專利名稱：圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圓凸輪往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。
目前，往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)已得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于主要運(yùn)動(dòng)件是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，就存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，克服慣性力大，扭矩不勻衡，體積大，功率/升小，制做困難等不足。
中國專利公開的F04B85100359曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小的特點(diǎn)。但是，由于該機(jī)汽缸采用垂直相貫布置，當(dāng)汽缸數(shù)目增多時(shí)，體積明顯增大，同時(shí)，由于該機(jī)通過曲柄滑塊，曲軸和一對內(nèi)齒輪副將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，加工裝配困難，制造成本高，摩擦系數(shù)大的不足，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩亦受到一定限制。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕、體積小、動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)良的圓凸輪往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。該機(jī)無曲軸和曲軸箱，以圓凸輪替代曲軸，主軸旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)缸可作功兩次。因此，和同類常規(guī)機(jī)相比，功率/升和扭矩可以提高4倍左右，體積和重量可以減少50%-60%，85%的零部件可與常規(guī)同類機(jī)通用。具有克服慣性力小，制造成本低廉，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，潤滑簡單的特點(diǎn)?？梢詮V泛用于轎車、貨車、飛機(jī)、輪船、坦克上。


圖1，圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)側(cè)視半剖結(jié)構(gòu)圖。
圖2，圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)前視圖。
圖3，汽缸體橫剖圖。
圖4，連桿支架橫剖圖。
圖5，圓凸輪立體圖。
圖6，圓凸輪側(cè)剖視圖。
圖7，圓凸輪圓周面上半圓弧槽軌跡展開圖。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在汽缸體2的后面有一個(gè)通過花鍵7和主軸8相聯(lián)的圓柱形凸輪4，圓凸輪外圓周面上開有以半圓弧對稱聯(lián)接組成的封閉性圓弧槽9，并通過圓珠10和連桿6相聯(lián)。當(dāng)活塞5帶動(dòng)連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)圓凸輪作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出功率。
以下結(jié)合附圖作詳細(xì)敘述。
圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)主要由汽缸蓋1，汽缸體2，凸輪殼3，圓凸輪4等組成。汽缸蓋、汽缸體、凸輪殼、圓凸輪、活塞、連桿沿主軸8同向布置，汽缸11沿主軸外圓周線布置，一般主軸旋轉(zhuǎn)一周每個(gè)汽缸可以作功2次。
汽缸蓋1設(shè)置于主軸8前部。前面通過滑動(dòng)軸承12和主軸相聯(lián)，后面通過螺栓和汽缸體2相聯(lián)。在汽缸蓋上設(shè)置有進(jìn)氣管13，排氣管14，氣門座，定時(shí)凸輪15，凸輪軸16，凸輪蓋17，火花塞18，澡盆形燃燒室19。氣門，氣門座沿主軸平行布置;頂置凸輪軸沿主軸經(jīng)向布置;每個(gè)汽缸設(shè)置一根短凸輪軸和兩個(gè)凸輪，并通過滾動(dòng)軸承20固定在汽缸蓋上，由凸輪蓋進(jìn)行密封。凸輪軸通過同軸相聯(lián)的圓錐齒輪21和與主軸相聯(lián)的圓錐齒輪22嚙合，其轉(zhuǎn)速比為2∶1。
汽缸體2設(shè)置于主軸8中部。后面和凸輪殼3相聯(lián)，汽缸體橫斷面呈圓形。兩個(gè)相鄰的汽缸11間開有冷卻水腔23。如果采用風(fēng)，油混合冷卻，汽缸壁外圍可以設(shè)置若干散熱片。汽缸體軸心通過一對推力圓柱軸承和主軸相聯(lián)。
