[實用新型]一種圓柱凸輪式無曲軸內燃機

有效

• 申請號: 201820965361.3
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN208619228U
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 李德勝
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: F02B75/40
• 分類號: F02B75/40;F01L1/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種圓柱凸輪式無曲軸內燃機，在缸體上環形均勻分布若干個氣缸，通過氣缸內活塞帶動活塞推桿部套直線往復運動，進而通過滾子驅動圓柱凸輪軸產生旋轉運動，最后動力由圓柱凸輪軸輸出；圓柱凸輪機構包括圓柱凸輪軸和滾子，圓柱凸輪軸與缸體通過軸承聯接，圓柱凸輪軸上設有凸輪廓線，通過凸輪廓線與滾子聯接，滾子為耐高溫滾輪軸承。本實用新型取消傳統內燃機中的曲軸連桿機構，采用長徑比相對較小的圓柱凸輪軸作為輸出軸，既可以實現對每一沖程行程的獨立配置，又可將一個工作循環的周期由原720°變為360°，實現輸出軸每轉一周就出現一次做功沖程，還可減小內燃機外形尺寸，促進內燃機和整車輕量化設計。

技術領域

本實用新型涉及內燃機技術領域，具體涉及一種圓柱凸輪式無曲軸內燃機。

背景技術

四沖程曲軸連桿式內燃機是目前使用較為普遍的一種內燃機形式，該結構形式決定了其不可避免的一些缺點，如：運動副間摩擦較為顯著導致傳動效率不夠高，每個沖程只能設計成相同的行程。此外，曲軸連桿式內燃機還有以下不足：體積龐大不利于整機輕量化設計，曲軸連桿機構由于材料連續性較差而產生較大的不平衡和離心力，引發的沖擊振動烈度較高，復雜結構導致零部件在加工制造和裝配等各環節中均存在困難。

為進一步克服上述不足，本實用新型提供一種內燃機結構設計方案，即一種圓柱凸輪式無曲軸內燃機。

發明內容

本實用新型目的在于提供一種圓柱凸輪式無曲軸內燃機，以解決現有曲軸連桿式內燃機中存在的摩擦大、行程單一、振動烈度高及零部件成型困難等問題。

為此目的，本實用新型采用以下技術方案：一種圓柱凸輪式無曲軸內燃機，包括缸體、缸蓋、配氣機構、圓柱凸輪機構、活塞推桿部套，其中：在缸體上環形均勻分布若干個氣缸，通過氣缸內活塞帶動活塞推桿部套直線往復運動，進而通過滾子驅動圓柱凸輪軸產生旋轉運動，最后動力由圓柱凸輪軸輸出；圓柱凸輪機構包括圓柱凸輪軸和滾子，圓柱凸輪軸與缸體通過軸承聯接，圓柱凸輪軸上設有凸輪廓線，通過凸輪廓線與滾子聯接，滾子為耐高溫滾輪軸承；活塞推桿部套包括活塞、推桿和彈簧，推桿一端通過銷軸聯接有活塞，另一端與滾子固聯，推桿上設置有導向軸段，缸體上設置導向孔；導向軸段和導向孔為移動副聯接；推桿與圓柱凸輪軸之間通過滾子和凸輪廓線接觸形成高副聯接，推桿上設有彈簧，彈簧兩端均設置為磨平并緊，一端固定在推桿端部的擋片一上，另一端固定在缸體前部的擋片二上。

進一步的所述推桿上設有導向軸段，所述缸體上設有導向孔，二者通過配合實現移動副，防止所述滾子與凸輪廓線之間出現偏移。

進一步的圓柱凸輪軸采用焊后成型的方式，設計為中空軸。

進一步的所述推桿上設有彈簧，所述彈簧兩端均磨平并緊，彈簧一端與推桿上擋片一固聯，另一端與缸體上的擋片二固聯。

進一步的所述圓柱凸輪軸由軸承固定在缸體上并且軸線通過氣缸所在圓周的圓心，圓柱凸輪軸外表面設有凸輪廓線，所述凸輪廓線與滾子相連，所述滾子數量與氣缸數量相同。

一種圓柱凸輪式無曲軸內燃機設計方法，其中：在缸體上環形均勻分布若干個氣缸，內燃機工作時，在任何一時刻總有一個氣缸工作于做功沖程，圓柱凸輪軸的轉角為360°，圓柱凸輪軸外表面凸輪廓線對每一沖程的行程實現獨立設計和配置，一個工作周期內，四個不同沖程設計不同的行程：

1）對于進氣沖程，通過增加凸輪廓線中進氣段的廓線高度進行加大進氣行程Ha，再輔以設置提前進氣角和遲閉角，實現氣缸進氣量的增大；

2）對于壓縮沖程，通減少凸輪廓線中壓縮段的廓線高度予以縮短壓縮行程Hb，控制壓縮比和避免爆震現象；

3）對于做功沖程，通過加大凸輪廓線中做功段的廓線高度進行增大做功行程Hc，以此提升內燃機的動力性能；