專利名稱：：無級調(diào)速偏心擺動式內(nèi)燃機的實現(xiàn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種以內(nèi)燃機作為動力的各類運輸設(shè)備及其它各類機械設(shè)備中的內(nèi)燃機及無級傳動裝置，尤其是一種發(fā)動機曲柄擺動且采用脈動式無級變速的內(nèi)燃機，具體地說是一種無級調(diào)速偏心擺動式內(nèi)燃機的實現(xiàn)方法及一種帶有脈動式無級調(diào)速傳動的偏心擺動式內(nèi)燃機。
背景技術(shù)：
：眾所周知，大部分汽車上都采用分級傳動，它是通過變速箱分級調(diào)節(jié)實現(xiàn)的，如在輕型汽車上變速箱的級數(shù)通常為4-6級。類似的分級調(diào)速實際上也被運用于所有的載重汽車和拖拉機上。在農(nóng)用拖拉機上，由于生產(chǎn)作業(yè)對速度調(diào)節(jié)提出特別的要求，變速箱常采用10-18個級。變速箱中有限的級數(shù)導(dǎo)致發(fā)動機在很多情況下處于非最佳工作狀態(tài)，從而引起油耗的上升。在汽車的行駛過程中從一個級轉(zhuǎn)換到其它的級(頻繁換檔)，使司機變成了車輛的特殊附屬物。輕型汽車上采用的自動變速箱，僅僅能使變速箱內(nèi)換檔過程自動化為了這個自動化，用戶要支付增高的12-15%油耗費用?，F(xiàn)有的技術(shù)文獻中描述了大量形形色色的機械的、液壓的和電動的無級變速傳動機構(gòu)，它們可以被應(yīng)用到汽車上以取代分級變速箱。但是，許多先進的汽車生產(chǎn)者在這個方向探索了幾十年，正如我們看到的，未能取得預(yù)期的效果，它們存在效率低、制造復(fù)雜、成本高，功率難以提高或高功率帶來高成本，增加了用戶的負擔。目前，一些大型的拖拉機制造商如Fendt，F(xiàn)ergusonmJohnDeere，他們制造的拖拉機發(fā)動機功率在250-425馬力，帶無級調(diào)節(jié)傳動裝置己經(jīng)有幾年了。在這些傳動中有的采用帶伸縮錐盤的(FendtVARIO)機械的無級變速器，有的采用帶有功率分支系統(tǒng)，在每支里使用軸向活塞泵一可調(diào)節(jié)生產(chǎn)效率的發(fā)動機(AutoPowerShift)。這樣，似乎無級傳動的難題終于得到了令人滿意的解決。與此同時，我們要注意到一個事實，即這些無級傳動的應(yīng)用只能在非常大型的拖拉機上。我們沒有發(fā)現(xiàn)這種傳動被應(yīng)用在功率較小的拖拉機上以及貨車和輕型汽車上。此外，目前傳統(tǒng)的內(nèi)燃機的驅(qū)動鏈或驅(qū)動裝置為活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)直線運動，通過連桿帶動固裝在與氣缸軸線垂直相交的轉(zhuǎn)動軸上的曲柄，連同轉(zhuǎn)動軸作定向轉(zhuǎn)動，由于連桿偏離氣缸軸線的夾角成函數(shù)關(guān)系的活塞與氣缸之間的摩擦力大，因而能耗高，功效低，磨損嚴重，使用壽命短，必須定期進行大修。因此設(shè)計一種適用于內(nèi)燃機車使用的、結(jié)構(gòu)簡單、輸出功率高的、氣缸磨損小且能無級變速的內(nèi)燃機顯得十分必要，而這又涉及到內(nèi)燃機本身的驅(qū)動方式和變速方式的雙重變革。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的內(nèi)燃機及其變速機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損的問題，發(fā)明一種節(jié)油效果好、磨損小、壽命長、成本低的無級調(diào)速偏心擺動式內(nèi)燃機的方法，同時設(shè)計一種帶有脈動式無級調(diào)速傳動的偏心擺動式內(nèi)燃機。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是一種無級調(diào)速偏心擺動式內(nèi)燃機的實現(xiàn)方法，其特征是首先，使內(nèi)燃機的曲柄繞裝于氣缸軸線一側(cè)的支點作偏心擺動；其次，使偏心擺動的曲柄帶動第一主動軸往復(fù)擺動，同時使第一主動軸通過一個變向機構(gòu)與第二主動軸相連，從而交替驅(qū)動確保第一主動軸在往復(fù)擺動過程中均能有連續(xù)的動力輸出，第一主動軸和第二主動軸再通過一個帶,有單向傳動裝置的連桿機構(gòu)連續(xù)驅(qū)動輸出軸作連續(xù)的定向輸出；第三，通過調(diào)整第一主動軸和第二主動軸的曲柄長度或調(diào)整連桿機構(gòu)中搖臂支點的位置實現(xiàn)無級調(diào)速；第四，使主動軸與內(nèi)燃機的氣體分配軸之間通過單向傳動裝置連結(jié)，以保證氣體分配軸在一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)并與沖程相協(xié)調(diào)。