[发明专利]槽式两相摆盘凸轮内燃机

摘要

槽式两相摆盘凸轮内燃机，涉及燃气动力领域，属于多缸内燃机。本发明提供一种新型内燃机，活塞通过推杆直接作用于槽式两相摆盘凸轮激波器上，动力由槽式两相摆盘凸轮激波器经两相摆盘轴向推力传动机构传给与端齿轮键联接的输出轴。槽式两相摆盘凸轮激波器将内燃机和减速器合二为一，使内燃机无需再额外配备减速器。两相摆盘凸轮机构无偏心质量、具有惯性力自平衡的特点，使内燃机运转平稳。输出轴转速取决于两相摆盘轴向推力传动机构的传动比，适当选择配齿方案能够实现低速大扭矩输出。该内燃机气缸沿轴向布置，结构简单紧凑、轴向及径向尺寸小，运转平稳、重合度大、承载力强，可广泛用于大功率的工程机械、军事等领域，诸如挖掘机、装甲车等。

主权项

1.槽式两相摆盘凸轮内燃机，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)、万向球组件(9)、槽式两相摆盘凸轮激波器(10)、钢球(11)、活齿架(12)、端齿轮(13)、输出轴(14)、密封圈(15)、输出端轴承盖(16)、第一深沟球轴承(17)、套筒(18)、推力球轴承(19)、键(20)、螺母(21)、螺钉(22)、气缸端轴承盖(23)、壳体(24)、钢球(26)及起动系统、配气系统、冷却系统、供油系统、润滑系统组成，其特征在于：在槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的右边设置八个气缸(4)，八个气缸(4)的顶端位于垂直于输出轴(14)的轴线的同一平面内，所有气缸(4)的轴心线都平行于输出轴(14)的轴线，并与输出轴(14)的轴线等距周向均布，八个活塞(7)分别放入八个气缸(4)中，活塞(7)的轴向左右往复直线运动经两相摆盘凸轮机构转变为输出轴(14)的旋转运动，槽式两相摆盘凸轮激波器(10)将内燃机和两相摆盘凸轮机构有机的融为一体，使内燃机无需再额外配备减速器；上述两相摆盘凸轮机构由万向球槽式四相凸轮机构和两相摆盘轴向推力传动机构有机的组合而成，其中，万向球槽式四相凸轮机构由槽式两相摆盘凸轮激波器(10)、万向球组件(9)、推杆(6)、活塞(7)、弹簧(8)、缸体(5)组成，推杆(6)的一端与活塞(7)固定联接，另一端通过螺纹联接装有万向球组件(9)，万向球组件(9)使推杆(6)与槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的右端槽式凸轮之间的联接为滚动摩擦联接，改变了现有往复式内燃机中连杆与曲轴之间的铰链运动联接关系，弹簧(8)的一端与活塞(7)联接，另一端与缸体(5)的底部联接，弹簧(8)使推杆(6)上的万向球组件(9)始终与槽式两相摆盘凸轮激波器(10)右端槽式凸轮保持接触，槽式两相摆盘凸轮激波器(10)通过第二深沟球轴承(25)支撑于输出轴(14)上；两相摆盘轴向推力传动机构由槽式两相摆盘凸轮激波器(10)、钢球(11)、活齿架(12)、端齿轮(13)、输出轴(14)组成，其中活齿架(12)与缸体(5)及壳体(24)固联，端齿轮(13)与输出轴(14)之间通过键(20)联接，输出轴(14)通过一对第一深沟球轴承(17)和一个推力球轴承(19)分别支撑于缸体(5)和壳体(24)中，推力球轴承(19)对端齿轮(13)及输出轴(14)进行了轴向固定，输出轴(14)、槽式两相摆盘凸轮激波器(10)、活齿架(12)和端齿轮(13)四个零件的轴心线重合；钢球(11)的个数Z11和端齿轮(13)的波数Z13相差为2，Z11个钢球(11)分别装在活齿架(12)的Z11个半径与钢球(11)半径相同的轴向通孔内并可自由轴向移动，钢球(11)与端齿轮(13)、槽式两相摆盘凸轮激波器(10)和活齿架(12)同时保持啮合接触；在两相摆盘轴向推力传动机构中，钢球(11)几何中心的轨迹是一圆柱面曲线，该曲线所在的圆柱称为两相摆盘轴向推力传动机构的分度圆柱，也是两相摆盘凸轮机构的分度圆柱，该圆柱的轴线与输出轴(14)的轴线重合；八个气缸(4)的轴心线都在两相摆盘轴向推力传动机构的分度圆柱面上并沿周向均布；槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的右端是轴心对称周向均匀分布的圆筒形槽式四相凸轮，该四相凸轮的轮廓在上述分度圆柱面上的形状是四个相同的轴向凸出部分，每个凸出部分对应的圆心角为90°，该四相凸轮的导槽截面为半径与万向球组件(9)中的钢球(26)的半径相同的圆弧，可通过选取恰当的活塞(7)轴向运动规律来确定该四相凸轮的轴向轮廓曲线，以使内燃机得到最佳的动力性、经济性和排放指标；在端齿轮(13)的右端面上和槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的左端面上均沿周向开有轴心对称周向均匀分布的导槽，该两周向导槽是钢球(11)在活齿架(12)的轴向通孔中运动时所处一系列位置的包络曲面，该两周向导槽在轴截面内的形状都是圆弧，圆弧的半径与钢球(11)的半径相同，该两周向导槽的轨迹是余弦函数曲线沿圆柱面的分布，其中端齿轮(13)的导槽轨迹的余弦函数周期数等于端齿轮(13)的齿数即波数Z13，而槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的左端导槽轨迹的余弦函数周期数等于槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的波幅数，而且槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的波幅数为2，即是说槽式两相摆盘凸轮激波器(10)的左端是槽式两相凸轮，该两相凸轮的轮廓在上述分度圆柱面上的形状是两个相同的轴向凸出部分，每个凸出部分对应的圆心角为180°，槽式两相摆盘凸轮激波器(10)既是万向球槽式四相凸轮机构中的凸轮，又是两相摆盘轴向推力传动机构中的激波器。