[实用新型]自由活塞式旋转动力发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及自由活塞式发动机领域。

背景技术

在发动机领域中，所谓自由活塞式发动机包括直线式自由活塞式发动机和摆动式自由活塞式发动机。近年来，自由活塞式发动机的研究和开发倍受关注。实验表明，自由活塞式发动机具有效率高，污染物生成少，造价低等优势。但自由活塞式发动机也有其发展的瓶颈即往复运动的动力输出如何高效，可靠地转化为旋转动力源使用。虽然目前有不少研究中有利用液压动力系统或发电系统等将自由活塞式发动机往复式运动输出转化成旋转或其他形式的动力源，但其转换的效率和成本都需要进一步的改进。除此之外，自由活塞式发动机可作为二冲程式或四冲程式发动机，相比较而言，四冲程自由活塞式发动机要比二冲程自由活塞式发动机在效率等方面具有不言而喻的优势。但是基于自由活塞式发动机往复运动的特点，当其采用四冲程工作模式时，实现对发动机的配气机构的控制就很困难。如果能够解决四冲程自由活塞式发动机的配气及供油(柴油机)等系统所需要的正时旋转动力源问题，将能促进四冲程自由活塞式发动机的商业化。目前有一些关于四冲程自由活塞式发动机的研究，如世界专利WO2007/059565等，但都没有提出关于四冲程自由活塞式发动机的配气机构以及作为柴油机使用时凸轮式高压油泵的正时动力源的解决方案。为此需要发明一种可以作为旋转动力源的或至少具有可以为其自身的四冲程配气机构和凸轮式高压油泵的提供旋转正时动力源的发动机。

发明内容

本实用新型中所述自由活塞式发动机是指直线式自由活塞式发动机、摆动活塞式发动机、摆动活塞式转子发动机、弧形缸转子发动机和弧形缸摆动活塞式发动机。这类发动机具有共同的特点，活塞在爆炸冲程开始时就具有力矩，而且没有可以用来对四冲程发动机的配气机构等系统进行正时控制的旋转动力源。所谓摆动活塞式发动机是指活塞在气缸内摆动，形成容积变化，而构成的发动机，此种发动机的活塞和气缸不作圆周运动；所谓摆动活塞式转子发动机，是指与摆动活塞式发动机结构相同，但活塞在摆动的同时还作圆周运动；弧形缸摆动活塞式发动机和弧形缸转子发动机的结构与摆动活塞式发动机和摆动活塞式转子发动机的结构不同，所谓弧形缸摆动活塞式发动机是指气缸的中心线设为弧形，气缸的断面设为圆形或非圆形，活塞的活塞连接件设在气缸的燃烧室密封段之外，将气缸和活塞中的一类设为固定式的发动机，若将气缸和活塞设为以所述气缸中心弧线的圆心为圆心旋转并相对摆动式，则构成所谓弧形缸转子发动机。摆动活塞式发动机和弧形缸摆动活塞式发动机各自均具有两个摆动系统。

众所周知，要想制造出四冲程自由活塞式发动机就必须解决其配气机构所需要的可以用作正时控制的旋转动力源。目前将自由活塞式发动机的往复式运动转换成旋转动力源的方案有多种形式，如液压式，电动式和曲轴式，但前两种方案不能作为对四冲程自由活塞式发动机的配气机构和凸轮式高压油泵所需要的旋转动力源，因为没有固定的正时关系，而后一种方案即传统的曲轴式，则使自由活塞的最大优势无法得以体现，与传统的往复式发动机基本上没有区别，因此使用曲轴式并无太大意义。因此就需要发明一种高效的，适用性强的可以作为四冲程自由活塞式发动机的配气机构和凸轮式高压油泵的旋转正时动力源的发动机。

为此本实用新型公开了一种自由活塞式旋转动力发动机，包括：自由活塞式发动机，旋转体，结构件，其目的是这样实现的：

所述自由活塞式发动机的自由活塞连接件经连接件销轴直接或经弹性连接件A与所述结构件连接，所述结构件直接或经弹性连接件B与旋转体销轴连接，所述旋转体销轴直接或经弹性连接件C与所述旋转体连接，所述旋转体与动力轴连接，所述弹性连接件A，所述弹性连接件B和所述弹性连接件C中至少须设置一个。

结构件、旋转体销轴、旋转体和弹性连接件A和/或弹性连接件B和/或弹性连接件C即构成了弹性曲柄连杆机构。所述弹性曲柄连杆机构的动力轴的轴承座设在所述自由活塞式发动机的缸体上或机体上；所述弹性曲柄连杆机构的连接件销轴设在摆动活塞式发动机的两个摆动系统中的一个摆动系统上，所述弹性曲柄连杆机构的动力轴的轴承座设在摆动活塞式发动机的两个摆动系统中的另一个摆动系统上。

所述弹性连接件A设为由预压缩弹簧A和预压缩弹簧B构成式。

所述弹性连接件B设为由预压缩弹簧A和预压缩弹簧B构成式。

所述弹性连接件C设为由预压缩弹簧A和预压缩弹簧B构成式。