圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，主要包括機體組、活塞連桿組、旋轉(zhuǎn)凸輪、配氣凸輪、配氣行星齒輪系、配氣系統(tǒng)、軸承組、螺栓組等。其特征在于：發(fā)動機工作時，上活塞連桿組和下活塞連桿組在氣缸箱體內(nèi)往復(fù)運動，則滾輪17和滾輪28分別在上旋轉(zhuǎn)凸輪槽10.1和下旋轉(zhuǎn)凸輪槽10.2中滾動，使得旋轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動，帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，作為動力輸出，輸出軸經(jīng)過行星齒輪將動力傳遞給配氣凸輪，配氣凸輪轉(zhuǎn)動觸動氣門頂桿動作，則氣門搖臂組動作使得氣門彈簧組動作實現(xiàn)各缸的規(guī)律配氣。本發(fā)明是一種可靠性優(yōu)良的圓柱凸輪式無曲軸發(fā)動機，單缸做功輸出軸旋轉(zhuǎn)180°，整體結(jié)構(gòu)簡單，體積小，效率高。
【專利說明】
圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，適用于內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車市場上的發(fā)動機主要有曲軸連桿式，轉(zhuǎn)子發(fā)動機以及其它形式的發(fā)動機，應(yīng)用最多的是曲軸連桿式內(nèi)燃發(fā)動機，傳統(tǒng)的曲軸連桿式發(fā)動機往往需要復(fù)雜的曲軸和凸輪軸等機構(gòu)，對點火時刻以及配氣定時的要求相當(dāng)嚴(yán)格，并且傳統(tǒng)發(fā)動機是把活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，從而進行動力輸出。曲軸的制造工藝復(fù)雜，加工難度高，這些因素不僅影響了傳統(tǒng)發(fā)動機的制造成本，也對發(fā)動機的體積微量化設(shè)計趨勢有所影響。中國專利局2015年7月22號共開的《單凸輪組無曲軸發(fā)動機》發(fā)明專利申請(申請?zhí)?CN201510141858.4)雖然也是一種圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，但是該發(fā)明單缸做功只能輸出軸只能旋轉(zhuǎn)90°，而本發(fā)明單缸做功輸出軸可旋轉(zhuǎn)180°，輸出效率是前者的兩倍，而做功效率一直是發(fā)動機攻克的難題，所以本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更為優(yōu)越合理，有更好的發(fā)展前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種可靠性優(yōu)良的圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，單缸做功輸出軸旋轉(zhuǎn)180°，與曲柄連桿結(jié)構(gòu)輸出效率相同，發(fā)動機整體結(jié)構(gòu)簡單，體積小。
[0004]其技術(shù)方案是，一種圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，由進氣歧管、氣缸蓋、排氣歧管、上活塞連桿組、下箱體鏈接螺栓組、下箱體、氣門頂桿、行星齒輪支架、配氣凸輪、旋轉(zhuǎn)凸輪、輸出軸、單向軸承、輸出軸推力軸承、輸出軸連接螺栓組、行星齒輪、輸出軸旋轉(zhuǎn)軸承、滾輪、配氣凸輪推力軸承、行星齒輪支架固定螺釘、行星齒輪支架軸承、氣缸箱體、氣缸蓋連接螺栓組、氣門彈簧組、氣門搖臂組、配氣系統(tǒng)端蓋、配氣系統(tǒng)端蓋連接螺栓組、下活塞連桿組、滾輪組成;輸出軸齒輪.是前述輸出軸一結(jié)構(gòu)特征;上旋轉(zhuǎn)凸輪槽.和下旋轉(zhuǎn)凸輪槽.是前述旋轉(zhuǎn)凸輪的結(jié)構(gòu)特征;進氣凸輪面.、配氣凸輪齒輪.和排氣凸輪面.是前述配氣凸輪的結(jié)構(gòu)特征。
