專利名稱：一種槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)在汽車(chē)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)通常是往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，由于活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，耗油率較高，燃料經(jīng)濟(jì)性差，對(duì)于雙旋轉(zhuǎn)四循環(huán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，由于控制機(jī)構(gòu)中的杠桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也出現(xiàn)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)同樣問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種用活塞交替接力的槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)由配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系、潤(rùn)滑系、點(diǎn)火或噴油系、機(jī)架，固定在機(jī)架上的固定缸體，固定缸體為中空的園柱體，內(nèi)裝兩個(gè)分別旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)缸體，活塞每?jī)芍粸橐唤M對(duì)稱地固定在旋轉(zhuǎn)缸體上，旋轉(zhuǎn)缸體外側(cè)的直徑線上用彈性連件對(duì)稱固定有滾子總成，滾子總成的滾子裝在側(cè)槽凸輪的環(huán)形槽內(nèi)，側(cè)槽凸輪固定在傳動(dòng)控制軸兩端，傳動(dòng)控制軸穿過(guò)旋轉(zhuǎn)缸體并裝在機(jī)架上。
側(cè)槽凸輪軸心線與活塞的旋轉(zhuǎn)軸心線平行，每個(gè)側(cè)槽凸輪側(cè)面開(kāi)設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽可在側(cè)槽凸輪的一側(cè)面或兩側(cè)面同時(shí)開(kāi)設(shè)，每個(gè)環(huán)形槽內(nèi)裝有兩個(gè)滾子總成上的滾子，滾子總成由滾子座及兩個(gè)滾子組成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞采用面接觸的密封形式，密封面積大，因而耐久性、起動(dòng)性、低速動(dòng)力性能均好。
2、該發(fā)動(dòng)機(jī)改變了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩組活塞交替接力轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，復(fù)合成一個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸出，活塞組及相關(guān)部件從轉(zhuǎn)到停產(chǎn)生的動(dòng)能，被側(cè)槽凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力徹底消耗，能量守恒，所以燃料利用率很高。
3、活塞組轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是一條組合的橢園曲線，活塞啟動(dòng)和停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)平穩(wěn)無(wú)沖擊，使之工作壽命長(zhǎng)。
4、具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。
本發(fā)明的圖面說(shuō)明如下

圖1是本發(fā)明槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例一的主視剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例一的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1的局部放大圖。
圖4是兩組活塞與旋轉(zhuǎn)缸體連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)原理的幾何示意圖。
圖6是本發(fā)明槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)滾子總成在側(cè)槽凸輪環(huán)形槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)示意圖。
