本發(fā)明涉及壓氣傳動裝置領(lǐng)域，具體說是一種新型的壓氣傳動裝置。

背景技術(shù)：

如今市場上常見的四沖程活塞往復(fù)發(fā)動機/壓氣機采用活塞、曲軸、連桿、氣門等構(gòu)件組成。在活塞式的發(fā)動機/壓氣機中，同一氣缸中進行著進氣、壓縮、燃燒、排氣四個沖程，氣缸中產(chǎn)生的壓力驅(qū)動活塞作往復(fù)運動，活塞連桿帶動曲軸將往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動。這樣的運動方式比較復(fù)雜，連桿在運動中對活塞產(chǎn)生側(cè)壓力，而且連桿曲軸傳動比低，導(dǎo)致機械損失20％左右，傳動效率低。這樣的發(fā)動機/壓氣機存在運動消耗大、結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、零部件繁多、體積大、運行過程中振動大等缺點。

針對上述缺點，公告號為cn202832781u，公告日為公告日為2013.03.27，建立一種新型組合運動方式，一組活塞相互運動，改變傳統(tǒng)曲軸連桿結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換為新型齒輪傳動，提供一種性能更優(yōu)、零件少、振動小、功率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、構(gòu)造簡單、造價便宜、維修方便、燃料經(jīng)濟性更高的，可適用于各類機動車輛和工廠動力機構(gòu)以及高效節(jié)能等的各種動力供給領(lǐng)域的基于水平對置的雙級活塞發(fā)動機。所采用的方案為：基于水平對置的雙級活塞發(fā)動機，其包括主動活塞機構(gòu)和輔助活塞機構(gòu)組成的雙級活塞裝置，所述主動活塞機構(gòu)和輔助活塞機構(gòu)置于主輔活塞外缸體內(nèi)形成對置設(shè)置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述背景技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提出一種完全不同構(gòu)思的，傳動效率更高，結(jié)構(gòu)更簡單，零部件更少的一種新型壓氣傳動裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新型壓氣傳動裝置，包括至少一套氣缸系統(tǒng)，至少一套動力輸出裝置，氣缸系統(tǒng)相對于動力輸出裝置對稱設(shè)置，氣缸系統(tǒng)包括氣缸、活塞和活塞連桿、點火裝置和輸油系統(tǒng)，活塞置于氣缸內(nèi)，使用時，在壓力的作用下活塞沿氣缸壁往復(fù)上下移動，活塞連接活塞連桿，活塞連桿上設(shè)置連接凸起，動力輸出裝置包括轉(zhuǎn)動輪和輸出軸，輸出軸穿過轉(zhuǎn)動輪的中心，沿轉(zhuǎn)動輪表面圓周傾斜設(shè)置閉合滑道，連接凸起裝配入閉合滑道內(nèi)，使用時，連接凸起沿閉合滑道運動。

進一步的，還包括支撐裝置，支撐裝置包括連接槽，活塞連桿上還固定設(shè)置支撐凸起，使用時，支撐凸起裝配入支撐裝置的連接槽，隨著氣缸、活塞的相對運動，支撐凸起在連接槽內(nèi)上下運動。

