专利名称：超重力发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机，特别涉及一种使内燃与重力有机结合而形成动力源的超重力发动机。
背景技术：
传统的内燃机主要有二冲程和四冲程两种方式，其工作原理在2004年6月由电子工业出版社出版的《汽车构造》一书中有详细的叙述。现代汽油机在标定工况下的有效热效率不超过30％，柴油机则不超过45％。为了节约能源和降低污染环境程度，人们试图改变上述内燃机的两种工作方式，例如1994年8月17日公开的实用新型《壳体反冲燃气轮机》(专利号为93240152·X)，其动力转子集压气机构、燃烧室与动力盘为一体，定子由燃料喷咀、燃料输入通道、点火装置组成，以旋转式热机形式代替了往复式内燃机；再如1995年8月16日公开的实用新型《摆叶式旋转活塞内燃机》(专利号为93239534.1)其结构是混合燃气在进气缸前增压，进气缸后不再被压缩，燃烧室由摆叶、旋转活塞转子、气缸体内壁的凹陷部分和两端的侧板而构成，由于取消了曲轴连杆机构，使得结构简化，重量减轻，启动容易，无爆震，运行平稳。又如1999年4月14日公开的发明专利《供气式内燃机》(专利号为98100735.X)，其结构是把供气系统和燃烧系统分开工作，提供单方向连续旋转的动力，无进排气门，无活塞连杆曲轴设计，从而使热效率提高，功率加大。
综上所述，众多设计目标是瞄准了吸、压、爆、排内燃机传统工作程序的缺点，如四冲程只有一个冲程作功，连杆、曲轴组成使结构复杂且有损耗等，但是由于压缩使气缸内混合气压可达1.5Mpa，温度可上升到750K，可使混合气在接近定容状态下燃烧，从而为作功冲程作了极佳的能量转换准备，致使内燃机有效效率达到极佳状态，同时排气冲程也为降污准备了极好的条件，而上述众多目的是为改善传统工作模式的设计则并没有达到改进内燃机性能的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用超重力旋转结构使内燃机增效并与重力作功相结合而形成的超重力发动机。
以下是实现本发明目的的技术方案本发明的总体构思是在利用超重力旋转结构使内燃机在混合气进入环节与废气排出环节都是在超重力状态下完成的，同时以喷射器或小功率内燃机引发重力和大气压作功，从而达到本发明的目的。
本发明的具体技术方案如下
一种超重力发动机，它包括燃料供给系统、润滑系统、配气系统、冷却系统、起动系统和点火系统。其特征在于在一根与输出动力齿盘A相连的重力轴上固定有至少一个重力盘，在重力盘上，以重力轴为中心至少固定一对重力缸，在重力缸内装有重力活塞，重力活塞与重力轴之间有伸缩拉杆相连，可使重力活塞在重力缸的上下止点之间运行，在重力缸的远轴侧装有活塞销、缸塞环和膨胀片，在重力盘座的中心下垂线向右偏离10°至40°的位置装有内燃作动单元，燃料经油箱、油泵和滤清器与空气经空气滤清器分别进入超重力机A，废气则经排气管A、排气管B进入真空机和增压器，然后再进入超重力机B，与水泵驱动并经过滤器过滤的循环水在超重力环境下作用后经排气管C排出。与活塞正对的重力盘座位置打一个孔为作功口，当重力活塞旋转到正好与作功口相对时，在控制单元的控制下，内燃作功单元立刻点火，爆燃的混合气在推动活塞作功，推动输出动力齿盘B作功的同时，还通过作功口，推动重力盘旋转使输出动力齿盘A作功，同时还推动重力活塞向重力轴方向移动，并经重力活塞里侧的碰销与固定在重力缸近轴位置的碰销座A作用而使重力活塞暂时固定在近重力轴位置的下止点，当转到与重力轴轴对称的上侧时，与安装在重力盘座相应位置上的碰销座B作用后，被释放的重力活塞在离心力下立刻运行到活塞销处的上止点，这样，每个重力活塞转动到内燃作功单元相对位置时则向重力轴靠近，转动力矩减小，而转动到上侧相应位置时则远离重力轴，转动力矩增大，从而使输出动力齿盘A增加了重力作功成份。
