一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机

摘要

一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，包括气缸体，气缸体的中部开设有主轴孔，主轴孔的外周均匀布置有六个轴向贯通的气缸，气缸中对置设置有前后两个活塞，气缸的前后两端均设置有压气旋转气阀，气缸的中部设置有做功旋转气阀，十二个活塞中，九个活塞通过压气旋转气阀从环境中进气并做一级压缩至储气支管，三个活塞通过压气旋转气阀从储气支管中进气并做二级压缩至燃烧室，六个气缸中，三个气缸进行一级做功，三个气缸进行二级做功，一级做功气缸为做二级压缩的活塞所在气缸，二级做功气缸为均做一级压缩的前后两个活塞所在气缸。本设计提高了热能利用率。

权利要求

1.一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，包括气缸体(1)，所述气缸体(1)的中部开设有主轴孔，主轴孔中设置有主轴(2)，气缸体(1)的两端分别设置有斜盘箱(3)，所述斜盘箱(3)内设置有斜盘(4)，且斜盘(4)套装在主轴(2)上，所述主轴孔的外周均匀布置有六个轴向贯通的气缸(5)，所述气缸(5)中对置设置有前后两个活塞(6)，所述活塞(6)的活塞杆(7)均与斜盘箱(3)中的滑块支架(8)相连接，所述滑块支架(8)与斜盘箱(3)上的导轨滑动连接，滑块支架(8)的球窝(9)与斜盘箱(3)中的半球滑块(10)的球面滑动连接，所述半球滑块(10)的平面与斜盘(4)滑动连接，所述主轴(2)的后端设置有后端盖(11)，所述后端盖(11)的后端设置有飞轮(12)，所述飞轮(12)套装在主轴(2)的后端，飞轮(12)外设置有飞轮壳(13)，所述飞轮壳(13)安装在后端盖(11)上，所述主轴(2)的前端设置有前端盖(14)，所述前端盖(14)的前端面设置有齿轮箱(15)，所述齿轮箱(15)前端的主轴(2)上设置有皮带盘(16)，齿轮箱(15)中对应一个气缸(5)分别设置有一个旋转气阀齿轮(17)，且齿轮箱(15)中设置有多个中间齿轮(18)，所述旋转气阀齿轮(17)分别与对应的中间齿轮(18)相啮合，多个所述中间齿轮(18)分别与主轴(2)前端的主轴齿轮(19)相啮合，其特征在于：所述气缸(5)的前后两端均设置有压气旋转气阀(20)，气缸(5)的中部设置有做功旋转气阀(21)，所述气缸(5)前端的压气旋转气阀(20)通过传动轴(22)与旋转气阀齿轮(17)传动连接，所述气缸(5)前端的压气旋转气阀(20)通过连轴器(23)与做功旋转气阀(21)相连接，所述做功旋转气阀(21)通过连轴器(23)与气缸(5)后端的压气旋转气阀(20)相连接；

十二个所述活塞(6)中，九个活塞(6)通过压气旋转气阀(20)从环境中进气并做一级压缩至储气支管(24)，三个活塞(6)通过压气旋转气阀(20)从储气支管(24)中进气并做二级压缩至燃烧室(25)；

所述一级压缩是指活塞(6)从下止点向上运动时，活塞(6)的下腔从环境中吸入空气，活塞(6)下行时将空气压入储气支管(24)；

所述二级压缩是指活塞(6)上行时活塞(6)的下腔从储气支管(24)进气，活塞(6)下行时将空气压入燃烧室(25)；

六个所述气缸(5)中，三个气缸(5)进行一级做功，三个气缸(5)进行二级做功；

所述一级做功是指一级做功气缸的活塞(6)越过上止点后，做功旋转气阀(21)的进气通道(213)打开，燃烧室(25)将高压气体输入活塞(6)上腔，推动活塞(6)下行做功，在上止点过后的某一点时，做功旋转气阀(21)的进气通道(213)关闭，高压气体作定熵膨胀推动活塞(6)继续下行做功直到下止点，活塞(6)越过下止点后，做功旋转气阀(21)的排气通道(214)打开，将废气排出；

一级做功气缸为做二级压缩的活塞(6)所在气缸(5)；

所述二级做功是指一级做功气缸的活塞(6)离开上止点后60度，二级做功气缸的活塞(6)到达上止点，此时，做功旋转气阀(21)的进气通道(213)打开，燃烧室(25)将剩余高压气体输入活塞(6)的上腔，推动活塞(6)下行做功，在下止点前的某一点时，做功旋转气阀(21)的进气通道(213)关闭，高压气体作定熵膨胀推动活塞(6)继续下行做功直到下止点，活塞(6)越过下止点后，做功旋转气阀(21)的排气通道(214)打开，将废气排出；

