是双工槽轮的视图。
[0028] 图12:是进、排气接口的侧视图。
[0029] 图13:是V形自由活塞和T形旋转平台的运动轨迹示意图。
[0030] 图14:是V形自由活塞,T形旋转平台与球形端面定位中心轴半园横向定位轴组合成的运动链的运动示意图。
[0031] 图15:是进、排气和循环水道示意图。
[0032] 本发明的重要特征还在于V形自由活塞的特殊的造型,这种结构的造型,是一种不稳定的造型,它不能直立在任何平面之上,只能向一边倾倒;V形自由活塞的AEB或AFB侧面,与T形旋转平台的平面接触才能保持稳定状态,一旦这种局面被打破,一侧被掀起,而且超过了另一侧的水平高度时,在爆发力或重力、抑或双重作用下,另一侧就会倾倒在T形旋转平台上。
[0033] V形自由活塞的一侧开启,处于排气状态的同时,另一侧则闭合,处于压缩状态。
[0034] 机器启动后,T形旋转平台转动伊始,与之装配成一体的球形端面定位中心轴、半园横向定位轴随之转动,产生动势协同V形自由活塞一起转动......
[0035] V形自由活塞在静止状态的时候,它的两翼必然有一侧与T形旋转平台上平面接触,也就是两个平面呈闭合状态,当它们在运行中经过液体燃料喷射口时,得到了一部分液体燃料后(雾态的),继续运行到点火点的时候,就会立即被引爆,爆发的气浪推动V形自由活塞和T形旋转平台同时加速旋转,与此同时爆发的气浪必然将V形自由活塞与T形旋转平台闭合的两翼之一的那个侧面掀起来,向另一侧翻转过去,这就是爆发的过程,继而演变出排气、进气、压缩、爆发的循环......
[0036] 这个运动模式不是其它任何一种结构的内燃机可以做到的,而必须是球面几何结构的内燃机才能具备这种特征。
[0037] 现在我们来模拟它的工作过程;在附图13-1、3中我们看到的是从顶端下俯视的是园周轨迹大、小不同的两个园,小圆代表V形自由活塞两翼E、F两点的运动轨迹,大园代表T形旋转平台的园周轨迹。以O点为园心,OO’为半径的园,是T形旋转平台的运动轨迹;以O’点为园心,以0’E或O’F为半径的园,是V形自由活塞两翼的E、F两点形成的轨迹,由于V形自由活塞两翼E、F两点轨迹的水平面与T形旋转平台的水平面有一个倾斜的交角,所以V形自由活塞的园心O’和T形旋转平台的园心O的连线,与T形旋转平台的园心O的垂线形成了一个22.5度的夹角;呈不重合状态。
[0038] 但是,由于V形自由活塞球面结构的因素和其它动态因素而发生的翻转运动,引起了V形活塞的园心产生位移,而位移运动的方向是T形旋转平台园心O的位置,这就使得它的园心有可能与T形旋转平台的园心重合;因为,通过V形自由活塞园心的垂线上的任何一点都含有与园心相同的元素,T形旋转平台的通过园心的垂线也是如此。所以V形自由活塞位移的角度是决定性的因素,当V形自由活动翻转后,其两翼的E、F两点处于水平位置,V形自由活塞的园心恰好位移了22.5度,T形旋转平台和V形自由活塞各自的通过园心的垂线重叠在一起,所以,可以认为它们的园心重合在一起了。(图13-2、4)[0039] 图14-1中,爆发后的V形自由活塞旋转90度时,其E点对应T形旋转平台的A点,V形自由活塞的F点则对应T形旋转平台的B点(图中未示出),此时V形自由活塞的E、F两点处于同一个水平面上,AEB平面和AFB平面均处于与T形旋转平台的水平面呈22.5度的夹角,V形自由活动活塞和T形旋转平台的通过其园心的垂线重合在一起。
