擺動活塞式工作機的制作方法

本發明屬于內燃機或者壓縮機技術領域，尤其涉及一種擺動活塞式工作機。

背景技術：

傳統的內燃機主要分為往復活塞式內燃機和轉子內燃機，其中轉子內燃機存在很多致命的技術難題無法克服而不能普遍推廣，而傳統的往復活塞式內燃機的原理是活塞在呈直線形的圓筒狀的氣缸內作往復直線運動，通過連桿和曲軸將直線運動轉化為旋轉運動。

傳統的往復活塞式內燃機具有的缺點是：內燃機旋轉兩周一個氣缸內的活塞才能做功一次，所以氣缸的有效容積小以及活塞的做功效率低；活塞環對氣缸體內壁的磨損很大；每一個氣缸和活塞都要有一套連桿和曲軸配套。所以傳統的往復活塞式內燃機具有功率密度小、結構復雜、維修周期短和維修成本高等缺點。

對于以前其他發明人發明的擺動活塞式內燃機（2006100822482；2014100269889；2006101358086；2006201723329；911073175；2012103351744；2010102650218；2009100237389；2005800487384；US4106441；US3075506；DE10361566和WO2005/098202）具有的共同缺點是：1，活塞為矩形的塊狀結構，這樣的結構在高壓下容易發生形變從而導致密封效果不好；2，活塞和活塞所在的中心軸無法冷卻；3，每個氣缸體都需要一套復雜的曲軸傳動機構。

對于以前其他發明人發明的擺動活塞式壓縮機，其具有的缺點是工作容積小、氣密性不高、運轉不平穩、整體冷卻不均勻等。

技術實現要素：

針對以上傳統的內燃機的缺點，本發明提供了一種擺動活塞式工作機，其具有功率密度大、不需要活塞環、摩擦力小、效率高、冷卻均勻、體積小、結構簡單和使用壽命長等優點；當需要設計大功率的內燃機時本發明具有的優點更突出。

為了實現上述工作機的目的，本發明的技術方案如下：

一種擺動活塞式工作機，其結構包括外缸體、內缸體、活塞、缸蓋和缸體軸。外缸體呈圓弧體結構，所述外缸體設有兩個或者多個，兩個或者多個所述外缸體呈共圓筒或者共圓環布置；共圓筒或者共圓環布置的兩個或者多個所述外缸體的共同的中心軸線上設有內缸體，所述內缸體整體呈近似圓環狀或者圓筒狀或者滾輪狀或者輪轂狀結構；共圓筒或者共圓環布置的兩個或者多個所述外缸體共同套裝在所述內缸體的外面；每個所述外缸體的內側都各自獨立地與所述內缸體的外圍圍成呈弧形體形狀的氣缸；外缸體和內缸體所圍成的弧形體形狀的氣缸的橫截面可以是多種形狀的結構；每個所述氣缸的兩頭分別設有缸蓋并將該氣缸的兩頭蓋住；每個所述氣缸中都設有呈塊狀結構的活塞，所述活塞固定在內缸體上，所述活塞將其所位于的氣缸分隔成兩部分；所述活塞能在其所在的氣缸中隨所述內缸體一起轉動；內缸體兩端的中心軸線上設有缸體軸；所述內缸體直接或間接固定在該缸體軸上或者為了簡化結構以及增加穩定性所述內缸體與所述缸體軸可以設置成整體結構或者所述內缸體兩端的缸體軸也可以合并成一根缸體軸且該缸體軸軸向穿過所述內缸體的中心。

為了增加外缸體的穩定性以及外缸體和內缸體之間的配合精度，相鄰并共圓的外缸體之間設有呈弧形體結構的連接筋，該連接筋將共圓的所有外缸體首尾連接成環形的外缸體環，該外缸體環套在所述內缸體的外圍。

進一步地，為了能在外缸體和內缸體之間圍成氣缸，在所述外缸體的內側壁上開設有弧形槽或者在所述內缸體的外圍開設有環形槽，所述外缸體、所述內缸體和所述外缸體兩端的缸蓋共同圍成封閉的氣缸。為了實施例的整體性更強，相鄰的兩個所述缸蓋組合成呈整體結構的缸蓋組。

