專利名稱：分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種新型分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)。
現(xiàn)行的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)主要由曲軸、飛輪、往復(fù)工作的活塞連桿和進(jìn)排氣門機(jī)構(gòu)組成，進(jìn)氣缸長度等于工作缸的長度，工質(zhì)在氣缸中無法充分的燃燒和工作，并且由于氣缸的關(guān)閉需要有40-60度的疊開角，因而造成了氣缸的有用容積只有65%-70%，廢氣帶走的損失30%，冷卻損失35%，氣門機(jī)構(gòu)和空泵損失10%，有用功只有25%，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)損功大，耗能大。
現(xiàn)有的三角活塞旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)，它有一個表面形狀復(fù)雜的主軸和活塞、氣缸，它輸出的扭矩很小，氣缸極易損壞，并且方形截面的活塞封閉很困難。
考茨和梅塞旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)，其主軸均為行星曲軸連桿機(jī)構(gòu)，并有一個復(fù)雜的平衡機(jī)構(gòu)，該機(jī)復(fù)雜龐大，機(jī)構(gòu)另件所需要安全系數(shù)大于可能有的按裝空間，而且活塞在氣缸中作不等角速度運動并有往復(fù)運動，對做功有不良影響，傳動機(jī)構(gòu)工作不可靠，造成運轉(zhuǎn)工況不穩(wěn)定。
本發(fā)明是要提供一種新型分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)以消除往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)上因曲軸、連桿活塞等的往復(fù)運動所造成的氣缸可利用空積太小和所產(chǎn)生的巨大慣性以及提高轉(zhuǎn)速困難，空泵損功嚴(yán)重等問題;同時分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)也消除了考茨旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)和三角活塞旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)運轉(zhuǎn)不可靠和輸出扭矩小，制造困難，耗油大等問題。
本發(fā)明的解決方案為在一只由哈呋組成的形如汽車外胎樣的氣缸中，封閉著一設(shè)置有多臺階的主軸并在主軸上套合著一套管副軸;主軸徑向外園上凸生有一徑向截面為正園而軸向側(cè)面線為一園形盤狀活塞根;活塞根上對稱的凸生有軸向截面為正園、徑向截面為弧柱形的活塞;套管副軸的一端徑向外側(cè)上也凸生有徑向截面為正園、徑向截面為弧柱形的活塞;主軸及凸生于其上的活塞與套管副軸及凸生于其上的活塞同軸心偶合在氣缸中以使其在同一平面上旋轉(zhuǎn)。
殼體中還裝有立交旋擺線型正分齒輪、偏分齒輪、偏分齒輪軸、偏分齒輪軸殼、穩(wěn)定滑套及穩(wěn)定滑道組成的分?jǐn)?shù)齒輪恒向平衡傳動機(jī)構(gòu);和由直齒輪、曲拐軸、小連桿、擺桿、長連桿組成的由對稱雙拐軸連接著的2組三星連桿傳動付。2組三星連桿傳動付和分?jǐn)?shù)齒輪恒向平衡傳動機(jī)構(gòu)均分別與按裝在主軸上的大齒輪和按裝在套管副軸上的大齒輪相嚙合，以此來約制封閉在氣缸中的活塞的運動，從而實現(xiàn)活塞在氣缸中的吸氣、壓縮、膨脹、排氣四個工作過程，并產(chǎn)生動力，輸出動力。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理過程作詳細(xì)的說明附

圖1是本發(fā)明的總裝軸向剖示圖;
圖2是本發(fā)明中圖1的A-A向剖示圖;
圖3是本發(fā)明中圖1的B-B向剖示圖;
圖4是本發(fā)明中圖1的C-C向剖示圖;
