直轴式环保型内燃机.pdf

本发明公开了直轴式环保型内燃机。它包括机体、蒸气室、十字凸轮、活塞装置、蒸气叶轮、环形体等。机体上装有主轴，主轴上穿装有圆盘、十字凸轮、蒸气叶轮等，在环形体中装有活塞装置。在内壁的外侧上螺旋缠绕有一次燃烧排气管和二次燃烧排气管。机体的上部还装有蒸气室并装有蒸气进气管，蒸气进气管上装有蒸气喷嘴并指向蒸气叶轮上的叶片。本发明具有可以大大提高内燃机有效功利用率和使用寿命，并能使尾气中未燃尽的有效成分实现二次燃烧，而且还能充分利用尾气中的热能，节约能源，保护环境等有益效果。可广泛应用于各类内燃机械领域。

1、  直轴式环保型内燃机，其特征在于，它包括机体(5)、空气滤清器(1)、蒸气室(2)、二次燃烧排气管(3)、一次燃烧排气管(4)、空气滤清器进气管(6)、右环形体(7)、右圆盘(9)、右十字凸轮(12)、右活塞装置、压力阀(16)、蒸气进气管(17)、蒸气叶轮(20)、中环形体(21)、微孔板(22)、左环形体(23)、左圆盘(28)、左活塞装置、左十字凸轮(29)、蒸气排气管(36)、蒸气喷嘴(40)、主轴(41)、筒形内壁(42)、右隔板(46)、中隔板(47)、左隔板(48)和筒形内侧壁(49)；
所述的机体(5)的右上部装有上述的空气滤清器(1)，空气滤清器(1)的下部装有上述的空气滤清器进气管(6)，空气滤清器进气管(6)的另一端伸入空气腔(11)内；机体(5)内设有上述的筒形内壁(42)，并与机体(5)内侧形成一个水腔(18)；筒形内壁(42)的内侧固定装有上述的右环形体(7)、中环形体(21)和左环形体(23)，右环形体(7)、中环形体(21)和左环形体(23)内侧的截面为半圆形，并开有截面为圆形且内侧为开放式的环形中空，右环形体(7)、中环形体(21)和左环形体(23)上均匀开有机油润滑孔(45)；
机体(5)的两端中部装有轴承(10)，轴承(10)上固定穿装有上述的主轴(41)；主轴(41)上自右向左依次固定穿装有上述的右圆盘(9)、右十字凸轮(12)、右圆盘(9)且与右环形体(7)径向同心，上述的蒸气叶轮(20)且与中环形体(21)径向同心，上述的左圆盘(28)、左十字凸轮(29)、左圆盘(28)且与左环形体(23)径向同心；在右环形体(7)和左环形体(23)的环形中空中分别装有上述的右活塞装置和左活塞装置；
在右环形体(7)的左侧和中环形体(21)的右侧之间，以及中环形体(21)的左侧与左环形体(23)左侧之间装有上述的筒形内侧壁(49)，使筒形内侧壁(49)的外侧与筒形内壁(42)的内侧之间形成机油腔(19)；在筒形内侧壁(49)的内侧靠近右环形体(7)的左侧和中环形体(21)的右侧之间，以及中环形体(21)的左侧与左环形体(23)左侧之间分别装有上述的右隔板(46)、中隔板(47)、中隔板(47)和左隔板(48)；中环形体(21)左侧的中隔板(47)与左环形体左侧的左隔板(48)之间为一次燃烧尾气腔(32)；
在筒形内壁(42)的外侧上螺旋缠绕有上述的一次燃烧排气管(4)，一次燃烧排气管(4)的一端与右环形体(7)上的环形中空相通，另一端与一次燃烧尾气腔(32)相通；在筒形内壁(42)的外侧上还螺旋缠绕有与一次燃烧排气管(4)螺旋方向相反的前述的二次燃烧排气管(3)，二次燃烧排气管(3)的一端与左环形体(23)上的环形中空相通，另一端在机体(5)右部伸出机体(5)外；
