專利名稱：往復(fù)間歇活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)曲軸無(wú)連桿往復(fù)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
傳統(tǒng)的曲軸連桿發(fā)動(dòng)機(jī)因有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、工作圓滑平穩(wěn)之優(yōu)點(diǎn)，一直沿用至今。但其往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律是全部依照正弦規(guī)律運(yùn)動(dòng)，這使其極不適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)的熱膨脹工作，因內(nèi)燃機(jī)要求一經(jīng)爆發(fā)必須立即轉(zhuǎn)入到高速膨脹工作，否則由于膨脹不及時(shí)，能量聚集就會(huì)帶來(lái)高壓比的爆震與熱輻射、熱散失。同時(shí)正弦規(guī)律運(yùn)動(dòng)在機(jī)械轉(zhuǎn)換方面分力損耗也較大。爆發(fā)時(shí)，曲軸正處在死點(diǎn)附近，為此活塞速率極低，活塞膨脹作功速率也極低，為此爆發(fā)能不能及時(shí)利用，只有在轉(zhuǎn)換成壓力后才能被利用。在利用過(guò)程中又由于膨脹緩慢，其高溫?zé)釟鈮簾彷椛?，熱散失較大，造成氣壓急驟下降，降低能量利用率。為此發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作者一直在尋求新的發(fā)動(dòng)機(jī)，以取代曲軸連桿發(fā)動(dòng)機(jī)。
目前，已設(shè)計(jì)出許多種發(fā)動(dòng)機(jī)，有的已申請(qǐng)了中國(guó)專利，但這些發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)非但沒有簡(jiǎn)化，反而更復(fù)雜化，其結(jié)果雖在某些指標(biāo)上有所提高，但總的由于部件復(fù)雜，反而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷的承載能力，使工作變得更不可靠，因而無(wú)實(shí)用價(jià)值。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)存在的問(wèn)題，旨在設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、工作圓滑平穩(wěn)、具有高壓比、高爆發(fā)力、高扭矩、低熱散失的高能輸出無(wú)曲軸無(wú)連桿往復(fù)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為往復(fù)間歇活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)體1、活塞、缸體9、進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)、點(diǎn)火或噴油機(jī)構(gòu)。曲柄或曲拐滾輪伸入到活塞體12的凸輪槽6內(nèi)，并沿內(nèi)槽線滾動(dòng)工作。凸輪槽兩頭呈半圓弧，圓弧半徑等于滾輪5半徑，中部圓弧半徑為曲柄或曲拐滾輪輪心運(yùn)動(dòng)軌跡與滾輪半徑之和，半徑
式中L為活塞體沖程、a為活塞體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的起止角、r為滾輪半徑，中部圓弧弦高h(yuǎn)＝R-1/2L-r，中部圓弧兩端點(diǎn)與半圓弧兩端點(diǎn)間的連線為直線，活塞體兩凸輪槽臂兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)凹圓弧微間隙限位凸臺(tái)7。
下面參照附圖詳述本發(fā)明。


圖1本發(fā)明活塞體及相關(guān)部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2圖1的俯視圖。
圖3活塞體運(yùn)行動(dòng)態(tài)示意圖。
參照附圖，本發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由曲柄或曲拐滾輪、活塞體構(gòu)成，活塞體內(nèi)有凸輪槽6，兩端臂設(shè)有內(nèi)凹圓弧微間隙限位凸臺(tái)7，曲柄或曲拐滾輪，活塞體凸輪槽二者之一必有一體為可拆體，以方便曲柄滾輪插入到凸輪槽內(nèi)，沿內(nèi)槽線滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，依賴啟動(dòng)力驅(qū)動(dòng)曲柄或曲拐滾輪旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)。當(dāng)曲柄滾輪滾動(dòng)到凸輪槽半圓弧工作段時(shí)，推動(dòng)活塞體作往復(fù)壓氣運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓縮比達(dá)到設(shè)定壓縮比時(shí)，曲柄滾輪即從半圓弧工作段進(jìn)入到中部圓弧間歇段，即往復(fù)由工作段進(jìn)入到間歇段，曲柄滾輪在此段運(yùn)動(dòng)期間活塞體往復(fù)運(yùn)動(dòng)停止。此時(shí)設(shè)在活塞體兩端的微間隙限位凸臺(tái)7與曲柄輪的外輪緣相接觸，活塞體凸臺(tái)的制約力與曲柄滾輪推力，共同組成雙向微間隙鎖定，制約了活塞體運(yùn)動(dòng)的慣性力，使發(fā)動(dòng)機(jī)能圓滑平穩(wěn)運(yùn)行。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)后，曲柄滾輪進(jìn)入另一半圓弧工作段，活塞體凸輪槽反過(guò)來(lái)又推動(dòng)曲柄滾輪旋轉(zhuǎn)作功，如此往復(fù)間歇工作。