進一步地，所述活塞的外端面抵近或接觸所述外缸體的內側面；為了增加所述活塞在擺動過程中的穩定性和減小所述活塞的形變，所述活塞內端面的幾何尺寸大于其外端面的幾何尺寸，所述活塞的內端面與所述內缸體的外圍適配；所述活塞的正面方向（垂直軸平面）的剖切面呈兩底邊為弧形的梯形結構。這樣設計能防止所述活塞在燃氣的推力作用下發生扭曲變形；因為所述活塞不會扭曲變形，又因為所述活塞在所述氣缸內擺動時其外端面與所述外缸體的距離始終保持間隙密封的距離而不會對所述外缸體的內壁產生擠壓所以所述活塞的外端面上即使不設置活塞環也能達到活塞在氣缸內所應有的密封效果同時還不會對所述外缸體的內壁產生磨損。進一步地，為了增加所述活塞固定在所述內缸體上的穩定程度，所述活塞與所述內缸體之間通過螺釘或者卡槽或者定位銷的方式連接固定。

進一步地，為了進一步增強活塞的密封性而需要在所述活塞的外端面安裝弧形結構的活塞環，所述活塞的外端面在軸平面方向上的輪廓線呈弧形結構或者呈部分弧形結構。

進一步地，為了便于安裝和固定所述缸蓋，在所述外缸體的兩端設有端耳。

為了保證內缸體內部空間的氣壓和外界氣壓相等以及為了能對內缸體和活塞進行冷卻，在所述缸體軸上開設有通孔將內缸體內部的空間與外界連通或者在所述內缸體上開設有通孔將內缸體內部的空間與外界連通。

進一步地，將燃氣對活塞做的功輸送到外界：所述缸體軸的外端設有呈塊狀結構的擺盤，所述擺盤固定在所述缸體軸上；所述擺盤的一側設有曲軸，所述曲軸與所述缸體軸平行并列布置，所述曲軸和所述擺盤之間設有連桿。當所述曲軸作旋轉運動時，在所述連桿的傳動作用下所述擺盤繞所述缸體軸的軸心線作擺動運動；擺盤的擺動通過缸體軸和內缸體的傳動作用使得活塞在氣缸內作往復擺動運動；反之，當所述活塞在氣缸內作往復擺動時便能帶動所述曲軸以及曲軸所連接的主軸作旋轉運動。

進一步地，為了實現內燃機的換氣功能，在所述缸蓋上或者所述外缸體上開設有通孔狀的氣道，所述氣道設有兩個或者多個，每個所述氣道中設有氣門。

在所述缸蓋上或者缸蓋與主軸之間設有配氣系統。

進一步地，為了降低活塞的擺動慣性以及便于對活塞進行冷卻，在所述活塞的內部設有呈空腔狀的活塞腔，所述活塞腔與所述內缸體的內部的空間相通。

進一步地，為了便于對所述活塞的頂端面進行潤滑，所述活塞的外端面上開設有潤滑油槽孔；進一步地，為了增加活塞的密封性，所述活塞的外端面上開設有用于安裝活塞環的活塞環槽。進一步地，為了增加氣缸的密閉性，所述內缸體兩頭的外圍上開設有用于安裝缸體密封環的缸體密封環槽。

進一步地，所述活塞內部的活塞腔與活塞的外端面上的潤滑油槽孔相通。進一步地，在所述活塞內部的活塞腔與活塞的外端面之間設有槽孔將兩者連通。

作為具體的實施方式，為了縮短缸體軸的長度以及縮小整個工作機的體積，也可以在所述內缸體的外端面上直接設有擺軸，擺軸直接與連桿的一端相連，連桿的另一端與曲軸相連。

作為具體的實施方式，由所述外缸體環、內缸體、缸蓋組、內缸體上的活塞以及缸體軸等裝配在一起形成的主體并列設有兩個，兩個所述主體共用一根主軸。采用這種方案的優點是：因為兩個內缸體是對稱布置的，所以兩個對稱擺動的內缸體能相互消除彼此的振動。

