[实用新型]凸轮轴式内燃机

说明书

本实用新型涉及一种内燃机，尤其是一种凸轮轴式内燃机。

目前传统的内燃机采用一组活塞和曲柄连杆，这种内燃机曲柄连杆机构有二个明显缺点，即当曲柄、连杆中心线呈一线时，形成活塞力传动的上、下死点，损失内燃机功率。另外曲柄、连杆在运动过程中会产生一个与活塞轴向运动方向不同的分力，径向分力加大了活塞与缸壁的摩擦力，减少了内燃机的寿命。

本实用新型的目的旨在设计一种克服现有内燃机传动机构的缺陷，提高内燃机的工作效率的凸轮轴式内燃机。

本实用新型的技术方案是：一连杆与活塞活动相连，另一端与一叉形摇臂用一根长轴活动相连，长轴上还装有一个有轴承的驱动轮和两个装有轴承的导向轮，叉形摇臂的另一端用一固定轴固定在凸轮轴箱壁上，叉形摇臂可绕固定轴转动。驱动轮与一凸轮相接触，可将动力由驱动轮传递给凸轮。另有一与凸轮同轴心的椭圆形导轨，其内侧壁与驱动轮同轴心的导向轮相接触，以保证驱动轮与凸轮的接触配合。叉形摇臂和活动连杆的合力，可消除运动死点。本实用新型技术效果：一是由于驱动轮与凸轮的活动接触，转移了连杆对活塞产生的部分侧向分力，减少了活塞与缸壁之间的摩擦力；二是活塞连杆在上、下止点处，由于叉形摇臂与驱动轮的作用，产生一小的侧向作用力给凸轮，消除了运动死点，提高了上、下止点处的内燃机的工作效率。

图1是本实用新型的机构运动原理图；

图2是本实用新型的结构图；

图3是本实用新型的A向剖视图。

结合上面的附图解述本实用新型的一个实施例：

图1中示意了构件11，构件22，构件33，构件44，构件55。

如果构件11活塞连杆处在图1所示的上止点位置g状态时，此时连杆反轴向受力，但由于构件22叉形摇臂的作用，使构件11和构件22相连点，产生一个不同于活塞轴向运动的小分力，因而消除了上止点的死点。同样，构件11连杆在下止点h时，也由于构件22叉形摇臂的作用而消除了下止点的死点。构件55与构件33是滚动接触，构件44保证构件55始终贴合在构件33表面滚动。

图2中，活塞连杆1，叉形摇臂2，凸轮3，导轨4₁、4₂，驱动轮5及导向轮5₁、5₂，凸轮轴6，长轴7，短轴8，固定轴9。  活塞连杆(1)一端与活塞相连，另一端用短轴(8)与叉形摇臂(2)  活动相连，叉形摇臂(2)的一端用固定轴(9)固定在箱体上，叉形摇  臂(2)可在固定轴(9)上转动。叉形摇臂(2)弯头处套一长轴(7)，  叉形摇臂(2)叉形中部和叉形两侧分别安置有驱动轮(5)和两个导向  轮(5₁、5₂)。图3给出了驱动轮(5)和导向轮(5₁、5₂)的连接关系。  驱动轮(5)和导向轮(5₁、5₂)是一滑轮组，由长轴(7)穿连在一起。  驱动轮(5)与凸轮(3)接触，导向轮(5₁、5₂)分别与导轨(4₁、4₂)  接触。驱动轮(5)将活塞的力通过活塞连杆(1)传递给凸轮(3)，  导向轮(5₁)、(5₂)和导轨(4₁)、(4₂)相约束，保证驱动轮(5)与凸  轮(3)运动的紧密配合。凸轮(3)是一长矩形，在其长方向两端各有  一半圆与它平滑连接，凸轮(3)转动的最大径向与最小径向之差，等  于活塞冲程，凸轮(3)的剖面两端中部呈凸形，凸出部分与驱动轮(5)  滚动接触，动力由驱动轮(5)和凸轮(3)接触部分传递，接触部分旁  边的下陷为导向轮(5₁、5₂)与凸轮(3)的间隙。凸轮(3)被固定在凸轮轴  (6)上，凸轮(3)两个端面分别固定着导轨(4₁)、(4₂)，凸轮(3)  接受的动力通过凸轮轴(6)传出。

下面结合图2和图3解述本实用新型的运动过程：当活塞由上止点推动活塞连杆(1)向下运动时，活塞连杆(1)与叉形摇臂(2)的合力使凸轮(3)按逆时针转动，驱动轮(5)所传递的力对凸轮轴(6)产生力矩。随着活塞的下移，驱动轮(5)不断下压，把活塞的力传给凸轮(3)，并且在凸轮(3)表面顺时针滚动。在驱动轮(5)上、下移动时，为了让它按一定的方式运转，摇臂(2)起到限制驱动轮不能左、右乱动的目的。

当凸轮逆时针运动了九十度时，这时驱动轮(5)和活塞就运动到了下止点(因为凸轮轴(6)阻挡了驱动轮(5)的前进)。由于凸轮(3)的惯性，凸轮(3)继续逆时针旋转并且另一端随旋转而升高，将驱动轮(5)向上推，驱动轮(5)通过活塞连杆(1)将力传给活塞，使活塞回到原位。当驱动轮(5)运动向上时，由于导轨(4₁、4₂)限制了导向轮(5₁、5₂)在到达顶点以后，继续向上运动，而驱动轮(5)和导向轮(5₁、5₂)是同一轴相穿连的，所以驱动轮(5)也与凸轮(3)连接在一起的，并且同步运行。导轨可限制驱动轮上行的最高点，而凸轮可限制驱动轮下行的最低点，这样通过连杆也就限制了活塞上、下运动的最高和最低点，同时可使该系统周而复始地运行下去。