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是一種帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，它包括氣缸、7活塞和連桿，連桿的一端與活塞相連，活塞位于氣缸中，連桿的另一端與曲柄相連，其特征是所述的曲柄的支點偏置于氣缸軸心線一側(cè)，曲柄在連桿的帶動下繞支點軸線往復(fù)擺動，曲柄與脈動式無級調(diào)速傳動裝置相連；所述的脈動式無級調(diào)速裝置至少包括一根第一主動軸1和與該第一主動軸1同軸線布置的第二主動軸2，第一主動軸1或第二主動軸2作為脈動式無級調(diào)速裝置的輸入軸與驅(qū)動其擺動的曲柄相連，第一主動軸1和第二主動軸2上分別連接有第一曲臂R和第二曲臂R'，在第一主動軸1和第二主動軸2之間還安裝有變向裝置；所述的第一曲臂R與第一搖桿6的一端相連，第二曲臂R'與第二搖桿7的一端相連，第一搖桿6的另一端與第一連桿11的一端相連，第二搖桿7的另一端與第二連桿10的一端相連，第一搖桿6和第二搖桿7分別穿裝在相應(yīng)的活動支座9上，兩個活動支座9均與帶動其在相應(yīng)的搖桿上移動的變幅驅(qū)動機構(gòu)8相連，第一連桿11的另一端與第一驅(qū)動搖桿12的一端相鉸接，第二連桿10的另一端則與第二驅(qū)動搖桿13的一端相鉸接，所述的第一驅(qū)動搖桿12和第二驅(qū)動搖桿13分別與對應(yīng)的單向驅(qū)動裝置的輸入端相連，各單向驅(qū)動裝置均與輸出軸16固定相連；所述的第一主動軸l和第二主動軸2均通過相應(yīng)的單向傳動裝置與氣體分配軸20相連，第一主動軸1或第二主動軸2還與飛輪相連。本發(fā)明的技術(shù)方案之三是一種帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，它包括氣缸、活塞和連桿，連桿的一端與活塞相連，活塞位于氣缸中，連桿的另一端與曲柄相連，其特征是所述的曲柄的支點偏置于氣缸軸心線一側(cè)，曲柄在連桿的帶動下繞支點往復(fù)擺動，曲柄與脈動式無級調(diào)速傳動裝置相連；所述的脈動式無級調(diào)速裝置至少包括一根第一主動軸1和與該第一主動軸1同軸線布置的第二主動軸2，第一主動軸1或第二主動軸2作為脈動式無級調(diào)速裝置的輸入軸與驅(qū)動其擺動的曲柄相連，第一主動軸1和第二主動軸2上分別連接有第一曲臂R和第二曲臂R'，第一曲臂R和第二曲臂R'的長度可調(diào)，第一曲臂R和第二曲臂R'可以分別與第一連桿11及第二連桿10的一端相連，第一連桿11及第二連桿10的另一端與第一驅(qū)動搖桿12及第二驅(qū)動搖桿13相連，第一曲臂R和第二曲臂R'還可以直接分別與第一驅(qū)動搖桿12及第二驅(qū)動搖桿13相連，第一驅(qū)動搖桿12及第二驅(qū)動搖桿13分別與對應(yīng)的單向驅(qū)動裝置的輸入端相連，各單向驅(qū)動裝置均與輸出軸16固定相連；在第一主動軸1和第二主動軸2之間還安裝有變向裝置；所述的第一主動軸1和第二主動軸2均通過相應(yīng)的單向傳動裝置與氣體分配軸20相連，第一主動軸1或第二主動軸2還與飛輪相連。所述的單向驅(qū)動裝置為超越離合器或棘輪棘爪裝置，所述的棘輪棘爪裝置包括棘爪D和驅(qū)動棘輪14，所述的驅(qū)動棘輪14固定安裝在輸出軸16上，所述的棘爪D安裝在對應(yīng)的驅(qū)動搖桿上，所述的驅(qū)動搖桿的一端與對應(yīng)的連桿相鉸接，驅(qū)動搖桿的另一端可轉(zhuǎn)動地支承在輸出軸16上。所述的變向裝置為錐齒輪變向裝置，它由分別安裝在所述的第一主動軸1和第二主動軸2上的第一錐齒輪3和第二錐齒輪4及安裝在內(nèi)燃機調(diào)速裝置外殼上的變向錐齒輪5組成，第一錐齒輪3和第二錐齒輪4分別從變向錐齒輪5的兩側(cè)與其相嚙合。所述的變向裝置為圓柱齒輪變向裝置，它由齒輪3'，4'，5'，6'，8'和齒輪軸7'，9'組成，齒輪3'與第一主動軸1相連并與齒輪5'相嚙合，齒輪6'和齒輪5'同軸安裝，齒輪8'安裝在軸9'上并分別與齒輪6'及齒輪4'嚙合，齒輪4'與第二主動軸2相連。所述的變幅驅(qū)動機構(gòu)8為滑塊式驅(qū)動機構(gòu)或轉(zhuǎn)軸式驅(qū)動機構(gòu)。所述的第一曲臂R的傳動比調(diào)節(jié)機構(gòu)包括斜齒輪3〃，6〃，它們均安裝在第一主動軸1上并分別與對應(yīng)的齒輪4"，5"相嚙合，齒輪4"，5〃同時安裝在軸2〃上，軸2〃與手動驅(qū)動裝置相連，第一主動軸1上還安裝有曲拐，曲拐的頸部套裝有軸套8〃，軸套8〃通過齒輪7〃，10〃與齒輪6〃相連，第一搖桿6或第二搖桿7套裝在軸套8"。所述的脈動式無級調(diào)速裝置由兩個對稱相同的裝置組成，它有四個輸入軸，每個輸入軸均與對應(yīng)的曲柄相連，且對稱布置在輸出軸16的兩側(cè)。根據(jù)內(nèi)燃機氣缸數(shù)量的不同，氣缸在脈動式無級調(diào)速裝置輸入軸上的布置方式有A、所述的內(nèi)燃機為四個四沖程氣缸結(jié)構(gòu)時，四個氣缸中的第一氣缸和第三氣缸的擺動式曲柄與第一主動軸相連，第二氣缸和第四氣缸的擺動式曲柄與第二主動軸相連；B、所述的內(nèi)燃機為二個四沖程氣缸結(jié)構(gòu)時，兩個氣缸的擺動式曲柄分別與對稱布置在輸出軸16兩側(cè)的第一主動軸1和第三輸入軸17相連；C、所述的內(nèi)燃機為八個四沖程氣缸雙排布置結(jié)構(gòu)時，所述輸出軸16的二側(cè)對稱布置有兩個均與其相連的脈動式無級調(diào)速裝置，八個氣缸分別通過相應(yīng)的擺動式曲柄與四個輸入軸即第一主動軸1、第二主動軸2、第三輸入軸17和第四輸入軸18相連，每個輸入軸上連接有兩個具有額定相位差的擺動式曲柄。