專(zhuān)利名稱(chēng)：往復(fù)式機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及往復(fù)式機(jī)器，包括一工作活塞和汽缸組件，一具有一內(nèi)曲軸的反轉(zhuǎn)曲柄驅(qū)動(dòng)件，內(nèi)曲軸支承一與活塞驅(qū)動(dòng)連接的偏心輪，偏心輪可在一大端軸承箱中轉(zhuǎn)動(dòng)并且活塞連接到所述軸承箱上。
這種機(jī)器例如可是內(nèi)燃機(jī)或外燃機(jī)或一壓縮機(jī)。
GB-B-2080483公開(kāi)了上述類(lèi)型的往復(fù)式機(jī)器，其中偏心輪由相間的連接板連接到設(shè)置在偏心輪相對(duì)側(cè)上的相對(duì)的軸頸上，從而內(nèi)曲柄偏心地裝軸頸于軸向?qū)R并相對(duì)于曲軸箱可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的兩個(gè)外曲軸中。內(nèi)曲軸具有一與各軸頸相連并與一相應(yīng)的靜止齒輪嚙合的齒輪。
這種機(jī)器的缺點(diǎn)是不僅需要使兩分開(kāi)的外曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線精確地對(duì)齊，而且與單個(gè)曲軸的軸頸相連的齒輪之間的嚙合必須精確地周向相互對(duì)齊。在實(shí)踐中使這種相對(duì)寬的分開(kāi)的零件的對(duì)齊達(dá)到所要求的精確度是困難的。此外，制造這種機(jī)器相對(duì)較貴，這不僅因?yàn)樾枰@得此種對(duì)齊，而且因?yàn)樾枰S多零件。此外，機(jī)器沿成對(duì)外曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向的總尺寸相對(duì)較大。
另外，這種機(jī)器當(dāng)具有單個(gè)或數(shù)目較少的活塞時(shí)易于由于不平衡力及周期性不平衡而振動(dòng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種這種機(jī)器，可克服或減小上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是提供一種這種機(jī)器，其中可克服或減小上述附加的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種這種類(lèi)型的往復(fù)式機(jī)器，其中內(nèi)曲軸繞一中間軸線偏心地裝軸頸于一相對(duì)于機(jī)器的曲軸箱可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的單個(gè)外曲軸中，以繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)曲軸具有與相對(duì)于曲軸箱靜止的外齒環(huán)嚙合的內(nèi)齒輪。
內(nèi)外齒輪分別設(shè)有外內(nèi)正齒或螺旋或斜齒。
外曲軸可由設(shè)置在曲軸的縱向相距的位置上并且最好設(shè)置在所述外齒輪的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)軸承把其軸頸連接于曲軸箱中。
外曲軸可設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向上相間位置上設(shè)置的軸承裝置，其中內(nèi)曲軸的相間的軸頸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于其中。
內(nèi)曲軸的所述相間的軸頸可設(shè)置在所述外齒輪的相對(duì)側(cè)上。
外曲軸上可設(shè)有一容納內(nèi)齒輪的切口。
偏心輪可由內(nèi)曲軸成懸臂安裝。
內(nèi)曲軸上可設(shè)有另一個(gè)軸頸，在偏心輪的對(duì)著軸承的相對(duì)側(cè)，從而內(nèi)曲軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在外曲軸上，所述另一個(gè)軸頸可相對(duì)于一副軸偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，而副軸安裝成繞外曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于曲軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)。
該機(jī)器還可具有另一個(gè)工作活塞和汽缸組件，該另一個(gè)活塞連接到另一個(gè)所述偏心輪可在其中轉(zhuǎn)動(dòng)的大端軸承箱上。
