專利名稱：多缸整體裝配四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法
采用多個擺動活塞串聯(lián)布置的多缸四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明根據(jù)國際專利分類表屬于FOC9/00有擺動活塞機(jī)器或原動機(jī)。
在已有技術(shù)中美國專利US3338137，
公開日1965年7月26日。西德專利DE3020499，
公開日1981年12月17日。以上專利均為四連桿曲柄擺桿機(jī)構(gòu)，其中美國專利US3338137

圖16中公開了一種與本發(fā)明相似的結(jié)構(gòu)，兩者的不同之處主要在活塞和燃燒室結(jié)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)上;西德專利DE3020499與本發(fā)明相比不同之處在活塞和燃燒室結(jié)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)以及傳動機(jī)構(gòu)上。
美國專利US3338137圖16機(jī)型為單曲柄、單連桿、擺動活塞為兩個同心園弧相連的活塞，構(gòu)成兩個工作氣缸，氣缸采用沿軸向的氣口回流掃氣，當(dāng)活塞至下始點(diǎn)時氣口打開進(jìn)行換氣，所以這一機(jī)型為兩缸兩沖程氣口回流掃氣汽油發(fā)動機(jī)，用火花塞點(diǎn)火。這一專利從結(jié)構(gòu)上講可以正常的發(fā)出功率但存在如下的缺點(diǎn)1、擺動活塞為兩個左右活塞下部相連成一整體，連接部分為承受彎曲力矩的懸臂梁，受力情況嚴(yán)重，易于發(fā)生疲勞斷裂。
2、擺動活塞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，缸體內(nèi)空間未得到充分的利用，影響了發(fā)動機(jī)單位容積下功率的提高。
3、上述結(jié)構(gòu)只可以設(shè)計成二缸二沖程氣口回流掃氣發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)換氣需配置掃氣泵，經(jīng)濟(jì)性低于具有自吸能力的四沖程發(fā)動機(jī)。
在已有技術(shù)中西德專利，專利號3020499，為四速桿曲柄擺桿機(jī)構(gòu)，這專利是四缸四沖程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，一個擺動活塞形成四個工作氣缸，采用頂置式氣門，每側(cè)二個氣缸共用一根凸輪軸控制氣門的開閉，曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)體外部的一側(cè)。這專利存在如下的問題1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)體的外面，造成外型尺寸大，受力情況惡化;2.氣門由凸輪軸凸輪直接頂起，安裝和調(diào)整困難，氣門桿受到側(cè)壓力，造成氣門桿的氣門導(dǎo)管間的磨損。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種采用多個擺動活塞串聯(lián)布置的多缸四沖程發(fā)動機(jī)。發(fā)明的機(jī)型要求結(jié)構(gòu)簡單緊湊，另件數(shù)少，便于折裝，制造工藝性好，新發(fā)動機(jī)工作可靠，機(jī)械磨損小，機(jī)械效率高于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī);相同外型下新機(jī)型的功率大于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī);新發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、輸出力矩均勻性優(yōu)于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，振動和噪聲低于往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動機(jī);發(fā)動機(jī)按四沖程工作原理工作既有自吸能力，又可用增壓器進(jìn)行高增壓，既可用于中小功率又可用于大功率發(fā)動機(jī)，可作為汽油機(jī)、煤氣機(jī)、柴油機(jī)、壓縮機(jī)。
