[發明專利]任意齒差內凸輪驅動滾針滾子塊式內燃機

在審

• 申請號: 201610051647.6
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105715369A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 梁尚明;徐毅;陳飛宇;李華;林光春
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F02B75/02
• 分類號: F02B75/02;F02B75/22;F02B75/32
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1.任意齒差內凸輪驅動滾針滾子塊式內燃機，主要由氣缸蓋(1)、排氣門(2)、進氣門(3)、氣缸(4)、缸體(5)、推桿(6)、活塞(7)、彈簧(8)、滾子(9)、外凸內多相內凸輪(10)、滾針滾子塊活齒(11)、活齒架(12)、外凸輪(13)、輸出軸(14)、滾針(15)及起動系統、配氣系統、冷卻系統、供油系統、潤滑系統組成，其特征在于：在外凸內多相內凸輪(10)的周圍環形對稱均布八個氣缸(4)，外凸內多相內凸輪滾針滾子塊傳動機構將活塞的往復直線運動轉變為輸出軸的旋轉運動——氣缸活塞(7)通過推桿(6)的直線往復運動使得外凸內多相內凸輪(10)旋轉，外凸內多相內凸輪(10)將動力經任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動傳給與外凸輪(13)鍵連接的輸出軸(14)，最后動力由輸出軸(14)輸出，外凸內多相內凸輪(10)將內燃機和任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構有機地融為一體，使內燃機無需再配備減速器；上述外凸內多相內凸輪滾針滾子塊傳動機構由凸輪機構和任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構有機的組合而成；其中，凸輪機構由推桿(6)、滾子(9)、外凸內多相內凸輪(10)、缸體(5)、彈簧(8)組成，推桿(6)的一端與活塞(7)固定聯接，另一端裝有滾子(9)，推桿(6)與外凸內多相內凸輪(10)之間的接觸因滾子(9)由滑動摩擦聯接變為滾動摩擦聯接，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)使推桿上的滾子(9)始終與外凸內多相內凸輪(10)接觸，每個氣缸都配有活塞、帶滾子的推桿及彈簧；任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構由外凸內多相內凸輪(10)、滾針滾子塊活齒(11)、活齒架(12)、外凸輪(13)和與其鍵聯接的輸出軸(14)組成；外凸內多相內凸輪(10)的外表面是具有互成90°夾角且軸心對稱的四個凸出部分的四相凸輪，內部是具有三個互成120°夾角且軸心對稱的凸出部分的三相內凸輪，其自身質量完全平衡，其輪廓曲線為余弦曲線，故外凸內多相內凸輪(10)既是凸輪機構中的凸輪，又是任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構中的多相內凸輪，整個任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構內置于外凸內多相內凸輪(10)的內部；上述任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構中的滾針滾子塊活齒(11)由支架塊(16)、銷(17)、滾針(18)、滾針套筒(19)組成，銷(17)的兩端與支架塊(16)兩側的孔之間均為緊配合，安裝在支架塊(16)兩端的滾針套筒(19)由銷(17)支承并通過滾針(18)與支架塊(16)組成滾動聯接關系；活齒架(12)為套筒結構，沿該套筒結構的周向開有Z₁₂個徑向導槽，滾針滾子塊活齒(11)可在該徑向導槽中徑向移動，為使滾針滾子塊活齒(11)與活齒架(12)之間的接觸由滑動摩擦變為滾動摩擦，在活齒架(12)的徑向導槽內壁上沿徑向開有用以裝滾針(15)的溝槽，在該溝槽內裝有若干根滾針(15)，滾針滾子塊活齒(11)的支架塊(16)通過滾針(15)與活齒架(12)的徑向導槽組成滾動聯接關系，從而實現了滾針滾子塊活齒(11)與活齒架(12)之間的接觸由滑動摩擦變為滾動摩擦；滾針滾子塊活齒(11)兩端的滾針套筒(19)分別與外凸內多相內凸輪(10)的內凸輪輪廓和外凸輪(13)的外凸輪輪廓相嚙合各組成一個純滾動高副；外凸輪(13)的輪廓曲線是滾針滾子塊活齒(11)一方面隨活齒架(12)轉動，另一方面又在活齒架(12)的徑向導槽中移動的過程中，其內端滾針套筒(19)所處一系列位置的包絡線；外凸內多相內凸輪(10)的外表面凸輪輪廓曲線可以根據實際設計需要選定，以獲得最佳的動力學性能，提高內燃機的能量轉換效率；輸出軸(14)、外凸內多相內凸輪(10)、活齒架(12)和外凸輪(13)四個零件的軸心線重合并由機架軸承支承；滾針滾子塊活齒的齒數Z₁₂和外凸輪的波數Z₁₃相差為3，活齒架(12)與機架固聯，外凸輪(13)與輸出軸(14)鍵聯接；滾針滾子塊活齒(11)與外凸內多相內凸輪(10)、活齒架(12)、外凸輪(13)分別相嚙合，各嚙合處均形成滾動副；輸出軸轉速取決于外凸內多相內凸輪的轉速和任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動的傳動比，而適當選擇任意齒差內凸輪滾針滾子塊活齒傳動的配齒方案，可獲得較大的傳動比，可以實現低速大扭矩輸出。