Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LINEAR RECIPROCATING FOUR-STROKE ENGINE AND CONTROL SYSTEM THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/116529
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a linear reciprocating four-stroke engine and a control system thereof. The engine includes at least two sets of cylinders and each set of cylinders comprises two opposed cylinders (L, R). Two piston rods (C1, C) are arranged between the opposed cylinders and connected with them, wherein the upper piston rod (C1) is connected with the middle portion (A3) of the piston (A2) in the left cylinder (L) and the upper portion of the piston (A) in the right cylinder (R), and the lower piston rod (C) is connected with the middle portion (A1) of the piston (A) in the right cylinder (R) and the lower portion of the piston (A2) in the left cylinder (L). A main rotating shaft (D) is arranged between the upper and lower piston rods (C1, C) and a toothed belt (E) arranged on the main rotating shaft (D) is meshed with the linear toothed racks (E2, E1) arranged oppositely on the upper and lower piston rods. After the left and right cylinders are ignited, the upper and lower piston rods are driven to move to and fro so that the main rotating shaft is rotated for power output.

Inventors:
LV HSUEH-PEN (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/071351
Publication Date:
September 29, 2011
Filing Date:
March 26, 2010
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
LV HSUEH-PEN (CN)
International Classes:
F02B75/32; F02B75/28; F16H19/04
Domestic Patent References:
WO2009143672A12009-12-03
Foreign References:
CN2376542Y2000-05-03
CN1095140A1994-11-16
CN2218829Y1996-01-31
CN2285823Y1998-07-08
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING SANYOU INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY LTD. (CN)
北京三友知识产权代理有限公司 (CN)
Download PDF:
Claims:
权利要求书

1、一种直线往复式四行程引擎及控制系统,包括至少有二组共四个汽缸, 每一组有二个呈相对的汽缸, 该二汽缸之间有二活塞杆相连接, 上活塞杆连 接左汽缸活塞的中间, 并向右连接右汽缸的活塞上方; 下活塞杆连接右汽缸 活塞的中间, 再向左连接左汽缸的活塞下方; 上、 下活塞杆的中间有一可旋 转的主转轴, 主转轴上有一齿带, 上、 下活塞杆的相对之间有与主转轴的齿 啮合的直线齿条; 当右汽缸点火产生爆炸时, 其爆炸力的中心点使与接受此 爆炸力的中心点的主转轴下方的齿带呈一水平直线推动, 同样, 左汽缸爆炸 力中心点使与接受此爆炸力的中心点的主转轴上方的齿带呈一水平直线推 动, 因此左右汽缸产生的爆炸力转换成主转轴的扭力最大;

当右汽缸点火产生爆炸到达行程的顶点时, 也就是右汽缸进入排气行程 的起点, 也是左汽缸排气行程走完要进入进气行程的起点, 也是主转轴的齿 带脱离下侧右汽缸活塞杆的齿条而与上方左汽缸活塞杆的直线式齿条啮合的 时机, 也是其他汽缸完成每一行程的距离即将进入下一行程的开始, 但是, 此距离不等于主转轴外径的一半, 因此, 左右汽缸每一行程的动作控制是依 行程的距离来控制, 不是依主转轴的外径来控制, 主转轴在每一行程所需的 距离空间并不用插入汽缸之内, 因此,每一主转轴的尺寸强度可以单独设计, 并不受限汽缸的内径的尺寸, 主转轴大小及活塞杆能与现有的引擎尺寸及强 度配合。

2、一种直线往复式四行程引擎及控制系统,包括至少有二组共四个汽缸, 每一组有二个呈相对的汽缸, 此二汽缸之间有二活塞杆相连接, 上活塞杆连 接左汽缸活塞的中间, 向右连接超过主转轴的行程距离时向下弯曲再向右连 接右汽缸活塞的上方; 而下活塞杆连接右汽缸活塞的中间向左连接超过主转 轴的行程距离时, 向上弯曲再向左延伸连接左汽缸活塞的下方, 因此使得主 转轴的尺寸不会受限于活塞内径的范围。