二级做功气缸为均做一级压缩的前后两个活塞(6)所在气缸(5)。

2.根据权利要求1所述的一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，其特征在于：所述旋转气阀齿轮(17)上连接有一号锥形齿轮(26)，旋转气阀齿轮(17)套装在传动轴(22)上，所述传动轴(22)通过轴承座(27)安装在前端盖(14)上，传动轴(22)上连接有二号锥形齿轮(28)，传动轴(22)上位于一号锥形齿轮(26)与二号锥形齿轮(28)之间的部位插装有行星齿轮轴(29)，行星齿轮轴(29)与传动轴(22) 垂直，所述行星齿轮轴(29)上位于传动轴(22)两侧的部位连接有三号锥形齿轮(30)，三号锥形齿轮(30)与一号锥形齿轮(26)、二号锥形齿轮(28)相啮合，所述行星齿轮轴(29)的一端与回位弹簧(31)的一端相连接，回位弹簧(31)的另一端与齿轮箱(15)中的固定杆(32)相连接，所述行星齿轮轴(29)的另一端连接有凸轮(33)，凸轮(33)与音圈电机(34)上的滚轮(35)相接触。

3.根据权利要求1所述的一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，其特征在于：所述燃烧室(25)包括壳体(251)，所述壳体(251)内嵌铸有热障涂层和内胆(252)，所述壳体(251)的顶部安装有喷油嘴(253)，壳体(251)的底部安装有火花塞(254)，所述壳体(251)的一侧安装有进气管(255)，进气管(255)内套装有螺旋叶片管(256)，所述壳体(251)的另一侧安装有出气管(257)。

4.根据权利要求1所述的一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，其特征在于：所述压气旋转气阀(20)、做功旋转气阀(21)均包括阀体(211)及其内套装的阀芯(212)，所述阀芯(212)设置有进气通道(213)与排气通道(214)，阀芯(212)的中部安装有密封环(215)，阀芯(212)的两端安装有衬套(216)，阀芯(212)的两轴端通过黑色泥状盘根(217)和密封端盖(218)密封，所述阀体(211)的两侧设置有冷却水套(219)，阀体(211)的一侧开设有进气口(220)与排气口(221)，阀体(211)的另一侧开设有气缸通道口(222)。

5.根据权利要求1所述的一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，其特征在于：所述活塞(6)由上活塞体和下活塞体焊接而成，活塞(6)的中部开设有空腔(61)，活塞(6)外壁的中部安装有气密环(62)，活塞(6)外壁的两端安装有定向环(63)，活塞(6)的上下两端均设置有热障涂层。

6.根据权利要求1所述的一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，其特征在于：所述储气支管(24)上安装有压缩空气管(41)，储气支管(24)与压缩空气管(41)之间设置有电磁阀(36)。

说明书

一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种活塞发动机，尤其涉及一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，主要适用于提高热能利用率。

背景技术

[0002] 目前内燃机为各个领域所广泛使用，而它的热效率好像已达到了顶点，多年来一直没有大的提升，据分析，热能损失主要是以下几点：

[0003] 1、排气热量损失了35％～50％，在排气门打开时，气缸内还有1MPa左右的气压，此时膨胀做功的定熵线比较平缓，正好对外做功，可是不打开又对排气冲程造成更大的阻力，
得不偿失，现在用多气门技术来减少气阻，有效果，但还是不尽人意；

[0004] 2、冷却系统，高温燃气在燃烧室内的涡流有助于燃烧的彻底，使碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）的排放减少，但高温燃气频繁接触较冷的燃烧室壁和缸盖底面使得热量损
失很大；加厚零件壁厚提高热阻又会造成零件的热疲劳，影响零件的使用寿命；

[0005] 3、摩擦阻力，活塞在行程中部时对外做功最大，但推动曲轴做功的反作用力在活塞与缸套上，因活塞的侧向受力特别大，摩擦阻力损失了很大的轴功。

发明内容

[0006] 本发明的目的是克服现有技术中存在的热能利用率低的缺陷与问题，提供一种热能利用率高的斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机。

[0007] 为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，包括气缸体，所述气缸体的中部开设有主轴孔，主轴孔中设置有主轴，气缸体的两端
分别设置有斜盘箱，所述斜盘箱内设置有斜盘，且斜盘套装在主轴上，所述主轴孔的外周均
匀布置有六个轴向贯通的气缸，所述气缸中对置设置有前后两个活塞，所述活塞的活塞杆
均与斜盘箱中的滑块支架相连接，所述滑块支架与斜盘箱上的导轨滑动连接，滑块支架的
球窝与斜盘箱中的半球滑块的球面滑动连接，所述半球滑块的平面与斜盘滑动连接，所述
主轴的后端设置有后端盖，所述后端盖的后端设置有飞轮，所述飞轮套装在主轴的后端，飞
轮外设置有飞轮壳，所述飞轮壳安装在后端盖上，所述主轴的前端设置有前端盖，所述前端
盖的前端面设置有齿轮箱，所述齿轮箱前端的主轴上设置有皮带盘，齿轮箱中对应一个气
缸分别设置有一个旋转气阀齿轮，且齿轮箱中设置有多个中间齿轮，所述旋转气阀齿轮分
别与对应的中间齿轮相啮合，多个所述中间齿轮分别与主轴前端的主轴齿轮相啮合；

