專利名稱：內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鈩?dòng)力領(lǐng)域，更具體地說，是一種內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，常見的內(nèi)燃機(jī)多為四沖程曲軸連桿型內(nèi)燃機(jī)，這種內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都采 用曲柄連桿機(jī)構(gòu)，通過連桿帶動(dòng)曲軸，從而將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于 這種內(nèi)燃機(jī)是靠活塞的直線運(yùn)動(dòng)和連桿的平面運(yùn)動(dòng)來壓迫驅(qū)使曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而造成 各運(yùn)動(dòng)副之間存在著較大的摩擦，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)效率低。曲軸連桿型內(nèi)燃機(jī)還有如下主 要缺點(diǎn)體積大；連桿、曲軸上的不平衡離心力較大；沖擊大，振動(dòng)大；并由此引起較大的機(jī) 械磨損，使內(nèi)燃機(jī)壽命縮短；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工、制造、裝配等都比較困難。此外，一般內(nèi)燃機(jī)與變速裝置是兩個(gè)獨(dú)立的機(jī)器，通常內(nèi)燃機(jī)需另外安裝減速器 用于后續(xù)變速，造成體積龐大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有曲軸連桿型內(nèi)燃機(jī)存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一 種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、沖擊振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、功率大、壽命長(zhǎng)、效率高的低速大扭矩四 沖程內(nèi)燃機(jī)——內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃 機(jī)，主要由進(jìn)氣門⑴、氣缸蓋⑵、氣缸⑶、排氣門⑷、缸體(5)、推桿(6)、活塞(7)、彈簧
(8)、滾輪(9)、輸出軸(10)、活齒銷軸(11)、擺桿銷軸(12)、外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒 (14)、擺桿(15)、活齒架(16)、波形輪(17)及起動(dòng)系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤(rùn) 滑系統(tǒng)等組成。其特征在于八個(gè)氣缸(3)環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的周圍， 外凸輪內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一氣缸 活塞(7)通過推桿(6)直接作用于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)上，推動(dòng)外凸內(nèi)雙相激波輪(13) 旋轉(zhuǎn)，外凸內(nèi)雙相激波輪的內(nèi)表面推動(dòng)活齒(14)運(yùn)動(dòng)，活齒在活齒架和擺桿的約束作用下 繞活齒銷軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又隨擺桿(12)擺動(dòng)，迫使活齒(14)與波形輪(17)嚙合，驅(qū)動(dòng) 波形輪(17)轉(zhuǎn)動(dòng)，并由與波形輪(17)鍵聯(lián)接的輸出軸(10)輸出動(dòng)力。在上述技術(shù)方案中，外凸輪內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)雙相激波擺 桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組合而成。其中，凸輪機(jī)構(gòu)由推桿(6)、滾輪(9)、外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、 缸體(5)、彈簧(8)組成，推桿(6)的一端與活塞(7)固定聯(lián)接，另一端裝有滾輪(9)，滾輪
(9)使推桿(6)與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的接觸由滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，彈簧⑶的一 端固定在活塞(7)下面，另一端固定在氣缸下部的凸臺(tái)上，彈簧(8)使推桿上的滾輪(9)始 終與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)接觸，每個(gè)氣缸都配有活塞、帶滾輪的推桿及彈簧。內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒(14)、活齒銷軸 (11)、擺桿(15)、擺桿銷軸(12)、活齒架(16)、波形輪(17)和與其鍵聯(lián)接的輸出軸(10)組 成。外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的外表面是四相凸輪輪廓，內(nèi)部是橢圓雙相激波面，故外凸內(nèi)雙相激波輪(13)既是凸輪機(jī)構(gòu)中的凸輪，又是內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的內(nèi)雙相 激波器，外凸內(nèi)雙相激波輪(13)將內(nèi)燃機(jī)和內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)有機(jī)地合二為一，整 個(gè)內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)置于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的內(nèi)部。外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的外表面凸輪輪廓曲線可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要選定，以 獲得最佳的動(dòng)力學(xué)性能，提高內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率。輸出軸(10)、外凸內(nèi)雙相激波輪
