專(zhuān)利名稱(chēng)：直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，具體講涉及滾輪軸平行往復(fù)運(yùn)動(dòng)與內(nèi)腔槽凸輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu)，更具體講涉及活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)與內(nèi)腔槽凸輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)功率傳輸機(jī)構(gòu)。
1994年12月28日公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?410021.x“凸輪式活塞內(nèi)燃機(jī)”，公開(kāi)了兩種稱(chēng)之為包含式立體內(nèi)凸輪，包圍在缸體外面，可以是“單活塞點(diǎn)燃機(jī)構(gòu)”(說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有實(shí)施例沒(méi)有附圖)，也可以是雙活塞雙燃機(jī)構(gòu)，如圖1、圖4、圖5”。上述所公開(kāi)“凸輪式活塞內(nèi)燃機(jī)”的功率傳輸機(jī)構(gòu)其受力狀況與《自動(dòng)機(jī)械的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》彭國(guó)勛、肖正楊著，第9頁(yè)，圖1-5，a)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)相似，以活塞(從動(dòng)桿)為研究對(duì)象與第174頁(yè)圖5-7圓柱凸輪機(jī)構(gòu)受力圖a非懸臂形(上述發(fā)明雙活塞雙燃機(jī)構(gòu)圖1、圖4、圖5)、圖b懸臂形(上述發(fā)明稱(chēng)單活塞點(diǎn)燃機(jī)構(gòu))相同。第173頁(yè)“非懸臂形從動(dòng)桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，在載荷Q作用下，由于反力P相對(duì)軸線傾斜(a+μ1)，在導(dǎo)向支承A與C處將分別產(chǎn)生摩擦力。”。容易看出，上述發(fā)明圖4、圖5的銷(xiāo)軸在立體內(nèi)凸輪槽內(nèi)為一端自由支撐的懸臂梁，支點(diǎn)在銷(xiāo)軸軸端軸承處，為平衡，另一支點(diǎn)在活塞上側(cè)，假如不安裝活塞，所述的銷(xiāo)軸及軸承就不能正常進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；另外，若用雙峰雙谷，為滿(mǎn)足活塞的升程時(shí)，就必須增大凸輪直徑，此時(shí)活塞軸心線到支點(diǎn)銷(xiāo)軸軸端軸承的距離加長(zhǎng)，便增大活塞對(duì)汽缸壁側(cè)向力，影響活塞、汽缸使用壽命。由于使用單峰單谷凸輪，只能在銷(xiāo)軸一端設(shè)置軸承，載荷都作用在該軸承上，影響使用壽命。當(dāng)活塞從一個(gè)止點(diǎn)作功返程，另一端活塞作功時(shí)，因上圓周凸輪輪廓向下的投影與下圓周凸輪輪廓完全重疊，銷(xiāo)軸軸承在圓周凸輪輪廓槽內(nèi)的一側(cè)橫越?jīng)_擊到另一側(cè)，此時(shí)滾輪將產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩反號(hào)，在橫越點(diǎn)附近造成嚴(yán)重磨損。顯然，要把銷(xiāo)軸軸端軸承安裝入上述立體內(nèi)凸輪槽內(nèi)或更換其軸承也是極為困難，不便維護(hù)。另外，也不能通過(guò)簡(jiǎn)單的兩缸以上(如四缸、六缸、八缸)缸數(shù)組合，得到不同功率的內(nèi)燃機(jī)，系列化難；汽缸蓋和部分配氣機(jī)構(gòu)，完全要重新設(shè)計(jì)試驗(yàn)，繼承性差，成本高。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)作為內(nèi)燃機(jī)功率傳輸機(jī)構(gòu)，有一百多年的歷史，現(xiàn)在已趨完美，而成為常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)。不足之處在于1、其三種運(yùn)動(dòng)形式中最糟的連桿大頭擺動(dòng)是不平衡和無(wú)法消除的震動(dòng)源；2、不可能實(shí)現(xiàn)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次或六次、八次，曲軸只旋轉(zhuǎn)一圈；3、活塞沒(méi)有上停留曲線而不能實(shí)現(xiàn)等容燃燒；4、作功行程活塞運(yùn)動(dòng)加速度限制了功率的界線，即限制了內(nèi)燃機(jī)大功率化；5、活塞頂?shù)淖饔昧D(zhuǎn)變?yōu)檫B桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)的分力線與曲軸主軸徑旋轉(zhuǎn)軸心線的距離是變量，使活塞運(yùn)動(dòng)速度曲線為正弦曲線，不是等速曲線，因此曲軸轉(zhuǎn)矩也就不是直線，高溫燃?xì)獾呐蛎浰俣仁艿较拗?，熱效率低?、因活塞在高溫高壓惡劣的環(huán)境內(nèi)把側(cè)向作用力施加給氣缸壁，不能使用壓力潤(rùn)滑，摩擦損失大，機(jī)械效率低；7、氣缸承擔(dān)著支承的功能，所以活塞必須有較大的裙部；8、活塞裙部活塞銷(xiāo)孔座接近活塞頂部，圓周厚度不勻，為防止熱膨脹抱死必須制成橢圓結(jié)構(gòu)，加工復(fù)雜；9、活塞在氣缸中既上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，又交替左右擺動(dòng)靠向缸壁，活塞環(huán)槽與活塞環(huán)便產(chǎn)生相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)，所以活塞環(huán)槽與活塞環(huán)端面易磨損；10、因曲拐的偏心產(chǎn)生動(dòng)、靜不平衡而增加平衡塊及必須設(shè)置儲(chǔ)能飛輪，增加發(fā)動(dòng)機(jī)重量；11、其主軸徑和施以反作用傾倒力的活塞雖是運(yùn)動(dòng)低副，但都是圓弧曲面，顯然不能用壓力潤(rùn)滑油支承主軸徑和活塞，提高機(jī)械效率受到限制；12、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)每次也都只宜一只缸點(diǎn)火作功，氣缸利用低率。
現(xiàn)有所使用的菱形傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、斜盤(pán)或擺盤(pán)機(jī)構(gòu)、四連桿擺塊機(jī)構(gòu)均不能真正做到斯特林循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)要求的活塞不連續(xù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)無(wú)側(cè)向力作用于氣缸壁。
大扭矩往復(fù)活塞式氣、液馬達(dá)，使用的曲柄連桿機(jī)構(gòu)、斜盤(pán)或擺盤(pán)機(jī)構(gòu)，扭矩線不是直線，不可能實(shí)現(xiàn)恒等扭矩輸出。
①本發(fā)明目的在于提供幾種滾輪軸在內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓上為至少兩端自由支承非懸臂梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
②本發(fā)明目的在于提供幾種沒(méi)有設(shè)置活塞(直動(dòng)桿)、汽缸(導(dǎo)向孔)，仍能實(shí)現(xiàn)滾輪軸平行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)與內(nèi)腔槽凸輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)。
③本發(fā)明目的在于提供幾種使內(nèi)腔槽凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的傾倒支承反力作用在遠(yuǎn)離氣缸的固定導(dǎo)軌上的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
④本發(fā)明目的在于提供幾種活塞無(wú)側(cè)向力作用于氣缸壁，讓氣缸只具有密封、導(dǎo)向功能，不承擔(dān)支承功能的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
⑤本發(fā)明目的在于提供幾種活塞頂?shù)淖饔昧?，轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的作用分力線到旋轉(zhuǎn)軸心線的距離為定值，容易實(shí)現(xiàn)恒等扭矩輸出的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
⑥本發(fā)明目的在于提供幾種根據(jù)各種類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)的特性需要，可人為設(shè)計(jì)出所需理想的活塞運(yùn)動(dòng)曲線(如上和或下停留的不連續(xù)運(yùn)動(dòng)、等速運(yùn)動(dòng)、往返不同的運(yùn)動(dòng)曲線等)的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
⑦本發(fā)明目的在于提供幾種讓活塞頂?shù)目傒d荷由至少兩只滾輪來(lái)分擔(dān)，從而減輕每只主滾輪承受載荷的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
⑧本發(fā)明目的在于提供幾種在空間槽凸輪內(nèi)的滾輪，無(wú)論在各種工作狀態(tài)下，滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向都保持不變，即滾輪不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩反號(hào)的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
⑨本發(fā)明目的在于提供幾種可使?jié)L輪軸近各外端的滾輪，極容易裝入內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)，同時(shí)也極便維護(hù)(如拆舊、更換新滾輪)的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。
⑩本發(fā)明目的在于提供幾種只須通過(guò)簡(jiǎn)單的缸數(shù)組合(如兩缸、四缸、六缸、八缸、十缸等)，就可獲得不同功率的內(nèi)腔槽凸輪內(nèi)燃機(jī)。
技術(shù)方案直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功率傳輸機(jī)構(gòu)。包括純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件內(nèi)腔槽凸輪；直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件滾輪軸，導(dǎo)向滾輪或滑塊27，主滾輪9和輔滾輪37；固定件支承體凸輪支承體(凸輪箱)15，蓋體(缸體)1，固定導(dǎo)軌4。在凸輪箱15內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪6，其上部的蓋體1固定在凸輪箱15上封閉凸輪箱15；凸輪箱15內(nèi)有一只滾輪軸近各外端都裝有主滾輪9和輔滾輪37，在內(nèi)腔槽凸輪6槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在滾輪軸與蓋體1下端軸向設(shè)置的固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置還設(shè)置有導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在固定導(dǎo)軌4內(nèi)可上下滾動(dòng)或滑動(dòng)，圖1。
內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。包括可輸出、輸入動(dòng)力的純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件內(nèi)腔槽凸輪；直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件滾輪軸，導(dǎo)向滾輪或滑塊27，主滾輪9和輔滾輪37，活塞5，活塞桿5a；固定件支承體缸蓋28，設(shè)置有缸孔(導(dǎo)向孔)2的缸體(蓋體)1，固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15；在凸輪箱15內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪，其上部設(shè)置著裝有缸蓋28且具有缸孔2的缸體1固定在凸輪箱15上；缸孔2內(nèi)與活塞5相固定的活塞桿5a下部裝在凸輪箱15內(nèi)一只滾輪軸上，在滾輪軸近各外端都裝有主滾輪9和輔滾輪37于內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在滾輪軸與缸體1下端軸向設(shè)置的固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，還設(shè)置有導(dǎo)向滾輪或滑塊27在固定導(dǎo)軌4內(nèi)，圖1a。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪，是一端為輸出支承端，另一端具有圓形內(nèi)腔，其內(nèi)腔圓周設(shè)置有相同起伏的、至少雙峰雙谷慣通的槽，且上圓周凸輪輪廓7具有至少兩只缺口12。有相同的三峰三谷，上圓周凸輪輪廓7具有三只缺口12的內(nèi)腔槽凸輪6a如圖2b；或有相同的四峰四谷，上圓周凸輪輪廓7具有兩只或四只缺口12的內(nèi)腔槽凸輪6b圖2a；或有相同的五峰五谷，上圓周凸輪輪廓7具有五只缺口12的內(nèi)腔槽凸輪等。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪，可以是由一只圓周凸輪輪廓具有相同的、至少雙峰雙谷端面凸輪46(屬下圓周凸輪輪廓8)和一只與端面凸輪46相對(duì)應(yīng)、圓周凸輪輪廓也具有相同的、至少雙峰雙谷、且具有至少兩只缺口12的內(nèi)凸緣凸輪3(屬上圓周凸輪輪廓7)相固定組合而成，如圖2a、2b；所述的內(nèi)凸緣3可以使用摸具，以力使其成形。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪是鋼制品，使用鑄造或冷加工工藝制造，包括上、下圓周凸輪輪廓在內(nèi)的各個(gè)具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面，至少一處或多處在滲碳或碳氮共滲的溫度進(jìn)行滲碳或碳氮共滲，使表面層的奧氏體晶粒的尺寸數(shù)大于10，意味著奧氏體晶粒有足夠細(xì)，以此來(lái)阻止由內(nèi)部起始的脫皮引起的裂紋，延長(zhǎng)疲勞使用壽命；再在低于滲碳或碳氮共滲的上述溫度的790-830攝氏度的溫度內(nèi)進(jìn)行表面淬火處理，上、下圓周凸輪輪廓的工作表面可產(chǎn)生至少為500Mpa殘余壓縮應(yīng)力和具有至少為2650Mpa的斷裂應(yīng)力，以進(jìn)一步延長(zhǎng)壽命。