圖5是本發(fā)明中圖2的D-D向剖示圖。
根據(jù)附圖1、圖2和圖5，本發(fā)明中由哈呋(1)、(2)組成的氣缸(3)的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口(4)，排氣口(5)，減壓口(6)，以及氣缸壁中的冷卻水套(7)。氣缸(3)的形狀為汽車外胎狀，中間為一空環(huán)形空間。
主軸(8)，套管副軸(9)同心套合且獨立的支架在氣缸端蓋(44)和機(jī)殼(43)上;主軸(8)為一多臺階直軸，其徑向外側(cè)上凸生有徑向剖面為正園、軸向側(cè)面線為園的盤狀活塞根(29)，活塞根(29)上對稱的凸生有軸向剖面為正園、徑向剖面為弧柱形的活塞(8A)和活塞(8B);套管副軸(9)為中空、外園為多臺階體，它的徑向外側(cè)凸生有徑向剖面為正園、軸向側(cè)面線為園弧的盤狀活塞根(30)，活塞根(30)上對稱的凸生有軸向剖面為正園、徑向剖面為弧柱形的活塞(9C)與活塞(9D)。套管副軸(9)套合在主軸(8)上與主軸(8)同心;主軸(8)上的活塞(8A)及活塞(8B)與套管副軸上的活塞(9C)及活套(9D)相偶合被密封在氣缸(3)中并可在同一平面上旋轉(zhuǎn)。
附圖1、圖2和圖3給出了主軸(8)，套管副軸(9)，曲拐軸(12)，擺桿(14)，對稱雙拐軸(16)及各齒輪相嚙合、連桿相鉸連的位置和關(guān)系曲拐軸(12)上的小齒輪(11)與套管副軸(9)上的大齒辛(10)相嚙合，小齒輪(11)和曲拐軸(12)相固接，小連桿(13)的一端和擺桿(14)相鉸連，小連桿(13)的另一端和曲拐軸(12)相鉸連;(15)是長連桿，它的一端和擺桿(14)相鉸連，另一端和對稱雙拐軸(16)鉸連，以上從大齒輪(10)到對稱雙拐軸(16)的零件構(gòu)成了一組三星連桿傳動付;由曲拐軸(20)上的小齒輪(21)與主軸上大齒輪(22)相嚙合，小齒輪(21)和曲拐軸(20)相固接;小連桿(19)的一端鉸連著曲拐軸(20)，另一端鉸連著擺桿(18);(17)是長連桿，它的一端與對稱雙拐軸(16)的一端鉸連，另一端與擺桿(18)相連，以上從大齒輪(22)到對稱雙拐軸(16)的各零件組成了另一組三星連桿傳動付。由立交旋擺線齒輪組成的分?jǐn)?shù)齒輪恒向平衡傳動機(jī)構(gòu)是由正分?jǐn)?shù)齒輪(31)，偏分?jǐn)?shù)齒輪(34)、(38)等組成偏分?jǐn)?shù)齒輪旋轉(zhuǎn)軸(35)的一端裝有偏分?jǐn)?shù)齒輪(34);偏分?jǐn)?shù)齒輪(34)與曲拐軸(20)同體的正分?jǐn)?shù)齒輪(31)相嚙合;偏分?jǐn)?shù)齒輪軸(35)的另一端裝有偏分?jǐn)?shù)齒輪(38)，偏分?jǐn)?shù)齒輪(38)與小曲拐軸(11)同體的正分齒輪(41)相嚙合，偏分齒輪軸(35)裝在由齒輪軸殼定軸(37)支承的軸殼(36)內(nèi)，(35)的兩端裝有穩(wěn)定滑套(33)和(39);(32)、(40)分別是穩(wěn)定滑套(33)、(39)的穩(wěn)定滑道。偏分齒輪軸殼(36)上的齒輪軸殼定軸(37)是按裝在機(jī)殼(43)上的。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動中，分?jǐn)?shù)齒輪恒向平衡傳動機(jī)構(gòu)依靠偏分齒輪軸(35)的旋轉(zhuǎn)和偏分齒輪(34)、(38)的對稱偏心距所造成的擺動而使其帶動的齒輪發(fā)生周期性變角速度運動，以消除震動，增加平衡和恒向轉(zhuǎn)動。三星連桿傳動付和分?jǐn)?shù)齒輪恒向平衡傳動機(jī)構(gòu)相嚙合，都裝在機(jī)殼(43)中、共同制約著氣缸中活塞的運動。
