CN101033712A - 凹凸轮旋转式发动机 - Google Patents

Abstract

一种凹凸轮旋转式发动机，本发明涉及一种燃油发动机。它克服了现有曲柄活塞机构的燃油发动机整体外形比较大，占用机动车内的空间比多的缺陷。它包括至少两个气缸(1)、至少两个活塞(2)、至少两个传力杆(5)、至少两组连接机构(3)、导引条(10)和凹凸轮(4)，(4)的具有高低落差的上表面上沿其圆周边缘固定有导引条，(1)设置在导引条的上方，所有的(1)沿导引条的圆周方向均匀分布，(5)的上端固定在(2)上，(5)的下端通过(3)与导引条相连接以实现(5)的下端沿导引条的滑动。(2)受燃气膨胀作用向下运动，(5)向下压迫导引条的高点时，导致导引条在水平方向绕自身轴线旋转，由于本发明的气缸沿(4)的圆周方向分布，而不是像传统的气缸的直线分布方式，因此分布比较密集且结构紧凑。

Description

凹凸轮旋转式发动机

技术领域

本发明涉及一种燃油发动机。

背景技术

传统机动车上使用的燃油发动机基本都是曲柄活塞机构，利用气缸内混合油汽燃烧产生的膨胀力做功，推动活塞运动，活塞的运动通过连杆和曲轴输出。由于现有的发动机基本采用多缸结构，多个气缸共用一根曲轴的结构使所有的气缸只能沿曲轴的直线方向分布，造成发动机的整体外形比较大，占用机动车内的空间比较多。

发明内容

本发明的目的是提供一种凹凸轮旋转式发动机，以克服现有曲柄活塞机构的燃油发动机整体外形比较大，占用机动车内的空间比较多的缺陷。它包括至少两个气缸1和至少两个活塞2，它还包括至少两个传力杆5、至少两组连接机构3、导引条10和凹凸轮4，凹凸轮4的具有高低落差的上表面上沿其圆周边缘固定有导引条10，气缸1设置在导引条10的上方，所有的气缸1沿导引条10的圆周方向均匀分布，传力杆5的上端固定在活塞2上，传力杆5的下端通过连接机构3与导引条10相连接以实现传力杆5的下端沿导引条10的滑动。本发明气缸1内活塞2的工作过程与通常的内燃机相同，都要完成吸气、压缩、点火、排气四个行程。下面以一组活塞2的工作过程为例说明本发明的工作原理。在活塞2的点火行程，活塞2受燃气膨胀作用向下运动，由于导引条10在高低方向上有落差，传力杆5向下压迫导引条10的高点时，导致导引条10在水平方向绕自身轴线旋转，使传力杆5的下端滑动到导引条10上表面上的低点，在惯性作用以及另一组活塞的作用下，导引条10继续旋转，导引条10反过来向上推动活塞2运动，完成活塞2的排气行程，在活塞2的下一次上下运动中完成吸气行程和压缩行程。由于导引条10为圆环形，导引条10的旋转运动使高低落差循环出现，从而完成了把活塞2的上、下运动转化成导引条10的旋转运动，进而从凹凸轮4输出这种旋转运动。由于本发明的气缸沿凹凸轮4的圆周方向分布，而不是像传统的气缸的直线分布方式，因此分布比较密集且结构紧凑，占用机动车内的空间少，克服了现有曲柄活塞机构的燃油发动机整体外形比较大，占用机动车内的空间比较多的缺陷。本发明具有设计独特、结构简单、各部件间结构紧凑、零部件加工简单的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图2是实施方式三中凹凸轮4的结构示意图，图3是实施方式三的工作原理示意图，图4是实施方式四中凹凸轮4的结构示意图，图5是实施方式四的工作原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式由两个气缸1、两个活塞2、两个传力杆5、两组连接机构3、导引条10和凹凸轮4组成，凹凸轮4的具有高低落差的上表面上沿其圆周边缘固定有导引条10，气缸1设置在导引条10的上方，两个气缸1沿导引条10的圆周方向均匀分布，传力杆5的上端固定在活塞2上，传力杆5的下端通过连接机构3与导引条10相连接以实现传力杆5的下端沿导引条10的滑动。连接机构3由左联结夹板3-2、右联结夹板3-3、上轮3-4、左下轮3-5和右下轮3-6组成，左下轮3-5设置在左联结夹板3-2的下端处，右下轮3-6设置在右联结夹板3-3的下端处，左联结夹板3-2与右联结夹板3-3相扣合，上轮3-4连接在左联结夹板3-2与右联结夹板3-3之间并压在导引条10的上表面上，左下轮3-5和右下轮3-6与导引条10的下表面相接触并与上轮3-4形成“品”字形分布，左联结夹板3-2与右联结夹板3-3的上端与杆体3-1的下端固定在一起。如此设置，传力杆5的下端通过连接机构3可靠地连接在导引条10上。上轮3-4、左下轮3-5和右下轮3-6在导引条10表面上滚动，这种结构具有传动效率高和功率损失小的优点。