本發(fā)明的主要技術(shù)特征即發(fā)明內(nèi)容在于多缸整體裝配式四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的設(shè)計，多擺動活塞發(fā)動機(jī)其特征為沿軸向采用多個擺動活塞串聯(lián)布置，下氣缸體沿曲軸主軸承中心線所在的水平面劃分為整體式下體缸體〔4〕和整體式機(jī)座〔20〕，整體式下氣缸體和左右氣缸端板整體鑄出，并加工成多個安裝擺動活塞的空腔，整體式下氣缸體〔4〕中有擺動活塞支柱孔，安裝擺動活塞支柱〔25〕，每個擺動活塞內(nèi)安裝有軸襯，軸襯滑套在支柱〔25〕上，機(jī)座〔20〕為箱體結(jié)構(gòu)，加工有安裝曲軸主軸承軸瓦的軸承座，曲軸加工有多個曲柄，曲軸主軸承軸瓦分別安裝在軸承蓋和機(jī)座主軸承座中，軸承蓋和機(jī)座主軸承座用螺釘固緊，擺動活塞安裝在下氣缸體內(nèi)，連桿小頭和擺動活塞軸承銷連接，連桿大頭和曲軸曲柄相連接，整體式下氣缸體和機(jī)座經(jīng)定位銷和螺釘相連接，上氣缸體為整體式，上氣缸采用頂置式氣門，左右兩缸用同一根凸輪軸，凸輪軸布置在發(fā)動機(jī)的上部中央，凸輪軸上的凸輪經(jīng)搖臂分別控制各缸進(jìn)排氣門的開閉，上氣缸體經(jīng)定位銷、螺釘和下氣缸體固定。
曲軸在整體式機(jī)座中用滑動軸承支承，曲軸上布置平衡塊。整個曲軸和擺動活塞分別進(jìn)行靜平衡和動平衡。為了擺動活塞有良好的平衡性，擺動活塞、連桿、活塞銷可用高強(qiáng)度輕合金(如鈦合金)制造，并在強(qiáng)度和剛度許可的條件下，盡量減輕活塞下部重量，如采用薄壁和加強(qiáng)肋結(jié)構(gòu)，為提高擺動活塞上部重量，可如圖一所示，采用雙金屬嵌裝式擺動活塞，詼釗喜坑酶只蠔轄鵯蚰圃歟詼釗虜坑們嶠鶚羧珙押轄鴰蚵梁轄鷸圃歟俳諧嘰縞系暮俠砩杓疲墑狗⒍哂辛己玫鈉膠廡?，曲轴功逻m涑齠稅滄胺陜趾土嶠冢硪歡稅滄案ㄖ璞?，经齿轮驱动燃油敝櫌滑油敝櫌冷却水敝?冷卻和潤滑冷卻滑油從支承擺動活塞的園柱軸孔中通入(此園柱配入左右缸體的鏜孔并軸向一端用凸緣一端用螺帽壓緊)，滑油從支承軸的徑向孔中流出，用于潤滑支承軸和擺動活塞銅襯，滑油的一路在擺動活塞內(nèi)冷卻通道中流過，冷卻擺動活塞傳出的熱量。防止密封彈簧的過熱失效，滑油最后從擺動活塞中排出，滑油的另一路從活塞上連桿銷支承座流入連桿銷中心孔，再冷卻和潤滑連桿小頭，通過連桿中心孔冷卻和潤滑連桿大頭，完成整個冷卻和潤滑工作，發(fā)動機(jī)缸體采用強(qiáng)制式水冷卻。
擺動活塞有二個懸伸板，二個懸伸板和上下氣缸體，左右端板間構(gòu)成兩個工作氣缸〔A〕和〔D〕，多缸發(fā)動機(jī)每缸燃燒室對稱布置在氣缸上蓋〔24〕內(nèi)表面進(jìn)排氣門之間和擺動活塞上。
擺動活塞以平面、大小園柱面、端面、連桿銷支承座、密封槽、孔和軸襯構(gòu)成一整體。其中小園柱面和上氣缸園柱形密封面相配合，大園柱面和下氣缸體園柱形工作面相配合，配合間隙需大于相互間在各種工況下的熱膨脹間隙，以防卡住。
擺動活塞上布置徑向和端面密封，用板彈簧向外彈出，密封條和缸體內(nèi)園弧和端面保持接觸，可多道布置。徑向密封〔7〕和端面密封〔8〕交接處用向外彈出的園柱體〔9〕來進(jìn)行交接，交接處留有少量的熱膨脹間隙。
這一機(jī)型結(jié)構(gòu)簡單，具有自吸能力，適合于作為增壓發(fā)動機(jī)，由于采用多個擺動活塞串聯(lián)布置，同時又采用雙金屬擺動活塞，發(fā)動機(jī)平衡性能良好，整個發(fā)動機(jī)采用同一根進(jìn)氣總管，同一根排氣總管，宜設(shè)計成四連桿八缸四沖程頂置式氣門內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