3、根据权利要求 1所述的一种直线往复式四行程引擎及控制系统,所述 左右汽缸每一行程的动作控制是依行程的距离来控制, 每一汽缸有 4个控制 盘, 每一控指盘分别控制每一行程所需的每一控制动作, 因此 4行程的 4汽 缸有 16个控制盘,其控制时间长短是依控制盘上的凸出距离行程所决定,不 同行程所需控制点是由控制盘设定。

Description:
一种直线往复式四行程引擎及控制系统

技术领域

本发明涉及引擎由一气缸爆炸传送此爆炸力到 驱动轴的高效率系统, 而 且每一零件尺寸大小强度能与现有规范相符合 。 背景技术

在先申请案 pct/cn2008/071123中, 其转轴行程的空间是深入汽缸内, 致使转轴尺寸大小与强度设计与汽缸大小的设 计相互干涉, 不能独立设计是 最大的缺点。

本申请案中, 其主转轴行程的空间不用深入汽缸内, 至使主转轴尺寸大 小与强度设计与汽缸大小之设计不会相互干涉 , 可以独立设计与现有的尺寸 强度相符合是特点。

同时, 汽缸爆炸力的中心点是在活塞的中心点与接受 此爆炸力的驱动轴 的受力点成一直线运动, 因此传动效率高, 此四行程汽缸的控制是依转轴再 每一行程所需的牙数所用的距离控制。 发明内容

本发明之目的是, 提供一种直线往复式四行程引擎及控制系统, 其转轴 在每一行程所需的距离空间, 并不用插入汽缸的内径内, 因此, 每一结构的 尺寸强度是可以单独设计, 并不受限汽缸的内径的尺寸。 本发明的上述目的是以下述技术方案来实现:

一种直线往复式四行程引擎及控制系统, 包括至少有二组共四个汽缸, 每一组有二个呈相对的汽缸, 此二汽缸之间有二活塞杆相连接, 上活塞杆连 接左汽缸活塞的中间, 向右连接右汽缸的活塞上方; 下活塞杆连接右汽缸活 塞的中间, 再向左连接左汽缸的活塞下方; 上下活塞杆的中间有一可旋转的 转轴, 转轴上有一齿带, 上下活塞杆的相对之间有与转轴的齿啮合的直 线齿 条; 当右汽缸点火产生爆炸时, 其爆炸力的中心点是, 与接受此爆炸力的中 心点的转轴下方的齿带呈一水平直线推动, 同样, 左汽缸爆炸力中心点是, 与接受此爆炸力的中心点的转轴上方的齿带呈 一水平直线推动, 因此左右汽 缸产生的爆炸力转换成转轴的扭力最大。

当右汽缸点火产生爆炸到达行程的顶点时, 也就是右汽缸进入排气行程 的起点, 也是左汽缸排气行程走完要进入进气行程的起 点, 也是转轴的齿带 脱离下侧右汽缸活塞杆的齿条而与上方左汽缸 活塞杆的直线式齿条啮合的时 机, 也是其他汽缸完成每一行程的距离即将进入下 一行程的开始; 但是, 此 距离不等于转轴外径的一半, 因此, 左右汽缸每一行程的动作控制是依行程 的距离来控制, 不是依转轴的外径来控制, 例如点火只需要在压缩顶点时使 火星塞瞬间点火, 其后该汽缸爆炸行程走完进入排气行程时, 排气阀是整个 行程都在开启排气的状态, 进气行程时, 进气阀是整个行程都在开启进气的 状态。

转轴在每一行程所需的距离空间, 并不用插入汽缸的内径内, 因此, 每 一结构的尺寸强度是可以单独设计, 并不受限汽缸的内径的尺寸, 转轴大小 及活塞杆能与现有的引擎尺寸及强度配合, 左右汽缸大小能与现有汽缸大小 相同, 其耗油量也相同, 但效率比较高, 出力比较大, 这是本申请案之目的。 附图说明