[0005]所述上活塞連桿組和下活塞連桿組裝在氣缸箱體內(nèi)，滾輪安裝在上活塞連桿組一端，且裝配在上旋轉(zhuǎn)凸輪槽.中，滾輪安裝在下活塞連桿組上，且裝配在下旋轉(zhuǎn)凸輪槽.中，輸出軸與旋轉(zhuǎn)凸輪用輸出軸連接螺栓組連接，用輸出軸推力軸承裝在輸出軸和下箱體之間避免兩者摩擦接觸而無法輸出動力，單向軸承安裝在輸出軸上，確保發(fā)動機單向作業(yè)，所述輸出軸推力軸承和單向軸承安裝在下箱體上，輸出軸一端用輸出軸旋轉(zhuǎn)軸承安裝在行星齒輪支架上，輸出軸齒輪與行星齒輪嚙合，行星齒輪與配氣凸輪齒輪嚙合，行星齒輪安裝在行星齒輪支架，行星齒輪支架用行星齒輪支架固定螺釘固定在氣缸箱體上，用配氣凸輪推力軸承裝在配氣凸輪和行星齒輪支架之間避免兩者摩擦接觸而無法輸出動力，配氣凸輪一端用行星齒輪支架軸承安裝在行星齒輪支架上，氣門頂桿分布在配氣凸輪上，與氣門搖臂組連接，氣門搖臂組與氣門彈簧組連接且均安裝在氣缸蓋上，進氣歧管和排氣歧管安裝在汽缸蓋上，氣缸蓋用氣缸蓋連接螺栓組安裝在氣缸箱體上，配氣系統(tǒng)端蓋用配氣系統(tǒng)端蓋連接螺栓組安裝在氣缸蓋上，下箱體用下箱體鏈接螺栓組安裝在氣缸箱體上。
[0006]所述旋轉(zhuǎn)凸輪和配氣凸輪的凸輪輪廓線設(shè)計如圖10所示，發(fā)動機單缸做功旋轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動180°，為了實現(xiàn)發(fā)動機各缸規(guī)律配氣，前述配氣凸輪齒輪與輸出軸齒輪齒數(shù)比為二，為了更好的混合氣體和排氣更加舒暢，設(shè)置氣門疊開角。
[0007]本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，體積小，充分利用圓柱凸輪結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計出一優(yōu)良的圓柱凸輪式無曲軸發(fā)動機，單缸做功輸出軸旋轉(zhuǎn)180°，與曲柄連桿結(jié)構(gòu)輸出效率相同。
【附圖說明】
[0008]附圖1是本發(fā)明整體半剖結(jié)構(gòu)布局示意圖；
[0009]附圖2是垂直于附圖1剖切面半剖結(jié)構(gòu)布局示意圖；
[0010]附圖3是本發(fā)明整體外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]附圖4是本發(fā)明內(nèi)部裝配示意圖；
[0012]附圖5是配氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]附圖6是行星齒輪系統(tǒng)裝配示意圖；
[0014]附圖7是輸出軸結(jié)構(gòu)特征示意圖；
[0015]附圖8是旋轉(zhuǎn)凸輪結(jié)構(gòu)特征示意圖；
[0016]附圖9是配氣凸輪結(jié)構(gòu)特征示意圖；
[0017]附圖10是圓柱凸輪輪廓線設(shè)計圖；
[0018]附圖中標(biāo)記:1、進氣歧管，2、氣缸蓋，3、排氣歧管，4、上活塞連桿組，5、下箱體鏈接螺栓組，6、下箱體，7、氣門頂桿，8、行星齒輪支架，9、配氣凸輪，10、旋轉(zhuǎn)凸輪，11、輸出軸，12、單向軸承，13、輸出軸推力軸承，14、輸出軸連接螺栓組，15、行星齒輪，16、輸出軸旋轉(zhuǎn)軸承，17、滾輪，18、配氣凸輪推力軸承，19、行星齒輪支架固定螺釘，20、行星齒輪支架軸承，21、氣缸箱體，22、氣缸蓋連接螺栓組，23、氣門彈簧組，24、氣門搖臂組，25、配氣系統(tǒng)端蓋，26、配氣系統(tǒng)端蓋連接螺栓組，27、下活塞連桿組，28、滾輪，9.1、進氣凸輪面，9.2、配氣凸輪齒輪，9.3、排氣凸輪面，10.1、上旋轉(zhuǎn)凸輪槽，10.2、下旋轉(zhuǎn)凸輪槽，11.1、輸出軸齒輪。
【具體實施方式】
[0019]結(jié)合附圖1-10，對本發(fā)明作進一步的描述。