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明能數(shù)倍降低活塞對汽缸壁的摩擦力，顯著地降低燃料消耗，降低發(fā)動機零件作業(yè)的發(fā)熱強度；數(shù)倍降低活塞組零件的磨損；利用本發(fā)明設(shè)計的傳動裝置的外廓尺寸、重量及成本均能明顯降低，同等條件下可降低生產(chǎn)成本20%以上。本發(fā)明可廣泛用于所有使用內(nèi)燃機的交通工具，如汽車，摩托車和拖拉機等，建立無級調(diào)節(jié)傳動裝置，與此同時實現(xiàn)車輛在行使中從最大速度到零速度的寬廣區(qū)域的可調(diào)節(jié)，就像使用現(xiàn)有已知的傳動裝置時，在未切斷傳動鏈時經(jīng)常發(fā)生的那樣，即發(fā)動機在工作中，而車輪卻靜止不動。本發(fā)明同樣還適用于石油、航空等各類使用內(nèi)燃機的機械設(shè)備。圖1是本發(fā)明的無級變速原理示意圖。圖2是本發(fā)明的氣缸活塞運動機構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的圓柱齒輪變向機構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的第一曲柄R或第二曲柄R'的變徑機構(gòu)示意圖之一。圖5是本發(fā)明的第一曲柄R或第二曲柄R'的變徑機構(gòu)示意圖之二。圖6是本發(fā)明在四沖程四缸單排布置發(fā)動機中的應(yīng)用原理圖。圖7是本發(fā)明在四沖程四缸雙排布置發(fā)動機中的應(yīng)用原理圖。圖8是本發(fā)明在四沖程八缸雙排布置發(fā)動機中的應(yīng)用原理圖。圖9是本發(fā)明在四沖程六缸單排布置發(fā)動機中的應(yīng)用原理圖。圖io是本發(fā)明在摩車中的應(yīng)用原理圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例一。如圖1、2所示。一種無級調(diào)速偏心擺動式內(nèi)燃機的實現(xiàn)方法，它包括以下步驟首先，使內(nèi)燃機的曲柄繞裝于氣缸軸線一側(cè)的支點作偏心擺動，如圖2所示；其次，使偏心擺動的曲柄帶動第一主動軸往復(fù)擺動，同時使第一主動軸通過一個變向機構(gòu)與第二主動軸相連，從而交替驅(qū)動確保第一主動軸在往復(fù)擺動過程中均能有連續(xù)的動力輸出，第一主動軸和第二主動軸再通過一個帶有單向傳動裝置的連桿機構(gòu)連續(xù)驅(qū)動輸出軸作連續(xù)的定向輸出；第三，通過調(diào)整第一主動軸和第二主動軸的曲柄長度或調(diào)整連桿機構(gòu)中搖臂支點的位置實現(xiàn)無級調(diào)速；第四，使主動軸與內(nèi)燃機的氣體分配軸之間通過單向傳動裝置連結(jié)，以保證氣體分配軸在一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)并與沖程相協(xié)調(diào)。如圖1所示。實施例二。如圖3、4、5、6所示。一種帶有脈動式無級調(diào)速傳動的偏心擺動式內(nèi)燃機，包括內(nèi)燃機本體和與內(nèi)燃機本體相連的傳動裝置，其中內(nèi)燃機本體又包括氣缸和位于氣缸中的活塞，活塞與連桿相連，所述的連桿與繞支點擺動的曲柄相連，曲柄與傳動裝置的輸入軸相連，傳動裝置的輸出軸與被驅(qū)動部件相連，所述的傳動裝置為脈動式無級調(diào)速裝置；所述的脈動式無級調(diào)速裝置包括兩根同軸線布置的第一主動軸1和第二主動軸2，第一主動軸1和第二主動軸2作為脈動式無級調(diào)速裝置的輸入軸與驅(qū)動其擺動的曲柄相連，第一主動軸1和第二主動軸2上分別連接有第一曲臂R和第二曲臂R'，在第一主動軸1和第二主動軸2之間還安裝有變向錐齒輪組，該變向錐齒輪組由分別安裝在所述的第一主動軸1和第二主動軸2上的第一錐齒輪3和第二錐齒輪4及安裝在內(nèi)燃機本體上的變向錐齒輪5組成，第一錐齒輪3和第二錐齒輪4分別從變向錐齒輪4的兩側(cè)與其相嚙合；所述的第一曲臂R與第一搖桿6的一端相連，第二曲臂R'與第二搖桿7的一端相連，第一搖桿6的另一端與第一連桿11的一端相連，第二搖桿7的另一端與第二連桿10的一端相連，第一搖桿6和第二搖桿7分別穿裝在相應(yīng)的活動支座9上，兩個活動支座9均與帶動其在相應(yīng)的搖桿上移動的變幅驅(qū)動機構(gòu)8(可采用圖中所示的滑塊式驅(qū)動機構(gòu)，也可采用轉(zhuǎn)軸式驅(qū)動機構(gòu))相連，第一連桿11的另一端與第一驅(qū)動搖桿12的一端相鉸接，第二連桿10的另一端則與第二驅(qū)動搖桿13的一端相鉸接，在所述的第一驅(qū)動搖桿11和第二驅(qū)動搖桿10上分別安裝有相應(yīng)的第一棘爪D和第二棘爪D'，第一棘爪D與第一驅(qū)動棘輪14相配合，第二棘爪D'與第二驅(qū)動棘輪15相配合，所述的第一驅(qū)動棘輪14和第二驅(qū)動棘輪15同時安裝在作為傳動裝置輸出軸的軸16上。