当前位置: 首页 > 专利查询>四川大学专利>正文

两相外凸轮激波滚针滚子块传动内燃机制造技术

技术编号:13502974 阅读:90 留言:0更新日期:2016-08-10 01:13
两相外凸轮激波滚针滚子块传动内燃机,涉及燃气动力领域。本发明专利技术提供一种新型内燃机,八个气缸环形对称均布在外凸内齿轮周围,使外凸内齿轮受合力为零,气缸活塞通过推杆直接作用于外凸内齿轮上,动力由外凸内齿轮经两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动传给与两相外凸轮键联接的输出轴。该内燃机省去了传统内燃机中的连杆和曲轴,其外凸内两相激波滚针滚子块传动机构无偏心质量、具有惯性力及工作载荷自平衡特点,输出轴转速取决于活齿传动的传动比,若活齿架固定,则两相外凸轮高速输出,可广泛用于需高转速的领域,如直升机发动机、小型发电机等,输出转速一定时,可减少有害气体排放。该内燃机结构简单紧凑、轴向尺寸小,受力自平衡,运转平稳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气动力领域,更具体地说,是一种两相外凸轮激波滚针滚子块传动内燃机
技术介绍
目前,常用的内燃机(发动机)都由机体、曲柄连杆机构、配气机构、冷却系统、润滑系统、燃油系统和点火系统等组成,工作过程分吸气、压缩、燃烧做功、排气四个冲程。这类内燃机的传动机构使用的都是曲柄连杆机构,通过连杆将活塞的动力传递给曲轴,并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。由于这种内燃机是靠活塞的直线运动和连杆的平面运动来压迫驱使曲轴作旋转运动,从而造成各运动副之间存在着较大的摩擦,导致内燃机传动效率低。这些现有曲轴连杆型内燃机还有如下主要缺点:体积大;连杆、曲轴上的不平衡离心力较大;冲击大,振动大;并由此引起较大的机械磨损,使内燃机寿命缩短,结构复杂,加工、制造、装配等都比较困难。此外,一般内燃机与变速装置是两个独立的机器,通常内燃机需另外安装变速器用于后续变速,造成体积庞大。
技术实现思路
本专利技术的目的是:为克服现有曲轴连杆型内燃机存在的上述缺点,本专利技术提供一种结构简单紧凑、体积小、冲击振动小、运转平稳、功率大、寿命长、效率高的高速四冲程内燃机——两相外凸轮激波滚针滚子块传动内燃机。本专利技术为解决其技术问题所采取的技术方案是:一种两相外凸轮激波滚针滚子块传动内燃机,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)、滚子(9)、外凸内齿轮(10)、滚针滚子块活齿(11)、活齿架(12)、两相外凸轮(13)、输出轴(14)、滚针(15)及起动系统、冷却系统、供油系统、润滑系统、配气系统组成,其特征在于:八个气缸(4)环形对称均匀布置在外凸内齿轮(10)的周围,外凸内两相激波滚针滚子块传动机构将活塞(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轮(10)上,推动外凸内齿轮(10)旋转,动力由外凸内齿轮(10)经两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动传给与两相外凸轮(13)键连接的输出轴(14)输出,外凸内齿轮(10)将内燃机和两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构有机地融为一体,使内燃机无需再配备变速器即可高速输出。在上述技术方案中,外凸内两相激波滚针滚子块传动机构由凸轮机构和两相外凸轮激波滚针滚子块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)、外凸内齿轮(10)、滚子(9)组成,推杆(6)的一端与活塞(7)固定联接,另一端安装滚子(9),滚子(9)使推杆(6)与外凸内齿轮(10)之间为滚动摩擦联接,弹簧(8)的一端固定在活塞(7)的下面,另一端固定在气缸下部的凸台上,弹簧(8)使推杆上的滚子(9)始终与外凸内齿轮(10)接触,每个气缸都配有活塞、带滚子的推杆及弹簧。两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构由外凸内齿轮(10)、滚针滚子块活齿(11)、活齿架(12)、两相外凸轮(13)和与其键联接的输出轴(14)组成;上述滚针滚子块活齿(11)由支架块(16)、销(17)、滚针(18)、滚针套筒(19)组成,销(17)的两端与支架块(16)两侧的孔之间均为紧配合,安装在支架块(16)两端的滚针套筒(19)由销(17)支承并通过滚针(18)与支架块(16)组成滚动联接关系;活齿架(12)为套筒结构,沿该套筒结构的周向开有Z12个径向导槽,滚针滚子块活齿(11)可在该径向导槽中径向移动,为使滚针滚子块活齿(11)与活齿架(12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦,在活齿架(12)的径向导槽内壁上沿径向开有用以装滚针(15)的沟槽,在该沟槽内装有若干根滚针(15),滚针滚子块活齿(11)的支架块(16)通过滚针(15)与活齿架(12)的径向导槽组成滚动联接关系,从而实现了滚针滚子块活齿(11)与活齿架(12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦;外凸内齿轮(10)的内部是内齿轮,滚针滚子块活齿(11)两端的滚针套筒(19)分别与外凸内齿轮(10)的内齿轮齿廓和两相外凸轮(13)的外凸轮轮廓相啮合各组成一个纯滚动高副;外凸内齿轮(10)的内齿轮齿廓曲线是滚针滚子块活齿(11)一方面随活齿架(12)转动,另一方面又在活齿架(12)的径向导槽中移动的过程中,其外端滚针套筒(19)所处一系列位置的包络线,故外凸内齿轮(10)不仅是凸轮机构中的凸轮,还是两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构中的内齿轮,整个两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构内置于外凸内齿轮(10)的内部。两相外凸轮(13)自身形状呈180°中心对称,自身质量完全平衡,其轮廓曲线为标准椭圆曲线,或为双相余弦曲线,或为双偏心圆弧曲线。外凸内齿轮(10)的外表面凸轮轮廓曲线可以根据实际设计需要选定,以获得最佳的动力学性能,提高内燃机的能量转换效率。输出轴(14)、外凸内齿轮(10)、活齿架(12)和两相外凸轮(13)四个零件的轴心线重合并由机架轴承支承。滚针滚子块活齿数Z12和外凸内齿轮(10)的波数Z10相差为2,活齿架(12)与机架固联,两相外凸轮(13)与输出轴(14)键联接。在上述技术方案中,外凸内齿轮(10)的外部为具有四个互成90°夹角且轴心对称的凸出部分的四相凸轮,八个气缸(4)环形对称均布在外凸内齿轮(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轮(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轮(10)上,推动外凸内齿轮(10)旋转,外凸内齿轮(10)的内部齿形面推动滚针滚子块活齿(11)在活齿架(12)的径向导槽中移动,而活齿架(12)与机架固定联接,故滚针滚子块活齿(11)在活齿架的约束作用下与两相外凸轮(13)啮合并驱使两相外凸轮(13)高速转动,两相外凸轮(13)通过键联接将动力传递给输出轴(14)输出,实现高速输出。在两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动中,滚针滚子块活齿(11)与外凸内齿轮(10)、活齿架(12)、两相外凸轮(13)之间均为多齿啮合,且均为纯滚动接触啮合,故可实现较大功率的高效、平稳传动。在上述技术方案中,输出轴的转速取决于外凸内齿轮的转速和两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动的传动比,而适当选择两相外凸轮激波滚针滚子块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。与已有技术相比本专利技术的主要专利技术点在于:本文档来自技高网...