圖7是本發(fā)明槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例二中槽輪安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例一，(見(jiàn)圖1、2、3、4)，槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)包括配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系、潤(rùn)滑系、點(diǎn)火或噴油系、機(jī)架(14)、固定在機(jī)架(14)上的固定缸體(2)，固定缸體(2)由端蓋(3)及園桶(4)組成中空的園柱體，固定缸體(2)外側(cè)開(kāi)有進(jìn)、出氣孔(15)、(16)，固定缸體(2)內(nèi)裝有兩個(gè)分別旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)，旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)的小園柱面上用7型絲圈(6)固定有2個(gè)園錐滾子軸承(7)為其定位，活塞(4a1、4a2)兩個(gè)為一組對(duì)稱固定在旋轉(zhuǎn)缸體(5a)的大園柱面上，活塞(4b1、4b2)兩個(gè)為一組固定在旋轉(zhuǎn)缸體(5b)的大園柱面上，旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)內(nèi)裝有襯套(12)，襯套(12)壁開(kāi)有油孔，兩端裝有卡圈(9)，防止其軸向竄動(dòng)，旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)外端面的直徑線上用連接件(20)分別對(duì)稱固定有2個(gè)滾子總成(8)，滾子總成(8)由兩只滾子(18)及一個(gè)滾子座(19)組成，每個(gè)側(cè)槽凸輪(11)上開(kāi)有不交叉的環(huán)形槽(17)，每個(gè)環(huán)形槽(17)內(nèi)裝有四個(gè)滾子(18)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，滾子(18)沿側(cè)槽凸輪(11)的環(huán)形槽(17)壁滾動(dòng)，環(huán)形槽(17)開(kāi)在側(cè)槽凸輪(11)的一側(cè)面，兩個(gè)側(cè)槽凸輪(11)分別對(duì)稱固定在傳動(dòng)控制軸(10)的兩端，用螺帽(13)鎖緊，傳動(dòng)控制軸(10)穿過(guò)旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)裝的襯套(12)內(nèi)，并裝在機(jī)架(14)上，傳動(dòng)控制軸(10)中空為冷卻潤(rùn)滑油道，側(cè)槽凸輪(11)的軸心線應(yīng)與活塞組(4a、4b)的旋轉(zhuǎn)軸心線平行。
實(shí)施例二，(見(jiàn)圖7)，該槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)控制軸(10)兩端各裝兩個(gè)側(cè)槽凸輪(11)，側(cè)槽凸輪(11)兩端面均開(kāi)有環(huán)形槽(17)，每端面2個(gè)滾子總成(8)用滾子總成支架與旋轉(zhuǎn)缸體連接，且滾子(18)裝在環(huán)形槽(17)內(nèi)。其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一同。
槽輪旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是傳動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)一組活塞(4a1、4a2)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與之連接的滾輪(17)沿槽輪(11)的環(huán)形槽(17)壁滾動(dòng)，并帶動(dòng)側(cè)槽凸輪(11)及其相關(guān)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)活塞(4a1、4a2)轉(zhuǎn)到指定角度被側(cè)槽凸輪(11)鎖定，與此同時(shí)，另一組活塞(4b1、4b2)進(jìn)行工作，帶動(dòng)與之連接的滾輪(17)沿槽輪(11)的環(huán)形槽(17)壁滾動(dòng)，并帶動(dòng)側(cè)槽凸輪(11)及其相關(guān)部件轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞組(4a1、4a2)、(4b1、4b2)循環(huán)工作，側(cè)槽凸輪(11)在工作中始終轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)槽凸輪(11)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，相關(guān)活塞組轉(zhuǎn)動(dòng)半周，相關(guān)活塞組的運(yùn)動(dòng)分為轉(zhuǎn)動(dòng)和被鎖定兩種狀態(tài)。
活塞組在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，角速度表現(xiàn)為一條實(shí)線的組合橢園曲線(見(jiàn)圖5)，虛線為另一組活塞角速度的組合橢園曲線，實(shí)、虛兩曲線重疊部份的面積是相鄰兩活塞把可燃?xì)怏w壓縮到最小體積時(shí)，兩活塞(4a1、4a2)、(4b1、4b2)軸向中線交叉于轉(zhuǎn)動(dòng)軸心的夾角。
由單純橢園定積分S=ab[x2a2-x2+a22arcsinxa]]]>0≤x≤a消去X得活塞組運(yùn)動(dòng)基本方程
上述公式中α—槽輪轉(zhuǎn)角 β—活塞組轉(zhuǎn)角ab—單純橢園長(zhǎng)、短軸
S—單純橢園定積分面積P—方程系數(shù)P＝2(fg)b/πV—相鄰兩活塞把可燃?xì)怏w壓縮到最小體積時(shí)，兩活塞軸向中線交叉于轉(zhuǎn)動(dòng)軸心的夾角。
由v=32ab-π4ab+2[(fg)b2ab(ab)2-(fg)2·b2+ab2arcsin(fg)bab]]]>將
