技术领域
[0001] 本
发明涉及
热能与动
力领域，尤其是一种发动机。
背景技术
[0002] 自由
活塞发动机在
上止点时有力矩、效率高，但是由于容易发生失火(即由于负载变化导致压缩冲程不到位而使发动机熄火)，因而不易实际应用。传统
曲柄连杆机构发动机在
曲轴的作用下不仅活塞处于上止点时没有力矩，而且这一结构要求曲轴及其连接件的轴瓦具有相当高的承载能力，因此造价高、体积庞大、笨重。为此，需要发明一种新型发动机。
发明内容
[0003] 为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
[0004] 一种摆轴发动机，包括两个以上
流体工作区和摆轴，所述流体工作区共轴线设置，所述流体工作区的往复运动体经连杆与所述摆轴的连杆轴颈转动连接，在所述摆轴上设惯量体，在所述往复运动体的每个单向运动中所有所述流体工作区中至少一个所述流体工作区处于压缩冲程，所述摆轴的轴心线在所述往复运动体的往复运动方向上。
[0005] 所述流体工作区由固定
气缸套和滑动活塞构成，相间的所述滑动活塞与A类连接件固连，其余的所述滑动活塞与B类连接件固连，所述往复运动体分别设为所述A类连接件及其连接的所述滑动活塞和所述B类连接件及其连接的所述滑动活塞，所述A类连接件和所述B类连接件分别经连杆与
相位不同的所述连杆轴颈连接。
[0006] 共轴线设置的所述流体工作区设为流体工作区组合体，两个或多个所述流体工作区组合体的往复运动体分别经所述连杆与同一所述摆轴的同一个或不同所述连杆轴颈转动连接。
[0007] 在所述摆轴的同一段摆动轴线上对应设置两个所述连杆轴颈，两个所述连杆轴颈各自经连杆与不同的两个所述流体工作区组合体的往复运动体转动连接。
[0008] 所述摆轴与负载连接。
[0009] 所述流体工作区的承压能力大于1MPa。
[0010] 所述摆轴的摆
角为α，所述摆角α小于170°。
[0011] 所述摆轴的摆角为α，所述摆角α大于90°。
[0012] 所述流体工作区设为由滑动气
缸套、静止活塞和密封隔板构成，在所述滑动气缸套内设密封隔板，所述密封隔板与所述滑动气缸套固连，所述静止活塞设置在所述滑动气缸套内，所述往复运动体设为所述滑动气缸套。
[0013] 在所述静止活塞上设配气
门，在所述摆轴上设
齿轮；
[0014] 所述齿轮经
齿条与
凸轮齿轮相
啮合，所述凸
轮齿轮与凸轮固连，所述配气门受所述凸轮控制，
[0015] 或所述齿轮与齿条相啮合，在所述齿条上设凸轮形线结构体，所述配气门受凸轮形线结构体控制。
[0016] 在所述固定气缸套的端部设气缸盖，所述气缸盖、固定气缸套和滑动活塞构成附属流体工作区。
[0017] 在所述气缸盖上设配气门，在所述摆轴上设齿轮；
[0018] 所述齿轮经齿条与凸轮齿轮相啮合，所述凸轮齿轮与凸轮固连，所述配气门受所述凸轮控制，
[0019] 或所述齿轮与齿条相啮合，在所述齿条上设凸轮形线结构体，所述配气门受凸轮形线结构体控制。
[0020] 一种摆轴发动机，包括两个以上流体工作区和齿轮轴，所述流体工作区共轴线设置，在所述流体工作区的往复运动体上设齿条，所述齿条与所述齿轮轴上的齿轮啮合，在所述齿轮轴上设惯量体，在所述往复运动体的每个单向运动中所有所述流体工作区中至少一个所述流体工作区处于压缩冲程。
[0021] 所述流体工作区由固定气缸套和滑动活塞构成，相间的所述滑动活塞与A类连接件固连，其余的所述滑动活塞与B类连接件固连，所述往复运动体分别设为所述A类连接件及其连接的所述滑动活塞和所述B类连接件及其连接的所述滑动活塞，所述A类连接件上的所述齿条和所述B类连接件上的所述齿条分别与所述齿轮轴上的不同的齿轮啮合或分别与所述齿轮轴上的同一齿轮的不同部位啮合。
[0022] 在所述固定气缸套的端部设气缸盖，所述气缸盖、固定气缸套和滑动活塞构成附属流体工作区。
[0023] 共轴线设置的所述流体工作区设为流体工作区组合体，两个或多个所述流体工作区组合体的往复运动体分别经所述齿条与所述齿轮轴上的同一个或不同齿轮啮合。
[0024] 所述齿轮轴与负载连接。
[0025] 所述齿轮轴的摆角为β，所述摆角β小于170°。
[0026] 所述齿轮轴的摆角为β，所述摆角β大于90°。
[0027] 所述流体工作区设为由滑动气缸套、静止活塞和密封隔板构成，在所述滑动气缸套内设密封隔板，所述密封隔板与所述滑动气缸套固连，所述静止活塞设置在所述滑动气缸套内，所述往复运动体设为所述滑动气缸套。
[0028] 所述滑动气缸套及其固定连接件的往复运动的最大
惯性力的绝对值大于所述滑动气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述滑动气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0029] 所述滑动气缸套及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述滑动气缸套内的气体最大压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述滑动气缸套内的气体最大压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0030] 所述流体工作区的轴线设为直线或设为弧线。
[0031] 所述流体工作区设为由固定气缸套、滑动活塞和密封隔板构成，所述滑动活塞设在所述固定气缸套内；一个所述固定气缸套内设置一个所述滑动活塞的，在所述固定气缸套的两端设密封隔板，所述密封隔板与所述固定气缸套固连，所述往复运动体设为所述滑动活塞，