或者，當(dāng)內(nèi)曲軸設(shè)置有可相對(duì)于所述副軸轉(zhuǎn)動(dòng)的所述另一個(gè)軸頸時(shí)，該機(jī)器可具有一個(gè)第二工作活塞和汽缸組件，該第二活塞連接到一第二偏心輪可在其中轉(zhuǎn)動(dòng)的第二大端軸承箱上，第二偏心輪由一偏心地把軸頸連接于一第二副軸中的第二軸頸支承，它由另一個(gè)第二軸頸相對(duì)于曲軸箱可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝，其中，其它的軸頸均相對(duì)于所述副軸可偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，并且各其它軸頸以預(yù)定的角度關(guān)系例如徑向相對(duì)設(shè)置。
如果，例如，在設(shè)有另一軸頸的機(jī)器的端部需要一動(dòng)力輸出軸；或需要一第二并置活塞和汽缸組件；或例如為了提供兩倍的動(dòng)力輸入，以軸向關(guān)系安裝兩個(gè)或成組的各自具有一懸臂偏心輪的活塞；或?yàn)榱诉B接兩個(gè)具有不同功能的機(jī)器，例如一發(fā)動(dòng)機(jī)和一壓縮機(jī)，則可設(shè)置這種另外的軸頸。
在所有這些設(shè)置另一個(gè)軸頸的情況下，需要提供與該另外的軸頸相應(yīng)的第二對(duì)齒輪。
特別當(dāng)機(jī)器具有一個(gè)或較少數(shù)量的活塞時(shí)，其易于由于不平衡力和周期性的不平衡而振動(dòng)，因此，為了克服該附加的問(wèn)題，可設(shè)置一內(nèi)平衡重量裝置以至少部分地動(dòng)力平衡繞中間軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量，設(shè)置一外平衡重量裝置以至少部分地動(dòng)力平衡繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量。
最好設(shè)置內(nèi)外平衡重量裝置，其結(jié)果各重心分別與中間軸線和主軸線同軸。
因此，內(nèi)曲軸具有一內(nèi)平衡重量裝置，外曲軸具有一外平衡重量裝置，外平衡重量裝置的重心與內(nèi)曲軸和平衡重量裝置所形成的重心徑向相對(duì)。
內(nèi)平衡重量裝置包括設(shè)置在活塞中心線各側(cè)的第一和第二內(nèi)平衡重量裝置，從而避免或減小任何圍繞活塞中心線的力矩。
內(nèi)平衡重量裝置了包括一單個(gè)的內(nèi)平衡重量裝置或多個(gè)縱向相間的內(nèi)平衡重量裝置。
所述多個(gè)內(nèi)平衡重量裝置包括在活塞的相對(duì)側(cè)上縱向相間的第一和第二平衡重量裝置。
單個(gè)或至少一個(gè)內(nèi)平衡重量裝置包括多個(gè)徑向相間的平衡重量。
外平衡重量裝置包括一單個(gè)的外平衡重量裝置或多個(gè)縱向相間的外平衡重量裝置。
所述多個(gè)外平衡重量裝置包括在外曲軸的縱向相間的位置上的第一和第二外平衡重量裝置。
單個(gè)或至少一個(gè)外平衡重量裝置可包括多個(gè)徑向相間的平衡重量。
外平衡重量裝置可包括一第一和一第二外平衡重量裝置，各具有一重心，設(shè)置在外曲軸的縱向相間的位置并設(shè)置在其徑向相對(duì)側(cè)。
包括單個(gè)或多個(gè)外平衡重量裝置的平衡重量設(shè)置在外曲軸上任何所需位置或沿其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的縱向位置上，和/或設(shè)在與外曲軸分開(kāi)并設(shè)置成與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)的輔助元件上，例如輔助驅(qū)動(dòng)軸。
輔助元件可由軸承裝置安裝并設(shè)有一驅(qū)動(dòng)裝置以被外曲軸以與其相同的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)機(jī)器具有一副軸時(shí)，外平衡重量裝置的至少部分可設(shè)在其上。
外平衡重量裝置可包括第一和第二縱向相間的外平衡重量裝置，第一縱向相間的外平衡重量裝置設(shè)在所述外曲軸上，而第二縱向相間的外平衡重量裝置設(shè)在所述副軸上。
下面根據(jù)附圖描述本發(fā)明的往復(fù)式機(jī)器的實(shí)施例。附圖中
圖1為穿過(guò)體現(xiàn)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的示意橫截面圖；圖1a是更詳細(xì)示出圖1的內(nèi)燃機(jī)的局部截面圖；圖2為圖1所示機(jī)器的部分示意端視圖；圖3為本發(fā)明的第二實(shí)施例的部分橫截面圖；圖4為本發(fā)明的第三實(shí)施例的部分橫截面圖；圖5為示出窄V-2結(jié)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)的第四實(shí)施例的示意橫截面圖；圖6為圖5所示機(jī)器的部分示意端視圖；圖7為本發(fā)明第五實(shí)施例的示意橫截面圖，示出雙相對(duì)汽缸結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)；圖8為圖7所示發(fā)動(dòng)機(jī)的更詳細(xì)的示意橫截面圖；圖9為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的示意橫截面圖；圖10為示出體現(xiàn)本發(fā)明的再一種內(nèi)燃機(jī)的示意橫截面圖；圖10a更詳細(xì)地示出圖10所示發(fā)動(dòng)機(jī)；圖11為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的示意橫截面圖；圖12為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的示意橫截面圖；圖12a更詳細(xì)地示出圖12所示發(fā)動(dòng)機(jī)；圖13為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的示意橫截面圖；以及圖14為圖13所示發(fā)動(dòng)機(jī)的示意橫向橫截面圖。