新機(jī)型和現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)為1結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、另件數(shù)少、容積功率大、比重量小，相同外型尺寸下新機(jī)型的功率大于往復(fù)式發(fā)動機(jī)，適合于制造大功率發(fā)動機(jī)。
2、發(fā)動機(jī)工作可靠，另件受力均勻，運(yùn)動件磨耗小，發(fā)動機(jī)冷卻和潤滑情況良好。擺動活塞采用強(qiáng)制式油冷這優(yōu)于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。
3、擺動活塞起類似于飛輪(貯能器)的作用，使輸出力矩均勻，擺動活塞用軸承支承和氣缸體不相接觸，降低了摩擦和噪聲，提高了機(jī)械效率，總效率可高于往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。
下面對照附圖進(jìn)行圖面說明圖1.多個擺動活塞串聯(lián)整體布置四沖程發(fā)動機(jī)橫剖面圖〔1〕-曲軸，〔2〕-連桿，〔3〕-雙金屬組合式擺動活塞，〔4〕-氣缸體，〔5〕-凸輪軸，〔6〕-氣門，〔7〕-徑向密封條，〔8〕-端面密封條，〔9〕-端面密封小園柱，〔10〕-氣門挺柱、搖臂，〔11〕-燃燒室，〔12〕-平衡塊，〔13〕-射油嘴，〔14〕-冷卻水道，〔20〕-機(jī)座，〔24〕-氣缸上蓋，〔25〕-擺動活塞支柱。
圖2.多個擺動活塞串聯(lián)整體布置四沖程發(fā)動機(jī)立體圖〔1〕-曲軸，〔3〕-雙金屬組合式擺動活塞，〔4〕-氣缸體，〔13〕-射油嘴孔，〔20〕-機(jī)座，〔24〕-氣缸上蓋，〔25〕-擺動活塞支柱。
本發(fā)明的最佳方案可選用四個擺動活塞串聯(lián)布置八缸四沖程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
上述機(jī)型當(dāng)改變凸輪軸〔5〕和曲軸〔1〕的轉(zhuǎn)速比為1∶1，改變氣門〔6〕的開閉時間，可實現(xiàn)二沖程氣門式回流掃氣內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
上述機(jī)型當(dāng)改變凸輪軸〔5〕和曲軸〔1〕的轉(zhuǎn)速比為1∶1，進(jìn)排氣門采用單向式氣門，可實現(xiàn)具有自吸能力的氣體或流體壓縮機(jī)。
多缸四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，燃料均可采用汽油、柴油、天然氣、工業(yè)煤氣以及各種特種燃料，用途可用于汽車、拖拉機(jī)、坦克、大行⌒痛?，椿e行⌒頭⒌繒盡⒒怠⑴┮禱?、林叶\怠⒖笊交?、建筑机械、弃栘机、摩椭C檔雀鞲齜矯妗
權(quán)利要求
1.擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括曲軸[1]、連桿[2]、擺動活塞[3]、氣缸體[4]等主要另件、是四連桿曲柄擺桿機(jī)構(gòu)、擺動活塞采用剛性軸滑動支承，同一擺動活塞和氣缸體構(gòu)成二個工作氣缸，氣缸體水冷，配氣采用頂置式氣門，本發(fā)明的特征在于采用多個擺動活塞串聯(lián)布置的多缸整體裝配式四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的設(shè)計，采用整體式多曲柄曲軸，每一擺動活塞和氣缸體形成兩個氣缸，下氣缸體在沿曲軸主軸承中心線所在的水平面劃分為整體式下氣缸體[4]和整體式機(jī)座[20]，整體式下氣缸體和左右缸體端板整體鑄出，并加工成多個安裝擺動活塞的空腔，整體式下氣缸體[4]中有擺動活塞支柱孔，安裝擺動活塞支柱[25]，每個擺動活塞內(nèi)孔安裝有軸襯，軸襯滑套在支柱[25]上，擺動活塞發(fā)動機(jī)機(jī)座[20]為箱體結(jié)構(gòu)、加工有安裝曲軸主軸承軸瓦的軸承座，曲軸加工有多個曲柄，曲軸主軸承軸瓦分別安裝在軸承蓋和機(jī)座主軸承座中，軸承蓋和機(jī)座主軸承座用螺釘固緊。擺動活塞[3]安裝在下氣缸體[4]內(nèi)。