專利名稱：擺軸發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型與活塞式內(nèi)燃機有關(guān)，尤其與弧線往復(fù)轉(zhuǎn)動活塞式內(nèi)燃機有關(guān)。
在汽車上廣泛使用的往復(fù)活塞式發(fā)動機已有百年歷史，其各種指標(biāo)都已達到相當(dāng)高的水平。但是這種往復(fù)式發(fā)動機的基本設(shè)計都有不可克服的缺陷。這種發(fā)動機有許多往復(fù)運動質(zhì)量，如活塞的直線運動須經(jīng)過連桿才能轉(zhuǎn)變成曲軸的轉(zhuǎn)動。在進一步提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，這些往復(fù)運動質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力急劇增大，使軸承載荷顯著增加，噪音和振動加劇。更為嚴重的是它使軸承在復(fù)雜的力向轉(zhuǎn)彎中載荷不均，缸體活塞及其它圓軸部件都加速失圓，磨損加速內(nèi)燃機的氣密結(jié)構(gòu)破壞。這就成了當(dāng)前為提高發(fā)動機單位工作容積功率，降低單位功率質(zhì)量而使其向高速發(fā)展的嚴重障礙。為了解決這個問題，人們研制成功了轉(zhuǎn)子發(fā)動機。轉(zhuǎn)子發(fā)動機缸體內(nèi)壁是“8”字形特殊型面，其兩端面由端蓋和各間隔板封閉。缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形轉(zhuǎn)子。在轉(zhuǎn)子的一個端面上固定有與轉(zhuǎn)子同心的內(nèi)齒圈。外齒輪固定在端蓋上。發(fā)動機主軸的主軸頸支承在與外齒輪同心的主軸承上，而偏心軸頸則套在與內(nèi)齒圈同心的轉(zhuǎn)子軸承孔內(nèi)。在發(fā)協(xié)機運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子上的內(nèi)齒圈圍繞固定的外齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)作行星運動，即轉(zhuǎn)子不僅繞固定的外齒輪中心(主軸承中心)公轉(zhuǎn)，同時又繞其自身的回轉(zhuǎn)中心(偏心軸頸中心)自轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子角頂與氣缸型面緊密接觸。它的三個弧面與氣缸型面之間形成三個工作腔。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時工作腔容積發(fā)生變化，其變化規(guī)律正好符合四行程內(nèi)燃機對氣缸容積變化的要求。當(dāng)發(fā)動機工作時，氣體爆發(fā)壓力通過轉(zhuǎn)子傳給偏心軸頸，從而推動主軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機由于其結(jié)構(gòu)上的特點，低速動力性和經(jīng)濟性較差，起動性和耐久性也都有待進一步改善。本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，高低速動轉(zhuǎn)時各種性能指標(biāo)良好的發(fā)動機。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型缸體1為圓筒形。缸體上有缸蓋6。進、排氣孔，火花塞孔都位于缸蓋上。主軸4與缸體中心圓孔動配合。截面積為圓的圓弧形缸套2沿主軸圓周布置，缸套有槽，活塞3有活塞樁14通過槽與主軸固連，主軸與缸體和缸蓋間有密封裝置。齒輪5、23與主軸固連，并與轉(zhuǎn)動方向相反的兩組定向棘輪A、B嚙合，定向棘輪A(兩個或一個)與同向輸出軸齒輪24嚙合。定向棘輪B(兩個或一個)與傳動齒輪27嚙合，傳動齒輪27與齒輪24嚙合，凸輪軸齒輪與定向棘輪A、B嚙合，起動裝置有起動齒輪35與動力輸出軸連接，齒輪36與齒輪35嚙合，連桿37分別與齒輪36周邊上鉸軸和控制板38鉸連，控制板38與主軸固連。齒輪36的直徑由活塞的擺角確定。
本實用新型的起動裝置有齒輪20A1與動力輸出軸固連。齒輪20A2與齒輪20A1嚙合。齒輪20A3，20A4與20A2同軸。20A4與齒輪22A1嚙合。與22A1同軸的扇形齒22A2與主軸扇形齒26嚙合。傘齒輪20A3與傘齒輪25A1嚙合與25A1同軸的齒輪25A2與齒輪28嚙合。與齒輪28同軸的傘齒輪29與主軸扇形齒26的扇形傘齒嚙合。