為便于更換滾輪，內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)側(cè)具有至少兩只與外面相通的孔22，如圖2a，或是所述缺口12由上圓周凸輪輪廓7延伸至下圓周凸輪輪廓8處，如圖1、圖2b、圖4；上述缺口12都設(shè)置在下止點(diǎn)(下停留)處，如圖4a、4b，或都設(shè)置在上止點(diǎn)(上停留)處，如圖4c，其寬至少與滾輪直徑相同，圖4。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪其上圓周凸輪輪廓7工作曲面軸向向下的投影不與下圓周凸輪輪廓8工作曲面重疊或不完全重疊；本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪上、下圓周凸輪輪廓可以是向內(nèi)傾斜的上圓周凸輪輪廓7和或下圓周凸輪輪廓8，如圖9。
本發(fā)明所述活塞5用螺栓23固定在活塞桿5a上如圖6?；钊麠U5a是單腳或多腳結(jié)構(gòu)如圖6a至圖6d。所述螺栓23與活塞2上端接觸的下端面具有凸出的環(huán)線79，凸出的高度在1mm以?xún)?nèi)，確保螺栓23與活塞5間的密封，圖6、圖6e。
本發(fā)明所述缸體(蓋體)1上的缸孔(導(dǎo)向孔)2有單缸與內(nèi)腔槽凸輪同軸設(shè)置，或是在一條或兩條圓周線50、51與二等分線至五等分線其中之一種相交處設(shè)置。圖7a是一條圓周線50和二等分線67兩相交點(diǎn)處直列設(shè)置的兩只缸孔2；圖7b是一條圓周線50和四等分線34四個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的四只缸孔2；圖7c是具有兩條圓周線50、51和二等分線67四個(gè)相交點(diǎn)處直列設(shè)置的四只缸孔2；圖7d是具有兩條圓周線50、51和三等分線25六個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的六只缸孔2；圖7e是具有兩條圓周線50、51和四等分線34八個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的八只缸孔2；圖7f是具有兩條圓周線50、51和五等分線68十個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的十只缸孔2等。
本發(fā)明所述滾輪軸是由中部向周邊等角設(shè)置具有多個(gè)軸段的滾輪軸，中部可設(shè)置通孔55，由于各軸段近外端都裝有滾輪在內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上，因此為至少兩端自由支撐非懸臂梁結(jié)構(gòu)。圖5a是等角設(shè)置具有兩個(gè)軸段的直滾輪軸16；圖5b是等角設(shè)置具有三個(gè)軸段的三星滾輪軸16a；圖5c是等角設(shè)置具有四個(gè)軸段的四星滾輪軸16b；圖5d是等角設(shè)置具有五個(gè)軸段的五星滾輪軸16c等。上述滾輪軸在安裝滾輪位置以?xún)?nèi)軸段的截面為矩形或工字形，以減輕滾輪軸彎曲度；其原料可使用金屬鋼或質(zhì)量輕、強(qiáng)度大的鋁、鈦金屬合金或具有碳纖維及其他非金屬材料，減輕往返運(yùn)動(dòng)慣性質(zhì)量。
上述與至少兩只缸孔相配的滾輪軸，在安裝活塞桿5a的位置設(shè)置有側(cè)孔17與具有門(mén)形下部活塞桿5a2b用銷(xiāo)軸54安裝在滾輪軸側(cè)孔17上，如圖6b2、圖8；或是具有圓弧下端的單腳活塞桿5a與具有圓弧凹槽80的滾輪軸配合安裝，用卡件和銷(xiāo)軸54控制活塞桿5a不脫離滾輪軸16，又能讓活塞桿上端能在滾輪軸軸向平面小幅擺動(dòng)。上述卡件可以是型該型卡件還可以增加一向功能即作為導(dǎo)向滑塊27使用，其兩側(cè)面與固定導(dǎo)軌4a、4b相對(duì)滑動(dòng)。都以鉸接的方式安裝活塞桿，如圖6a1；當(dāng)然也不排除以剛性固定方式安裝活塞桿。
本發(fā)明所述滾輪軸與圓周凸輪輪廊具有相同雙峰雙谷或四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6或6b所相配的是直滾輪軸16；與圓周凸輪輪廊具有相同三峰三谷內(nèi)腔槽凸輪6a相配的是三星滾輪軸16a；與圓周凸輪輪廊具有相同四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b相配的可以是四星滾輪軸16b；與圓周凸輪輪廊具有相同五峰五谷內(nèi)腔槽凸輪相配的是五星滾輪軸16c等。
本發(fā)明所述主滾輪9和或輔滾輪37外表面是圓柱形或是錐形，與上述內(nèi)腔槽凸輪具有向內(nèi)傾斜的上圓周凸輪輪廓7和或下圓周凸輪輪廓8相配合，如圖9，目的在于減輕“棱緣效應(yīng)”，同時(shí)也便于調(diào)整主、輔滾輪在內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)的間隙。上述主滾輪9總是與下圓周凸輪輪廓8接觸，不與上圓周凸輪輪廓7接觸；而輔滾輪37總是與上圓周凸輪輪廓7接觸，不與下圓周凸輪輪廓8接觸，所以主滾輪9和輔滾輪37，在活塞桿組件上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作時(shí)，都不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩反號(hào)。主滾輪9內(nèi)使用圓柱滾子密布滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，以增強(qiáng)承載能力；其各相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面都具有碳氮共滲層的高硬度、高耐磨性質(zhì)；輔滾輪37使用滾珠軸承。
本發(fā)明所述的導(dǎo)向滾輪或滑塊27，所使用的導(dǎo)向滑塊27是中間具有可套入滾輪軸的通孔55，該孔與滾輪軸安裝滑塊位置的剖面外廓相似，如圖10a，圖10b?；瑝K27是金屬制品，(低碳鋼、低碳合金鋼、合金鋁等，其滑動(dòng)面是滲碳或碳氮共滲淬硬層或是陶瓷涂層，)或是陶瓷制品，提高耐磨度，延長(zhǎng)使用壽命。
本發(fā)明所述的缸體1下端軸向圓周二等分至六等分處設(shè)置有二至六條之一種都具有雙面的固定導(dǎo)軌4；如圖7a、圖7c是圓周二等分處設(shè)置條兩固定導(dǎo)軌，圖7d是圓周三等分處設(shè)置三條固定導(dǎo)軌；圖7b、7e圓周四等分處設(shè)置四條固定導(dǎo)軌；圖7f圓周五等分處設(shè)置五條固定導(dǎo)軌，或圓周六等分處設(shè)置六條固定導(dǎo)軌等。在固定導(dǎo)軌的外邊緣設(shè)置有定位凸臺(tái)4c，以限制滾輪軸的軸向串動(dòng)；上述固定導(dǎo)軌面4a、4b可以是能由固定導(dǎo)軌座4d拆卸更換的金屬制品，(碳鋼、合金鋼等，其滑動(dòng)面是滲碳或碳氮共滲淬硬層或是陶瓷涂層，)或是非金屬如陶瓷制品，以提高耐磨度，延長(zhǎng)使用壽命。
上述具有缸孔2和下端軸向圓周設(shè)置的固定導(dǎo)軌4d的缸體1，是整體結(jié)構(gòu)或是由具有缸孔2的上體1a和下端具有軸向圓周設(shè)置的固定導(dǎo)軌4的下部1b由螺栓固定組成。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，若使用具有相同的雙峰雙谷或四峰四谷的內(nèi)腔槽凸輪6或6b，其上部相配的氣缸孔2，有一缸同軸設(shè)置或圓周線50和二等分線67兩個(gè)相交點(diǎn)處直列設(shè)置兩只缸孔2，如圖7a；或兩條圓周線50、51和二等分線67四個(gè)相交點(diǎn)處直列設(shè)置四只氣缸2，圖7c；在所述氣缸孔2內(nèi)與活塞5相固定的活塞桿5a下部，都裝在配合使用的一只直滾輪軸16上；在滾輪軸16近兩端裝有兩只主滾輪9和兩只輔滾輪37，在內(nèi)腔槽凸輪6或6b槽內(nèi)的圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)，形成兩個(gè)支承的非懸臂梁結(jié)構(gòu)，活塞無(wú)側(cè)向力作用于氣缸；在滾輪軸16與氣缸下端軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，使推動(dòng)內(nèi)腔槽凸輪6或6b轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力，通過(guò)兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27作用在兩條固定導(dǎo)軌4的面上，活塞無(wú)側(cè)向力作用于氣缸壁為自由狀態(tài)。如圖1、圖10、圖11、圖12、圖13。由于缸孔2不受活塞側(cè)向力，可用陶瓷表面。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，若使用具有相同的三峰三谷，且上圓周凸輪輪廓具有三只缺口12的內(nèi)腔槽凸輪6a，相配的氣缸孔2是單缸同軸設(shè)置或兩條圓周環(huán)形線50、51與三等分線25六個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置六只缸孔2，在單缸或六只缸孔2內(nèi)與六只活塞固定的活塞桿5下部，都平均地裝在配合使用的一只三星形滾輪軸16a三個(gè)軸段16a1上，如圖6c、圖15；在滾輪軸16a三個(gè)軸段近外端都裝有主滾輪9和輔滾輪37在內(nèi)腔槽凸輪6a槽內(nèi)的圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)，形成三點(diǎn)支承的非懸臂梁結(jié)構(gòu)，活塞無(wú)側(cè)向力作用于氣缸壁；在滾輪軸16a三個(gè)軸段與相配的氣缸下端軸向圓周三等分設(shè)置的三條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有三只導(dǎo)向滾輪或滑塊27在三條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，使推動(dòng)內(nèi)腔槽凸輪6a轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力，通過(guò)三只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，作用在三條固定導(dǎo)軌4的面上，活塞無(wú)側(cè)向力作用于氣缸壁。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，若使用相同的四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b，相配的氣缸孔2，還可設(shè)計(jì)出圓周環(huán)形線50和四等分線34四個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置四個(gè)缸孔2，如圖7b，或兩條圓周環(huán)形線50、51和四等分線34八個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置八只缸孔2，如圖7e；在與四缸或八缸缸孔2內(nèi)活塞5固定的四只或八只活塞桿5下部，都平均地裝在配合使用的一只四星滾輪軸16b的四個(gè)軸段16b1上；在滾輪軸16b四個(gè)軸段近外端，裝有四只輔滾輪37和四只主滾輪9，在內(nèi)腔槽凸輪6b槽內(nèi)的圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)，形成四點(diǎn)支承的非懸臂梁結(jié)構(gòu)，活塞無(wú)側(cè)向力作用于氣缸；在滾輪軸16b四個(gè)軸段與相配的氣缸下端軸向圓周四等分設(shè)置的四條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有四只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在四條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，使推動(dòng)內(nèi)腔槽凸輪6b轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力，通過(guò)四只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，作用在四條固定導(dǎo)軌4的面上，因此，活塞也無(wú)側(cè)向力作用于氣缸，如圖14、圖16。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，亦可使用相同的五峰五谷，且上圓周凸輪輪廓具有五只缺口12的內(nèi)腔槽凸輪，配兩條圓周線50、51和五等分線68十個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置十只缸孔2，如圖7f，與一只五星滾輪軸16c相配，在與十只缸孔2內(nèi)活塞5固定的十只活塞桿5a下部，都平均地裝在配合使用的一只五星滾輪軸的五個(gè)軸段上，在滾輪軸16c五個(gè)軸段近外端，裝有五只輔滾輪37和五只主滾輪9，在五峰五谷內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)的圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)，形成五點(diǎn)支承的非懸臂梁結(jié)構(gòu)，活塞無(wú)側(cè)向力作用于氣缸；在滾輪軸16c五個(gè)軸段與相配的氣缸下端軸向圓周五等分設(shè)置的五條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有五只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在五條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，使推動(dòng)內(nèi)腔槽凸輪6b轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力，通過(guò)五只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，作用在五條固定導(dǎo)軌4的面上，因此，活塞也無(wú)側(cè)向力作用于氣缸。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，把內(nèi)腔槽凸輪下端與端面軸承之間、滑塊與固定導(dǎo)軌之間設(shè)為滑動(dòng)軸承，即都是平面運(yùn)動(dòng)低副，設(shè)計(jì)面積寬裕，使用壓力潤(rùn)滑油形成油墊支承內(nèi)腔槽凸輪和滑塊。其部分潤(rùn)滑系及油道是，由內(nèi)腔槽凸輪下端輸出軸帶動(dòng)機(jī)油泵42輸出壓力油至內(nèi)腔槽凸輪下端面與上端的通孔6i，經(jīng)上端面軸承33a環(huán)形槽33a1及其通孔向上與固定導(dǎo)軌4面上具有的孔66相通的油道，如圖3，再由滑塊27封閉該孔66。若主滾輪9、輔滾輪37使用滾動(dòng)軸承，則固定導(dǎo)軌座4d側(cè)面還設(shè)置有小噴孔78與油道相通，用于滾輪軸上升至四分至三左右，噴孔78噴出的潤(rùn)滑油射向主滾輪9，對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻，如圖10a；若主滾輪9使用滑動(dòng)軸承，則滑塊27的滑動(dòng)面就設(shè)置有通向滾輪軸芯孔道的孔，在滾輪軸安裝主滾輪9的位置具有與滾輪軸軸芯孔道相通的孔用于潤(rùn)滑、冷卻主滾輪9，如圖10b。