參照附圖1、圖2、圖3和圖4對本發(fā)明分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)的工作原理作進(jìn)一步的詳述當(dāng)點火器(42)在(9C)活塞與(8A)活塞之間點火后工質(zhì)產(chǎn)生高壓高溫，(8A)活塞被張力推動，逆時針旋轉(zhuǎn)120°，同時主軸(8)與大齒輪(22)旋轉(zhuǎn)120°，大齒輪(22)驅(qū)動與其相嚙合的小齒輪(21)順時針旋轉(zhuǎn)240°，(21)經(jīng)小連桿(19)拉動擺桿(18)順時針擺動120°，擺桿(18)經(jīng)長連桿(17)推動對稱雙拐軸(16)旋轉(zhuǎn)180°，旋轉(zhuǎn)著的對稱曲拐軸(16)經(jīng)另一組傳動付中的長連桿(15)推動擺桿(14)反時針運動120°，擺桿(14)經(jīng)小連桿(13)拉動曲拐軸(12)以固接于曲拐軸(12)上的小齒輪〔11〕順時針旋轉(zhuǎn)120°，因小齒輪〔11〕和套管副軸大齒輪齒數(shù)比是1∶2，所以被順時針旋轉(zhuǎn)的小齒輪〔11〕驅(qū)動的套管副軸〔9〕上的大齒輪按逆時針方向旋轉(zhuǎn)了60°，至此CA工作沖程中三星連桿傳動付完成了一個沖程。分?jǐn)?shù)齒輪恒平衡傳動機(jī)構(gòu)也隨之應(yīng)完成半個旋擺周期。
CA工作沖程中，〔8A〕活塞逆時針旋轉(zhuǎn)120°，主軸旋轉(zhuǎn)120°，〔9C〕活塞和套管副軸逆時針旋轉(zhuǎn)60°接CA工作沖程的是BC沖程，在BC沖程中〔9C〕活塞逆時針旋轉(zhuǎn)120°，〔9C〕活塞帶動的套管副軸的大齒輪〔10〕驅(qū)動與其嚙合的曲拐軸〔12〕上的小齒輪〔11〕順時針旋轉(zhuǎn)240°并拉動擺桿〔14〕反時針擺120°，擺桿〔14〕經(jīng)長連桿〔15〕推動對稱雙拐軸〔16〕旋轉(zhuǎn)180°，對稱雙拐軸〔16〕經(jīng)長連桿〔17〕、擺桿〔18〕、小連桿〔19〕、曲拐軸〔20〕帶動曲拐軸〔20〕上的小齒輪〔21〕順時針旋轉(zhuǎn)120°，小齒輪〔21〕驅(qū)動與其相嚙合的主軸〔8〕上的大齒輪〔22〕逆時針旋轉(zhuǎn)60°;因此，BC沖程中主軸旋轉(zhuǎn)了60°。
CA工作沖程和BC工作沖程結(jié)束后，三星連桿傳動付完成一個往復(fù)周期;分?jǐn)?shù)齒輪恒平衡傳動機(jī)構(gòu)隨之完成一個旋擺周期;主軸獲兩次工作沖程，旋轉(zhuǎn)180°。
依此工作原理將進(jìn)行DB工作沖程和AD工作沖程。DB沖程與CA沖程工作過程相同;AD沖程與BC沖程工作過程相同。
CA、BC、DB、AD四個工作沖程結(jié)束時，主軸旋轉(zhuǎn)了360°。
下表列出分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)中氣缸各沖程名稱及主軸、傳動付轉(zhuǎn)角
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、對稱性好，制造容易，維修方便，重量輕，運轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點。它和同容積往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)相比較，產(chǎn)生馬力大一倍，耗油量小三分之一，馬力容量及轉(zhuǎn)速范圍大，有普遍適應(yīng)性。
權(quán)利要求
1.一種分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)，它由殼體(43)，同心且分別獨立架于殼體(43)上的主軸(8)，套管副軸(9)，氣缸(3)，三星連桿傳動付等組成，其特征在于a氣缸(3)由徑向分界面上的哈呋(1)、(2)組成，其形狀如汽車外胎。b主軸(8)為多臺階直軸，并且在主軸(8)的徑向外側(cè)凸生有活塞根(29)，活塞根(29)上對稱的凸生有活塞(8A)與活塞(8B)；套管副軸(9)的一端也凸生有活塞根(30)，活塞根上對稱的凸生有活塞(9C)和活塞(9B)，并且活塞(8A)，活塞(8B)，活塞(9C)，活塞(9D)是密封在氣缸(3)中的。c活塞的運動是由2組三星連桿傳動付和一分?jǐn)?shù)齒輪恒向平衡傳動機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)、約束的。
2.按權(quán)利要求1所述分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)其特征在于由哈呋(1)、(2)組成的缸(3)中，哈呋的一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口(4)，排氣口(5)，減壓口(6)。