[0032] 或一个所述固定气缸套内设置两个以上所述滑动活塞，至少在相邻的所述滑动活塞之间设密封隔板，所述密封隔板与所述固定气缸套固连，所有所述滑动活塞相互固连构成滑动活塞组合体，所述往复运动体设为所述滑动活塞组合体。
[0033] 在端部的所述密封隔板上设配气门，在所述摆轴上设齿轮；
[0034] 所述齿轮经齿条与凸轮齿轮相啮合，所述凸轮齿轮与凸轮固连，所述配气门受所述凸轮控制，
[0035] 或所述齿轮与齿条相啮合，在所述齿条上设凸轮形线结构体，所述配气门受凸轮形线结构体控制。
[0036] 所述滑动活塞及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述固定气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述固定气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0037] 所述滑动活塞及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述固定气缸套内的气体最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述固定气缸套内的气体最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0038] 所述往复运动体与负载连接。
[0039] 所述流体工作区的数量为四个以上。
[0040] 所述流体工作区的数量为与冲程数相同或为冲程数的整数倍。
[0041] 在
做功冲程中，所述流体工作区内的气体对所述往复运动体所做的功为E，所述往复运动体在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复运动体的
质量为M，所述往复运动体2
的
能量0.5MV＞0.05E。
[0042] 选择性地，所述往复运动体的能量0.5MV2＞0.1E、0.5MV2＞0.15E、0.5MV2＞2 2
0.2E、0.5MV＞0.25E或0.5MV ＞0.5E。
[0043] 所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角大于15度。
[0044] 选择性地，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角大于17度、大于19度或大于20度。
[0045] 所述摆轴发动机设为
汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角大于5度。
[0046] 选择性地，所述汽油摆轴发动机的点火提前角大于7度、大于9度、大于11度、大于13度、大于15度、大于17度或大于20度。
[0047] 与所述A类连接件连接的所述滑动活塞的连接点和所述滑动活塞的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接件连接的所述滑动活塞的连接点和所述滑动活塞的中心线所形成的平面B之间的夹角小于90度。
[0048] 所述A类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0049] 所述A类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0050] 所述B类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0051] 所述B类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的2倍。
[0052] 三个所述滑动活塞构成两个所述流体工作区。
[0053] 五个所述滑动活塞构成四个所述流体工作区。
[0054] 所述A类连接件和所述B类连接件设置在所述固定气缸套的外部。
[0055] 所述A类连接件和所述B类连接件套装设置。
[0056] 所述连杆设为弹性结构体。
[0057] 所述摆轴发动机还包括远程齿条，所述远程齿条与另外的所述凸轮齿轮相啮合，或在所述远程齿条上设所述凸轮形线结构体，所述远程齿条经中间齿轮与所述齿轮联动。
[0058] 本发明中，与活塞连接的只做往复运动的结构体叫做连接件；由于相邻的两个活塞在发动机工作中做相对运动，为了区别起见，分为A类连接件和B类连接件；所述A类连接件将发动机中所有具有相同运动规律的活塞连接在一起，同理，所述B类连接件将发动机中与所述A类连接件相连接的活塞具有相对运动规律的所有活塞连接在一起。
[0059] 本发明中，所述A类连接件和所述B类连接件套装设置的目的是为了减少所述A类连接件和所述B类连接件所占据的空间，为发动机的结构布置提供方便，特别是为所述A类连接件和所述B类连接件经连杆与曲轴连接提供方便。
[0060] 本发明的原理是：利用压缩冲程和/或燃烧过程所产生的气体压力改变往复运动体的运动方向，所述惯量体的作用是相当于传统发动机的
飞轮的作用，通过所述摆轴或所述齿轮轴保证所述往复运动体的正常运动，所述往复运动体的行程不是由摆轴或齿轮轴决定的，而是由压缩冲程中往复运动体及其连接件所具有的能量和压缩过程中的气体压力以及爆炸过程中的气体压力决定的；由于所述摆轴的行程大于所述往复运动体的最大行程，所以所述摆轴的摆角小于180度，这就保证了所述往复运动体处于止点时仍然对所述摆轴有力矩，这样不仅可以通过摆轴有效输出动力，而且大大减少了所述往复运动体对所述摆轴的作用力。
