轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机制造技术

本实用新型专利技术公开了轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，包括圆筒状机体、气缸、活塞和底座，其特征在于：所述的活塞为筒状；在每个气缸内均设有对置的左、右活塞，在左、右活塞之间设有进气口、排气口、喷油口和火花塞点火口；在活塞外端的“乚”形台阶口设有内侧转动辊和外侧转动辊；中心转动主轴两端设有筒状凸轮，左、右筒状凸轮的轨迹曲线口沿分别卡入左、右活塞的“乚”形台阶口的内侧转动辊和外侧转动辊之间，通过轨迹曲线口沿驱动左、右活塞的移动。该发动机，不仅具有对置活塞的优点，而且能够有效的提高发动机循环热效率，降低排气温度，提高燃油效率，提高升功率，结构简单、便于实施、设计方便。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发动机的改进，具体地说是一种轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机。
技术介绍
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)等。目前内燃机的主要结构形式，为往复活塞式发动机，包括四冲程和二冲程，通过曲柄连杆机构使活塞的直线运动转化为旋转运动；其机体为长方体，气缸成行列式排列，上端设有缸盖，在缸盖内设有进气孔和排气孔。这种发动机虽然应用广泛，但在运行中也发现以下不足:一是效率低，汽油机效率一般在25%~35%，柴油机效率一般在350/『45% ;二是都是往复活塞曲柄连杆机构，机器振动大，需要平衡机构，四冲程发动机都设复杂的配气机构，二冲程发动机缺点是排气有残留，费油；三是不论是四冲程还是二冲程排气温度都较高，发动机功率损失约35%由排出的废气带走，内燃机是热机中效率最高的发动机，但进入发动机的燃料燃烧后产生的热量，只有一小部分变为有用功，其余大部分由于各种原因而损失掉了 ；四是四冲程循环，气缸内只有一个活塞，即下行吸气、上行压缩、点火爆发使活塞下行做功、上行排气，这样四个冲程要曲轴旋转两圈，仅做功一次；曲柄连杆结构，每个冲程的行程都是一致的，固定不变的，在做功冲程末端，废气开始排出，排出温度高，带走一大部分热量，约占燃料燃烧总热量的35%;五是四冲程发动机都有复杂的配气机构。为了改进目前发动机所存在的不足，通过检索可知，已有多种报道，如中国专利201310068195.9公开了 “一种对置活塞式发动机”包括两个旋转气缸、第一活塞和第二活塞，两个旋转气缸对顶设置，第一活塞和第二活塞分别设在两个旋转气缸内，方向相反，活塞连杆向两侧伸出，通过两端的曲轴带动连杆实现第一活塞和第二活塞的往复运动；中国专利201220201255.0公开了 “一种五冲程三连杆可变压缩比对置发动机”，采用单气缸、三连杆、曲轴机构，曲轴每转一周完成压缩、排气、扫气、吸气和压缩五个冲程；中国专利02828207.8公开了一种“使用对置活塞的内燃机”，包括圆柱状外壳体，沿周向设置柱状气缸，气缸内设置两个活塞，并连接动力凸轮输出动力，动力凸轮为双层结构，改进的是二冲程结构内燃机；这种“使用对置活塞的内燃机”的不足在于:由于内燃机为二冲程结构，活塞组件各自运动范围固定，活塞不会越过上止点，做功末端排气，压气室气体通过进气口进气，并把压缩室废气扫出气缸，新进空气和废气会有混和，存在排气残留，燃油效率低，这是二冲程发动机通病；而且所用的动力凸轮和支撑组件四连杆装置、活塞杆、活塞的连接结构复杂，不容易实施；活塞采用的气浮轴承原理降低摩擦，活塞末端动力轴承和复位轴承安装结构均为悬臂结构，尤其是动力轴承需要承受气缸内燃料爆发时的强大作用力，不利于取得有益效果；每个气缸被进气活塞、排气活塞、两端密封端盖分成三个腔室，三处进气通道一处排气通道，密封结构复杂，可靠性变差。以上这些改进，虽然在提高发动机功率方面有一定效果，但因结构的不尽合理，而使结构复杂，难以取得有效提高功率的理想效果。目前，尚未见气缸为圆筒状且沿圆周排列、对置活塞分别通过筒状凸轮直接驱动，通过活塞本身控制进、排气口不同时开闭，且含有回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程的发动机的报道。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种不仅采用圆筒状机体，而且气缸也为圆筒状，且沿圆周排列，对置活塞分别通过筒状凸轮直接驱动，并通过活塞本身控制进、排气口不同时开闭，通过筒状凸轮的轨迹曲线口沿实现回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程，通过加长做功冲程提高发动机循环热效率，降低排气温度，提高燃油效率，提高升功率，使结构简单、便于实施的轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机。