(13)、活齒架(16)和波形輪(17)等零件的軸心線重合并由機(jī)架軸承支承。活齒數(shù)ZG和波 形輪的波數(shù)ZK相差為2，活齒架(16)與機(jī)架固聯(lián)，波形輪(17)與輸出軸(10)鍵聯(lián)接，活齒
(14)與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、波形輪(17)分別相嚙合均形成高副，活齒(14)與擺桿(5) 通過活齒銷軸(11)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，擺桿(15)與活齒架(16)通過擺桿銷軸(12)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。在上述技術(shù)方案中，外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的外部為具有四個(gè)互成90°夾角凸 出部分的四相凸輪，八個(gè)氣缸(3)環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的周圍，其中任 意兩個(gè)相隔180°對(duì)稱布置的氣缸活塞(7)工作狀態(tài)同步，將工作狀態(tài)同步的兩個(gè)氣缸活 塞作為一組，四組氣缸活塞依次進(jìn)行吸氣沖程、壓縮沖程、氣體燃燒做功沖程和排氣沖程， 相鄰兩組氣缸的活塞沖程進(jìn)程對(duì)應(yīng)于外凸內(nèi)雙 相激波輪(13)轉(zhuǎn)角的相位差為45°。與已有技術(shù)相比本發(fā)明的主要發(fā)明點(diǎn)在于 ①八個(gè)氣缸環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪周圍，氣缸活塞通過推桿直接作用 于外凸內(nèi)雙相激波輪上，動(dòng)力由外凸內(nèi)雙相激波輪經(jīng)內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)傳給輸出軸 輸出。②外凸內(nèi)雙相激波輪的外部為具有四個(gè)互成90°夾角凸出部分的四相凸輪，而內(nèi) 部為雙相激波面的結(jié)構(gòu)，將內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)置于凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪中，使凸 輪機(jī)構(gòu)中的凸輪和內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的內(nèi)雙相激波輪合二為一，得到外凸輪 內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并用該新機(jī)構(gòu)取代現(xiàn)有曲軸連桿型內(nèi)燃機(jī)中的曲柄連桿機(jī)構(gòu)， 將活齒傳動(dòng)技術(shù)引入內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，不但徹底去除了曲軸和連桿，而且將內(nèi)燃機(jī)與變速 裝置(減速器)合二為一，得到了一種結(jié)構(gòu)緊湊、小巧的新型大功率動(dòng)力機(jī)器，與曲軸連桿 型內(nèi)燃機(jī)相比，本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)軸向尺寸大大減小。③內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出軸為與波形輪鍵聯(lián)接的輸出軸，內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)以 外凸內(nèi)雙相激波輪輸入動(dòng)力，活齒架固定，波形輪輸出，可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，內(nèi)燃機(jī)低 速大扭矩輸出動(dòng)力。④輸出軸轉(zhuǎn)速取決于內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)的傳動(dòng)比，而適當(dāng)選 擇內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)的配齒方案，可獲得較大的傳動(dòng)比，且激波器為內(nèi)雙相激波器， 活齒數(shù)ZG和波形輪的波數(shù)ZK相差為2，不需偏心安裝，整個(gè)機(jī)構(gòu)受力自平衡。⑤內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)中，外凸內(nèi)雙相激波輪與活齒為多齒嚙合，故可實(shí)現(xiàn) 大功率、大扭矩的傳動(dòng)。本發(fā)明與現(xiàn)有往復(fù)式曲軸連桿型內(nèi)燃機(jī)相比，具有以下有益的技術(shù)效果1.沖擊小、振動(dòng)小、噪聲小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)由于本發(fā)明采用外凸輪內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)取代了現(xiàn)有曲軸連桿型內(nèi)燃機(jī) 中的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，徹底取消了曲軸和連桿，外凸內(nèi)雙相激波輪和內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)都是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，沒有偏心質(zhì)量和不平衡離心力，消除了因曲軸質(zhì)量偏心、連桿作平 面運(yùn)動(dòng)引起的慣性力和傾覆力矩以及由此產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)和噪聲，消除了連桿偏擺導(dǎo)致活 塞拍擊氣缸壁造成的振動(dòng)和噪聲。