本實用新型的缸體內(nèi)有一組或數(shù)組氣缸。缸體內(nèi)有兩個對稱的缸蓋，兩個活塞對稱固連于主軸，A、B棘輪組各有兩個棘輪，對稱地布置于缸體兩側(cè)。
本實用新型缸體內(nèi)也可只設(shè)一個缸蓋，A、B棘輪組各有一個棘輪，對稱地布置于缸體兩側(cè)。
本實用新型的活塞與缸蓋將氣缸分成數(shù)個工作腔?；钊麃砘剞D(zhuǎn)動時工作腔容積發(fā)生變化，其變化規(guī)律正好符合四行程內(nèi)燃機對氣缸容積變化的要求。活塞在氣缸中進、壓、爆、排四個工作程序如下所示1行程2行程3行程4行程1順時針2反時針3順時針4反時針上缸進→壓壓→爆爆→排排→進↑－↓↑－↓↑－↓↑－↓下缸排←爆進←排壓←進爆←壓當(dāng)燃油進入腔1、活塞從左至右順時針方向運動，工作腔2即處于壓縮階段，工作腔3處于燃燒之中，腔4即排出廢氣。當(dāng)活塞反時針方向運動時，由于腔1已充滿燃氣，開始壓縮。腔2已經(jīng)壓縮，開始燃燒，腔3已燃燒，開始排氣，腔4已排氣，現(xiàn)開始進氣。第三行程，活塞運動至腔1壓縮終點時，燃氣開始被火花塞點火，將活塞推向順時針方向，腔2即排氣，腔3即進氣，腔4即壓縮。
活塞進入第四行程，被壓縮的腔4燃氣開始燃燒，將活塞朝反時針方向推動，此時腔3即壓縮，腔2進氣，腔1排氣。當(dāng)活塞到達左方終止點時，由于腔3燃氣已被壓縮，即時被火花塞點火，將活塞再向順時針方向推動。腔4即排氣、腔1進氣，腔2開始壓縮。如此進行周期循環(huán)。在活塞的每一行程中，四個腔中都有一個在燃燒作功。
本實用新型主要運動部件作同心圓周運動，振動和燥聲輕微。不需連桿、曲軸等復(fù)雜往復(fù)運動另件，結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量少。各主要運動機件的失圓磨損度大為降低。燃氣膨脹的能量通過活塞直接傳遞給主軸，提高了燃氣的功率。高低速運轉(zhuǎn)時，各種性能指標(biāo)良好。
如下是本實用新型的附圖


圖1為本實用新型總體結(jié)構(gòu)圖圖2為
圖1的A－A剖視圖圖3為缸蓋圖圖4為缸套圖圖5為活塞圖圖6為活塞樁圖7為主軸圖圖8為主軸與輸出軸傳動結(jié)構(gòu)圖圖9為起動機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖
圖10為主軸扇形齒圖
圖11為主軸扇形齒與傘齒輪29嚙合圖
圖12為扇形齒22構(gòu)造圖
圖1為扇形齒25A1與傘形齒20A3嚙合圖
圖14為另一種起動機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖
圖15為氣缸工作原理圖如下是本實用新型的實施例本實用新型缸體1是圓筒形，由缸蓋6將缸體分為上、下兩部分。缸體中心有主軸4，缸套2、12。缸套內(nèi)有活塞3、13?；钊c活塞樁14固連?；钊嫌袡C油孔32，油環(huán)33，氣環(huán)34?；钊麡杜c主軸4固連。
活塞3，13的擺弧運動使氣缸內(nèi)的容積發(fā)生變化，由缸蓋6上的進、排氣孔16、17和氣門19控制調(diào)節(jié)進、排氣和壓縮，燃爆時間?；鸹ㄈ?9位于缸蓋上。主軸通過活塞獲得的動力經(jīng)主軸齒23傳遞給定向棘輪9，21氣門凸輪齒8，帶動同向轉(zhuǎn)軸24和氣門凸軸。當(dāng)主軸順時針方向轉(zhuǎn)動時，棘輪9反時針方向轉(zhuǎn)動，帶動與其嚙合的輸出軸齒輪24順時針方向轉(zhuǎn)動。此時棘輪21不動。當(dāng)主軸反時針方向轉(zhuǎn)動時，棘輪21順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動與其嚙合的傳動齒27反時針方向轉(zhuǎn)動，傳動齒27帶動齒輪24順時針方向轉(zhuǎn)動。氣門凸軸帶動配氣機構(gòu)運動。
由于活塞固連于主軸在缸套中運動，為了防止漏氣，在主軸上有周面氣環(huán)兩道和經(jīng)面氣環(huán)一道。為了防止上、下缸串氣，在缸蓋與主軸間有密封氣條15兩道。
本實用新型用于汽油發(fā)動機的氣缸參數(shù)兩對稱的活塞行程為80cm，擺角為90°壓縮比為91。本實用新型用于柴油發(fā)動機的氣缸參數(shù)單活塞行程為200cm，擺角為200°，壓縮比為211。
為了發(fā)動機能夠開始起動，本實用新型可采用兩種類型的起動裝置。一種類型起動裝置的起動齒輪35與動力輸出軸連接。齒輪35與齒輪36嚙合，連桿37分別與齒輪36周邊上的鉸軸和控制板38鉸連，控制板38與主軸固連，齒輪36的直徑可由活塞的擺角確定。