進一步的，支撐裝置相對氣缸固定設(shè)置。

進一步的，連接凸起上設(shè)置滑動輪或滾動輪，連接凸起在閉合滑道內(nèi)的運動為相對滑動運動或相對滾動運動。

進一步的，支撐凸起上設(shè)置滑動輪或滾動輪，支撐凸起在連接槽內(nèi)的運動為相對滑動運動或相對滾動運動。

進一步的，滑道為橫s型陣列或v型陣列。

進一步的，一套氣缸系統(tǒng)配置一個氣缸和一個單頭活塞。

進一步的，轉(zhuǎn)動輪外表面或內(nèi)表面圓周傾斜設(shè)置閉合滑道。

進一步的，連接凸起為錐壇形，閉合滑道的橫截面為與錐壇形的連接凸起配合卡接的錐壇形凹槽。

進一步的，氣缸為對置雙缸氣缸，活塞含有兩個對置活塞，分別設(shè)置在活塞連桿的兩端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，帶動活塞連桿及活塞連桿上的連體連接凸起作上下往復(fù)運動，氣缸本體位置固定，因此連接凸起在閉合滑道內(nèi)上下運動，由于閉合滑道為在轉(zhuǎn)動輪表面圓周傾斜設(shè)置，因此滑道臂會受到水平切線方向的力，在上述力的作用下，轉(zhuǎn)動輪會圍繞中心軸做旋轉(zhuǎn)運動，由于滑道為閉合回路，因此隨著活塞的上下往復(fù)運動，轉(zhuǎn)動輪會一直做旋轉(zhuǎn)運動，進而帶動輸出軸旋轉(zhuǎn)，輸出扭矩。本發(fā)明的壓氣傳動裝置構(gòu)思與傳統(tǒng)的壓氣機、發(fā)動機等壓氣傳動裝置不同，另辟蹊徑開發(fā)出了一種結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，且傳動效率高的一種新型壓氣傳動裝置，擴充了壓氣機、發(fā)動機等壓氣傳動裝置領(lǐng)域，節(jié)省成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是實施例1新型壓氣傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視圖)；

圖2是實施例2新型壓氣傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視圖)；

圖3是實施例3新型壓氣傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視圖)；

圖4是實施例4新型壓氣傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視圖)；

圖5是與活塞連桿連接的錐壇形連接凸起的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是轉(zhuǎn)動輪上橫截面為錐壇形的閉合滑道的局部剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

如圖1所示，一種新型壓氣傳動裝置，包括一套氣缸系統(tǒng)1，一套動力輸出裝置2，氣缸系統(tǒng)1包括氣缸101、活塞102和活塞連桿103、點火裝置和輸油系統(tǒng)，活塞102置于氣缸101內(nèi)，一套氣缸系統(tǒng)1配置一個氣缸101和一個單頭活塞102，使用時，在壓力的作用下活塞102沿氣缸內(nèi)壁往復(fù)上下移動，活塞102連接活塞連桿103，活塞連桿103上設(shè)置連接凸起104，連接凸起104上設(shè)置滾動輪1042，動力輸出裝置2包括轉(zhuǎn)動輪201和輸出軸202，輸出軸202穿過轉(zhuǎn)動輪201的中心，沿轉(zhuǎn)動輪201外表面2011圓周傾斜設(shè)置閉合滑道203，閉合滑道203沿轉(zhuǎn)動輪201圓周閉合滑道203為v型陣列，連接凸起104裝配入閉合滑道203內(nèi)，使用時，連接凸起104沿閉合滑道203相對滾動運動。

新型壓氣傳動裝置還包括支撐裝置3，支撐裝置3相對氣缸101固定設(shè)置，支撐裝置3包括連接槽，活塞連桿103上還固定設(shè)置支撐凸起，支撐凸起上設(shè)置滑動輪，使用時，支撐凸起裝配入支撐裝置3的連接槽，隨著氣缸101、活塞102的相對運動，支撐凸起在連接槽內(nèi)相對滑動運動。

實施例2

如圖2所示，一種新型壓氣傳動裝置，包括兩套氣缸系統(tǒng)1，一套動力輸出裝置2，兩套氣缸系統(tǒng)1相對于動力輸出裝置2對稱設(shè)置。氣缸系統(tǒng)1包括氣缸101、活塞102和活塞連桿103、點火裝置和輸油系統(tǒng)，活塞102置于氣缸101內(nèi)，一套氣缸系統(tǒng)1配置一個氣缸101和一個單頭活塞102，使用時，在壓力的作用下活塞102沿氣缸內(nèi)壁往復(fù)上下移動，活塞102連接活塞連桿103，活塞連桿103上設(shè)置連接凸起104，連接凸起104上設(shè)置滑動輪1041，動力輸出裝置2包括轉(zhuǎn)動輪201和輸出軸202，輸出軸202穿過轉(zhuǎn)動輪201的中心，沿轉(zhuǎn)動輪201外表面2011圓周傾斜設(shè)置閉合滑道203，閉合滑道203沿轉(zhuǎn)動輪201圓周閉合滑道203為v型陣列，連接凸起104裝配入滑道203內(nèi)，使用時，連接凸起104沿閉合滑道203相對滑動運動。

新型壓氣傳動裝置還包括支撐裝置3，支撐裝置3相對氣缸101固定設(shè)置，支撐裝置3包括連接槽，活塞連桿103上還固定設(shè)置支撐凸起，支撐凸起上設(shè)置滾動輪，使用時，支撐凸起裝配入支撐裝置3的連接槽，隨著氣缸101、活塞102的相對運動，支撐凸起在連接槽內(nèi)相對滾動運動。