机体(5)的上部还装有上述的蒸气室(2)，蒸气室(2)的下部与水腔(18)之间装有上述的微孔板(22)；在蒸气室(2)内的微孔板(22)上装有上述的压力阀(16)，压力阀(16)的另一端装有上述的蒸气进气管(17)，蒸气进气管(17)的另一端通过微孔板(22)和筒形内壁(42)与中环形体(21)上的环形中空相通，而且装有上述的蒸气喷嘴(40)；蒸气喷嘴(40)与蒸气进气管(17)具有角度，并指向蒸气叶轮(20)上的叶片；中环形体(21)上还装有上述的蒸气排气管(36)，蒸气排气管(36)的一端与中环形体(21)上的环形中空相通，另一端伸出机体(5)外。

2、  如权利要求1所述的直轴式环保型内燃机，其特征在于，所述的右活塞装置包括一次燃烧室(8)、右回位弹簧(13)、右活塞(14)、右汽缸体(15)、一次进气气门(35)、一次排气气门(25)、右活塞杆(43)、一次燃烧火花塞(33)和一次燃烧喷油嘴(34)；前述的一次燃烧室(8)位于右环形体(7)上的环形中空内，并与前述的右汽缸体(15)呈90°固定连接，右汽缸体(15)的另一端与右圆盘(9)固定连接，在右汽缸体(15)的外侧装有前述的一次进气气门(35)；在与右圆盘(9)固定连接的右汽缸体(15)内装有前述的右活塞(14)，右活塞(14)与一次燃烧室(8)相接的一端装有前述的一次排气气门(25)，右活塞(14)的另一端固定装有前述的右活塞杆(43)，右活塞杆(43)上套装有前述的右回位弹簧(13)；在右环形体(7)上并列装有前述的一次燃烧火花塞(33)和一次燃烧喷油嘴(34)。

3、  如权利要求1所述的直轴式环保型内燃机，其特征在于，所述的左活塞装置包括二次燃烧室(24)、左回位弹簧(30)、左活塞(27)、左汽缸体(31)、二次进气气门(39)、二次排气气门(26)、左活塞杆(44)、二次燃烧火花塞(37)和二次燃烧喷油嘴(38)；前述的二次燃烧室(24)位于左环形体(23)上的环形中空内，并与前述的左汽缸体(31)呈90°固定连接，左汽缸体(31)的另一端与左圆盘(28)固定连接，在左汽缸体(31)的外侧装有前述的二次进气气门(39)；在与左圆盘(28)固定连接的左汽缸体(31)内装有前述的左活塞(27)，左活塞(27)与二次燃烧室(24)相接的一端装有前述的二次排气气门(26)，左活塞(27)的另一端固定装有前述的左活塞杆(44)，左活塞杆(44)上套装有前述的左回位弹簧(30)；在左环形体(23)上并列装有前述的二次燃烧火花塞(37)和二次燃烧喷油嘴(38)。

直轴式环保型内燃机
技术领域
本发明涉及到一种内燃机械，尤其涉及到直轴式环保型内燃机。
背景技术
目前，国内外使用的内燃机械大都为曲轴式内燃机。它们的存在的缺陷，一是曲轴在传输动力时，造成力的分解，有效功利用率低；二是活塞环与汽缸壁之间摩擦力大，容易造成汽缸体变形，降低机械使用寿命；三是由于所使燃料多为一次性燃烧，尾气中未燃尽的有效成分含量高，而且还带走大量的热能，造成能源浪费并且污染环境。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种可以大大提高内燃机有效功利用率和使用寿命，并能使尾气中未燃尽的有效成分实现二次燃烧，而且还能充分利用尾气中的热能，节约能源，保护环境的直轴式环保型内燃机。
