專利名稱：集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大扭力、低轉數(shù)、零件高度集成的內(nèi)燃機發(fā)動機。
背景技術：
現(xiàn)有發(fā)動機技術主要是往復活塞式。往復活塞式發(fā)動機里面由曲軸把活塞的直線運動轉化為旋轉運動。四沖程的曲軸旋轉兩周、二沖程的曲軸旋轉一周，活塞分別完成吸氣、壓縮、做功、排氣四個動作。這四個動作需要由復雜的配氣傳動機構協(xié)同動作來完成。由于曲軸的慣性旋轉要求，1、限制了發(fā)動機的最低轉動速度；2、最佳的工況一般需要在5000轉左右；3、配氣機構組件零件之間配合的累積誤差，會造成進、排氣偏離正確的設計值；4、復雜的配氣機構組件、曲軸轉動組件占了發(fā)動機很大一部分制作成本。這也直接導致常規(guī)發(fā)動機制作成本高、輸出扭力低、能耗高、廢氣排放值高等缺點。ZL2010205966646曲滑道發(fā)動機，采用了特殊形狀及構造的曲滑道軸，曲滑道軸是一個在圓盤上開有曲線滑槽，連桿一頭連接活塞，另一頭的連桿滑動銷在曲線道里滑動。從說明書附圖不難看出，開有曲線滑槽的圓盤，實際也是一個曲軸的簡單形變，同現(xiàn)有發(fā)動機技術的曲軸轉動技術是基本一致的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種轉速低，扭力大、零件高度集成的發(fā)動機，不僅大幅度降低了內(nèi)燃發(fā)動機的制作成本，解決了發(fā)動機的排放達準問題，也是一種比現(xiàn)有曲軸的往復式活塞發(fā)動機更高效、更節(jié)能的發(fā)動機技術。主軸I 一端固定有呈爪碗狀的波形曲面體13。波形曲面體13其外側碗緣圓周是一個呈波形的曲面，波長一致。波峰波谷的高度差，就是活塞的行程長度。兩個或兩個以上的活塞25均布在主軸的周圍。與活塞固定成一體的連桿的另一端是導向滑塊10，滑塊內(nèi)裝有滾輪23，活塞組件運動方向同主軸I軸向基本平行?；钊?5向下移動時，通過滾輪將力傳遞到爪碗狀的波形曲面體13的波形斜面上，從而推動波形曲面體移動(轉動)。主軸的另一端固定有帶高低差的凸臺的氣門轉盤30，主軸旋轉過程中，氣門轉盤30上的凸臺通過擠壓完成排氣門6、進氣門7的開閉。整個發(fā)動機主要由氣缸頭27、燃燒缸8、導向缸22、主軸1、氣門轉盤30、波形曲面體13、氣門組、上下殼體和其他一些輔件組成，沒有了傳統(tǒng)的配氣機構、曲軸等，大大簡化了發(fā)動機的零件構成，降低了發(fā)動機的制作成本；這種結構下的發(fā)動機，(以本案6缸為例)活塞每完成一個周期，主軸轉動1/2圈，實現(xiàn)發(fā)動機低速工作；零件高度集成，大幅度降低發(fā)動機制作成本；氣門開閉更準確，使氣體燃燒更充分，提高效率的同時也降低了有害氣體的排放。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1是發(fā)動機的主體剖面圖
圖2是發(fā)動機的側體剖面3是波形曲面體的工作原理4是氣門轉盤的工作原理5是活塞缸分布示意圖
圖6是活塞四沖程作用于波形曲面體的受力分析圖 圖7是波形曲面體的力偶示意圖 具體實施方式
:如圖2所示，波形曲面體13通過飛輪18與主軸I的一端固定，主軸的另一端與氣
門轉盤30固定，三者可一起轉動。如圖1、5所示，氣缸頭27、燃燒缸8、導向缸22分別串接，活塞25呈環(huán)狀均布于燃燒缸8內(nèi)，導向缸22分別安裝同活塞等數(shù)的導槽組9，活塞固定的連桿的下端實際上就是一個導向滑塊10。導槽組9與導向滑塊10構成一個滑動運動副。它可以在導槽9中上下的滑動，以保證活塞組件的直線運動并與主軸I保持基本平行。連桿的導向滑塊10中裝有滾輪23和倒鉤滑輪20，活塞上下移動時，就是通過滾輪23將力傳遞到波形曲面體13的斜面上的。由于活塞吸氣、壓縮、做功、排氣四個運動中，滾輪23斜面的作用力大小不同，方向甚至相反，倒鉤滑輪20便是保證滑塊中的滾輪始終貼合于波形曲面體13的斜面上。根據(jù)不同的形式，也可只采用倒鉤滑輪20的結構。如圖6 所示，F(xiàn)l = N.tg a從上面活塞四個形程看，只有在做功階段，氣體爆炸使活塞產(chǎn)生向下的推力，亦即使波形曲面體13在垂直于主軸I且距主軸中心L (斜面圓周半徑)的位置產(chǎn)生一個切力F1，形成力偶Fl.L。如圖7所示，持續(xù)的力偶使波形曲面體13轉動，并形成主軸I連續(xù)旋轉。氣門轉盤30的平盤面有幾段規(guī)則排布的凸臺，其隨主軸I 一起轉動時，凸臺擠壓氣門6、7，完成氣門的開與閉。