所述的第一主動軸1和第二主動軸2均通過相應(yīng)的傳動裝置(可采用齒輪傳動，也可采用皮帶輪傳動，還可采用圖6中所示的棘輪棘爪加上皮帶傳動的形式)與氣體分配軸20相連，第一主動軸l或第二主動軸2還與飛輪F相連。如圖6所示。具體實施時，所述的變向機構(gòu)附了可采用圖1、6中所示的錐齒輪變向外，還可采用圖3所示的圓柱齒輪變向機構(gòu)，它由齒輪3'，4'，5'，6'，8'和齒輪軸7'，9'組成，齒輪3'與第一主動軸1相連并與齒輪5'相嚙合，齒輪6'和齒輪5'同軸安裝，齒輪8'安裝軸軸9'上并分別與齒輪6'及齒輪4'嚙合，齒輪4'與第二主動軸2相連。具體實施時，為了實現(xiàn)無級變速，除了采用圖l、6中所示的變幅驅(qū)動機構(gòu)8通過調(diào)整第一搖臂6及第二搖臂7的杠桿比進行無級調(diào)速外，還可通過改變改變第一曲臂R及第二曲臂R'長度的方法加以實現(xiàn)，具體實施時可僅采用其中的一種進行無級調(diào)速，也可同時采用二種方法進行無級調(diào)速。圖4、5是二種不同的臂長調(diào)整機構(gòu)原理示意圖，此時，第一曲臂R和第二曲臂R'或者分別與第一連桿11及第二連桿10的一端相連，第一連桿11及第二連桿IO的另一端與第一驅(qū)動搖桿12及第二驅(qū)動搖桿13相連，第一曲臂R和第二曲臂R'也可以直接與第一驅(qū)動搖桿12及第二驅(qū)動搖桿13相連，第一驅(qū)動搖桿12及第二驅(qū)動搖桿13分別與對應(yīng)的單向驅(qū)動裝置的輸入端相連，各單向驅(qū)動裝置均與輸出軸16固定相連。圖4所示的長度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括斜齒輪3〃、6〃，它們均安裝在第一主動軸1或第二主動軸2上并分別與對應(yīng)的齒輪4〃、5"相嚙合，齒輪4〃、5"同時安裝在軸2〃上，軸2〃與手動驅(qū)動裝置相連，第一主動軸l上還安裝有曲拐，曲拐的頸部套裝有軸套8"，軸套8〃通過齒輪7"、10"與齒輪6"相連，第一搖桿6或第二搖桿7的一端則套裝在軸套8"上，當?shù)谝恢鲃虞S1帶動曲拐擺動時同時帶動軸套8"擺動，軸套8"又帶動第一搖臂6或第二搖臂7擺動，改變軸套8〃離第一主動軸1或第二主動軸2的距離，即可實現(xiàn)調(diào)速的目的。圖5是另一個更為簡單的臂長調(diào)整機構(gòu)，它包括與第一主動軸1或第二主動軸2擺動的曲拐31及氣缸32，氣缸32安裝在曲拐上并隨曲拐同步擺動，氣缸32的活塞桿33與第一搖桿6或第二搖桿7相鉸接，氣缸帶動活塞桿移動，從而改變第一搖桿6或第二搖桿7的擺動端與第一主動軸1或第二主動軸2軸心線之間的距離，從而改變第--搖桿6或第二搖桿7的擺幅，達到變速的目的。下面結(jié)合圖1、圖2對本發(fā)明的基本工作原理作進一步的說明。本發(fā)明的脈動式無級調(diào)速裝置有兩個主動軸即第一主動軸1(以下簡稱軸l)和第二主動軸2(以下簡稱軸2)，位于同一個幾何軸線00上，在箱體的不同側(cè)面。每一個軸上帶有曲柄R和R'和錐形輪3或4(在軸l有輪3，在軸2有輪4，錐形輪3、4也可采用由圓柱齒輪組成的變向機構(gòu)，如圖3)。錐形輪3和4與錐形輪5嚙合，它的軸線在箱體上。錐形輪3、4和5形成錐形變向機構(gòu)。這樣，軸1和2與錐形回動機構(gòu)彼此聯(lián)系。這意味著，如果軸1順時針方向旋轉(zhuǎn)，則軸2就逆時針方向旋轉(zhuǎn)。軸1和2的曲柄R、R'與搖桿6和7連接，搖臂有支座9。支座9位于滑塊8(相當于手動或腳動變速操縱桿)中的同一幾何軸線0101上，滑塊8通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)機構(gòu)可在垂直方向移動(在圖l上沒有表示調(diào)節(jié)機構(gòu))。支座9保證搖桿6和7在擺動和前進運動中自由活動。搖桿6和7相應(yīng)地在A1和A2點上與連桿10和11連接。每一根連桿的另一端與搖桿12和13連接。相應(yīng)地，搖桿12和13裝在變速器輸出軸16上，它們帶有零件棘輪D，兩個棘輪D與輪14、15相互作用，輪14或15稱為制逆輪(即單向輪，用于驅(qū)動軸16單方向轉(zhuǎn)動)，搖桿12與安裝在他上面的棘輪D和制逆輪14(搖桿13也與位于其上的棘輪D與制逆輪14)一起形成單向齒輪驅(qū)動機構(gòu)，以便只在一個方向上傳動從連桿11或10到軸16的旋轉(zhuǎn)(按照圖1順時針方向)，此處的棘輪棘爪機構(gòu)還可采用類似于自行車后輪上安裝的超越離合器(簡稱飛)加以實現(xiàn)。圖1中的棘輪機構(gòu)可采用專業(yè)公司專業(yè)生產(chǎn)的類似產(chǎn)品。本發(fā)明的脈動式無級調(diào)速裝置的工作原理是軸1和2只進行擺動，在每個時間段只有一個是主動軸。