在前面技術方案一所述的技術原理基礎之上，本發明還提供了一種擺動活塞式工作機，其結構包括具有與前面的技術方案一所闡述的技術原理相同或相似的外缸體、內缸體、活塞、缸蓋和缸體軸；所述外缸體設有多個，所述內缸體設有多個，所述活塞設有多個，所述缸蓋設有多個，相鄰并共圓的所述外缸體之間設有呈弧形體結構的連接筋，該連接筋將相鄰并共圓的所述外缸體之間首尾連接成環形的外缸體環，該外缸體環套在所述內缸體的外圍；所述外缸體環設有多，多個所述外缸體環串聯成整體近似呈圓筒狀的外缸體串；所述內缸體設置多個，多個所述內缸體串聯成整體結構的內缸體串；所述外缸體串套在所述內缸體串的外面。根據前面技術方案一所述的技術原理，所述外缸體串所包含的每個所述外缸體都各自獨立地與所述內缸體串圍成一個呈弧形體形狀的氣缸；在每個弧形體形狀的氣缸中都設有一個配套的所述活塞將該氣缸的空間分隔成兩部分，所述活塞安裝并固定在所述內缸體串外圍對應的位置上；在所述外缸體串所包含的每個外缸體的兩頭上都設置有配套的缸蓋；位于外缸體串同一側的所有缸蓋之間相互連接形成整體結構的缸蓋串；所述內缸體串兩端的中心軸線上設有缸體軸；所述內缸體串直接或間接固定在該缸體軸上或者為了簡化結構以及增加穩定性所述內缸體串與所述缸體軸可以設置成整體結構或者所述內缸體串兩端的缸體軸也可以合并成一根缸體軸且該缸體軸軸向穿過所述內缸體串的中心。

所述內缸體串的外圍平行并列設有多個用于安裝缸體密封環的環形槽。

所述外缸體串、所述內缸體串、所述缸體軸、安裝在所述內缸體串上的多個活塞以及缸蓋串共同裝配形成的主體串通過設置在其外端或者附近的擺盤（或者擺軸）、連桿和曲軸實現與主軸的相互聯動。

在所述主體串上或者所述主體串與主軸之間設有包括齒輪、配氣鏈條、凸輪軸、凸輪、氣門、氣門頭和氣門彈簧等組成的配氣系統。

作為優選，為了增大功率，所述主體串設有多個，多個所述主體串串聯組合成主體系；所述主體系所包含的所有主體串共用一套擺盤（或者擺軸）、連桿、曲軸實現與主軸聯動或者每個所述主體串的外端各自設置一套擺盤（或者擺軸）、連桿和曲軸實現與主軸聯動。

作為優選，為了使本內燃機的功率密度更高和運轉更平穩，所述主體串或者主體系并列設置有兩個，并列設置的兩個所述主體串（或者主體系）通過各自配套的擺盤（或者擺軸）、連桿和曲軸實現與主軸聯動或者并列設置的兩個所述主體串（或者主體系）其中的一個主體串（或者主體系）通過擺盤（或者擺軸）、連桿和曲軸實現與主軸聯動，兩個主體串（或主體系）之間通過聯動齒輪實現兩者之間的相互聯動。

在所有的優選方案中，在所述外缸體或者所述內缸體或者所述缸蓋中設有潤滑油通道或者冷卻液通道。

在以上的優選方案中，如果作為內燃機則在每個缸蓋上設置燃燒室以及每個氣缸所設置的配套的潤滑系統、冷卻系統、燃氣系統、配氣系統或者點火系統等等的原理都是相通或者相似的且屬于既有技術所以在此不再贅述。

在以上的優選方案中，如果作為壓縮機則相應的配氣系統調整為壓縮機的配氣系統即可。

本發明作為內燃機的有益效果是：

1，呈圓對稱布置的氣缸和活塞使得內缸體不會受到不對稱的偏心壓力從而提高了氣缸的密封性以及降低了磨損并能延長軸承的使用壽命；2，呈圓環狀或者圓筒狀的內缸體使得內缸體能夠得到充分的冷卻從而使得氣缸周圍任何部位的缸體壁都能得到充分且均勻的冷卻，同時呈圓筒狀的內缸體也明顯減輕了本工作機的重量以及降低了內缸體的擺動慣性；3，本發明中的活塞呈底邊為弧形的梯形的設計使得活塞不會在燃氣的推力作用下發生形變從而大大增強了活塞對氣缸的密封性甚至可以不需要使用活塞環就能實現活塞對氣缸的密封；4；活塞內部設有空腔狀的活塞腔且該活塞腔與內缸體中間的空間相通，這種設計能保證活塞在高溫下也能被充分且均勻冷卻；5，由于每個氣缸內的活塞是兩面做功所以每個氣缸的排量和功率相當于傳統往復活塞式內燃機的兩倍；6，增加氣缸個數的同時沒有增加擺盤、連桿、曲軸、主軸等其它主要零部件，所以在由多個外缸體、多個內缸體以及多個缸蓋串聯組合成的主體串或者主體系的設計方案中本內燃機的功率顯著增大內燃機的體積卻沒有明顯增大以及內燃機的零部件也沒有明顯增多；在兩列主體串或者主體系并列對稱設置的設計方案中不僅具有顯著增大內燃機功率、沒有導致內燃機的體積明顯增大以及也沒有明顯增多內燃機零部件等優點的同時又具有內燃機運轉平穩幾乎沒有振動的優點。通過計算，當需要設計10萬馬力功率的內燃機時，如果采用傳統的往復直線運動活塞式內燃機其體積需要13.5米高質量需要2500噸，而如果采用本發明中的在兩列主體串或者主體系并列對稱設置在主軸兩側的設計方案時其體積只有1.3米高質量只有25噸。

