[發明專利]一種無連桿式對置活塞二沖程內燃機

在審

• 申請號: 201711313754.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108049972A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 馬富康;張磊;馮耀南;蘇鐵熊;王強;許俊峰
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: F02B75/28
• 分類號: F02B75/28;F02B75/32;F02M61/14
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

本發明公開的一種無連桿式對置活塞二沖程內燃機，包括氣缸套，氣缸套的兩側分別設置有對置活塞，對置活塞上設置有動力輸出機構，動力輸出機構上設置有同步機構，氣缸套的內部設置有雙噴油器，動力輸出機構在同步機構的約束下，將對置活塞在氣缸套內的往復直線運動轉換為旋轉運動，完成動力輸出。本發明結構簡單合理、摩擦損耗低、機械效率高，可有效消除由傳統的曲柄連桿機構所產生的活塞與氣缸套之間的側壓力，能夠靈活控制對置活塞的相對運動規律，實用性好，值得推廣。

技術領域

本發明屬于內燃機技術領域，具體涉及一種無連桿式對置活塞二沖程內燃機。

背景技術

對置活塞二沖程內燃機由于取消了氣缸蓋和氣門機構，依靠氣缸套上的進排氣口完成缸內換氣，具有結構簡單緊湊、功率密度高、成本低、質量輕、制造繼承性好等優點。傳統的對置活塞二沖程內燃機往往采用對置曲柄連桿機構實現對置活塞的往復運動和相對同步，在活塞往復運動過程中，缸內燃氣力作用在活塞上以后會分解成沿著連桿方向的連桿力和垂直氣缸套的側壓力。由于對置活塞對氣缸套兩側的側壓力作用，使得傳統曲柄連桿機構式對置活塞二沖程內燃機在工作過程中繞著內止點中心產生振動。同時，活塞和缸套之間側壓力的作用使得二者摩擦力增加，機械效率下降。活塞組件和連桿小頭在氣缸中做往復直線運動會產生往復慣性力，而偏離曲軸軸線的曲柄、曲柄銷和連桿大頭繞曲軸軸線作圓周運動則會產生旋轉慣性力，在往復慣性力和旋轉慣性力的聯合作用，會使內燃機產生劇烈的振動，同時也加大了內燃機機件的變形和磨損程度；這些都直接影響曲柄連桿機構式對置活塞二沖程內燃機的機械效率。

對置活塞發動機同步機構是將兩側曲軸的輸出扭矩進行匯合并保證兩側活塞保持同步運動。目前，對置活塞發動機同步機構主要有三種形式：內外連桿式同步機構、“螺旋錐齒輪+驅動軸”傳動形式和直齒輪同步機構。內外連桿式同步機構，主要特點是曲軸的三個曲拐都采用并列連桿布置。中心曲軸與內活塞的連桿連接，而外曲拐則通過外側的長連桿與外活塞連接。與此相似的同步機構有容克MK的動力裝置、CLM發動機和多克斯福德發動機，但該同步機構只適合單曲軸的對置發動機。“螺旋錐齒輪+驅動軸”同步機構，通過曲軸上的螺旋錐齒輪和傳動軸將動力匯合，因此兩側曲軸的旋轉方向一致。費莫38型發動機自1933年研制以來，衍生了很多變型機，部分小缸徑機型逐步停產，但大缸徑機型一直生產。在對置活塞發動機研發初期曾采用鏈傳動來實現同步，但由于該機型兩側曲軸距離較大，在變工況時容易使鏈條發生抖動而放棄了鏈傳動方案。直齒輪同步機構是在兩側曲軸上各安裝一個齒輪，并通過布置在兩側曲軸間的若干個直齒輪實現動力匯合。容克207型發動機的同步機構通過兩側曲軸間的三個直齒輪來實現同步，隸屬于Jumo204～209型發動機系列。類似的同步機構還有馬克10發動機和雷蘭德L60發動機的同步機構，兩者的不同點在于兩側曲軸間的齒輪數。雷蘭德L60與Jumo205一樣都是三個齒輪，馬克10為兩個齒輪，所以馬克10兩側曲軸的旋轉方向相反。上述三種同步機構均有各自的優缺點，由于直齒輪的尺寸公差影響到運行噪聲和背隙控制，若傳動距離過長，可能會影響兩側曲軸旋轉相位差的精度，同時軸傳動方式本身又存在一定的軸向力作用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種無連桿式對置活塞二沖程內燃機，以便解決現有技術中的不足。

本發明的技術方案是：一種無連桿式對置活塞二沖程內燃機，包括氣缸套，所述氣缸套的兩側分別設置有對置活塞，所述對置活塞上設置有動力輸出機構，所述動力輸出機構上設置有同步機構，所述氣缸套的內部設置有雙噴油器，所述動力輸出機構在同步機構的約束下，將對置活塞在氣缸套內的往復直線運動轉換為旋轉運動，完成動力輸出和匯流。

優選的，所述對置活塞包括結構相同的進氣活塞和排氣活塞，所述進氣活塞和排氣活塞分別位于氣缸套的進氣側和排氣側，所述對置活塞包括圓柱基體，所述圓柱基體穿設在氣缸套內，且與氣缸套的內壁滑動連接，所述圓柱基體的中部設置有凸起，所述凸起上設置有安裝孔一，所述安裝孔一的軸線與圓柱基體的軸線垂直，所述凸起上還設置有多個減重孔。