[0008] 所述气缸的前后两端均设置有压气旋转气阀，气缸的中部设置有做功旋转气阀，所述气缸前端的压气旋转气阀通过传动轴与旋转气阀齿轮传动连接，所述气缸前端的压气
旋转气阀通过连轴器与做功旋转气阀相连接，所述做功旋转气阀通过连轴器与气缸后端的
压气旋转气阀相连接；

[0009] 十二个所述活塞中，九个活塞通过压气旋转气阀从环境中进气并做一级压缩至储气支管，三个活塞通过压气旋转气阀从储气支管中进气并做二级压缩至燃烧室；

[0010] 所述一级压缩是指活塞从下止点向上运动时，活塞的下腔从环境中吸入空气，活塞下行时将空气压入储气支管；

[0011] 所述二级压缩是指活塞上行时活塞的下腔从储气支管进气，活塞下行时将空气压入燃烧室；

[0012] 六个所述气缸中，三个气缸进行一级做功，三个气缸进行二级做功；

[0013] 所述一级做功是指一级做功气缸的活塞越过上止点后，做功旋转气阀的进气通道打开，燃烧室将高压气体输入活塞上腔，推动活塞下行做功，在上止点过后的某一点时，做
功旋转气阀的进气通道关闭，高压气体作定熵膨胀推动活塞继续下行做功直到下止点，活
塞越过下止点后，做功旋转气阀的排气通道打开，将废气排出；

[0014] 一级做功气缸为做二级压缩的活塞所在气缸；

[0015] 所述二级做功是指一级做功气缸的活塞离开上止点后60度，二级做功气缸的活塞到达上止点，此时，做功旋转气阀的进气通道打开，燃烧室将剩余高压气体输入活塞的上
腔，推动活塞下行做功，在下止点前的某一点时，做功旋转气阀的进气通道关闭，高压气体
作定熵膨胀推动活塞继续下行做功直到下止点，活塞越过下止点后，做功旋转气阀的排气
通道打开，将废气排出；

[0016] 二级做功气缸为均做一级压缩的前后两个活塞所在气缸。

[0017] 所述旋转气阀齿轮上连接有一号锥形齿轮，旋转气阀齿轮套装在传动轴上，所述传动轴通过轴承座安装在前端盖上，传动轴上连接有二号锥形齿轮，传动轴上位于一号锥
形齿轮与二号锥形齿轮之间的部位垂直插装有行星齿轮轴，所述行星齿轮轴上位于传动轴
两侧的部位连接有三号锥形齿轮，三号锥形齿轮与一号锥形齿轮、二号锥形齿轮相啮合，所
述行星齿轮轴的一端与回位弹簧的一端相连接，回位弹簧的另一端与齿轮箱中的固定杆相
连接，所述行星齿轮轴的另一端连接有凸轮，凸轮与音圈电机上的滚轮相接触。

[0018] 所述燃烧室包括壳体，所述壳体内嵌铸有热障涂层和内胆，所述壳体的顶部安装有喷油嘴，壳体的底部安装有火花塞，所述壳体的一侧安装有进气管，进气管内套装有螺旋
叶片管，所述壳体的另一侧安装有出气管。

[0019] 所述压气旋转气阀、做功旋转气阀均包括阀体及其内套装的阀芯，所述阀芯设置有进气通道与排气通道，阀芯的中部安装有密封环，阀芯的两端安装有衬套，阀芯的两轴端
通过黑色泥状盘根和密封端盖密封，所述阀体的两侧设置有冷却水套，阀体的一侧开设有
进气口与排气口，阀体的另一侧开设有气缸通道口。

[0020] 所述活塞由上活塞体和下活塞体摩擦焊接而成，活塞的中部开设有空腔，活塞外壁的中部安装有气密环，活塞外壁的两端安装有定向环，活塞的上下两端均设置有热障涂
层。

[0021] 所述储气支管上安装有压缩空气管，储气支管与压缩空气管之间设置有电磁阀。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0023] 1、本发明一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机中共有十二个活塞，用九个活塞的下腔从环境中进气并做一级压缩至储气支管，用三个活塞的下腔从储气支管里进气并压
缩至各自的燃烧室，六个活塞上腔为一级膨胀做功，六个活塞上腔为二级膨胀做功，膨胀做
功容积大于进气容积1.4倍，这样就能更彻底利用现代内燃机排气时的余压，从而大幅度提
高热能利用率。因此，本发明提高了热能利用率。

