[其他]雙重曲柄往復(fù)活塞式機(jī)型

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86206670
• 申請(qǐng)日: 1986-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86206670U
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁保清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梁保清
• 主分類號(hào): F02B75/32
• 分類號(hào): F02B75/32
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本實(shí)用新型涉及往復(fù)嚙合行星旋轉(zhuǎn)機(jī)型，也涉及無(wú)連桿往復(fù)活塞式機(jī)型。

已有的傳統(tǒng)往復(fù)活塞式機(jī)型，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變是通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)變的缺點(diǎn)在于曲柄連桿機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)機(jī)件不平衡部份的離心慣性力以及活塞對(duì)氣缸的側(cè)壓力。為了平衡上述慣性力和側(cè)壓力，迫使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，最終導(dǎo)致體積龐大。為了尋求較為合理的機(jī)型結(jié)構(gòu)，從十九世紀(jì)初就有許多科學(xué)工作者研究旋轉(zhuǎn)活塞式機(jī)型，如：威蒂、帕森斯和汪克爾等提出的機(jī)型方案多達(dá)上百種（見(jiàn)科學(xué)出版社1973年出版的《旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)》一書(shū)），試制成功的也不下十余種，但都不實(shí)用。到本世紀(jì)六十年代，許多國(guó)家研制三角活塞旋轉(zhuǎn)機(jī)型并投入了實(shí)用。可是，由于結(jié)構(gòu)、材料和性能等方面的問(wèn)題未能得到妥善解決，與具有相當(dāng)水平的傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式機(jī)型相比，仍為遜色。此外，日本工業(yè)大學(xué)研制了無(wú)連桿的園滑塊機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)（見(jiàn)《內(nèi)燃機(jī)關(guān)》1981年第8期），由于結(jié)構(gòu)方面的不合理，也不實(shí)用。

本實(shí)用新型的任務(wù)是從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)設(shè)計(jì)一種比傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式機(jī)型更為合理的機(jī)型結(jié)構(gòu)，以克服前段所述的慣性力和側(cè)壓力，達(dá)到簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮小體積、減輕重量、延長(zhǎng)使用壽命和提高機(jī)器工作效率的目的。

本實(shí)用新型主要由氣缸（1）、缸蓋（32）、曲軸箱（4）、軸套（25）大曲軸（10）、小曲軸（8）、飛輪（19）、內(nèi)齒輪（15）、小齒輪（28）活塞（3）以及潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)等組成。若用于內(nèi)燃機(jī)則需增設(shè)配氣機(jī)構(gòu)，供給與點(diǎn)火系統(tǒng)等裝置。本實(shí)用新型是采用雙重曲柄和內(nèi)齒輪副組成的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型最突出的特點(diǎn)是：具有曲柄半徑e相等的大曲軸和小曲軸以及控制這兩根曲軸相對(duì)位置的分度圓直徑等于2倍曲柄半徑e和分度圓直徑等于4倍曲柄半徑e的內(nèi)齒輪副，其活塞行程等于曲柄半徑e的4倍。

本機(jī)型的工作原理是：由曲柄半徑e相等的大曲軸（10）和小曲軸（8）以及分度圓直徑等于4e的內(nèi)齒輪（15）和分度圓，直徑等于2e的小齒輪（28）所組成的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞（3）的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與大曲軸（10）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)換。如附圖1所示，當(dāng)大曲軸（10）按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)α角時(shí)，小曲軸（8）的軸頸中心線就以大曲軸（10）的軸頸中心線為中心轉(zhuǎn)動(dòng)e·α的弧長(zhǎng)。與此同時(shí)，小曲軸（8）的曲柄銷以小曲軸（8）的軸頸中心線為中心按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)2α角。在此期間，活塞（3）又以小曲軸（8）的曲軸銷中心線為中心按反時(shí)針轉(zhuǎn)α角，參見(jiàn)附圖1（a）和（b）；當(dāng)大曲軸（10）轉(zhuǎn)到α＝90°時(shí)，為附圖1（c）所示的情況；當(dāng)大曲軸（10）分別依次轉(zhuǎn)到如附圖1（d）、（e）和（f），然后回到附圖1（a）的情況，就構(gòu)成了所述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的一次動(dòng)作，往后便周而復(fù)始。從附圖1可知本機(jī)型的活塞（3）位移按X＝2e（1－Cosα）的規(guī)律作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其活塞（3）的往復(fù)行程為X＝4e。

由本實(shí)用新型的工作原理可歸納如下：

1.小曲軸（8）的軸頸中心線以大曲軸的軸頸中心線為中心旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)半徑正是大曲軸（10）的曲柄半徑e；

2.小曲軸（8）的曲柄銷又以小曲軸（8）的軸頸中心線為中心旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與大曲軸（10）相反，轉(zhuǎn)速為大曲軸（10）轉(zhuǎn)速的兩倍，小曲軸（8）的曲柄半徑必須等于大曲軸（10）的曲柄半徑；

3.活塞（3）以小曲軸（8）的曲柄銷中心線為中心旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速都與大曲軸（10）相同；

4.所述的大曲軸（10）與小曲軸（8）的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速是用一對(duì)內(nèi)齒輪副來(lái)控制的；而活塞（3）要以小曲軸（8）的曲柄銷中心線旋轉(zhuǎn)是由氣缸（1）對(duì)活塞（3）起導(dǎo)向作用來(lái)控制的；

5.所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，只要有一個(gè)是勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其余的兩個(gè)也一定是勻速旋轉(zhuǎn)。

本機(jī)型可用于單缸或多缸的二沖程及四沖程的汽油機(jī)或柴油機(jī)，亦可用于單缸或多缸的空壓機(jī)。

本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)及優(yōu)點(diǎn)是：用雙重曲柄機(jī)構(gòu)取代傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式機(jī)型的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，基本消除了活塞對(duì)氣缸的側(cè)壓力，降低了活塞與氣缸的磨損，解決傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)極難解決的潤(rùn)滑油大量竄到活塞頂部參與燃燒的“老、大、難”問(wèn)題。同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，本機(jī)型的氣缸與行程的比值基本不受自身結(jié)構(gòu)上的限制，從而增大了適用范圍。由于省掉了連桿，使機(jī)體的高度降低，曲軸箱容積縮小，若制造曲軸箱掃氣的二沖程柴油機(jī)，可獲得較高的掃氣壓力，達(dá)到良好的掃氣效果，從而提高內(nèi)燃機(jī)的功率和效率。

附圖說(shuō)明：

附圖1為一種雙重曲柄往復(fù)式機(jī)型工作原理簡(jiǎn)圖；