當(dāng)上述滾輪軸近各外端的主滾輪9和輔滾輪37裝入滾輪軸，可用卡環(huán)18定位主、輔滾輪；當(dāng)滾輪軸近各外端的主、輔滾輪由上圓周凸輪輪廓7的缺口12裝入內(nèi)腔槽凸輪槽視需要安裝封閉塊13，用螺絲23固定封閉塊13封閉缺口12。
本發(fā)明所述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，若使用雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪6回轉(zhuǎn)一周，往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件(活塞桿5，主滾輪9，輔滾論37、滾輪軸16、導(dǎo)向滾輪或滑塊27)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次；若使用三峰三谷內(nèi)腔槽凸輪6a回轉(zhuǎn)一周，活塞桿等往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)六次；若使用四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b回轉(zhuǎn)一周，活塞桿等往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)八次；因此，峰、谷增加一對(duì)，當(dāng)內(nèi)腔槽凸輪回轉(zhuǎn)一周，活塞桿等往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)增加兩次。
顯而易見(jiàn)的效果有1、本發(fā)明不安裝活塞，所述滾輪軸及各外端的滾輪就可正常地與內(nèi)腔槽凸輪進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2、可以容易的設(shè)計(jì)出各種發(fā)動(dòng)機(jī)所需最佳的活塞運(yùn)動(dòng)曲線，如把圓周凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)成作功時(shí)為修正等速曲線，活塞頂?shù)妮d荷轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)內(nèi)腔槽凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的分力線與內(nèi)腔槽凸輪旋轉(zhuǎn)軸心線距離是常數(shù)，活塞頂工質(zhì)等壓膨脹時(shí)，就可實(shí)現(xiàn)等扭矩輸出。3、在內(nèi)燃機(jī)中可獲得活塞作功行程的極大加速度，高溫燃燒氣體及時(shí)膨脹作功，活塞頂最大爆發(fā)力轉(zhuǎn)變?yōu)樗查g最大轉(zhuǎn)矩，減少燃?xì)鈱?duì)氣缸壁的傳熱損失，提高熱效率，又降低了排氣溫度。4、在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中，把凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)成具有上停留曲線時(shí)，便獲得活塞不連續(xù)運(yùn)動(dòng)。5、把圓周凸輪輪廓設(shè)計(jì)成相同的、至少雙峰雙谷，內(nèi)腔槽凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，活塞至少有四個(gè)行程，當(dāng)轉(zhuǎn)速與曲柄連桿機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，升功率、功率重量比至少提高一倍。6、由于凸輪輪廓轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)反作用力的分量，通過(guò)滾輪軸上導(dǎo)向滾輪或滑塊27垂直作用在至少兩條固定導(dǎo)軌面上；且滾輪軸各外端都裝有滾輪至少具有兩個(gè)支點(diǎn)，形成非懸臂梁，活塞為自由狀態(tài)，沒(méi)有作用力施加于氣缸壁上，氣缸不承擔(dān)支承功能；又因活塞在氣缸內(nèi)沒(méi)有左右擺動(dòng)，活塞與缸壁，活塞環(huán)槽與活塞環(huán)端面不產(chǎn)生相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)，提高了氣缸、活塞及活塞環(huán)使用壽命。7、由于滾輪軸遠(yuǎn)離高溫的活塞頂，活塞裙部圓周厚度均勻，活塞不必制成橢圓形，活塞可設(shè)計(jì)的很短，夠?qū)?、安裝活塞環(huán)便可，制造、加工簡(jiǎn)單。8、在大載荷功率傳輸機(jī)構(gòu)中，活塞頂總載荷至少由兩只滾輪同時(shí)承擔(dān)，減輕每只滾輪承受的載荷，又因增加了輔滾輪27，主滾輪9不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩反號(hào)而減少?lài)?yán)重磨損因素，提高滾輪的使用壽命。9、內(nèi)腔槽凸輪下端面與端面軸承之間和滑塊與固定導(dǎo)軌面之間都是平面運(yùn)動(dòng)低副，使用壓力潤(rùn)滑就可獲得完全流體摩擦，機(jī)械效率高。10、內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，可以直接使用現(xiàn)有成熟的，具有氣門(mén)、配氣凸輪軸等配氣機(jī)構(gòu)的缸蓋，以及使用易于加工的圓形氣缸、活塞和具有成熟的、近乎完美的活塞環(huán)密封技術(shù)，繼承性好，降低重新設(shè)計(jì)、制造、開(kāi)發(fā)的成本。11、內(nèi)腔槽凸輪具有飛輪的屬性，無(wú)須另增飛輪，發(fā)動(dòng)機(jī)的重量輕。12、內(nèi)腔槽凸輪圓周升程曲線都相同、降程曲線也相同，動(dòng)、靜平衡好，沒(méi)有擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)體，震動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。13、通過(guò)簡(jiǎn)單的(2缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸)缸數(shù)組合，容易得到各種不同功率的系列內(nèi)燃機(jī)。14、不必整機(jī)解體取出活塞桿或滾輪軸，便可更換活塞環(huán)或主、輔滾輪，便于修理，維護(hù)效率高。15、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)每次半數(shù)汽缸作功，汽缸利用率高。16、本發(fā)明可作為內(nèi)、外燃機(jī)，氣、液馬達(dá)或泵的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功率傳輸機(jī)構(gòu)應(yīng)用廣。
實(shí)施例一內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的單缸二沖程內(nèi)燃機(jī)如圖21。包括一只內(nèi)腔槽凸輪6，氣缸蓋28，設(shè)置有一只缸孔2和排氣口63、掃氣口26的缸體1，一只活塞5和活塞桿5a2a，兩只主滾輪9，兩只輔滾輪37，兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，一只滾輪軸16，兩條固定導(dǎo)軌4，進(jìn)氣口62、凸輪箱15。在凸輪箱15內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪6，其上部設(shè)置著裝有氣缸蓋28和具有與其同軸設(shè)置的缸孔2的缸體1緊固在凸輪箱15上；在缸孔2內(nèi)與活塞5相固定的活塞桿5a2a下部垂直地裝有一只滾輪軸16，在滾輪軸16近兩端與圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，裝有兩只主滾輪9，兩只輔滾輪37，通過(guò)內(nèi)腔槽凸輪6上圓周凸輪輪廓兩只缺口12裝入槽內(nèi)在圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在滾輪軸16與氣缸下端軸向圓周二等分設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，可上下滾動(dòng)或滑動(dòng)。在凸輪箱15側(cè)面設(shè)置有進(jìn)氣口50和舌簧閥44，氣缸孔2壁上有排氣口19還有與凸輪箱15相通的掃氣口26。
實(shí)施例二以?xún)?nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)如圖11，包括內(nèi)腔槽凸輪6，裝有氣門(mén)和配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋28，具有一只缸孔2的缸體1，一只活塞5和活塞桿5a2a，兩只主滾輪9，兩只輔滾輪37，兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，一只滾輪軸16，兩條固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15。在凸輪箱15內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪6，其上部設(shè)置著裝有上述缸蓋28的缸體1緊固在凸輪箱15上；在氣缸體1上的氣缸孔2內(nèi)與活塞5相固定的活塞桿5a2a下部垂直裝有一只滾輪軸16，在滾輪軸16近兩端與內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，都裝有輔滾輪37和主滾輪9，通過(guò)內(nèi)腔槽凸輪6上圓周凸輪輪廓7對(duì)應(yīng)的兩只缺口12，裝入內(nèi)腔槽凸輪6槽內(nèi)在圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在滾輪軸16與氣缸下端軸向圓周二等分設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌4內(nèi)可上下滾動(dòng)或滑動(dòng)。
在氣缸蓋28上的配氣凸輪軸35，是由內(nèi)腔槽凸輪6下端的傘齒40，與凸輪箱15下部橫向設(shè)置的配氣傳動(dòng)軸48一端的傘齒47嚙合，通過(guò)在配氣傳動(dòng)軸48外端的正時(shí)齒輪49和配氣凸輪軸35端部的時(shí)規(guī)齒輪36之間，用時(shí)規(guī)皮帶或時(shí)規(guī)鏈41連接進(jìn)行傳動(dòng)。
上述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的單缸二沖程、四沖程內(nèi)燃機(jī)，可使用圓周凸輪輪廓展開(kāi)具有相同三峰三谷的內(nèi)腔槽凸輪6a配一只三腳活塞桿5a3和一只三星形滾輪軸16a如圖6c，加三只主滾輪9，三只輔滾輪37，三只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，三條固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15組成。當(dāng)使用內(nèi)腔槽凸輪6時(shí)，其每轉(zhuǎn)一周，四沖程內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪軸35也旋轉(zhuǎn)一周，活塞作功一次，二沖程內(nèi)燃機(jī)活塞作功兩次。當(dāng)使用內(nèi)腔槽凸輪6a時(shí)，其每轉(zhuǎn)兩周，四沖程內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪軸35旋轉(zhuǎn)三周，活塞作功三次；二沖程內(nèi)燃機(jī)活塞作功六次。當(dāng)使用內(nèi)腔槽凸輪6b每轉(zhuǎn)一周，四沖程內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪軸35旋轉(zhuǎn)兩周，活塞作功兩次；二沖程內(nèi)燃機(jī)活塞桿作功四次。常規(guī)單缸曲柄連桿機(jī)構(gòu)四沖程內(nèi)燃機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，只作功一次；顯然，本發(fā)明單缸二沖程、四沖程內(nèi)燃機(jī)氣缸利用率，升功率、功率重量比至少提高兩倍。
