刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界上最先進(jìn)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)仍存在很多重大缺陷:(1)、發(fā)動(dòng)機(jī)高度依賴(lài)極具不確定性的電路控制技術(shù)，整體機(jī)械固化，連動(dòng)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)較多，從而導(dǎo)致故障率極高，無(wú)法滿(mǎn)足我國(guó)軍事核心應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)安全可靠性的迫切需求；(2)、發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用非對(duì)稱(chēng)力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致振動(dòng)大、磨損大，做功效率低下，無(wú)法滿(mǎn)足民用領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)實(shí)用需求；(3)、發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法對(duì)關(guān)鍵零部件的集中損耗進(jìn)行分散和安全故障隔離，從而導(dǎo)致緊急故障發(fā)生后無(wú)法持續(xù)工作。
[0003]現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)為確保正常運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)缸體必須采用一次成型的整體固化設(shè)計(jì)模式，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體布局死板，制造調(diào)試工藝極其復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，不能實(shí)現(xiàn)單個(gè)缸體推進(jìn)單元的模塊化、通用化、產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)制造，不能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的靈活布局和自由式組裝組合；不能實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)下的缸體推進(jìn)單元安全自由上下線(xiàn)；缸體推進(jìn)單元出現(xiàn)故障時(shí)，極可能導(dǎo)致停機(jī)熄火。
[0004]現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)缸體主要采用非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致活塞在推進(jìn)過(guò)程中動(dòng)力極不平衡，擺動(dòng)磨損大、做功效率低下。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力大小的控制主要依靠變速器和輸油量來(lái)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致駕駛員在行進(jìn)過(guò)程中的操作協(xié)調(diào)難度增加；發(fā)動(dòng)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中的涉及關(guān)鍵環(huán)節(jié)多，機(jī)械擺動(dòng)磨損大，關(guān)鍵部件集中損耗頻繁，故障率大幅增加；依靠轟大油門(mén)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)行進(jìn)動(dòng)力的方式死板，飽和油汽尾耗嚴(yán)重。
[0005]因此，要想從根本上解決上述缺陷，就必須對(duì)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行重大理論革新，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造進(jìn)行重大實(shí)際突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:(一)節(jié)能降耗，最大限度地減小缸體活塞在推進(jìn)過(guò)程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的晃動(dòng)以及引起的機(jī)械噪聲，延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命；(二)打破傳統(tǒng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)多缸體整體固化設(shè)計(jì)方式，為新型發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)創(chuàng)造全新的理論基礎(chǔ)，并提供核心組件；(三)對(duì)關(guān)鍵零部件的集中損耗進(jìn)行分散和故障隔離，增強(qiáng)機(jī)械使用的安全性和可靠性。
