三同双两程螺旋热机包括三组结构完全相同的内燃机组 件，其特征是：内燃机组件由缸体、节气分缸阀、凸轮活塞构成，缸体的内腔 横截面为圆形，凸轮活塞的凸出部分的横截面为占1/2圆周的扇形面，凸轮活 塞装在缸体内腔中，其凸出部分的侧表面紧贴缸体内腔的侧壁，且凸轮活塞可 以在缸体内做圆周运动，节气分缸阀安装在缸体上，其前端伸在缸体内腔中， 并在弹簧力的作用下始终抵在凸轮活塞的侧壁上，在节气分缸阀的两侧各装有 一个与缸体内腔联通的气咀。其优点是：体积小、结构简单、热能转换率高、 压缩比高、容易维修，稳定性高、振动小、噪音小。

发明人:富 可

内蒙古自治区包头市青山区乌素图长征街坊

The invention relates to a three-way double two-stroke spiral heat engine, which comprises three groups of internal-combustion engine components with the same structure. The spiral heat engine is characterized in that: each internal-combustion engine component consists of a cylinder body, a throttle sub-cylinder valve and a cam piston, wherein the cross section of the inner cavity of the cylinder body is circular; the cross section of a bulge part of the cam piston is a sector surface accounting for one half of circumference; the cam piston is arranged in the inner cavity of the cylinder body, and the side surface of the bulge part of the cam piston clings to the side wall of the inner cavity of the cylinder body; the cam piston can do circular movement in the cylinder body; the throttle sub-cylinder valve is arranged on the cylinder body, and the front end of the throttle sub-cylinder valve extends into the inner cavity of the cylinder body and is supported against the side wall of the cam piston all the time under the action of a spring force; and both sides of the throttle sub-cylinder valve are provided with an air tap communicated with the inner cavity of the cylinder body respectively. The spiral heat engine has the advantages of small volume, simple structure, high heat energy conversion rate, high compression ratio, easy maintenance, high stability, small vibration and low noise.

背景技术：

目前，公知有往复式发动机，转子发动机等。

一、往复式发动机，又分为两冲程发动机和四冲程发动机，工作原理是由：进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、排气冲程这四个行程循环工作。这四个行程由活塞直线往复式运动、经过连杆和曲轴完成循环的。

上述复式发动机存在如下缺点：

1、活塞往复运动，来完成四个冲程，其中只有一个行程为做功行程，另外三个行程是靠惯性完成的（以一个单缸机说明），在这里活塞从A点到B点再回到A点往返数次，还要克服惯性，所以浪费很多机械能。

2、连杆是连接活塞与曲轴的装置，这个装置连接活塞一面要做往复直线运动，另一连接曲轴面要做圆周运动，工作时它不停摆动，浪费一部分机械能还要克服惯性，并且产生了震动。曲轴上的飞轮还要利用惯性。因此一部分机械要克服惯性，而另一部分机械还要利用惯性，因此制约了发展。

3、零件多而复杂，其结果是增加了摩擦力。

4、总体来说，往复式发动机能存在着转换率低，体积大、机构复杂和维修不方便的缺点。

二、转子发动机，就是三角活塞旋转式发动机。转子发动机又称为米勒循环发动机。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。

上述转子发动机存在如下缺点：

1、油耗高，尾气排放难达标，压缩比难以控制。

2、引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。

3、精密度高，造价高。

本发明的有益效果是：

第一、热能转换率高，因为是同方向运动不用克服惯性，并且最大的利用惯性因此把机械能运用到最高。并且使用二次热能转换结构，比同排气量传统热机能转换率提高很多。

第二、压缩比高，可以达到1：40（理论上无穷大），因此燃烧更充分。燃料选择性高，可以使用汽油、柴油、天然气等。

第三、在相同排量情况下体积更小。

第四、结构简单，容易维修，稳定性高。

第五、振动小，噪音小。

第六、更节能。同排气量比传统热机节能。

三同双两程螺旋热机

技术领域：

本发明涉及一种三同双两程螺旋热机，特别是一种同轴、同向、同步力传递；双两程圆周运动热机，属于内燃机领域。

背景技术：

目前，公知有往复式发动机，转子发动机等。

一、往复式发动机，又分为两冲程发动机和四冲程发动机，工作原理是由：进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、排气冲程这四个行程循环工作。这四个行程由活塞直线往复式运动、经过连杆和曲轴完成循环的。

