一种基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机制造技术

本发明专利技术公开一种基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机，属于动力机械领域。针对传统发动机的曲柄连杆机构结构复杂，对材料要求高，加工难度高，惯性效应和噪音难消除等弊端，本发明专利技术设计了一种用无保持架曲沟球轴承和弹簧的组合替代曲柄连杆机构的四缸发动机。无保持架曲沟球轴承的内圈固连传动锥齿轮，外圈偏心固连活塞，曲沟球轴承将活塞外推，弹簧在吸气行程将活塞拉回，在气缸中形成往复运动，四缸往复惯性相平衡。与现有技术相比较，本发明专利技术公开的四缸发动机有以下优点：1.运动形式简单，噪音小；2.往复运动惯性相抵消，振动小；3.零件加工要求低，零件数量少，容易制造，成本低。成本低。成本低。

A four cylinder engine based on curved groove ball bearing without cage

【技术实现步骤摘要】
一种基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机


[0001]本专利技术涉及一种基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机，属于动力机械领域。具体来说涉及一种基于无保持架曲沟球轴承和弹簧的组合的基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机。

技术介绍

[0002]常见的往复活塞式发动机核心机构由气缸、活塞、曲柄和连杆等组成。基于曲柄连杆机构的往复活塞式发动机自被专利技术以来，推动了工业革命和交通运输技术的发展，也给人们带来了舒适快捷的出行方便。但是，曲柄结构复杂，对材料要求高，加工难度高是绕不开弊端，同时连杆同样受力和运动状态复杂，由此带来的复杂惯性效应和噪音，是发动机行业需要不断改进历史命题。
[0003]申请号为：201910190746.6的专利公开了一种无曲柄连杆机构的往复活塞式发动机，采用无保持架曲沟球轴承的推程作用和柱塞缸的真空吸程作用实现发动机活塞的往复循环。其不足之处是柱塞缸摩损以后，泄漏会影响发动机活塞返程的可靠性。
[0004]申请号为：201910392199.X的专利技术专利公开了一种双无保持架曲沟球轴承的运动形式转换机构—曲沟球轴承机构，可以实现回转运动与往复直线运动的相互转换。在此基础上，专利申请号为：201910459566.3的的专利技术专利公开了一种基于该运动形式转换机构的内燃机，内燃机的运动部件全部为轴对称型回转零件。但活塞和外圈往复运动的惯性需要消除。
[0005]申请号为：201910586827.8的专利技术专利公开了一种双缸内燃机，将二套气缸和活塞左右对称布置，互相抵消往复运动的惯性力。但是，该专利技术专利不能兼容现有发动机的结构，且需要特殊加工的内外圈零件数目较多，成本较高。
[0006]申请号为：202010077381.9的专利技术专利公开了一种多缸内燃机，将普通内燃机的曲轴用装有多对锥齿轮组的水平轴代替，将各缸的连杆用曲沟球轴承机构代替，能够兼容现有发动机的结构。但是，该专利技术专利公开的发动机需要加工4组锥齿轮、4组双外圈和4组双内圈，需要特殊加工的零件数目较多。
[0007]为了克服现有技术的以上不足，本专利技术公开一种基于无保持架曲沟球轴承的基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机，用无保持架曲沟球轴承和弹簧的组合替换曲柄连杆机构，可以大幅简化结构、减少特殊加工零件的数目，降低制造成本。