采用本發(fā)明，由于發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)只局限在槽內(nèi)的高速工作段運(yùn)行，而在低速段間歇停止，躲過(guò)了往復(fù)回轉(zhuǎn)的低速區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)在高速區(qū)一經(jīng)爆發(fā)就能直接轉(zhuǎn)入高速膨脹作功，由于膨脹及時(shí)，減少了能量的聚集，大大降低了高壓比的爆震。能獲取到高能高扭矩、低熱散失的高經(jīng)濟(jì)動(dòng)力性輸出。
活塞體兩凸輪槽臂所設(shè)的微間隙限位凸臺(tái)的內(nèi)凹圓弧半徑等于曲柄輪2的半徑，其與活塞體中心位置的距離等于曲柄輪半徑與活塞體1/2沖程之和。活塞體12可為一體，也可分為對(duì)稱兩部分，各部分由凸輪槽臂10以及卡在槽臂的鑲塊11、活塞8、活塞銷、卡構(gòu)成，凸輪槽臂聯(lián)接面設(shè)有定位卡槽，凸輪槽臂間用螺栓聯(lián)接，兩鑲塊間構(gòu)成凸輪槽6。曲柄滾輪由曲柄輪2、銷軸3、滾針或滾輪內(nèi)套4、滾輪5、傳遞軸組成，曲柄輪上有曲柄銷孔，曲柄銷孔孔心與曲柄輪輪心間距為R-r，傳遞軸軸端熱壓于曲柄輪輪心孔內(nèi)，滾輪、滾輪內(nèi)套，套于銷軸上，再一并壓入到曲柄銷孔內(nèi)。曲拐滾輪由曲拐軸2、銷軸3、滾針或滾輪內(nèi)套4、滾輪5組成，曲拐軸上有曲拐銷孔，曲拐銷孔孔心與曲拐軸軸心間距為R-r，滾輪、滾輪內(nèi)套套于銷軸上，再一并壓入到曲拐銷孔內(nèi)。
本發(fā)動(dòng)機(jī)與曲軸連桿發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，從燃料上分，可用作汽油機(jī)，也可用作柴油機(jī)；從沖程上分，可用于二沖程，也可用于四沖程；從缸數(shù)分，可用于對(duì)置缸，也可用于2n缸，對(duì)置缸間的工作錯(cuò)角可為60°、90°或120°等，其使用范圍與曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)一樣可廣泛用于各種動(dòng)力。
權(quán)利要求
1.往復(fù)間歇活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)體(1)、活塞、缸體(9)、進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)、點(diǎn)火或噴油機(jī)構(gòu)，其特征在于曲柄或曲拐滾輪伸入到活塞體(12)的凸輪槽(6)內(nèi)，沿內(nèi)槽線滾動(dòng)工作，凸輪槽兩頭呈半圓弧，圓弧半徑等于滾輪(5)半徑，中部圓弧半徑為曲柄或曲拐滾輪輪心運(yùn)動(dòng)軌跡與滾輪半徑之和，半徑
+r，式中L為活塞體沖程、a為活塞體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的起止角、r為滾輪半徑，中部圓弧弦高h(yuǎn)＝R-1/2L-r，中部圓弧兩端點(diǎn)與半圓弧兩端點(diǎn)間的連線為直線，活塞體兩凸輪槽臂兩側(cè)分別設(shè)有內(nèi)凹圓弧微間隙限位凸臺(tái)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于微間隙限位凸臺(tái)內(nèi)凹圓弧半徑等于曲柄輪半徑，其與活塞體中心的距離等于曲柄輪半徑與活塞體1/2沖程(1/2L)之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于曲柄或曲拐滾輪、活塞體凸輪槽(6)二者必有一體為可拆體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于曲柄滾輪由曲柄輪(2)、銷軸(3)、滾針或滾輪內(nèi)套(4)、滾輪(5)、傳遞軸組成，曲柄輪上有曲柄銷孔，曲柄銷孔孔心與曲柄輪輪心間距為R-r，傳遞軸軸端熱壓于曲柄輪輪心孔內(nèi)，滾輪、滾輪內(nèi)套，套于銷軸上，再一并壓入到曲柄銷孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于曲拐滾輪由曲拐軸(2)、銷軸(3)、滾針或滾輪內(nèi)套(4)、滾輪(5)組成，曲拐軸上有曲拐銷孔，曲拐銷孔孔心與曲拐軸軸心間距為R-r，滾輪、滾輪內(nèi)套套于銷軸上，再一并壓入到曲拐銷孔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于活塞體(12)可為一體，也可分為對(duì)稱兩部分，各部分由凸輪槽臂(10)以及卡在槽臂的鑲塊(11)、活塞(8)、活塞銷、卡構(gòu)成，凸輪槽臂聯(lián)接面設(shè)有定位卡槽，凸輪槽臂間用螺栓聯(lián)接，兩鑲塊間構(gòu)成凸輪槽(6)。
全文摘要
往復(fù)間歇活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)體、曲柄滾輪、帶凸輪槽以及凸臺(tái)的活塞體、缸體、進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)、點(diǎn)火或噴油機(jī)構(gòu)等。本實(shí)用新型通過(guò)曲柄滾輪在活塞體的凸輪槽內(nèi)滾動(dòng)，避開了正弦往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與熱膨脹不相適應(yīng)的往復(fù)低速區(qū)，使往復(fù)在低速段間歇成為不連續(xù)工作，爆發(fā)膨脹直接從高速區(qū)開始。本發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹作功及時(shí)、具有不爆震的高能爆發(fā)，能獲取高扭矩、低熱散失的高經(jīng)濟(jì)動(dòng)力性輸出，可廣泛用于各種動(dòng)力。
文檔編號(hào)F02B75/40GK1156214SQ9611963
公開日1997年8月6日 申請(qǐng)日期1996年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月10日
發(fā)明者趙善勝 申請(qǐng)人:趙善勝