實施例3

如圖3所示，一種新型壓氣傳動裝置，包括四套氣缸系統(tǒng)1，一套動力輸出裝置2，四套氣缸系統(tǒng)1相對于動力輸出裝置2對稱設(shè)置。氣缸系統(tǒng)1包括氣缸101、活塞102和活塞連桿103、點火裝置和輸油系統(tǒng)，活塞102置于氣缸101內(nèi)，一套氣缸系統(tǒng)1配置一個氣缸101和一個單頭活塞102，使用時，在壓力的作用下活塞102沿氣缸內(nèi)壁往復(fù)上下移動，活塞102連接活塞連桿103，活塞連桿103上設(shè)置連接凸起104，連接凸起104上設(shè)置滑動輪1041，動力輸出裝置2包括轉(zhuǎn)動輪201和輸出軸202，輸出軸202穿過轉(zhuǎn)動輪201的中心，沿轉(zhuǎn)動輪201內(nèi)表面2012圓周傾斜設(shè)置閉合滑道203，閉合滑道203沿轉(zhuǎn)動輪201圓周閉合滑道203為橫s型陣列，連接凸起104裝配入閉合滑道203內(nèi)，使用時，連接凸起104沿閉合滑道203相對滑動運動。

新型壓氣傳動裝置還包括支撐裝置3，支撐裝置3相對氣缸101固定設(shè)置，支撐裝置3包括連接槽，活塞連桿103上還固定設(shè)置支撐凸起，支撐凸起上設(shè)置滑動輪，使用時，支撐凸起裝配入支撐裝置3的連接槽，隨著氣缸101、活塞102的相對運動，支撐凸起在連接槽內(nèi)相對滑動運動。

實施例4

如圖4所示，一種新型壓氣傳動裝置，包括兩套氣缸系統(tǒng)1，一套動力輸出裝置2，兩套氣缸系統(tǒng)1相對于動力輸出裝置2對稱設(shè)置。氣缸系統(tǒng)1包括氣缸101、活塞102和活塞連桿103、點火裝置和輸油系統(tǒng)，活塞102置于氣缸101內(nèi)。氣缸101為對置雙缸氣缸，活塞102含有兩個對置活塞，分別設(shè)置在活塞連桿103的兩端，一套氣缸系統(tǒng)1配置一個氣缸101和一套對置活塞102，使用時，在壓力的作用下活塞102沿氣缸內(nèi)壁往復(fù)上下移動，活塞102連接活塞連桿103，活塞連桿103上設(shè)置連接凸起104，連接凸起104上設(shè)置滑動輪1041，動力輸出裝置2包括轉(zhuǎn)動輪201和輸出軸202，輸出軸202穿過轉(zhuǎn)動輪201的中心，沿轉(zhuǎn)動輪201外表面2011圓周傾斜設(shè)置閉合滑道203，閉合滑道203沿轉(zhuǎn)動輪201圓周滑道203為v型陣列，連接凸起104裝配入閉合滑道203內(nèi)，使用時，連接凸起104沿閉合滑道203相對滑動運動。

新型壓氣傳動裝置還包括支撐裝置3，支撐裝置3相對氣缸101固定設(shè)置，支撐裝置3包括連接槽，活塞連桿103上還固定設(shè)置支撐凸起，支撐凸起上設(shè)置滑動輪，使用時，支撐凸起裝配入支撐裝置3的連接槽，隨著氣缸101、活塞102的相對運動，支撐凸起在連接槽內(nèi)相對滑動運動。

需要說明的是，如圖5和6所示，實施例1至4中的連接凸起104都可以為錐壇形，閉合滑道203的橫截面為與錐壇形的連接凸起配合卡接的錐壇形凹槽，上述結(jié)構(gòu)能更好的進行徑向力分配，最大化的轉(zhuǎn)化活塞推力為推動轉(zhuǎn)動輪201轉(zhuǎn)動的力，轉(zhuǎn)化效率更高。另外實施例1至4中的新型壓氣傳動裝置都可進行沿轉(zhuǎn)動輪201的輸出軸202串聯(lián)多套新型壓氣傳動裝置，同步驅(qū)動轉(zhuǎn)動輪201旋轉(zhuǎn)，增大輸出功率。