實(shí)施例三內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的直列兩缸四沖程內(nèi)燃機(jī)如圖12a12b。包括內(nèi)腔槽凸輪6或6b，裝有氣門(mén)和配氣凸輪軸35等部分配氣機(jī)構(gòu)的缸蓋28，具有兩只缸孔2的缸體1，兩只活塞5，兩只活塞桿5a，兩只主滾輪9，兩只輔滾輪37，兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，一只滾輪軸16，兩條固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15。在凸輪箱15內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪6，其上部設(shè)置著裝有缸蓋28的缸體1緊固在凸輪箱15上；在缸體1上兩只氣缸孔2內(nèi)與兩只活塞5相固定的兩只活塞桿5a下部都裝在一根與其垂直設(shè)置的滾輪軸16上，迫使兩只活塞5和滾輪軸16形成同時(shí)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的整體；在滾輪軸16近兩外端與內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，裝有兩只輔滾輪37和兩只主滾輪9，通過(guò)上圓周凸輪輪廓的兩只缺口12裝入槽內(nèi)在圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在滾輪軸16與氣缸下端軸向圓周二等分直列設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌4內(nèi)。
配氣機(jī)構(gòu)的配氣凸輪軸35，是由內(nèi)腔槽凸輪6下端的傘齒40與凸輪箱15下部橫向設(shè)置的配氣傳動(dòng)軸48端的傘齒47嚙合，在配氣傳軸48外端的正時(shí)齒輪49和配氣凸輪軸35端部的時(shí)規(guī)齒輪36之間，用時(shí)規(guī)皮帶或時(shí)規(guī)鏈41連接進(jìn)行傳動(dòng)，如圖12a。也可使用兩只缸蓋28上的兩根配氣凸輪軸35前端傘齒40與內(nèi)腔槽凸輪6或6b上端中心向上設(shè)置的一根配氣傳動(dòng)軸48穿過(guò)滾輪軸16設(shè)有中部通孔55的上端具有傘形齒47嚙合傳動(dòng)如圖12b1、圖12b2。
把上述兩缸的進(jìn)、排氣凸輪設(shè)計(jì)成互為上下八字，即相位差設(shè)為180度，使兩只活塞桿5每次向上運(yùn)動(dòng)就有一只活塞桿為壓縮沖程，同時(shí)另一只活塞桿為排氣沖程；當(dāng)兩只活塞每次向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，總有一只活塞是在作功沖程，同時(shí)另一只活塞是進(jìn)氣沖程。上述內(nèi)腔槽凸輪6轉(zhuǎn)動(dòng)一周，配氣凸輪軸35也旋轉(zhuǎn)一周，兩只氣缸各作功一次，即作功兩次；若使用內(nèi)腔槽凸輪6b轉(zhuǎn)動(dòng)一周，配氣凸輪軸35旋轉(zhuǎn)兩周，兩只氣缸各作功兩次，即作功四次；常規(guī)兩缸曲柄連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，只有一只汽缸作功，即作功一次，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，顯然，本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)氣缸利用率、升功率、功率重量比分別提高兩倍和四倍。
實(shí)施例四以?xún)?nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的直列四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)如圖13，包括內(nèi)腔槽凸輪6或6b，裝有氣門(mén)和配氣凸輪軸35等部分配氣機(jī)構(gòu)和具有四個(gè)燃燒室的缸蓋28，直列設(shè)置四只缸孔2的缸體1，四只活塞5，四只活塞桿5a，兩只主滾輪9，兩只輔滾輪37，兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，一只滾輪軸16，兩條固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15。在凸輪箱15內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪6，其上部設(shè)置著裝有缸蓋28和具有直列設(shè)置四只缸孔2的缸體1緊固在凸輪箱15上；四只缸孔2內(nèi)四只活塞5的四只活塞桿5a下部，都裝在與其垂直設(shè)置的一根滾輪軸16上，使四只活塞桿5和滾輪軸16形成同時(shí)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的整體；在滾輪軸16近兩端與內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，裝有兩只輔滾輪37和兩只主滾輪9，通過(guò)內(nèi)腔槽凸輪6上圓周凸輪輪廓7的兩只缺口12裝入槽內(nèi)在圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)，在滾輪軸16與缸體1下端軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，可上下滑動(dòng)或滾動(dòng)。
在上述缸蓋28上配氣凸輪軸35，是由內(nèi)腔槽凸輪6下端的傘齒40，與凸輪箱15下部橫向設(shè)置的配氣傳動(dòng)軸48一端的傘齒47嚙合，在配氣傳動(dòng)軸48外端的正時(shí)齒輪49和配氣凸輪軸35端部的時(shí)規(guī)齒輪36之間，用時(shí)規(guī)皮帶或時(shí)規(guī)鏈41進(jìn)行傳動(dòng)，如圖11、12a配氣傳動(dòng)部分。也可用兩只缸蓋28上的兩根配氣凸輪軸35前端傘齒40與內(nèi)腔槽凸輪6或6b上端中心向上設(shè)置的一根配氣傳動(dòng)軸48穿過(guò)相配的滾輪軸16設(shè)有中部通孔55的上端具有傘形齒47嚙合傳動(dòng)如圖13a、圖13b。當(dāng)使用內(nèi)腔槽凸輪6時(shí)，其每轉(zhuǎn)一周，配氣凸輪軸35，也旋轉(zhuǎn)一周；當(dāng)使用內(nèi)腔槽凸輪6b時(shí)，其每轉(zhuǎn)一周，配氣凸輪軸35旋轉(zhuǎn)兩周。
上述配氣凸輪軸35，可把在外兩缸對(duì)應(yīng)的進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角都相同，使兩缸同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣；把在內(nèi)兩缸對(duì)應(yīng)的進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角都相同，使該兩缸也同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣；讓在外兩缸與內(nèi)兩缸的進(jìn)排氣凸輪的相位差設(shè)為180度；使四只活塞桿每次向下運(yùn)動(dòng)，都有兩只活塞桿為作功沖程，同時(shí)另兩只活塞桿為進(jìn)氣沖程；而每次向上運(yùn)動(dòng)，都有兩只活塞桿為壓縮沖程，同時(shí)另兩只活塞桿為排氣沖程；上述內(nèi)腔槽凸輪6轉(zhuǎn)動(dòng)一周，有四只氣缸各作功一次，既作功四次；若使用內(nèi)腔槽凸輪6b轉(zhuǎn)動(dòng)一周，四只氣缸各作功兩次，即作功八次；常規(guī)四缸曲柄連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，只有兩只汽缸作功；顯然，本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)氣缸利用率、升功率、功率重量比都提高兩倍和四倍。
實(shí)施例五由內(nèi)腔槽凸輪6b組成的圓周90度等角設(shè)置的四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)如圖14，包括一只圓周凸輪輪廓展開(kāi)為相同的四峰四谷、且上圓周凸輪輪廓7具有等角設(shè)置的四只缺口12的內(nèi)腔槽凸輪6b，缸體1上90度圓周四等分設(shè)置有四只缸孔2，四只都裝有氣門(mén)、配氣凸輪軸35等部分配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋28a，四只活塞5，四只活塞桿5a，四只主滾輪9，四只輔滾輪37，四只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，一只四星滾輪軸16b，軸向圓周四等分設(shè)置四條固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15；在凸輪箱15內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪6b，其上部圓周90度四等分設(shè)置著四只缸孔2且裝有四只缸蓋28的缸體1，固定在凸輪箱15上；在四只缸孔2內(nèi)與四只活塞5相固定的四只活塞桿5a下部，分別安裝在一只與其垂直設(shè)置的四星形滾輪軸16b的四個(gè)軸段上，使四只活塞5與四星形滾輪軸16b形成同時(shí)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的整體；在四星形滾輪軸16b四個(gè)軸段近外端與內(nèi)腔槽凸輪6b圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，裝有四只主滾輪9和四只輔滾輪37，通過(guò)內(nèi)腔槽凸輪6b上圓周凸輪輪廓的四只缺口12裝入槽內(nèi)在圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在四星形滾輪軸16b與氣缸下端圓周四等分處軸向設(shè)置的四條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有四只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在四條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，可上下滾動(dòng)或滑動(dòng)。
上述四只缸蓋28上的四根配氣凸輪軸35前端傘齒40都與內(nèi)腔槽凸輪6b上端中心向上設(shè)置的一根配氣傳動(dòng)軸48穿過(guò)四星形滾輪軸16b中部通孔55的上端具有的傘形齒47嚙合傳動(dòng)；內(nèi)腔槽凸輪6b每轉(zhuǎn)一周，配氣凸輪軸35旋轉(zhuǎn)兩周。
上述相對(duì)兩只氣缸蓋28的配氣凸輪軸35進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟、關(guān)閉角方向都相同，使相對(duì)兩只缸孔2同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣；把另外相對(duì)兩只氣缸蓋28的配氣凸輪軸35進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角方向也相同，使相對(duì)兩缸2同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣；而把相對(duì)兩氣缸與另外相對(duì)兩氣缸的配氣凸輪軸35的進(jìn)、排氣凸輪相位差設(shè)為180度；使四只活塞桿每次向上運(yùn)動(dòng)，總有相對(duì)的兩只氣缸壓縮，同時(shí)另外相對(duì)的兩只氣缸排氣；每次向下運(yùn)動(dòng)，總有相對(duì)的兩只氣缸作功，同時(shí)另外相對(duì)的兩只氣缸進(jìn)氣。
上述四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b轉(zhuǎn)一周，活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)八次，四只氣缸各作功兩次，既作功八次；常規(guī)四缸曲柄連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，只有兩只缸各作功一次；顯然，本發(fā)明的氣缸利用率提高四倍，理論上功率也提高四倍，功率重量比也提高四倍。
實(shí)施例六內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的六缸四沖程內(nèi)燃機(jī)如圖15，包括圓周凸輪輪廓展開(kāi)具有相同的三峰三谷，上圓周凸輪輪廓具有三只缺口12的內(nèi)腔槽凸輪6a，三只裝有氣門(mén)配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)和具有兩只燃燒室的缸蓋28，在缸體1上雙排圓周120度三等分線上設(shè)置著六只氣缸孔2a、2b、2c、2d、2e、2f，其中2a、2b、2c在同一外圓周三等分線25上，2d、2e、2f在同一內(nèi)圓周的三等分線25上如圖7a，六只活塞5，六只活塞桿5a，三只主滾輪9，三只輔滾輪37，三只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，一只三星形滾輪軸16a，圓周三等分處軸向設(shè)置的三條固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15。在凸輪箱15內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪6a，其上部在雙排圓周線50、51和三等分線25交點(diǎn)處設(shè)置有六只缸孔2且裝有三只缸蓋28、的缸體1固定在凸輪箱15上；六只缸孔2內(nèi)與六只活塞5相固定的六只活塞桿5a下部，平均安裝在一只與其垂直設(shè)置的三星型滾輪軸16a三個(gè)軸段上，形成六只活塞5與三星形滾輪軸16a同時(shí)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的整體；在三星形滾輪軸16a三個(gè)軸段近外端與內(nèi)腔槽凸輪6a圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，裝有三只主滾輪9和三只輔滾輪37，通過(guò)內(nèi)腔槽凸輪6a上圓周凸輪輪廓的三只缺口12裝入槽內(nèi)在圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在三星形滾輪軸16a與氣缸下端軸向圓周三等分設(shè)置的三條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有三只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在三條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，可上下滾動(dòng)或滑動(dòng)。