另一種類型的起動裝置有齒輪20與起動電機輸出軸固連，與齒輪20A2嚙合。與齒輪20A2同軸有齒輪20A3、20A4。20A4與齒輪22A1嚙合，與22A1同軸的扇形齒22A2與主軸扇形齒26嚙合，傘齒輪20A3與傘齒輪25A1嚙合，同軸的齒輪25A2與齒輪28嚙合，同軸傘齒輪29與主軸扇形齒26上的扇形傘齒嚙合，當(dāng)起動電機齒輪20A1作順時針方向轉(zhuǎn)動時，帶動齒輪20A2作反時針方向轉(zhuǎn)動，扇形齒22A2作順時針轉(zhuǎn)動，使主軸扇形齒26作反時針方向轉(zhuǎn)動。此時主軸使缸體內(nèi)的活塞開始從右至左移動，即第二行程，腔4進氣，腔1壓縮。當(dāng)齒輪20A1繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，由于齒輪22A2上的空擋不能作用于主軸上的扇形齒，而被齒輪25A2嚙合的傳動齒28帶動同軸傘齒輪29轉(zhuǎn)動。與傘齒29嚙合的扇形齒輪26上的徑面扇形傘齒使齒輪26作從左至右的順時針方向轉(zhuǎn)動。此時，缸體內(nèi)活塞也順時針方向轉(zhuǎn)動，開始了第三行程的工作。起動電機再繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，如上所述，主軸開始反時針方向轉(zhuǎn)動，進行第四行程的工作。當(dāng)發(fā)動機啟動后，各缸就按四個行程秩序工作。活塞的往復(fù)運動也與起動扇形齒的作用同步了。
權(quán)利要求1.擺軸發(fā)動機，包括氣缸體，缸套，缸蓋，活塞，凸輪軸，進排氣機構(gòu)，火花塞，輸出軸，起動裝置，其特征在于缸體1是圓筒形，有缸蓋6，進、排氣孔，火花塞孔位于缸蓋上，缸體中心有主軸4與缸體動配合，截面積為圓的圓弧形缸套2沿主軸圓周布置，缸套有槽，活塞3有活塞樁14通過槽與主軸固連，主軸與缸體和缸蓋間有密封裝置，齒輪5、23與主軸固連，分別與轉(zhuǎn)動方向相反的兩組定向棘輪A、B嚙合，定向棘輪A與同向輸出軸齒輪24嚙合，定向棘輪B與傳動齒輪27嚙合，傳動齒輪27與齒輪24嚙合，凸輪軸齒輪與定向棘輪A、B嚙合，所說的起動裝置有起動齒輪35與動力輸出軸連接，齒輪36與齒輪35嚙合，連桿37分別與齒輪36周邊上鉸軸和控制板38鉸連，控制板38與主軸固連，齒輪36的直徑由活塞的擺角確定。
2.擺軸發(fā)動機，包括缸體、缸套、缸蓋、活塞、凸輪軸、進、排氣機構(gòu)，火花塞，輸出軸，起動裝置，其特征在于缸體1是圓筒形、有缸蓋6，進、排氣孔，火花塞孔位于缸蓋上，缸體中心有主軸4與缸體配合，截面積為圓弧的圓形缸套2沿主軸圓周布置，缸套有槽，活塞3有活塞樁14通過槽與活塞固連，主軸與缸體和缸蓋間有密封裝置，齒輪5、23與主軸固連，分別與轉(zhuǎn)動方向相反的兩組定向棘輪A，B嚙合，定向棘輪A與同向輸出軸齒輪24嚙合，定向棘輪B與傳動齒輪27嚙合，傳動齒輪27與齒輪24嚙合，凸輪軸齒輪與定向棘輪A，B嚙合，所說的起動裝置有齒輪20與起動電機輸出軸固連，與齒輪20A2嚙合，與20A2同軸有齒輪20A3、20A4，20A4與齒輪22A1嚙合，同軸的扇形齒22A2與主軸扇形齒26嚙合，傘齒輪20A3與傘齒輪25A1嚙合，同軸的齒輪25A2與齒輪28嚙合，同軸傘齒，輪29與主軸扇形齒26上的扇形傘齒嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擺軸發(fā)動機，其特征在于缸體內(nèi)有一組或數(shù)組氣缸，缸體內(nèi)有兩個對稱的缸蓋，兩個活塞對稱固連于主軸，A、B棘輪各有兩個，對稱地布置于缸體兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擺軸發(fā)動機，其特征在于缸體內(nèi)有一組或數(shù)組氣缸，缸體有一個缸蓋，A、B棘輪各有一個，對稱地布置于缸體兩側(cè)。
專利摘要本實用新型的缸體為圓筒形，由缸蓋將缸體分為數(shù)個氣缸，缸體中心有主軸、圓弧形缸套繞主軸圓周布置，仿形活塞位于缸套內(nèi)，有活塞樁與主軸固連。氣缸工作時，活塞在氣缸內(nèi)作擺弧運動，主軸以活塞運動獲得的動力經(jīng)定向棘輪傳動機構(gòu)使輸出軸始終作同向運動。主要零部件作同心圓運動，振動和噪聲輕微。失圓磨損度降低。結(jié)構(gòu)簡單，解決了傳統(tǒng)發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時的技術(shù)缺陷。高低速運轉(zhuǎn)時各種性能指標(biāo)良好。
文檔編號F01C9/00GK2076164SQ9021262
公開日1991年5月1日 申請日期1990年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月7日
發(fā)明者陶興武 申請人:陶興武