摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机制造技术

一种摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，它是在346摆臂式两冲程直轴内燃机基础上做的进一步改进，它由直轴上一个单轨道椭圆凸轮和摆臂上单弧形滑道配合，替代了346摆臂式双轨道相互衔接配合的复杂运行方式，机器旋转一周中都是连续接触运行，机器的运行稳定性增加而运行噪声完全消除，机器核心部件的制造工艺大为简化，制造成本进一步大幅降低，椭圆凸轮的力臂进一步加长，机械效率进一步提升。同时对一单元系列中的4种机型，和二单元系列中的3种机型，做了单轨道椭圆凸轮和单弧形滑道摆臂的改进。使机械效率相比同容积曲轴内燃机效率提升3‑6倍，机体重量减轻3‑6倍。

Swing-arm Cam Type Two-stroke Straight Shaft Internal Combustion Engine

【技术实现步骤摘要】
摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机
本专利技术涉及一种摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，由活塞连杆推动摆臂上的弧型滑道与直轴上的椭圆凸轮配合，使活塞的直线往复运动转变为直轴圆周运动的装置。技术背景直轴内燃机在民间的专利技术制做已经有很多年了，制做工艺上也有多种形式，可是到目前为止还没有应用于实际的成功案例。本申请人在2014年12月8日曾提交了框齿式直轴内燃机，申请号是：201410735070.1，目前已经获得专利技术专利授权，这种内燃机通过两个轨道的相互衔接配合，已经能成功的发动运转了，但它的最大缺陷是燃油爆发瞬间连杆推动齿框向下运行时，齿框圆弧点推动异形齿向上运行的方向是相反的，燃油爆发瞬间接触点一旦产生磨擦卡滞等阻力时，对输出效率的影响很大。针对上述缺陷，本申请人又在2018年6月15日提交了346摆臂式两冲程直轴内燃机，申请号是：201810617299.3，该申请目前处于实质审查阶段，这种内燃机虽然克服了框齿式直轴内燃机齿框圆弧点推动异形齿反向运行缺陷，而且效率也有了较大提高，断续连接点也由5个减少到3个，但它仍沿用了两个轨道相互衔接的运行方式，机器的制造工艺相比曲轴内燃机虽然减少很多，但相比框齿式直轴内燃机双轨道相互衔接运行的模式，其核心部件的制造工艺减化并不多，机器的运行平稳度也有欠缺。专利技术的内容本专利技术是针对346摆臂式两冲程直轴内燃机存在的上述缺陷做的进一步改进，本机改进部分是：直轴上一个椭圆凸轮，见图2中的2-3，和单弧形滑道摆臂，见图2中的2-1，配合，替代了上述双轨道相互衔接配合的复杂运行方式，椭圆凸轮的力臂(即圆弧顶点到轴心距)进一步加长，椭圆凸轮爆发行程弧形滑段是按346直轴内燃机鸭嘴论左弧型滑道运行轨迹和旋转角度设计的，椭圆凸轮的压缩行程弧形滑段仍沿用了346直轴内燃机逗号型凸轮的压缩弧形滑道，所以椭圆凸轮的力臂加长了，但爆发和压缩行程都基本保持了346直轴内燃机的运行参数，压缩行程中推动活塞上升的压缩用力也增加不多，机械效率进一步提升。本申请在346摆臂式两冲程直轴内燃机基础上，对一单元系列中的单缸机型，见图2，V形2缸机型，见图10，和三角形3缸垂直型机型，见图11，三角形3缸水平放置型机型，见图14，这4种机型做了直轴上一个单轨道凸轮和摆臂上一个弧形滑块配合的改进。同时也对二单元系列中的V形4缸机型，图12，三角形垂直放置6缸机型，见图13，水平放置放置机型，图15，这3种机型上的两个单元分别作了单轨道摆臂和椭圆凸轮配合的改进。本机除了上述改进外，其它部分的机器零部件仍沿用了346摆臂式两冲程直轴内燃机中的零部件。