[0020]本發(fā)明由進氣歧管1、氣缸蓋2、排氣歧管3、上活塞連桿組4、下箱體鏈接螺栓組5、下箱體6、氣門頂桿7、行星齒輪支架8、配氣凸輪9、旋轉(zhuǎn)凸輪10、輸出軸11、單向軸承12、輸出軸推力軸承13、輸出軸連接螺栓組14、行星齒輪15、輸出軸旋轉(zhuǎn)軸承16、滾輪17、配氣凸輪推力軸承18、行星齒輪支架固定螺釘19、行星齒輪支架軸承20、氣缸箱體21、氣缸蓋連接螺栓組22、氣門彈簧組23、氣門搖臂組24、配氣系統(tǒng)端蓋25、配氣系統(tǒng)端蓋連接螺栓組26、下活塞連桿組27、滾輪28組成;輸出軸齒輪11.1是前述輸出軸11 一結(jié)構(gòu)特征;上旋轉(zhuǎn)凸輪槽1.1和下旋轉(zhuǎn)凸輪槽10.2是前述旋轉(zhuǎn)凸輪1的結(jié)構(gòu)特征;進氣凸輪面9.1、配氣凸輪齒輪9.2和排氣凸輪面9.3是前述配氣凸輪9的結(jié)構(gòu)特征。
[0021]前述上活塞連桿組4和下活塞連桿組27裝在氣缸箱體21內(nèi)，滾輪17安裝在上活塞連桿組4一端，且裝配在上旋轉(zhuǎn)凸輪槽10.1中，滾輪28安裝在下活塞連桿組27上，且裝配在下旋轉(zhuǎn)凸輪槽10.2中，輸出軸11與旋轉(zhuǎn)凸輪1用輸出軸連接螺栓組14連接，輸出軸推力軸承13裝在輸出軸11和下箱體6之間避免兩者摩擦接觸而無法輸出動力，單向軸承12安裝在輸出軸11上，確保發(fā)動機單向作業(yè)，所述輸出軸推力軸承13和單向軸承12安裝在下箱體6上，輸出軸11 一端用輸出軸旋轉(zhuǎn)軸承16安裝在行星齒輪支架8上，輸出軸齒輪11.1與行星齒輪15嚙合，行星齒輪15與配氣凸輪齒輪9.2嚙合，行星齒輪15安裝在行星齒輪支架8，行星齒輪支架8用行星齒輪支架固定螺釘19固定在氣缸箱體21上，配氣凸輪推力軸承18裝在配氣凸輪9和行星齒輪支架8之間避免兩者摩擦接觸而無法輸出動力，配氣凸輪9一端用行星齒輪支架軸承20安裝在行星齒輪支架8上，氣門頂桿7分布在配氣凸輪9上，與氣門搖臂組24連接，氣門搖臂組24與氣門彈簧組24連接且均安裝在氣缸蓋2上，進氣歧管I和排氣歧管3安裝在汽缸蓋2上，氣缸蓋2用氣缸蓋連接螺栓組22安裝在氣缸箱體21上，配氣系統(tǒng)端蓋25用配氣系統(tǒng)端蓋連接螺栓組26安裝在氣缸蓋2上，下箱體6用下箱體鏈接螺栓組5安裝在氣缸箱體21上。
[0022]本發(fā)明提供了一種圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，發(fā)動機工作時，上活塞連桿組4和下活塞連桿組27在氣缸箱體21內(nèi)往復(fù)運動，則滾輪17和滾輪28分別在上旋轉(zhuǎn)凸輪槽10.1和下旋轉(zhuǎn)凸輪槽10.2中滾動，使得旋轉(zhuǎn)凸輪1轉(zhuǎn)動，帶動輸出軸11轉(zhuǎn)動，作為動力輸出，輸出軸11經(jīng)過行星齒輪15將動力傳遞給配氣凸輪9，配氣凸輪9轉(zhuǎn)動觸動氣門頂桿7動作，則氣門搖臂組24動作使得氣門彈簧組23動作以實現(xiàn)各缸的規(guī)律配氣。
[0023]所述旋轉(zhuǎn)凸輪10和配氣凸輪9的凸輪輪廓線設(shè)計如圖10所示，發(fā)動機單缸做功旋轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動180°，為了實現(xiàn)發(fā)動機各缸規(guī)律配氣，前述配氣凸輪齒輪9.2與輸出軸齒輪11.1齒數(shù)比為二，為了更好的混合氣體和排氣更加舒暢，設(shè)置氣門疊開角。
[0024]前述旋轉(zhuǎn)凸輪10與輸出軸11用輸出軸連接螺栓組14連接，合理設(shè)計旋轉(zhuǎn)凸輪10結(jié)構(gòu)特征，其可充當(dāng)發(fā)動機飛輪的作用。
【主權(quán)項】
1.一種圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，其特征在于:由進氣歧管(I)、氣缸蓋(2)、排氣歧管(3)、上活塞連桿組(4)、下箱體鏈接螺栓組(5)、下箱體(6)、氣門頂桿(7)、行星齒輪支架(8)、配氣凸輪(9)、旋轉(zhuǎn)凸輪(10)、輸出軸(11)、單向軸承(12)、輸出軸推力軸承(13)、輸出軸連接螺栓組(14)、行星齒輪(15)、輸出軸旋轉(zhuǎn)軸承(16)、滾輪(17)、配氣凸輪推力軸承(18)、行星齒輪支架固定螺釘(19)、行星齒輪支架軸承(20)、氣缸箱體(21)、氣缸蓋連接螺栓組(22)、氣門彈簧組(23)、氣門搖臂組(24)、配氣系統(tǒng)端蓋(25)、配氣系統(tǒng)端蓋連接螺栓組(26)、下活塞連桿組(27)、滾輪(28)組成，輸出軸齒輪(11.1)是前述輸出軸(11