[0024] 2、本发明一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机中旋转气阀齿轮通过一号锥形齿轮和三号锥形齿轮带动二号锥形齿轮运动，二号锥形齿轮带动传动轴运动，传动轴带动
气阀运动，行星齿轮轴的一端与回位弹簧的一端相连接，回位弹簧的另一端与齿轮箱中的
固定杆相连接，行星齿轮轴的另一端连接有凸轮，凸轮与音圈电机上的滚轮相接触，音圈电
机带动凸轮转动，凸轮带动行星齿轮轴移位，行星齿轮轴带动三号锥形齿轮移位，从而改变
二号锥形齿轮的运动角度，使得压气旋转气阀的进气通道和做功旋转气阀的排气通道面积
更丰满，减少空气的粘性摩擦，同时，二级做功进气关闭时间在音圈电机的作用下可自动调
节，控制燃烧室的预留气压，从而控制压缩比。因此，本发明不仅可以减少空气的粘性摩擦，
而且可以控制压缩比。

[0025] 3、本发明本发明一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机中二级压缩完成时燃油喷进燃烧室，离一级做功进气通道打开有60度主轴旋转时间，燃油的气化和燃烧都在定容
环境中进行，使燃烧更完善。因此，本发明燃烧更完善。

[0026] 4、本发明一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机中壳体内嵌铸有热障涂层和内胆，不仅提高了燃烧室的刚度，而且可防止温度外泄；进气管内套装有螺旋叶片管，压缩后
的空气经螺旋叶片管形成高速滚流冲进燃烧室，在燃烧室内形成旋转涡流，将燃烧室内的
高压气体挤进一、二做功进气管内，因燃烧室总容积大，使得做功时膨胀的定熵线斜率较为
平缓。因此，本发明不仅提高了燃烧室的刚度，可防止温度外泄，而且使得做功时膨胀的定
熵线斜率较为平缓。

[0027] 5、本发明一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机中的旋转气阀，阀芯的中部安装有密封环，阀芯的两轴端通过黑色泥状盘根和密封端盖密封，使得密封效果更好；阀芯的两
端安装有衬套，减少摩擦阻力和降低对润滑油的依赖；阀体的两侧设置有冷却水套，保证气
阀工作在正常温度中。因此，本发明密封效果好、摩擦阻力小、冷却效果好。

[0028] 6、本发明一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机中活塞由上活塞体和下活塞体摩擦焊接而成，活塞的中部开设有空腔，有效减轻了重量，更适合高速运行；活塞的上下两
端均设置有热障涂层，可降低活塞温度。因此，本发明不仅减轻了活塞重量，更适合高速运
行，而且可降低活塞温度。