本發明作為壓縮機的有益效果是：不需要活塞環、摩擦力小、效率高、冷卻均勻、體積小、結構簡單和使用壽命長等優點

附圖說明

圖1為本發明實施例一中外缸體環111的正視圖。

圖2為圖1的左視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

圖4為圖1的C－C剖視圖。

圖5為圖2的D－D剖視圖。

圖6為圖1的立體透視圖。

圖7為本發明實施例一中內缸體2的正視圖。

圖8為圖7的俯視圖。

圖9為圖7的E－E剖視圖。

圖10為本發明實施例一中外缸體環111（圖1）套裝在內缸體2（圖7）外圍的正視圖。

圖11為圖10的俯視圖。

圖12為圖10的F－F剖視圖（同時表示外缸體1和內缸體2所圍成的弧形氣缸10的橫截面為圓形結構的實施方式）。

圖13表示本發明外缸體1和內缸體2所圍成的弧形氣缸10的橫截面為四圓角四邊形結構的示意圖。

圖14表示本發明外缸體1和內缸體2用一種方式圍成弧形氣缸10的橫截面為兩圓角四邊形結構的示意圖。

圖15表示本發明外缸體1和內缸體2用另一種方式圍成弧形氣缸10的橫截面為兩圓角四邊形結構的示意圖。

圖16表示本發明外缸體1和內缸體2所圍成的弧形氣缸10的橫截面為矩形結構的示意圖。

圖17為本發明中活塞3安裝在內缸體2上的結構示意圖。

圖18為圖17的俯視圖。

圖19為圖18的左視圖。

圖20為圖18的H－H剖視圖。

圖21為圖1套裝在圖17上的示意圖。

圖22為圖21的J－J剖視圖。

圖23為本發明實施例中缸蓋4的正視圖。

圖24為圖23的俯視圖。

圖25為圖23的左視圖。

圖26為圖24的M－M剖視圖。

圖27為本發明實施例一中兩個相鄰缸體4組合成的缸體組44的正視圖。

圖28為缸體組44的立體透視圖。

圖29為兩個缸體組44與圖21組裝在一起的結構示意圖。

圖30為圖29的立體透視圖。

圖31為圖29安裝在缸體軸5上的示意圖。

圖32為圖31的俯視圖。

圖33為本發明實施例中內缸體2和缸體軸5設置為整體結構的示意圖。

圖34為在圖29的基礎上將配氣機構中的氣門、氣門頭、氣門彈簧、凸輪8和凸輪軸7等安裝在缸蓋4上的示意圖。

圖35為圖34的俯視圖。

圖36為圖35的N－N剖視圖（圖中的四個可見的氣門都處于關閉狀態）。

圖37表示在圖36的基礎之上圖中的四個可見氣門中有兩個處于關閉狀態兩個處于打開狀態的示意圖。

圖38表示在圖35的基礎之上將擺盤51、連桿52、曲軸53、主軸54、配氣齒輪55、鏈條57等組裝上去后的示意圖。

圖39為38的仰視圖。

圖40為圖38的立體透視圖。

圖41為本發明中連桿52的一端套在曲軸53上另一端套在設置在內缸體2外端面上的擺軸21上的結構示意圖。

圖42為圖41的仰視圖。

圖43為本發明實施例二的整體結構示意圖。

圖44為本發明實施例三中內缸體串222的結構示意圖。

圖45為本發明實施例三中在內缸體串222上安裝了活塞3后的結構示意圖。

圖46為本發明實施例三中外缸體串666的結構示意圖。

圖47為本發明實施例三中缸蓋串444的結構示意圖。

圖48為本發明實施例三的整體結構示意圖。

圖49為本發明實施例三的整體透視圖。

圖50為本發明實施例四中的多個主體串333共用一套擺盤51（或者擺軸21）、連桿52、曲軸53和主軸54的示意圖。

圖51為本發明實施例四中每個主體串333各自設置一套擺盤51（或者擺軸21）、連桿52和曲軸53實現與主軸54的相互聯動的示意圖。

圖52為本發明實施例五的整體正視圖。

圖53為圖52的俯視圖。

圖54為本發明實施例五的立體透視圖。