本发明的技术方案是这样的，直轴式环保型内燃机包括机体、空气滤清器、蒸气室、二次燃烧排气管、一次燃烧排气管、空气滤清器进气管、右环形体、一次燃烧室、右圆盘、右十字凸轮、右活塞装置、压力阀、蒸气进气管、蒸气叶轮、中环形体、微孔板、左环形体、二次燃烧室、一次排气气门、二次排气气门、左圆盘、左活塞装置、左十字凸轮、一次燃烧火花塞、一次燃烧喷油嘴、一次进气气门、蒸气排气管、二次燃烧火花塞、二次燃烧喷油嘴、二次进气气门、蒸气喷嘴、主轴、筒形内壁、右隔板、中隔板、左隔板和筒形内侧壁；
所述的机体的右上部装有上述的空气滤清器，空气滤清器的下部装有上述的空气滤清器进气管，空气滤清器进气管的另一端伸入空气腔内；机体内设有上述的筒形内壁，并与机体内侧形成一个水腔；筒形内壁的内侧固定装有上述的右环形体、中环形体和左环形体，右环形体、中环形体和左环形体内侧的截面为半圆形，并开有截面为圆形且内侧为开放式的环形中空，右环形体、中环形体和左环形体上均匀开有机油润滑孔；
机体的两端中部装有轴承，轴承上固定穿装有上述的主轴；主轴上自右向左依次固定穿装有上述的右圆盘、右十字凸轮、右圆盘且与右环形体径向同心，上述的蒸气叶轮且与中环形体径向同心，上述的左圆盘、左十字凸轮、左圆盘且与左环形体径向同心；在右环形体和左环形体的环形中空中分别装有上述的右活塞装置和左活塞装置；
在右环形体的左侧和中环形体的右侧之间，以及中环形体的左侧与左环形体左侧之间装有上述的筒形内侧壁，使筒形内侧壁的外侧与筒形内壁的内侧之间形成机油腔；在筒形内侧壁的内侧靠近右环形体的左侧和中环形体的右侧之间，以及中环形体的左侧与左环形体左侧之间分别装有上述的右隔板、中隔板、中隔板和左隔板；中环形体左侧的中隔板与左环形体左侧的左隔板之间为一次燃烧尾气腔；
在筒形内壁的外侧上螺旋缠绕有上述的一次燃烧排气管，一次燃烧排气管的一端与右环形体上的环形中空相通，另一端与一次燃烧尾气腔相通；在筒形内壁的外侧上还螺旋缠绕有与一次燃烧排气管螺旋方向相反的前述的二次燃烧排气管，二次燃烧排气管的一端与左环形体上的环形中空相通，另一端在机体右部伸出机体外；
机体的上部还装有上述的蒸气室，蒸气室的下部与水腔之间装有上述的微孔板；在蒸气室内的微孔板上装有上述的压力阀，压力阀的另一端装有上述的蒸气进气管，蒸气进气管的另一端通过微孔板和筒形内壁与中环形体上的环形中空相通，而且装有上述的蒸气喷嘴；蒸气喷嘴与蒸气进气管具有角度，并指向蒸气叶轮上的叶片；中环形体上还装有上述的蒸气排气管，蒸气排气管的一端与中环形体上的环形中空相通，另一端伸出机体外。
如上所述的直轴式环保型内燃机，所述的右活塞装置包括一次燃烧室、右回位弹簧、右活塞、右汽缸体、一次进气气门、一次排气气门、右活塞杆、一次燃烧火花塞和一次燃烧喷油嘴；前述的一次燃烧室位于右环形体上的环形中空内，并与前述的右汽缸体呈90°固定连接，右汽缸体地另一端与右圆盘固定连接，在右汽缸体的外侧装有前述的一次进气气门；在与右圆盘固定连接的右汽缸体内装有前述的右活塞，右活塞与一次燃烧室相接的一端装有前述的一次排气气门，右活塞的另一端固定装有前述的右活塞杆，右活塞杆上套装有前述的右回位弹簧；在右环形体上并列装有前述的一次燃烧火花塞和一次燃烧喷油嘴。