在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。
參見(jiàn)圖1，1a和2，圖中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)包括一工作活塞和汽缸組件，該組件包括一在設(shè)有汽缸襯套14的汽缸12中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞10。以通常的方式設(shè)置一燃燒室16。
活塞10與一桿17剛性連接，并由該桿連接到一大端軸承箱18，同時(shí)與一支承在一可繞中軸線Y-Y轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)曲軸22上的偏心輪20驅(qū)動(dòng)連接。如果需要活塞10可由一″小端″與桿17連接，但這不必要。
內(nèi)曲軸22支承第一和第二縱向相隔的內(nèi)平衡重量裝置，各重量裝置包括一內(nèi)平衡塊24，它設(shè)置成與偏心輪直接縱向相鄰并位于偏心輪的相對(duì)側(cè)以平衡偏心輪，活塞支承和殼體組件20，10，17和18的重量，從而使繞軸線Y-Y轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量的重心與軸線Y-Y重合。
內(nèi)曲軸22的軸頸偏心地裝在一外曲軸26上以繞軸線Y-Y轉(zhuǎn)動(dòng)。外曲軸26本身由主軸承30，32可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一曲軸箱28中以繞一主軸線X-X轉(zhuǎn)動(dòng)。
外曲軸26相對(duì)細(xì)長(zhǎng)并具有第一和第二軸頸34，36，它們?cè)O(shè)置在外曲軸上縱向相隔的位置上并與提供主軸承30，32的滾珠件軸承的內(nèi)座圈相接合。外座圈在曲軸箱28中分別位于支座38，40中。
外曲軸26具有設(shè)置在支座44，46中的滑動(dòng)軸承41，42，支座44，46位于外曲軸26的縱向相距的位置上并與內(nèi)曲軸22的縱向相距的軸頸48，50可轉(zhuǎn)動(dòng)地接合，因而偏心輪20由內(nèi)曲軸22的其余部分懸臂安裝。
外曲軸26具有一切口52，用以容納一相對(duì)于內(nèi)曲軸22固定的正齒輪或螺旋齒輪54，該齒輪54與相對(duì)于曲軸箱28固定設(shè)置的相應(yīng)的內(nèi)環(huán)形齒輪56嚙合。如果需要可設(shè)置斜齒。
在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)曲軸22繞其軸線Y-Y沿與外曲軸26繞其軸線X-X的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。外齒輪54與環(huán)形齒輪56的齒數(shù)比為2∶1，從而內(nèi)曲軸22相對(duì)于外曲軸26的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與外曲軸26相對(duì)于曲軸箱的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反且轉(zhuǎn)速為其兩倍。偏心輪20的幾何中心，如圖中Y-Y所示，沿A所示的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而活塞10沿其軸線精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
由于反轉(zhuǎn)曲柄驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)和操作是眾所周知的，在此不再詳述。這種驅(qū)動(dòng)可由下面將要描述的內(nèi)反平衡重量裝置24和外平衡重量裝置完全地動(dòng)力平衡。
參見(jiàn)圖1，外曲軸26設(shè)有一支承包括一第一外平衡重量裝置58的外平衡重量裝置的飛輪。
然而，由于平衡重量裝置58的懸臂設(shè)計(jì)相對(duì)于要平衡的重量軸向偏置并為了避免發(fā)生失去平衡的力矩，使重塊58大于徑向動(dòng)力平衡所需的重量，并且在軸承30的縱向與第一外平衡重量裝置58徑向相對(duì)設(shè)置一第二外平衡重量裝置60。第一和第二平衡重量裝置58，60的大小設(shè)置成由重塊58的偏心位置產(chǎn)生的力矩被重塊60補(bǔ)償，并且重塊58，60一起保證繞軸線X-X轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量的重心與軸線一致。