[0061] 本发明中，所谓的“相间的所述滑动活塞与A类连接件固连，其余的所述滑动活塞与B类连接件固连”是指如果设置5个所述滑动活塞，则第1个、第3个和第5个所述滑动活塞或第2个和第4个所述滑动活塞为相间的所述滑动活塞，如第1个、第3个和第5个所述滑动活塞与所述A类连接件固连，则第2个和第4个所述滑动活塞与B类连接件固连，如第2个和第4个所述滑动活塞与所述A类连接件固连，则第1个、第3个和第5个所述滑动活塞与B类连接件固连。
[0062] 本发明中，所谓的惯性力是指所述往复运动体(包括所述A类连接件及其所连接的滑动活塞、所述B类连接件及其所连接的滑动活塞、所述滑动气缸套、所述滑动活塞)及其固定连接件(如曲柄连杆)的质量与其
加速度的乘积所得到的力；在设有摆动连杆的结构中，所谓的惯性力包括所述摆动连杆的往复惯性力。
[0063] 本发明中，所述往复运动体(包括所述A类连接件及其所连接的滑动活塞、所述B类连接件及其所连接的滑动活塞、所述滑动气缸套、所述滑动活塞)的最大惯性力的绝对值设定为某一个特定值，是为了尽最大可能地增大所述往复运动体的质量，即使所述往复运动体的质量与其本身的加速度的乘积所得到的力大于所述摆轴发动机的最
大爆炸压力的0.1倍，小于最大爆炸压力的2倍。
[0064] 本发明中，为了说明增大所述往复运动体(包括所述A类连接件及其所连接的滑动活塞、所述B类连接件及其所连接的滑动活塞、所述滑动气缸套、所述滑动活塞)的质量的优越性，现假设所述往复运动体的质量为M1，其固定连接件的质量为M2，所述往复运动体及其固定连接件的共同加速度为a，所述摆轴发动机的最大爆炸压力为F，则存在关系式F＝M1a+M2a，如果增大所述往复运动体的质量M1，则所述往复运动体所承担的力的比例就会增大，其固定连接件的受力就会相应的减少；而在本发明所公开的方案中，压缩所需要的力的传递路径仅仅是通过所述往复运动体(包括所述A类连接件及其所连接的滑动活塞、所述滑动气缸套、所述滑动活塞)传递的，与传统的通过所述往复运动体--所述往复运动体的固定连接件--所述往复运动体的传递路径大大的不同，增大所述往复运动体的质量M1，将大大减少所述往复运动体的固定连接件的受力，提高系统的效率。经分析可知，所述往复运动体的质量的最佳值范围为：使所述往复运动体的质量与其本身的加速度的乘积所得到的力大于所述摆轴发动机的最大爆炸压力的0.1倍，小于最大爆炸压力的2倍。
[0065] 传统发动机中，如果将燃油喷射提前角增大(指
柴油发动机)或点火提前角增大(指
汽油发动机)，气缸内的最大爆炸压力将发生在靠近上止点的区域内，这将给曲轴的连杆轴颈、连杆和活塞的连接部位以及连杆和曲轴的连接部位造成很大的负载，甚至发生破坏。而本发明所公开的摆轴发动机，由于所述往复运动体(包括所述A类连接件及其所连接的滑动活塞、所述B类连接件及其所连接的滑动活塞、所述滑动气缸套、所述滑动活塞)的往复运动的惯性力很大，特别是当所述活塞及其固定连接件的往复运动的惯性力大于气缸内的最大爆炸压力时，不但不会增加曲轴的连杆轴颈、连杆和活塞的连接部位以及连杆和曲轴的连接部位的负载，反而会使其负载减小，而且在
燃料燃烧放热过程中会使更多的燃料在高压下放热，提高所述摆轴发动机的效率。
[0066] 本发明中，所谓摆轴是指所述连杆轴颈所能构成的行程大于所述往复运动体最大行程的摆动轴，例如曲轴(主要是指曲轴的转角小于180度的曲轴)或两个所述连杆轴颈在所述摆轴的同一段摆动轴线上对应设置的摆动轴。
[0067] 本发明中，所述A类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0068] 本发明中，所述A类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0069] 本发明中，所述B类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述流体工作区内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0070] 本发明中，所述B类连接件及其连接的所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述流体工作区内的气体的最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0071] 本发明中，所述滑动气缸套及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述滑动气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述滑动气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0072] 本发明中，所述滑动气缸套及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述滑动气缸套内的气体最大压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述滑动气缸套内的气体最大压力对所述密封隔板所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0073] 