[0007]為此，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，包括缸頭部分和缸體部分，所述缸頭部分包括缸頭殼體，以及設(shè)置在缸頭殼體內(nèi)的燃燒室、火花塞、氣門(mén)、氣門(mén)彈簧和氣道，所述缸體部分包括缸體外殼，以及設(shè)置在缸體外殼內(nèi)的活塞，關(guān)鍵在于:所述缸體外殼的內(nèi)腔呈“凸”字形，在缸體外殼內(nèi)還安裝有兩個(gè)相互嚙合的慣性飛輪，且活塞與兩個(gè)慣性飛輪構(gòu)成“品”字形布置，每個(gè)慣性飛輪對(duì)應(yīng)設(shè)置有一根連桿，連桿的上端與活塞鉸接，連桿的下端鉸接在慣性飛輪上并偏離慣性飛輪的圓心，所述缸體外殼上開(kāi)有與內(nèi)腔相通的組裝調(diào)試孔，在缸體外殼上開(kāi)有與慣性飛輪一一對(duì)應(yīng)的軸孔，所述軸孔水平貫通，軸孔的軸線(xiàn)與慣性飛輪的軸線(xiàn)平行并靠近對(duì)應(yīng)的慣性飛輪設(shè)置。
[0008]該刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，通過(guò)動(dòng)力傳輸軸串聯(lián)成刀片式發(fā)動(dòng)機(jī)，因此稱(chēng)為“刀片式”發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。作為刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的核心組件，整體左右對(duì)稱(chēng)，并配備有兩個(gè)軸孔，具備全對(duì)稱(chēng)備份冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，且滿(mǎn)足在發(fā)動(dòng)機(jī)中缸體旋轉(zhuǎn)動(dòng)能獨(dú)立封裝的技術(shù)要求。因?yàn)橹挥袑鹘y(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)固化缸體分割為多個(gè)獨(dú)立工作單元，才能真正實(shí)現(xiàn)刀片式新型發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體活塞在上下推進(jìn)過(guò)程中動(dòng)能高效利用，才能實(shí)現(xiàn)汽車(chē)在行進(jìn)狀態(tài)下對(duì)單個(gè)獨(dú)立缸體推進(jìn)單元的在線(xiàn)離合和安全故障隔離。為此，對(duì)本發(fā)明的核心內(nèi)容進(jìn)行如下闡述:
[0009](一 )本刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體構(gòu)造方案所采用的全對(duì)稱(chēng)備份冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和獨(dú)有的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能封裝技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn):(a)、通過(guò)采用全對(duì)稱(chēng)內(nèi)部推力桿能較大的克服缸體做功單元因推力不平衡引發(fā)的機(jī)械晃動(dòng)、磨損現(xiàn)象；(b)、通過(guò)采用全對(duì)稱(chēng)內(nèi)部獨(dú)立慣性飛輪的同步圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)缸體活塞在上下推進(jìn)過(guò)程中所產(chǎn)生動(dòng)能的高效吸收，旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的封裝轉(zhuǎn)化；(c)、兩個(gè)飛輪分別通過(guò)連桿與活塞相連，這種全對(duì)稱(chēng)備份冗余的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好處在于，當(dāng)其中一個(gè)飛輪失效后，另外一個(gè)飛輪仍能保證缸體繼續(xù)工作，只是運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性有所降低；(d)、兩個(gè)軸孔，分別用于安裝相位同步軸和動(dòng)力傳動(dòng)軸，雖然功能不一樣，但當(dāng)其中一根軸失效后，另外一根軸可同時(shí)起到相位同步鎖定和動(dòng)力傳輸?shù)淖饔?，保證缸體繼續(xù)工作，也是全對(duì)稱(chēng)備份冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分。
[0010]( 二)本刀片式汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體構(gòu)造方案具備的接口技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn):(a)、實(shí)現(xiàn)封裝的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能不僅能單個(gè)直接輸出，還可以根據(jù)動(dòng)力傳輸軸的串聯(lián)情況進(jìn)行多個(gè)自由組合輸出，只需要拉進(jìn)或拉出動(dòng)力輸出軸即可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)缸體數(shù)量的增減；(b)、實(shí)現(xiàn)封裝的全對(duì)稱(chēng)內(nèi)部慣性飛輪所具有的同步性、圓周性、對(duì)稱(chēng)性、旋轉(zhuǎn)動(dòng)能性已整體實(shí)現(xiàn)，用戶(hù)不僅可綜合利用上述接口技術(shù)特征進(jìn)行刀片式新型發(fā)動(dòng)機(jī)的成功開(kāi)發(fā)，還可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用特殊環(huán)境靈活空間布局。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