具体实施方式二：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是：它还包括大锥齿轮7和小锥齿轮8，大锥齿轮7固定在凹凸轮4的下端面上且与其同轴心，小锥齿轮8与大锥齿轮7相啮合。本实施方式把凹凸轮4的旋转运动通过小锥齿轮8输出，大锥齿轮7作为主动轮传动小锥齿轮8，提高了输出的转速，因此本实施方式在同样的耗油量下，转速比现有的曲轴式内燃机提高一倍以上，体现了良好的动力性和节油性。

具体实施方式三：下面结合图2和图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是：凹凸轮4的上端面上设置有第一凸起高点A1、第一凹陷低点B1、第二凸起高点A2和第二凹陷低点B2，第一凸起高点A1、第一凹陷低点B1、第二凸起高点A2和第二凹陷低点B2沿凹凸轮4的圆周方向顺序均匀地设置在凹凸轮4的圆周边缘上，气缸1、活塞2、传力杆5和连接机构3各设置四组。因为有两个高点和两个低点，所以本实施方式能以连续点火的方式实施连续工作的系统循环。点火顺序是以一号气缸、二号气缸、三号气缸、四号气缸、一号气缸的工作顺序循环。凹凸轮4的工作状态：当A1在一号气缸时，一号气缸点火做功。二号气缸在压缩位B1，三号气缸在吸气位A2，四号气缸在排气位B2；当A1转到二号气缸时，二号气缸点火做功。三号气缸在压缩位B1，四号气缸在吸气位A2，一号气缸在排气位B2；当A1转到三号气缸时，三号气缸点火做功。四号气缸在压缩位B1，一号气缸在吸气位A2，二号气缸在排气位B2；当A1转到四号气缸时，四号气缸点火做功。一号气缸在压缩位B1，二号气缸在吸气位A2，三号气缸在排气位B2。A1再回到一号气缸继续上面的工作循环。本实施方式的气门开启轮可直接装在凹凸轮上，与之同步运转来完成进气、压缩、点火、排气的工作系统循环。

具体实施方式四：下面结合图4和图5具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是：凹凸轮4的上端面上设置有循环高点A和循环低点B，循环高点A和循环低点B沿凹凸轮4的圆周方向均匀地设置在凹凸轮4的圆周边缘上，气缸1、活塞2、传力杆5和连接机构3各设置五组。本实施方式以跳跃式点火方式来完成连续做功的工作系统循环。它的点火顺序是由一号气缸、三号气缸、五号气缸、二号气缸、四号气缸、一号气缸的工作顺序循环。

因为只有一个循环高点A和一个循环低点B，所以循环高点A既是点火点又是吸气点。循环低点B既是排气点又是压缩点，也就是说，凹凸轮4转两周各个气缸才能完成一次吸气、压缩、点火、排气一系列的工作循环。

当循环高点A在一号气缸时，一号气缸点火做功。二号气缸处在排气中段位，三号气缸处在压缩中段位，四号气缸在低点B排气开始位，五号气缸在吸气中段位。

当循环高点A在二号气缸时，二号气缸排气结束，吸气开始，三号气缸处在压缩中段位，四号气缸处在排气中段位，五号气缸在低点B吸气完成，压缩开始。一号气缸在做功中段位。

当循环高点A在三号气缸时，三号气缸点火做功。四号气缸处在排气中段位，五号气缸处在压缩中段位，一号气缸在低点B排气开始位，二号气缸在吸气中段位。

当循环高点A在四号气缸时，四号气缸排气结束，吸气开始，五号气缸处在压缩中段位，一号气缸处在排气中段位，二号气缸在低点B吸气完成，压缩开始。三号气缸在做功中段位。

当循环高点A在五号气缸时，五号气缸点火做功。一号气缸处在排气中段位，二号气缸处在压缩中段位，三号气缸在循环低点B排气开始位，四号气缸在吸气中段位。

当循环高点A又回到一号气缸时，一号气缸排气结束，吸气开始，二号气缸处在压缩中段位，三号气缸处在排气中段位，四号气缸在低点B吸气完成，压缩开始。五号气缸在做功中段位。