所述的配气系统由输出动力齿盘A、B、控制单元、正时齿轮A、B、C组成，其配气系统的最终目的是使内燃作功单元在控制单元的配合下，协调输出动力齿盘A输出动力盘B对飞轮的正向推动，并使内燃作功单元的点火恰好是某一个重力缸刚好旋转到与内燃作功单元相对应的位置，从而达到内燃作功单元一次点火爆发，同时推动输出动力盘A、B和重力活塞的向轴心移动。
所述的内燃作功单元由小型内燃机或喷射器组成。
所述的喷射器由汽油泵、喷油泵和喷油器所组成。
所述的小型内燃机由气缸体、固定螺钉、作功口、火花塞、活塞、连杆、排气管B、进气口、曲轴、扫气口和输出动力齿盘B所组成。
所述的超重力机A由磁力驱动器A或B、旋转床和分布器所组成。
所述的碰销座A由定块、动块、弹簧A、弹簧B、销钉、弹簧支座所组成。
所述的伸缩拉杆也可由记忆合金弹簧构成。
所述的增压器由真空机、涡轮机和压气机所组成。真空机的作用是使大气压在活塞压缩时的跟进作功不为零。
超重力发动机是这样工作的像传统内燃机一样，利用蓄电池供电使直流电动机运转带动内燃作功单元作功，在控制单元的总体控制下，以超重力机A为中心的燃气供应系统和以超重力机B为中心的废气处理系统开始投入运行，内燃作功单元以较小的功率输出实现三个功能第一是维持内燃作功单元本身的正常运转，直接由输出动力齿盘B向飞轮输出动力；第二是通过作功口直接推动重力缸旋转，通过输出动力齿盘A向飞轮输出动力；第三是通过作功口推动重力活塞向近轴方向移动，并通过安装在重力活塞上的碰销与安装在重力缸的近轴处上的碰销座A相作用而使重力活塞暂时固定在近轴位置，使重力盘左侧力矩减小，而当重力缸旋转到与碰销座A轴对称的碰销座B位置时，安装在重力盘座上的碰销座B给安装在重力缸上的碰销座A一个力，使碰销座A释放安装在重力活塞上的碰销，从而使重力活塞自由，在离心力作用下迅速移到远轴侧，使重力盘右侧力矩增大，从而使重力作功，使输出动力齿盘A进一步推动飞轮转动。超重力发动机中所谓“超”字有两层含义，第一是说超越了保守力不能对外作功的传统概念，通过重力活塞在随重力盘旋转过程中，又在重力缸内来回移动，当在重力盘座左侧时移动到近轴的下止点，当在重力盘座的右侧时移动到远轴处的上止点从而实现重力作功的目的。第二是说有高的重力加速度，在上千倍的重力加速度状态下，液气以分子水平融合，可以实现完全的化学能转化，超重力机在燃气进出两次应用，进一步实现节油和降低污染的目的。
本发明与现在技术相比具有以下积极效果第一，内燃作功单元不管是使用直接燃气喷射形式，(类似燃气轮机)，还是采用小型内燃机，其作用力矩均远大于传统的曲轴连杆结构，从而可以输出更大动力；第二，内燃作功单元一次爆燃三侧作功，即实现本单元自身作功，燃气推动重力盘作功和重力活塞来回移动而引起的重力作功，成功达到功率放大，因而可大幅度节油。
第三，超重力机在燃气进口和废气出口的两次使用，使燃气在1000倍重力加速度状态下融合，以最大效率实现化学能的释放，在进一步节油的同时废气也在此超重力状态下与循环水结合，大幅度的降低污染。
第四，重力活塞虽然也有“活塞”制作要求，但就其功能而言，制造工艺远比传统的气缸活塞简单，从而降低了制造工艺难度，同时也就增加了可靠性。
第五，内燃成份小型化，大幅度降低了整个发动机的整机成本。
图1是内燃作功单元是小型内燃机的超重力发动机结构示意2是内燃作功单元是喷射器的超重力发动机结构示意3是以超重力机A为中心的燃气进入系统结构示意4是以超重力机B为中心的废气处理系统结构示意5是用于内燃作功单元的小型内燃机结构示意6是重力活塞在重力缸上下止点来回移动的结构示意图