附图说明

[0029] 图1是本发明的结构示意图。

[0030] 图2是本发明中燃气管道的结构示意图。

[0031] 图3是本发明中气缸的布置结构示意图。

[0032] 图4是本发明中齿轮箱的结构示意图。

[0033] 图5是本发明中旋转气阀齿轮与传动轴的装配结构示意图。

[0034] 图6是本发明中行星齿轮轴与回位弹簧、音圈电机的装配结构示意图。

[0035] 图7是本发明中燃烧室的结构示意图。

[0036] 图8是本发明中压气旋转气阀、做功旋转气阀的结构示意图。

[0037] 图9是图8中阀体的结构示意图。

[0038] 图10是本发明中活塞的结构示意图。

[0039] 图11是本发明中压气旋转气阀的开关示意图（一）。

[0040] 图12是本发明中压气旋转气阀的开关示意图（二）。

[0041] 图13是本发明中压气旋转气阀的开关示意图（三）。

[0042] 图14是本发明中做功旋转气阀的开关示意图（一）。

[0043] 图15是本发明中做功旋转气阀的开关示意图（二）。

[0044] 图16是本发明中做功旋转气阀的开关示意图（三）。

[0045] 图17是本发明中气缸中压力变化和活塞位置的计算数据（一）。

[0046] 图18是本发明中气缸中压力变化和活塞位置的计算数据（二）。

[0047] 图19是本发明中气缸中压力和活塞位置的关系图。

[0048] 图20是本发明中气缸中最高压力和最低压力的平均压力值。

[0049] 图中：气缸体1、主轴2、斜盘箱3、斜盘4、气缸5、活塞6、空腔61、气密环62、定向环63、螺纹孔64、活塞杆7、滑块支架8、球窝9、半球滑块10、后端盖11、飞轮12、飞轮壳13、前端
盖14、齿轮箱15、皮带盘16、旋转气阀齿轮17、中间齿轮18、主轴齿轮19、压气旋转气阀20、做
功旋转气阀21、阀体211、阀芯212、进气通道213、排气通道214、密封环215、衬套216、黑色泥
状盘根217、密封端盖218、冷却水套219、进气口220、排气口221、气缸通道口222、传动轴22、
连轴器23、储气支管24、燃烧室25、壳体251、内胆252、喷油嘴253、火花塞254、进气管255、螺
旋叶片管256、出气管257、一号锥形齿轮26、轴承座27、二号锥形齿轮28、行星齿轮轴29、三
号锥形齿轮30、回位弹簧31、固定杆32、凸轮33、音圈电机34、滚轮35、电磁阀36、气缸密封端
盖37、斜盘座38、配重压块39、螺母40、压缩空气管41、附件齿轮42。

具体实施方式

[0050] 以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0051] 参见图1至图20，一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，包括气缸体1，所述气缸体1的中部开设有主轴孔，主轴孔中设置有主轴2，气缸体1的两端分别设置有斜盘箱3，所述
斜盘箱3内设置有斜盘4，且斜盘4套装在主轴2上，所述主轴孔的外周均匀布置有六个轴向
贯通的气缸5，所述气缸5中对置设置有前后两个活塞6，所述活塞6的活塞杆7均与斜盘箱3
中的滑块支架8相连接，所述滑块支架8与斜盘箱3上的导轨滑动连接，滑块支架8的球窝9与
斜盘箱3中的半球滑块10的球面滑动连接，所述半球滑块10的平面与斜盘4滑动连接，所述
主轴2的后端设置有后端盖11，所述后端盖11的后端设置有飞轮12，所述飞轮12套装在主轴
2的后端，飞轮12外设置有飞轮壳13，所述飞轮壳13安装在后端盖11上，所述主轴2的前端设
置有前端盖14，所述前端盖14的前端面设置有齿轮箱15，所述齿轮箱15前端的主轴2上设置
有皮带盘16，齿轮箱15中对应一个气缸5分别设置有一个旋转气阀齿轮17，且齿轮箱15中设
置有多个中间齿轮18，所述旋转气阀齿轮17分别与对应的中间齿轮18相啮合，多个所述中
间齿轮18分别与主轴2前端的主轴齿轮19相啮合；

[0052] 所述气缸5的前后两端均设置有压气旋转气阀20，气缸5的中部设置有做功旋转气阀21，所述气缸5前端的压气旋转气阀20通过传动轴22与旋转气阀齿轮17传动连接，所述气
缸5前端的压气旋转气阀20通过连轴器23与做功旋转气阀21相连接，所述做功旋转气阀21
通过连轴器23与气缸5后端的压气旋转气阀20相连接；

[0053] 十二个所述活塞6中，九个活塞6通过压气旋转气阀20从环境中进气并做一级压缩至储气支管24，三个活塞6通过压气旋转气阀20从储气支管24中进气并做二级压缩至燃烧
室25；

[0054] 所述一级压缩是指活塞6从下止点向上运动时，活塞6的下腔从环境中吸入空气，活塞6下行时将空气压入储气支管24；

[0055] 所述二级压缩是指活塞6上行时活塞6的下腔从储气支管24进气，活塞6下行时将空气压入燃烧室25；

[0056] 六个所述气缸5中，三个气缸5进行一级做功，三个气缸5进行二级做功；

[0057] 所述一级做功是指一级做功气缸的活塞6越过上止点后，做功旋转气阀21的进气通道213打开，燃烧室25将高压气体输入活塞6上腔，推动活塞6下行做功，在上止点过后的
某一点时，做功旋转气阀21的进气通道213关闭，高压气体作定熵膨胀推动活塞6继续下行
做功直到下止点，活塞6越过下止点后，做功旋转气阀21的排气通道214打开，将废气排出；

[0058] 一级做功气缸为做二级压缩的活塞6所在气缸5；

[0059] 所述二级做功是指一级做功气缸的活塞6离开上止点后60度，二级做功气缸的活塞6到达上止点，此时，做功旋转气阀21的进气通道213打开，燃烧室25将剩余高压气体输入
活塞6的上腔，推动活塞6下行做功，在下止点前的某一点时，做功旋转气阀21的进气通道
213关闭，高压气体作定熵膨胀推动活塞6继续下行做功直到下止点，活塞6越过下止点后，
做功旋转气阀21的排气通道214打开，将废气排出；