上述三只缸蓋28上的三根配氣凸輪軸35一端安裝的傘齒40都與內(nèi)腔槽凸輪上端中心孔14向上安裝的一根配氣傳動(dòng)軸48，穿過(guò)滾輪軸中部通孔55的上端具有的傘形齒47互相嚙合傳動(dòng)；使內(nèi)腔槽凸輪6a每轉(zhuǎn)兩周，每只配氣凸輪軸35旋轉(zhuǎn)三周。
把上述外圓周線50上三只氣缸2a、2b、2c相配的配氣凸輪軸35進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角方向都相同，使三只氣缸同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣；把內(nèi)圓周線51上的三只氣缸2d、2e、2f相配的進(jìn)排氣凸輪也設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角方向都相同，使三只氣缸2d、2e、2f同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣；而把2a、2b、2c三只氣缸與2d、2e、2f三只氣缸的配氣凸輪軸35進(jìn)排氣凸輪的相位差設(shè)為180度；使六只活塞桿組件每次向上運(yùn)動(dòng)，總有同一圓周上的三只氣缸為壓縮沖程，同時(shí)另外三只氣缸為排氣沖程；當(dāng)六只活塞桿每次向下運(yùn)動(dòng)，總有同一圓周上的三只氣缸為作功沖程，同時(shí)另外三只氣缸為進(jìn)氣沖程。因此，上述內(nèi)腔槽凸輪6a旋轉(zhuǎn)兩周，六只氣缸每只缸作功三次，便有十八次作功，而六缸曲柄連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，六只氣缸各作功一次，即六次作功；顯然，本發(fā)明六缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的氣缸利用率、功率、功率重量比都提高三倍。
實(shí)施例七內(nèi)腔槽凸輪6b功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成八缸四沖程內(nèi)燃機(jī)如圖16，包括圓周凸輪輪廓具有相同的四峰四谷，且上圓周凸輪輪廓具有四只缺口的內(nèi)腔槽凸輪6b，四只裝有氣門(mén)配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋28，具有八只缸孔2缸體1，其中2a、2b、2c、2d在同一外圓周線50上；2e、2f、2g、2h在同一內(nèi)圓周線51上如圖7b，八只活塞5，八只活塞桿5a，四只滾輪9，四只輔滾輪37，四只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，一只四星滾輪軸16b，圓周四等分處軸向設(shè)置的四條固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15。凸輪箱15內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪6b，其上部在雙排圓周線50、51和四等分線34相交處設(shè)置著八只缸孔2且裝有四只缸蓋28的缸體1緊固在凸輪箱15上，八只缸孔2內(nèi)與八只活塞5相固定的八只活塞桿5a下部，平均裝在一只與其垂直設(shè)置的四星滾輪軸16b的四個(gè)軸段16b1上，形成八只活塞5與四星滾輪軸16b同時(shí)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的整體；在四星滾輪軸各軸段16b1近外端，與內(nèi)腔槽凸輪6b圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，裝有四只主滾輪9和四只輔滾輪37，通過(guò)內(nèi)腔槽凸輪6b上圓周凸輪輪廓的四只缺口12裝入內(nèi)腔槽凸輪6b的槽內(nèi)在圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在四星滾輪軸四個(gè)軸段16b1，分別與氣缸下端圓周四等分軸向設(shè)置的四條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有四只導(dǎo)向滾輪或滑塊27在四條固定導(dǎo)軌4內(nèi)。
上述四只缸蓋28上的四根配氣凸輪軸35一端的傘齒40都與內(nèi)腔槽凸輪6b上端中心向上設(shè)置的一根配氣傳動(dòng)軸48穿過(guò)四星形滾輪軸16b中部通孔55的上端具有傘形齒47嚙合傳動(dòng)；內(nèi)腔槽凸輪6b每轉(zhuǎn)一周，每只配氣凸輪軸35旋轉(zhuǎn)兩周。把外圓周線50上四只氣缸2a、2b、2c、2d相配的配氣凸輪軸35進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角方向都相同，使四只氣缸同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣；把內(nèi)圓周線51上的四只氣缸2e、2f、2g、2h相配的進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角方向都相同，使該四只氣缸同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣；而把2a、2b、2c、2d四只氣缸與2e、2f、2g、2h四只氣缸的進(jìn)排氣凸輪的相位差設(shè)為180度；使八只活塞桿每次向上運(yùn)動(dòng)，總有同一圓周上的四只氣缸2為壓縮沖程，同時(shí)另外四只同一圓周上的氣缸2為排氣沖程；八只活塞桿5每次向下運(yùn)動(dòng)，總有四只同一圓周上的氣缸2為作功沖程，同時(shí)另外四只同一圓周上的氣缸2為進(jìn)氣沖程。
亦可把上述外圓周線50上的兩只相對(duì)氣缸2a、2c或2b，2d相配的配氣凸輪軸35進(jìn)排氣凸輪與內(nèi)圓周線51上的任意兩只相對(duì)氣缸2e、2g或2f，2h相配的配氣凸輪軸35進(jìn)排氣凸輪設(shè)計(jì)成開(kāi)啟關(guān)閉角都相同，使外圓周線50上的兩只氣缸2a、2c或2b、2d與內(nèi)圓周線51上的任意兩只相對(duì)氣缸2e、2g或2f，2h，同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣；使另外四只氣缸的工作狀態(tài)相同，既同時(shí)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣；而把后四只工作狀態(tài)相同氣缸的進(jìn)排氣凸輪與前四只工作狀態(tài)相同氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相位差設(shè)為180度；因此也獲得每次八只活塞桿組件向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，總有四只氣缸2為壓縮沖程，同時(shí)另外四只氣缸2為排氣沖程；當(dāng)八只活塞桿5組件每次向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，總有四只氣缸作功，同時(shí)另外四只氣缸進(jìn)氣。
上述四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b旋轉(zhuǎn)一周，活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)八次，每只氣缸作功兩次，共十六次作功，而八缸曲柄連桿機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，有四只氣缸各作功一次，共四次；顯然，本發(fā)明八缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的氣缸利用率、升功率、功率重量比都提高四倍。
上述實(shí)施例三至實(shí)施例七的配氣凸輪軸的相位角設(shè)計(jì)為，氣缸總數(shù)二分之一的氣缸對(duì)應(yīng)的氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉角都相同的進(jìn)、排氣凸輪與另二分之一氣缸對(duì)應(yīng)的氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉角都相同的進(jìn)、排氣凸輪相位差為180°角度；因此當(dāng)活塞桿組件向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸總數(shù)二分之一的氣缸內(nèi)的活塞桿為作功行程，另二分之一氣缸內(nèi)活塞桿為進(jìn)氣行程；當(dāng)活塞桿組件向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸總數(shù)二分之一氣缸內(nèi)活塞桿為排氣行程，另二分之一的氣缸內(nèi)活塞桿為壓縮行程。
上述實(shí)施例二至實(shí)施例七的內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋28的進(jìn)氣口安裝有進(jìn)氣管，排氣口安裝有排氣管和消聲器。
增加進(jìn)氣量是提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的重要方式之一，廢氣渦輪增壓器是現(xiàn)代增壓內(nèi)燃機(jī)常用的方式，但成本較高。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)活塞桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞桿下部容積也相應(yīng)產(chǎn)生變化，因此產(chǎn)生壓強(qiáng)變化，只要增加進(jìn)、出氣單向閥，就具有泵的功能，以此來(lái)增加進(jìn)入汽缸的進(jìn)氣量。在汽缸體1或凸輪箱15側(cè)面的側(cè)孔45處裝有進(jìn)氣單向閥69及與大氣相通的進(jìn)氣管口75和裝有出氣單向閥70及與氣缸蓋進(jìn)氣口相通的出氣管口76，如圖17；當(dāng)活塞桿5向上運(yùn)動(dòng)，活塞桿下部密封容腔產(chǎn)生真空，空氣由進(jìn)氣閥69吸入，當(dāng)活塞桿5向下運(yùn)動(dòng)，活塞桿下部空氣被壓縮通過(guò)出氣閥70壓入氣缸。也可利用活塞桿下部密封容腔內(nèi)壓強(qiáng)變化為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)安裝在汽缸側(cè)面或凸輪箱側(cè)面的側(cè)孔45處自由活塞式或膜片式氣動(dòng)往復(fù)泵73內(nèi)自由活塞71或膜片，通過(guò)單向閥蓋77上的進(jìn)氣單向閥69吸入空氣通過(guò)出氣單向閥70及通往缸蓋28進(jìn)氣口的管道壓入汽缸，如圖17a、圖17b，提高泵氣效率，成本低。
上述實(shí)施例一至實(shí)施例七的內(nèi)燃機(jī)是配有汽油泵、化油器或進(jìn)氣岐管安裝電子控制汽油噴射器等汽油供給系統(tǒng)和汽缸蓋安裝有火花塞和配有高壓線、高壓線圈等點(diǎn)火系統(tǒng)的汽油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或是配有高壓噴油泵、缸蓋上裝有高壓噴嘴等柴油供給系統(tǒng)的柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
上述實(shí)施例一至實(shí)施例七內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)腔槽凸輪外圓周下部安裝有齒圈和凸輪箱15相對(duì)的位置安裝有啟動(dòng)馬達(dá)，用以啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。
上述實(shí)施例一至實(shí)施例七的內(nèi)燃機(jī)，可用風(fēng)冷或安裝水泵、水箱、風(fēng)扇送行水冷。
實(shí)施例八內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)如圖18a，包括兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，加熱器56，回?zé)崞?7，冷卻器58；在兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)內(nèi)的兩只內(nèi)腔槽凸輪6以并聯(lián)方式用齒輪42嚙合互相傳動(dòng)；一只氣缸蓋28上的氣口19與加熱器56相通，另一只氣缸蓋28上的氣口19與冷卻器58相通，加熱器56和冷卻器58又都與回?zé)崞?7相連通，如圖21。兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)內(nèi)的兩只活塞桿5a2a下部滾輪軸16近兩端的兩只主滾輪9，在兩只內(nèi)腔槽凸輪6下圓周凸輪廓8位置的圓周展開(kāi)相位簡(jiǎn)圖，如圖18b。當(dāng)使用兩只圓周凸輪廓都具有相同的雙上停留峰、雙谷內(nèi)腔槽凸輪6，配合兩腳下部活塞桿5b2a和滾輪軸16如圖6b1或兩只都具有三上停留峰、三谷內(nèi)腔槽凸輪6a配三腳下部活塞桿5b3和滾輪軸16a如圖6c或兩只都具有四上停留峰、四谷內(nèi)腔槽凸輪6b，配四腳下部活塞桿5b4和滾輪軸16b和如圖6d；亦可用兩套以上內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，用齒輪嚙合傳動(dòng)構(gòu)成多缸斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。
實(shí)施例九內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的氣、液馬達(dá)，包括兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)齒輪38，換向齒輪66，換向閥60，傳動(dòng)軸59；在兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)用各自裝有傳動(dòng)齒輪38，以并聯(lián)方式與中間換向齒輪66嚙合傳動(dòng)，中間換向齒輪66一端為氣馬達(dá)的輸出軸，另一端與安裝在缸蓋上的換向閥60之間用傳動(dòng)軸59相連動(dòng)；在兩只缸蓋28的氣口19都設(shè)置有與換向閥60相通的氣道64，如圖19a。兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)的兩只活塞桿5下部滾輪軸16近兩端的兩只主滾輪9，在兩只內(nèi)腔槽凸輪6下圓周凸輪廓8位置的圓周展開(kāi)相位簡(jiǎn)圖，如圖19b。