本发明中，所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述固定气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述固定气缸套内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0074] 本发明中，所述滑动活塞的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述固定气缸套内的气体最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0倍，小于所述固定气缸套内的气体最大压力对所述滑动活塞所产生的作用力的绝对值的1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1或1.0倍。
[0075] 本发明中，所述流体工作区的承压能力大于1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、
10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、
15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、
20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、
25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、
30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、
35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、
40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43.5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、
45.5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、47.5MPa、48MPa、48.5MPa、49MPa、49.5MPa或大于50MPa。
[0076] 本发明中，所谓的滑动气缸套是指能够沿其轴线方向发生滑动的气缸套；所谓的静止活塞是指在发动机工作过程中静止不动的活塞。
[0077] 本发明中，在做功冲程中，所述流体工作区内的气体对所述往复运动体所做的功为E，所述往复运动体在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复运动体的质量为M，所述2
往复运动体的能量0.5MV大于0.1E、0.15E、0.2E、0.25E、0.3E、0.35E、0.4E、0.45E、0.5E、
0.55E、0.6E、0.65E、0.7E、0.75E、0.8E、0.85E、0.9E或大于0.95E。
[0078] 本发明中，所谓的惯量体的是指具有一定形状的质量
块，如传统发动机中的飞轮。
[0079] 本发明中，所述摆轴的摆角为α，调整所述摆轴的摆角使0.5(180-α)大于5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°或大于40°。
[0080] 本发明中，所述摆轴的摆角为α，调整所述摆轴的摆角使0.5(180-α)小于45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°或小于10°。
[0081] 本发明中，所述齿轮轴的摆角为β，调整所述齿轮轴的摆角使0.5(180-β)大于5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°或大于40°。
[0082] 本发明中，所述齿轮轴的摆角为β，调整所述齿轮轴的摆角使0.5(180-β)小于45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°或小于10°。
[0083] 本发明中，所谓的密封隔板是指与所述滑动气缸套或固定气缸套固连的，能够形成密封空间的隔离结构体，例如隔板、气缸端部封头等。
[0084] 本发明中，所谓的“两个所述连杆轴颈在所述摆轴的同一段摆动轴线上对应设置”是指两个所述连杆轴颈互成一定的角度设置在所述摆轴的同一段摆动轴线上。
[0085] 本发明中，所谓的负载可以是发
电机，做功机构等。
[0086] 本发明中，所谓的流体工作区是指流体可以进入和排出的区域，即所述活塞和气缸形成的容积变化区域；本发明中，所述流体工作区中的一部分设为
燃烧室，在所述流体工作区设配气门(如进气门和排气门)或配气口(如扫气进气口和扫气排气口)或
火花塞或
喷油器。
[0087] 本发明中，所谓的附属流体工作区是指由所述气缸盖、固定气缸套和滑动活塞构成形成的容积变化区域。
[0088] 本发明中，所谓的往复运动体是指能够进行往复运动的机构体，所谓的往复运动体可以是活塞，也可以是带密封隔板的气缸套等。
[0089] 本发明中，所谓的“在所述滑动气缸套内设密封隔板”是指在所述滑动气缸套的内部和/或所述滑动气缸套的两个端部设密封隔板。
[0090] 本发明中，在所述密封隔板上可以设置配气门。