当循环高点A回到二号气缸时，二号气缸点火做功。三号气缸处在排气中段位，四号气缸处在压缩中段位，五号气缸在循环低点B排气开始位，一号气缸在吸气中段位。

当循环高点A回到三号气缸时，三号气缸排气结束，吸气开始，四号气缸处在压缩中段位，五号气缸处在排气中段位，一号气缸在低点B吸气完成，压缩开始。二号气缸在做功中段位。

当循环高点A回到四号气缸时，四号气缸点火做功。五号气缸处在排气中段位，一号气缸处在压缩中段位，二号气缸在循环低点B排气开始位，三号气缸在吸气中段位。

当循环高点A回到五号气缸时，五号气缸排气结束，吸气开始，一号气缸处在压缩中段位，二号气缸处在排气中段位，三号气缸在循环低点B吸气完成，压缩开始。四号气缸在做功中段位。

循环高点A再回到一号气缸后开始下一次大循环过程。

Claims (5)

1、凹凸轮旋转式发动机，它包括至少两个气缸(1)和至少两个活塞(2)，其特征在于它还包括至少两个传力杆(5)、至少两组连接机构(3)和凹凸轮(4)，凹凸轮(4)的具有高低落差的上表面上沿其圆周边缘固定有导引条(10)，气缸(1)设置在导引条(10)的上方，所有的气缸(1)沿导引条(10)的圆周方向均匀分布，传力杆(5)的上端固定在活塞(2)上，传力杆(5)的下端通过连接机构(3)与导引条(10)相连接以实现传力杆(5)的下端沿导引条(10)的滑动。

2、根据权利要求1所述的凹凸轮旋转式发动机，其特征在于连接机构(3)由左联结夹板(3-2)、右联结夹板(3-3)、上轮(3-4)、左下轮(3-5)和右下轮(3-6)组成，左下轮(3-5)设置在左联结夹板(3-2)的下端处，右下轮(3-6)设置在右联结夹板(3-3)的下端处，左联结夹板(3-2)与右联结夹板(3-3)相扣合，上轮(3-4)连接在左联结夹板(3-2)与右联结夹板(3-3)之间并压在导引条(10)的上表面上，左下轮(3-5)和右下轮(3-6)与导引条(10)的下表面相接触并与上轮(3-4)形成“品”字形分布，左联结夹板(3-2)与右联结夹板(3-3)的上端与杆体(3-1)的下端固定在一起。

3、根据权利要求1所述的凹凸轮旋转式发动机，其特征在于它还包括大锥齿轮(7)和小锥齿轮(8)，大锥齿轮(7)固定在凹凸轮(4)的下端面上且与其同轴心，小锥齿轮(8)与大锥齿轮(7)相啮合。

4、根据权利要求1所述的凹凸轮旋转式发动机，其特征在于凹凸轮(4)的上端面上设置有第一凸起高点(A1)、第一凹陷低点(B1)、第二凸起高点(A2)和第二凹陷低点(B2)，第一凸起高点(A1)、第一凹陷低点(B1)、第二凸起高点(A2)和第二凹陷低点(B2)沿凹凸轮(4)的圆周方向顺序均匀地设置在凹凸轮(4)的圆周边缘上，气缸(1)、活塞(2)、传力杆(5)和连接机构(3)各设置四组。

5、根据权利要求1所述的凹凸轮旋转式发动机，其特征在于凹凸轮(4)的上端面上设置有循环高点(A)和循环低点(B)，循环高点(A)和循环低点(B)沿凹凸轮(4)的圆周方向均匀地设置在凹凸轮(4)的圆周边缘上，气缸(1)、活塞(2)、传力杆(5)和连接机构(3)各设置五组。

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