上述兩只內(nèi)腔槽凸輪都具有相同雙峰雙谷或三峰三谷或四峰四谷，圓周凸輪廓的作功曲線31投影的圓周角弧度比排氣曲線32投影的圓周角弧度更大，因此，只要進(jìn)氣口進(jìn)入一定壓強(qiáng)的工質(zhì)，氣、液馬達(dá)便等扭矩地運(yùn)轉(zhuǎn)輸出功率，沒(méi)有死點(diǎn)。亦可用兩套以上內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)并聯(lián)，用齒輪嚙合傳動(dòng)，構(gòu)成多缸氣、液馬達(dá)。
上述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成各實(shí)施例內(nèi)燃機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、氣、液馬達(dá)，為了獲得大扭矩大功率，把內(nèi)腔槽凸輪圓周輪廓下行的作功(進(jìn)氣)行程的曲線31設(shè)計(jì)成修正等速曲線，從而增大活塞桿組件的作功加速度；可把活塞桿上行的內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓壓縮(排氣)曲線32設(shè)計(jì)成修正正弦曲線或修正梯形曲線，降低躍度。
實(shí)施例十直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成氣、液泵，包括內(nèi)腔槽凸輪6，滾輪軸16，活塞5，活塞桿5a2a，主滾輪9，輔滾輪37，導(dǎo)向滾輪或滑塊27，安裝有進(jìn)氣閥69和出氣閥70的氣缸蓋28，設(shè)置有缸孔2的缸體1，固定導(dǎo)軌4，凸輪箱15。在凸輪箱15內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪6，其上部同軸地設(shè)置一只缸孔2且裝有缸蓋28的缸體1緊固在凸輪箱15上，在缸孔2內(nèi)與活塞5相固定的活塞桿5a2a下部裝在一只滾輪軸16上，在滾輪軸16近兩外端與內(nèi)腔槽凸輪6圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置裝有主滾輪9，輔滾輪37在內(nèi)腔槽凸輪6圓周凸輪輪廓上；在滾輪軸16與缸體1下端軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌4相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌4內(nèi)，如圖20。當(dāng)外力驅(qū)使內(nèi)腔槽凸輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞上端容腔的氣或液體由進(jìn)氣閥69吸入，由出氣閥70排出。
上述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成各實(shí)施例內(nèi)燃機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、氣、液馬達(dá)，當(dāng)把主、輔滾輪裝入內(nèi)腔槽凸輪的槽內(nèi)，可根據(jù)需要安裝封閉塊13，用螺絲固定封閉缺口12。上述以?xún)?nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)及構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，氣、液馬達(dá)，其凸輪箱15內(nèi)側(cè)與內(nèi)腔槽凸輪側(cè)孔22或缺口12相對(duì)的位置都有可開(kāi)啟的密封蓋和與外部相通的孔45，便于主滾輪9和輔滾輪37不必拆卸缸體，只須打開(kāi)該孔45拆卸封閉塊13，取出卡環(huán)18就可以從滾輪軸上極方便地軸向卸出和裝入主、輔滾輪。
本發(fā)明上述內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以安裝在水、陸、空中各種形態(tài)可行駛的工具(如車(chē)、船、飛機(jī)等)或電力輸出機(jī)器中提供驅(qū)動(dòng)力。
基本結(jié)構(gòu)及實(shí)施例


圖1往復(fù)平行運(yùn)動(dòng)的滾輪軸與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)腔槽凸輪傳輸機(jī)構(gòu)主剖視圖。
圖1a單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)主剖視2a由端面凸輪46和內(nèi)凸緣凸輪3組合具有四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b剖視圖。
圖2b由端面凸輪46和內(nèi)凸緣凸輪3組合具有三峰三谷內(nèi)腔槽凸輪6a剖視圖。
圖2c具有雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪6的主、俯視圖。
圖3壓力潤(rùn)滑油路局部剖視圖。。
圖4a滾輪軸16近兩端主滾輪9，在圓周展開(kāi)未裝封閉塊13且具有相同雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪6槽內(nèi)的位置簡(jiǎn)圖。圖4b三星形滾輪軸16a三個(gè)軸段上三只主滾輪9，在裝有封閉塊13的圓周展開(kāi)具有相同三峰三谷內(nèi)腔槽凸輪6a槽內(nèi)的位置簡(jiǎn)圖。圖4c四星形滾輪軸16b四個(gè)軸段上四只主滾輪9，在裝有封閉塊13的圓周展開(kāi)為相同的四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b槽內(nèi)的位置簡(jiǎn)圖。
圖5a可裝門(mén)形下部活塞桿5a2b，具有中心孔55和兩個(gè)軸段上有兩只側(cè)孔17的直滾輪軸16主、俯視圖。圖5b具有中心孔55和向外等角設(shè)置三個(gè)軸段上有六只可安裝六只活塞桿5a2b門(mén)形下部的側(cè)孔17的三星形滾輪軸16a主、俯視圖。圖5c具有中心孔55和向外等角設(shè)置四個(gè)軸段上有八只可安裝八只活塞桿5a2b門(mén)形下部的側(cè)孔17的四星形滾輪軸16b主、俯視圖。圖5d具有中心孔55和向外等角設(shè)置五個(gè)軸段的五星形滾輪軸16d俯視圖。
圖6具有環(huán)線79的螺栓23把活塞5固定在活塞桿5a上的局部剖視圖。圖6a單腳活塞桿5a1下部與滾輪軸安裝簡(jiǎn)圖。圖6b1雙腳活塞桿5a2a人形下部與滾輪軸16安裝簡(jiǎn)圖。圖6b2雙腳活塞桿5a2b門(mén)形下部與滾輪軸安裝簡(jiǎn)圖。圖6c三腳活塞桿5a3下部與相配三星滾輪軸16a安裝簡(jiǎn)圖。圖6d四腳活塞桿5a4下部與相配四星滾輪軸16b安裝簡(jiǎn)圖。圖6e螺栓23的主俯視圖。
圖7a圓周線50和二等分線67兩相交點(diǎn)處直列設(shè)置的二只氣缸孔2及相配的直滾輪軸16和圓周二等分處兩條固定導(dǎo)軌4的位置俯視簡(jiǎn)圖。圖7b圓周線50和四等分線34四個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的四只氣缸孔2及相配的四星滾輪軸16b和圓周四等分處四條固定導(dǎo)軌4的位置俯視簡(jiǎn)圖。圖7c雙排圓周線50、51和二等分線67四個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的四只氣缸孔2及相配的直滾輪軸16和圓周二等分處兩條固定導(dǎo)軌4的位置俯視簡(jiǎn)圖。圖7d雙排圓周線50、51和三等分線25六個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的六只氣缸孔2及相配的三星滾輪軸16a和圓周三等分處三條固定導(dǎo)軌4的位置俯視簡(jiǎn)圖。圖7e雙排圓周線50、51和四等分線34八個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的八只氣缸孔2及相配的四星滾輪軸16b和圓周四等分處四條固定導(dǎo)軌的位置俯視簡(jiǎn)圖。圖7e雙排圓周線50、51和五等分線68十個(gè)相交點(diǎn)處設(shè)置的十只氣缸孔2及相配的五星滾輪軸16c和圓周五等分處五條固定導(dǎo)軌4的位置俯視簡(jiǎn)圖。
圖8具有門(mén)形下部活塞桿5a2b與具有側(cè)孔17的滾輪軸安裝圖。圖8a1是具有圓弧下端的單腳活塞桿5a1和滑塊27(或卡件81)都安裝在滾輪軸16具有圓弧凹槽80位置的主視圖。圖8a2是圖8a1的左剖視圖。圖8b1是具有圓弧下端單腳活塞桿5a1與具有圓弧凹槽80的滾輪軸16以鉸接方式安裝的主視圖；圖8b2是圖8b1的俯視圖。
圖9具有錐形的主滾輪9a、輔滾輪27a，在內(nèi)腔槽凸輪具有向內(nèi)傾斜的上圓周凸輪輪廓7和下圓周凸輪輪廓8槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上的局部剖視圖。
圖10a在固定導(dǎo)軌座4d上具有對(duì)準(zhǔn)主滾輪9使用滾動(dòng)軸承的小噴孔78的局部剖視圖。圖10b使用滑動(dòng)軸承的主滾輪9時(shí)，在固定導(dǎo)軌座4d上固定導(dǎo)軌面4a、4b的孔66與滑塊27上通往滾輪軸16軸芯孔再到主滾輪9的油道局部剖視圖。
圖11由內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)主剖視圖。
圖12a由內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的雙缸四沖程內(nèi)燃機(jī)主剖視圖。圖12b1由內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的雙缸四沖程內(nèi)燃機(jī)主剖視圖。圖12b2由內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的雙缸四沖程內(nèi)燃機(jī)俯視圖。
圖13a由雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的直列四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)主剖視圖。圖13b由雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的直列四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)府視簡(jiǎn)圖。
圖14a由雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的圓周四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)剖視圖。圖14b由雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的圓周四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)府視簡(jiǎn)圖。
圖15a由三峰三谷內(nèi)腔槽凸輪6a構(gòu)成的圓周雙排六缸四沖程內(nèi)燃機(jī)剖視圖。圖15b由三峰三谷內(nèi)腔槽凸輪6a構(gòu)成的圓周雙排六缸四沖程內(nèi)燃機(jī)府視簡(jiǎn)圖。
圖16a由四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b構(gòu)成的圓周雙排八缸四沖程內(nèi)燃機(jī)剖視圖。圖16b由四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪6b構(gòu)成的圓周雙排八缸四沖程內(nèi)燃機(jī)府視簡(jiǎn)圖。
圖17單向閥座77在缸體1上局部剖視圖。圖17a安裝于缸體1上氣動(dòng)往復(fù)增壓泵與凸輪箱相通的局部主剖視圖。圖17b安裝于缸體1上往復(fù)增壓泵不與凸輪箱相通的主剖視圖。
圖18a由兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)主剖視圖。圖18b斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力缸的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)兩只主滾輪9和配氣缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)兩只主滾輪9，在各自?xún)?nèi)腔槽凸輪下圓周凸輪廓8上位置圓周展開(kāi)相位簡(jiǎn)圖。
圖19a由兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的氣、液馬達(dá)主剖視圖。圖19b氣、液馬達(dá)用兩套單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)各自滾輪軸16近兩端的兩只主滾輪9，在各自?xún)?nèi)腔槽凸輪下圓周凸輪廓8上的位置圓周展開(kāi)相位簡(jiǎn)圖。
圖20單缸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的泵主剖視21由內(nèi)腔槽凸輪6構(gòu)成的單缸二沖程內(nèi)燃機(jī)主剖視圖。