上述复式发动机存在如下缺点：

1、活塞往复运动，来完成四个冲程，其中只有一个行程为做功行程，另外三个行程是靠惯性完成的（以一个单缸机说明），在这里活塞从A点到B点再回到A点往返数次，还要克服惯性，所以浪费很多机械能。

2、连杆是连接活塞与曲轴的装置，这个装置连接活塞一面要做往复直线运动，另一连接曲轴面要做圆周运动，工作时它不停摆动，浪费一部分机械能还要克服惯性，并且产生了震动。曲轴上的飞轮还要利用惯性。因此一部分机械要克服惯性，而另一部分机械还要利用惯性，因此制约了发展。

3、零件多而复杂，其结果是增加了摩擦力。

4、总体来说，往复式发动机能存在着转换率低，体积大、机构复杂和维修不方便的缺点。

二、转子发动机，就是三角活塞旋转式发动机。转子发动机又称为米勒循环发动机。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。

上述转子发动机存在如下缺点：

1、油耗高，尾气排放难达标，压缩比难以控制。

2、引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。

3、精密度高，造价高。

三、其他发动机有：燃气轮机、涡轮机等等

民用很少此处不多讨论了。

发明内容：

本发明的目的是为了克服现有发动机的不足,提供一种体积小、结构简单、热能转换率高、压缩比高、容易维修，稳定性高、振动小、噪音小的三同双两程螺旋热机。

本发明的目的是用以下方式实现的：

本发明包括三组结构完全相同的内燃机组件，其特征是： 内燃机组件由缸体、节气分缸阀、凸轮活塞构成，缸体的内腔横截面为圆形，凸轮活塞的横截面为两个半径不同的180度角扇形组成、其中一个180度角扇形的半径与缸体内腔半径相同、另一180度角扇形半径小于缸体内腔半径，凸轮活塞装在缸体内腔中，其凸出部分的侧表面紧贴缸体内腔的侧壁，且凸轮活塞可以在缸体内做圆周运动，节气分缸阀安装在缸体上，其前端伸在缸体内腔中，并在弹簧力的作用下始终抵在凸轮活塞的侧壁上，在节气分缸阀的两侧各装有一个与缸体内腔联通的气咀，三组内燃机组件装在同一主轴上，三组内燃机组件按其功能不同，依次被成为：进气、压缩行程组件，燃烧、导出气行程组件，高压气体再次做功、排气组件；三组内燃机组件装主轴上后，燃烧、导出气行程组件与高压气体再次做功、排气组件的凸轮活塞角度相同，与进气、压缩行程组件的凸轮活塞有180°夹角，进气、压缩行程组件的压缩气体出口咀通过压缩气导管与燃烧、导出气行程组件的压缩气体进气口咀连接，燃烧、导出气行程组件导出气出口咀通过导出气管与高压气体再次做功、排气组件的导出气进口咀连接。

本发明的有益效果是：导出气进口咀

第一、热能转换率高，因为是同方向运动不用克服惯性，并且最大的利用惯性因此把机械能运用到最高。并且使用二次热能转换结构，比同排气量传统热机能转换率提高50%

第二、压缩比高，可以达到1：40（理论上无穷大），因此燃烧更充分。燃料选择性高，可以使用汽油、柴油、天然气等。

第三、在相同排量情况下体积更小。

第四、结构简单，容易维修，稳定性高。

第五、振动小，噪音小。

第六、更节能。同排气量比传统热机节能30%以上。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2、图3、图4是本发明的热机在各个不同行程的工作原理图。

