單凸輪組無曲軸發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型發(fā)動機(jī)，是一種僅用一組凸輪實現(xiàn)各缸配氣，利用圓柱凸輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)動機(jī)曲軸，從而實現(xiàn)動力輸出的新型四沖程發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上的發(fā)動機(jī)主要有曲軸連桿式，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)以及其他形式的發(fā)動機(jī)，應(yīng)用最多的還是曲軸連桿內(nèi)燃式發(fā)動機(jī)，傳統(tǒng)的曲軸連桿式發(fā)動機(jī)需要復(fù)雜的凸輪軸和凸輪軸等機(jī)構(gòu)，對配氣定時要求相當(dāng)嚴(yán)格，并且傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)利用曲軸將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動進(jìn)行動力輸出，而曲軸的制造工藝復(fù)雜，加工相對困難，這兩點不僅影響了傳動發(fā)動機(jī)的制造成本，也對發(fā)動機(jī)的體積微量化設(shè)計有所影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)針對配氣機(jī)構(gòu)和曲軸的上述問題，本發(fā)明提出了一種新型發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)簡化了傳統(tǒng)的配氣機(jī)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)的動力輸出形式，縮小了發(fā)動機(jī)體積，并且合理設(shè)計輸出凸輪和配氣凸輪后，可實現(xiàn)加倍提高做功頻率。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:其一，氣缸環(huán)置，利用圓柱凸輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)曲軸，由于圓柱凸輪具有限位作用，可以實現(xiàn)活塞的往復(fù)運動和圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)運動的相互轉(zhuǎn)化，只要合理設(shè)置圓柱凸輪的輪廓線，便可實現(xiàn)各種工況的活塞運動；其二，將凸輪軸轉(zhuǎn)換為面凸輪，并且僅設(shè)置一組(兩個)配氣凸輪組便可實現(xiàn)各缸的規(guī)律配氣，具體可描述為:氣門組環(huán)置在氣缸蓋頂部，兩個配氣面凸輪同心設(shè)計，并設(shè)計有一定的相位角度，其一凸輪作為進(jìn)氣凸輪，另一為排氣凸輪，從而實現(xiàn)四缸的規(guī)律配氣，并且省去正時齒輪組，簡化配氣機(jī)構(gòu)。其三，根據(jù)需要可以設(shè)計多缸環(huán)置，設(shè)計為4缸環(huán)置時，圓柱凸輪輪廓采用四個周期時，圓柱凸輪轉(zhuǎn)180°做功一循環(huán)，此時對角活塞同時做功；設(shè)計為8缸環(huán)置時，圓柱凸輪輪廓采用兩個(四個)周期時，圓柱凸輪轉(zhuǎn)360° (180° )做功一循環(huán)，對角活塞均能同時做功，圓柱凸輪可實現(xiàn)自平衡作用。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，用圓柱凸輪代替曲軸，同時，圓柱凸輪可充當(dāng)飛輪作用，簡化輸出機(jī)構(gòu)；用一組凸輪實現(xiàn)四缸的配氣；省去正時齒輪和復(fù)雜的凸輪軸，結(jié)構(gòu)更緊湊；合理設(shè)計三個凸輪輪廓，可實現(xiàn)360°或180°做功一循環(huán)，做功頻率提高。合理設(shè)計缸數(shù)和凸輪輪廓，可實現(xiàn)圓柱凸輪自平衡。
【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0007]圖1是本發(fā)明的主要零部件結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2是四缸配氣結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖3是同缸不同時刻沖程情況(360° —循環(huán))。
[0010]圖4是同缸不同時刻沖程情況(180° —循環(huán))。
[0011]圖中，1.氣門推桿，2.氣門搖臂組，3.整體式缸蓋，4.氣門組，5.機(jī)體，6.活塞連桿組，7.配氣凸輪組，8.輸出凸輪，9.進(jìn)氣凸輪，10.排氣門，11.進(jìn)氣門，12.排氣凸輪。
【具體實施方式】
[0012]輸出凸輪(又稱圓柱凸輪)作用原理:起動機(jī)帶動輸出凸輪(8)轉(zhuǎn)動，連桿下端滑銷軸承在輸出凸輪(8)的作用下帶動活塞(6)沿氣缸往復(fù)運動。正常運動時(以一個活塞運動為例說明)，活塞的吸氣，壓縮，排氣過程均在輸出凸輪(8)的慣性力下完成，做功過程中，活塞對圓柱凸輪施加力輸出。
[0013]配氣機(jī)構(gòu)實施方式:配氣凸輪組(7)在輸出凸輪(8)的帶動下，驅(qū)動驅(qū)動氣門推桿⑴動作，進(jìn)而作用氣門搖搖臂組⑵轉(zhuǎn)動，間接驅(qū)動氣門組⑷的開啟與關(guān)閉。如圖2所示，進(jìn)氣凸輪(9)控制進(jìn)氣門(10)動作，排氣凸輪(12)控制排氣門(11)動作，進(jìn)氣凸輪
(9)與排氣凸輪(12)輪廓線之間設(shè)置一角度，實現(xiàn)配氣相位的控制(如圖3、圖4所示)。
[0014]凸輪輪廓線的設(shè)計:每缸完成四個沖程對應(yīng)氣門動作一次，因此輸出凸輪(8)輪廓兩個周期對應(yīng)進(jìn)氣凸輪(9)和排氣凸輪(12) —個周期，并且三者之間呈固定角度排列，以實現(xiàn)氣門組(4)正確動作和配氣相位的合理性。如圖3設(shè)計輪廓線，可實現(xiàn)輸出凸輪轉(zhuǎn)360°時，單缸完成一個做功循環(huán)，如圖4設(shè)計輪廓線，可實現(xiàn)輸出凸輪轉(zhuǎn)180°時，單缸完成一個做功循環(huán)。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機(jī)，由輸出凸輪組，環(huán)置氣缸，一組配氣凸輪組，氣門組等組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其特征是:圓柱凸輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)曲軸，圓柱凸輪輪廓線采用兩個周期曲線時，圓柱凸輪轉(zhuǎn)360°實現(xiàn)一個工作循環(huán)；采用四個周期曲線時，圓柱凸輪轉(zhuǎn)180°實現(xiàn)一個工作循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其特征是:只用一組配氣凸輪組實現(xiàn)各缸規(guī)律配氣，兩個配氣凸輪同心設(shè)計，并設(shè)計一定的相位角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其特征是:氣門組環(huán)置在氣缸蓋頂部。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型發(fā)動機(jī)，該發(fā)明利用圓柱凸輪代替曲軸，氣缸和氣門組環(huán)置，并且用一組配氣凸輪組實現(xiàn)各缸缸的順序配氣。有益效果是，用圓柱凸輪代替曲軸，同時，圓柱凸輪可充當(dāng)飛輪作用，簡化輸出機(jī)構(gòu)；用一組凸輪實現(xiàn)四缸的配氣；省去正時齒輪和復(fù)雜的凸輪軸，結(jié)構(gòu)更緊湊；合理設(shè)計三個凸輪輪廓，可實現(xiàn)360°或180°做功一循環(huán)，做功頻率提高。合理設(shè)計缸數(shù)和凸輪輪廓，可實現(xiàn)圓柱凸輪自平衡。
【IPC分類】F02B71-00, F01L1-26, F01L1-06, F02B75-18, F02B75-26, F01L1-08
【公開號】CN104791095
【申請?zhí)枴緾N201510141858
【發(fā)明人】馮向波, 石永軍, 喻高遠(yuǎn), 裴正富
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月30日