本专利技术解决的技术问题是：直轴上一个凸轮和摆臂上一个单轨道弧形滑道配合，即替代了346摆臂式两冲程直轴内燃机双轨道相互衔接配合的复杂运行方式，机器核心部分的制造工艺大为简化，制造方法更为简便，制造成本进一步大幅降低，机器旋转一周中都是连续接触运行，机器的运行稳定性增加而运行噪声完全消除。由于本专利技术直轴上改成了一个椭圆凸轮和摆臂上一个弧形滑块配合，和346摆臂式两冲程直轴内燃机双轨道运行方式相比，有了一部分改变，下面以本申请书附图中的单缸一单元机型为依据，以爆发，排气，吹气，压缩为顺序，介绍本专利技术中椭圆凸轮式直轴和单滑道摆臂的性能，以及旋转一周中的运行状况。本专利技术中一单元系列中的2缸机型，见图10，三角形3缸垂直型机型，图11，水平机型，图14，以及二单元系列中的V形4缸机型，见图12，三角形垂直放置6缸机型，图13，和水平放置机型，图15，只是将346内燃机直轴上的鸭嘴轮和逗号型凸轮联合体用一个椭圆凸轮代替，摆臂和侧壁滑块联合体用单弧形滑道式摆臂代替，346内燃机的双轨道相互衔接配合运行改成了本机的单轨道配合运行，爆，排，吹，压的运行模式摆臂凸轮式和346双轨道相互衔接式运行原理完全相同，2缸以上机型的具体运行过程在346摆臂式两冲程直轴内燃机中已有详细介绍，可以作为参考，本专利技术不再一一列举。本专利技术一单元一缸机型见图2爆发阶段：活塞在上止点，通过连杆连结摆臂上端连接孔推动摆臂，此时直轴上椭圆凸轮的圆弧顶点在直轴垂直中心线右侧45度角位置处，见图5中的5-1，椭圆凸轮圆弧顶点处的左半部分圆弧滑段，由图3中的3-1，3-2，3-3组成，是按照346摆臂式两冲程直轴内燃机鸭嘴轮圆弧顶点处的左半部分弧形滑道运行轨迹设计的，所以爆发冲程中的运行参数和346摆臂式内燃机基本相同，椭圆凸轮的圆弧顶部引出线和左侧水平线的25度夹角也不变，这一段圆弧滑段，见图3中的3-1，燃油爆发后活塞推动连杆和摆臂，使摆臂前端下圆弧点推动椭圆凸轮向右下方旋转，当活塞下降到距上止点10毫米时，摆臂前端下圆弧点到达，图5中的5-2，25度角滑段的后半部分，当活塞下降到距上止点20毫米时，摆臂前端下圆弧点到达椭圆凸轮拐点圆弧处，见图6中的6-1，拐点处小滑段的作用是，摆臂下圆弧点的推力方向在这个滑段面上近似在90度，以增加输出效率，拐点处小滑段见图3中的3-2，活塞下降到距上止点50毫米位置时，摆臂前端下圆弧点后面的弧形段接触在椭圆凸轮的拐点后面圆弧处，见图6中的6-2，图3中的3-3滑段是活塞运行到气缸侧壁排气孔阶段和向下止点运行的过渡滑段，活塞下降到50毫米以下时，活塞上的上道活塞环下降到气缸侧壁排气孔上沿以下，气缸进入排气阶段，整个爆发行程活塞从上止点下降到50毫米时，直轴转过约124度角。排气和吹气阶段：爆发行程中的活塞推动摆臂向下运行，活塞下降到距上止点50毫米时，活塞的上道活塞环处在气缸下部侧壁排气孔的上沿，见图8中的8-1，气缸内的废气通过气缸侧壁排气孔开始向外排放，当活塞下降到排气孔位置一半时，直轴上的进气凸轮通过排气系统使进气门打开，高压风机吹出的压缩空气通过气缸盖上的进气通道进入气缸，并通过气缸下侧的排气孔向外换气，此部分仍沿用了346内燃机的技术方案。此时的惯性轮带动直轴上的椭圆凸轮旋转，椭圆凸轮拐点后面的弧形滑段接触在摆臂下圆弧点后面的弧形滑滑运行，见图6中的6-2，椭圆凸轮继续旋转，摆臂的弧形滑段运行到椭圆凸轮的圆形滑段上，见图7中的7-1，活塞运行到了下止点，整个下降过程活塞下降了60毫米。椭圆凸轮拐点后面的部分滑段和摆臂下圆弧点后面的弧形滑道配合运行时，有一个逐渐减小垂直下降速度的过程，避免了摆臂高速下降到下止点时突然停止造成的机器运行不稳定。随后直轴上的椭圆凸轮在圆形滑段上旋转30-40度角，摆臂弧形滑块一直在椭圆凸轮圆形轨道上运行，活塞稳定在下止点，排气门一直处在打开状态，进气换气持续进行，直到活塞开始向上运行。此时椭圆凸轮的上升弧形段部分开始推动摆臂弧形滑道使摆臂上升，见图7中的7-2，当活塞上的下道活塞环上升到气缸侧壁排气孔上侧时，进气门关闭，汽缸进入压缩行程，整个排气换气过程，直轴转过了约118度角。