八個(gè)氣缸環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪周圍，其中任意兩個(gè)相隔180°對(duì)稱 布置的氣缸活塞工作狀態(tài)同步，即或同時(shí)吸氣、或同時(shí)壓縮、或同時(shí)氣體燃燒做功、或同時(shí) 排氣，因此，沖擊力總是成對(duì)的出現(xiàn)，可以相互抵消，使外凸內(nèi)雙相激波輪受合力為零，故沖 擊振動(dòng)較小，因而內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)。2.結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、軸向尺寸小由于取消了笨重復(fù)雜的曲軸，各氣缸環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪周圍，而 且內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)置于外凸內(nèi)雙相激波輪中，外凸內(nèi)雙相激波輪既是凸輪 機(jī)構(gòu)中的凸輪，又是內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的雙相激波器，所以本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī) 結(jié)構(gòu)緊湊、軸向尺寸小、體積小、重量輕。本發(fā)明采用外凸輪內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出活塞產(chǎn)生的動(dòng)力，將內(nèi)燃機(jī)與變 速裝置(減速器)合二為一，無需另配減速裝置，結(jié)構(gòu)大大縮減，所以結(jié)構(gòu)緊湊、小巧。3.傳動(dòng)比較大，整機(jī)一體化預(yù)減速本內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出軸為與波形輪鍵聯(lián)接的輸出軸，內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)以 外凸內(nèi)雙相激波輪輸入動(dòng)力，活齒架固定，波形輪輸出，適當(dāng)選擇配齒方案，可以實(shí)現(xiàn)較大 的傳動(dòng)比，而且仍然保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)燃機(jī)低速大扭矩輸出動(dòng) 力，可廣泛應(yīng)用于需大功率機(jī)械傳動(dòng)的軍事、國(guó)防等領(lǐng)域，諸如坦克、裝甲車和工程機(jī)械挖 掘機(jī)、推土機(jī)等。 4.摩擦磨損小、受力自平衡、油耗低、效率高、壽命長(zhǎng)因?yàn)榛钊尿?qū)動(dòng)力通過推桿滾輪直接傳遞給外凸內(nèi)雙相激波輪后經(jīng)內(nèi)雙相激波 擺桿活齒傳動(dòng)傳給輸出軸輸出?；钊茥U與外凸內(nèi)雙相激波輪之間為滾動(dòng)摩擦聯(lián)接，傳動(dòng) 效率高，取消了磨損嚴(yán)重、摩擦功耗大的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)為多齒嚙 合、承載能力大，又是滾動(dòng)嚙合，使傳動(dòng)效率高，因多齒同時(shí)嚙合，輸出剛度大，傳動(dòng)也更加 平穩(wěn)可靠。同時(shí)外凸內(nèi)雙相激波輪可以實(shí)現(xiàn)激波并保證其自身及其內(nèi)部活齒的受力自動(dòng)平 衡，在傳動(dòng)裝置中不存在一齒差活齒傳動(dòng)中需偏心安裝激波器而存在的慣性力、激振力和 傾覆力矩等，從傳動(dòng)原理上避免了傳動(dòng)裝置的振動(dòng)激勵(lì)，從而有利于提高傳動(dòng)的效率，其效 率值可達(dá)0. 97 0. 99。機(jī)械摩擦磨損也較小，油耗低，內(nèi)燃機(jī)壽命較長(zhǎng)。5.具有良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放指標(biāo)由于活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于外凸內(nèi)雙相激波輪的外部輪廓曲線，所以可通過 選取恰當(dāng)?shù)幕钊\(yùn)動(dòng)規(guī)律來設(shè)計(jì)凸輪輪廓，而恰當(dāng)?shù)幕钊\(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)當(dāng)使氣缸中的氣體燃 燒充分、完善、燃料熱能利用率高，因此，本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指 標(biāo)，可達(dá)到節(jié)能環(huán)保和提高機(jī)器效率的目的。6.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、生產(chǎn)成本低本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)中的零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、生產(chǎn)成本低，徹底取消了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 加工制造困難的曲軸和連桿。7.承載能力大內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)為多齒嚙合，傳動(dòng)平穩(wěn)，活齒可共同分擔(dān)載荷實(shí)現(xiàn)功率 分流。故內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，承載能力大。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。但要特別指出的是，本發(fā)明的具 體實(shí)施方式不限于下面實(shí)施例所描述的形式，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的 情況下，還可很容易地設(shè)計(jì)出其他的具體實(shí)施方式
，因此不應(yīng)將下面給出的具體實(shí)施方式
的實(shí)施例理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍，將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在所給出的實(shí)施例。圖1是內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是外凸內(nèi)雙相激波輪及內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖上述各附圖中圖識(shí)標(biāo)號(hào)的標(biāo)識(shí)對(duì)象是1進(jìn)氣門；2氣缸蓋；3氣缸；4排氣門；5缸 體；6推桿；7活塞；8彈簧；9滾輪；10輸出軸；11活齒銷軸；12擺桿銷軸；13外凸內(nèi)雙相激 波輪；14活齒；15擺桿；16活齒架；17波形輪。
