水平對置圓柱凸輪發(fā)動機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及內(nèi)燃機裝置，尤其是內(nèi)燃機的動力傳動系統(tǒng)，具體是指一種水平對置圓柱凸輪發(fā)動機。一種水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，包括圓柱凸輪，圓柱凸輪左右兩個端面的輪廓線為橫向上的曲線，圓柱凸輪中心固定有動力軸；圓柱凸輪左右兩個端面上分別設(shè)有4個帶有推桿的活塞，所述活塞推桿的底端設(shè)有滾子，滾子沿圓柱凸輪端面的輪廓線運動，活塞推桿的直線往返運動轉(zhuǎn)化為圓柱凸輪的旋轉(zhuǎn)運動。輪廓線設(shè)計為余弦曲線，這將實現(xiàn)滾子加速度曲線的連續(xù)變化，即滾子在上下止點時不會發(fā)生突變沖擊。根據(jù)凸輪本身的特性，滾子的直動將被轉(zhuǎn)化為凸輪的旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動的動力轉(zhuǎn)化。所以有良好的動力輸出平穩(wěn)性。
【專利說明】
水平對置圓柱凸輪發(fā)動機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機裝置，尤其是內(nèi)燃機的動力傳動系統(tǒng)，具體是指一種水平對置圓柱凸輪發(fā)動機?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]內(nèi)燃機將燃料和空氣混合，在其汽缸內(nèi)燃燒，釋放出的熱能使汽缸內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞作功，再通過推桿機構(gòu)或其他機構(gòu)將機械功輸出，驅(qū)動從動機械工作。
[0003]目前，內(nèi)燃機依然存在著許多不足，首先是發(fā)動機的活塞在上下止點的時候存在速度方向突變的現(xiàn)象，這樣的突變對機構(gòu)使用壽命有影響;其次，發(fā)動機的汽缸壁對活塞以及推桿存在著交變側(cè)壓力，嚴重影響推桿和活塞的使用壽命;最后，現(xiàn)有的發(fā)動機結(jié)構(gòu)繁瑣體積較大，改裝為混動系統(tǒng)難度大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有內(nèi)燃機活塞連桿機構(gòu)在上下止點的速度突變、運行過程中的交變側(cè)壓力、以及內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)繁瑣體積較大的不足，本發(fā)明采用了一種全新的內(nèi)燃機動力傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)將活塞的直線往返運動通過凸輪轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，利用凸輪的特性克服了速度突變的問題，利用推桿與凸輪的相對位置設(shè)計克服了交變側(cè)壓力的問題。
[0005]—種水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，包括水平放置的圓柱凸輪，圓柱凸輪左右兩個端面的輪廓線為橫向上起伏的曲線，圓柱凸輪中心固定有動力軸；圓柱凸輪左右兩個端面上分別設(shè)有4個帶有推桿的活塞，所述活塞推桿的底端設(shè)有滾子，滾子沿圓柱凸輪端面的輪廓線運動，活塞推桿的直線往返運動轉(zhuǎn)化為圓柱凸輪的旋轉(zhuǎn)運動。
[0006]優(yōu)選的，圓柱凸輪一側(cè)的4個活塞對稱的設(shè)在圓柱凸輪中心的四周，滾子在圓柱凸輪端面的輪廓線上各相差四分之一個相位。
[0007]優(yōu)選的，圓柱凸輪兩側(cè)的活塞相互對稱。
[0008]優(yōu)選的，所述上端面輪廓線為余弦曲線。
[0009]優(yōu)選的，所述圓柱凸輪兩個端面的輪廓線對應(yīng)相同。
[0010]優(yōu)選的，所述圓柱凸輪的兩個端面為橫向上起伏的曲面。[〇〇11]優(yōu)選的，所述圓柱凸輪的兩個端面輪廓線為余弦曲線。[〇〇12]優(yōu)選的，所述圓柱凸輪的兩個端面為相同的曲面。
[0013]優(yōu)選的，所述圓柱凸輪的兩個端面輪廓線上設(shè)有凹槽，滾子嵌在凹槽內(nèi)(滾子通過凹槽對圓柱凸輪有拉力和壓力)。
[0014]所述圓柱凸輪的兩個端面的中心都固定有動力軸。
[0015]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:本水平對置圓柱凸輪發(fā)動機的總成包括8個活塞推桿及其底端的滾子、圓柱凸輪(凸輪轉(zhuǎn)子)、圓柱凸輪的動力軸(動力輸出軸)。凸輪橫向放置，四個活塞推桿對稱放在圓柱凸輪左端，四個活塞推桿對稱放在凸輪右端。凸輪水平放置，活塞曲柄連桿機構(gòu)放在凸輪左右兩側(cè)，左側(cè)活塞推桿組的工作狀態(tài)比右側(cè)的活塞推桿組的工作狀態(tài)晚兩個沖程，以此實現(xiàn)水平對置的動力輸出。