3.按權(quán)利要求1所述分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)其特征在于分別凸生在主軸(8)、套管副軸(9)徑向外側(cè)上的活塞根(29)、(30)，其形狀為徑向剖面為正園、軸向側(cè)面線為園弧形。
4.按權(quán)利要求1所述分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)其特征在于分別對稱凸生在活塞根(29)、(30)上的活塞(8A)和活塞(8B)、活塞(9C)和活塞(9D)，其軸向剖面為正園、徑向剖面為弧柱形。
5.按權(quán)利要求1和4所述分?jǐn)?shù)齒輪傳動旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)其特征在于與主軸(8)相連的活塞(8A)、活塞(8B)以及與套管副軸(9)相連的活塞(9C)、活塞(9D)同心偶合成轉(zhuǎn)子，并可在一平面上旋轉(zhuǎn)運動。
6.按權(quán)利要求1所述分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于2組傳動付分別由曲拐軸直齒輪(11)，曲拐軸(12)，小連桿(13)，擺桿(14)，長連桿(15)以及曲拐軸直齒輪(21)，曲拐軸(20)，小連桿(19)，擺桿(18)，長連桿(17)被對稱雙拐軸(16)從中相鉸連組成。其中曲拐軸直齒輪(11)和正分?jǐn)?shù)齒輪(31)同軸并與副軸齒輪(10)相嚙合;曲拐軸直齒輪(21)和正分齒輪(41)同軸并與主軸齒輪(22)相嚙合。小連桿(13)，長連桿(15)分別把曲拐軸(11)，擺桿(14)，對稱雙拐軸(16)鉸連成一組三星連桿機(jī)構(gòu)，小連桿(19)，長連桿(17)分別把曲拐軸(20)，擺桿(18)，對稱雙拐軸(16)鉸連另一組三星連桿機(jī)構(gòu)。
7.按權(quán)利要求1所述分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征在于分?jǐn)?shù)齒輪恒平衡傳動機(jī)構(gòu)由正分齒輪(31)，穩(wěn)定滑道(32)，穩(wěn)定滑道(33)，偏分齒輪(34)，偏分齒輪軸(35)，偏分齒輪軸殼(36)，齒輪軸殼定軸(37)，偏分齒輪(38)，穩(wěn)定滑套(39)，穩(wěn)定滑道(40)，正分齒輪(41)組成。齒輪為立交旋擺線型齒型;偏分齒輪為1∶2的對稱度，偏分齒輪(34)與偏分齒輪(38)對稱的按在偏分齒輪軸(35)上，偏分齒輪軸的殼體〔36〕能繞與自己同體的齒輪軸殼定軸〔37〕的軸心擺動;并且偏分齒輪〔34〕和與曲拐軸〔20〕同體的正分齒輪〔31〕相嚙合，偏分齒輪〔38〕和與曲拐軸〔12〕同體的正分齒輪〔41〕相嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型分?jǐn)?shù)齒輪傳動弧柱形旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明通過在一對由哈呋組成的氣缸(3)內(nèi)部設(shè)置位于多臺階主軸(8)和套管副軸(9)上的軸向截面為正圓，徑向截面弧柱形的活塞(8A)、(8B)、(9C)、(9D)以及設(shè)置由曲拐軸、小連桿、擺桿、大連桿組成的2組三星連桿傳動副，分?jǐn)?shù)齒輪恒平衡傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)活塞的產(chǎn)功、輸功過程。本發(fā)明與同容積往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)相比，馬力大、油耗小、結(jié)構(gòu)簡單，燃料燃燒干凈，有普遍的適應(yīng)性。
文檔編號F01C1/07GK1058633SQ90106700
公開日1992年2月12日 申請日期1990年8月2日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月2日
發(fā)明者馬開忠, 馬春海, 馬春鈴 申請人:馬開忠