參見(jiàn)附圖各名稱(chēng)如下1缸體(蓋體)，2缸孔(導(dǎo)向孔)，3內(nèi)凸緣凸輪，4固定導(dǎo)軌，4a、4b是安裝在固定導(dǎo)軌座上的固定導(dǎo)軌面，4c固定導(dǎo)軌定位凸臺(tái)，4d固定導(dǎo)軌座，5活塞，5a活塞桿，5a1單腳活塞桿，5a2a雙腳人形活塞桿，5a2b雙腳門(mén)形活塞桿，5a3三腳活塞桿，5a4四腳活塞桿，6雙峰雙谷內(nèi)腔槽凸輪，6a三峰三谷內(nèi)腔槽凸輪，6b四峰四谷內(nèi)腔槽凸輪，6i內(nèi)腔槽凸輪上下端面通孔，7內(nèi)腔槽凸輪上圓周凸輪輪廓，8內(nèi)腔槽凸輪下圓周凸輪輪廓，9主滾輪，9a錐形主滾輪，10輸出軸，11氣門(mén)，12缺口，13缺口封閉塊，14內(nèi)腔槽凸輪上端中心孔，15凸輪支承體(凸輪箱)，16直滾輪軸，16a三星形滾輪軸，16a1三星形滾輪軸三個(gè)軸段，16b四星形滾輪軸，16b1滾輪軸四個(gè)軸段，16c五星形滾輪軸，17滾輪軸側(cè)孔，18卡簧，19氣口，20局部剖視線，21軸承，22內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)通孔，23固定螺栓，24油封，25三等分線，26掃氣口，27導(dǎo)向滾輪或滑塊，28缸蓋，29圓周凸輪輪廓的峰，30為圓周凸輪輪廓的谷，31作功(進(jìn)氣)輪廓曲線，32排氣(壓縮)輪廓曲線，33a上端面軸承，33a1上端面軸承環(huán)形油槽，33b下端面軸承，34四等分線，35配氣凸輪軸，36時(shí)規(guī)齒輪，37輔滾輪，37a錐形輔滾輪，38傳動(dòng)齒輪，39固定鍵，40傘齒，41時(shí)規(guī)鏈或時(shí)規(guī)皮帶，42機(jī)油泵，43時(shí)規(guī)齒輪，44簧片閥，45凸輪箱側(cè)孔，46端面凸輪，47配氣傳動(dòng)軸端傘形齒，48配氣傳動(dòng)軸，49配氣傳動(dòng)軸正時(shí)齒輪，50外圓周線，51內(nèi)圓周線，52同步虛線，53安裝封閉塊13的螺孔，54銷(xiāo)軸，55通孔、56加熱器，57回?zé)崞鳎?8冷卻器，59傳動(dòng)軸，60換向閥，60a換向閥座，60b換向閥芯，61換向齒輪，62進(jìn)氣口，63排氣口，64氣道，65油道，66油孔，67二等分線，68五等分線，69進(jìn)氣單向閥，70出氣單向閥，71自由活塞，73氣動(dòng)往復(fù)泵，74導(dǎo)向桿，75進(jìn)氣管口，76出氣管口，77單向閥座，78小噴孔，79環(huán)線，80圓弧凹槽，81卡件。
權(quán)利要求
1.直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，包括純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件內(nèi)腔槽凸輪；直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)組件滾輪軸，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，主滾輪(9)和輔滾輪(37)；固定件支承體凸輪箱(15)，蓋體(1)，固定導(dǎo)軌(4)；特征在于在凸輪箱(15)內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪，其上部能封閉凸輪箱(15)的蓋體(1)固定在凸輪箱(15)上其內(nèi)有一只滾輪軸近各外端都裝有主滾輪(9)和輔滾輪(37)，在內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)；在滾輪軸與蓋體(1)下端圓周軸向設(shè)置的固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置還設(shè)置有導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，在固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)可上下滾動(dòng)或滑動(dòng)，
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，包括內(nèi)腔槽凸輪，滾輪軸，活塞(5)，活塞桿(5a)，主滾輪(9)和輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(導(dǎo)向孔)(2)的缸體(蓋體)(1)，固定導(dǎo)軌(4)，凸輪箱(15)；特征在于凸輪箱(15)內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪，其上部設(shè)置著裝有缸蓋(28)和具有一只或多只缸孔(2)的缸體(1)固定在凸輪箱(15)上，缸孔(2)內(nèi)與活塞(5)固定的活塞桿(5a)下部，裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只滾輪軸上，在滾輪軸近各外端裝有主滾輪(9)和輔滾輪(37)，在內(nèi)腔槽凸輪槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上滾動(dòng)，滾輪軸上還設(shè)置有導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)在缸體(1)下端圓周軸向設(shè)置的固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)，可上下滾動(dòng)或滑動(dòng)。
3.據(jù)權(quán)利要求1、2所述直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述內(nèi)腔槽凸輪是一端為輸出支承端，另一端具有圓形內(nèi)腔，在內(nèi)腔圓周設(shè)置有相同起伏的、至少雙峰雙谷貫通的槽，且上圓周凸輪輪廓(7)具有至少兩只缺口(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述滾輪軸在內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓上是至少兩端自由支撐非懸臂梁結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述滾輪軸是由中部向周邊等角設(shè)置有二至五個(gè)軸段中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述缸體(1)上的缸孔(2)有單缸同軸設(shè)置，或是在一條圓周線(50)或兩條圓周線(50)、(51)與二至五等分線中之一種等分線相交處設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述的缸體(1)下端圓周二等分至五等分處軸向設(shè)置有二至五條固定導(dǎo)軌(4)中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成單缸二沖程內(nèi)燃機(jī)，包括內(nèi)腔槽凸輪(6)，滾輪軸(16)，活塞(5)，活塞桿(5a2a)，主滾輪(9)，輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，氣缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(2)和排氣口(63)、掃氣口(26)的缸體(1)，固定導(dǎo)軌(4)，進(jìn)氣口(62)、簧片閥(44)、凸輪箱(15)；特征在于凸輪箱(15)內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪(6)，其上部同軸設(shè)置一只缸孔(2)且裝有缸蓋(28)的缸體(1)緊固在凸輪箱(15)上，在缸孔(2)內(nèi)與活塞(5)固定的活塞桿(5a)下部裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只滾輪軸(16)上，在滾輪軸(16)近兩外端與內(nèi)腔槽凸輪(6)圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置裝有主滾輪(9)，輔滾輪(37)，在內(nèi)腔槽凸輪(6)槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上；在滾輪軸(16)與缸體(1)下端圓周二等分處軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，包括內(nèi)腔槽凸輪(6)，滾輪軸(16)，活塞(5)，活塞桿(5a2a)，主滾輪(9)，輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，裝有氣門(mén)、配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(2)的缸體(1)，固定導(dǎo)軌(4)，凸輪箱(15)，特征在于凸輪箱(15)內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪(6)，其上部同軸設(shè)置著一只缸孔(2)且裝有缸蓋(28)的缸體(1)緊固在凸輪箱(15)上，在缸孔(2)內(nèi)與活塞(5)固定的活塞桿(5a)下部，裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只滾輪軸(16)上，在滾輪軸(16)近兩端與內(nèi)腔槽凸輪(6)圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，都裝有主滾輪(9)和輔滾輪(37)在內(nèi)腔槽凸輪(6)槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上；在滾輪軸(16)與缸體(1)下端圓周二等分處軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，在兩條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的直列兩缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，包括內(nèi)腔槽凸輪(6)，裝有氣門(mén)配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(2)的缸體(1)，活塞(5)，活塞桿(5a)，主滾輪(9)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，滾輪軸(16)，固定導(dǎo)軌(4)，凸輪箱(15)，特征在于凸輪箱(15)內(nèi)一只內(nèi)腔槽凸輪(6)，其上部直列設(shè)置著兩只缸孔(2)且裝有缸蓋(28)的缸體(1)固定在凸輪箱(15)上，在兩只缸孔(2)內(nèi)與兩只活塞(5)固定的兩只活塞桿(5a)下部，都裝在凸輪箱(15)內(nèi)一根滾輪軸(16)上，在滾輪軸(16)近兩端與內(nèi)腔槽凸輪(6)圓周凸輪輪廓相對(duì)位置，都裝有主滾輪(9)和輔滾輪(37)，在內(nèi)腔槽凸輪(6)槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上；在滾輪軸(16)與缸體(1)下端圓周二等分處軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，在兩條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的直列四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，包括內(nèi)腔槽凸輪(6)或(6b)，裝有氣門(mén)、配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(2)的缸體(1)，活塞(5)，活塞桿(5a)，主滾輪(9)，輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，滾輪軸(16)，固定導(dǎo)軌(4)，凸輪箱(15)；特征在于凸輪箱(15)內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪(6)或(6b)，其上部設(shè)置著裝有缸蓋(28)、且具有直列四只缸孔(2)的缸體(1)緊固在凸輪箱(15)上，在四只缸孔(2)內(nèi)與四只活塞(5)固定的四只活塞桿(5a)下部，都裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只滾輪軸(16)上，在滾輪軸(16)近各外端都裝有輔滾輪(37)和主滾輪(9)，在內(nèi)腔槽凸輪(6)或(6b)槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上，在滾輪軸(16)與缸體(1)下端圓周二等分處軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，在兩條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、9、10、11所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述的配氣機(jī)構(gòu)配氣凸輪軸(35)，是由內(nèi)腔槽凸輪(6)下端的傘齒(40)與凸輪箱(15)下部橫向設(shè)置的配氣傳動(dòng)軸(48)一端的傘齒(47)嚙合，在配氣傳動(dòng)軸(48)外端裝有正時(shí)齒輪(49)和配氣凸輪軸35端部的時(shí)規(guī)齒輪(36)之間，用時(shí)規(guī)皮帶或時(shí)規(guī)鏈(41)連接傳動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，包括內(nèi)腔槽凸輪(6b)，裝有氣門(mén)、配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(2)的缸體(1)，活塞(5)，活塞桿(5a)，滾輪(9)，輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，滾輪軸(16b)，固定導(dǎo)軌(4)，凸輪箱(15)；特征在于凸輪箱(15)內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪(6b)，其上部設(shè)置著裝有四只缸蓋(28)和圓周環(huán)形線(50)與四等分線相交處設(shè)置有四只缸孔(2)的缸體(1)固定在凸輪箱(15)上，在四只缸孔內(nèi)與四只活塞(5)固定的四只活塞桿(5a)下部都裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只四星形滾輪軸(16b)的四個(gè)軸段上，在四星形滾輪軸(16b)各軸段近各外端與內(nèi)腔槽凸輪(6b)圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，都裝有主滾輪(9)和輔滾輪(37)在內(nèi)腔槽凸輪(6b)槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上在四星形滾輪軸(16b)四個(gè)軸段分別與缸體1下端圓周四等分處軸向設(shè)置的四條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置，設(shè)置有四只導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，在四條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的六缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