[0060] 二级做功气缸为均做一级压缩的前后两个活塞6所在气缸5。

[0061] 所述旋转气阀齿轮17上连接有一号锥形齿轮26，旋转气阀齿轮17套装在传动轴22上，所述传动轴22通过轴承座27安装在前端盖14上，传动轴22上连接有二号锥形齿轮28，传
动轴22上位于一号锥形齿轮26与二号锥形齿轮28之间的部位垂直插装有行星齿轮轴29，所
述行星齿轮轴29上位于传动轴22两侧的部位连接有三号锥形齿轮30，三号锥形齿轮30与一
号锥形齿轮26、二号锥形齿轮28相啮合，所述行星齿轮轴29的一端与回位弹簧31的一端相
连接，回位弹簧31的另一端与齿轮箱15中的固定杆32相连接，所述行星齿轮轴29的另一端
连接有凸轮33，凸轮33与音圈电机34上的滚轮35相接触。

[0062] 所述燃烧室25包括壳体251，所述壳体251内嵌铸有热障涂层和内胆252，所述壳体251的顶部安装有喷油嘴253，壳体251的底部安装有火花塞254，所述壳体251的一侧安装有
进气管255，进气管255内套装有螺旋叶片管256，所述壳体251的另一侧安装有出气管257。

[0063] 所述压气旋转气阀20、做功旋转气阀21均包括阀体211及其内套装的阀芯212，所述阀芯212设置有进气通道213与排气通道214，阀芯212的中部安装有密封环215，阀芯212
的两端安装有衬套216，阀芯212的两轴端通过黑色泥状盘根217和密封端盖218密封，所述
阀体211的两侧设置有冷却水套219，阀体211的一侧开设有进气口220与排气口221，阀体
211的另一侧开设有气缸通道口222。

[0064] 所述活塞6由上活塞体和下活塞体摩擦焊接而成，活塞6的中部开设有空腔61，活塞6外壁的中部安装有气密环62，活塞6外壁的两端安装有定向环63，活塞6的上下两端均设
置有热障涂层。

[0065] 所述储气支管24上安装有压缩空气管41，储气支管24与压缩空气管41之间设置有电磁阀36。

[0066] 本发明的原理说明如下：

[0067] 前端盖14和后端盖11分别安装在斜盘箱3上；气缸5两端分别设置有气缸密封端盖37；斜盘4由配重压块39、斜盘座38和螺母40固定在主轴2上。由斜盘、半球滑块和滑块支架
将主轴的旋转运动转变成活塞的往返运动，推动斜盘做功的反作用力在斜盘箱的燕尾槽
上，距离短，刚性好。活塞行程不受缸径限制，可以轻松的设计出长行程，而不用十字轴；因
活塞和活塞杆是直线往返运动，所以活塞的上下两端都是工作腔，六个气缸呈圆周排列，整
机体积小，和同等排量的内燃机比，体积不到1/3。因做功容积大于吸气容积1.4倍，使膨胀
做功更彻底。降低噪音，因排气时的气压以在0.3MPa以下。

[0068] 本设计用九个活塞的下腔从环境里吸气，用十二个活塞的上腔做功，活塞上腔的做功容积大于活塞下腔的吸气容积1.4倍，这样就有效的解决了内燃机排气时气缸压力还
很高的状况，大幅度提高了热能利用率。

[0069] 1、进气压缩冲程；一级压缩，活塞从两端(活塞下止点）向中部运动时，用九个活塞的下腔从环境中吸入空气，活塞从中部（活塞上止点）向两端运行时，将空气压入储气支管。
二级压缩，活塞从两端（活塞下止点）向中部运时，用三个活塞的下腔从储气支管进气，活塞
从中部（活塞上止点）向两端运动时将空气压入各自的燃烧室。二级压缩后的空气经螺旋管
（带螺旋叶片管的进气管）形成滚流，然后切向冲进燃烧室形成涡流，并将燃烧室内的预留
气体挤进一次做功和二次做功的进气管内，用音圈电机调整二次做功进气关闭时间，控制
燃烧室预留气压的高低，将压缩比调到最佳位置。燃烧室内的总容积较大，使得做功时膨胀
的定熵线斜率较为平缓。因使用的是旋转气阀，气缸的余隙较小，约为1％左右。储气支管上
装有压缩空气管，用电磁阀控制，在启动和急加速时，向储气支管内充气，增加进气量和二
级压缩进气的压力，使启动顺畅和急加速时燃烧更彻底。