圖55為在本發明實施例五的基礎上將機架71、飛輪59、曲軸箱72、啟動電機81和外缸體冷卻水箱13配上后的示意圖。

圖56為本發明實施例六的整體正視圖。

圖57為圖56的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作為內燃機作進一步說明：

實施例一

如圖1至圖35所示，本發明其結構主要由外缸體1、內缸體2、活塞3、缸蓋4和缸體軸5組成。外缸體1呈圓弧體結構，外缸體1設有兩個，兩個外缸體1呈圓對稱地均勻布置。為了增加外缸體1的穩定性以及為了提高外缸體1和內缸體2之間的配合精度，兩個外缸體1之間設有多個呈弧形體結構的連接筋12，該多個連接筋12將兩個外缸體1首尾連接成環形的外缸體環111。該外缸體環111的中心軸線上設有呈圓筒狀或者輪轂狀結構的內缸體2，外缸體環111套在內缸體2的外圍。在外缸體1的內側壁上開設有弧形槽或者在內缸體2的外圍開設有環形槽，這樣外缸體1與內缸體2的之間便能共同圍成弧形體形狀的氣缸10；這樣由兩個外缸體1和多個連接筋12組成的外缸體環111與內缸體2之間便形成兩個氣缸10。在每個氣缸10的兩頭（外缸體環111上的連接筋12處）分別都各自設有缸蓋4，每個缸蓋4將各自所在的氣缸10的端頭蓋住使得每個氣缸10都呈各自獨立且封閉的空間。如圖17至圖22以及圖36和圖37所示，在每個氣缸10中都設有呈塊狀結構的活塞3，活塞3固定在內缸體2的外圍上；活塞3將其所位于的氣缸10分隔成兩部分；活塞3能在其所在的氣缸10中隨內缸體2一起轉動；活塞3的外端面抵近或接觸外缸體1的內側面；為了增加活塞3在擺動過程中的穩定性和減小活塞的形變，活塞3的內端面與內缸體2的外圍適配；活塞3內端面的幾何尺寸大于其外端面的幾何尺寸或者活塞3的正面方向（垂直軸平面）的剖切面呈兩底邊為弧形的梯形結構，這樣設計能增加活塞3在內缸體2上的穩定性，同時這樣設計能防止活塞3在燃氣的推力作用下發生扭曲變形從而提高活塞3外圍的密封效果；因為活塞3不會扭曲變形，又因為活塞3在氣缸10內擺動時其外端面與外缸體1的距離始終保持間隙密封的距離而不會對外缸體1的內壁產生擠壓所以活塞3的外端面上即使不設置活塞環也能達到活塞3在氣缸10內所應有的密封效果同時還不會對外缸體1的內壁產生磨損，這樣既延長了外缸體1的使用壽命又減少了摩擦力對機械能的損耗。為了將內缸體2支撐同時將內缸體2和活塞3的擺動機械能向外輸送，在內缸體2兩端的中心軸線上設有缸體軸5；內缸體2通過直接或間接的方式固定在該缸體軸5上。

在外缸體1的內側壁上開設有弧形槽或者在內缸體2的外圍開設有環形槽，外缸體1和內缸體2所圍成的氣缸的橫截面的形狀結構可以是多種形狀的結構，除了可以是如圖12所示的圓形、如圖13所示的四圓角四邊形、如圖14所示的兩圓角四邊形、如圖15所示的兩圓角四邊形、如圖16所示的矩形以外還可以是其它任何可以實現本發明目的的形狀結構。

如圖33所示，作為本方案中的一種具體實施方式，為了簡化結構以及增加穩定性，內缸體2與缸體軸5可以設置成整體結構。

如圖34至圖37所示，作為本方案中的一種具體實施方式，內缸體2兩端的缸體軸5也可以合并成一根缸體軸5且該缸體軸5軸向穿過內缸體2的中心。

如圖36和圖37所示，為了能在外缸體1和內缸體2之間圍成氣缸10，外缸體1、內缸體2和外缸體1兩頭的缸蓋4共同圍成封閉的氣缸10。如圖27和圖28所示，為了實施例的整體性更強，相鄰的兩個缸蓋4組合成為整體結構的缸蓋組44。

如圖18、19和圖22所示，為了便于在活塞3的外端面安裝弧形結構的活塞環，活塞3的外端面在軸平面方向上的輪廓線呈弧形結構或者呈部分弧形結構。這樣的弧形活塞環能夠根據自身的張力緊緊貼緊在外缸體1的內壁上。

