[發明專利]無側壓推桿凸輪式內燃機

無效

• 申請號: 200810046150.0
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101387208A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 梁尚明
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F01L1/06
• 分類號: F01L1/06;F01L1/26
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及往復式內燃機技術，特別是涉及將內燃機氣缸活塞往復運動轉換為動力輸出主軸回轉運動的內燃機技術。

背景技術

現有的往復式四沖程內燃機是利用曲柄連桿機構將活塞的往復直線運動轉變為曲軸的旋轉運動而輸出運動和動力。這種結構型式的內燃機存在以下幾方面的缺陷：

第一：由于連桿的運動是周期性的平面運動，使活塞與氣缸壁間產生很大的周期性交變側壓力，從而加劇氣缸壁、活塞(活塞環)的磨損，縮短內燃機的壽命，加劇磨損比正常磨損消耗的功率更多，使內燃機的傳動效率較低。

第二：由于曲軸等零件質量的偏心、連桿組的平面運動以及零件受力的不平衡等原因，導致較大的壓軸力、振動和噪聲。

第三：為了增大內燃機的功率，通常采用沿同一軸線排列的多缸內燃機，這種內燃機的軸向尺寸大。此外，為了使進氣門、排氣門適時啟閉，通常要采用配氣正時機構，使得內燃機零件數目多、機構復雜、體積大而笨重。

第四：曲軸的結構復雜，制造難度大。

發明內容

針對現有技術往復式內燃機存在的不足，本發明的目的旨在提供一種無側壓推桿凸輪式內燃機，以克服現有技術往復式內燃機存在的上述缺陷。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是，無側壓推桿凸輪式內燃機主要包括機架，安裝在機架上的氣缸系統，供油系統，配氣系統和將氣缸系統的活塞往復運動轉化為動力輸出主軸回轉運動的運動方式轉換系統，所說的轉換系統為凸輪轉換系統，主要由在主凸輪上設計加工出的凸輪形槽、固定設置在機架上的導槽和推桿構成，推桿的一端通過活塞銷與活塞鉸鏈聯接，另一端通過推桿銷安裝有推桿滾輪和凸輪滾輪，推桿滾輪位于導槽內，導槽的對稱線與氣缸系統的活塞運動軸心線重合，凸輪滾輪位于主凸輪形槽內，主凸輪固定安裝在動力輸出主軸上，每一個氣缸系統對應配置一個固定設置在機架上的導槽和一個安裝有推桿滾輪及凸輪滾輪的推桿。本發明的這種結構設計，其動力輸出由推桿將氣缸內的活塞驅動力傳遞給主凸輪和主軸，并將活塞的往復直線運動轉換為動力輸出主軸的回轉運動。通過推桿銷在推桿上安裝有推桿滾輪和凸輪滾輪，其凸輪滾輪在主凸輪形槽中可沿形槽滾動，推桿滾輪可沿導槽滾動，推桿上的凸輪滾輪與凸輪形槽之間的這種聯接結構，使推桿與主凸輪之間的運動傳遞聯接關系為滾動摩擦關系，改變了現有往復式內燃機中連桿與曲軸之間的鉸鏈運動聯接關系，從而使氣缸可沿主凸輪周邊布置；推桿滾輪和導槽之間的這種聯接結構，使主凸輪對推桿的作用力或反作用力在垂直于活塞運動方向上的分力(即周向分力)由導槽承受，推桿與導槽之間為滾動摩擦，使推桿成了只能沿氣缸軸心線作往復直線運動的二力桿，所以活塞與氣缸壁之間的側壓力為零。與凸輪滾輪相配的凸輪形槽，其理論輪廓曲線根據確定的活塞加速度運動規律設計而成以增強內燃機的動力學特性，提高內燃機的能量轉換效率。導槽和氣缸系統的缸體都可以單獨制造后用螺栓及銷固定到機架上，也可以將導槽、缸體和機架制造成一個整體。

在上述技術方案中，所說的控制氣缸進排氣的配氣系統可設計為凸輪配氣系統，主要由固定在動力輸出主軸上大小不同的兩個內凸輪構成，分別控制氣缸進氣門與排氣門的啟閉。分別控制氣缸進氣門與排氣門啟閉的兩個內凸輪最好為雙聯內凸輪。優先考慮采用的技術方案是，氣缸進氣門的啟閉由雙聯內凸輪中較小的內凸輪控制，氣缸排氣門的啟閉由雙聯內凸輪中較大的內凸輪控制。為了減少配氣凸輪與操縱氣缸進排氣門啟閉的作用桿之間的摩擦磨損，操縱作用桿與配氣內凸輪接觸聯接的一端安裝有滾輪。