如果需要，可在沿外曲軸26的任何位置中設(shè)置重塊60和/或重塊58。此外，外平衡重量裝置58和60中的一個(gè)或兩者可設(shè)置成一個(gè)單獨(dú)的重塊或在相對(duì)于軸線X-X的不同角度和/或縱向位置的多個(gè)重塊，從而使各重塊部分的綜合效果等于所需的重量和位置。
例如，圖1a中示出重塊58的另一個(gè)或附加位置58’。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，其是通過(guò)一氣冷單缸柴油機(jī)的一部分，該柴油機(jī)有一相對(duì)長(zhǎng)的飛輪57，也就是沿X-X軸方向比較長(zhǎng)的飛輪，第一平衡重量裝置58可裝在飛輪的內(nèi)面上，如58”所示，代替或附加在圖1a中第一平衡重量裝置58’的相應(yīng)位置上設(shè)的重量。當(dāng)然，如果重量設(shè)在圖1a中58’及設(shè)在58”的位置，兩重量總和等于要求的質(zhì)量。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，飛輪57由無(wú)刷發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子形成，第一平衡重量裝置可直接固定到支撐無(wú)刷發(fā)電機(jī)的永磁體(圖4中頂部和底部示出不同的磁體結(jié)構(gòu))的轉(zhuǎn)動(dòng)座C上，在圖4中如58所示。重塊58可附加到或代替如圖4中所示重塊58。
在另一個(gè)例子中，如圖3和4中70所示，發(fā)動(dòng)機(jī)具有一到凸輪軸和/或油泵或位于發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)于正常動(dòng)力輸出端的相對(duì)端的另一輔助件的驅(qū)動(dòng)件，輔助件或軸70設(shè)有一重塊58a，它如前面例子中所述可與設(shè)置在前述其它位置的至少一個(gè)的重塊一起作為其一部分而使繞軸線X-X轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量獲得動(dòng)力平衡。
平衡重塊60的重量確定為可平衡縱向力矩并與平衡重塊58徑向相對(duì)設(shè)置，重塊58的重量增加到大于機(jī)器徑向平衡所需的等于重塊60的重量的一個(gè)量。
通過(guò)活塞10，連桿17和曲柄銷(xiāo)軸頸20的重量Mosc與重塊24的重量Mb的相反作用可獲得正確的平衡，從而需平衡的部件的實(shí)際半徑為曲柄銷(xiāo)半徑″R″(22和26的偏心距)。重塊24的實(shí)際半徑不必為″R″，而可為任何長(zhǎng)度″L″，只要該長(zhǎng)度滿(mǎn)足Mosc*R＝Mb*L內(nèi)平衡重量裝置24的軸向位置最好等于Mosc。為此，重塊24最好分開(kāi)并設(shè)置在連桿的兩側(cè)。這樣內(nèi)曲軸平衡重量裝置24和振動(dòng)質(zhì)量可相加而集中于其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線Y-Y，并因而可被上述外平衡重量裝置平衡。
在本說(shuō)明書(shū)中平衡重塊的質(zhì)量是指在各重心轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的有效質(zhì)量。
盡管在本示例中只有一個(gè)活塞，如果需要，發(fā)動(dòng)機(jī)可設(shè)置多于一個(gè)的活塞。位于齒輪54的齒節(jié)直徑上的任何曲柄銷(xiāo)將在各方向進(jìn)行直線振動(dòng)。安裝在這種曲柄或銷(xiāo)上的任何活塞可由具有適當(dāng)質(zhì)量和位置的內(nèi)平衡重量裝置24對(duì)總的振動(dòng)質(zhì)量的反作用而平衡?；蛘?，連桿17可沿圖中所示連桿17的徑向相反方向延伸并與另一活塞組件相連。當(dāng)然，在所有情況下均可設(shè)置適當(dāng)?shù)钠住?br>
圖5和6示出窄V-2型汽缸結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的另一實(shí)施例。
該發(fā)動(dòng)機(jī)與圖1所示的不同，它設(shè)有具有相距一定角距離的偏心輪20的復(fù)合偏心輪組件，如圖6中所示，并有一個(gè)與第二活塞和汽缸組件相應(yīng)的第二大端軸承箱18。
圖7示出另一個(gè)具有兩對(duì)置汽缸的例子，其中一個(gè)單個(gè)的大的端殼體18具有與兩活塞10剛性連接的活塞桿17。再者，當(dāng)然，活塞可由一″小端″軸承連接到桿17上。
應(yīng)注意在該實(shí)施例中，第一外平衡重量裝置58支承在外曲軸26的內(nèi)端，而第二外平衡重量裝置60由飛輪57支承。
圖8示出更詳細(xì)地示出圖7中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)。