如圖29、30、36和37所示，為了便于安裝和固定缸蓋4，在外缸體1的兩端設有端耳11。

如圖33所示，為了保證內缸體內部空間的氣壓和外界氣壓相等以及為了對內缸體2和活塞3進行冷卻，在缸體軸5上開設有通孔將內缸體2內部的空間與外界連通或者在內缸體2上開設有通孔將內缸體2內部的空間與外界連通。

如圖38至圖40所示，為了將燃氣對活塞3做的功輸送到外界：缸體軸5的外端設有呈塊狀結構的擺盤51，擺盤51固定在缸體軸5上；擺盤51的一側設有曲軸53，曲軸53與缸體軸5并列平行布置，曲軸53和擺盤51之間設有連桿52。當曲軸53作旋轉運動時，在連桿52的傳動作用下擺盤51繞缸體軸5的軸心線作擺動運動；擺盤51的擺動通過缸體軸5和內缸體2的傳動作用使得活塞3在氣缸內10作往復擺動運動；反之，當活塞3在氣缸10內作往復擺動時便能帶動曲軸53以及曲軸53所連接的主軸54作旋轉運動。

如圖36和圖37所示，在缸蓋4上或者其附近的外缸體1上開設有通孔狀的氣道40，氣道40設有兩個或者多個，其中一部分氣道40為外界的新鮮氣體進入到氣缸10內的通道，另一部分氣道40為氣缸10內的燃氣廢氣被排除到外界的通道；每個氣道40中設有氣門9（進氣氣道中為進氣門排氣氣道中為排氣門），氣門9打開則氣缸10內空間能與外界連通，氣門9關閉則氣缸10的空間與外界隔斷。

如圖34至40所示，為了實現內燃機的配氣功能，在缸蓋4上或者缸蓋4與主軸54之間設有配氣系統，配氣系統包括氣門9、氣門頭91、、氣門彈簧92、凸輪軸7、凸輪8、傳動鏈條57、配氣齒輪55等。主軸54通過配氣齒輪55和配氣鏈條57的傳動作用帶動凸輪軸7轉動，凸輪軸7帶動凸輪8的轉動，然后在氣門彈簧92對氣門頭91的彈力作用的配合下凸輪8對氣門頭91進行周期性的頂壓從而使得氣門9進行周期性地軸向往復運動，氣門9這種軸向的往復運動便實現氣門9對氣道40進行周期性的開關。為了增加氣門9、氣門彈簧92和氣門頭91的穩定性，在缸蓋4上設有氣門座41，氣門9軸向穿過氣門座41的內部。

如圖36和圖37所示，每個活塞3將其所在的氣缸10分隔成兩部分空間。本發明工作時，活塞3在所在的氣缸內10內作往復擺動，隨著活塞3的往復擺動，被活塞3分隔成的兩部分空間的容積大小周期性地交替變化。

如圖20、22、36和37所示，為了降低活塞3的擺動慣性以及便于對活塞3進行冷卻，在活塞3的內部設有呈空腔狀的活塞腔30，活塞腔30與內缸體2內部的空間相通。這樣設計能保證裝在內缸體2內部的冷卻液進入到活塞腔30中從而對活塞3進行冷卻。

如圖17、18和19所示，為了便于對活塞3的頂端面進行潤滑，活塞3的頂端面上開設有潤滑油槽孔；進一步地，為了增加活塞的密封性，活塞3的外端面上開設有用于安裝活塞環的活塞環槽31。如圖8所示，為了增加氣缸的密閉性，內缸體2兩端的外圍開設有用于安裝缸體密封環的缸體密封環槽20。

本方案中，如果內缸體2內部裝的冷卻液是潤滑油，則可以在活塞3內部的活塞腔30與活塞3外端面之間通過設置小孔將兩者連通，這樣潤滑油就可以進入到活塞3的外端面對活塞3的外端面進行潤滑或者油密封。

如圖41和圖42所示，作為本方案中的一種具體實施方式，也可以直接在內缸體2的外端面上設有擺軸21，擺軸21直接與連桿52的一端相連，連桿52的另一端與曲軸53相連。這種設計的優點是可以將缸體軸5的長度縮短從而使整個工作機的體積縮小。

在以上敘述的實施方案中，外缸體環111上設置的是兩個外缸體1，同樣的技術原理，如果在外缸體環111上設置的外缸體1個數增加，則對應的氣缸10、活塞3、缸蓋4和其它配套機構則相應地增加配套。

