双头活塞压气发动机
专利汇可以提供双头活塞压气发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种双头 活塞 压气(进气 增压 ) 发动机 ，其特征在于一体的双头活塞组件在同轴的热汽缸和压气汽缸中运动，经过一双 连杆 带动两根 曲轴 旋转，输出动 力 。双头活塞压气发动机的力学结构和谐对称、简单可靠，便于制装，其生产条件与一般 内燃机 高度吻合，具有优越的工业继承性。因此，它不但适用于装备轿车及其他 机动车辆 ，而且很适合作为 原动机 装备各种用途的动力机械。，下面是双头活塞压气发动机专利的具体信息内容。
1. 一种双头活塞压气发动机，其特征在于：活塞杆(11)的一端是热机的热活塞头(1)，另一端是压 气机的压气活塞头(10)，构成一体的双头活塞组件。双头活塞组件安装在同轴的热汽缸(3)和压气汽缸 (7)中，热活塞头(1)和压气活塞头(10)互起导向作用。在活塞杆(11)靠近热活塞头(1)的裙部 位置，有两个并排的活塞销孔配合两只活塞销(4)，对称地连接一双连杆(6)，连杆(6)大头端各连接 一根曲轴(5)。曲轴(5)对称地布置在卧式汽缸体(15)上下两侧，并由一对联动齿轮(13)连接。发 动机工作时，双头活塞组件在热汽缸(3)和压气汽缸(7)中作直线往复运动，通过连杆(6)带动曲轴 (5)旋转，输出动力。
2. 根据权利要求1所述的双头活塞压气发动机，其特征是双头活塞组件与热汽缸(3)和压气汽缸(7) 同轴，而活塞销(4)或连杆(6)小头的安装轴线与活塞组件轴线之间有一个偏置量，活塞组件运动的“上 止点”和“下止点”分曲轴(5)旋转轨迹圆为两段：一段对应热机的压缩冲程和排气冲程，小于半周；另 一段对应热机的做功冲程和吸气冲程，大于半周，即：热机的压缩冲程时间小于做功冲程时间。
3. 根据权利要求1所述的双头活塞压气发动机，其特征是卧式汽缸体(15)有上下两个分型面(12)， 每一个分型面(12)上安装一根曲轴(5)，每一一根曲轴(5)由一只连杆(6)连接，在位于缸体上方的 曲轴一端可按需要加装飞轮(14)。两根曲轴(5)的运动由一对联动齿轮(13)连接起来，实现同步进行 的反向旋转。这一对联动齿轮(13)同时兼有飞轮的作用。
4. 根据权利要求1所述的双头活塞压气发动机，其特征是热机进气管路与压气机的排气管路联通成一 体，共同构成发动机进气系统，压气机的排气直接转化为热机的进气。进入压气机的外气可以是空气(对 应狄塞尔循环)，也可以是混合燃料气体(对应奥托循环)。
5. 根据权利要求1所述的双头活塞压气发动机，其特征是压气机的两个工作循环，对应热机的一个工 作循环(四个工作冲程)，产生双倍于自然吸气式发动机的进气效率，压气汽缸(7)缸径可略大于热汽缸 (3)缸径以弥补气损。
6. 根据权利要求1所述的双头活塞压气发动机，其特征是压气机的两个吸气行程对应于热机的压缩冲 程和排气冲程，压气机进气阀(8)开启，压气汽缸(7)吸气，热机进气门(2)关，发动机进气系统压 力无变化。
7. 根据权利要求1所述的双头活塞压气发动机，其特征是压气机的一个排气行程与热机的做功冲程相 对应时，进气阀(8)关，排气阀(9)开，压气汽缸(7)排气，从压气机排出的气体进入发动机进气系 统，预使系统压力增高。
8. 根据权利要求1所述的双头活塞压气发动机，其特征是压气机的一个排气行程与热机的进气冲程相 对应时，从压气机排出的气体，和上一个排气行程排出的气体叠加，使发动机进气系统的压力倍增。高压 气体冲入燃烧室的时间由热机进气门(2)控制。
技术领域
背景技术
此外，传统发动机一直存在着动力学结构带来的麻烦：一是活塞相对汽缸的运动受到侧向力影响，二 者发生机械磨损而造成的经济损失总量是惊人的，对于这个问题，目前还只能通过一定的技术改进措施(比 如对活塞环的改进)加以缓解；二是发动机运动构件的平衡问题十分棘手，必须采取曲拐配重以及多缸作 用角度分配等等设计和调试手段加以解决。
针对上述问题，人们提出过许多关于发动机的技术改进或替代方案，但是，这类方案往往趋向两个极 端：要么方案简单却不实用，其设计与实际热机技术的应用要求相距甚远，例如专利申请9410935 9.X；96102875.O…等等；要么方案可用却很复杂，所形成的产品虽可达到热机技术的实用要 求，但因需要增设一系列不便制装或不便实施的构件，其工业化普及必然会受到生产成本和制造难度的限 制，例如著名的转子发动机(汪克尔发动机)。
