專利名稱：通用擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通用擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)。
現(xiàn)有的往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)是活塞作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)換向而成扭矩輸出。其特點(diǎn)是每個(gè)活塞相互獨(dú)立，中間經(jīng)過(guò)曲軸連桿連動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)不僅復(fù)雜，體積大，而且有以下缺點(diǎn)1.壓縮比普遍偏低，進(jìn)一步提高壓縮比時(shí)，曲軸連桿機(jī)構(gòu)零件所受載荷隨之加大，加劇零件磨損，降低機(jī)械效率。2.活塞運(yùn)動(dòng)中受到連桿的側(cè)向壓力，加劇活塞與氣缸壁間的磨損，使活塞與氣缸間的機(jī)械損失占總機(jī)械損失的45％～65％。3.每個(gè)活塞需要一套曲柄連桿，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
本實(shí)用新型目的是提供一種扭大效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的通用擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)。
本實(shí)用新型目的是通過(guò)以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)為例，它是由四個(gè)環(huán)扇形氣缸、四個(gè)活塞、兩個(gè)活塞連桿和一個(gè)輸出桿組成，每個(gè)活塞連桿兩端與活塞底部相連；輸出桿兩端與活塞連桿中心相連，活塞連桿長(zhǎng)度比活塞行程的兩倍大活塞可在氣缸內(nèi)擺動(dòng)，帶動(dòng)輸出桿繞其中心擺動(dòng)。當(dāng)其中一缸做功時(shí)，必然引起另外三缸的壓縮、吸氣和排氣，接著被壓縮的另一缸做功同樣引起其它三缸的壓縮、吸氣和排氣，推動(dòng)輸出桿反向擺動(dòng)。如此反復(fù)，輸出桿繞其中心連續(xù)擺動(dòng)。輸出桿與一套曲軸連桿相連，以限制活塞行程。
本實(shí)用新型與直線往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.可以有效地提高壓縮比。在本發(fā)明中，活塞固定在一個(gè)輸出桿兩端繞輸出軸擺動(dòng)，一個(gè)活塞做功必然推動(dòng)其它活塞運(yùn)動(dòng)，只要慣性足夠，便可提高壓縮比。2.提高熱效率。當(dāng)壓縮比提高時(shí)，氣缸內(nèi)混合氣壓縮終了時(shí)的溫度和壓力也隨之提高，改善了燃燒條件，減少了不完全燃燒和傳熱損失。同時(shí)由于燃燒產(chǎn)物膨脹充分，燃料燃燒產(chǎn)生的熱能得到充分的利用。如果汽車制造工業(yè)部門能把發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比提高到8.5～9.0以上，可節(jié)約汽油30％。3.減小活塞與氣缸的磨損。本發(fā)明中活塞繞定軸擺動(dòng)，扭矩大，活塞與氣缸壁間無(wú)作用力，因此磨損小。4.本發(fā)明只需一套曲軸連桿，減少了由此引起的機(jī)械損失。結(jié)構(gòu)緊湊。
以下結(jié)合附圖，以四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)為例。對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的一種具體結(jié)構(gòu)徑向剖面圖。
圖2是由輸出軸(7)輸出扭矩時(shí)的換向齒輪機(jī)構(gòu)工作原理圖。
圖3是四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程示意圖。
圖4、圖5是四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的另兩種具體結(jié)構(gòu)徑向剖面圖。
圖6是圖4的A－A剖面圖。
參照
圖1，四個(gè)環(huán)扇形氣缸(1)、四個(gè)活塞(2)和兩個(gè)活塞連桿(3)的中心線在同一圓弧上，連桿(3)的弧長(zhǎng)略大于活塞(2)行程的兩倍。連桿(3)的兩端與活塞(2)的底部相連，其弧長(zhǎng)中點(diǎn)與輸出桿(4)的兩端相連。這樣，活塞(2)可在氣缸(1)內(nèi)連續(xù)擺動(dòng)，從而帶動(dòng)輸出桿(4)繞自身中點(diǎn)連續(xù)擺動(dòng)。氣缸(1)外端面處有氣缸蓋(5)。其上有進(jìn)、排氣門和火花塞(或噴油嘴)(圖上沒(méi)畫出)，內(nèi)端面處有防塵蓋(6)，其上有一孔，連桿(3)可穿過(guò)此孔擺動(dòng)。輸出桿(4)中點(diǎn)與輸出軸(7)相連。輸出桿(4)(也可以是輸出軸(7))通過(guò)軸銷(8)與連桿(9)、曲軸(10)相連，以限制活塞(2)的行程。