压缩阶段：摆臂弧形滑道在椭圆凸轮压缩段的弧形滑段推动下继续上升，在惯性轮的带动下一直上升到上止点，椭圆凸轮压缩段的弧形滑段，见图3中的3-8，它仍沿用了346摆臂式内燃机逗号型凸轮的弧形滑道，其各种运行参数和346摆臂式内燃机相同。压缩阶段的无用分力和爆发阶段的无用分力作用相反，无用分力起的支撑作用可以减少有用分力的损耗，本机压缩阶段椭圆凸轮的压缩滑段上半部分，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，包括凸轮式直轴，摆臂，摆臂前端上部有活塞销连接孔，通过连杆与活塞连接，摆臂前端的下圆弧点和弧形滑道，与直轴上的凸轮配合，使活塞直线往复运动转换为直轴的圆周运动，其特征在于：本专利技术直轴上一个单轨道椭圆凸轮和摆臂上一个单轨道弧形滑道配合，即完成了内燃机活塞的往复运动变为直轴的360度圆周运动，使机器制造更简便性能更优良，同时将上述改进用在了一单元系列机型和二单元系列机型上。

【技术特征摘要】
1.一种摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，包括凸轮式直轴，摆臂，摆臂前端上部有活塞销连接孔，通过连杆与活塞连接，摆臂前端的下圆弧点和弧形滑道，与直轴上的凸轮配合，使活塞直线往复运动转换为直轴的圆周运动，其特征在于：本发明直轴上一个单轨道椭圆凸轮和摆臂上一个单轨道弧形滑道配合，即完成了内燃机活塞的往复运动变为直轴的360度圆周运动，使机器制造更简便性能更优良，同时将上述改进用在了一单元系列机型和二单元系列机型上。2.如权利要求1所述的摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，其特征在于：椭圆凸轮轴心到圆弧顶点长度，相比于346式直轴内燃机鸭嘴轮轴心到圆弧顶点长度进一步加长了，直轴上的椭圆凸轮分成爆发行程弧形滑道(3-4)，排气吹气阶段弧形滑道(3-5)，压缩阶段弧形滑道(3-8)，爆发行程弧形滑道上又分为25度角滑段(3-1)，拐点小弧形滑段(3-2)，和排气门打开和过渡到下止点弧形滑段(3-3)。3.如权利要求2所述的摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，其特征在于：椭圆凸轮的轴心点到凸轮圆弧顶点长48.5毫米，轴心点到下止点圆弧顶点长16毫米，爆发行程25度角滑段(3-1)弧长38毫米，弦高7毫米，压缩阶段弧形滑道弧长56毫米，弦高13毫米，小弧形滑段长6毫米，椭圆凸轮厚20毫米，爆发行程旋转角度124度，排气吹气阶段旋转角度118度，压缩阶段旋转角度118度。4.如权利要求1所述的摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，其特征在于：摆臂前端上部有活塞销孔(4-3)，摆臂顶端中部有压缩弹簧，摆臂后端有安装在机箱上的连接孔(4-1)，摆臂前端下部有单轨道弧形滑道(4-2)。5.如权利要求4所述的摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，其特征在于：摆臂前端上部活塞销孔(4-3)到下圆弧点(4-4)长65毫米，活塞销孔到压缩弹簧连接孔长60毫米，活塞销孔到摆臂后端连接孔长175毫米，摆臂弧形滑段弧长55毫米，弦高8毫米，摆臂弧形滑段厚20毫米。6.如权利要求1所述的摆臂凸轮式两冲程直轴内燃机，其特征在于：一单元系列机型包括一单元单缸机型(图2)，一单元2缸V型机型(图10)，一单元3缸三角形垂直放置机型(图11)，一单元3缸三角形水平放置机型(图14)，(2-1)和(2-3)是摆臂和椭圆凸轮的是配合，(10-1)和(10-2)是一单元2缸V型机型中的摆臂1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝凤成，
申请(专利权)人：郝凤成，
类型：发明
国别省市：河北,13