为了达到以上目的，本技术所采用的技术方案是:该轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，包括圆筒状机体、气缸、活塞和底座，活塞设左、右两个，对置式设置在气缸内，圆筒状机体固定在底座上，其特征在于:所述的圆筒状机体内的一周设有等距离排列的、两端均开口的气缸；在每个气缸内均设有对置的左、右两个活塞，左、右两个活塞之间的气缸内为工作室，在工作室一端对应的气缸的壁上设有进气口，在工作室另一端对应的气缸的壁上设有排气口，在工作室中部对应的气缸的壁上设有喷油口和火花塞点火口 ；所述的每个活塞均为筒状活塞，相对的内端封口，相反的外端为“ L”形台阶口，在“ L”形台阶口内的内、外壁之间通过内固定轴固定内侧转动辊，在“ L”形台阶口的外壁端部通过单端固定销轴固定上外侧转动辊，内侧转动辊和外侧转动辊的轴线平行，且指向圆筒状机体的轴心；所述的圆筒状机体内的两端设有中心筒套，在中心筒套的轴孔内安装转动主轴，在转动主轴的两端处在中心筒套内的位置上均固定设有筒状凸轮，筒状凸轮的内口沿为轨迹曲线口沿，左、右筒状凸轮的轨迹曲线口沿分别卡入左、右活塞的“L”形台阶口的内侧转动辊和外侧转动辊之间；通过轨迹曲线口沿的不同，完成不同的冲程，当两端的筒状凸轮转动一圈，则使每个活塞均完成回程、吸气、压缩、做功、排气五个冲程；通过可设计的轨迹曲线口沿，实现活塞动作的精确控制。本技术还通过如下措施实施:所述的气缸设有2 —16个，气缸两端的缸口分别处在一个垂直平面内，使缸口平齐；气缸内活塞的长度、直径和“L”形台阶口的内侧转动辊、外侧转动辊的结构一致，每个活塞的内端外壁均套嵌活塞环，通过活塞环使与气缸的内壁之间滑动密封；活塞的外壁上设有对称排列的轴向滚道槽，在轴向滚道槽内设有滚体，滚体通过导向支架卡在气缸的内壁和活塞的外壁之间。所述的滚体为耐磨钢球或梭型滚体。所述的每个活塞上的轴向滚道槽设有3— 8个，等距离排列，用以分担筒状凸轮产生的径向作用力；所述的每个活塞内壁的外侧和内侧均加厚为平面，通过加厚增加活塞的强度，可以承受活塞做功时的强烈冲击。所述的进气口与环状进气气道相连通，环状进气气道设在圆筒状机体外壁上，其位置与进气口的所在位置对应；所述的排气口与环状排气气道相连通，环状排气气道设在圆筒状机体外壁上，其位置与排气口的所在位置对应；所述的喷油口安装喷油嘴，与供油机构相连通；环状进气气道和环状排气气道相互独立。所述的圆筒状机体外壁中部设有环形散热翅片，用于风冷散热，或设置通道，通过水冷散热；在圆筒状机体的两端设有筒状封盖，筒状封盖的口沿扣接在圆筒状机体的端部，对活塞的驱动部位进行封闭。所述的转动主轴的一端设有润滑油泵，润滑油泵的输油管伸入圆筒状机体的底部储油壳内，从储油壳内吸润滑油，并通过相应的输油管路与转动主轴的轴承、活塞的轴向滚道以及筒状凸轮的油孔连通，对转动部位起润滑作用，此为公知技术；在活塞上靠近内侧转动辊的轴部位设有刮油槽，将润滑油刮入气缸和活塞之间对滚体润滑，同时，被活塞上的刮油槽刮进内部，对内侧转动辊进行润滑。所述的内侧转动辊和外侧转动辊均为滚轮滚针轴承。所述的转动主轴伸出筒状封盖端部的部位设有油封，转动主轴伸出端为做功输出端。所述的筒状凸轮包括轴套、圆筒底、圆筒壁和轨迹曲线口沿，轴套设在圆筒底的中心，轴套的内直径与转动主轴的套接部位直径相适配，轴套套装在转动主轴的套接部位；当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
轴向对冲活塞筒状凸轮驱动式五冲程发动机，包括圆筒状机体(1)、气缸(2)、活塞(3)和底座(4)，活塞(3)设左、右两个，对置式设置在气缸(2)内，圆筒状机体(1)固定在底座(4)上，其特征在于：所述的圆筒状机体(1)内的一周设有等距离排列的、两端均开口的气缸(2)；在每个气缸(2)内均设有对置的左、右两个活塞(3)，左、右两个活塞(3)之间的气缸(2)内为工作室，在工作室一端对应的气缸(2)的壁上设有进气口(6)，在工作室另一端对应的气缸(2)的壁上设有排气口(7)，在工作室中部对应的气缸(2)的壁上设有喷油口(5)和火花塞点火口(8)；所述的每个活塞(3)均为筒状活塞，相对的内端封口，相反的外端为“乚”形台阶口(9)，在“乚”形台阶口(9)内的内、外壁之间通过内固定轴固定内侧转动辊(10)，在“乚”形台阶口(9)的外壁端部通过单端固定销轴固定上外侧转动辊(11)，内侧转动辊(10)和外侧转动辊(11)的轴线平行，且指向圆筒状机体(1)的轴心；所述的圆筒状机体(1)内的两端设有中心筒套(23)，在中心筒套(23)的轴孔内安装转动主轴(12)，在转动主轴(12)的两端处在中心筒套(23)内的位置上均固定设有筒状凸轮(13)，筒状凸轮(13)的内口沿为轨迹曲线口沿(14)，左、右筒状凸轮(13)的轨迹曲线口沿(14)分别卡入左、右活塞(3)的“乚”形台阶口(9)的内侧转动辊(10)和外侧转动辊(11)之间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路新学，
申请(专利权)人：路新学，
类型：新型
国别省市：山东;37