1.重力轴；2.重力盘；3.重力盘座；4.重力缸；5.重力活塞；6.活塞销；7.缸塞环；8.碰销座B；9.伸缩连杆；10.膨胀片；11.膨胀室；12.输出动力齿盘A；13.碰销；14.正轮；15.正时齿轮A；16.正时齿轮B；17.正时齿轮C；18.输出动力齿盘B；19.控制单元；20.作功口；21.下垂线；22.内燃作功单元；23.滤清器；24.油泵；25.油箱；26.进气口；27.超重力机A；28.磁力驱动器A；29.空气滤清器；30.碰销座A；31.过滤器；32.水泵；33.超重力机B；34.磁力驱动器B；35.排气管C；36.增压器；37.排气管B；38.排气管A；39.出油阀紧座；40.出油阀弹簧；41.出油阀；42.出油阀座；43.柱塞套；44.柱塞；45.柱塞弹簧；46.供油拉杆；47.滚轮；48.供油凸轮；49.火花塞；50.进气流量控制器；51.旋转床；52.分布器；53.混合燃气输出口；54.从属转子；55.主磁转子；56.废气入口；57.液体入口；58.输液管；59.液体出口；60.活塞；61.连杆；62.曲轴；63.扫气口；64.气缸体；65.固定螺钉；66.喷射器；67.小型内燃机；68.喷油器；69.喷油泵；70.定块；71.动块；72.弹簧A；73.弹簧B；74.动块突起；75.复位突起；76.方筒；77.销钉；78.弹簧支座；79.真空机；80.涡轮机；81.压气机；82.汽油泵具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述见图1和图5，燃料从油箱25由油泵24推动经滤清器23过滤后进入超重力机A27，空气与燃料在超重力机A27的超重力作用后从进气口26进入内燃作功单元22，此时的内燃作功单元22实际为一个小型内燃机，在控制单元19的电控下，小型内燃机以二冲程形式进行运转，第一冲程是活塞60从下向上运动，当活塞60在下止点时，活塞60将进气口26关闭，扫气口63和排气管B37相通，曲轴箱内汽油和空气的混合气，强制扫气来排出气缸内的残余废气。活塞60上行，首选关闭扫气口63，结束扫气过程，此时尚未关闭的排气管B37，仍继续排气，同进曲轴箱内新鲜混合气对气缸进行过后充气。随后排气管B37关闭，活塞60开始压缩气缸内混合气。活塞60接近上止点，火花塞49点火，压缩混合气开始燃烧。第二冲程指活塞60从上止点运动到下止点，活塞60在爆燃气体推动下下行作功，此时进气口26仍开着，然后活塞60下行将进气口26关闭。曲轴箱内的混合气被压缩。随后，活塞60将排气管B37打开，气缸内的废气冲出排气管B37，接着扫气口63打开，曲轴箱内的压缩新鲜混合气从扫气口63进入气缸，将废气强制扫离气缸从排气管B37排出。
与传统的小型内燃机不同之处，是在火花塞49点火后，活塞60下行的同时，爆燃气体还通过作功口20推动安装在重力盘座3上的重力盘2旋转，通过控制单元19的电控和正时齿轮A15、正时齿轮B16以及正时齿轮C17的机械控制，使每次小型内燃机的火花塞49点火的时刻，恰好是作功口20对着一个重力缸4的重力活塞5的顶面，于是一方面激发膨胀片10膨胀产生反作用力，促使重力盘更加旋转，通过重力轴1和输出动力齿盘A12向飞轮14输出动力，另一方面推动重力活塞5向近轴侧移动，通过安装在重力活塞5上的碰销13卡在安装在重力缸4上的碰销座A30的卡槽中，重力活塞5则暂时固定在近轴侧随着重力缸一起顺时针旋转，当转到与其轴对称的位置时安装在重力盘座3的碰销座B8对碰销座A30碰撞后，使重力活塞5从卡槽中释放出来，在离心力作用下迅速移动到远轴侧，从而形成如下状态即重力活塞5处于左侧时在近轴侧，而在右侧时则在远轴侧，显然重力缸4在旋转时增添了重力的作功，使输出动力齿盘A给飞轮14更大的动力输出。为了进一步节油和降低污染，本发明同时以超重力机A27为中心设计了燃气进入系统(见图3)，燃油从油箱25被油泵24吸出，并送至滤气器23过滤后进入超重力机A的分布器52，燃油从分布器52的小孔中喷出进入旋转床51。空气则经空气滤清器29进入压气机81再经进气流量控制器50后进入超重力机A27，电机驱动主磁转子55，然后以磁力带动从磁转子54高速旋转，最后燃气从混合燃气输出口53送出，进入小型内燃机的进气口26(见图4)，从重力盘2和小型内燃机排出的废气从排气管A38和排气管B37进入真空机79和增压器36，然后进入超重力机B33，采用水泵32从超重力机B33中抽出作用后的废水再经过滤器31过滤后经输液管58和液体入口57进入分布器52，形成水循环。最后极少量经处理的废气从排气管C35排出。