具體實(shí)施例圖1，圖2所示內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，由進(jìn)氣門(1)、氣缸蓋(2)、氣缸 (3)、排氣門(4)、缸體(5)、推桿(6)、活塞(7)、彈簧(8)、滾輪(9)、輸出軸(10)、活齒銷軸 (11)、擺桿銷軸(12)、外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒(14)、擺桿(15)、活齒架(16)、波形輪 (17)等組成。八個(gè)氣缸(3)軸心對(duì)稱地環(huán)形均布在外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的周圍，相鄰兩 個(gè)氣缸的夾角為45°。每個(gè)氣缸(3)中有一個(gè)活塞(7)，推桿(6)的一端與活塞(7)固結(jié) 在一起，另一端裝有滾輪(9)，滾輪(9)使推桿(6)與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)之間的聯(lián)接 為滾動(dòng)摩擦聯(lián)接，彈簧(8)的一端固定在活塞(7)底部，另一端固定在氣缸(3)下部的凸臺(tái) 上，彈簧⑶的作用是使推桿(6)上的滾輪(9)始終與外凸內(nèi)雙相激波輪(12)接觸。外凸 內(nèi)雙相激波輪(13)的外部是具有互成90°夾角且軸心對(duì)稱的四個(gè)凸出部分的四相凸輪， 內(nèi)部是橢圓內(nèi)雙相激波面。外凸內(nèi)雙相激波輪(13)將凸輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)有機(jī)的結(jié)合為一體。外凸內(nèi)雙相激波輪(13)既是凸輪機(jī)構(gòu)中的凸輪，又是內(nèi)雙相激 波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的內(nèi)雙相激波輪，整個(gè)內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)嵌于外凸內(nèi) 雙相激波輪(13)的內(nèi)部。內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由活齒銷軸(11)、擺桿銷軸(12)、 外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒(14)、擺桿(15)、活齒架(16)、波形輪(17)和與波形輪(17)鍵聯(lián)接的輸出軸(10)組成?；铨X架(16)與機(jī)架固聯(lián)，波形輪(17)與輸出 軸(10)鍵聯(lián)接，活齒(14)與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、波形輪(17)分別相嚙合形成高副，活 齒(14)與擺桿(15)通過活齒銷軸(11)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，擺桿(15)與活齒架(16)通過擺桿銷 軸(12)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。輸出軸(10)、外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒架(16)和波形輪(17)等 零件的軸心線重合并由機(jī)架軸承支承。因此本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)不僅有內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng) 的一系列優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)非常緊湊。外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的外表面凸輪輪廓曲線可按需 要選取不同的曲線。本實(shí)施例按活塞(7)作余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律來確定凸輪輪廓曲線，即 當(dāng)外凸內(nèi)雙相激波輪(13)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活塞(7)按余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)， 其運(yùn)動(dòng)周期為外凸內(nèi)雙相激波輪(13)旋轉(zhuǎn)周期的四分之一。本實(shí)施例內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出 軸為與波形輪鍵聯(lián)接的輸出軸(10)，內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)以外凸內(nèi)雙相激波輪輸入動(dòng) 力，活齒架固定，波形輪輸出，可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，內(nèi)燃機(jī)可低速大扭矩輸出動(dòng)力。本發(fā)明所述內(nèi)燃機(jī)的工作原理是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，氣體燃燒做功汽缸中的活塞 (7)，其驅(qū)動(dòng)力通過推桿(6)作用于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)上，推動(dòng)外凸內(nèi)雙相激波輪(13)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力由外凸內(nèi)雙相激波輪(13)經(jīng)內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給輸出軸 (10)輸出；由于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的旋轉(zhuǎn)，滾輪(9)沿著外凸內(nèi)雙相激波輪(13)輪 廓滾動(dòng)而使推桿(6)和沒有做功的活塞(7)在氣缸(3)內(nèi)滑動(dòng)，完成吸氣、或壓縮氣體、或 排氣的任務(wù)。