[发明专利]周摆线机构与导杆机构组合的功率传输装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到一种容积式机器领域，特指一种可应用于活塞式内燃机、外燃机、气动机、压缩机、泵等领域的功率传输装置。

背景技术

容积式机器包含活塞式发动机、压缩机、泵等机械设备。本发明具体涉及发动机功率传输部分的改进，所涉及的方法与结构稍作修改也适合气动机、压缩机、泵等设备的改进。

活塞式发动机主要有往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机两类。大多数往复活塞式发动机上都利用曲柄连杆机构进行功率传输。100多年来科研人员围绕曲柄连杆机构展开了广泛的研究，同时致力于通过添置一些辅助机构来减小惯性负荷和侧压力、克服运动死点、提高发动机传动效率。这些研究虽然在一定程度上使得往复活塞式发动机的动力性能得到改善，但由于功率传输部分的固有缺陷，未能从根本上改变发动机功率密度低的现状。旋转活塞式发动机研制并应用成功的是1957年由德国人汪克尔(Wankel)发明的三角转子旋转活塞发动机，此发动机功率密度相对较大，应用前景可观，但由于转子形状复杂导致制造成本高昂，并且存在密封困难、低速时动力性能差、燃油经济性差等难以解决的问题，使得旋转活塞式发动机理论上的优越性到目前为止未能得到充分发挥。

较低的功率密度不仅制约着活塞式发动机性能的进一步提高，而且限制了活塞式发动机在许多场合的应用。上述两类活塞式发动机受功率传输部分固有缺陷的限制，功率密度很难达到1(Kw/Kg)。动力源功率密度低已经成为一些装备技术发展的瓶颈。

为了改善传统活塞式发动机的特性，人们提出了多种解决方案，其中双转子活塞发动机是一个非常热门的研究方向，多年来，国内外进行了大量的研究，这些研究都力图在双转子活塞发动机上取得突破，但现有的双转子活塞发动机研究存在如下两个问题难以解决。

首先，约束转子运动的差速驱动组件较复杂。在已查到的文献里，一部分人利用椭圆齿轮、变速齿轮、非圆齿轮、卵圆齿轮等难加工零部件实现差速驱动转子，这些方案不仅成本高，而且可靠性较差，尤其是为了实现发动机的高功率密度而要求动力轴每转作功次数较多时，这些特型部件的形状会变得十分复杂，加工难度太大；另一部分人采用单向器、棘轮、弹簧等非常规部件实现差速驱动转子，众所周知，这些部件作发动机功率传输用的部件时不具备实用价值，在转子作非匀速转动时会有很大冲击，而且运行噪声很大；也有一部分人采用的是齿轮、连杆等常规部件实现差速驱动转子，但机构方案中有的过于复杂、可靠性不够、难以实施，有的零部件数目较多、结构不紧凑。其次，难以实现转子每转一圈的作功次数在10次以上，保证不了发动机的高功率密度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单，传动平稳、可靠、高效的周摆线机构与导杆机构组合的功率传输装置，并将其主要应用于双转子活塞发动机，以克服现有活塞式发动机由于功率传输装置的缺陷带来的燃料利用率低、功率密度小的特点。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种周摆线机构与导杆机构组合的功率传输装置，包括动力缸组件以及与动力缸组件相连的差速驱动组件，所述动力缸组件包括转子I、转子II、动力轴和缸体，所述转子I和转子II同轴且呈交错状安装于缸体内并绕动力轴的转动轴线转动，其特征在于：所述差速驱动组件为一套周摆线机构与两套导杆机构组合在一起形成的自由度为1的驱动机构。

作为本发明的进一步改进：

所述差速驱动组件包括行星齿圈、太阳轮、第一滑块、第二滑块、第一杆件以及第二杆件，所述太阳轮固定在缸体上，所述行星齿圈在偏心主轴的带动下绕太阳轮啮合旋转，所述偏心主轴固接于动力轴上，第一杆件、第二杆件分别与转子I、转子II相连并绕偏心主轴轴心转动，所述第一滑块、第二滑块分别与行星齿圈铰接并在第一杆件、第二杆件的内滑道上相对滑动。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明所应用的发动机主轴旋转一周，爆炸作功次数多，且可根据应用领域或者其他需求作出适当的选择。如可以选择差速驱动机构主轴旋转一周，每一个工作腔爆炸4次、5次、6次等，而且爆炸次数在10次以下都不会给设计和加工带来显著的麻烦。主轴旋转一周的过程中爆炸次数增多带来的优点是，在相同的设计重量下，本发明的功率密度、升功率等有大幅度的提升，这一特性有着广泛的应用前景；本发明的差速驱动组件中，在实现转子每转一圈的作功次数为10次以上时，齿数比相差很小，这一特点对于齿轮传动来说好处明显；