[實(shí)用新型]一種雙向?qū)к壷陛S內(nèi)燃機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020142321.2
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN201705468U
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石多奇;尹濤;王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F02B75/40
• 分類號: F02B75/40
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)，尤其涉及一種雙向?qū)к壷陛S內(nèi)燃機(jī)，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

(二)背景技術(shù)

當(dāng)前，為器械提供動力的動力裝置主要分為兩大類：熱動力裝置和電動力裝置，熱動力裝置的能源是推進(jìn)劑(又稱燃料)，利用推進(jìn)劑燃燒反應(yīng)釋放的熱能來做功，所以其發(fā)動機(jī)是熱力發(fā)動機(jī)。熱力發(fā)動機(jī)按照其燃燒發(fā)生的場所不同可分為內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)由于其較高的燃燒效率和緊湊的結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用。內(nèi)燃機(jī)中廣泛應(yīng)用于地面器械的是活塞式內(nèi)燃機(jī)，它是通過燃料燃燒推動活塞往復(fù)運(yùn)動做功，通過傳動機(jī)構(gòu)將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為器械提供動力。因而，對于活塞式發(fā)動機(jī)，其傳動機(jī)構(gòu)的選擇將對發(fā)動機(jī)的工作性能及效率產(chǎn)生極大的影響，目前應(yīng)用于活塞式發(fā)動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)為曲柄連桿機(jī)構(gòu)。

曲柄連桿機(jī)構(gòu)是一種四連桿的機(jī)械機(jī)構(gòu)，它的原理十分簡單，在活塞式發(fā)動機(jī)里，該機(jī)構(gòu)是通過連桿和曲軸實(shí)現(xiàn)的，但在實(shí)現(xiàn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化過程中，連桿的橫向振動一直是一個難以解決的問題，甚至成為了制約活塞式發(fā)動機(jī)持續(xù)發(fā)展的瓶頸。以往的工程師們已通過在曲軸上增加合適的配重來減小這種橫向振動，但很顯然的是，欲徹底的消除橫向振動，只能尋求新型的傳動機(jī)構(gòu)來代替曲柄連桿機(jī)構(gòu)。目前較為成熟的方案為日本馬自達(dá)公司采用的三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，它運(yùn)用三角活塞在一個類跑道形汽缸中做圓周加往復(fù)的疊加運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的轉(zhuǎn)化，但由于它特殊的活塞型式，造成的活塞與汽缸的磨損加劇，導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)壽命的大幅下降。這種現(xiàn)狀使三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)很難用作為家用汽車的動力裝置。

那么，為了即不改變活塞在汽缸中的運(yùn)動型式(上下往復(fù)運(yùn)動)，又采用新型機(jī)構(gòu)將這種往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，應(yīng)首先從活塞的運(yùn)動規(guī)律考慮?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動規(guī)律可認(rèn)為是機(jī)械振動中的簡諧振動形式，如果把活塞視為一個質(zhì)點(diǎn)，由一個圍繞活塞周向做勻速圓周運(yùn)動的光源將該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動過程投影到一個假想的圓柱面上，這個圓柱面上即形成了一個封閉的正弦曲線軌跡，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)活塞往復(fù)運(yùn)動的周期和光源圓周運(yùn)動的周期，使前者是后者的一半，圓柱面上便形成了一個兩個波長的封閉正弦曲線。那么反過來考慮，就產(chǎn)生了由旋轉(zhuǎn)著的帶有正弦曲線的圓柱面來約束活塞的往復(fù)運(yùn)動這一新思路。這樣一來為發(fā)動機(jī)帶來了更多的優(yōu)勢：一是完全的避免了運(yùn)動件的橫向振動；二是將活塞中心軸與輸出軸的中心軸重合，形成了不同于以往曲柄連桿發(fā)動機(jī)的直角傳動機(jī)構(gòu)，由曲軸發(fā)動機(jī)改變?yōu)橹陛S發(fā)動機(jī)，這一改變?yōu)榛钊l(fā)動機(jī)在航空航海領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了可能性和優(yōu)勢。

基于這種思路，應(yīng)用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動的轉(zhuǎn)化，便形成了該雙向?qū)к壷陛S內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)無曲柄連桿機(jī)構(gòu)，取而代之為雙向?qū)к墮C(jī)構(gòu)，消除了活塞對汽缸的側(cè)向壓力，可平穩(wěn)的提供低轉(zhuǎn)速大扭矩的做功能力，結(jié)構(gòu)緊湊，適合微型化，其直軸的特點(diǎn)使該發(fā)動機(jī)隨載體前進(jìn)時(shí)的阻力面積較小，因此尤其在航空與航海領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用發(fā)展前景。

(三)實(shí)用新型內(nèi)容

1.目的：

本實(shí)用新型的目的是提供一種雙向?qū)к壷陛S內(nèi)燃機(jī)，它應(yīng)用雙向?qū)к墮C(jī)構(gòu)克服了傳統(tǒng)曲軸內(nèi)燃機(jī)的橫向振動大的不足，是一種可平穩(wěn)的提供低轉(zhuǎn)速大扭矩的做功能力，結(jié)構(gòu)緊湊，阻力面積非常小的新型內(nèi)燃機(jī)。

2.技術(shù)方案

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一種雙向?qū)к壷陛S內(nèi)燃機(jī)，它由缸蓋1、缸套2、汽缸3、活塞4、過渡機(jī)匣5、密封圈6、球軸承7、曲線導(dǎo)軌8、導(dǎo)軌定位銷9、機(jī)匣10、輸出主軸11、滑塊12、傳動銷13、滑塊銅套14、化油器15和槳墊16組成，其位置連接關(guān)系是：缸蓋1與汽缸3用螺栓連接在一起，缸套2用間隙配合安裝在汽缸3內(nèi)部；活塞4外圓柱表面與缸套2內(nèi)圓柱表面接合并可沿圓柱母線方向往復(fù)運(yùn)動；活塞4下方通過銷釘與滑塊12連接；滑塊銅套14套在滑塊12的兩端，滑塊銅套14的兩側(cè)與過渡機(jī)匣5的軌道槽配合接觸；傳動銷13通過軸承連接在滑塊內(nèi)部并可自由轉(zhuǎn)動，傳動銷13外端分別與兩個曲線導(dǎo)軌8接觸；曲線導(dǎo)軌8通過導(dǎo)軌定位銷9固定在輸出主軸11內(nèi)部；輸出主軸11通過球軸承7連接在機(jī)匣10內(nèi)部；密封圈6放在機(jī)匣10與過渡機(jī)匣5之間；汽缸3、過渡機(jī)匣5、機(jī)匣10用螺栓進(jìn)行固連；化油器15通過螺栓與機(jī)匣10小端的平面連接；槳墊16套在輸出主軸11小端。

所述汽缸3如圖3所示，為一圓筒形厚壁零件，圓筒外表面設(shè)有若干個散熱溝槽，圓筒內(nèi)表面對稱設(shè)置有兩個掃氣槽和一個進(jìn)氣槽，圓筒的側(cè)面設(shè)有一個矩形排氣口，排氣口處的外表面設(shè)置有矩形凸臺；

所述活塞4如圖4所示，由活塞體和連桿兩部分組成，活塞體為一圓柱形杯體，連桿為一兩端帶孔的桿件，連桿一端通過銷釘與活塞體連接，另一端與滑塊12連接；