发明内容
本发明的目的是这样实现的：一根活塞杆的两端各有一个活塞头，形成一体的双头活塞(一头是热机 的热活塞，另一头是压气机的压气活塞)，它们分别运动在同轴的热汽缸和压气汽缸内。在活塞杆的中段 对称地安装一双连杆，连杆大头端各连接一根曲轴。这一对曲轴由齿轮连接，实现同步反向旋转，输出动 力。热机的进气管路与压气机的排气管路联通，共同构成新的发动机进气系统。
本发明的实施与一般内燃机的生产条件高度吻合，具有优越的工业继承性。由于对称运动的要求，新 方案比一般内燃机(单缸)多了一根连杆和一根曲轴，但其机械实质却依然是典型的三杆机构，其特点是 力学结构和谐对称、简单可靠，便于制装，尤其是，现代热机领域能够应用专业辅助设计技术对新的机构 细节进行再优化，可使方案更加完善，并迅速实行工业化生产。因此，它不但适用于装备轿车及其他机动 车辆，而且很适合作为原动机装备各种用途的动力机械。
附图说明
图1是本发明的机构示意图，主要对发动机(卧式)的新结构进行概略描述。其中，A-A是热机三构 件及其结构形态的剖面示意图，B-B是活塞-连杆连接部位的剖面示意图。图2是本发明的机构运动示意图。 以上构图对创新所涉及各个运动构件的形状、位置关系和几何尺寸的安排，均参照了相关的专业设计数据。
具体实施方式
图1是本发明基本方案的机构示意图，图2是本发明的机构运动示意图。
参照图1、图2，双头活塞压气发动机的运动部分：在活塞杆(11)两端各有一个活塞头，位于图1 左端热机的热活塞头(1)和位于图1右端压气机的压气活塞头(10)，它们构成了一体的双头活塞组件， 分别在同轴的热汽缸(3)和压气汽缸(7)中运动，并且互为导向。在活塞杆(11)靠近热活塞(1)的 裙部位置，并排布置两个活塞销孔配合两只活塞销(4)，对称地连接一双连杆(6)，连杆(6)大头端各 连接一根曲轴(5)。这一对曲轴(5)布置在平卧的汽缸体(15)的上下两个分型面(12)上，由一对联 动齿轮(13)连接，实现同步反向旋转，输出动力。联动齿轮(13)也可以用来替代飞轮(14)调蓄动能， 让发动机运转平稳。新机构的运动构件形态及运动形态与传统发动机基本一致，核心的区别是采用双头活 塞连杆平衡轴联动方式，使作用在双头活塞组件上的侧向力被完全平衡(相互抵消)。活塞销(4)或连杆 (6)小头的轴线与活塞组件的轴线之间，存在一个偏置量，以保证对称安装两只连杆(6)小头的空间。 活塞组件运动的“上止点”和“下 点”把曲轴(5)旋转轨迹圆分割成两段：位于图2上方的一段对应 热机的压缩冲程和排气冲程，小于半周(大约166.5°)；位于图2下方的一段对应热机的做功冲程和吸气 冲程，大于周(约193.5°)。一方面，活塞在压缩或排气行程的运动时间较短，有助于提高发动机燃料 燃烧时的等容度，增加热效率及进气效率，降低吸气损失；另一方面，活塞在做功或吸气行程的运动时间 较长，则有利于燃料气体在燃烧室的混合，缩短燃烧时间，减少压缩热损。
双头活塞压气发动机的配气部分：新的热机进气管路与压气机的排气管路联通，形成新的发动机进气 系统。对应热机的一个工作循环(四个工作冲程)，压气机要完成两个工作循环。其具体对应关系如下： 压气机的吸气行程与热机的压缩冲程和排气冲程相对应，此时，图1中的双头活塞组件自右向左运动，压 气机进气阀(8)开启，压气汽缸(7)吸气，发动机进气系统压力无变化；压气机的排气行程与热机的做 功冲程和进气冲程相对应，此时，图1中的双头活塞组件自左向右运动，压气机进气阀(8)关而排气阀 (9)开，压气汽缸(7)排气，发动机进气系统的变化有两种情况：一种是对应热机的做功冲程，从压气 机排出的气体进入发动机进气系统，预使系统压力增高；另一种是对应热机的进气冲程，从压气机排出的 气体，和上一个排气行程排入发动机进气系统的气体叠加，形成高压，在热机进气门(2)开启之后，冲 入燃烧室，于是，新的四冲程热机就能十分可靠地获得至少双倍于自然吸气式发动机的进气效率(由常规 的机械泄露导致的气损不超过10％，稍许增大压气汽缸(7)缸径即可补足)。
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