例如，假定在指定時段軸1是主動軸，這時軸1在順時針方向擺動中的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致輪14旋轉(zhuǎn)，也就是說軸16也是順時針方向，而軸1逆時針方向的轉(zhuǎn)動時棘輪機構(gòu)不會將運動傳到16軸。由于軸1和2彼此用錐形回動機構(gòu)聯(lián)系，所以軸1順時針方向的轉(zhuǎn)動將導(dǎo)致軸2逆時針方向轉(zhuǎn)動，因此這種轉(zhuǎn)動不會傳給軸16。相反，軸l逆時針方向的轉(zhuǎn)動將導(dǎo)致軸2順時針方向轉(zhuǎn)動，且這種轉(zhuǎn)動導(dǎo)致軸16旋轉(zhuǎn)。這樣，軸l向兩側(cè)擺動導(dǎo)致軸16在同一個方向上旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的脈動式無級調(diào)速裝置通過滑動支座8的位移或通過調(diào)節(jié)曲臂的長短來實現(xiàn)無級變速，圖l、6中所示的是通過滑動支座8的位移來實現(xiàn)無級調(diào)速的，這時搖桿6和7的臂比同步變化。這樣，當曲柄R(和R')的擺動幅度固定時，Al和A2點的擺動幅度在需要的方向上變化，從而搖桿12和13的擺動幅度改變，這意味著在這些搖臂的一個擺動內(nèi)，軸16的轉(zhuǎn)動角度也改變。研制試驗表明，當Al和A2點不動，滑動支座8的位置也可能改變。這意味著當軸l擺動幅度不變時，軸16仍然不動。這樣，在所本發(fā)明的無級變速器中，調(diào)節(jié)范圍可以在傳動系數(shù)為l(當滑動支座8位置在搖桿6以及7的中點時)到等于無限大(當滑動支座在A1和A2點時)范圍內(nèi)實現(xiàn)。當支座9為固定不動時，可采用本發(fā)明的圖4、5所示的改變曲臂R長度的裝置來實現(xiàn)無級調(diào)整，由于曲臂R或R'的長度可無級調(diào)整，因此，作為變速機構(gòu)的輸入速度可以無限調(diào)整，其輸出也相應(yīng)地同比例地增大或減少。14為了保證上述的無級變速機構(gòu)能正常工作，本發(fā)明的內(nèi)燃機與普通內(nèi)燃機也應(yīng)有區(qū)別。常規(guī)的發(fā)動機氣缸中的活塞在燃料蒸氣壓力下使得曲軸轉(zhuǎn)動，而本發(fā)明的氣缸活塞可使曲軸只進行擺動，這是由上述變速機構(gòu)的工作原理確定的。如圖2所示，假定活塞直徑為d，活塞行程為h和連桿長度為i的曲柄連桿機構(gòu)，在兩種內(nèi)燃機中由d,h和1參數(shù)同樣的條件形成曲柄連桿機構(gòu)，從這兩種內(nèi)燃機的比較來看，在圖2中，讓曲軸r的曲柄在活塞行程h中以擺動角度例如90°進行擺動，這時不難看出，在該曲柄連桿機構(gòu)中曲柄的擺動中心O點位于以01點為圓心，半徑為h/2的圓上。一般來說，曲柄的擺動角度將取決于曲柄旋轉(zhuǎn)中心在O01直線或其延長線的位置。那些曲柄旋轉(zhuǎn)點對于01點發(fā)生位移的內(nèi)燃機被稱之為偏心內(nèi)燃機，而從01點到O點的距離被稱之為偏心距。正如從以下論述中可以明白，在與脈動式無級調(diào)速裝置相配時，偏心距可以選擇任何不等于零的數(shù)，但是，它應(yīng)該與內(nèi)燃機氣體分配軸工作相一致。本發(fā)明的內(nèi)燃機汽缸進行往復(fù)運動的活塞運動機構(gòu)如圖2所示，曲柄r作用到活塞上的力為F，它的分力為Pc，分力Pc把活塞壓向汽缸壁，并決定著活塞運動時與汽缸壁之間產(chǎn)生的摩擦力的大小。分力Pc是連桿與垂直線nOl的偏向角p的函數(shù)。不難看出，在本發(fā)明的氣缸連桿中偏向角0大大小于傳統(tǒng)的氣缸連桿的偏向角。在本發(fā)明的擺動式曲柄連桿活塞組中，角度的減少意味著摩擦力做的功也要下降，這就可以使得活塞與氣缸的摩擦磨損相應(yīng)的減少，其耐久性得到相應(yīng)的提高，機械效率也得到相應(yīng)的提高，從而帶來燃料消耗的減少和零件較低的發(fā)熱強度損失等一系列優(yōu)點。上述的脈動式無級調(diào)速裝置與曲柄擺動式內(nèi)燃發(fā)動機一起形成本發(fā)明所推薦的內(nèi)燃機的主要部分。這些傳動的其它部分(如末檔，差速器等等)沒有結(jié)構(gòu)革新，盡管其參數(shù)有所不同，但均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以解決，因此，在所附的示意圖中也沒有加以標示。實施例三。如圖7所示。一種四沖程四缸單排內(nèi)燃機的傳動裝置(圖7)含有按照其工作順序編號的汽缸Pl，P2，P3,P4。脈動式無級調(diào)速裝置按照以下方式安裝在傳動裝置中；汽缸P4和P2位于脈動式無級調(diào)速裝置的一則，而汽缸P1和P3位于另一則。脈動式無級調(diào)速裝置的主動軸1和2與普通連桿3和擺動式曲柄4相連，曲柄4'的擺動幅度取a=90°。為了驅(qū)動飛輪26(沒有它內(nèi)燃機不能工作)，有一個曲柄搖臂機構(gòu)，它與輸入軸l相連，這個機構(gòu)的傳動比用以下方式確定當搖臂27從一個極限位置擺動到另一個極限位置時，與飛輪26相連的曲柄25轉(zhuǎn)角180度。