[其他]曲柄圆滑块往复活塞式内燃机

说明书

一种曲柄圆滑块往复活塞式内燃机。通过曲柄半径为ｅ的曲轴和一个偏心半径亦为ｅ的圆滑块将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。为了保证活塞的往复运动可靠地转变为曲轴的旋转运动，在曲柄圆滑块机构上配有一对内齿轮副。该机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、振动小等优点。可用于单缸或多缸的二行程以及四行程汽油机或柴油机。当行程与缸径比小于０．８时效果尤佳。

本发明涉及无连杆往复活塞式内燃机。

传统的内燃机都是采用曲柄连杆机构，由于这种机构运动学的不合理，导致巨大的往复惯性力，结构上的不合理使得机器庞大而复杂。为了寻求更为合理的结构，人们发明了许多种无连杆结构形式，其中曲柄滑块机构亦称正弦机构较为简单。用于这种机构的滑块外形大都是矩形，由于为平面摩擦件，润滑不易保证，机械效率较低，不宜用于高速、高负荷的情况。另外，平面件加工和装配也很困难，制造成本高，实用性受到局限。《内燃机关》1981年第8期上报导了日本工业大学研制的无连杆内燃机，采用圆滑块机构，但必须是双滑块组合使用，气缸是“+”型布置，无法作成单缸或多缸直列式机器。这样，必有一缸或几缸斜置，润滑油容易窜入活塞顶部，引起重大事故（如活塞杆弯曲，缸盖螺丝拉断，缸盖或活塞损坏）。而且起动前必须排油，操作复杂。

本发明的目的在于将活塞的往复运动可靠地转变为曲轴的旋转运动，从而在单缸或直列多缸机上采用圆滑块机构;在此基础上本发明的另一目的就是取消传统的配给式润滑油泵，简化结构并减轻整机重量。

本发明的内燃机，其活塞上有一导向部分，机体上也有一导向部分与活塞导向部分相配。在该活塞导向部分中装有一个圆滑块，所述圆滑块上有一偏心半径等于曲柄半径e的偏心圆孔，与曲柄销相配合。另外，活塞导向部分还配有一内齿轮圈与曲柄销上的外齿轮相啮合组成一对齿轮副，其齿数比为2∶1。当活塞作往复运动时，圆滑块在活塞导向部分中旋转，其转速与曲轴相同，转向与曲轴相反。由于圆滑块的外圆中心与曲轴主轴心线，在活塞行程的中点（１/２行程处）相重合，在活塞压缩行程中，将出现曲轴旋转而活塞不动的“活点”，齿轮副则能克服该“活点”，并能将活塞对气缸壁的侧压力转化为侧压力偶以减轻活塞与气缸壁的摩擦，从而可靠地将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，实现本发明的第一个目的。

本发明的另一个突出特征是在前述内燃机的基础上，活塞尾端有一圆柱形柱塞与油底壳上的柱塞套相配，组成自配式润滑油泵，活塞每完成一次往复运动自动泵油一次，从而实现本发明的第二个目的。

下面结合附图对发明作详细说明：

图1为内燃机结构示意图;

图2为圆滑块视图;

图3为图2的I-I剖视图;

图4为导向部分尺寸等于活塞直径的活塞的立体图;

图5为导向部分尺寸大于活塞直径的活塞的立体图;

图6为活塞总成装配图;

图7为导向部分尺寸等于活塞直径的活塞与机体配副的剖视图;

图8为导向部分尺寸大于活塞直径的活塞与机体配副的剖视图;

图9为表示在活塞上开润滑油孔的剖视图;

图10为表示曲轴与齿轮装配关系的视图;

图11为曲轴总成的装配图;

图12为实施例一的剖视图;

图13为实施例二的剖视图。

如图1所示，本发明的内燃机主要由带有气缸的机体（1）、缸盖（2）、油底壳（3）、活塞（4）、圆滑块（5）、曲轴（6）、飞轮（7）以及配气机构、润滑系统、供给与点火系统、冷却系统等组成。它通过曲柄圆滑块机构将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。为了保证两种运动可靠地转变，在曲柄圆滑块机构上配置有由内齿圈（22）与齿轮（21）组成的内齿轮副，其齿数比为2∶1。