[0091] 本发明中，在所述密封隔板上可以设置配气道。
[0092] 本发明中，所谓的配气门是指能够控制配气的气门，所谓的配气门可以是进气门、排气门、供气门，还可以是单向
阀；所谓的供气门是指控制被压缩的气体流出的气门，相当于传统活塞式气体
压缩机的排气门。
[0093] 本发明中，所谓的固定气缸套是指在发动机工作过程中静止不动的气缸套。
[0094] 本发明中，与所述A类连接件连接的所述滑动活塞的连接点和所述滑动活塞的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接件连接的所述滑动活塞的连接点和所述滑动活塞的中心线所形成的平面B之间的夹角小于85度、80度、75度、70度、65度、60度、55度、50度、45度、40度、35度、30度、25度或小于20度。
[0095] 本发明中，所谓的“与冲程数相同或整数倍的流体工作区”是指所述流体工作区的个数与冲程数相同或是冲程数的整数倍，即所述流体工作区的个数为2、4、2的整数倍或4的整数倍。
[0096] 本发明中，所谓的滑动活塞是指能够沿其轴线方向发生滑动的活塞。
[0097] 本发明中，所述活塞可以设为双顶活塞，也可以是单顶活塞，所谓的双顶活塞是指两端都具有活塞顶的活塞。
[0098] 本发明中，所公开的摆轴发动机可以包括一个所述滑动气缸套或一个所述固定气缸套，也可以包括两个或多个所述滑动气缸套或两个或多个所述固定气缸套；在包括两个或多个气缸套的结构中，气缸套可以平行设置、对置设置或成一定角度设置，如V型设置。
[0099] 本发明中，可以在所述滑动气缸套或所述固定气缸套内设置冷却流体通道、润滑流体通道等。
[0100] 本发明中，所公开的摆轴发动机既可以按照二冲程工作模式工作，也可以按照四冲程工作模式工作。
[0101] 本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统，例如火花塞、喷油器、润滑通道等。
[0102] 本发明的有益效果如下:
[0103] 本发明结构简单、效率高、环保性好。
附图说明
[0104] 图1所示的是本发明
实施例1的结构示意图；
[0105] 图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；
[0106] 图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
[0107] 图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；
[0108] 图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；
[0109] 图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；
[0110] 图7所示的是图6的E-E剖视图；
[0111] 图8所示的是图6的F-F剖视图；
[0112] 图9所示的是本发明实施例7的结构示意图；
[0113] 图10所示的是本发明实施例8的结构示意图；
[0114] 图11所示的是本发明实施例9的结构示意图；
[0115] 图12所示的是本发明实施例10的结构示意图；
[0116] 图13所示的是本发明实施例11的结构示意图；
[0117] 图14所示的是本发明实施例12的结构示意图；
[0118] 图15所示的是本发明实施例13的结构示意图；
[0119] 图16所示的是本发明实施例14的结构示意图；
[0120] 图17所示的是本发明实施例15的结构示意图；
[0121] 图18所示的是本发明实施例16的结构示意图；
[0122] 图19所示的是本发明实施例17的结构示意图；
[0123] 图20所示的是本发明实施例18的结构示意图；
[0124] 图21所示的是本发明实施例18中摆轴的摆角α的示意图；
[0125] 图22所示的是本发明实施例19的结构示意图。
[0126] 图中：
[0127] 1流体工作区、2摆轴、3往复运动体、4连杆、5连杆轴颈、6齿条、7齿轮轴、8惯量体、9滑动气缸套、10静止活塞、11密封隔板、12流体工作区组合体、15负载、20A类连接件、21B类连接件、24固定气缸套、25滑动活塞、30滑动活塞组合体、100配气门、101齿轮、103凸轮齿轮、104凸轮、106凸轮形线结构体、107中间齿轮、108中间齿条、300气缸盖。
具体实施方式
[0128] 实施例1
[0129] 如图1所示的摆轴发动机，包括与冲程数相同或整数倍的流体工作区1和摆轴2，所述流体工作区1共轴线设置，所述流体工作区1的往复运动体3经连杆4与所述摆轴2的连杆轴颈5转动连接，在所述摆轴2上设惯量体8，在所述往复运动体3的每个单向运动中所有所述流体工作区1中至少一个所述流体工作区1处于压缩冲程，所述摆轴2与负载15连接，所述流体工作区1的承压能力为1.5MPa，所述流体工作区1的轴线设为直线，所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角设为16度,在做功冲程中，所述流体工作区1内的气体对所述往复运动体3所做的功为E，所述往复运动体3在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复运动体3的质量为M，所述往复运动体3的能2
量0.5MV＝0.06E。
[0130] 本实施例中，所述流体工作区1的个数为两个，所述摆轴发动机以二冲程工作模式工作。
