[其他]往复活塞式直轴变缸内燃机

说明书

本实用新型涉及无连杆无曲轴往复活塞式可变缸内燃机。

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，活塞对气缸壁的侧压力，使气缸壁加快了磨损，结构上的不合理导致机构的庞大而复杂。为了寻求更为合理的结构，人们发明了许多无连杆结构形式，一般是通过曲柄圆滑块机构将活塞的往复运动转换为曲柄的旋转运动。例如日本的小仓胜、美国的紫罗兰公司以及中国专利85200337都是采用曲柄圆滑块机构，但是曲柄和曲轴制造工艺复杂，成本高，专利82－G3525E／22DE3038673－A报导了无连杆无曲轴的内燃机，但是采用两串联配置的活塞，且活塞为圆柱凸轮状，不仅结构复杂，而且设计和加工都不易，另外，在内燃机的整个工作过程中，其工作负荷是变化的，采用关闭部分工作气缸的方法以节省燃油在国内外已有专利报道，如《中国专利》1986年4期上报导的《汽车闭缸节油装置及其控制方法》。但该装置只能关闭进气阀门，阻止汽油进入气缸，而气缸内的活塞仍然是运动的，故仍损耗机械能。

本发明的目的在于提供一种结构简单，易加工，成本低，高效低耗，用途广的无曲轴可变缸内燃机。

本发明的内燃机主要是由变换机构，同步机构、同向机构组成，其特征是变换机构是由成对花轮（4）、（5）、成对擎子（2）、（3）及齿条（1）组成，同向机构是由传动齿轮（14）、（16）、中间齿轮（15）、中间轴（13）、直轴（5）、（7）及轴座组成，同步机构是由成对花环（19）、（20）、成对电刷（21）、（22）、成对电磁闸（10）、（11）及导线组成；擎子上的扇状齿与齿条（1）两侧的齿相啮合，并与直轴（6）、（7）形成动配合，花轮固装在直轴（6）、（7）上并可通过一定连接带动擎子一起转动，相间配置有导电弧段（26）和绝缘弧段（25）的花环（19）、（20）分别固装在直轴（6）、（7）上，电刷与花环相接触，电磁闸（10）、（11）分别固装在擎子一端，导线把电磁闸、电刷和花环连接，传动齿轮（14）、（16）分别装在直轴（6）、（7）上，并与装在直轴（13）上的中间齿轮相啮合。本发明的突出特点是通过变换机构和同步机构将活塞的往复运动转换成直轴的旋转运动，另一特点是能根据内燃机负荷的大小变更工作气缸的个数，还可根据需要改变内燃机的压缩比。

下面根据附图作详细描述：

参见图2，变换机构是由一对花轮（4）、（5），一对擎子（2）、（3），一根齿条（1）组成，如果内燃机有n个气缸，变换机构则由n对花轮，n对擎子，n根齿条组成（n＝1，2，3……），花轮如图3所示，每个花轮的轮沿有两个缺口（23），通常可有i个缺口（i＝1，2，3……），每相邻两个缺口之间的弧长与活塞行程成正比，每个花轮有键槽（24），可固装于带有键的直轴（6）、（7）上。擎子如图5和6所示，轴孔（28）与直轴（6）、（7）为动配合，擎子一端为扇形，边缘为轮齿，另一端有闸块导槽（27）。齿条如图7所示，上端有活塞销孔（29），两侧为齿。

参见图1，同向机构是由两个传动齿轮（14）、（16），一个中间齿轮（15），及中间轴（13）、两直轴（6）、（7）、轴座（12）、（17）、（18）组成，中间齿轮（15）分别与装在直轴（6）、（7）上的传动齿轮（14）、（16）相啮合。

同步机构是由一对花环（19）、（20），一对电刷（21）、（22），一对电磁闸（10）、（11）及导线组成，如图1所示，通常可有n对花环，n对电刷，n对电磁闸组成（n＝1，2，3……）。花环如图4所示，花环由导电材料制做，环上相间的凹槽内镶有两段绝缘材料，形成导电弧段（26），绝缘弧段（25），通常可镶有K段绝缘材料（K＝i），且花环（19）上的导电弧段和花环（20）上的绝缘弧段或花环（19）上的绝缘弧段和花环（20）上的导电弧段分别与活塞的各行程成正比。花环（19）、（20）固装在直轴（6）或（7）上，且电刷（21）、（22）分别与花环（19）、（20）上的导电弧段和绝缘弧段相接触。

电磁闸如图8所示，它由电磁线圈（36）、衔铁（31）、联杆（34）、复位弹簧（30）、衔铁限位杆（32）、磁轭（33）、闸块（8）组成，电磁闸固装在擎子一端，闸块（8）装在擎子上的导槽（27）内。电磁闸、花环、电刷的电路图如图9所示，（38）表示变缸操纵开关，（37）表示电源。

参见附图，本发明的内燃机的工作原理是这样的：