在圖1中，將氣缸a和e、b和f、c和g、d和h各作為一組，則共有四組氣缸。 設(shè)氣缸a、e中的活塞處于吸氣沖程的開始位置，氣缸b、f中的活塞處于壓縮沖程的開始位 置，氣缸c、g中的活塞處于氣體燃燒做功沖程的開始位置，氣缸d、h中的活塞處于排氣沖程 的開始位置，相鄰兩組氣缸活塞的沖程進(jìn)程相差一個(gè)沖程，對(duì)應(yīng)于外凸內(nèi)雙相激波輪(13) 轉(zhuǎn)角的相位差為45°。則外凸內(nèi)雙相激波輪(13)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過45°以后，氣缸b、f又開始 燃燒做功，外凸內(nèi)雙相激波輪再逆時(shí)針轉(zhuǎn)過45°之后，氣缸a、e又開始燃燒做功，氣缸a、e 燃燒做功完成以后接著是氣缸d、h開始燃燒做功，之后又輪到氣缸c和g燃燒做功，如此循 環(huán)下去，使外凸內(nèi)雙相激波輪(13)連續(xù)平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)，外凸內(nèi)雙相激波輪內(nèi)表面推動(dòng)活齒(14)運(yùn)動(dòng)，活齒(14)在活齒架(16)和擺桿(15)的約束作用下繞活齒銷軸(11) 轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又隨擺桿(12)擺動(dòng)，迫使活齒(14)與波形輪(17)嚙合，驅(qū)動(dòng)波形輪(17)轉(zhuǎn)動(dòng)， 并由與波形輪(17)鍵聯(lián)接的輸出軸(10)連續(xù)平穩(wěn)地將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)輸出。由于每組氣缸中 的兩個(gè)氣缸相隔180°對(duì)稱布置，并且工作狀態(tài)隨時(shí)相同，所以八個(gè)活塞(7)對(duì)外凸內(nèi)雙相 激波輪(13)的綜合作用效果是外凸內(nèi)雙相激波輪(13)只受純力偶的作用，而合力為零。 由于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)和內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅具有結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，而且 受力也是對(duì)稱的，故它們所受合力為零，只受力偶作用。因此本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)的沖擊振動(dòng)小， 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
為說明本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)的變速特性，設(shè)活齒(14)齒數(shù)、波形輪(17)的波數(shù)分別為 Zg = 8, Zk= 10，外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的轉(zhuǎn)速為II13 = SOOr/min。活齒架(16)固定(《G
.GZtr10 _
=ο)，則內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)的傳動(dòng)比為·ΑΚ = ~— = 77ΓΤ = 5
Zk — Zg IU — O故得ri17 = n10 = 160r/min，可見，波形輪(17)、輸出軸(10)的轉(zhuǎn)向與外凸內(nèi)雙相 激波輪(13)的相同，轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)，內(nèi)燃機(jī)減速輸出動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn) 大扭矩低速輸出。這種特性很適合大扭矩輸出的場(chǎng)合，可廣泛應(yīng)用于需大功率機(jī)械傳動(dòng)的 軍事、國(guó)防等領(lǐng)域，諸如坦克、裝甲車和工程機(jī)械挖掘機(jī)、推土機(jī)等。本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)還設(shè)置有起動(dòng)系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)寸。
權(quán)利要求
內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，主要由進(jìn)氣門(1)、氣缸蓋(2)、氣缸(3)、排氣門(4)、缸體(5)、推桿(6)、活塞(7)、彈簧(8)、滾輪(9)、輸出軸(10)、活齒銷軸(11)、擺桿銷軸(12)、外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒(14)、擺桿(15)、活齒架(16)、波形輪(17)及起動(dòng)系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。其特征在于八個(gè)氣缸(3)環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的周圍，外凸輪內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)——?dú)飧谆钊?7)通過推桿(6)直接作用于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)上，推動(dòng)外凸內(nèi)雙相激波輪(13)旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力由外凸內(nèi)雙相激波輪經(jīng)內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)傳給與波形輪鍵聯(lián)接的輸出軸(10)輸出，外凸內(nèi)雙相激波輪(13)將內(nèi)燃機(jī)和內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)有機(jī)地融為一體，使內(nèi)燃機(jī)無需再配備減速器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述外凸輪內(nèi) 雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有機(jī)的組合而成，其中 