代入上式得(fg)b值由活塞組轉(zhuǎn)動(dòng)基本方程，得兩組側(cè)槽凸輪槽理論曲線方程(見(jiàn)圖6)，圖中虛線為側(cè)槽凸輪槽理論曲線，圖中X1O1Y1坐標(biāo)系既反映滾子總成運(yùn)動(dòng)，又給X2O2Y2坐標(biāo)系定位，實(shí)線X2O2Y2坐標(biāo)系是反映側(cè)槽凸輪槽理論曲線，內(nèi)、外側(cè)曲線的坐標(biāo)系，點(diǎn)劃線X2O2Y2坐標(biāo)系表示滾子總成被鎖定之后即將開(kāi)鎖瞬間，實(shí)線X2O2Y2坐標(biāo)系位置。[y2=-cos(k+β)·sinα+[sin(k+β)-H]·cosαx2=cos(k+β)·cosα+[sin(k+β)-H]·sinα]]>[y2=cos(k+β)·sinα-[sin(k+β)+H]·cosαx2=-cos(k+β)·cosα-[sin(k+β)+H]·sinα]]>上述公式中H——當(dāng)滾子總成中心到旋轉(zhuǎn)軸心距離為1時(shí)，H＝0.35K——活塞組從轉(zhuǎn)到停瞬時(shí)滾子總成中心經(jīng)園心與正X2軸線的夾角，K＝π/2r——滾子半徑，當(dāng)滾子中心到旋轉(zhuǎn)軸心距離為1時(shí)，r＝0.175α——側(cè)槽凸輪轉(zhuǎn)角，
通過(guò)側(cè)槽凸輪槽理論曲線方程，側(cè)槽凸輪槽理論曲線切線方程，滾子半徑及與之連接的以O(shè)2為中心園弧線，最終得完整的側(cè)槽凸輪槽的內(nèi)、外曲線方程及曲線是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系、潤(rùn)滑系、點(diǎn)火或噴油系、固定在機(jī)架(14)上的固定缸體(2)，固定缸體(2)為中空的園柱體，內(nèi)裝兩個(gè)分別旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)，活塞(4a1、4a2、4b1、4b2)每?jī)芍粸橐唤M分別對(duì)稱地固定在旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)上，其特征在于旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)外側(cè)的直徑線上用連接件(20)對(duì)稱固定有滾子總成(8)，滾子總成(8)的滾子(18)裝在側(cè)槽凸輪(11)的環(huán)形槽(17)內(nèi)，側(cè)槽凸輪(11)固定在傳動(dòng)控制軸(10)兩端，傳動(dòng)控制軸(10)穿過(guò)旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)并裝在機(jī)架(14)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于側(cè)槽凸輪(11)軸心線應(yīng)與活塞組(4a、4b)的旋轉(zhuǎn)軸心線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于側(cè)槽凸輪(11)的環(huán)形槽(17)可在一面或兩面同時(shí)開(kāi)設(shè)，槽不交叉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于側(cè)槽凸輪(11)的環(huán)形槽(17)內(nèi)裝有兩個(gè)滾子總成(8)的滾子(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于滾子總成(8)由滾子座(19)上固定有兩個(gè)滾子(18)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于傳動(dòng)控制軸(10)上裝的側(cè)槽凸輪(11)為2-6個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明是一種槽輪旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī),屬于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)動(dòng)機(jī)主要由機(jī)架(14),裝在機(jī)架(14)上的固定缸體(2),固定缸體(2)內(nèi)裝的旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b),活塞組(4a、4b)分別固定在旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)上,旋轉(zhuǎn)缸體(5a、5b)外端面上裝有滾子總成(8),其滾子(18)裝在側(cè)槽凸輪的環(huán)形槽(17)內(nèi),側(cè)槽凸輪(11)固定在傳動(dòng)控制軸(10)上。該發(fā)動(dòng)機(jī)活塞組及相關(guān)部件從轉(zhuǎn)到停產(chǎn)生的動(dòng)能,被側(cè)槽凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用力徹底消耗,能量守恒,所以燃料利用率很高,密封面積大,工作壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F02B53/02GK1199134SQ9710784
公開(kāi)日1998年11月18日 申請(qǐng)日期1997年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月23日
發(fā)明者羅建國(guó) 申請(qǐng)人:羅建國(guó)