【技术保护点】
两相外凸轮激波滚针滚子块传动内燃机,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)、滚子(9)、外凸内齿轮(10)、滚针滚子块活齿(11)、活齿架(12)、两相外凸轮(13)、输出轴(14)、滚针(15)及起动系统、冷却系统、供油系统、润滑系统、配气系统组成,其特征在于:八个气缸(4)环形对称均匀布置在外凸内齿轮(10)的周围,外凸内两相激波滚针滚子块传动机构将活塞(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轮(10)上,推动外凸内齿轮(10)旋转,动力由外凸内齿轮(10)经两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动传给与两相外凸轮(13)键连接的输出轴(14)输出,外凸内齿轮(10)将内燃机和两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构有机地融为一体,使内燃机无需再配备变速器即可高速输出;上述外凸内两相激波滚针滚子块传动机构由凸轮机构和两相外凸轮激波滚针滚子块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)、外凸内齿轮(10)、滚子(9)组成,推杆(6)的一端与活塞(7)固定联接,另一端安装滚子(9),滚子(9)使推杆(6)与外凸内齿轮(10)之间为滚动摩擦联接,弹簧(8)的一端固定在活塞(7)的下面,另一端固定在气缸下部的凸台上,弹簧(8)使推杆上的滚子(9)始终与外凸内齿轮(10)接触,每个气缸都配有活塞、带滚子的推杆及弹簧;两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构由外凸内齿轮(10)、滚针滚子块活齿(11)、活齿架(12)、两相外凸轮(13)和与其键联接的输出轴(14)组成;上述滚针滚子块活齿(11)由支架块(16)、销(17)、滚针(18)、滚针套筒(19)组成,销(17)的两端与支架块(16)两侧的孔之间均为紧配合,安装在支架块(16)两端的滚针套筒(19)由销(17)支承并通过滚针(18)与支架块(16)组成滚动联接关系;活齿架(12)为套筒结构,沿该套筒结构的周向开有Z12个径向导槽,滚针滚子块活齿(11)可在该径向导槽中径向移动,为使滚针滚子块活齿(11)与活齿架(12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦,在活齿架(12)的径向导槽内壁上沿径向开有用以装滚针(15)的沟槽,在该沟槽内装有若干根滚针(15),滚针滚子块活齿(11)的支架块(16)通过滚针(15)与活齿架(12)的径向导槽组成滚动联接关系,从而实现了滚针滚子块活齿(11)与活齿架(12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦;外凸内齿轮(10)的外部为具有四个互成90°夹角且轴心对称的凸出部分的四相凸轮,内部是内齿轮;滚针滚子块活齿(11)两端的滚针套筒(19)分别与外凸内齿轮(10)的内齿轮齿廓和两相外凸轮(13)的外凸轮轮廓相啮合各组成一个纯滚动高副;外凸内齿轮(10)的内齿轮齿廓曲线是滚针滚子块活齿(11)一方面随活齿架(12)转动,另一方面又在活齿架(12)的径向导槽中移动的过程中,其外端滚针套筒(19)所处一系列位置的包络线,故外凸内齿轮(10)不仅是凸轮机构中的凸轮,还是两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构中的内齿轮,整个两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构内置于外凸内齿轮(10)的内部;两相外凸轮(13)自身形状呈180°中心对称,自身质量完全平衡,其轮廓曲线为标准椭圆曲线,或为双相余弦曲线,或为双偏心圆弧曲线;外凸内齿轮(10)的外表面凸轮轮廓曲线可以根据实际设计需要选定,以获得最佳的动力学性能,提高内燃机的能量转换效率;输出轴(14)、外凸内齿轮(10)、活齿架(12)和两相外凸轮(13)四个零件的轴心线重合并由机架轴承支承;滚针滚子块活齿数Z12和外凸内齿轮(10)的波数Z10相差为2,活齿架(12)与机架固联,两相外凸轮(13)与输出轴(14)键联接。...