[0040] 图14-2中,V形自由活塞的E点在与T形旋转平台O’点对应的位置,F点则下行到O点的位置,此时,V形自由活塞的A EB平台呈完全开启状态,与T形旋转平台的水平面的夹角为45度,V形自由活塞的园心O’与T形旋转平台园心O的连线同T形旋转平台的通过园心的垂线有一个夹角为22.5度,所以这时的两条线不能重合。
[0041] 图14-3中,新一轮爆发后的V形自由活塞的F点上行并旋转90度到达其对应的A点,V形自由活塞E点则下行到对应于T形旋转平台的B点(图中未示出),此时V形自由活塞和T形旋转平台同时旋转了90度;V形自由活塞的AFB和AEB两个平面又处于同一水平的均衡状态,AFB和AEB平面均与T形旋转平台的平面形成22.5度的夹角,通过V形自由活塞和T形旋转平台的园心的两条垂线再次重合在一起。
[0042] 图14-4中当V形自由活塞的F点继续上行到达O’点的对应的时候,则其E点继续下行到达O点,此时V形自由活塞的AEB平面与T形旋转平台的平面闭合在一起,V形自由活塞的AFB平面则与T形旋转平台的平面呈45度夹角,呈开启状态。V形自由活塞的通过园心O’与T形旋转平台园心O的连线,同T形旋转平台通过园心O的垂线呈22.5度的夹角,呈不重合状态。
[0043] 图14-1、2、3、4中分别展示的本发明的爆发,排气、进气、压缩的过程,在一轮循环中有两次爆发发生。
[0044] 根据2、3、4所包含的元素,即汽缸体、汽缸套、V形自由活塞的组合,属于截球体的异体同构件的特征,它们解释了球面几何体在机械产品领域的一个应用途径。
[0045] 根据4、6、7、8的组合形成了一个运动链,
[0046] V形自由活塞、T形旋转平台、球形端面定位中心轴、半园横向定位轴组合演绎了一种运动模式的特征,解读了对这种特征的认知。
[0047] 根据2、3、4、5、6、7、8可以全面地明晰了解一种新的组合,汽缸体、汽缸套、V形自由活塞、汽缸座、T形旋转平台,球形端面定位中心轴、半园横向定位轴的组合,则可全面、明晰地了解一种机器的新结构;新的工作方法和工作原理。
[0048] 除上述零件外,还有汽缸盖,它是汽缸体上端的密封盖,通过四周的螺钉孔,用螺钉装配在汽缸体上;主轴法兰是装配在汽缸座尾部主轴孔的零件,轴孔处有填充毛毡油封的槽。此外还有装配在主轴上的双工槽轮和汽缸体配套的进、排气接口。
[0049] 本发明的应用范围是非常广泛的,基本涉及军用,民用范围多种领域的产品,诸如航空领域的小型、超小型、微型航空器的动力,汽车领域的小型、超小型、微型代步交通工具的动力,舟船类的小型、超小型、微型舟艇的动力;工、农业领域中的小型、超小型、微型类的动力;各种便携式农用机具、机械的动力;微型发电机组的动力;以及各类有特殊用途的体积小、使用方便的微小型机械,机具的动力。
[0050] 本发明利用现有的技术知识,加工设备,加工工艺是可以完成全部制造任务的,不会有任何困难。
[0051] 本发明存在的缺点是:
[0052] 一、由于本发明的结构有局限性,导致进气状况或可不够理想,需要考虑采用适当的增压措施,以满足进气需求。
[0053] 二、基于本发明不同于现有各类内燃机,没有任何借鉴和参照,也没有任何可以比对的东西;此前也没有做过实质性的实验,所以没有任何资料可供参考,实施时需要有一个探索的过程。
[0054] 本发明应当属于技术秘密的内容:
[0055] 1、本发明的截球体球面结构及其应用模式。
[0056] 2、本发明的运动链的组合及其运动模式。
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