[發明專利]一種具有單邊型槽的功率傳輸機構及旋轉活塞發動機

在審

• 申請號: 202110306692.2
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112943445A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王英俊
• 申請（專利權）人: 王浩然
• 主分類號: F02B53/14
• 分類號: F02B53/14;F02B55/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有單邊型槽的功率傳輸機構，用于差速旋轉扇形活塞發動機的轉角控制。這種功率傳輸機構包含外殼以及單邊型槽、動力連桿和滑動組合，單邊型槽固定在發動機缸體端面上或是外殼內環面。本發明的特征在于整套機構僅依靠單邊型槽的內側面限制和引導發動機的轉角控制。較之于其它結構，這種結構和連接方式改善了接觸面之間的工作方式，容差能力強，有利于解決振動和磨損問題。

技術領域

本發明涉及發動機技術領域。具體而言，涉及一種具有單邊型槽的功率傳輸機構及旋轉活塞發動機，尤其適用于航空領域。

背景技術

本發明所述的旋轉活塞發動機可以認為屬于卡爾茨差速發動機。這種差速發動機屬于特種發動機。在這種發動機中，點燃（壓燃）后的高壓燃氣直接推動活塞加速旋轉，因此省去了連桿曲柄機構和進排氣閥門機構，機件受力小，因而具有整機體積小，重量輕的特點。但是由于兩組活塞均是變速轉動，因此需要一套功率傳輸機構將它的動力以勻速轉動的方式輸出。

卡爾茨差速發動機至少有兩組扇形活塞共軸套裝并交錯設置，依靠兩組扇形活塞之間的周期性轉速變化使得活塞與氣缸圍成周期性變化的密閉空間，以此實現熱力循環和功率輸出。

通常人們認為發動機的功率傳輸線路中不應該存在承載能力低的平面或點或線接觸的運動副。但實際上，很多，甚至大多數主軸承采用滾動軸承本身就是高副聯接。

特別是對于卡爾茨差速發動機來說，燃氣爆發壓力直接推動活塞旋轉，規避了傳統發動機活塞承受的巨大沖擊力。功率傳輸線路中機件承受的沖擊力往往只有傳統發動機的1/10左右。

對于卡爾茨差速發動機的功率傳輸機構來說，最重要的是如何將它的動力以勻速轉動的方式輸出。從目前已有的結構來看，能滿足兩組活塞相對運動的機構有齒輪機構、連桿機構、凸輪機構、萬向節機構和橢圓齒輪機構。

目前來看，萬向節機構和橢圓齒輪機構單級變速能力不足，如果多級運作，整套機構就會和齒輪機構一樣繁雜。再加上它們都無法解決動作的平衡性，難以保證工作可靠性和壽命。所以這些轉換機構中只有凸輪-連桿機構可以實現活塞變速轉動的內部平衡。

發明內容

本發明是通過以下技術方案實現以上技術特點的：本發明公開了一種具有單邊型槽的功率傳輸機構，具有單邊型槽的功率傳輸機構包括外殼以及單邊型槽、動力連桿和滑動組合，外殼扣合于發動機缸體端面上，單邊型槽固定于發動機缸體端面上或是外殼內環面，動力連桿兩端分別鉸接于滑動組合與發動機活塞軸伸出部接耳，滑動組合包括滑塊和滑桿，滑塊同時貼合于單邊型槽的內側和滑桿的徑向滑槽，滑塊還與動力連桿鉸接，滑桿帶有中心軸，對外輸出動力。滑桿通過中心軸安裝于外殼的軸承座中。

優選地，為了保證兩組扇形活塞以預定角速度變化規律旋轉，單邊型槽的平面形狀呈“8”字形。

優選地，為了通過型槽控制活塞旋轉角度，滑塊由滑軸和滑芯構成。滑塊包括滑軸和至少2個滑芯，即第一滑芯與第二滑芯，第一滑芯貼合于單邊型槽的內側面，第二滑芯貼合于滑桿的徑向滑槽，第一滑芯與第二滑芯都鉸接安裝于滑軸上。

優選地，為了降低接觸應力，第一滑芯的外側面為弧形，弧形的曲率等于單邊型槽的最大曲率。

優選地，為了進一步將降低摩擦損失，滑塊還可以包括滑軸、滑芯和至少1個滾動軸承，滾動軸承貼合于單邊型槽的內側面并鉸接安裝于滑軸上，滑芯鉸接安裝于滑軸上并貼合于滑桿的徑向滑槽。

優選地，為了提高滾動軸承的承載能力并且使得結構更加緊湊，滾動軸承選型為滾針軸承。

優選地，為了保證動力連桿和發動機活塞軸伸出部接耳之間構成對稱圖形，進而使得活塞運動平衡，同時為了通過相互制約保證單面型槽即可控制活塞轉動角度，動力連桿不少于3根。

優選地，為了保證整套功率傳輸機構的動平衡，功率傳輸機構還包括平衡連桿和平衡配重，平衡連桿內端與發動機活塞軸伸出部接耳鉸接，平衡連桿外端與平衡配重鉸接。