技术实现思路

[0008]实现上述专利技术目的的基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机，用水平布置的无保持架曲沟球轴承和弹簧的组合替代曲柄连杆机构,实现活塞的水平往复运动。首先将普通发动机的曲轴取消，用一个中心齿轮代替其动力传递的功能；其次将各缸的连杆用无保持架曲沟球轴承和弹簧的组合代替，实现回转运动与往复直线运动的转换；且两缸为一组，左右对称布置；左右两缸无保持架曲沟球轴承的内圈固连、且结构对称，中间固连一传动齿
轮；传动齿轮与中心齿轮啮合；左右两缸无保持架曲沟球轴承的外圈分别偏心固连2个活塞，并用弹簧拉紧作用使曲沟球轴承在返程、向内运动时，用弹性势能拉回活塞；在曲沟球轴承的推程、向外运动时，使弹簧拉伸或压缩，储备弹性势能；另外两缸上下或前后对称布置，且相位相反，即其中一组的2个活塞向外运动、远离中心齿轮时，另一组的2个活塞向内运动、接近中心齿轮。这样设计的发动机需要特殊加工的零件较少，可以大大减少制造成本，且性能优越。
[0009]实现上述专利技术目的的技术方案是：一种基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机，由弹簧1、中心齿轮2、传动齿轮3、气缸4、活塞5、外圈6、内圈组7、火花塞或喷油嘴8、配气机构9、传动轴10和机架构成，其特征是：所述的传动齿轮3与中心齿轮2啮合传递动力；所述的气缸4和活塞5两缸为一组，活塞5固连无保持架曲沟球轴承的外圈6，且曲沟球轴承的内圈左右水平对称布置，通过调整传动齿轮3和中心齿轮2的啮合相位，使其与另一组两缸对称布置的无保持架曲沟球轴承的内圈相位为反向布置，构成其中一组的2个活塞向外运动时，另一组的2个活塞向内运动；所述的内圈组7的无保持架曲沟球轴承的2个内圈的曲沟为左右结构对称且固连，并用轴承与机架连接，中间固连传动齿轮3；所述的外圈6与活塞5偏心固连，且左右两边的活塞5用弹簧1拉紧，在无保持架曲沟球轴承处于推程、向外运动时，储备的弹性势能，将无保持架曲沟球轴承处于返程时，将两边的活塞5拉回，向内运动；所述的中心齿轮2与传动轴10固连，通过传动轴10驱动配气机构和传递输出动力；所述的传动轴10用轴承与机架连接；两组气缸围绕中心齿轮的布置形式有四种：其一是上下对称布置；其二是前后对称布置；其三是前后偏下布置，中心齿轮从上部输出动力；其四是前后偏上布置，中心齿轮从下部输出动力；所述的两组气缸的活塞5和外圈6的偏心固连有四种形式：其一是向内偏心，外圈6的轴线接近中心齿轮2的轴线；其二是向外偏心，外圈6的轴线远离中心齿轮2的轴线；其三是向下偏心，外圈6的轴线低于中心齿轮2的轴线；其四是向上偏心，外圈6的轴线高于中心齿轮2的轴线；所述的弹簧1有两种形式：其一是采用拉伸弹簧，采用拉伸弹簧时，用螺钉连接活塞5和弹簧1；其二是采用压缩弹簧，采用压缩弹簧时，需要拉压杆件。
[0010]与现有技术相比较，本专利技术公开的四缸发动机有以下优点：1.运动形式简单，噪音小；2.往复运动惯性相抵消，振动小；3.零件加工要求低，零件数量少，容易制造，成本低。
附图说明
[0011]图1为基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机结构前后布置俯视图的示意图；图2为无保持架曲沟球轴承内、外圈结构示意图；图3为两组气缸围绕中心齿轮上下对称布置时的传动齿轮与中心齿轮啮合示意图；图4为两组气缸围绕中心齿轮前后对称布置时的传动齿轮与中心齿轮啮合示意图；
图5为两组气缸围绕中心齿轮前后偏下布置时的传动齿轮与中心齿轮啮合示意图；图6为两组气缸围绕中心齿轮前后偏上布置时的传动齿轮与中心齿轮啮合示意图；图7为两组气缸中的无保持架曲沟球轴承外圈向内偏心布置时的示意图；图8为两组气缸中的无保持架曲沟球轴承外圈向外偏心布置时的示意图；图9为两组气缸中的无保持架曲沟球轴承外圈向下偏心布置时的示意图；图10为两组气缸中的无保持架曲沟球轴承外圈向上偏心布置时的示意图；图中各图例标记分别表示的意义如下：1
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弹簧；2
‑
中心齿轮；3
‑
传动齿轮；4
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气缸；5
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活塞；6
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外圈；7
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内圈组；8
‑
火花塞或喷油嘴；9
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配气机构；10
‑
传动轴；2
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1—中心齿轮的分度圆；3
‑
1—传动齿轮的分度圆；5
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1—活塞的内壁圆；6
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1—外圈的外壁圆。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1
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6所示，本专利技术公开的基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机，由弹簧1、中心齿轮2、传动齿轮3、气缸4、活塞5、外圈6、内圈组7、火本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无保持架曲沟球轴承的四缸发动机，由弹簧1、中心齿轮2、传动齿轮3、气缸4、活塞5、外圈6、内圈组7、火花塞或喷油嘴8、配气机构9、传动轴10和机架构成，其特征是：所述的传动齿轮3与中心齿轮2啮合传递动力；所述的气缸4和活塞5两缸为一组，活塞5固连无保持架曲沟球轴承的外圈6，且曲沟球轴承的内圈左右水平对称布置，通过调整传动齿轮3和中心齿轮2的啮合相位，使其与另一组两缸对称布置的无保持架曲沟球轴承的内圈相位为反向布置，构成其中一组的2个活塞向外运动时，另一组的2个活塞向内运动；所述的内圈组7的无保持架曲沟球轴承的2个内圈的曲沟为左右结构对称且固连，并用轴承与机架连接，中间固连传动齿轮3；所述的外圈6与活塞5偏心固连，且左右两边的活塞5用弹簧1拉紧，在无保持架曲沟球轴承处于推程、向外运动时，储备的弹性势能，将无保持架曲沟球轴承处于返程时，将两边的活塞5拉回，向内运动；所述的中心齿轮2与传动轴10固连，通过传动轴10驱动配...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭康权，侯俊才，侯莉侠，张军昌，王绍襄，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：