请参阅有关本发明的详细说明及其附图, 将可进一歩了解本发明的技术 内容及其目的功效, 有关附图为:

图 1为本申请案修正后引擎结构原理示意图;

图 2为本申请案汽缸的断面图;

图 3为本申请案的控制说明;

图 3A为本申请案的爆炸行程示意图。

附图标记说明:

A 右汽缸活塞 A1右汽缸活塞之中心点 A2左汽缸活塞

A3左汽缸活塞的中心点 R 右汽缸 B 点火爆炸

B1爆炸力中心点 XI及 x2右汽缸爆炸力中心点的上下方距离相同

(Y1=Y2=Y3=Y4) Y1 转轴行程在二汽缸中间之空间 Υ2及 Υ4和转轴行程距离 相同但深入汽缸之内 Υ3和 Y1相同

F活塞下方 F1活塞上方 χ3右汽缸爆炸力方向 χ4及 χ5 左汽缸爆炸力中心上下方距离相同 χ6左汽缸爆炸力方向 C 下活塞杆 C1上活塞杆 C3 下活塞杆在此向上弯曲 C4上活塞杆在此向下弯曲 C5 及 C6活塞杆的宽度 D 主转轴

D1与主转轴总齿数 D2代表行程距 ί D3和 D2 同轴, D3齿数为 D4的 1/4

D4转一圈代表 4行禾 '王 D5每一汽缸同时发生的动作

Xa提供点火电源 xal爆炸行程 xb 提供排气行程所需动作之电源 xb l提供排气行程所需动作之距 ί xc提供进气行程所需动作之电源 xc l提供进气行程所需动作之电源 Xd压缩行程之动作勿需电源

xdl提供压缩行程所需动作之距 ί vl控制盘之凸出

v2提供排气进气所需之时间 Z 1 汽缸 1 Z2 汽缸 2 Z3汽缸 3

Z5点火 Z6排气行程 Z7进气行程 Z8压缩行禾 '王

E 主转轴的齿带 E1下活塞杆的齿条 E2上活塞杆的齿条 L左汽缸

R右汽缸 具体实施方式

如图 1所示, 为本发明所称一种直线往复式四行程引擎及其 控制系统, 其中包括至少有二组共四个汽缸, 每一组有二个呈相对的汽缸 L、 R, 此二汽 缸的活塞 、 A2间有上下二活塞杆 C1 及 C相连接。 下活塞杆 C连接右汽缸 活塞 A的中间 A1 , 下活塞杆 C连接于超过主转轴 D的行程距离 Y1的末端 C3 时, 向上弯曲后, 再水平方向与左活塞 A2的下方固定; 而上活塞杆 C1连接 左汽缸的活塞 A2的中间 A3, 向右延伸到主转轴 D的行程距离 Y1的末端 C4 点时, 向下弯曲后, 再水平与右活塞 A上方固定, 因此使主转轴的尺寸能超 过活塞内径的范围限制。

而下活塞杆 C的上方有左右水平的齿条 El, 此齿条 E1是对准右活塞 A 的中心点 A1 ,上活塞杆 C1的下方有左右水平的齿条 E2 ,此齿条 E2对准左汽 缸 L的活塞 A2的中心点 A3 ; 上、 下活塞杆的齿条 E2与 E1中间有一可旋转 的主转轴 D, 主转轴上有一齿带 E, 其齿数比主转轴 D全齿时的一半还少。 当右汽缸 R点火产生爆炸 B时, 其爆炸力的中心点为, 与右活塞 A顶部的垂 直距离 xl等于与右活塞 A底部的垂直距离 x2 , 即 xl=x2处, 该爆炸力使得 右汽缸 R的活塞杆 C上的水平直线式齿条 E1及与主转轴 D的下方齿带 E啮合, 并呈一水平直线 x3推动; 同样, 左汽缸也相同, 其爆炸力的中心点(x4=x5), 使得左汽缸 L的活塞杆 C1上的水平直线式齿条 E2及与主转轴 D的上方齿带 E啮合, 并呈一水平直线 x6推动, 因此, 左、 右汽缸 L、 R产生的爆炸力转 换成主转轴 D的扭力是呈直线式的左右运动, 其传动效率最大。