[0131] 具体实施时，所述流体工作区1的轴线还可以设为弧线；可选择地，所述往复运动体3与负载15连接。
[0132] 实施例2
[0133] 如图2所示的摆轴发动机，包括与冲程数相同或整数倍的流体工作区1和齿轮轴7，所述流体工作区1共轴线设置，在所述流体工作区1的往复运动体3上设齿条6，所述齿条6与所述齿轮轴7上的齿轮啮合，在所述齿轮轴7上设惯量体8，在所述往复运动体3的每个单向运动中所有所述流体工作区1中至少一个所述流体工作区1处于压缩冲程，所述流体工作区1的承压能力为25MPa，所述齿轮轴7与负载连接，所述齿轮轴的摆角为β，调整所述齿轮轴的摆角使0.5(180-β)大于5°小于45°，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为6度,在做功冲程中，所述流体工作区1内的气体对所述往复运动体3所做的功为E，所述往复运动体3在整个做功冲程中的平均速度为
2
V，所述往复运动体3的质量为M，所述往复运动体3的能量0.5MV＝0.1E。
[0134] 本实施例中，所述流体工作区1的个数为两个，所述摆轴发动机以二冲程工作模式工作。
[0135] 实施例3
[0136] 如图3所示的摆轴发动机，其与实施例1的区别在于：所述流体工作区1设为由滑动气缸套9、静止活塞10和密封隔板11构成，在所述滑动气缸套9内设密封隔板11，所述密封隔板11与所述滑动气缸套9固连，所述静止活塞10设置在所述滑动气缸套9内，所述往复运动体设为所述滑动气缸套9，所述流体工作区1的承压能力为2MPa，所述滑动气缸套9及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述滑动气缸套9内的气体被压缩终了时气体压力对所述密封隔板11所产生的作用力的绝对值的0.15倍，所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角设为17度,在做功冲程中，所述流体工作区1内的气体对所述往复运动体3所做的功为E，所述往复运动体3在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复运动体3的质量为M，所述往复运动体3的能量2
0.5MV＝0.15E。
[0137] 本实施例中，所述流体工作区1的个数为四个，所述摆轴发动机以四冲程工作模式工作。
[0138] 具体实施时，可选择地，所述滑动气缸套9及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值还可以是大于所述滑动气缸套9内的气体最大压力对所述密封隔板11所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述滑动气缸套9内的气体最大压力对所述密封隔板11所产生的作用力的绝对值的2倍的任意值。
[0139] 实施例4
[0140] 如图4所示的摆轴发动机，其与实施例1的区别在于：所述流体工作区1设为由固定气缸套24、滑动活塞25和密封隔板11构成，所述滑动活塞25设在所述固定气缸套24内，在一个所述固定气缸套24内设置一个所述滑动活塞25，在所述固定气缸套24的两端设密封隔板11，所述密封隔板11与所述固定气缸套24固连，所述往复运动体设为所述滑动活塞25，所述流体工作区1的承压能力为3MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为7度。
[0141] 实施例5
[0142] 如图5所示的摆轴发动机，其与实施例1的区别在于：所述流体工作区1设为由固定气缸套24、滑动活塞25和密封隔板11构成，所述滑动活塞25设在所述固定气缸套24内，在一个所述固定气缸套24内设置两个所述滑动活塞25的结构中，至少在相邻的所述滑动活塞25之间设密封隔板11，所述密封隔板11与所述固定气缸套24固连，所有所述滑动活塞25相互固连构成滑动活塞组合体30，所述往复运动体设为所述滑动活塞组合体30，所述流体工作区1的承压能力为5MPa，所述滑动活塞25及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述固定气缸套24内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞25所产生的作用力的绝对值的0.25倍，所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角设为18度,在做功冲程中，所述流体工作区1内的气体对所述往复运动体3所做的功为E，所述往复运动体3在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复2
运动体3的质量为M，所述往复运动体3的能量0.5MV＝0.2E。
[0143] 本实施例中，所述流体工作区1的个数为四个，所述摆轴发动机以四冲程工作模式工作。
[0144] 具体实施时，可选择地，所述滑动活塞25及其固定连接件的往复运动的最大惯性力的绝对值还可以是大于所述固定气缸套24内的气体最大压力对所述滑动活塞25所产生的作用力的绝对值的0.1倍，小于所述固定气缸套24内的气体最大压力对所述滑动活塞25所产生的作用力的绝对值的2倍的任意值。
[0145] 实施例6