，包括內(nèi)腔槽凸輪(6a)，裝有氣門(mén)、配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的缸蓋(28)，具有缸孔(2)的缸體(1)，活塞(5)，活塞桿(5a)，主滾輪(9)，輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，滾輪軸(16a)，固定導(dǎo)軌(4)，凸輪箱(15)；特征在于在凸輪箱(15)內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪(6a)，其上部在雙排圓周環(huán)形線(50)、(51)和三等分線(25)交點(diǎn)處設(shè)置有六只缸孔(2)且其上都裝有缸蓋(28)的缸體(1)固定在凸輪箱(15)上；在六只缸孔(2)內(nèi)與六只活塞(5)固定的六只活塞桿(5a)下部，等分安裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只三星形滾輪軸(16a)的三個(gè)軸段上；在三星形滾輪軸(16a)三個(gè)軸段近各外端與內(nèi)腔槽凸輪(6a)圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，都裝有主滾輪(9)和輔滾輪(37)，在內(nèi)腔槽凸輪(6a)圓周凸輪輪廓上，在三星型滾輪軸(16a)與缸體(1)下端圓周三等分處軸向設(shè)置的三條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置，設(shè)置有三只導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，在三條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成八缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，包括內(nèi)腔槽凸輪(6b)，裝有氣門(mén)、配氣凸輪軸等部分配氣機(jī)構(gòu)的氣缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(2)的缸體(1)，活塞(5)，活塞桿(5a)，主滾輪(9)，輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，一只滾輪軸(16b)，固定導(dǎo)軌(4)，凸輪箱(15)，特征在于凸輪箱(15)內(nèi)裝有一只內(nèi)腔槽凸輪(6b)，其上部在雙排圓周環(huán)形線(50)、(51)和四等分線(34)相交點(diǎn)處設(shè)置著八只缸孔(2)且其上都裝有缸蓋(28)的缸體(1)緊固在凸輪箱(15)上，在八只缸孔(2)內(nèi)與八只活塞(5)固定的八只活塞桿(5a)下部都等分地裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只四星形滾輪軸16b的四個(gè)軸段上，在四星形滾輪軸(16b)四個(gè)軸段近各外端與內(nèi)腔槽凸輪(6b)圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置，都裝有主滾輪(9)和四只輔滾輪(37)，在內(nèi)腔槽凸輪(6b)圓周凸輪輪廓上；在四星形滾輪軸(16b)的四個(gè)軸段分別與缸體(1)下端圓周四等分處軸向設(shè)置的四條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置，設(shè)置有四只導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，在四條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、2、10、11、13、14、15所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成四沖程內(nèi)燃機(jī)，特征在于所述每只缸蓋(28)上的配氣凸輪軸(35)一端具有傘齒(40)都與內(nèi)腔槽凸輪上端中心向上設(shè)置的一根配氣傳動(dòng)軸(48)穿過(guò)滾輪軸中部通孔(55)的上端所具有的傘形齒(47)嚙合傳動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1、2、10、11、13、14、15涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的四沖程內(nèi)燃機(jī)，特征在于所述配氣凸輪軸是氣缸總數(shù)二分之一的氣缸所對(duì)應(yīng)的氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉角都相同的進(jìn)氣凸輪與另二分之一氣缸對(duì)應(yīng)的氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉角都相同的進(jìn)氣凸輪相位差為180度；氣缸總數(shù)二分之一的氣缸所對(duì)應(yīng)的氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉角都相同的排氣凸輪與另二分之一氣缸對(duì)應(yīng)的氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉角都相同的排氣凸輪相位差也為180度。
18.根據(jù)權(quán)利要求1、2、9、10、11、13、14、15所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成的四沖程內(nèi)燃機(jī)，特征在于所述活塞桿(5)下部變化的密封容腔的汽缸體(1)或凸輪箱(15)壁側(cè)孔(45)處設(shè)置有進(jìn)氣單向閥(69)吸入空氣和出氣單向閥(70)排出空氣壓入汽缸；或利用活塞桿(5)下部密封容腔的壓強(qiáng)變化為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)在密封容腔汽缸體(1)或凸輪箱(15)壁側(cè)孔(45)處安裝的自由活塞式或膜片式往復(fù)增壓泵73內(nèi)的自由活塞71或膜片72，通過(guò)單向閥蓋(77)上安裝的進(jìn)氣單向閥(69)吸入空氣和由出氣單向閥(70)壓入汽缸。
19.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成兩缸斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，包括單缸同軸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，加熱器(56)，回?zé)崞?57)，冷卻器(58)，特征在于兩套單缸同軸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)用齒輪(42)互相嚙合傳動(dòng)，一只為動(dòng)力缸缸蓋(28)的氣口(19)與加熱氣(56)相通，另一只為配氣缸缸蓋(28)的氣口(19)與冷卻器(58)相通，而加熱器(56)和冷卻器(58)都有一只氣口與回?zé)崞?57)相通。
20.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成氣、液馬達(dá)；包括單缸同軸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)，氣道(64)，換向閥(60)，換向齒輪(38)，傳動(dòng)齒輪(61)，傳動(dòng)軸(59)，特征在于至少兩套單缸同軸內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)各自的傳動(dòng)齒輪38以并聯(lián)的方式與傳動(dòng)軸(59)下部的傳動(dòng)齒輪(61)嚙合互相傳動(dòng)，傳動(dòng)軸(59)上端與換向閥(60)的換向閥芯(60b)相接，兩只缸蓋(28)的氣口(19)都有與換向閥(60)相通的氣道(64)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所涉及直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成氣、液泵，包括內(nèi)腔槽凸輪(6)，滾輪軸(16)，活塞(5)，活塞桿(5a2a)，主滾輪(9)，輔滾輪(37)，導(dǎo)向滾輪或滑塊(27)，氣缸蓋(28)，設(shè)置有缸孔(2)的缸體(1)，固定導(dǎo)軌(4)，進(jìn)氣閥(69)，出氣閥(70)，凸輪箱(15)；特征在于凸輪箱(15)內(nèi)裝有內(nèi)腔槽凸輪(6)，其上部同軸設(shè)置一只缸孔(2)且裝有缸蓋(28)的缸體(1)緊固在凸輪箱(15)上，在缸孔(2)內(nèi)與活塞(5)固定的活塞桿(5a2a)下部裝在凸輪箱(15)內(nèi)一只滾輪軸(16)上，在滾輪軸(16)近兩外端與內(nèi)腔槽凸輪(6)圓周凸輪輪廓相對(duì)的位置裝有主滾輪(9)，輔滾輪(37)在內(nèi)腔槽凸輪(6)槽內(nèi)圓周凸輪輪廓上；在滾輪軸(16)與缸體(1)下端圓周二等分處軸向設(shè)置的兩條固定導(dǎo)軌(4)相對(duì)的位置，設(shè)置有兩只導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在兩條固定導(dǎo)軌(4)內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、8、9、10、11、13、14、15、19、20所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，氣、液馬達(dá)；特征在于所述使活塞桿向上運(yùn)動(dòng)的內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓曲線(32)是修正正弦曲線或無(wú)停留修正梯形曲線和或活塞桿向下作功運(yùn)動(dòng)的圓周凸輪輪廓為修正等速曲線(31)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8、9、10、11、13、14、15、19、20所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，氣、液馬達(dá)；特征在于所述內(nèi)腔槽凸輪上、下端面有通孔(6i)與上端面軸承(33a)具有環(huán)形槽(33a1)相對(duì)，上端面軸承(33a)環(huán)形槽(33a1)上也具有通孔與固定導(dǎo)軌(4)面上具有的孔(66)相通，形成由內(nèi)腔槽凸輪下端面與固定導(dǎo)軌(4)上的孔(66)相通的潤(rùn)滑油道。
24.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8、9、10、11、13、14、15、19、20、21所涉及直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述的內(nèi)腔槽凸輪，是由一只圓周凸輪輪廓具有相同的至少雙峰雙谷端面凸輪(46)(屬下圓周凸輪輪廓(8))和一只與端面凸輪相配合的圓周也具有相同的至少雙峰雙谷，且具有至少兩只缺口(12)的內(nèi)凸緣凸輪(3)(屬上圓周凸輪輪廓(7))組合固定而成。
25.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、8、9、10、11、13、14、15、19、20、21所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述的內(nèi)腔槽凸輪的上圓周凸輪輪廓(7)工作曲面向下投影與下圓周凸輪輪廓(8)工作曲面不重疊或不完全重疊。
26.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8、9、10、11、13、14、15、19、20、21所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述的輔滾輪(37)與內(nèi)腔槽凸輪的上圓周凸輪輪廓(7)接觸嚙合，主滾輪(9)與下圓周凸輪輪廓(8)接觸嚙合。
27，根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、8、9、10、11、13、14、15、19、20、21所述的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)，特征在于所述內(nèi)腔槽凸輪圓周凸輪輪廓是向內(nèi)具有傾斜的上圓周凸輪輪廓(7)和或下圓周凸輪輪廓(8)。
28，根據(jù)權(quán)利要求1、2、8、9、10、11、13、14、15、19、20所涉及的直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功率傳輸機(jī)構(gòu)構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，氣、液馬達(dá)；特征在于在水、陸、空各種形態(tài)可行使的工具中或電力輸出機(jī)器中是安裝本發(fā)明的內(nèi)、外燃機(jī)或氣、液馬達(dá)提供的驅(qū)動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的空間凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。目的在于提供幾種往返直線運(yùn)動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)規(guī)律可人為設(shè)計(jì)，導(dǎo)向孔(缸孔)2不承擔(dān)支承功能的內(nèi)腔槽凸輪功率傳輸機(jī)構(gòu)。特征在于凸輪箱15內(nèi)的內(nèi)腔槽凸輪6上部的一只滾輪軸16近各外端都裝有滾輪，在內(nèi)腔槽凸輪6圓周凸輪輪廓上；滾輪軸16上還設(shè)置有導(dǎo)向滾輪或滑塊27，在凸輪箱蓋體1下端軸向設(shè)置的固定導(dǎo)軌4內(nèi)。本發(fā)明可作為汽油、柴油、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，斯特林外燃機(jī)，氣、液馬達(dá)等原動(dòng)機(jī)和可輸送氣、液的泵的功率傳輸機(jī)構(gòu)或其他需要運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的領(lǐng)域使用。
文檔編號(hào)F16H25/08GK1779297SQ200410084519
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者趙荃 申請(qǐng)人:趙荃