如图 3, 当右汽缸 R点火爆炸 B时是爆炸行程的开始, 当爆炸行程的终 点即将进入排气行程时,也是左汽缸 L排气行程走完要进入进气行程的时候, 也是主转轴 D的齿带 E脱离右汽缸 R活塞杆 C的齿条 E1而与左汽缸 L活塞杆 C1的直线式齿条 E2啮合的时机, 也是其他汽缸完成每一行程进入下一个行 程之时, 因为此距离比主转轴 D外径的一半还少, 所以左右汽缸每一行程的 动作控制是依行程的距离 Y1来控制,例如点火只需要在压缩顶点时使火 塞 瞬间点火,其后的排气行程中的排气阀在整个 排气行程都呈开启排气的状态, 进气行程进气阀在整个行程都呈开启进气的状 态, 不同行程所需控制点及时 间是依下述机构控制。

每一汽缸有四个控制盘, 每一控制盘分别控制每一行程所需的每一控制 动作, 因此四行程的汽缸有 16 个控制盘, 其控制时间长短是依控制盘上的 凸出距离行程所决定, 不同行程所需控制点如下:

第一齿轮 D1为与主转轴 D总齿数相同 (如图 1所示, 主转轴 D的齿数 为总齿数的 1/2还少一齿, 这是齿轮的原理), 第二齿轮 D2的齿数与活塞杆 的齿数相同, 因此第二齿轮 D2转一圈和汽缸的每一行程距离相同,第三齿 D3与第二齿轮 D2同轴, 第三齿轮 D3的齿数是第四齿轮 D4的齿数的 1/4 , 因此转轴 D分成四等分, 每一等分代表每一汽缸每一行程的所需动作的 控制 及其控制时间长短。

爆炸行程 时间点的控制:如图 3A所示,点火电源 xa提供爆炸时点火用, 转盘上的凸出 vl代表点火时间点是在压缩行程的顶点时, xal表示爆炸所需 的行程距离; xb代表排气所需控制排气阀打开所需的电源, xbl表示排气行 程; xc代表进气所需控制进气阀打开所需的电源, xcl表示进气行程, v2为 控制盘上控制进气阀 (或排气阀) 开启的时间长短。

压缩行程不需任何控制电源, 进气行程走完, 进气阀关闭, 即进入压缩 行程。 Z1为第一汽缸, Z2为第二汽缸, Z3为第三汽缸, Z4为第四汽缸(图 未示), Z5代表点火行程的控制, Z6代表排气行程的控制, Z7代表进气行 程的控制, Z8代表压缩行程的控制, D5第一汽缸 Z1点火时 Z5 第二汽缸 Z2 正进入排气行程 Z6, 第三汽缸 Z3正进入进气行程 Z7。 如图 1所示,主转轴 D转动来回所需的行程空间 Y1是在左、右两汽缸 L、 R的中间, 此空间并不用插入汽缸之内, 因此, 主转轴的尺寸强度是可以单 独设计, 并不受限于汽缸内径的尺寸, 而能与现有的引擎尺寸及强度配合, 左、 右汽缸 L、 R大小能与现有汽缸容量大小相同, 其耗油量也相同, 但本申 请案爆炸力转换成转轴的效率比较高,亦即以 相同的耗油量产生的力量相比, 本申请案产生的力量大, 这是本案申请之目的。 本发明如下所述权利要求书可有另一种方式达 成所述的目的, 凡是可达 成本说明所述目的的任何变动, 都属于本发明权利要求书的范围。