[0016]與傳統(tǒng)內(nèi)燃機一樣，汽缸內(nèi)燃燒燃料推動活塞和推桿作左右直線運動，推桿底端的滾子隨著推桿一起上下運動。凸輪轉(zhuǎn)子左右端面為曲線型輪廓線，四個滾子作用在輪廓線上。每個滾子均與相鄰滾子在輪廓線上相差四分之一個周期。輪廓線可設(shè)計為余弦曲線， 這將實現(xiàn)滾子加速度曲線的連續(xù)變化，即滾子在上下止點時不會發(fā)生突變沖擊。根據(jù)凸輪本身的特性，滾子的直動將被轉(zhuǎn)化為凸輪的旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動的動力轉(zhuǎn)化。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，圓柱凸輪端面輪廓線將實現(xiàn)滾子加速度曲線的連續(xù)變化， 即滾子在上下止點時不會發(fā)生突變沖擊。凸輪轉(zhuǎn)子可作為傳統(tǒng)內(nèi)燃機的飛輪，所以本發(fā)明省去了飛輪的結(jié)構(gòu)，減小了發(fā)動機體積，凸輪既作飛輪用，又可通過動力軸傳遞東西。活塞推桿始終保持在凸輪的一側(cè)，所以活塞所承受的載荷不是交變側(cè)壓力而只是拉壓力，這樣活塞以及推桿的壽命就將延長很多。因為四個活塞推桿對稱設(shè)置，且四個滾子各相差四分之一個周期設(shè)置，所以有良好的動力輸出平穩(wěn)性。因為采用水平對置的設(shè)計，所以發(fā)動機整體動態(tài)受力平衡?！靖綀D說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中1.活塞，2.推桿，3.滾子，4.圓柱凸輪，5.動力軸【具體實施方式】
[0021]—種水平對置圓柱凸輪4發(fā)動機，包括水平放置的圓柱凸輪4,圓柱凸輪4左右兩個端面的輪廓線為橫向上起伏的曲線，圓柱凸輪4中心固定有動力軸5;圓柱凸輪4左右兩個端面上分別設(shè)有4個帶有推桿2的活塞1，所述活塞1推桿2的底端設(shè)有滾子3,滾子3沿圓柱凸輪 4端面的輪廓線運動，活塞1推桿2的直線往返運動轉(zhuǎn)化為圓柱凸輪4的旋轉(zhuǎn)運動。圓柱凸輪4 一側(cè)的4個活塞1對稱的設(shè)在圓柱凸輪4中心的四周，滾子3在圓柱凸輪4端面的輪廓線上各相差四分之一個相位。圓柱凸輪4兩側(cè)的活塞1相互對稱。所述上端面輪廓線為余弦曲線。所述圓柱凸輪4兩個端面的輪廓線對應(yīng)相同。
[0022]優(yōu)選的，所述圓柱凸輪4的兩個端面為上下起伏的曲面。所述圓柱凸輪4的兩個端面輪廓線為余弦曲線。所述圓柱凸輪4的兩個端面為相同的曲面。[〇〇23]優(yōu)選的，所述圓柱凸輪4的兩個端面輪廓線上設(shè)有凹槽，滾子3嵌在凹槽內(nèi)(滾子3 通過凹槽對圓柱凸輪4有拉力和壓力)。[〇〇24]所述圓柱凸輪4的兩個端面的中心都固定有動力軸5。
[0025]在圖1中，活塞1推動推桿2作直線運動，兩側(cè)各四個活塞的做功順序與傳統(tǒng)內(nèi)燃機四沖程過程完全相同。左側(cè)活塞推桿組的工作狀態(tài)比右側(cè)的活塞推桿組的工作狀態(tài)晚兩個沖程，以此實現(xiàn)水平對置的動力輸出。推桿2底端的滾子3隨著推桿一起左右運動，并推動圓柱凸輪4，這樣，滾子3的直動將被轉(zhuǎn)化為凸輪4的旋轉(zhuǎn)運動。圓柱凸輪4上的動力軸5旋轉(zhuǎn)并輸出動力。
【主權(quán)項】
1.一種水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:包括水平放置的圓柱凸輪，圓柱凸輪左 右兩個端面的輪廓線為橫向上起伏的曲線，圓柱凸輪中心固定有動力軸；圓柱凸輪左右兩 個端面上分別設(shè)有4個帶有推桿的活塞，所述活塞推桿的底端設(shè)有滾子，滾子沿圓柱凸輪端 面的輪廓線運動，活塞推桿的直線往返運動轉(zhuǎn)化為圓柱凸輪的旋轉(zhuǎn)運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:圓柱凸輪一側(cè)的4個 活塞對稱的設(shè)在圓柱凸輪中心的四周，滾子在圓柱凸輪端面的輪廓線上各相差四分之一個 相位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:圓柱凸輪兩側(cè)的活塞 相互對稱。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:所述上端面輪廓線為 余弦曲線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:所述圓柱凸輪兩個端 面的輪廓線對應(yīng)相同。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:所述圓柱凸輪的兩個 端面為橫向上起伏的曲面。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:所述圓柱凸輪的兩個 端面輪廓線為余弦曲線。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:所述圓柱凸輪的 兩個端面為相同的曲面。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:所述圓柱凸輪 的兩個端面輪廓線上設(shè)有凹槽，滾子嵌在凹槽內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的水平對置圓柱凸輪發(fā)動機，其特征在于:所述圓柱凸 輪的兩個端面的中心都固定有動力軸。
【文檔編號】F02B75/18GK105971724SQ201610398412
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】許印川, 熊樹生, 郭越, 王宇, 楊興浩, 萬波, 申恩恩, 王亞彬, 滕志峰, 李康
【申請人】浙江大學(xué)