[發明專利]環形面齒輪振子內燃機

在審

• 申請號: 201310434819.4
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104454152A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 吳結華;吳澎;彭蔓霞;彭方來;吳衛志;胡金蘭
• 申請（專利權）人: 吳結華
• 主分類號: F02B53/00
• 分類號: F02B53/00;F02B55/02;F02B55/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于動力機械領域，具體涉及一種環形面齒輪振子內燃機。

背景技術：

往復活塞曲軸連桿式內燃機是應用最廣泛的動力機械。活塞往復慣性周期性變化，在飛輪旋轉慣性力作用下完成，形成周期性扭矩，傳給支承的作用力也呈周期性變化，這種不平衡產生的振動危害極大。一般采用適當的氣缸數，氣缸排列，曲拐布置，以及在曲軸上加平衡塊來改善平衡。多缸并用必然帶來體積擴大，設計調試復雜化。另外曲軸系統的彈性和慣性產生的扭震是曲軸連桿式內燃機的又一大危害，消除扭震技術更為復雜，且不能完全避免。

發明內容：

本發明旨在提供一種高平衡系數，無扭震，結構緊湊，功率、體積適應范圍廣的內燃機。具體涉及一種環形面齒輪振子內燃機。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：摒棄活塞、曲軸、連桿結構，設計一種全新的內燃機型制，利用燃料燃燒膨脹，直接推動轉子轉動做功。

本發明所設計的環形面齒輪振子內燃機，由振子、轉子、外筒、吸排氣閥、火花塞組成，一個轉子同軸固定在轉軸一端，另一轉子同軸固定在轉軸另一端并被轉軸貫穿出一小段，兩轉子間同軸安裝環形面齒輪振子；轉子、振子、轉軸串好后安裝在外筒內，轉子及轉軸可在外筒內轉動，振子被銷在外筒槽內，只能軸向滑動，不能轉動，通過軸向滑動振子與轉子面齒輪的嚙合，完成吸氣、壓縮、做功、排氣過程。

振子是兩端為面齒輪的環形筒，內徑剛好被轉軸穿入，外徑剛好穿入外筒，用銷安裝在外筒內，能在外筒內徑向滑動，不能繞軸轉動，環形振子兩端面齒輪均為兩齒兩槽，齒與槽輪廓線能完全吻合。

轉子是一端平面一端齒面的環形筒，內徑能緊固在轉軸上不能相對轉動，外徑能穿入外筒，能在外筒內轉動，轉子兩齒面錯開半周期相對地同軸安裝在轉軸上，兩齒面間距剛好安裝環形面齒輪振子，兩轉子齒面均為兩齒兩槽，與振子兩端面齒輪兩齒兩槽完全吻合。

振子兩端面齒輪和轉子一端齒面，其齒與槽的輪廓線展開后為峰谷吻合的齒型波或正弦波。

外筒相應的位置開4個吸、排氣孔安裝控制閥，閥周期性開、閉，輔助完成吸、排氣沖程。

振子兩端面齒輪上各設兩個火花塞，周期性點火，輔助完成做功沖程。

轉動轉軸，帶動安裝在轉軸上的轉子同步轉動，外筒內側轉子齒面與振子齒面相互作用，推動振子沿軸向外側運動，內側轉子與振子間空間變大，形成真空，吸氣閥打開，吸入燃料、空氣混合氣；振子沿軸向外側運動，外側轉子與振子間空間變小，氣體壓縮，排氣閥打開，排空氣體；隨著轉子繼續轉動，外側轉子撥動振子向內側移動，外側轉子與振子間空間變大，形成真空，吸氣閥打開，吸入燃料、空氣混合氣；振子向內側移動撥動內側轉子沿原來的轉動方向轉動，同時向內壓縮前1/4周期吸入的燃料空氣混合氣，直至齒、槽相吻，體積達到最小，此時振子內側端面火花塞點火，燃料燃燒，膨脹氣體推動轉子沿原來的轉動方向轉動進行做功，推動振子向外移動；振子向外側移動撥動外側轉子沿原來的轉動方向轉動，同時向外壓縮前1/4周期吸入的燃料空氣混合氣，直至齒、槽相吻，體積達到最小，此時振子外側端面火花塞點火，燃料燃燒，膨脹氣體推動振子向內移動，推動轉子沿原來的轉動方向轉動進行做功；振子沿軸向內側運動，內側轉子與振子間空間變小，氣體壓縮，排氣閥打開，排空氣體，準備下一周期的吸氣；

如上所述的環形面齒輪振子內燃機，軸轉動一周內外側各完成1次吸氣、壓縮、做功、排氣，每側每次吸氣、壓縮、做功、排氣都是在軸對稱的兩室內同時進行，因此輸出功只推振子內外運動，推動轉子連同轉軸在外筒內轉動，而不將作用力傳給支承，從根本上消除了不平衡。

如上所述的環形面齒輪振子內燃機，做功直接以轉子連同轉軸轉動輸出，沒有曲軸連桿系統，又從根本上消除了內燃機的扭震。

如上所述的環形面齒輪振子內燃機，平衡系數高，無扭震，無需組合使用，結構緊湊，功率、體積適應范圍廣，可廣泛適用于摩托車，汽車，直升機，以及機器人領域。

附圖說明

圖1是本發明的外筒剖開后正視圖，及其昂視圖。

圖2是本發明的轉子、振子、轉軸安裝視圖，及其昂視圖。

圖3是本發明的轉子、轉軸安裝視圖，及其昂視圖。

圖4是本發明的振子正視圖，及其昂視圖。

圖5是本發明的外筒剖視圖，及其昂視圖。

圖6是本發明圓筒形結構展開后吸氣、壓縮、做功、排氣過程示意圖。其中a-c為上吸氣下排氣，c-e為上壓縮下吸氣，e-g為上做功下壓縮，g-a上排氣下做功。