如圖3所示(6缸為例)，第一階段，活塞a、d吸氣壓縮完成后，滾輪23處于波形曲面體13的斜面頂點，氣體爆炸，推動滾輪23沿斜面下行，完成做功行程，推動波形曲面體13向左移動；活塞b、e沿斜面上行，氣門轉盤30的外凸臺擠壓并使活塞b、e排氣門打開，完成排氣行程；活塞c、f沿斜面下行，氣門轉盤30的內(nèi)凸臺擠壓并使活塞c、f進氣門打開，完成吸氣行程。第二階段，活塞a、d完成四個行程的同時，活塞b、e也吸氣壓縮完成，滾輪23處于波形曲面體13的斜面頂點，氣體爆炸，推動滾輪23沿斜面下行，完成做功行程，推動波形曲面體13向左移動；活塞c、f沿斜面上行，氣門轉盤30的外凸臺擠壓并使活塞c、f排氣門打開，完成排氣行程；活塞a、d沿斜面下行，氣門轉盤30的內(nèi)凸臺擠壓并使活塞a、d進氣門打開，完成吸氣行程。 第三階段，活塞b、e完成四個行程的同時，活塞c、f也吸氣壓縮完成，滾輪23處于波形曲面體13的斜面頂點，氣體爆炸，推動滾輪23沿斜面下行，完成做功行程，推動波形曲面體13向左移動；活塞a、d沿斜面上行，氣門轉盤30的外凸臺擠壓并使活塞a、d排氣門打開，完成排氣行程；活塞b、e沿斜面下行，氣門轉盤30的內(nèi)凸臺擠壓并使活塞b、e進氣門打開，完成吸氣行程。如此往復，每對稱分布的兩個活塞同時完成吸氣、壓縮、做功、排氣的四個行程，依次推動波形曲面體13朝同一方向(順時針或逆時針)轉動。各活塞每工作一次循環(huán)，主軸I轉動1/2圈?；钊麑ΨQ均布，且同時完成同一個行程，保證了波形曲面體13和氣門轉盤30在任何時點軸向受力平衡，防止了發(fā)動機零件的破壞和產(chǎn)生大的震動。由于采用了上述結構，將發(fā)動機各零件的復雜運動簡單化，零件制作集成化，使按本發(fā)明制作的發(fā)動機具有結構緊湊、體積小、成本低廉、扭力大、效率高、廢氣排放低等特點。
權利要求
1.一種集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機，包括波形曲面體13、氣缸頭27、燃燒缸8、導向缸22、主軸1、氣門轉盤30、氣門組、火花塞，其特征是:兩個或兩個以上活塞25組件呈圓周軸向排布，其直線運動時將可燃氣體爆炸產(chǎn)生的推力周期性作用于波形曲面體13的環(huán)形波形斜面上，使波形曲面體13產(chǎn)生的連續(xù)偏轉,從而帶動發(fā)動機主軸I連續(xù)轉動。
2.根據(jù)權利要求1所述的集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機，其特征是:導槽組9在導向缸中呈圓周軸向對稱分布。
3.根據(jù)權利要求1所述的集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機，其特征是:氣門組在氣缸頭27缸中呈圓周軸向對稱分布。
4.根據(jù)權利要求1所述的集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機，其特征是:與活塞固定的連桿下端的導向滑塊10在導槽組9中上下的滑動，以保證活塞組件的直線運動。
5.根據(jù)權利要求1所述的集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機，其特征是:連桿的導向滑塊10中裝有滾輪23和倒鉤滑輪20，確?；瑝K中的滾輪始終貼合于波形曲面體13的環(huán)形波形斜面上并完成力的傳遞。
6.根據(jù)權利要求1所述的集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機，其特征是:波形曲面體13通過飛輪18與主軸I的一端固定，主軸的另一端與氣門轉盤30固定，三者可一起轉動。
7.根據(jù)權利要求1所述的集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機，其特征是:氣門轉盤30的平盤面有幾段環(huán)狀排布的凸臺，凸臺有高低差，其隨主軸I 一起轉動時，有高低落差的凸臺周期性擠壓氣門6、7，完成氣門的開與閉。
全文摘要
一種大扭力、低轉數(shù)、零件高度集成的集成式環(huán)型曲滑道發(fā)動機。由兩個或兩個以上活塞呈圓周軸向排布在主軸的周圍，活塞直線運動時將可燃氣體爆炸產(chǎn)生的推力周期性作用于波形曲面體的波形斜面上，使波形曲面體產(chǎn)生的連續(xù)偏轉，從而帶動發(fā)動機主軸連續(xù)轉動。發(fā)動機沒有傳統(tǒng)意義上的配氣機構、曲軸。主要零部件包括有波形曲面體、氣缸頭、燃燒缸、導向缸、主軸、氣門轉盤、氣門組、火花塞等，零件設計的高度集成，使發(fā)動機具有結構緊湊、體積小、成本低廉、扭力大、效率高、廢氣排放低等特點。
文檔編號F02F3/00GK103089425SQ20111033868
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者胡三杰 申請人:胡三杰