在該實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)的所有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承可為滾動(dòng)件型的軸承。特別地，在該實(shí)施例中，內(nèi)外曲軸之間的軸承為滾動(dòng)軸承41’，42’，它們相應(yīng)于圖1a和2中所示的滑動(dòng)軸承41，42，從而偏心輪20由內(nèi)曲軸22的其余部分成懸臂安裝。
如果需要，可在該活塞或各活塞的相對(duì)側(cè)上設(shè)置用于內(nèi)曲軸22的附加支承，例如，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)的那端需要?jiǎng)恿敵觯蛘呷绻枰坏诙⒘械幕钊?，或者如果沿軸線成直線設(shè)置一具有反轉(zhuǎn)曲柄驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)以提供兩倍的動(dòng)力輸出，或者，例如將兩種不同功能的機(jī)器(例如一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)壓縮機(jī))連接起來(lái)。
圖9，10，10a示出具有這種用于內(nèi)曲軸的附加支承的機(jī)器的兩個(gè)例子。
在這些情況的任何一種中，不需要提供第二對(duì)內(nèi)和外齒輪，從而避免上述獲得角度對(duì)齊的困難。
只需在所述相對(duì)端的軸上由一可繞外曲軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并在發(fā)動(dòng)機(jī)的所述相對(duì)端偏心支承另一個(gè)軸頸的副軸提供繞軌道轉(zhuǎn)動(dòng)的支承。
圖9示出一四沖程并列兩缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中偏心輪20軸向加長(zhǎng)并可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納在第二活塞10的第二大端軸承殼體中。在該端偏心輪20還設(shè)有一軸頸51，它可轉(zhuǎn)動(dòng)并且偏心地安裝在可繞軸線X-X轉(zhuǎn)動(dòng)的副軸53中，而軸頸51可繞軸線Y-Y轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖10和10a示出本發(fā)明的另一個(gè)例子，示出具有并列活塞和汽缸組件的本發(fā)明的改型。
如圖10和10a中右側(cè)所示，活塞10之一如上述實(shí)施例中所述驅(qū)動(dòng)連接到一與內(nèi)曲軸22相連的偏心輪20上，但另外提供了一個(gè)可相對(duì)于副軸105偏心轉(zhuǎn)動(dòng)的軸頸109。然而，應(yīng)注意到外曲軸26設(shè)有一齒輪120，它與另一個(gè)齒輪120a嚙合以將動(dòng)力輸出到例如一凸輪軸充電器或發(fā)電機(jī)。
在圖10和10a中左側(cè)的另一活塞10的大端軸承箱18可轉(zhuǎn)動(dòng)地接納在一第二偏心輪20上，該偏心輪由一由第二副軸115中的軸承113，114可轉(zhuǎn)動(dòng)和偏心地安裝的第二軸頸112支承，第二副軸115由軸承116，117可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在曲軸箱28中。第二軸頸112沒(méi)有設(shè)置一相應(yīng)于齒輪54的齒輪。
相鄰汽缸12之間的分隔壁100具有用于錐形滾動(dòng)軸承103，104的座101，102，錐形軸承103，104將副軸105可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在壁100中。副軸105具有一對(duì)通常為圓柱形的通道106，107，其中心設(shè)置在軸105的徑向平面上并位于其中心108的相對(duì)側(cè)。通道106接納另一個(gè)從與一個(gè)汽缸12相連的內(nèi)曲軸22伸出的軸頸109，而另一通道107接納另一個(gè)從另一活塞10的內(nèi)第二偏心輪伸出的第二軸頸110。這另外的軸頸109，110因而分別與所述副軸105成偏心轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系，并且各軸頸設(shè)置成預(yù)定的角度關(guān)系，例如徑向相對(duì)。
因此，來(lái)自各內(nèi)曲柄的點(diǎn)火和慣性載荷由相對(duì)較大的軸承103，104支承，這些軸支承共同的副軸105，而副軸與軸頸109，110接合。由于扭矩載荷，內(nèi)曲軸的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有一小的支承軸承，如圖中41所示。