[0070] 2、喷油燃烧；燃烧室是用紫铜内胆和热障涂层嵌铸在燃烧室壳体中，可防止温度外泄和零件热疲劳。二级压缩后的空气经螺旋管形成高速滚流后切向冲进燃烧室，在附壁
效应的作用下绕燃烧室内腔形成旋转涡流，气柱逐渐膨胀、高速旋转的涌向燃烧室底部，将
燃烧室内的残余废气挤进一、二级做功进气管内。新鲜空气进入燃烧室时会在炙热的燃烧
室壁上获取热量。在燃烧室进气完成后，燃油喷进燃烧室（十字喷槽喷油器），因喷油器离燃
烧室底板的距离较远，小的油粒会在途中雾化混合，中等油粒会剥离气化，大的油粒会撞向
燃烧室壁，在温度的作用下蒸发气化，滞燃期会有些延长。因燃烧室内的压力和温度都不足
以使油雾着火燃烧，在燃烧室底部装有火花塞，因燃烧室底部的空燃比较小，在火花塞的作
用下形成火源，随着燃烧室内的温度和压力上升，远离火源处的油气会出现多点燃烧，而形
成稀薄低温燃烧。有70多度的主轴转角的时间进行定容燃烧，燃烧的滞燃期、速燃期、缓燃
期、后燃期都在定容环境中进行，使燃烧更完善。用较长的预混时间，让燃料充分气化，如出
现爆震，也无关紧要，还有一、二级做功的进气管道和燃烧室的进气管道的缓冲储压作用，
可做到轻声无烟，使燃烧更彻底。因高温燃气在燃烧室内待的时间较长，容易生成氮氧化物
NOx，用燃烧室内的剧烈气流运动的搅拌作用，防止燃烧室内局部形成超高温区，和限制最
高燃烧温度，抑制氮氧化物（NOx）生成。

[0071] 3、膨胀做功和排气冲程；一级做功的活塞越过上止点后，一级做功气阀进气通道打开，高温高压气体进入活塞上腔，推动活塞下行做功，活塞越过上止点后的某一点时，一
级做功气阀的进气通道关闭，一级做功气阀的进气通道内和气缸内的高压气体膨胀推动活
塞下行做功，直到下止点。因为此高压气体的体积较大，膨胀做功定熵线的斜率比较平缓，
能在活塞下行到行程中部时还有较高的压力，因角度关系，活塞在行程中部时对外输出的
有效功最大。当一级做功气缸的活塞离开上止点后60°，二级做功气缸的活塞到达上止点，
此时二级做功气阀的进气通道打开，燃烧室内的剩余高压气体进入二级做功气缸推动活塞
下行做功，直到下止点前的某点时，二级做功气阀的进气通道在音圈电机的控制下关闭，活
塞上腔内的气体作定熵膨胀至下止点。一级做功气缸的气阀进气通道在上止点后某点就关
闭，是为了一、二级做功气缸排气时的压力基本一致。二级做功气阀的进气通道在下止点前
关闭是为了在燃烧室内还保存一定的压力，为下个循环的压缩比做好准备，因压缩比是和
负载大小来有关，负载大时，二级做功进气通道关闭时燃烧室内预留的气压就高，压缩比增
大，反之压缩比减小。用音圈电机调控二级做功气阀的关闭时间，可精准控制燃烧室内的最
佳压缩压力，因低转速小负荷时燃烧室内的涡流强度小，只好用高压缩比来提高温度，防止
燃烧恶化；而高转速时用较小的压缩比防止温度过高，生成氮氧化物。差速器（图5、图6结
构）凸轮的作用是使压缩气阀的进气通道和做功气阀的排气通道面积增大，二级做功差速
器除了增大通道面积外，还让音圈电机控制二级做功进气气阀的关闭时间，调整压缩比。

[0072] 一、二级做功活塞都是越过下止点后做功气阀的排气通道打开，将废气排出，原因是：使用的是旋转气阀，气流的通道面积不受气缸直径限制，可以做的很大；活塞在下止点
时气缸内的气压已不是很高，即使排气不彻底，对下个循环也没有影响。

[0073] 实施例：

[0074] 参见图1至图4，一种斜盘式对置活塞两冲程外燃发动机，包括气缸体1，所述气缸体1的中部开设有主轴孔，主轴孔中设置有主轴2，气缸体1的两端分别设置有斜盘箱3，所述
斜盘箱3内设置有斜盘4，且斜盘4套装在主轴2上，所述主轴孔的外周均匀布置有六个轴向
贯通的气缸5，所述气缸5中对置设置有前后两个活塞6，所述活塞6的活塞杆7均与斜盘箱3
中的滑块支架8相连接，所述滑块支架8与斜盘箱3上的导轨滑动连接，滑块支架8的球窝9与
斜盘箱3中的半球滑块10的球面滑动连接，所述半球滑块10的平面与斜盘4滑动连接，所述
主轴2的后端设置有后端盖11，所述后端盖11的后端设置有飞轮12，所述飞轮12套装在主轴
2的后端，飞轮12外设置有飞轮壳13，所述飞轮壳13安装在后端盖11上，所述主轴2的前端设
置有前端盖14，所述前端盖14的前端面设置有齿轮箱15，所述齿轮箱15前端的主轴2上设置
有皮带盘16，齿轮箱15中对应一个气缸5分别设置有一个旋转气阀齿轮17，且齿轮箱15中设
置有多个中间齿轮18，所述旋转气阀齿轮17分别与对应的中间齿轮18相啮合，多个所述中
间齿轮18分别与主轴2前端的主轴齿轮19相啮合，所述气缸5的前后两端均设置有压气旋转
气阀20，气缸5的中部设置有做功旋转气阀21，所述气缸5前端的压气旋转气阀20通过传动
轴22与旋转气阀齿轮17传动连接，所述气缸5前端的压气旋转气阀20通过连轴器23与做功
旋转气阀21相连接，所述做功旋转气阀21通过连轴器23与气缸5后端的压气旋转气阀20相
连接；