配氣閥的操作由氣體分配軸20實現(xiàn)。氣體分配軸20或者由輸入軸1帶動，或者是輸入軸2帶動旋轉(zhuǎn)。在軸1和2上布置了棘輪停止器13，它們?nèi)Q于軸1和2的旋轉(zhuǎn)方向或者驅(qū)動齒輪18'和19。本實施例的工作方式為假設(shè)工作沖程是在某一時間段在汽缸Pl完成，這時在汽缸P2也要完成工作混合物的壓縮沖程，在汽缸3--—吸氣沖程，在汽缸4-一-排氣沖程。為了完成這些沖程，軸1和2應(yīng)該旋轉(zhuǎn)到不同的側(cè)面，而且它們的擺動幅度應(yīng)該是相等的。在脈動式無級調(diào)速裝置中完全能滿足這個條件，因為它有錐形回動機構(gòu)。當汽缸Pl結(jié)束工作沖程的那一時刻，汽缸P2也結(jié)束壓縮沖程并開始它的工作沖程，這意味著軸2開始順時針方向旋轉(zhuǎn)，而軸l逆時針方向旋轉(zhuǎn)，而且在汽缸P1和F3中將進行排氣和壓縮沖程，相應(yīng)地，汽缸P4開始吸氣。以下依次在汽缸P3和P4中完成工作沖程。所有這些沖程按照四沖程四缸內(nèi)燃機的工作原理完成。在那些發(fā)動機需要補充飛輪能量的情況下，這由飛輪26搖臂27和軸1的驅(qū)動自動進行。配氣軸20只能向一個方向旋轉(zhuǎn)，因為它或者是由驅(qū)動軸1或者是驅(qū)動軸2驅(qū)動的，其作用時按照內(nèi)燃機的作用原理，打開閥門并點燃燃料混合物。如果減少內(nèi)燃機的軸向尺寸有意義，則在發(fā)動機中可采用已有方式。在有必要按照圖3減少發(fā)動機軸向尺寸的情況下，則可以建議用按照圖4的傳動方式。在這種方式中利用同樣的脈動式無級調(diào)速裝置。汽缸P1和P3位于軸1的一側(cè)，汽缸P2禾nP4位于另一側(cè)。實施例四。16如圖8所示。本實施例的無級變速機構(gòu)有一個輸出軸16和四個主動軸(軸1,2，17和18)，八缸依次的工作沖程傳到一個輸出軸16上，為了讓滑塊8同時垂直移動，可在變速機構(gòu)的左右兩部分各設(shè)有一個滑塊或轉(zhuǎn)角式變幅機構(gòu)(可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn))。本實施例的工作過程為(如圖8):—排汽缸(假設(shè)這是Pl，P2，P3和F4驅(qū)動脈動式變速機構(gòu)中的軸l和2，這正如圖6所描述的，汽缸P5,P6，P7和P8形成第二排，它們驅(qū)動脈動式變速機構(gòu)的軸17和18，這正如同在第一排所發(fā)生的，但是，第二排的工作在一個沖程內(nèi)對于第一排的相位移為搖臂4的一半轉(zhuǎn)角，亦即在所分析的實例中轉(zhuǎn)角45。。為了實現(xiàn)這個相位移，在工作中左右排汽缸的氣體分配軸20要彼此傳動聯(lián)系，例如，用齒或鏈傳動(圖8上未示出，可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn))。實施例五。如圖9所示。圖9所示為布置成一排的六缸四沖程內(nèi)燃機傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，在這種結(jié)構(gòu)形式中汽缸P1，P3，F(xiàn)5位于脈動式變速機構(gòu)的一側(cè)驅(qū)動軸1，而汽缸P2，P4，P6位于脈動式變速機構(gòu)的另一側(cè)驅(qū)動軸2。配氣軸20和飛輪26也進行驅(qū)動，這正如同四缸一排發(fā)動機所描述的一樣(圖1)。設(shè)令搖臂4的擺動角度a=120°即可實現(xiàn)。這種六缸發(fā)動機的工作特點是在每個汽缸中的工作循環(huán)具有四個沖程，六個汽缸。因此，為了保證工作沖程的連續(xù)性，以保障發(fā)動機最均勻的工作，建議進行被稱之為"空"沖程。以下說明表1。表1中各行是汽缸的編號和每個汽缸所完成的沖程。從表中可以看出，發(fā)動機中工作沖程正是按照所要求的順序完成的。以汽缸Pl的工作為例來分析一下是怎么做到這一點的。在汽缸Pl中在吸氣沖程后指定兩個空沖程，空沖程是由氣體分配軸的相應(yīng)構(gòu)造來保證。例如，在這種構(gòu)造下在這個汽缸中閥門關(guān)閉。這時，在汽缸Pl工作中兩個空沖程是要完成空氣壓縮或燃料混合沖程以及隨后的膨脹。完成這些空沖程的功的消耗是最小的，因為在壓縮時結(jié)束的功在膨脹時恢復(fù)。在這些空沖程之后應(yīng)該是壓縮和工作沖程。在每一個汽缸中都是這樣進行的。引入空沖程似乎把四沖程發(fā)動機變成六沖程發(fā)動機。同理，本發(fā)明還可用于制造12汽缸四沖程的傳統(tǒng)機構(gòu)，此時可以按照類似于圖6上所示的結(jié)構(gòu)形式進行。這種形式每一排有六個汽缸，且在一排汽缸的工作中相位移相對于另一排應(yīng)該是60°。表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>同理，實施例四至實施例五中的變向機構(gòu)、變速機構(gòu)均可參照實施例二的內(nèi)容進行相應(yīng)的替換。實施例六。如圖IO所示。