圖11示出本發(fā)明的另一例子，其中需要提供一發(fā)電機(jī)和充電器裝置。在這種情況下，如果在活塞的相對(duì)側(cè)設(shè)置一副軸，飛輪57最好安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)部，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有相互嚙合的齒輪54，56以避免中間軸承41，42上由于扭矩波動(dòng)而產(chǎn)生的高的載荷。
為了最好地利用空間，飛輪57最好應(yīng)為罐形，如圖11和其它附圖中所示。因此，飛輪的通常為圓柱形的壁57a可包含一帶任何所需極數(shù)的永久環(huán)形磁體130。靜止電樞131可安裝在環(huán)內(nèi)以形成一整體的無(wú)刷發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)可與發(fā)動(dòng)機(jī)的全動(dòng)力輸出相配合。由于所產(chǎn)生的電能與磁體環(huán)的圓周速度成比例并為了避免飛輪磁通量環(huán)的尺寸過(guò)大，可在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸和磁通量環(huán)之間設(shè)置一行星減速器以增加環(huán)的轉(zhuǎn)速。這種實(shí)施例如圖12和12a中所示。
設(shè)置一包括一太陽(yáng)齒輪81，行星齒輪82和一內(nèi)齒圈83的行星減速器80以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出速度，并且圍繞一管狀軸承延伸部84的空間被用來(lái)罩住一設(shè)置在一鎖到太陽(yáng)齒輪81的軸上的鼓86上的無(wú)刷發(fā)電機(jī)85。
如圖12和12a中所示的飛輪可支承另一個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)裝置以適應(yīng)兩沖程運(yùn)轉(zhuǎn)的需要驅(qū)動(dòng)一高速成對(duì)充電器。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖13和14，圖中示出了一帶充電活塞的兩沖程對(duì)置汽缸結(jié)構(gòu)。
如上所述，相對(duì)的活塞10驅(qū)動(dòng)地連接到一由一內(nèi)曲軸22支承的偏心輪20上。內(nèi)曲軸22還有另一個(gè)偏心輪140，它與偏心輪20繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線Y-Y具有相同的半徑但與其相距一定的角度偏置，并通過(guò)另一個(gè)軸承箱141連接到在缸體145中可滑動(dòng)的充電活塞144的活塞桿143上。缸體145的一端設(shè)有一進(jìn)氣閥146和一排氣閥147，而在另一端具有一進(jìn)氣閥148和一排氣閥149。排氣閥147通過(guò)一第一壓力腔150連接到通過(guò)一進(jìn)氣閥151與活塞之一10相連的缸體12的內(nèi)部，而排氣閥149通過(guò)一第二壓力腔152連接到通過(guò)一第二進(jìn)氣閥153與另一活塞10相連的缸體12的內(nèi)部。因此，充電活塞隨著活塞10的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以對(duì)工作汽缸12交替進(jìn)行充電。發(fā)動(dòng)機(jī)還設(shè)有通常的集油槽154和用于汽缸12的排氣閥155。
設(shè)置壓力腔150，152是為了照顧到充電活塞和工作活塞之間的90°相位角，但在高發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)，這些可不需要。
盡管在上述實(shí)施例中在內(nèi)外曲軸之間設(shè)置滑動(dòng)軸承，如果需要，可在它們之間設(shè)置滾動(dòng)軸承。
盡管上述例子為內(nèi)燃機(jī)，但本發(fā)明和上述和這里所示的結(jié)構(gòu)特征可應(yīng)用于其它往復(fù)式機(jī)器，例如外燃機(jī)或壓縮機(jī)或泵。
在所有實(shí)施例中，盡管只示出了一對(duì)相互嚙合的內(nèi)外齒輪54，56，如果需要，可設(shè)置軸向相距的多對(duì)相互嚙合的內(nèi)外齒輪，它們可繞活塞一個(gè)軸向側(cè)上的單個(gè)內(nèi)曲軸22轉(zhuǎn)動(dòng)。這種一對(duì)或所述多對(duì)齒輪提供了一個(gè)單個(gè)的相互嚙合的內(nèi)外齒輪裝置。
如果需要，機(jī)器可包括多個(gè)體現(xiàn)本發(fā)明的往復(fù)式機(jī)器。