如上所述的直轴式环保型内燃机，所述的左活塞装置包括二次燃烧室、左回位弹簧、左活塞、左汽缸体、二次进气气门、二次排气气门、左活塞杆、二次燃烧火花塞和二次燃烧喷油嘴；前述的二次燃烧室位于左环形体上的环形中空内，并与前述的左汽缸体呈90°固定连接，左汽缸体的另一端与左圆盘固定连接，在左汽缸体的外侧装有前述的二次进气气门；在与左圆盘固定连接的左汽缸体内装有前述的左活塞，左活塞与二次燃烧室相接的一端装有前述的二次排气气门，左活塞的另一端固定装有前述的左活塞杆，左活塞杆上套装有前述的左回位弹簧；在左环形体上并列装有前述的二次燃烧火花塞和二次燃烧喷油嘴。
本发明具有可以大大提高内燃机有效功利用率和使用寿命，并能使尾气中未燃尽的有效成分实现二次燃烧，而且还能充分利用尾气中的热能，节约能源，保护环境等有益效果。可广泛应用于各类内燃机械领域。
附图说明
图1为直轴式环保型内燃机主视局部剖视示意图；其中：1空气滤清器、2蒸气室、3二次燃烧排气管、4一次燃烧排气管、5机体、41主轴。
图2为直轴式环保型内燃机主视剖视示意图；其中：6空气滤清器进气管、7右环形体、8一次燃烧室、9右圆盘、10轴承、11空气腔、12右十字凸轮、13右回位弹簧、14右活塞、15右汽缸体、16压力阀、17蒸气进气管、18水腔、19机油腔、20蒸气叶轮、21中环形体、22微孔板、23左环形体、24二次燃烧室、25一次排气气门、26二次排气气门、27左活塞、28左圆盘、29左十字凸轮、30左回位弹簧、31左汽缸体、32一次燃烧尾气腔、42筒形内壁、43上活塞杆、44下活塞杆、45机油润滑孔、46右隔板、47中隔板、48左隔板和49筒形内侧壁；
图3为直轴式环保型内燃机的A-A向剖视示意图；其中：33一次燃烧火花塞、34一次燃烧喷油嘴、35一次进气气门。
图4为直轴式环保型内燃机的B-B向剖视示意图；其中：36蒸气排气管、40蒸气喷嘴。
图5为直轴式环保型内燃机的C-C向剖视示意图；其中：37二次燃烧火花塞、38二次燃烧喷油嘴、39二次进气气门。
具体实施方式
本发明给出的是右、左环形体各具有四个汽缸体的实施例。
所述的机体5的右上部装有上述的空气滤清器1，空气滤清器1的下部装有上述的空气滤清器进气管6，空气滤清器进气管6的另一端伸入空气腔11内。机体5内设有上述的筒形内壁42，并与机体5内侧形成一个水腔18，水腔18内的水位与机体壁之间应有一定的间隙。筒形内壁42的内侧固定装有上述的右环形体7、中环形体21和左环形体23，右环形体7、中环形体21和左环形体23内侧的截面为半圆形，并开有截面为圆形且内侧为开放式的环形中空，右环形体7、中环形体21和左环形体23上均匀开有机油润滑孔45。
机体5的两端中部装有轴承10，轴承10上固定穿装有上述的主轴41。主轴41上自右向左依次固定穿装有上述的右圆盘9、右十字凸轮12、右圆盘9且与右环形体7径向同心，上述的蒸气叶轮20且与中环形体21径向同心，上述的左圆盘28、左十字凸轮29、左圆盘28且与左环形体23径向同心。在右环形体7和左环形体23的环形中空中分别装有上述的四个右活塞装置和左活塞装置。