[0075] 十二个所述活塞6中，九个活塞6通过压气旋转气阀20从环境中进气并做一级压缩至储气支管24，三个活塞6通过压气旋转气阀20从储气支管24中进气并做二级压缩至燃烧
室25；

[0076] 所述一级压缩是指活塞6从下止点向上运动时，活塞6的下腔从环境中吸入空气，活塞6下行时将空气压入储气支管24；

[0077] 所述二级压缩是指活塞6上行时活塞6的下腔从储气支管24进气，活塞6下行时将空气压入燃烧室25；

[0078] 六个所述气缸5中，三个气缸5进行一级做功，三个气缸5进行二级做功；

[0079] 所述一级做功是指一级做功气缸的活塞6越过上止点后，做功旋转气阀21的进气通道213打开，燃烧室25将高压气体输入活塞6上腔，推动活塞6下行做功，在上止点过后的
某一点时，做功旋转气阀21的进气通道213关闭，高压气体作定熵膨胀推动活塞6继续下行
做功直到下止点，活塞6越过下止点后，做功旋转气阀21的排气通道214打开，将废气排出；

[0080] 一级做功气缸为做二级压缩的活塞6所在气缸5；

[0081] 所述二级做功是指一级做功气缸的活塞6离开上止点后60度，二级做功气缸的活塞6到达上止点，此时，做功旋转气阀21的进气通道213打开，燃烧室25将剩余高压气体输入
活塞6的上腔，推动活塞6下行做功，在下止点前的某一点时，做功旋转气阀21的进气通道
213关闭，高压气体作定熵膨胀推动活塞6继续下行做功直到下止点，活塞6越过下止点后，
做功旋转气阀21的排气通道214打开，将废气排出；

[0082] 二级做功气缸为均做一级压缩的前后两个活塞6所在气缸5。

[0083] 参见图1、图4、图5、图6，所述旋转气阀齿轮17上连接有一号锥形齿轮26，旋转气阀齿轮17套装在传动轴22上，所述传动轴22通过轴承座27安装在前端盖14上，传动轴22上连
接有二号锥形齿轮28，传动轴22上位于一号锥形齿轮26与二号锥形齿轮28之间的部位垂直
插装有行星齿轮轴29，所述行星齿轮轴29上位于传动轴22两侧的部位连接有三号锥形齿轮
30，三号锥形齿轮30与一号锥形齿轮26、二号锥形齿轮28相啮合，所述行星齿轮轴29的一端
与回位弹簧31的一端相连接，回位弹簧31的另一端与齿轮箱15中的固定杆32相连接，所述
行星齿轮轴29的另一端连接有凸轮33，凸轮33与音圈电机34上的滚轮35相接触。

[0084] 参见图2、图3、图7，所述燃烧室25包括壳体251，所述壳体251内嵌铸有热障涂层和内胆252，所述壳体251的顶部安装有喷油嘴253，壳体251的底部安装有火花塞254，所述壳
体251的一侧安装有进气管255，进气管255内套装有螺旋叶片管256，所述壳体251的另一侧
安装有出气管257。

[0085] 参见图1、图2、图3、图8、图9，所述压气旋转气阀20、做功旋转气阀21均包括阀体211及其内套装的阀芯212，所述阀芯212设置有进气通道213与排气通道214，阀芯212的中
部安装有密封环215，阀芯212的两端安装有衬套216，阀芯212的两轴端通过黑色泥状盘根
217和密封端盖218密封，所述阀体211的两侧设置有冷却水套219，阀体211的一侧开设有进
气口220与排气口221，阀体211的另一侧开设有气缸通道口222。

[0086] 参见图1、图10，所述活塞6由上活塞体和下活塞体摩擦焊接而成，活塞6的中部开设有空腔61，活塞6外壁的中部安装有气密环62，活塞6外壁的两端安装有定向环63，活塞6
的上下两端均设置有热障涂层。

[0087] 参见图2，所述储气支管24上安装有压缩空气管41，储气支管24与压缩空气管41之间设置有电磁阀36。