【技术特征摘要】
1.两相外凸轮激波滚针滚子块传动内燃机,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)、滚子(9)、外凸内齿轮(10)、滚针
滚子块活齿(11)、活齿架(12)、两相外凸轮(13)、输出轴(14)、滚针(15)及起动系统、
冷却系统、供油系统、润滑系统、配气系统组成,其特征在于:八个气缸(4)环形对称均匀
布置在外凸内齿轮(10)的周围,外凸内两相激波滚针滚子块传动机构将活塞(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
齿轮(10)上,推动外凸内齿轮(10)旋转,动力由外凸内齿轮(10)经两相外凸轮激波滚
针滚子块活齿传动传给与两相外凸轮(13)键连接的输出轴(14)输出,外凸内齿轮(10)
将内燃机和两相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构有机地融为一体,使内燃机无需再配备
变速器即可高速输出;上述外凸内两相激波滚针滚子块传动机构由凸轮机构和两相外凸轮激
波滚针滚子块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)、外凸内齿轮(10)、滚子(9)组成,推杆(6)的一端与活塞(7)固定联接,另一端
安装滚子(9),滚子(9)使推杆(6)与外凸内齿轮(10)之间为滚动摩擦联接,弹簧(8)
的一端固定在活塞(7)的下面,另一端固定在气缸下部的凸台上,弹簧(8)使推杆上的滚
子(9)始终与外凸内齿轮(10)接触,每个气缸都配有活塞、带滚子的推杆及弹簧;两相外
凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构由外凸内齿轮(10)、滚针滚子块活齿(11)、活齿架(12)、
两相外凸轮(13)和与其键联接的输出轴(14)组成;上述滚针滚子块活齿(11)由支架块
(16)、销(17)、滚针(18)、滚针套筒(19)组成,销(17)的两端与支架块(16)两侧的
孔之间均为紧配合,安装在支架块(16)两端的滚针套筒(19)由销(17)支承并通过滚针
(18)与支架块(16)组成滚动联接关系;活齿架(12)为套筒结构,沿该套筒结构的周向
开有Z12个径向导槽,滚针滚子块活齿(11)可在该径向导槽中径向移动,为使滚针滚子块活
齿(11)与活齿架(12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦,在活齿架(12)的径向导槽
内壁上沿径向开有用以装滚针(15)的沟槽,在该沟槽内装有若干根滚针(15),滚针滚子块
活齿(11)的支架块(16)通过滚针(15)与活齿架(12)的径向导槽组成滚动联接关系,
从而实现了滚针滚子块活齿(11)与活齿架(12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦;外
凸内齿轮(10)的外部为具有四个互成90°夹角且轴心对称的凸出部分的四相凸轮,内部是
内齿轮;滚针滚子块活齿(11)两端的滚针...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁尚明邓成军陈飞宇徐毅李华林光春
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:四川;51

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1