图2为内燃作功单元22为喷射器66的情形。喷射器66由汽油泵82、喷油泵69和喷油器68所组成。喷油泵69由出油阀紧座39、出油阀弹簧40、出油阀41、出油阀座42、柱塞套43、柱塞44、柱塞弹簧45、供油拉杆46、滚轮47、供油凸轮48所组成，其他与内燃作功单元22为小型内燃机67时的情形相同。
图6是重力活塞5在重力缸4中于上下止点来回移动的结构示意图。碰销座A30由定块70、动块71、弹簧A72、弹簧B73、动块突起74、销钉77、弹簧支座78所组成。当重力活塞5在燃气推动下向下止点移动时，碰销13便插入碰销座30的卡槽中，而当移动到碰销座B8时，在复位突起75的作用下释放了碰销13，重力活塞5在离心力下移向上止点。
权利要求
1.一种超重力发动机，包括燃料供给系统、润滑系统、配气系统、冷却系统、起动系统和点火系统，其特征在于在一根与输出动力齿盘A(12)相连的重力轴(1)上固定有至少一个重力盘(2)，在重力盘(2)上，以重力轴(1)为中心至少固定一对重力缸(4)，重力缸(4)装有重力活塞(5)，并以伸缩拉杆(9)与重力轴(1)相连，在重力缸(4)的远轴侧装有活塞销(6)、缸塞环(7)和膨胀片(10)，在重力轴(1)下垂线的右侧10°-40°位置装有内燃作功单元(22)燃料经油箱(25)、油泵(24)、滤清器(23)与空气经空气滤清器(29)分别进入超重力机A(27)，废气则经排气管A(38)、排气管B(37)进入真空机(79)和增压器(36)，然后进入超重力机B(33)，与水泵(32)驱动并经过滤器(31)过滤的循环水在超重力环境下作用后经排气管C(35)排出。
2.根据权利要求1所述的超重力发动机，其特征在于所述的配气系统由输出动力齿盘A(12)、输出动力齿盘B(18)、控制单元(19)，正时齿轮A(15)、正时齿轮B(16)和正时齿轮C(17)组成。
3.根据权利要求1所述的超重力发动机，其特征在于所述的内燃作功单元(22)由小型内燃机(67)或喷射器(66)组成。
4.根据权利要求1或3所述的超重力发动机，其特征在于所述的喷射器(66)由汽油泵(82)、喷油泵(69)和喷油器(68)所组成。
5.根据权利要求1或3所述的超重力发动机，其特征在于所述的小型内燃机(67)由气缸体(64)、固定螺钉(65)、作功口(20)、火花塞(49)、活塞(60)、连杆(61)、排气管B(37)、进气口(26)、曲轴(62)、扫气口(63)、和输出动力齿盘B(18)所组成。
6.根据权利要求1所述的超重力发动机，其特征在于所述的超重力机A(27)或B(33)由磁力驱动器A(28)或B(34)、旋转床(51)和分布器(52)所组成。
7.根据权利要求1所述的超重力发动机，其特征在于所述的碰销座A(30)由定块(70)、动块(71)、弹簧A(72)、弹簧B(73)、销钉(77)、弹簧支座(78)所组成。
8.根据权利要求1所述的超重力发动机，其特征在于所述的伸缩拉杆(9)也可由记忆合金弹簧构成。
9.根据权利要求1所述的超重力发动机，其特征在于所述的增压器(36)由真空机(79)、涡轮机(80)和压气机(81)所组成。
全文摘要
本发明提供了一种采用超重力旋转结构使内燃机增效并与重力作功相结合的超重力发动机。其特征在于在一根与输出动力齿盘A相连的重力轴上固定至少一个重力盘，以重力轴为中心至少固定一对重力缸。在小功率的内燃作功单元驱动下，一次爆燃混合气，三侧作功一为内燃单元自身作功；二为通过作功口直接推动重力盘旋转作功；三为通过作功口使重力活塞在重力缸内来回移动，引发重力作功，从而实现大幅度节油和降低污染的目的。可广泛用于汽车和发电等领域。
文档编号F02B75/00GK1811147SQ20051000290
公开日2006年8月2日 申请日期2005年1月26日 优先权日2005年1月26日
发明者孟武 申请人:孟武