[發(fā)明專利]正反螺桿梭式自由活塞發(fā)動機

在審

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• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114738114A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 許彪;賴國強;翁慧;譚興發(fā);鄒長濤;劉博龍;王斌
• 申請（專利權(quán)）人: 萍鄉(xiāng)學院
• 主分類號: F02B71/00
• 分類號: F02B71/00;F02B71/04;F02B75/02;F02F3/00
• 代理公司: 萍鄉(xiāng)益源專利事務所 36119
• 代理人: 張放強

本發(fā)明公開了正反螺桿梭式自由活塞發(fā)動機，它包括缸體、轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上間隔固定設置有轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒外表面上設置有螺旋槽，轉(zhuǎn)筒與缸體之間設置有活塞，活塞的內(nèi)圓孔表面上設置有驅(qū)動塊，驅(qū)動塊分別活動嵌入到螺旋槽內(nèi)，活塞外圓表面上間隔設置有四塊擋板，每個檔板外圓上設置有密封圈，缸體內(nèi)圓孔上下兩端沿轉(zhuǎn)軸軸線設有導向槽，擋板上沿轉(zhuǎn)軸軸線均設置有與導向槽活動相配的導向塊，缸體內(nèi)圓孔上間隔設置有與擋板位置相互交錯的隔板，本發(fā)明兼有直列四缸發(fā)動機特征，同時具有自由活塞發(fā)動機特征，穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗較少，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量小、重心低、機械能損失小、效率高、平穩(wěn)性好、怠速小、機械振動小、噪音小。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動機，具體地說是一種通過自由活塞在一直線上來回往復運動并帶動轉(zhuǎn)筒式正反螺桿轉(zhuǎn)動，進而通過單向軸承帶動轉(zhuǎn)軸朝同一旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動的正反螺桿梭式自由活塞發(fā)動機。

背景技術(shù)

發(fā)動機是汽車的動力裝置，是汽車的心臟，性能優(yōu)劣直接影響到汽車性能。汽車發(fā)動機主要包括往復活塞式內(nèi)燃機，旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機。目前汽車發(fā)動機大多是往復活塞式內(nèi)燃機（直列、V型、W型以及水平對置）都是通過一個曲柄連桿來傳輸動力；而旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機（轉(zhuǎn)子發(fā)動機），僅馬自達公司還在做。而自由活塞發(fā)動機中自由活塞是指發(fā)動機沒有通常內(nèi)燃機的曲柄連桿機構(gòu)，活塞或活塞組運動規(guī)律由作用在它上面的氣體壓力決定，并隨發(fā)動機工況變化。自由活塞運動的特點是內(nèi)、外止點（左、右止點）位置都可以改變，主要應用于船舶動力等，沒有用作汽車動力。為了便于比較本發(fā)明的優(yōu)缺點，實例采用廣泛使用的直列四缸發(fā)動機（四缸活塞發(fā)動機，其中汽缸被布置成沿著共同的曲軸上的線，通過曲柄連桿來傳輸動力。）與本發(fā)明的正反螺桿梭式自由活塞四缸發(fā)動機進行對比，工質(zhì)都是燃料與空氣的混合氣體，而且都設置采用奧托循環(huán)進行工作，即都包含四個沖程：絕熱壓縮過程、混合氣體爆炸瞬間的等體過程（吸熱Q1）、絕熱膨脹做功過程、打開排氣閥瞬間等體過程（放熱Q2）。但直列四缸發(fā)動機存在有下述不足：一是發(fā)動機高度較高，占用高度空間大、體積較大、質(zhì)量較重、重心高；二是穩(wěn)定性不高，燃料消耗較多，機械能損失較大、效率還不夠高、平穩(wěn)性不強、機械振動較大、有噪音。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明提出了一種自由活塞在一直線上來回運動，這種運動形似傳統(tǒng)織機上的梭子作間斷式往復運動，來循環(huán)完成發(fā)動機吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的正反螺桿梭式自由活塞發(fā)動機，該機原理上可以使用汽油、柴油、甚至氫燃料作為循環(huán)工質(zhì)，也可以利用其高壓縮比實現(xiàn)壓燃。

本發(fā)明要解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：正反螺桿梭式自由活塞發(fā)動機，它包括缸體兩端用普通軸承組件裝配在缸體兩端上的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上間隔固定設置有四只位于缸體內(nèi)腔的轉(zhuǎn)筒，所述左邊的兩只轉(zhuǎn)筒外表面上分別設置有左螺旋槽，所述右邊的兩只轉(zhuǎn)筒外表面上分別設置有右螺旋槽，所述轉(zhuǎn)筒與缸體之間設置有活塞，所述活塞的內(nèi)圓孔表面上間隔沿圓周設置有驅(qū)動塊，所述驅(qū)動塊分別活動嵌入到轉(zhuǎn)筒上的螺旋槽內(nèi)，所述活塞外圓表面上間隔設置有四塊擋板，每個檔板外圓上設置有密封圈，所述缸體內(nèi)圓孔上下兩端沿轉(zhuǎn)軸軸線設有導向槽，所述擋板上沿轉(zhuǎn)軸軸線均設置有與導向槽活動相配的導向塊，缸體內(nèi)圓孔上間隔設置有與擋板位置相互交錯的隔板，當擋板隨活塞左右運動時，所述隔板與擋板之間形成密閉的空腔從左至右分別為A號汽缸、B號汽缸、C號汽缸和D號汽缸，在靠近隔板的缸體位置上設置有與汽缸相通的進氣門、排氣門和火花塞；在靠近隔板的缸體位置上設置有霧化潤滑油噴口和空氣排出口，在左止點和右止點上設有的位置傳感器檢測和反饋擋板移動到左止點和右止點的信息并發(fā)出點火、吸氣、排氣同步信號。

本發(fā)明所述正反螺桿梭式自由活塞四缸發(fā)動機，因為兼有直列四缸發(fā)動機特征，同時具有自由活塞發(fā)動機特征，所以穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗較少，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量小、重心低、機械能損失小、效率高、平穩(wěn)性好、怠速小、機械振動小、噪音小。