[0012](1)刀片式汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體構(gòu)造方案所采用的全對(duì)稱(chēng)備份冗余結(jié)構(gòu)不僅減少了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)，提升了機(jī)械效能吸收，還提升了機(jī)械可靠性；
[0013](2)刀片式汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體構(gòu)造方案所獨(dú)有的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能封裝技術(shù)不僅解決了對(duì)關(guān)鍵零部件集中損耗進(jìn)行分散和安全故障隔離的難題，還為新型發(fā)動(dòng)機(jī)的自由組裝和動(dòng)力控制提供了較為靈活的解決方案；
[0014](3)刀片式汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體具備構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便靈活、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，適應(yīng)于現(xiàn)代制造業(yè)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化制造。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0017]如圖1所示，一種刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，主要由缸頭部分A和缸體部分B組成。缸頭部分A主要由缸頭殼體1，以及設(shè)置在缸頭殼體1內(nèi)的燃燒室2、火花塞3、氣門(mén)4、氣門(mén)彈簧5和氣道6，氣門(mén)4分為進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，氣道6分為進(jìn)氣道和排氣道，火花塞3正對(duì)燃燒室2，燃料進(jìn)入燃燒室2燃燒，從而推動(dòng)活塞在缸體內(nèi)上下移動(dòng)。缸頭部分A為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述，缸頭部分A分為搖臂式，頂桿式或凸輪軸式，圖中所示為其中的搖臂式結(jié)構(gòu)，但不限于此，其它結(jié)構(gòu)形式的缸頭在此也適用。
[0018]缸體部分B主要由缸體外殼7，以及設(shè)置在缸體外殼7內(nèi)的活塞8、慣性飛輪9組成。缸體外殼7和活塞8是缸體部分B必不可少的組成部分。
[0019]缸體外殼7的內(nèi)腔呈“凸”字形，在缸體外殼7內(nèi)安裝有兩個(gè)相互嚙合的慣性飛輪9，且活塞8與兩個(gè)慣性飛輪9構(gòu)成“品”字形布置，即活塞8安裝在“凸”字內(nèi)腔的上部，兩個(gè)慣性飛輪9安裝在“凸”字內(nèi)腔的下部，“凸”字內(nèi)腔的缸體外殼7是專(zhuān)為布置兩個(gè)慣性飛輪9而設(shè)計(jì)的。每個(gè)慣性飛輪9對(duì)應(yīng)設(shè)置有一根連桿10，連桿10的上端與活塞8鉸接，連桿10的下端鉸接在慣性飛輪9上并偏離慣性飛輪9的圓心。
[0020]缸體外殼7上開(kāi)有與內(nèi)腔相通的組裝調(diào)試孔11，組裝調(diào)試孔11用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的初始相位。在缸體外殼7上開(kāi)有與慣性飛輪9 一一對(duì)應(yīng)的軸孔12，軸孔12水平貫通，軸孔12的軸線(xiàn)與慣性飛輪9的軸線(xiàn)平行并靠近對(duì)應(yīng)的慣性飛輪9設(shè)置。其中一個(gè)軸孔12用于安裝相位同步軸，通過(guò)相位同步軸鎖定缸體的初始相位；另外一個(gè)軸孔12用于安裝動(dòng)力傳輸軸，通過(guò)動(dòng)力傳輸軸輸出缸體的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。最好是，組裝調(diào)試孔11設(shè)置在缸體外殼7的側(cè)壁上；兩個(gè)軸孔12左右對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)軸孔12位于對(duì)應(yīng)的慣性飛輪9外側(cè)并高于對(duì)應(yīng)的慣性飛輪9。
[0021]各個(gè)車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體通過(guò)動(dòng)力傳輸軸串聯(lián)在一起，組成發(fā)動(dòng)機(jī)，因此稱(chēng)為“刀片式”車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。假定由四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體組成刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，則所有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體共用一根相位同步軸和一根動(dòng)力傳輸軸。四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)的活塞8在各自的缸體的初始相位呈階梯狀布置。
