[發明專利]內雙相凸輪驅動滾針滾子塊式內燃機

在審

• 申請號: 201610059181.4
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105697144A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 梁尚明;陳飛宇;徐毅;李華;林光春
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F02B75/32
• 分類號: F02B75/32;F02B75/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及燃氣動力領域，更具體地說，是一種內雙相凸輪驅動滾針滾子塊式內燃機。

背景技術

目前普遍使用的內燃機是四沖程曲軸連桿型內燃機，這種內燃機的傳動結構都采用曲 柄連桿機構，通過連桿帶動曲軸，從而將活塞的直線運動轉化為曲軸的旋轉運動。由于這種 內燃機是靠活塞的直線運動和連桿的平面運動來驅使曲軸作旋轉運動，從而造成各運動副之 間存在著較大的摩擦，導致內燃機傳動效率低。曲軸連桿型內燃機還有如下主要缺陷：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 內燃機壽命縮短；結構復雜、加工、制造、裝配等都比較困難。

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

發明內容

本發明的目的是：為克服現有曲軸連桿型內燃機存在的上述缺陷，本發明提供一種結 構簡單緊湊、體積小、沖擊振動小、運轉平穩、功率大、壽命長、效率高的低速大扭矩四沖 程內燃機——內雙相凸輪驅動滾針滾子塊式內燃機。

本發明為解決其技術問題所采取的技術方案是：一種內雙相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)、外凸內兩相內凸輪(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：在外凸內兩相內凸輪(10)的周圍環形對稱均布八個氣缸(4)， 外凸內兩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兩相內凸輪(10)旋轉，外凸內兩相 內凸輪(10)將動力經兩相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，外凸內兩相內凸輪(10)將內燃機和兩相內凸輪滾針 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。

在上述技術方案中，外凸內兩相內凸輪滾針滾子塊傳動機構由凸輪機構和兩相內凸輪 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 兩相內凸輪(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)與外凸內兩相內凸輪(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)始終與外凸內兩相內凸輪(10)接觸，每個氣缸 都配有活塞、帶滾子的推桿及彈簧；兩相內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構由外凸內兩相內凸 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。外凸內兩相內凸輪(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，內部是雙偏心圓或橢圓形兩相內凸輪，故外凸內兩相內凸輪(10)既是凸輪機構中的 凸輪，又是兩相內凸輪滾針滾子塊活齒傳動機構中的兩相內凸輪，整個兩相內凸輪滾針滾子 塊活齒傳動機構內置于外凸內兩相內凸輪(10)的內部。上述兩相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 外凸內兩相內凸輪(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。