[0146] 如图6所示的摆轴发动机，其与实施例1的区别在于：所述流体工作区1由固定气缸套24和滑动活塞25构成，所述固定气缸套24和五个所述滑动活塞25构成四个所述流体工作区1，相间的所述滑动活塞25与A类连接件20固连，其余的所述滑动活塞25与B类连接件21固连，所述往复运动体分别设为所述A类连接件20及其连接的所述滑动活塞25和所述B类连接件21及其连接的所述滑动活塞25，所述A类连接件20和所述B类连接件21分别经连杆4与相位不同的所述连杆轴颈5连接，所述流体工作区1的承压能力为10MPa，所述A类连接件20及其连接的所述滑动活塞25的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区1内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞25所产生的作用力的绝对值的0.2倍；所述B类连接件21及其连接的所述滑动活塞25的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区1内的气体被压缩终了时气体压力对所述滑动活塞25所产生的作用力的绝对值的0.35倍，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为8度；与所述A类连接件20连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接件21连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为15度,在做功冲程中，所述流体工作区1内的气体对所述往复运动体3所做的功为E，所述往复运动体3在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复运动体3的
2
质量为M，所述往复运动体3的能量0.5MV＝0.3E。
[0147] 本实施例中，所述A类连接件20和所述B类连接件21套装设置，所述连杆4设为弹性结构体，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为20度。其中，图7是图6的E-E剖视图，图8是图6的F-F剖视图。
[0148] 由图6-8可以看出，与所述A类连接件20连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接件21连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面B之间的夹角为0度。
[0149] 实施例7
[0150] 如图9所示的摆轴发动机，其与实施例2的区别在于：所述流体工作区1由固定气缸套24和滑动活塞25构成，所述固定气缸套24和五个所述滑动活塞25构成四个所述流体工作区1，相间的所述滑动活塞25与A类连接件20固连，其余的所述滑动活塞25与B类连接件21固连，所述往复运动体分别设为所述A类连接件20及其连接的所述滑动活塞25和所述B类连接件21及其连接的所述滑动活塞25，所述A类连接件20上的所述齿条6和所述B类连接件21上的所述齿条6分别与所述齿轮轴7上的不同的齿轮啮合或分别与所述齿轮轴7上的同一齿轮的不同部位啮合，所述流体工作区1的承压能力为15MPa，所述A类连接件20及其连接的所述滑动活塞25的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区1内的气体的最大压力对所述滑动活塞25所产生的作用力的绝对值的0.5倍；所述B类连接件21及其连接的所述滑动活塞25的往复运动的最大惯性力的绝对值大于所述流体工作区1内的气体的最大压力对所述滑动活塞25所产生的作用力的绝对值的0.7倍，所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角设为19度；与所述A类连接件20连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面设为平面A，与所述B类连接件21连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面设为平面B，所述平面A和所述平面B之间的夹角设为45度,在做功冲程中，所述流体工作区1内的气体对所述往复运动体3所做的功为E，所述往复运动体3在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复运动体3的质量为M，所述往复运动体2
3的能量0.5MV＝0.5E。
[0151] 具体实施时，所述A类连接件20上的所述齿条6和所述B类连接件21上的所述齿条6还可以分别与所述齿轮轴7上的同一齿轮的不同部位啮合。
[0152] 实施例8
[0153] 如图10所示的摆轴发动机，其与实施例1的区别在于：共轴线设置的所述流体工作区1设为流体工作区组合体12，两个所述连杆轴颈5在所述摆轴2的同一段摆动轴线上对应设置，两个所述流体工作区组合体12的往复运动体3分别经所述连杆4与同一所述摆轴2的不同所述连杆轴颈5转动连接，所述流体工作区1的承压能力为20MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为9度。
[0154] 具体实施时，两个或多个所述流体工作区组合体12的往复运动体3还可以分别经所述连杆4与同一所述摆轴2的同一个所述连杆轴颈5转动连接。
[0155] 实施例9