[0022]組裝流程:首先調(diào)試工具通過(guò)組裝調(diào)試孔11伸入缸體內(nèi)腔，撥動(dòng)其中一個(gè)慣性飛輪9轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)另外一個(gè)慣性飛輪9同步轉(zhuǎn)動(dòng)，共同推動(dòng)活塞8處于缸體內(nèi)適當(dāng)位置(即調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的初始相位)，從而調(diào)節(jié)各發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的初始相位，各個(gè)缸體的初始相位呈階梯狀布置；在其中一個(gè)軸孔12內(nèi)裝入相位同步軸，相位同步軸與每個(gè)缸體內(nèi)的其中一個(gè)慣性飛輪9嚙合以鎖定各缸體的初始相位；在另外一個(gè)軸孔12內(nèi)裝入動(dòng)力傳輸軸，通過(guò)動(dòng)力輸出軸輸出各缸體的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。
[0023]工作流程:利用電動(dòng)機(jī)外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)相位同步軸使慣性飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)一各缸體陸續(xù)開(kāi)始四沖程工作(與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理相同)一慣性飛輪通過(guò)相位同步軸和動(dòng)力輸出軸輸出各缸體的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能一電動(dòng)機(jī)停止驅(qū)動(dòng)一發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始正常工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，包括缸頭部分(A)和缸體部分(B)，所述缸頭部分(A)包括缸頭殼體(I)，以及設(shè)置在缸頭殼體(I)內(nèi)的燃燒室(2)、火花塞(3)、氣門(mén)(4)、氣門(mén)彈簧(5)和氣道(6)，所述缸體部分(B)包括缸體外殼(7)，以及設(shè)置在缸體外殼(7)內(nèi)的活塞(8)，其特征在于:所述缸體外殼(7)的內(nèi)腔呈“凸”字形，在缸體外殼(7)內(nèi)還安裝有兩個(gè)相互嚙合的慣性飛輪(9)，且活塞(8)與兩個(gè)慣性飛輪(9)構(gòu)成“品”字形布置，每個(gè)慣性飛輪(9)對(duì)應(yīng)設(shè)置有一根連桿(10)，連桿(10)的上端與活塞⑶鉸接，連桿(10)的下端鉸接在慣性飛輪(9)上并偏離慣性飛輪(9)的圓心，所述缸體外殼(7)上開(kāi)有與內(nèi)腔相通的組裝調(diào)試孔(11)，在缸體外殼(7)上開(kāi)有與慣性飛輪(9) 一一對(duì)應(yīng)的軸孔(12)，所述軸孔(12)水平貫通，軸孔(12)的軸線(xiàn)與慣性飛輪(9)的軸線(xiàn)平行并靠近對(duì)應(yīng)的慣性飛輪(9)設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，其特征在于:所述組裝調(diào)試孔(11)設(shè)置在缸體外殼(7)的側(cè)壁上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，其特征在于:兩個(gè)所述軸孔(12)左右對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)軸孔(12)位于對(duì)應(yīng)的慣性飛輪(9)外側(cè)并高于對(duì)應(yīng)的慣性飛輪(9)0
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種刀片式車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，包括缸頭部分和缸體部分，缸體部分包括缸體外殼和活塞，缸體外殼的內(nèi)腔呈“凸”字形，在缸體外殼內(nèi)還安裝有兩個(gè)相互嚙合的慣性飛輪，且活塞與兩個(gè)慣性飛輪構(gòu)成“品”字形布置，每個(gè)慣性飛輪對(duì)應(yīng)設(shè)置有一根連桿，連桿的上端與活塞鉸接，連桿的下端鉸接在慣性飛輪上并偏離慣性飛輪的圓心，缸體外殼上開(kāi)有與內(nèi)腔相通的組裝調(diào)試孔，在缸體外殼上開(kāi)有與慣性飛輪一一對(duì)應(yīng)的軸孔，軸孔水平貫通，軸孔的軸線(xiàn)與慣性飛輪的軸線(xiàn)平行并靠近對(duì)應(yīng)的慣性飛輪設(shè)置。采用全對(duì)稱(chēng)備份冗余結(jié)構(gòu)和獨(dú)有的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能封裝技術(shù)，減小缸體活塞推進(jìn)中的晃動(dòng)及機(jī)械噪聲，解決了對(duì)關(guān)鍵零部件集中損耗進(jìn)行分散和安全故障隔離的難題。
【IPC分類(lèi)】F02F1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105134399
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510489333
【發(fā)明人】王立, 邵勇
【申請(qǐng)人】王立, 邵勇
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日