无连杆磁阀式发动机

无连杆磁阀式发动机

技术领域

本发明涉及各类活塞式机械，如内燃发动机、活塞式空气压缩机、活塞式水泵、油泵等。特 别对产生动力的机械，如内燃柴油发动机、内燃汽油发动机的结构做了较大的改进与简化。

技术背景

本发明对上述机械做了二项大的改进。

第一项是对曲轴连杆机构进行创新与改造

传统活塞式机械是由曲轴，通过连杆与活塞连接，把曲轴的循徊运动转化为活塞的往复运动， 实现做功目的。而本发明省略了连杆这一重要部件，用曲轴的曲颈直接作用与活塞下端，曲 轴在旋转的过程中，曲颈7在活塞8下端产生移划，迫使活塞做规律的上下运动，如图1(a)、 图1(b)、图1(c)、图1(d)所示。

发明内容及实施过程

本发明主要工作过程如下，如图1(a)、图1(b)、图1(c)、图1(d)所示。曲轴在旋转的过 程中，曲颈7在活塞底部8、9的滑条中由于曲轴的旋转而产生滑行，曲颈在活塞底部滑行的 过程中，产生了曲颈把活塞强制抬升下压的作用。当曲颈旋转到最高点，曲颈的上止点也是 活塞的上止点，如图1(a)所示。上述活塞的运动过程通常叫压缩行程。随着压缩行程的结 束，燃烧爆发行程开始，此时活塞挤压曲颈下行，同时也强制曲轴旋转，产生动能，如图1 (b)所示。此时曲颈在活塞挤压下，曲颈在活塞底部的划槽内向前，并带着活塞向下运行。 同时，曲轴带着飞轮继续旋转，直至曲颈的下止点，如图1(d)所示。随着飞轮旋转的惯性 作用，曲颈随着曲轴的旋转，在活塞底部滑行的同时，再次产生把活塞抬升的作用，推着活 塞上行，产生完整规律的连续做功运动。

实施方法

本发明的主要结构如下：活塞分为上下两部分如图3(a)、3(b)所示，上部分的活塞是运动 在封闭缸体内的部分，由汽缸盖1、汽缸套2、活塞4、气环5、油环6组成。汽缸套的长度 要满足做功活塞上下运动封闭行程的需要。活塞下部分，是暴露在汽缸套下面，与曲颈7始 终接触的部分，如图3(a)、图3(b)所示。它是由与活塞铸在一体的活塞下座3，与活塞下 座连接的上滑条8、下滑条9组成。曲轴的曲颈7在活塞下座上下滑条间移滑，曲轴曲颈7 与活塞下座上下滑条8、9的配合为动配合。为了增加曲颈与活塞下座8、9滑条的接触面， 使其能承受因燃烧爆发行程产生的压力与冲击力，曲颈设有一轴套，轴套与曲颈的配合为动 配合。轴套与划条的配合为平面动配合，如图4所示。

本发明去掉了连杆这一传统的主要部件，活塞的上下做功运动，完全由曲轴旋转下的轴颈直 接作用与活塞底部，并在移划的过程中，对活塞产生抬升下压的效应，进行做功。因此，一 道曲颈控制下的活塞，可以设计成传统形式的单头做功的普通机器，如图3(a)、图3(b)所 示，也可以设计成两端都能做功的机器，如图2(a)、图2(b)所示。因此，本发明对实现机 械的动力提升及应用有实用意义。

优势与缺点

本发明由于没有了连杆，机械的工作过程更加简捷，机械的摩擦环节减少，因此机械动力内 耗也相应减少，机械的故障相应降低。由于没有连杆过度环节，机器的体积会有所缩小，机 械的实用性增加。由于本发明的机械特性，设计上适当增加曲颈的移划距离就能增加活塞的 工作行程，因此对改善活塞在汽缸中的工作环境，如进气、排气、及燃烧效应有很大帮助， 这对发动机的经济性、实用性及动力的提升都有好处。

第二项是对配气机构进行改进与改造

背景技术

传统的配气机构(以四冲程发动机为例)，发动机的进气阀、排气阀的开闭，是由曲轴正时齿 轮传动下的凸轮轴，并由凸轮轴上的凸轮顶动顶杆、摇臂，然后由摇臂顶动由弹簧压紧的进 排气阀进行工作。

而本发明简化了这个过程，省略了上述所有零部件及烦琐复杂的传动程序，采用由曲轴直接 传导的定时分配器，以线和信号传递的形式，控制安装在汽缸盖两侧由电磁阀控制的进气阀、 排气阀，进行正常的开启关闭，保证发动机规律高效的做功。

发明内容及工作原理

本发明在发动机每一个汽缸盖两侧各设有一个与进气管、排气管相通的，由电磁阀控制的气 阀。电磁阀控制的气阀可设计成抽屉式、侧转式、活塞式等形式。这里主要介绍活塞式电磁 阀。其工作过程：每组活塞式电磁阀的磁场，在活塞阀门两端产生作用。当磁场在A端产生 磁力时，活塞向A端移动，被A端吸附，这时汽缸内的气体与外界隔离，进出气口被封闭， 也就是，气阀处于关闭状态。

当B端产生磁力时，A端磁场消失，活塞向B端移动，活塞被B端吸附，这时活塞阀门开口 与进排气口相通，汽缸体内的气体与大气相通，气门处在开启状态。为了达到发动机最佳动 力，进气阀、排气阀应在最佳时间开启和关闭，而控制电磁阀开启关闭的信号源，来自安装 在发动机，曲轴控制的定时分配器。定时分配器和曲轴同步旋转。定时分配器在曲轴传动下， 按照各式机器对进排气阀开闭及开闭时间长短的需要，用触发和断开的形式控制电磁阀进行 工作。电磁阀的电源可以用电瓶的直流电源，也可以用外接交流电源来实现。

优势与缺点

磁阀式发动机的优点是十分明显的。

1、简化了烦琐复杂的配气机构，使发动机的结构变得简单起来。这对机械的制造是十分有利 的，特别对多缸大功率发动机制造带来了便利。

2、简化了配气机构，使发动机整体噪音及故障都大大减少，并降低了发动机的成本。

3、磁阀式气阀对发动机工作气体的流通比传统发动机气阀更加流畅，因此，燃烧更加完善， 单位功率有所提高。

缺点：

磁阀式气阀在高温、高压、高速下工作，对电磁阀的灵敏度、密封性、耐磨性要求都很高， 因此给制造带来了难度。