[0156] 如图11所示的摆轴发动机，其与实施例8的区别在于：两个所述连杆轴颈5在所述摆轴2的不同段摆动轴线上设置，所述流体工作区1的承压能力为28MPa，所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角设为20度,在做功冲程中，所述流体工作区1内的气体对所述往复运动体3所做的功为E，所述往复运动体3在整个做功冲程中的平均速度为V，所述往复运动体3的质量为M，所述往复运动体3的能量2
0.5MV＝0.6E。
[0157] 实施例10
[0158] 如图12所示的摆轴发动机，其与实施例8的区别在于：所述流体工作区组合体12的个数为四个，且所述流体工作区组合体12的往复运动体3分别经所述连杆4与同一所述摆轴2的不同所述连杆轴颈5转动连接，所述流体工作区1的承压能力为30MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为10度。
[0159] 实施例11
[0160] 如图13所示的摆轴发动机，其与实施例3的区别在于：在所述静止活塞10上设配气门100，在所述摆轴2上设齿轮101；所述齿轮101经齿条6与凸轮齿轮103相啮合，所述凸轮齿轮103与凸轮104固连，所述配气门100受所述凸轮104控制，所述流体工作区1的承压能力为35MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为11度。
[0161] 实施例12
[0162] 如图14所示的摆轴发动机，其与实施例11的区别在于：所述齿轮101与齿条6相啮合，在所述齿条6上设凸轮形线结构体106，所述配气门100受凸轮形线结构体106控制，所述流体工作区1的承压能力为40MPa，所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角设为25度。
[0163] 实施例13
[0164] 如图15所示的摆轴发动机，其与实施例4的区别在于：在所述固定气缸套24的端部设气缸盖300，所述气缸盖300、固定气缸套24和滑动活塞25构成附属流体工作区50，在所述气缸盖300上设配气门100，在所述摆轴2上设齿轮101；所述齿轮101经齿条6与凸轮齿轮103相啮合，所述凸轮齿轮103与凸轮104固连，所述配气门100受所述凸轮104控制，所述流体工作区1的承压能力为45MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为12度。
[0165] 实施例14
[0166] 如图16所示的摆轴发动机，其与实施例13的区别在于：所述齿轮101与齿条6相啮合，在所述齿条6上设凸轮形线结构体106，所述配气门100受凸轮形线结构体106控制，所述流体工作区1的承压能力为50MPa，所述摆轴发动机设为柴油摆轴发动机，所述柴油摆轴发动机的燃油喷射提前角设为30度。
[0167] 实施例15
[0168] 如图17所示的摆轴发动机，其与实施例5的区别在于：在端部的所述密封隔板11上设配气门100，在所述摆轴2上设齿轮101；所述齿轮101经齿条6与凸轮齿轮103相啮合，所述凸轮齿轮103与凸轮104固连，所述配气门100受所述凸轮104控制，所述流体工作区1的承压能力为7.5MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为13度。
[0169] 实施例16
[0170] 如图18所示的摆轴发动机，其与实施例15的区别在于：所述齿轮101与齿条6相啮合，在所述齿条6上设凸轮形线结构体106，所述配气门100受凸轮形线结构体106控制，所述流体工作区1的承压能力为9MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为14度。
[0171] 实施例17
[0172] 如图19所示的摆轴发动机，其与实施例15的区别在于：所述摆轴发动机还包括远程齿条61，所述远程齿条61与另外的所述凸轮齿轮103相啮合，所述远程齿条61经中间齿轮107与所述齿轮101联动，所述流体工作区1的承压能力为12MPa，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为15度。
[0173] 实施例18
[0174] 如图20和图21所示的摆轴发动机，其与实施例16的区别在于：所述摆轴发动机还包括远程齿条61，在所述远程齿条61上设所述凸轮形线结构体106，所述远程齿条61经中间齿轮107与所述齿轮101联动，另外的所述配气门100受设在所述远程齿条61上所述凸轮形线结构体106控制，所述摆轴的摆角为α，调整所述摆轴的摆角使0.5(180-α)大于5°，所述摆轴的摆角为α，调整所述摆轴的摆角使0.5(180-α)小于45°。其中，图21是所述摆轴的摆角α的示意图，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为16度。
[0175] 实施例19
[0176] 如图22所示摆轴发动机，其与实施例6的区别在于：与所述A类连接件20连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面A，和与所述B类连接件21连接的所述滑动活塞25的连接点和所述滑动活塞25的中心线所形成的平面B之间的夹角为30度，所述摆轴发动机设为汽油摆轴发动机，所述汽油摆轴发动机的点火提前角设为30度。
[0177] 显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