連桿6呈倒T字形，前端通過活塞銷與活塞5相聯(lián)，后端上部實(shí)出部分置于連桿支架24的導(dǎo)向槽內(nèi)，連桿支架呈∩形，并通過螺釘固定在凸輪殼3的內(nèi)圓周面上。連桿支架的作用主要是防止連桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中左右擺振。在連桿的后端下表面開有一半球形凹窩25，里面置一光滑圓珠10，并通過圓珠和圓凸輪相聯(lián)。
圓凸輪4緊靠汽缸體2后部，軸心通過花鍵7和主軸8相聯(lián)。其寬度和活塞沖程距離相等量，圓凸輪最大半徑和汽缸中心線到主軸軸心的距離相等。在圓凸輪的外圓周面上，開有以半圓弧線對稱平滑聯(lián)接的封閉形半圓弧槽9，圓弧的半徑R等于活塞沖程的一半，圓弧槽的半徑和圓珠10的半徑相等。當(dāng)活塞帶動(dòng)連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過圓珠推動(dòng)圓凸輪，并帶動(dòng)主軸一起作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圓凸輪旋轉(zhuǎn)方向與連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向相垂直。連桿每經(jīng)過四個(gè)圓弧汽缸完成吸氣、壓縮、膨脹、排氣四個(gè)沖程，并作一次功。一般情況下，圓凸輪上可以設(shè)置八個(gè)相聯(lián)的圓弧。在圓凸輪半徑一定的情況下，汽缸可以沿圓凸輪外圓周線最大限量布置。
實(shí)施例一個(gè)四缸圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)，汽缸直徑92mm，活塞沖程92mm，工作容積2.445升，壓縮比6.6∶1，最大功率230馬力(3000轉(zhuǎn)/分)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大直徑45CM，最大長度65CM。
用圓凸輪替代曲軸后，整機(jī)沿主軸線布置更加緊湊。圓凸輪加工簡便，成本低廉，同時(shí)，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力幾乎全部沿圓凸輪輪軸向傳遞給主軸，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，有利于降低油耗。同時(shí)，定時(shí)凸輪、氣門、活塞等85%的零部件可以與常規(guī)同類機(jī)通用，進(jìn)一步降低了整機(jī)制造成本。
權(quán)利要求
1.圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)，由汽缸蓋、汽缸體、凸輪殼等組成。其特征在于汽缸體后面有一個(gè)通過花鍵和主軸相聯(lián)的圓柱形凸輪，圓凸輪的外圓周面上開有以半圓弧對稱連接組成的封閉形圓弧槽。并通過圓珠和活塞連桿相聯(lián)，當(dāng)活塞帶動(dòng)連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)圓凸輪作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于圓凸輪圓周面上的圓弧半徑R等于活塞沖程的1/2。
3.如權(quán)利要求1、2所述的圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于布置于主軸圓周的汽缸中心線、連桿與圓凸輪旋轉(zhuǎn)方向相垂直。
4.如權(quán)利要求1、2、3所述的圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于T形連桿上部置入連桿支架的導(dǎo)向槽內(nèi)，底部通過圓珠置入圓凸輪圓周面上的圓弧槽內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1、2、3、4所述的圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于沿汽缸蓋經(jīng)向設(shè)置有頂置式凸輪軸。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的圓凸輪往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于汽缸蓋、汽缸體、凸輪殼、活塞、連桿、圓凸輪沿主軸方向平行布置。
全文摘要
一種圓凸輪往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，能廣泛應(yīng)用于轎車、貨車、飛機(jī)、輪船和坦克上。由汽缸蓋、汽缸體、凸輪殼等組成，其特征在于汽缸體后面有一個(gè)通過花鍵和主軸相聯(lián)的圓柱形凸輪。圓凸輪外圓周面上開有以半圓弧對稱連接組成的封閉形圓弧槽，并通過圓珠和活塞連桿相聯(lián)。當(dāng)活塞帶動(dòng)連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)圓凸輪作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號F02B75/26GK1040077SQ89102049
公開日1990年2月28日 申請日期1989年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月10日
發(fā)明者生三勝 申請人:生三勝