具体实施方式：

参照附图1，本发明包括三组结构完全相同的内燃机组件， 内燃机组件由缸体12、节气分缸阀9、凸轮活塞6构成，缸体12的内腔横截面为圆形，凸轮活塞6的横截面为两个半径不同的180度角扇形组成、其中一个180度角扇形的半径与缸体内腔半径相同、另一180度角扇形半径小于缸体内腔半径，凸轮活塞6装在缸体12的内腔中，其凸出部分的侧表面紧贴缸体12内腔的侧壁，且凸轮活塞6可以在缸体内做圆周运动，节气分缸阀9安装在缸体12上，其前端伸在缸体12内腔中，并在弹簧力的作用下始终抵在凸轮活塞6的侧壁上，在节气分缸阀9的两侧各装有一个与缸体内腔联通的气咀，三组内燃机组件装在同一主轴11上，三组内燃机组件按其功能不同，依次被成为：进气、压缩行程组件，燃烧、导出气行程组件，高压气体再次做功、排气组件；三组内燃机组件装主轴11上后，燃烧、导出气行程组件与高压气体再次做功、排气组件的凸轮活塞角度相同，与进气、压缩行程组件的凸轮活塞有180°夹角，进气、压缩行程组件的气咀10按其功能称为压缩气体出口咀，气咀 8按其功能称为进气口咀；燃烧、导出气行程组件的气咀7按其功能称为导出气出口咀，气咀3按其功能称为压缩气体进气口咀；高压气体再次做功、排气组件的气咀4按其功能称为排废气口咀，气咀5按其功能称为导出气进口咀；进气、压缩行程组件的压缩气体出口咀10通过压缩气导管1与燃烧、导出气行程组件的压缩气体进气口咀3连接，燃烧、导出气行程组件的导出气出口咀7通过导出气管2与高压气体再次做功、排气组件的导出气进口咀5连接。在燃烧、导出气行程组件的压缩气体进气口咀3内设有燃烧室（火花塞）。

工作时，参照附图1和2，首先通过进气、压缩行程组件的进气口咀8吸气（混合气体或空气），进气、压缩行程组件的缸体内腔空间15被其节气分缸阀分成两个体积处于动态变化的气缸，且与进气口咀8相通的腔进气，随着其凸轮活塞与主轴11相连做圆周运动带动其他组件的凸轮活塞同时同步同向旋转运动，向箭头方向旋转，腔体的空间加大吸入更多气体，圆周运动的凸轮活塞继续旋转，再由于节气分缸阀的分缸使其压缩开始，压缩气体由单向压缩气导管1导向压缩气体进气口咀3和燃烧室，此时，燃烧、导出气行程组件的做圆周运动的凸轮活塞刚好把压缩气体进气口咀3和燃烧室封闭，压缩气体将产生更大的压缩比。当热机处于附图3位置时，压缩结束，同时单向压缩气导管1将压缩气体导向压缩气体进气口咀3和燃烧室（点火或喷油），燃烧、导出气行程组件的圆周运动凸轮活塞与其节气分缸阀的分缸形成小气缸14，气体迅速膨胀，迫使圆周运动凸轮活塞与节气分缸阀的分缸形成的气缸14加大，圆周运动凸轮活塞受膨胀气体的推动继续向箭头方向旋转。气缸14做功结束高压气体运行继续旋转，导出高压气开始，因为还是高温高压气体，因此通过导出气出口咀7、导出气管2和导出气进口咀5使高压气体进入高压气体再次做功、排气组件的气缸13再次做功（如附图4所示），因不是单独行程，气缸13与气缸14做功同时进行，所以在气缸13导出高压气的同时又对其圆周运动凸轮活塞再次加压，传递给气缸13再次做功开始。一次做功等同于两次做功，能源消耗相同。凸轮活塞继续旋转到附图3的位置排废气开始，废气由排废气口咀4排出。一个单做功结束。