)一結(jié)構(gòu)特征;上旋轉(zhuǎn)凸輪槽(10.1)和下旋轉(zhuǎn)凸輪槽(10.2)是前述旋轉(zhuǎn)凸輪(10)的結(jié)構(gòu)特征，進氣凸輪面(9.1)、配氣凸輪齒輪(9.2)和排氣凸輪面(9.3)是前述配氣凸輪(9)的結(jié)構(gòu)特征，前述上活塞連桿組(4)和下活塞連桿組(27)裝在氣缸箱體(21)內(nèi)，滾輪(17)安裝在上活塞連桿組(4)一端，且裝配在上旋轉(zhuǎn)凸輪槽(10.1)中，滾輪(28)安裝在下活塞連桿組(27)上，且裝配在下旋轉(zhuǎn)凸輪槽(10.2)中，輸出軸(11)與旋轉(zhuǎn)凸輪(10)用輸出軸連接螺栓組(14)連接，用輸出軸推力軸承(13)裝在輸出軸(11)和下箱體(6)之間避免兩者摩擦接觸而無法輸出動力，單向軸承(12)安裝在輸出軸(11)上，確保發(fā)動機單向作業(yè)，所述輸出軸推力軸承(13)和單向軸承(12)安裝在下箱體(6)上，輸出軸(11)一端用輸出軸旋轉(zhuǎn)軸承(16)安裝在行星齒輪支架(8)上，輸出軸齒輪(I 1.1)與行星齒輪(15)嚙合，行星齒輪(15)與配氣凸輪齒輪(9.2)嚙合，行星齒輪(15)安裝在行星齒輪支架(8)，行星齒輪支架(8)用行星齒輪支架固定螺釘(19)固定在氣缸箱體(21)上，用配氣凸輪推力軸承(18)裝在配氣凸輪(9)和行星齒輪支架(8)之間避免兩者摩擦接觸而無法輸出動力，配氣凸輪(9)一端用行星齒輪支架軸承(20)安裝在行星齒輪支架(8)上，氣門頂桿(7)分布在配氣凸輪(9)上，與氣門搖臂組(24)連接，氣門搖臂組(24)與氣門彈簧組(24)連接且均安裝在氣缸蓋(2)上，進氣歧管(I)和排氣歧管(3)安裝在汽缸蓋(2)上，氣缸蓋(2)用氣缸蓋連接螺栓組(22)安裝在氣缸箱體(21)上，配氣系統(tǒng)端蓋(25)用配氣系統(tǒng)端蓋連接螺栓組(26)安裝在氣缸蓋(2)上，下箱體(6)用下箱體鏈接螺栓組(5)安裝在氣缸箱體(21)上，發(fā)動機單缸做功輸出軸11可以轉(zhuǎn)動180°作為動力輸出。2.基于權(quán)利要求1中的圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，其特征在于:發(fā)動機工作時，上活塞連桿組(4)和下活塞連桿組(27)在氣缸箱體(21)內(nèi)往復(fù)運動，則滾輪(17)和滾輪(28)分別在上旋轉(zhuǎn)凸輪槽(I 0.1)和下旋轉(zhuǎn)凸輪槽(10.2)中滾動，使得旋轉(zhuǎn)凸輪(1)轉(zhuǎn)動，帶動輸出軸(11)轉(zhuǎn)動，作為動力輸出，輸出軸(11)經(jīng)過行星齒輪(15)將動力傳遞給配氣凸輪(9)，配氣凸輪(9)轉(zhuǎn)動觸動氣門頂桿(7)動作，則氣門搖臂組(24)動作使得氣門彈簧組(23)動作實現(xiàn)各缸的規(guī)律配氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1中的圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，其特征在于:發(fā)動機單缸做功旋轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動180°，為了實現(xiàn)發(fā)動機各缸規(guī)律配氣，前述配氣凸輪齒輪(9.2)與輸出軸齒輪(11.1)齒數(shù)比為二，設(shè)置氣門疊開角便于充分混合氣體和排氣舒暢。4.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的圓柱凸輪無曲軸發(fā)動機，其特征在于:旋轉(zhuǎn)凸輪(10)與輸出軸(11)用輸出軸連接螺栓組(14)連接，合理設(shè)計旋轉(zhuǎn)凸輪(10)結(jié)構(gòu)特征，可充當(dāng)發(fā)動機飛輪的作用。
【文檔編號】F01L1/26GK105863837SQ201610289473
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】石永軍, 裴正富, 孫瑞, 李小飛, 孫學(xué)明
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)