本實施例與實施例二的工作原理相同，其不同點是利用兩套完全相同的脈動式無級調(diào)速裝置同時驅(qū)動輸出軸16，為了實現(xiàn)這一目的，本實施例的連桿10、11進行了延長，輸入軸同時增加了兩根，分別為第三輸入軸17和第四輸入軸18，這種機構(gòu)用于與多缸結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機配套使用，以提高其輸出功率，增加輸出速度，由圖5中可看出，本實旋例的脈動式無級調(diào)速裝置實際上是實施一同時對稱設(shè)置在輸出軸16的兩側(cè)。當發(fā)動機只有兩個氣缸(如摩托車)時，則十分適用于本實施例的形式。如果工作沖程是在汽缸Pl中完成，而在汽缸P2中進行壓縮沖程，則以下工作沖程是活塞P2完成的，在這兩個沖程之后靠飛輪的能量完成運動。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。權(quán)利要求1、一種無級調(diào)速偏心擺動式內(nèi)燃機的實現(xiàn)方法，其特征是首先，使內(nèi)燃機的曲柄繞裝于氣缸軸線一側(cè)的支點作偏心擺動；其次，使偏心擺動的曲柄帶動第一主動軸往復(fù)擺動，同時使第一主動軸通過一個變向機構(gòu)與第二主動軸相連，從而交替驅(qū)動確保第一主動軸在往復(fù)擺動過程中均能有連續(xù)的動力輸出，第一主動軸和第二主動軸再通過一個帶有單向傳動裝置的連桿機構(gòu)連續(xù)驅(qū)動輸出軸作連續(xù)的定向輸出；第三，通過調(diào)整第一主動軸和第二主動軸的曲柄長度或調(diào)整連桿機構(gòu)中搖臂支點的位置實現(xiàn)無級調(diào)速；第四，使主動軸與內(nèi)燃機的氣體分配軸之間通過單向傳動裝置連結(jié)，以保證氣體分配軸在一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)并與沖程相協(xié)調(diào)。2、一種帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，它包括氣缸、活塞和連桿，連桿的一端與活塞相連，活塞位于氣缸中，連桿的另一端與曲柄相連，其特征是所述的曲柄的支點偏置于氣缸軸心線一側(cè)，曲柄在連桿的帶動下繞支點軸線往復(fù)擺動，曲柄與脈動式無級調(diào)速傳動裝置相連；所述的脈動式無級調(diào)速裝置至少包括一根第一主動軸(1)和與該第一主動軸(1)同軸線布置的第二主動軸(2)，第一主動軸(1)或第二主動軸(2)作為脈動式無級調(diào)速裝置的輸入軸與驅(qū)動其擺動的曲柄相連，第一主動軸(1)和第二主動軸(2)上分別連接有第一曲臂(R)和第二曲臂(R')，在第一主動軸(1)和第二主動軸(2)之間還安裝有變向裝置；所述的第----曲臂(R)與第一搖桿(6)的-一端相連，第二曲臂(R')與第二搖桿(7)的一端相連，第一搖桿(6)的另一端與第一連桿(11)的一端相連，第二搖桿(7)的另一端與第二連桿(10)的一端相連，第一搖桿(6)和第二搖桿(7)分別穿裝在相應(yīng)的活動支座(9)上，兩個活動支座(9)均與帶動其在相應(yīng)的搖桿上移動的變幅驅(qū)動機構(gòu)(8)相連，第一連桿(11)的另一端與第一驅(qū)動搖桿(12)的--端相鉸接，第二連桿(10)的另一端則與第二驅(qū)動搖桿(13)的一端相鉸接，所述的第一驅(qū)動搖桿(12)和第二驅(qū)動搖桿(13)分別與對應(yīng)的單向驅(qū)動裝置的輸入端相連，各單向驅(qū)動裝置均與輸出軸(16)固定相連；所述的第一主動軸(1)和第二主動軸(2)均通過相應(yīng)的單向傳動裝置與氣體分配軸(20)相連，第一主動軸(1)或第二主動軸(2)還與飛輪相連。3、一種帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，它包括氣缸、活'塞和連桿，連桿的一端與活塞相連，活塞位于氣缸中，連桿的另一端與曲柄相連，其特征是所述的曲柄的支點偏置于氣缸軸心線一側(cè)，曲柄在連桿的帶動下繞支點往復(fù)擺動，曲柄與脈動式無級調(diào)速傳動裝置相連；所述的脈動式無級調(diào)速裝置至少包括一根第一主動軸(1)和與該第一主動軸(1)同軸線布置的第二主動軸(2)，第一主動軸(1)或第二主動軸(2)作為脈動式無級調(diào)速裝置的輸入軸與驅(qū)動其擺動的曲柄相連，第一主動軸(1)和第二主動軸(2)上分別連接有第一曲臂(R)和第二曲臂(R')，第一曲臂(R)和第二曲臂(R')的長度可調(diào)，第一曲臂(R)和第二曲臂(R')可以分別與第一連桿(11)及第二連桿(10)的一端相連，第一連桿(11)及第二連桿(10)的另一端與第一驅(qū)動搖桿(12)及第二驅(qū)動搖桿(13)相連，第一曲臂(R)和第二曲臂(R')還可以直接分別與第一驅(qū)動搖桿(12)及第二驅(qū)動搖桿(13)相連，第一驅(qū)動搖桿(12)及第二驅(qū)動搖桿(13)分別與對應(yīng)的單向驅(qū)動裝置的輸入端相連，各單向驅(qū)動裝置均與輸出軸(16)固定相連；在第一主動軸(1)和第二主動軸(2)之間還安裝有變向裝置；所述的第一主動軸(1)和第二主動軸(2)均通過相應(yīng)的單向傳動裝置與氣體分配軸(20)相連，第一主動軸(1)或第二主動軸(2)還與飛輪相連。