[发明专利]任意齿差数滚动式高转速内燃机

权利要求书

1.任意齿差数滚动式高转速内燃机，主要由气缸盖（1）、排气门（2）、进气门（3）、气缸（4）、缸体（5）、推杆（6）、活塞（7）、弹簧（8）、滚轮（9）、外凸内齿圈（10）、活齿（11）、活齿架（12）、多相外凸轮（13）、输出轴（14）及供油系统、冷却系统、起动系统、配气系统、润滑系统组成，其特征在于：八个气缸（4）环形对称均布在外凸内齿圈（10）的周围，外凸内多相激波滚子传动机构将活塞（7）的往复直线运动转变为输出轴(14)的旋转运动——气缸活塞（7）通过推杆（6）直接作用于外凸内齿圈（10）上，推动外凸内齿圈（10）旋转，动力由外凸内齿圈经多相激波滚子活齿传动传给与多相外凸轮键联接的输出轴（14）高速输出，外凸内齿圈（10）将内燃机和多相激波滚子活齿传动有机地融为一体，使内燃机无需再配备变速器，高速输出。

2.根据权利要求1所述的任意齿差数滚动式高转速内燃机，其特征在于：上述外凸内多相激波滚子传动机构由凸轮机构和多相激波滚子活齿传动机构有机的组合而成；其中，凸轮机构由缸体（5）、弹簧（8）、推杆（6）、外凸内齿圈（10）组成，推杆（6）的一端与活塞（7）固定联接，另一端安装滚轮（9），滚轮（9）使推杆（6）与外凸内齿圈（10）之间为滚动摩擦联接，弹簧（8）使推杆（6）上的滚轮（9）始终与外凸内齿圈（10）接触；多相激波滚子活齿传动机构由外凸内齿圈（10）、活齿（11）、活齿架（12）、多相外凸轮（13）和与其键联接的输出轴（14）组成，且外凸内齿圈（10）、活齿架（12）、多相外凸轮（13）、输出轴（14）的轴心线重合并由机架轴承支承，活齿架（12）与机架固联，外凸内齿圈（10）的波数Z₁₀和活齿数Z₁₁相差为3，多相外凸轮（13）与输出轴（14）键联接，活齿（11）与外凸内齿圈（10）、多相外凸轮（13）分别相啮合形成高副，活齿（11）可在活齿架的径向导槽中滚动，活齿与活齿架（12）形成高副。

3.根据权利要求1、2所述的任意齿差数滚动式高转速内燃机，其特征在于：上述外凸内齿圈（10） 的外部是具有四个互成90°夹角且轴心对称的凸出部分的四相凸轮，内部是多相激波滚子活齿传动中的内齿圈齿形面，所以外凸内齿圈（10）既是凸轮机构中的凸轮，又是多相激波滚子活齿传动机构中的内齿圈，整个多相激波滚子活齿传动机构内嵌于外凸内齿圈（10）的内部，多相外凸轮（13）是具有三个互成120°夹角且轴心对称的凸出部分的三相凸轮，自身质量完全平衡，其轮廓曲线为余弦曲线。

4.根据权利要求1至3所述的任意齿差数滚动式高转速内燃机，其特征在于：上述活齿（11）可以是短圆柱滚子，也可以是钢球。

5.根据权利要求1至4所述的任意齿差数滚动式高转速内燃机，其特征在于：输出轴的转速取决于外凸内齿圈的转速和多相激波滚子活齿传动的传动比，而适当选择多相激波滚子活齿传动的配齿方案，可获得较小的传动比，可以实现高速输出。

6.根据权利要求1至5所述的任意齿差数滚动式高转速内燃机，其特征在于：上述的内燃机，其八个气缸（4）环形对称均布在外凸内齿圈（10）的周围，其中任意两个相隔180°对称布置的气缸活塞（7）工作状态同步，将工作状态同步的两个气缸活塞作为一组，四组气缸活塞依次进行吸气冲程、压缩冲程、气体燃烧做功冲程和排气冲程，相邻两组气缸的活塞冲程进程对应于外凸内齿圈（10）转角的相位差为45°；气缸活塞（7）通过推杆（6）直接作用于外凸内齿圈（10）上，推动外凸内齿圈（10）旋转，外凸内齿圈（10）的齿形面推动活齿（11）在活齿架（12）的径向导槽中滚动，而活齿架（12）与机架固定联接，故活齿在活齿架的约束作用下迫使多相外凸轮（13）高速转动，多相外凸轮（13）通过键联接将动力传递给输出轴（14）输出，实现高速输出。

7.根据权利要求1至6所述的任意齿差数滚动式高转速内燃机，其特征在于：多相激波滚子活齿传动中，外凸内齿圈与活齿为多齿啮合，故可实现较大功率，平稳传动。