在右环形体7的左侧和中环形体21的右侧之间，以及中环形体21的左侧与左环形体23左侧之间装有上述的筒形内侧壁49，使筒形内侧壁49的外侧与筒形内壁42的内侧之间形成机油腔19，机油腔内装有润滑机油。在筒形内侧壁49的内侧靠近右环形体7的左侧和中环形体21的右侧之间，以及中环形体21的左侧与左环形体23左侧之间分别装有上述的右隔板46、中隔板47、中隔板47和左隔板48。中环形体21左侧的中隔板47与左环形体左侧的左隔板48之间为一次燃烧尾气腔32。
在筒形内壁42的外侧上螺旋缠绕有上述的一次燃烧排气管4，一次燃烧排气管4的一端与右环形体7上的环形中空相通，另一端与一次燃烧尾气腔32相通。在筒形内壁42的外侧上还螺旋缠绕有与一次燃烧排气管4螺旋方向相反的前述的二次燃烧排气管3，二次燃烧排气管3的一端与左环形体23上的环形中空相通，另一端在机体5右部伸出机体5外。
机体5的上部还装有上述的蒸气室2，蒸气室2的下部与水腔18之间装有上述的微孔板22。在蒸气室2内的微孔板22上装有上述的压力阀16，压力阀16的另一端装有四根上述的蒸气进气管17，四根蒸气进气管17的另一端通过微孔板22和筒形内壁42均匀分布与中环形体21上的环形中空相通，而且装有上述的蒸气喷嘴40。蒸气喷嘴40与蒸气进气管17具有角度，并指向蒸气叶轮20上的叶片。中环形体21上还装有上述的蒸气排气管36，蒸气排气管36的一端与中环形体21上的环形中空相通，另一端伸出机体5外。
所述的右活塞装置包括一次燃烧室8、右回位弹簧13、右活塞14、右汽缸体15、一次进气气门35、一次排气气门25、右活塞杆43、一次燃烧火花塞33和一次燃烧喷油嘴34。前述的一次燃烧室8位于右环形体7上的环形中空内，并与前述的右汽缸体15呈90°固定连接，右汽缸体15的另一端与右圆盘9固定连接，在右汽缸体15的外侧装有前述的一次进气气门35。在与右圆盘9固定连接的右汽缸体15内装有前述的右活塞14，右活塞14与一次燃烧室8相接的一端装有前述的一次排气气门25，右活塞14的另一端固定装有前述的右活塞杆43，右活塞杆43上套装有前述的右回位弹簧13。在右环形体7上并列装有前述的一次燃烧火花塞 3和一次燃烧喷油嘴34。
所述的左活塞装置包括二次燃烧室24、左回位弹簧30、左活塞27、左汽缸体31、二次进气气门39、二次排气气门26、左活塞杆44、二次燃烧火花塞37和二次燃烧喷油嘴38。前述的二次燃烧室24位于左环形体23上的环形中空内，并与前述的左汽缸体31呈90°固定连接，左汽缸体31的另一端与左圆盘28固定连接，在左汽缸体31的外侧装有前述的二次进气气门39。在与左圆盘28固定连接的左汽缸体31内装有前述的左活塞27，左活塞27与二次燃烧室24相接的一端装有前述的二次排气气门26，左活塞27的另一端固定装有前述的左活塞杆44，左活塞杆44上套装有前述的左回位弹簧30。在左环形体23上并列装有前述的二次燃烧火花塞37和二次燃烧喷油嘴38。
当内燃机启动时，主轴带动右、左圆盘转动由右、左十字凸轮推动右、左活塞杆及右、左活塞，进而压缩右汽缸体内的空气和左汽缸体内一次燃烧后的尾气，压缩到一定的比值时，右、左活塞撞开一、二次排气气门，进入一、二次燃烧室。一、二次燃烧喷油嘴向一、二次燃烧室内喷油，同时一、二次燃烧火花塞点火。一、二次燃烧排气管在排气过程中产生的热量将水腔中的水加热直至沸腾产生蒸气。蒸气通过微孔板进入蒸气室，并达到一定压力时冲开压力阀，通过蒸气进气管上的蒸气喷嘴喷向蒸气叶轮上的叶片，进而带动主轴旋转。