在上述的基礎上增加設置燃油或者點火系統則本實施例作為內燃機，如果不設置燃油或者點火系統且將配氣系統改為壓縮機的配氣機構則本實施例為空壓機。

實施例二

在實施例一的技術原理的基礎上，本實施方案的技術特點如下：

如圖43所示，由外缸體環111、內缸體2、缸蓋組44、內缸體2上的活塞3以及缸體軸5裝配在一起的主體555并列設有兩個，兩個主體555分別位于主軸54的兩側，兩個主體555共用一根主軸54。每個主體555都設有配套的配氣齒輪55、配氣鏈條57、凸輪軸7、凸輪8、氣門9、氣門頭91和氣門彈簧92等組成的配氣系統。采用這種方案的優點是：因為兩個內缸體2是對稱布置的，所以兩個對稱擺動的內缸體2能相互消除彼此的振動。

同樣的原理，在上述的基礎上增加設置燃油或者點火系統則本實施例作為內燃機，如果不設置燃油或者點火系統且將配氣系統改為壓縮機的配氣機構則本實施例為壓縮機。

實施例三

在實施例一和實施例二的技術原理基礎之上，如圖44至圖49所示，一種擺動活塞式工作機，其包括具有與實施例一所闡述的技術原理和結構相同或相似的外缸體1、內缸體2、活塞3、缸蓋4和缸體軸5；外缸體1設有多個，內缸體2設有多個，活塞3設有多個，缸蓋4設有多個，相鄰并共圓的外缸體1之間設有呈弧形體結構的連接筋12，該連接筋12將相鄰并共圓的外缸體1之間首尾連接成環形的外缸體環111，該外缸體環111套在內缸體2的外圍；為了增大功率或者效率，外缸體環111設置有多個，多個外缸體環111串聯成整體近似呈圓筒狀的外缸體串666；內缸體2設置多個，多個內缸體2串聯成一個整體的內缸體串222；外缸體串666套在內缸體串222的外面；根據前面的技術方案原理，外缸體串666所包含的每個外缸體1都各自獨立地與內缸體串222圍成一個呈弧形體形狀的氣缸10；在每個弧形體形狀的氣缸10中都設有一個配套的活塞3將該氣缸10的空間分隔成兩部分，活塞3安裝并固定在內缸體串222外圍對應的位置上；在外缸體串666所包含的每個對應的外缸體1的兩頭上都設置有配套的缸蓋4；位于外缸體串666同一側的所有缸蓋4設置為整體結構的缸蓋串444。內缸體串222的外圍并列平行設有多個用于安裝缸體密封環的環形槽。

外缸體串666、內缸體串222、缸體軸5、安裝在內缸體串222上的多個活塞3以及缸蓋串444裝配在一起形成的主體串333通過設置在其外端或者附近的擺盤51（或者擺軸21）、連桿52和曲軸53實現其與主軸54的相互聯動。

在本實施例中，如果作為內燃機則相應的配氣系統、燃氣系統或者點火系統的原理同上一樣所以在此不再贅述，當然如果相應的配氣系統進行調整則可以作為壓縮機。

實施例四

在實施例三的技術原理基礎之上，本方案的技術特點如下：

如圖50和圖51所示，為了增大功率或者效率，主體串333設有多個，多個主體串333串聯組合成主體系；主體系所包含的所有主體串333共用一套擺盤51（或者擺軸21）、連桿52、曲軸53實現與主軸54的聯動；或者每個主體串333各自設置一套擺盤51（或者擺軸21）、連桿52和曲軸53實現與主軸54的相互聯動。每個主體串333設有配套的配氣系統。

實施例五

在實施例四的技術原理基礎之上，本方案的技術特點如下：

如圖52至圖55所示，為了增大功率或者效率以及為了使本內燃機的功率密度更高和運轉更平穩，主體串333或者主體系并列設有兩個，并列設置的兩個主體串333或者主體系通過各自配套的擺盤51（或者擺軸21）、連桿52和曲軸53實現與主軸54的聯動。在外缸體串666的外圍設有外缸體冷卻水箱13以便對外缸體串666進行冷卻，在曲軸53所在的部位設有呈箱體結構的曲軸箱72以便對曲軸53、擺盤51或者擺軸21和連桿52等部件進行保護和潤滑，主軸54的一端設有飛輪59，整個機體安裝在機架71上。每個主體串333設有配套的配氣系統。如果作為內燃機則通過啟動電機81進行啟動，如果作為壓縮機則通過電機或者其它機器帶動本發明工作。