上面所公開(kāi)的特征，或下面的權(quán)利要求書(shū)，或附圖，以它們特定的形式或完成所需功能的術(shù)語(yǔ)或方式，或用于獲得所公開(kāi)結(jié)果的方法可以這種特征單獨(dú)地或結(jié)合地用于以不同的方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)式機(jī)器，包括一工作活塞和汽缸組件，一具有一內(nèi)曲軸的反轉(zhuǎn)曲柄驅(qū)動(dòng)件，曲軸支承一與活塞驅(qū)動(dòng)連接的偏心輪，偏心輪可在一大端軸承箱中轉(zhuǎn)動(dòng)并且活塞連接到所述端軸承箱上，其中內(nèi)曲軸繞一中間軸線偏心地把軸頸連接于一相對(duì)于機(jī)器的曲軸箱可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的單個(gè)外曲軸中，以繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)曲軸具有與相對(duì)于曲軸箱靜止的外齒環(huán)嚙合的內(nèi)齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)器，其特征在于，內(nèi)外齒輪分別設(shè)有外內(nèi)正齒或螺旋或斜齒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的機(jī)器，其特征在于，外曲軸由設(shè)置在曲軸的縱向相距的位置上的兩個(gè)軸承把其軸頸連接于曲軸箱中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的機(jī)器，其特征在于，所述軸承設(shè)置在所述外齒輪的相對(duì)側(cè)。
5.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的機(jī)器，其特征在于，外曲軸設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向上相間位置上設(shè)置的軸承裝置，內(nèi)曲軸的相間的軸頸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于其中。
6根據(jù)權(quán)利要求5的機(jī)器，其特征在于，內(nèi)曲軸的所述相間的軸頸設(shè)置在所述外齒輪的相對(duì)側(cè)上。
7.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的機(jī)器，其特征在于，外曲軸上設(shè)有一容納內(nèi)齒輪的切口。
8.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的機(jī)器，其特征在于，偏心輪由內(nèi)曲軸成懸臂安裝。
9.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的機(jī)器，其特征在于，內(nèi)曲軸上還設(shè)有另一個(gè)軸頸，在偏心輪的對(duì)著軸承的相對(duì)側(cè)，從而內(nèi)曲軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在外曲軸上，所述另一個(gè)軸頸可相對(duì)于一副軸偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，而副軸安裝成繞外曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于曲軸箱轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的機(jī)器，其特征在于，該機(jī)器還具有另一個(gè)工作活塞和汽缸組件，該另一個(gè)活塞連接到另一個(gè)所述偏心輪可在其中轉(zhuǎn)動(dòng)的大端軸承箱上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的機(jī)器，其特征在于，該機(jī)器具有一個(gè)第二工作活塞和汽缸組件，該第二活塞連接到一第二偏心輪可在其中轉(zhuǎn)動(dòng)的第二大端軸承箱上，第二偏心輪由一偏心地把軸頸連接于一第二副軸中的第二軸頸支承，它由另一個(gè)第二軸頸相對(duì)于曲軸箱可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝，其中，其它的軸頸均相對(duì)于所述副軸可偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，并且各其它軸頸以預(yù)定的角度關(guān)系設(shè)置。
12.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的機(jī)器，其特征在于，設(shè)置一內(nèi)平衡重量裝置以至少部分地動(dòng)力平衡繞中間軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量，設(shè)置一外平衡重量裝置以至少部分地動(dòng)力平衡繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的機(jī)器，其特征在于，設(shè)置內(nèi)外平衡重量裝置，其結(jié)果各重心分別與中間軸線和主軸線同軸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的機(jī)器，其特征在于，內(nèi)曲軸具有一內(nèi)平衡重量裝置，外曲軸具有一外平衡重量裝置，外平衡重量裝置的重心與內(nèi