本發(fā)明的有益效果有：

1.取代傳統(tǒng)的曲軸連桿傳動結(jié)構(gòu)(機械傳動效率0.8左右)，取而代之的是連桿凸輪和導(dǎo)軌的切線往復(fù)運動(螺旋傳動)，這種結(jié)構(gòu)的傳動效率達0.9-0.99(當連桿凸起通過滾動軸承接接觸軌道時，由于滾動摩擦阻力較小，此時的傳動效率達0.9或以上，當然，如果凸起與導(dǎo)軌之間有潤滑油時，傳動效率將超0.9以上；而且如果實現(xiàn)靜壓滾動螺旋傳動的話，其效率更高達0.99；滾動螺旋傳動的效率范圍為0.9-0.99)。由此計算，如果在其他結(jié)構(gòu)和條件基本相同或相近的情況下，該類型發(fā)動機的傳動效率將比傳統(tǒng)曲軸連桿發(fā)動機的傳動效率高：(0.9-0.8)/0.8＝0.125、即12.5％以上。

2.由于本專利的結(jié)構(gòu)改進，在發(fā)動機做功過程中，燃料燃燒做功推動活塞的推力通過連桿和凸輪一直以切線的方式作用于導(dǎo)軌(此種作用方式扭矩最大)，因此，相較于傳統(tǒng)的曲軸連桿傳動結(jié)構(gòu)的發(fā)動機，此新型發(fā)動機將具有更大的扭矩，而發(fā)動機的扭矩是評價發(fā)動機優(yōu)劣的另一個重要指標。

3.對置活塞的設(shè)計，一方面可以減少活塞部分沖程的傳動環(huán)節(jié)的能量損失，另一方面，減少發(fā)動機的整體空間，從而減少發(fā)動機的體積和重量。

理由如下：由于對置活塞的設(shè)計，一方面，當一側(cè)活塞的做功時，通過連桿直接推動另一端的活塞運動，此時，另一端活塞正進行壓縮沖程或排氣沖程，是耗能過程，這樣這側(cè)正在做功的活塞的動能直接傳導(dǎo)給另一側(cè)活塞進行壓縮沖程或排氣沖程，而不再像傳統(tǒng)的曲軸連桿發(fā)動機一樣，必須通過曲軸和飛輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)連桿再推動活塞進行壓縮沖程或排氣沖程，減少了傳動環(huán)節(jié)，而傳動環(huán)節(jié)本身是耗能的，從而節(jié)約了傳動環(huán)節(jié)能量的損失；另一方面，對置活塞共用一個連桿凸輪，而連桿凸輪運動是需要空間的，這種設(shè)計，將明顯較小發(fā)動機的整體空間，從而減小發(fā)動機的體積和重量。

4.由于本專利的獨特設(shè)計，各個運動部件只進行相對比較單一的運動，因而可以減少發(fā)動機的震動，一方面可以減少噪音，另一方面可以延長發(fā)動機的壽命。

首先是活塞連桿的運動，本新型發(fā)動機活塞和連桿只進行上下或左右的直線往復(fù)運動，將比傳統(tǒng)發(fā)動機的活塞曲軸連桿所進行的(活塞做直線往復(fù)運動、連桿的既直線往復(fù)運動同時旋轉(zhuǎn)運動、曲軸的旋轉(zhuǎn)運動)、同時相互影響的復(fù)雜運動，對發(fā)動機的關(guān)鍵部件活塞的破壞作用將小得多，震動也小，噪音降低。其次是導(dǎo)軌的運動，導(dǎo)軌雖然跟傳統(tǒng)發(fā)動機的曲軸一樣，都只進行旋轉(zhuǎn)運動，本新型發(fā)動機只要導(dǎo)軌設(shè)計上質(zhì)量四周平衡、左右對稱就可以了；但是傳統(tǒng)發(fā)動機的曲軸是不對稱的，在其旋轉(zhuǎn)運動時需要在另一側(cè)增加對稱的重量來平衡旋轉(zhuǎn)時不平衡的離心力，一種解決辦法是在對側(cè)增加平衡重量，另一種是水平對置多個曲軸左右對稱分布來抵消這個不平衡的離心力，這兩種方法都可以減少曲軸的震動，減少噪音。目前，第一種增加配重方式比較普遍，好處是簡單，缺點是增加了發(fā)動機重量；而水平對置發(fā)動機目前應(yīng)用較少，其優(yōu)點是運行平穩(wěn)，發(fā)動機整體高度降低，缺點是發(fā)動機寬度增加、比較昂貴。

綜上所述，本專利研究的新型發(fā)動機利用螺旋傳動等原理，能夠提高機械傳動效率和發(fā)動機扭矩、減小體積、減輕重量等方面提高發(fā)動機的熱效率(初步估計提高比例達12.5％或以上)，同時能夠降低噪音、延長發(fā)動機壽命，從而最終達到國家要求的“節(jié)能減排”的目的，減少石油的消耗量，降低我國對石油的依賴程度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。