扭矩可以經(jīng)曲軸(10)輸出，也可以經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)換向從輸出軸(7)輸出。換向齒輪機(jī)構(gòu)工作原理如圖2b所示。輸出輪(11)固定在輸出軸(7)上，軸(12)上有不完全齒輪(13)、完全齒輪(14)；軸(15)上有不完全齒輪(16)、完全齒輪(17)。不完全齒輪(13)、(16)可交替與輪(11)嚙合，其傳動(dòng)關(guān)系如圖2a所示。設(shè)輪(11)擺角為A，半徑為R·輪(13)、(16)轉(zhuǎn)角為B，半徑為γ，則傳動(dòng)關(guān)系為R·A＝γ·B。其中B＝360／m，m為偶數(shù)。不完全齒輪(13)、(16)在B角范圍內(nèi)有齒，相鄰B角范圍內(nèi)無(wú)齒，有齒與無(wú)齒相間均布。在圖2a中m＝4，這樣，輪(11)左擺時(shí)，可驅(qū)動(dòng)輪(13)(或輪(16))，右擺時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪(16)(或輪(13))。輪(14)、輪(17)相互嚙合，則軸(12)、(15)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。圖3為四缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的做功過(guò)程示意圖。圖中Ⅰ表示做功，Ⅱ表示壓縮，Ⅲ表示進(jìn)氣，Ⅳ表示排氣。從圖上可看出四個(gè)氣缸依次做功，輸出桿(4)連續(xù)擺動(dòng)。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上也可以有其它類似形式。圖4圖5為另兩種具體結(jié)構(gòu)的徑向剖面圖。圖4中只有兩個(gè)環(huán)扇形氣缸(1)，其內(nèi)被兩個(gè)活塞(2)分隔成四個(gè)燃燒室?；钊?2)內(nèi)側(cè)面直接與輸出桿(4)相連，同時(shí)在氣缸(1)內(nèi)側(cè)面有一外接槽，槽內(nèi)配有密封圈(18)，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。密封圈(18)與輸出桿(4)相連，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，密封圈(18)沿外接槽擺動(dòng)，而始終與活塞(2)相對(duì)靜止。在兩氣缸蓋(5)之間，有對(duì)密封圈起潤(rùn)滑作用與防塵作用的防護(hù)槽(19)。外接槽和密封圈(18)之間可采用彈性密封方法。圖5中有四個(gè)氣缸(1)、四個(gè)活塞(2)、四個(gè)活塞連桿(3)以及兩個(gè)輸出桿(4)，每個(gè)活塞(2)經(jīng)一個(gè)活塞連桿(3)與輸出桿(4)一端相連。其它結(jié)構(gòu)與
圖1所示相同。
在活塞(2)擺動(dòng)過(guò)程中，存在一個(gè)切向慣性力，對(duì)它的平衡可采用單軸平衡法或雙軸平衡法。
權(quán)利要求1.一個(gè)由環(huán)扇形氣缸(1)、活塞(2)、輸出桿(4)、輸出軸(7)等組成的擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征是活塞(2)可在環(huán)扇形氣缸(1)內(nèi)繞輸出軸(7)連續(xù)擺動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征是氣缸(1)為環(huán)扇形，其橫截面可做成圓形、方形及橢圓形三種形式。
3.如權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征是輸出桿(4)或輸出軸(7)與連桿(9)、曲軸(10)相連，以限制活塞(2)的擺動(dòng)行程。
4.如權(quán)利要求1或3所述的擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)，其特征是輸出軸(7)上有輸出輪(11)，輪(11)與軸(12)上的不完全齒輪(13)和軸(15)上的不完全齒輪(16)交替嚙合，同時(shí)，軸(12)上的完全齒輪(14)與軸(15)上的完全齒輪(17)相互嚙合，從而使軸(12)、(15)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種通用擺動(dòng)活塞內(nèi)燃機(jī)，它是由環(huán)扇形氣缸、活塞、輸出桿、輸出軸、一套曲軸連桿機(jī)構(gòu)等組成。其特征是活塞可在氣缸內(nèi)繞輸出軸作往復(fù)擺動(dòng)，一套曲軸連桿限制活塞的行程轉(zhuǎn)角，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可有效地增大壓縮比，提高熱機(jī)效率，減少機(jī)械磨損。
文檔編號(hào)F02B53/02GK2212659SQ9422176
公開(kāi)日1995年11月15日 申請(qǐng)日期1994年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月14日
發(fā)明者陳振勤 申請(qǐng)人:陳振勤