)曲軸和平衡重量裝置所形成的重心徑向相對(duì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，內(nèi)平衡重量裝置包括設(shè)置在活塞中心線各側(cè)的第一和第二內(nèi)平衡重量裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，內(nèi)平衡重量裝置包括一單個(gè)的內(nèi)平衡重量裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，內(nèi)平衡重量裝置包括多個(gè)縱向相間的內(nèi)平衡重量裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的機(jī)器，其特征在于，所述多個(gè)內(nèi)平衡重量裝置包括在活塞的相對(duì)側(cè)上縱向相間的第一和第二平衡重量裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，單個(gè)或至少一個(gè)內(nèi)平衡重量裝置包括多個(gè)徑向相間的平衡重量。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，外平衡重量裝置包括一單個(gè)的外平衡重量裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，外平衡重量裝置包括多個(gè)縱向相間的外平衡重量裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的機(jī)器，其特征在于，所述多個(gè)外平衡重量裝置包括在外曲軸的縱向相間的位置上的第一和第二外平衡重量裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，單個(gè)或至少一個(gè)外平衡重量裝置包括多個(gè)徑向相間的平衡重量。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的機(jī)器，其特征在于，外平衡重量裝置包括一第一和一第二外平衡重量裝置，各具有一重心，設(shè)置在外曲軸的縱向相間的位置并設(shè)置在其徑向相對(duì)側(cè)。
25.根據(jù)權(quán)利要求12至24中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，包括單個(gè)或多個(gè)外平衡重量裝置的平衡重量設(shè)置在外曲軸上任何所需位置或沿其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的縱向位置上，和/或設(shè)在與外曲軸分開(kāi)的輔助元件上并設(shè)置成與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的機(jī)器，其特征在于，輔助元件由軸承裝置安裝并設(shè)有一驅(qū)動(dòng)裝置以被外曲軸以與其相同的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)。
27.根據(jù)從屬于權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)的權(quán)利要求12至25中任一項(xiàng)的機(jī)器，其特征在于，外平衡重量裝置的至少部分設(shè)在所述副軸上。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的機(jī)器，其特征在于，外平衡重量裝置包括第一和第二縱向相間的外平衡重量裝置，第一縱向相間的外平衡重量裝置設(shè)在所述外曲軸上，而第二縱向相間的外平衡重量裝置設(shè)在所述副軸上。
29.如上所述并參見(jiàn)附圖1至2；圖3；圖4；圖5和6；圖7和8；圖9；圖10和10a；圖11；圖12和12a；或圖13和14所示的往復(fù)式機(jī)器。
30.這里所描述及附圖所示的特征的新穎組合的任何新的特征。
全文摘要
一種往復(fù)式機(jī)器，包括一工作活塞和汽缸組件，一具有一內(nèi)曲軸的反轉(zhuǎn)曲柄驅(qū)動(dòng)件，曲軸支承一與活塞驅(qū)動(dòng)連接的偏心輪，偏心輪可在一大端曲軸箱中轉(zhuǎn)動(dòng)并且活塞連接到所述端罩上，其中內(nèi)曲軸繞一中間軸線偏心地把軸頸連接于一相對(duì)于機(jī)器的曲軸箱可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的單個(gè)外曲軸中，以繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)曲軸具有相對(duì)于曲軸箱靜止的外齒環(huán)嚙合的內(nèi)齒輪。
文檔編號(hào)F01B9/00GK1146230SQ9519266
公開(kāi)日1997年3月26日 申請(qǐng)日期1995年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月21日
發(fā)明者福蘭克·莫爾勒 申請(qǐng)人:德克羅爾有限公司