[發明專利]具有橢圓凸輪的往復活塞發動機

有效

• 申請號: 201310335311.9
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103343714A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 閻達;郭為忠
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F02B75/40
• 分類號: F02B75/40
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種活塞式發動機的技術領域的裝置，具體是一種具有橢圓凸輪的往復活塞發動機。

背景技術

活塞式發動機主要有往復活塞發動機和旋轉活塞發動機兩類。往復活塞發動機由德國工程師奧托首先研制成功，以曲柄滑塊作為動力系統。特點是傳動機構簡單可靠，不足是功率密度小。旋轉活塞發動機又分為兩類，一類是汪克爾（Wankel）轉子發動機，以轉子固定比例的自轉公轉速度與缸體圍成變化容積的汽缸，直接輸出功率。特點是功率密度大，不足是密封困難。另一類以庫爾茲發動機（Kauertz?engine），這種發動機有兩個轉子，各自配有一對位置相對的活塞，兩個轉子連同他們的活塞，是用傳動桿、連桿以及一對齒輪連鎖在一起的。工作時，由于固定的太陽齒輪和轉動的行星齒輪及其他聯動裝置，使主副轉子和活塞同向一個方向轉動。但主轉子和活塞以等角速度轉動而副轉子及活塞以變角速度轉動。特點是功率密度大，不足是傳動機構較復雜。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN202073635，公開日2011-12-14，公開了一種四轉子活塞發動機，包括動力軸、反轉動力軸以及兩個動力缸組件，所述每個動力缸組件均包括外端蓋、氣缸體、內端蓋以及轉子Ⅱ和轉子Ⅰ，所述氣缸體、外端蓋和內端蓋組合構成缸體，所述轉子Ⅱ和轉子Ⅰ呈交錯狀安裝于缸體內并在缸體內轉動；還包括反向同步組件和兩個差速驅動組件，所述一個差速驅動組件和一個動力缸組件連接并形成一套雙轉子活塞動力單元，所述反向同步組件設于兩套雙轉子活塞動力單元之間。但該現有技術差速機構非常復雜。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種具有橢圓凸輪的往復活塞發動機，將活塞的往復角位移運動直接轉變為主軸的轉動。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：主軸、四個活塞、四個連桿、兩個缸體和四個橢圓凸輪，其中：主軸穿過缸體且與四個橢圓凸輪的中心依次相連，相鄰的兩個橢圓凸輪互成45°相位角，每個橢圓凸輪分別與一個連桿相連，每個連桿分別與一個活塞相連，每個缸體分別有兩個汽缸，每個汽缸分別與一個連桿相連。

所述的連桿包括：形狀為兩個對角扇形的主體和中心軸，其中：中心軸連接于主體的側面中心且與氣缸相連，主體的兩個對角扇形的兩個面相互垂直且均與橢圓凸輪的外表面相切。

所述的橢圓凸輪的橢圓的長短軸比值為1.732。

所述的每個橢圓凸輪的外表面均勻設有12個軸，每個軸上設有1個滾子，起到減小橢圓凸輪與連桿之間的摩擦作用。

所述的活塞的結構為扇形，其中心軸孔與連桿的中心軸相連，一個缸體中，兩對連桿和活塞其中一對前后連接即連桿設置于活塞前側，另一對后前連接即連桿設置于活塞后側。兩個缸體中的連桿活塞布置完全相同。

所述的主軸的端部連接有飛輪，由于橢圓凸輪與連桿每個主軸周期存在4個死點，因此設計足夠轉動慣量的飛輪以保證足夠慣性沖過死點來保證發動機的連續做功。

本發明通過橢圓凸輪和直角形的連桿的共軛曲面運動，將活塞的往復角位移運動直接轉變為主軸的轉動，而且采用了扇形活塞的設計，滿足了大功率密度的要求，結構簡單，制造容易，成本較低。

附圖說明

圖1為本發明的單個橢圓凸輪的連接示意圖；

圖2為單個橢圓凸輪的連接分解圖；

圖3為圖1的正視圖；

圖4為四個橢圓凸輪的相位示意圖。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1至圖4所示，本實施例包括：主軸1、四個活塞3、四個連桿7、兩個缸體4和四個橢圓凸輪2，其中：主軸1穿過缸體4且與四個橢圓凸輪2的中心依次相連，相鄰的兩個橢圓凸輪2互成45°相位角，每個橢圓凸輪2分別與一個連桿7相連，每個連桿7分別與一個活塞3相連，每個缸體4分別有兩個汽缸，每個汽缸分別與一個連桿的中心軸相連。

所述的連桿7包括：形狀為兩個對角扇形的主體和中心軸，其中：中心軸連接于主體的側面中心，主體的兩個對角扇形的兩個面與橢圓凸輪2的外表面相切，該兩個面相互垂直。

所述的橢圓凸輪2的橢圓的長短軸比值為1.732。

所述的每個橢圓凸輪2的外表面均勻設有12個軸，每個軸上設有1個滾子，起到減小橢圓凸輪2與連桿7之間的摩擦作用。