技術領域

本發明涉及一種二沖程的環缸發動機，屬于發動機技術領域。

背景技術

在發動機領域已知，奧托熱力循環包括兩個等容吸熱、放熱過程，兩個絕熱壓縮、膨脹過程，以壓縮比10為例，理論熱效率約60%。汽油機是近似遵循奧托循環的內燃發動機，實際熱效率約30%；狄塞爾熱力循環包括一個等壓吸熱過程，一個等容放熱過程，兩個絕熱壓縮、膨脹過程，以壓縮比20為例，理論熱效率約58%。柴油機是近似遵循狄塞爾循環的內燃發動機，實際熱效率約35%。

由此可見，無論是汽油機還是柴油機，實際熱效率比理論熱效率都低很多，造成這種現象的主要原因之一是與高溫燃氣直接接觸的缸套、活塞等零部件是由絕熱效果較差的金屬材料制造，金屬材料持續可靠的工作需要依靠冷卻系統不斷的冷卻其從密閉燃燒室吸取的熱能。陶瓷材料是一種絕熱效果較好的材料，缸套、活塞等零部件與高溫燃氣直接接觸的部分如果使用陶瓷材料制造便可提高實際熱效率，但是因為陶瓷材料的脆性而導致的低可靠性成為其應用在發動機上的技術障礙。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足之處，本發明提供一種環缸發動機，有效降低活塞與缸套的磨損和沖擊，大大提高陶瓷材料應用在發動機上的可靠性，提高實際熱效率。

本發明是通過如下技術方案實現的：一種雙缸二沖程環缸發動機，它包括：

兩個相對設置的氣缸，氣缸的內腔制作成圓環形曲面，所述圓環形曲面是指：平面內一圓繞該平面內一軸線旋轉所形成的空間曲面，平面內的該圓叫做圓環形曲面的創成圓，軸線叫做創成軸線，創成圓圓心至創成軸線的垂直距離叫做創成半徑；氣缸的兩端留有活塞入口，

兩個氣缸之間設置有中心軸，中心軸的軸線與所述創成軸線重合；

兩個成對設置的與所述的氣缸配合的雙頭活塞，每個雙頭活塞包括活塞臂，活塞臂的兩端固定有活塞頭，活塞臂的中部伸出有鉸接端鉸接在所述的中心軸上，所述的活塞頭的外側面制作成與氣缸的內腔適配的圓環形曲面，該圓環形曲面與氣缸內腔的圓環形曲面的創成軸線重合、創成半徑相等，活塞頭從每個氣缸的兩端伸入，氣缸內兩個相對的活塞頭之間形成密封的燃燒室，所述的氣缸的內腔和活塞頭的外側面之間留有既能保證活塞運動又能保證燃燒室密封的微小間隙，氣缸的排氣孔和進氣孔成對布置在氣缸壁上，排氣孔和進氣孔的位置在活塞外止點處的活塞頭內端面與內止點處的活塞頭外端面之間的范圍；

一個曲軸，所述的兩個雙頭活塞的活塞臂與曲軸的曲拐之間鉸接有連桿，曲軸、連桿、活塞臂與中心軸構成使兩個雙頭活塞同步擺動、且活塞頭在內、外止點之間繞中心軸往復轉動的曲柄搖桿機構。

所述的活塞頭、氣缸與高溫燃氣直接接觸的部分采用陶瓷材料。

所述的雙頭活塞是無裙部活塞，即活塞導向端與活塞密封端分離，所述的活塞密封端即所述的圓環形曲面形狀的活塞頭，所述的活塞導向端用中心軸替代導向裙部。

所述的兩個雙頭活塞的活塞臂上各有兩個鉸接點，兩個鉸接點沿兩個活塞頭外端面之間的對稱面對稱設置，每個鉸接點對應一個或一對連桿連接至所述的曲軸上，每個連桿對應一個曲拐，雙鉸接點及與其適配的連桿機構作為導向機構。

所述的兩個雙頭活塞分別是靠近所述的曲軸的雙頭活塞A和遠離曲軸的雙頭活塞B，所述的兩個鉸接點在雙頭活塞A上為鉸點C和鉸點D、在雙頭活塞B上為鉸點A和鉸點B，在鉸點A上有銷軸A，銷軸A的兩端通過一對連桿A鉸接在曲軸上，在鉸點B上有銷軸B，銷軸B的兩端通過一對連桿B鉸接在曲軸上，在鉸點C上有銷軸C，銷軸C的兩端通過一對連桿C鉸接在曲軸上，在鉸點D上有銷軸D，銷軸D通過一個連桿D鉸接在曲軸上，銷軸A、銷軸B、銷軸C和銷軸D的軸線均與中心軸平行，且銷軸A的長度最長、銷軸B短于銷軸A、銷軸C短于銷軸B，銷軸D短于銷軸C，故在曲軸上兩個連桿A的曲拐處在最外端，連桿D的曲拐處在中間。

所述的氣缸的外部固定有導向塊，導向塊具有與雙頭活塞運動圓軌跡相適應的內圓弧面，所述的活塞臂上具有弧形導向塊，弧形導向塊的外側具有與導向塊的內圓弧面相適配的外弧面。

所述的活塞臂為雙層板狀結構，每層板狀結構為扇形，扇形的窄端中部連接所述的鉸接端。

所述的兩個氣缸通過缸體連為一體，缸體的中部設有活塞鉸接腔和軸腔，所述的雙頭活塞的鉸接端置于所述的活塞鉸接腔內，所述的中心軸同時穿過所述的軸腔和鉸接端。