實施例六

在實施例四的技術原理基礎之上，本方案的技術特點如下：

并列設置的兩個主體串333（或者并列設置的兩個主體系）中的其中之一的主體串333（或者主體系）通過擺盤51（或者擺軸21）、連桿52和曲軸53與主軸54配套聯動，兩個主體串333（或主體系）之間通過聯動齒輪58實現兩者之間的相互聯動。每個主體串333設有配套的配氣系統。

在以上的實施例一、實施例二、實施例三、實施例四、實施例五和實施例六中，如果作為內燃機則在每個缸蓋上設有的燃燒室400以及每個氣缸所設置的配套的潤滑系統、冷卻系統、燃氣系統、配氣系統或者點火系統等等的原理都是相同或者相似的且屬于既有技術所以在此不再贅述，當然如果相應的配氣系統進行調整則可以作為壓縮機。

下面我們以一個外缸體環、一個內缸體和兩個缸蓋組所圍成的同圓上的兩個氣缸（如圖36和37所示）為例來對本發明作為內燃機的工作原理進行說明：

第一階段，當左側活塞3（以下簡稱左活塞）在左側氣缸10內向下（逆時針）擺動右側活塞3在右側氣缸10內向上（也是逆時針）擺動而使左側氣缸10中位于左側活塞3上方的容積（以下簡稱左上氣缸）逐漸變大左側氣缸10中位于左側活塞3下方的容積（以下簡稱左下氣缸）逐漸變小以及右側氣缸10中位于右側活塞3下方的容積（以下簡稱右下氣缸）逐漸變大右側氣缸10中位于右側活塞3上方的容積（以下簡稱右上氣缸）逐漸變小時，在配氣系統的作用下：左側氣缸10上端的進氣門打開排氣門關閉，左上氣缸進行吸氣沖程；左側氣缸10下端的進氣門關閉排氣門打開，左下氣缸進行排氣沖程；右側氣缸10下端的進氣門打開排氣門關閉，右下氣缸進行吸氣沖程；右側氣缸10上端的進氣門關閉排氣門打開，右上氣缸進行排氣沖程。

第二階段，第一階段完成后，當左側活塞3在左側氣缸10內向上（順時針）擺動右側活塞3在右側氣缸10內向下（也是順時針）擺動時，在配氣系統的作用下：左側氣缸10上端的進氣門和排氣門都關閉，左上氣缸進行壓縮沖程：左側氣缸10下端的進氣門打開排氣門關閉，左下氣缸進行吸氣沖程；右側氣缸10下端的進氣門和排氣門都關閉，右下氣缸進行壓縮沖程；右側氣缸10上端的進氣門打開排氣門關閉，右上氣缸進行吸氣沖程。

第三階段，第二階段完成后，當左側活塞3在左側氣缸10內向下（逆時針）擺動右側活塞3在右側氣缸10內向上（也是逆時針）擺動時，在配氣系統的作用下：左側氣缸10上端的進氣門和排氣門都關閉，左上氣缸進行做功沖程：左側氣缸10下端的進氣門和排氣門都關閉，左下氣缸進行壓縮沖程；右側氣缸10下端的進氣門和排氣門都關閉，右下氣缸進行做功沖程；右側氣缸10上端的進氣門和排氣門都關閉，右上氣缸進行壓縮沖程。

第四階段，第三階段完成后，當左側活塞3在左側氣缸10內向上（順時針）擺動右側活塞3在右側氣缸10內向下（也是順時針）擺動時，在配氣系統的作用下：左側氣缸10上端的進氣門關閉排氣門打開，左上氣缸進行排氣沖程：左側氣缸10下端的進氣門和排氣門都關閉，左下氣缸進行做功沖程；右側氣缸10下端的進氣門關閉排氣門打開，右下氣缸進行排氣沖程；右側氣缸10上端的進氣門和排氣門都關閉，右上氣缸進行做功沖程。

這樣一個周期完成，主軸54旋轉兩圈，每個活塞3往返擺動兩個回合。因為每個活塞3有上下兩個工作面，每個工作面完成一次做功，所以一個周期中每個活塞3做功兩次，兩個活塞做功4次。活塞3的往復擺動帶動內缸體2和缸體軸5的往復轉動，然后通過擺盤51（或者擺軸21）、連桿52、曲軸53等零部件帶動主軸54的旋轉從而將動能輸出。

當然如果作為壓縮機，本技術領域的技術人員都能明白其工作原理，在此不再贅述。