取经一款发动机构想

柳暗花明

大家好！
    前些天，我发了一个<推荐一款发动机构想>的帖子，希望能得到专业人士的帮助。有很多人对此质疑，也有人部分认可我的构想。这里将文件整理了一下，并增加了端面密封的内容，重新发出来，希望能得到大家的关注、支持。
    细算一下，我捣鼓发动机16年了，后8年还没有工作。前后做出的发动机方案不下20~30个。除少数有一、两点可取之处，大部分都无意义。这款“铰链式发动机”构想自觉在原理上可能行得通，因此不怕献丑，拿出来请大家指教。
    做这件事不敢说经历了九九八十一难，也备尝辛苦，难不成取了经后，还要经历七七四十九难才能验明是真经？

                                         铰链式发动机

    图1为铰链式发动机B-B剖面结构示意图。图2为铰链式发动机A-A剖面结构示意图。将4块铰链板组成一个可以张开、合拢的菱形柱子，与两块侧板围成一个汽缸。
    将菱形柱子上面两块铰链板的铰链芯固定在挂架上。菱形柱子下面的两块铰链板装有连杆座,分别通过两根连杆与曲轴相连。通过转动铰链板改变菱形柱子的截面积实现汽缸体积的变化，完成进气、压缩、膨胀做功、排气的循环。
    侧板的上部安装变比箱, 挂架放置在变比箱内。受变比箱的限制，挂架只能在变比箱内做上下移动。
    变比箱内放置增压垫、减压垫各1块。当铰链式发动机在高压缩比下运行时，增压垫压在挂架上面，减压垫抽出，将挂架下压，减小汽缸压缩结束时的体积；当铰链式发动机在低压缩比下运行时，增压垫抽出，减压垫垫在挂架下面，将挂架上抬，增加汽缸压缩结束时的体积。
   喷油嘴、火花塞穿过挂架，进入汽缸内。喷油嘴、火花塞固定在变比箱上。
   图3为铰链式发动机膨胀初始结构示意图。汽缸从图1两根连杆之间的夹角最大的位置开始膨胀做功，进入图3的位置。
   图4为铰链式发动机膨胀结束结构示意图。汽缸继续膨胀，当汽缸从菱形膨胀为正方形时，汽缸体积最大，膨胀结束。此时排气阀已完全被汽缸遮蔽，打开排气阀，开始排气。
   图5为铰链式发动机排气结束结构示意图。汽缸从图4的位置开始压缩排气，进入图5的位置，两根连杆之间的夹角最小，排气结束。此时进气阀、排气阀已完全被汽缸遮蔽，关闭排气阀，打开进气阀开始进气。
   图6为铰链式发动机进气结束结构示意图。汽缸从图5的位置开始进气，进入图6汽缸体积最大的位置，进气结束，关闭进气阀。
   图7为铰链式发动机高压缩比压缩结束结构示意图，图8为铰链式发动机高压缩比排气结束结构示意图。当铰链式发动机在高压缩比下运行时，增压垫压在挂架上面，减压垫抽出，将挂架下压，汽缸在压缩结束时体积较小，汽缸在排气结束时体积较大。
图9为铰链板与侧壁之间的端面密封结构示意图，图10为铰链板剖面结构示意图，图12为铰链头密封放大图。
在每个铰链板的端面上沿边开一道密封槽，将弧形的密封条填入密封槽内。4组密封条围成一个菱形的密封圈。密封圈有内、外两层，内层起气封的作用，外层起油封的作用。对于铰链缝的密封，采用将契形密封片塞入铰链接头的缝隙中进行密封的方法。
图11为铰链芯的润滑。润滑油从侧壁注入顶端固定的铰链芯内，沿润滑油道给端面、铰链芯提供润滑。