4、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，其特征是所述的單向驅(qū)動裝置為超越離合器或棘輪棘爪裝置，所述的棘輪棘爪裝置包括棘爪(D)和驅(qū)動棘輪(14)，所述的驅(qū)動棘輪(14)固定安裝在輸出軸(16)上，所述的棘爪(D)安裝在對應(yīng)的驅(qū)動搖桿i:，所述的驅(qū)動搖桿的一端與對應(yīng)的連桿相鉸接，驅(qū)動搖桿的另一端可轉(zhuǎn)動地支承在輸出軸(16)上。5、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，其特征是所述的變向裝置為錐齒輪變向裝置，它由分別安裝在所述的第一主動軸(1)和第二主動軸(2)上的第一錐齒輪(3)和第二錐齒輪(4)及安裝在內(nèi)燃機調(diào)速裝置外殼上的變向錐齒輪(5)組成，第一錐齒輪(3)和第二錐齒輪(4)分別從變向錐齒輪(5)的兩側(cè)與其相嚙合。6、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，其特征是所述的變向裝置為圓柱齒輪變向裝置，它由齒輪(3'，4'，5'，6'，8，)和齒輪軸(7'，9')組成，齒輪(3')與第一主動軸(1)相連并與齒輪(5')相嚙合，齒輪(6')和齒輪(5')同軸安裝，齒輪(8')安裝在軸(9')上并分別與齒輪(6')及齒輪(4，)嚙合，齒輪(4')與第二主動軸(2)相連。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，其特征是所述的變幅驅(qū)動機構(gòu)(8)為滑塊式驅(qū)動機構(gòu)或轉(zhuǎn)軸式驅(qū)動機構(gòu)。8、根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，其特征是所述的第一曲臂(R)的傳動比調(diào)節(jié)機構(gòu)包括斜齒輪(3"，6〃)，它們均安裝在第一主動軸(1)上并分別與對應(yīng)的齒輪(4〃，5〃)相嚙合，齒輪(4〃，5")同時安裝在軸(2")上，軸(2〃)與手動驅(qū)動裝置相連，第一主動軸(1)上還安裝有曲拐，曲拐的頸部套裝有軸套(8〃)，軸套(8")通過齒輪(7〃，10〃)與齒輪(6〃)相連，第一搖桿(6)或第二搖桿(7)套裝在軸套(8")。9、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，其特征是所述的脈動式無級調(diào)速裝置由兩個對稱相同的裝置組成，它有四個輸入軸，每個輸入軸均與對應(yīng)的曲柄相連，且對稱布置在輸出軸(16)的兩側(cè)。10、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶有脈動式無級調(diào)速傳動裝置的偏心擺動式內(nèi)燃機，其特征是根據(jù)內(nèi)燃機氣缸數(shù)量的不同，氣缸在脈動式無級調(diào)速裝置輸入軸—匕的布置方式有A、所述的內(nèi)燃機為四個四沖程氣缸結(jié)構(gòu)時，四個氣缸中的第一氣缸和第三氣缸的擺動式曲柄與第一主動軸相連，第二氣缸和第四氣缸的擺動式曲柄與第二主動軸相連；B、所述的內(nèi)燃機為二個四沖程氣缸結(jié)構(gòu)時，兩個氣缸的擺動式曲柄分別與對稱布置在輸出軸(16)兩側(cè)的第一主動軸(1)和第三輸入軸(17)相連；C、所述的內(nèi)燃機為八個四沖程氣缸雙排布置結(jié)構(gòu)時，所述輸出軸(16)的二側(cè)對稱布置有兩個均與其相連的脈動式無級調(diào)速裝置，八個氣缸分別通過相應(yīng)的擺動式曲柄與四個輸入軸即第一主動軸(1)、第二主動軸(2)、第三輸入軸(17)和第四輸入軸(18)相連，每個輸入軸上連接有兩個具有額定相位差的擺動式曲柄。全文摘要一種無級調(diào)速偏心擺動式內(nèi)燃機的實現(xiàn)方法及裝置，包括內(nèi)燃機本體和與內(nèi)燃機本體相連的傳動裝置，其中內(nèi)燃機本體又包括氣缸和位于氣缸中的活塞，活塞與連桿相連，其特征是所述的連桿與繞支點擺動的曲柄相連，曲柄與傳動裝置的輸入軸相連，傳動裝置的輸出軸與被驅(qū)動部件相連，所述的傳動裝置為脈動式無級調(diào)速裝置。本發(fā)明能數(shù)倍降低活塞對氣缸壁的摩擦力，顯著地降低燃料消耗，降低發(fā)動機零件作業(yè)的發(fā)熱強度；數(shù)倍降低活塞組零件的磨損；利用本發(fā)明設(shè)計的傳動裝置的外廓尺寸、重量及成本均能明顯降低，同等條件下可降低生產(chǎn)成本20％以上。文檔編號F02B75/32GK101440746SQ20081024413公開日2009年5月27日申請日期2008年12月23日優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日發(fā)明者克諾普·阿普那姆·葉夫諾依莫維奇申請人:江蘇省高新技術(shù)發(fā)展研究所有限公司;克諾普·阿普那姆·葉夫諾依莫維奇;項棟才;甘東