連桿[2]小頭和擺動活塞軸承銷相連接，連桿大頭和曲軸曲柄相連接，整體式下氣缸體和機(jī)座經(jīng)定位銷和螺釘相連接，上氣缸體[24]為整體式，上氣缸采用頂置式氣門，左右兩缸用同一凸輪軸，凸輪軸布置在發(fā)動機(jī)的上部中央，凸輪軸上的凸輪經(jīng)搖臂分別控制各缸進(jìn)排氣門的開閉，上氣缸經(jīng)定位銷、螺釘和下氣缸固定，多個擺動活塞串聯(lián)布置，活塞和連桿的冷卻和潤滑系統(tǒng)采用強(qiáng)制式油冷，冷卻滑油從支承擺動活塞的園柱軸孔中通入，此園柱配入左右缸體的鏜孔中，并軸向一端用凸緣一端用螺釘壓緊，滑油從支承軸的徑向孔中流出，用于潤滑支承軸和擺動活塞銅襯，滑油的一路在擺動活塞內(nèi)冷卻通道中流過最后從擺動活塞中排出，滑油的另一路從活塞上連桿銷支承座流入連桿銷中心孔。通過連桿銷中心孔流至連桿大頭完成整個冷卻和潤滑工作，擺動活塞以平面、大小園柱面、端面、連桿銷支承座、密封槽、密封孔和軸襯構(gòu)成一整體，擺動活塞有二個懸伸板，擺動活塞二個懸伸板和上下氣缸體，左右端板間構(gòu)成兩個工作氣缸[A]和[D]，擺動活塞[3]上小園柱面和氣缸上蓋[24]園柱形密封面相配合，擺動活塞[3]大園柱面和氣缸體[4]園柱形工作面相配合，配合間隙需大于相互間在各種工況下的熱膨脹間隙，以防卡住。擺動活塞上布置徑向和端面密封，用板彈簧向外彈出，密封條和缸體內(nèi)園弧和端面保持接觸，可多道布置，徑向密封[7]和端面密封[8]交接處用向外彈出的園柱體[9]來進(jìn)行交接，交接處留有少量熱膨脹間隙，多缸發(fā)動機(jī)各缸的燃燒室分別對稱布置在缸體內(nèi)側(cè)進(jìn)排氣門之間和擺動活塞上。
2.如權(quán)利要求1所述采用多個擺動活塞串聯(lián)布置的多缸四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，可改變?yōu)槎喔锥_程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，特征為改變凸輪軸〔5〕和曲軸的速比為1∶1;改變氣門〔6〕的開閉時間，可實現(xiàn)二沖程氣門式回流掃氣內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述采用多個擺動活塞串聯(lián)布置的多缸四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，可改變?yōu)槎喔讐嚎s機(jī)，特征為改變凸輪軸〔5〕和曲軸〔1〕的轉(zhuǎn)速比為1∶1，進(jìn)排氣門采用單向式氣門，可實現(xiàn)具有自吸能力的氣體或流體壓縮機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述，擺動活塞采用雙金屬嵌裝式結(jié)構(gòu)。在擺動活塞上部用重金屬制造，擺動活塞下部用輕金屬制造，擺動活塞上下部用燕尾形槽口嵌裝成一整體。
全文摘要
多缸整體裝配四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。是一種采用多個擺動活塞串聯(lián)布置的多缸四沖程擺動活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)包括曲軸、連桿、擺動活塞、氣缸體等主要零件。每個擺動活塞形成二個工作氣缸，氣缸體采用水冷、擺動活塞采用油冷。新機(jī)型功率大、重量尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、經(jīng)濟(jì)性好。新機(jī)型工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)性能好、零件受力、受熱、潤滑良好。曲軸輸出力矩均勻，功率范圍廣，可從小功率發(fā)動機(jī)到萬噸級船用主機(jī)，可制造汽油機(jī)、煤氣機(jī)、柴油機(jī)、壓縮機(jī)。
文檔編號F01C9/00GK1032057SQ88106929
公開日1989年3月29日 申請日期1988年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月4日
發(fā)明者談?wù)\, 江麗華 申請人:談?wù)\, 江麗華