    结构、性能比较：
    1、转速：铰链式发动机为活塞式发动机的1/2。
    2、曲轴直径：活塞式发动机的曲轴直径为活塞行程，铰链式发动机的曲轴直径最大为2倍铰链板长度，最小可低于1倍铰链板长度。
    3、连杆：铰链式发动机有两根连杆，活塞式发动机只用1根连杆。
    4、喷油嘴、火花塞：铰链式发动机的喷油嘴、火花塞的位置安排得比较局促。
    5、进排气门：铰链式发动机的进排气门余量较大，不用气门增程技术也可能满足大进气量的要求。而且铰链式发动机可能可以省却凸轮等部件。
    6、正时机构：铰链式发动机内可利用的行位较多，可能可以省却活塞式发动机较复杂的正时机构。
    7、汽缸磨损：铰链式发动机的铰链板与侧壁之间的摩擦力较小，因此汽缸磨损可能较轻。
    8、变压缩比：目前变压缩比的技术方案有很多，但都难以大规模推广实用。铰链式发动机的变压缩比方案相对简单，可能有实用价值。铰链式发动机在高压缩比时汽缸余气较多，正好可以省掉向法国雷诺公司购买专利的麻烦。
    9、重量：铰链式发动机侧壁与机壳的重量会超过活塞式发动机缸体的重量，铰链板与连杆的重量会超过活塞式发动机的活塞与连杆，如果铰链式发动机可以省却水箱，则整体重量可能相当。
    10、散热：铰链式发动机铰链板的受热面积超过4倍活塞的面积，而且无法通过水冷散热。铰链式发动机的机壳的散热面积较大，有可能在不用水箱的情况下满足散热要求。
    11、润滑：铰链芯的润滑可能优于曲轴的润滑。
    12、密封：铰链发动机的端面、铰链缝的密封可能优于活塞的密封。

    铰链式发动机对现有发动机采用的一些新技术如：多气门、变气门升程、变压缩比、缸内直喷、稀薄燃烧、均质充量压燃等可能有一定的参考意义。
    铰链式发动机变压缩比方便，可以任意调节每个汽缸的压缩比，使发动机各汽缸的效率在较宽的转速范围内保持在较高的水平，对于节能减排有很大意义。
    铰链式发动机作为一个较新的构想，实现肯定很难，几乎所有的零部件都要重新设计。即使密封、润滑、散热等问题的解决方案在原理上成立，要找到具体的合理参数也是一件极困难的事情。但是铰链式发动机这个构想还是有一些吸引力的，如果研制成功，它的意义有可能超过狄塞尔发明的柴油机。

有么玩么

难道是沙发啊

柳暗花明

感谢回帖。我这个构想是不是太业余了？这里再补发一些想法，请大家指教。
应用举例
1、点火式汽油机
当点火式汽油机采用铰链式发动机结构，由于有变压缩比功能，使发动机在低负荷时的效率大大提高。活塞式发动机在低负荷时的气体实际压缩比很低，加上节气损失，效率很低。因此采用点火式铰链发动机的汽车在低速行驶时的效率会提高很多，这点对节能减排有很大意义。在高速行驶时，由于进气快捷，功率得以提高。
点火式汽油机采用铰链式发动机结构，喷油嘴可以不必放在汽缸内，但由于汽缸太狭长，燃烧能否充分有待验证。

2、均质压燃
当均质压燃发动机采用铰链式发动机结构，不用火花塞，喷油嘴可以不必放在汽缸内。由于有变压缩比功能，使发动机的功率范围扩大，有可能满足使用需求。
如果汽缸的压缩比在15~18，铰链式发动机压缩至12倍压缩比时的曲轴夹角为活塞式发动机的74%左右（见图13）。这个特点在均质压燃发动机大负荷运转时可能有用。
铰链式发动机铰链板与侧壁之间的间隙小，可以降低HC排放。
均质压燃铰链式发动机可以单独调节每个汽缸的压缩比，可以将功率分为数十个等级，实现数码式控制。
3、混合燃烧模式
当采用铰链式发动机在低负荷时采用均质压燃工作模式，大负荷时采用点火式汽油机或稀薄燃烧模式，可以扩大发动机的功率范围，提高发动机的效率。

总结：
铰链式发动机可能具有的优势：
1、变压缩比方便，可以单独调节每个汽缸的压缩比，使发动机各汽缸的效率在较宽的转速范围内保持在较高的水平，对于节能减排有很大意义。
2、相同的排量和转速，铰链式发动机的做功为活塞式发动机的2倍。
3、铰链式发动机的进排气门余量较大，高速运转时有优势。

铰链式发动机可能具有的风险：
1、活动部件太多了，可靠性可能降低。
2、端面、铰链缝的密封存在不确定性。
3、进排气门对密封条的磨损有影响，须仔细设计。
4、端面、铰链芯的润滑存在不确定性。
5、端面加工困难。
6、低速性能差，铰链板散热面积大，低速运转热量损失较大，不宜在低速区运行。除非铰链板内层加热阻材料。