[發(fā)明專利]無曲軸凸輪行星傳動式內(nèi)燃機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910216340.7
• 申請日: 2009-11-25
• 公開（公告）號: CN101705867A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 梁尚明;黃博;莫春華
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F02B75/00
• 分類號: F02B75/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及燃氣動力領域，更具體地說，是一種無曲軸凸輪行星傳動式內(nèi)燃機。

背景技術

目前，常見的內(nèi)燃機多為四沖程曲軸連桿型內(nèi)燃機，這種內(nèi)燃機的傳動結(jié)構都采用曲柄連桿機構，通過連桿帶動曲軸，從而將活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。由于這種內(nèi)燃機是靠活塞的直線運動和連桿的平面運動來壓迫驅(qū)使曲軸作旋轉(zhuǎn)運動，從而造成各運動副之間存在著較大的摩擦，導致內(nèi)燃機傳動效率低。曲軸連桿型內(nèi)燃機還有如下主要缺點：體積大；連桿、曲軸上的不平衡離心力較大；沖擊大，振動大；并由此引起較大的機械磨損，使內(nèi)燃機壽命縮短；結(jié)構復雜、加工、制造、裝配等都比較困難。

此外，一般內(nèi)燃機與變速裝置是兩個獨立的機器，通常內(nèi)燃機需另外安裝減速器用于后續(xù)變速，造成體積龐大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為克服現(xiàn)有曲軸連桿型內(nèi)燃機存在的上述缺點，本發(fā)明提供一種可變速、結(jié)構簡單緊湊、體積小、沖擊振動小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、功率大、壽命長、效率高的四沖程內(nèi)燃機——無曲軸凸輪行星傳動式內(nèi)燃機。

本發(fā)明為解決其技術問題所采取的技術方案是：一種無曲軸凸輪行星傳動式內(nèi)燃機，主要由進氣門(1)、氣缸蓋(2)、氣缸(3)、排氣門(4)、缸體(5)、推桿(6)、活塞(7)、凸輪行星傳動機構、起動系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等組成，其特征在于：八個氣缸(3)環(huán)形對稱均布在凸太陽輪(12)的周圍，氣缸(3)中的活塞(7)的往復直線運動通過凸輪行星傳動機構轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運動——氣缸活塞(7)的驅(qū)動力通過推桿(6)直接作用于凸太陽輪(12)上，推動凸太陽輪(12)旋轉(zhuǎn)，動力由凸太陽輪(12)經(jīng)行星傳動傳給輸出軸輸出。

在上述技術方案中，凸輪行星傳動機構由凸輪機構和2K-H型行星傳動機構組合而成.其中，凸輪機構由推桿(6)、滾輪(9)、凸太陽輪(12)、缸體(5)、彈簧(8)組成，推桿(6)的一端與活塞(7)固定聯(lián)接，另一端裝有滾輪(9)，滾輪(9)使推桿(6)與凸太陽輪(12)的接觸由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，彈簧(8)的一端固定在活塞(7)下面，另一端固定在氣缸下部的凸臺上，彈簧(8)使推桿上的滾輪(9)始終與凸太陽輪(12)接觸，每個氣缸都配有活塞、帶滾輪的推桿及彈簧；2K-H型行星傳動機構由凸太陽輪(12)、周向均布的三個行星輪(13)、系桿(10)、太陽輪(11)、與太陽輪(11)固連的太陽輪軸(14)、系桿軸(15)組成.凸太陽輪(12)的外表面是凸輪輪廓、內(nèi)部是內(nèi)齒圈齒廓，故凸太陽輪(12)既是凸輪機構中的凸輪，又是2K-H型行星傳動機構中的太陽輪，整個行星傳動機構內(nèi)置于凸太陽輪的內(nèi)部.凸太陽輪(12)的外表面凸輪輪廓曲線可以根據(jù)實際設計需要選定，以獲得最佳的動力學性能，提高內(nèi)燃機的能量轉(zhuǎn)換效率.凸太陽輪(12)、太陽輪(11)和系桿(10)三個零件的軸心線重合并由機架支承，行星輪(13)由系桿(10)支承，并分別于凸太陽輪(12)和太陽輪(11)嚙合.

在上述技術方案中，內(nèi)燃機的動力輸出軸可有兩根，即太陽輪軸(14)和系桿軸(15)，通過對這兩根軸的控制可實現(xiàn)內(nèi)燃機的變速，若固定系桿軸(15)，以太陽輪軸(14)為輸出軸，則可實現(xiàn)高速輸出；若固定太陽輪軸(14)，以系桿軸(15)為輸出軸，可以實現(xiàn)低速大扭矩輸出。

在上述技術方案中，凸太陽輪(12)的外部為具有四個互成90°夾角凸出部分的四相凸輪，八個氣缸(3)環(huán)形對稱均布在凸太陽輪(12)的周圍，其中任意兩個相隔180°對稱布置的氣缸活塞(7)工作狀態(tài)同步，將工作狀態(tài)同步的兩個氣缸活塞作為一組，四組氣缸活塞依次進行吸氣沖程、壓縮沖程、氣體燃燒做功沖程和排氣沖程，相鄰兩組氣缸的活塞沖程進程對應于凸太陽輪(12)轉(zhuǎn)角的相位差為45°。

本發(fā)明還采取了其他一些技術措施。

與已有技術相比本發(fā)明的主要發(fā)明點在于：

①、八個氣缸環(huán)形對稱均布在凸太陽輪周圍，氣缸活塞通過推桿直接作用于凸太陽輪上，動力由凸太陽輪經(jīng)行星傳動傳給輸出軸輸出，與曲軸連桿型內(nèi)燃機相比，本發(fā)明內(nèi)燃機軸向尺寸大大減小。

②、凸太陽輪的外部為具有四個互成90°夾角凸出部分的四相凸輪，而內(nèi)部為內(nèi)齒輪的結(jié)構，將2K-H型行星傳動機構內(nèi)置于凸輪機構中，使凸輪機構中的凸輪和行星傳動機構中的太陽輪合二為一，得到凸輪行星傳動機構，并用該新機構取代現(xiàn)有曲軸連桿型內(nèi)燃機中的曲柄連桿機構，將行星傳動技術引入內(nèi)燃機技術領域，不但徹底去除了曲軸和連桿，而且將內(nèi)燃機與變速裝置(減速器或增速器)合二為一，得到了一種結(jié)構緊湊、小巧的新型動力機器。