凸輪機(jī)構(gòu)由推桿(6)、外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、缸體(5)、彈簧(8)組成，推桿的一端與活塞 (7)固定聯(lián)接，另一端裝有滾輪(9)，滾輪(9)使推桿(6)與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)之間為 滾動(dòng)摩擦聯(lián)接，彈簧(8)使推桿(6)上的滾輪(9)始終與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)接觸；內(nèi) 雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒銷軸(11)、擺桿銷軸(12)、活 齒(14)、擺桿(15)、活齒架(16)、波形輪(17)和與其鍵聯(lián)接的輸出軸(10)組成，且輸出軸 (10)、外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、活齒架(16)和波形輪(17)等零件的軸心線重合并由機(jī)架軸 承支承，活齒數(shù)Ze和波形輪(17)的波數(shù)Zk相差為2，活齒架(16)與機(jī)架固聯(lián)，波形輪(17) 與輸出軸(10)鍵聯(lián)接，活齒(14)與外凸內(nèi)雙相激波輪(13)、波形輪(17)分別相嚙合形成 高副，活齒(14)與擺桿(15)通過活齒銷軸(11)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，擺桿(15)與活齒架(16)通 過擺桿銷軸(12)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述外凸內(nèi) 雙相激波輪(13)的外部是具有互成90°夾角且軸心對(duì)稱的四個(gè)凸出部分的四相凸輪，內(nèi) 部是橢圓形內(nèi)雙相激波面，故外凸內(nèi)雙相激波輪(13)既是凸輪機(jī)構(gòu)中的凸輪，又是內(nèi)雙相 激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的內(nèi)雙相激波器，整個(gè)內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)嵌于外凸 內(nèi)雙相激波輪(13)的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于輸出軸轉(zhuǎn) 速取決于內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)的傳動(dòng)比，而適當(dāng)選擇內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)的配齒 方案，可獲得較大的傳動(dòng)比，可以實(shí)現(xiàn)低速大扭矩輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于上述的內(nèi) 燃機(jī)，其八個(gè)氣缸(3)環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪(13)的周圍，其中任意兩個(gè)相隔 180°對(duì)稱布置的氣缸活塞(7)工作狀態(tài)同步，將工作狀態(tài)同步的兩個(gè)氣缸活塞作為一組， 四組氣缸活塞依次進(jìn)行吸氣沖程、壓縮沖程、氣體燃燒做功沖程和排氣沖程，相鄰兩組氣缸 的活塞沖程進(jìn)程對(duì)應(yīng)于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)轉(zhuǎn)角的相位差為45°。氣缸活塞(7)通過 推桿(6)直接作用于外凸內(nèi)雙相激波輪(13)上，推動(dòng)外凸內(nèi)雙相激波輪(13)旋轉(zhuǎn)，外凸內(nèi) 雙相激波輪(13)的內(nèi)表面推動(dòng)活齒(14)運(yùn)動(dòng)，活齒在活齒架和擺桿的約束作用下繞活齒 銷軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又隨擺桿(12)擺動(dòng)，迫使活齒(14)與波形輪(17)嚙合，驅(qū)動(dòng)波形輪 (17)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將動(dòng)力傳給與波形輪(17)鍵聯(lián)接的輸出軸(10)輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)中，外凸內(nèi)雙相激波輪與活齒為多齒嚙合，故可實(shí)現(xiàn)大功率、 大扭矩的傳 動(dòng)。
全文摘要
內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，涉及燃?xì)鈩?dòng)力領(lǐng)域，屬于多缸內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明提供一種新型內(nèi)燃機(jī)，八個(gè)氣缸環(huán)形對(duì)稱均布在外凸內(nèi)雙相激波輪周圍，使外凸內(nèi)雙相激波輪受合力為零，氣缸活塞通過推桿直接作用于外凸內(nèi)雙相激波輪上，動(dòng)力由外凸內(nèi)雙相激波輪經(jīng)內(nèi)雙相激波擺桿活齒傳動(dòng)傳給與波形輪鍵聯(lián)接的輸出軸。該內(nèi)燃機(jī)省去了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)中的連桿和曲軸，其外凸輪內(nèi)雙相激波擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沒有偏心質(zhì)量、具有慣性力及工作載荷自平衡的優(yōu)點(diǎn)。輸出軸轉(zhuǎn)速取決于活齒傳動(dòng)的傳動(dòng)比，若活齒架固定，則波形輪低速大扭矩輸出，可廣泛應(yīng)用于需大功率的軍事、國(guó)防領(lǐng)域，諸如坦克、裝甲車和工程機(jī)械等。該內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、軸向尺寸小，受力自平衡，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
文檔編號(hào)F02B75/22GK101979853SQ20101053808
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者梁尚明, 黃博 申請(qǐng)人:四川大學(xué)