CN102926867A - 一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置 - Google Patents
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Abstract
一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，它包括壳体，气缸，活塞，活塞环，其特征在于：它还包括活塞连接件，转轴，齿轮，齿环，导轨，滑轮，凸轮。利用该装置可直接应用于制造具有完全动力转换效率的切线式无曲轴旋转发动机。能源的利用率是曲轴发动机的1.6倍，大大减轻废气污染对环境的影响，并且明显减少废气中机油黑烟的含量。该方案结构简单，受力合理，制造工艺切实可行，运行平稳性、动力连续性、功率持久性非常好。
Description
一、技术领域
本发明涉及汽车及零部件制造领域，尤其与发动机有关。
二、背景技术
目前在汽车上普遍使用的活塞发动机均采用曲轴连杆式的传动结构，使活塞在气缸内做功所形成的往复直线运动转变成为圆周运动。已有相当长的历史，应用十分广泛。但是，由于曲轴连杆装置的受力结构不合理，在动力传递的过程中产生了大量的力分解，因此损失了大量的有效功。尤其是连杆上的作用力的方向与曲轴旋转时受力点在圆周上的切线形成夹角，从而，使分解力转化成为向心力或离心力，这些分解力与曲轴材料本身的内能相互抵消，做功为零，使曲轴失去完整的力臂。其次是活塞的运动方向与连杆不成一直线，在气缸壁上产生力分解，转变成为活塞、活塞环与气缸壁之间的摩擦力，造成气缸内部局部磨损、变形，甚至漏气、降压，不但有效功率大打折扣，而且还增加了废气对环境的污染。为此，多年来一些专家、学者曾设想过希望设计一种不依赖曲轴直接将往复直线运动完整地转化成圆周运动的技术方案来解决这一问题，但迄今为止仍无一套切实可行的方案，只有唯一的三角转子发动机也只是形式上的旋转发动机，因其同样存在向心力，而且气密性差等原因反而比曲轴发动机更耗能，因此，本装置有希望成为在这一领域的一个突破点。
三、发明内容
本发明目的是提供一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置。利用该装置可直接应用于制造具有完全动力转换效率的无曲轴旋转发动机。能源的利用率是曲轴发动机的1.6倍，大大减轻废气污染对环境的压力，并且可明显减少废气中机油黑烟的含量。该方案结构简单，受力合理，制造工艺切实可行，运行平稳性、动力连续性、功率持久性好。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术解决方案来实现的。一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，它包括壳体，气缸，活塞，活塞环，其特征在于：它还包括活塞连接件，转轴，齿轮，齿环，导轨，滑轮，凸轮。气缸位于壳体内部，两个气缸开口相对成180°设置为一组，相同位置上的两组气缸平行设置成为一套，作为一个运动整体，将方向绕转轴旋转90°设置为另一套，作为另一个运动整体，四组气缸分别与转轴成中心对称设置；活塞位于气缸内，顺着气缸的方向运动；活塞环位于活塞外壁的环槽内；活塞连接件位于同一组气缸上的两个活塞端部之间，并与活塞端部固定连接成一体；转轴位于各组气缸的对称中心点的连线上，与各组气缸所在的平面垂直，转轴两端与壳体之间用轴承连接并延伸至壳体外部；齿轮位于转轴上，并与转轴机械固定；齿环位于齿轮外周，并与齿轮在同一平面上且相互啮合，齿环外周与活塞连接件的中间部位滑动连接；导轨分别位于齿环内侧的端部，齿环外侧与活塞连接件之间以及活塞连接件外侧与壳体之间；滑轮位于齿轮端部，并与齿轮同轴，可自由转动，滑轮外周与齿环内侧的导轨相切；凸轮限位装置位于转轴上，其外缘与活塞连接件上的限位销相切。
所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：它还包括凸轮限位装置，凸轮限位装置位于齿轮端部，与齿轮同轴，其外缘与活塞连接件上的限位销相切。
所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：齿环上的齿面形成的曲线为四条圆弧线各自与四条互成90°的处在同一平面上的直线相间连接而成的封闭环状曲线。
所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：齿环内侧端部的导轨表面形成的曲线为四条圆弧线各自与四条互成90°的处在同一平面上的直线相间连接而成的封闭环状曲线。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、力学结构合理，动力转换效率高。2、设计方案简单，制造成本轻，工艺难度小，易普及推广。3、机械磨损小，气密性好，动力强劲，性能稳定，寿命长。4、节能效果明显，环保及社会效益显著，符合可持续发展的理念。
四、附图说明
图1是一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置结构原理示意图。
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图所示：一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，它包括壳体(1)、气缸(2)、活塞(3)、活塞环(4)，其特征在于：它还包括活塞连接件(5)，转轴(6)，齿轮(7)，齿环(8)，导轨(9)，滑轮(10)，凸轮(11)；气缸(2)位于壳体(1)内部，两个气缸(2)开口相对成180°设置为一组，相同位置上的两组气缸(2)平行设置成为一套，作为一个运动整体，将方向绕转轴(6)旋转90°设置为另一套，作为另一个运动整体，四组气缸(2)分别与转轴(6)成中心对称设置；活塞(3)位于气缸(2)内，顺着气缸(2)的方向运动；活塞环(4)位于活塞(3)外壁的环槽内；活塞连接件(5)位于同一组气缸(2)上的两个活塞(3)端部之间，并与活塞(3)端部固定连接成一体；转轴(6)位于各组气缸(2)的对称中心点的连线上，与各组气缸(2)所在的平面垂直，转轴(6)两端与壳体(1)之间用轴承连接并延伸至壳体(1)外部；齿轮(7)位于转轴(6)上，并与转轴(6)机械固定；齿环(8)位于齿轮(7)外周，并与齿轮(7)在同一平面上且相互啮合，齿环(8)外周与活塞连接件(5)的中间部位滑动连接；导轨(9)分别位于齿环(8)内侧的端部，齿环(8)外侧与活塞连接件(5)之间以及活塞连接件(5)外侧与壳体(1)之间；滑轮(10)位于齿轮(7)端部，并与齿轮(7)同轴，可自由转动，滑轮(10)外周与齿环(8)内侧的导轨(9)相切；凸轮限位装置(11)位于转轴(6)上，其外缘与活塞连接件(5)上的限位销相切。
所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：它还包括凸轮限位装置(11)，凸轮限位装置(11)位于齿轮(7)端部，与齿轮(7)同轴，其外缘与活塞连接件(5)上的限位销相切。
所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：齿环(8)上的齿面形成的曲线为四条圆弧线各自与四条互成90°的处在同一平面上的直线相间连接而成的封闭环状曲线。
所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：齿环(8)内侧端部的导轨(9)表面形成的曲线为四条圆弧线各自与四条互成90°的处在同一平面上的直线相间连接而成的封闭环状曲线。
工作时，打开起动电源锁，起动马达驱动转轴(6)旋转，从而带动齿轮(7)转动。这时，与齿轮(7)相互啮合的齿环(8)开始在导轨(9)上滑动，并经活塞连接件(5)推动与滑行方向一致的一组汽缸(2)的A和C内的活塞(3)一起运动，使A和C内部的空气分别被压缩和吸入。当活塞(3)行程即将终止时，凸轮限位装置(11)将其限位，同时将与A和C方向垂直的一组汽缸(2)的B和D的限位取消。这时齿环(8)的运动方向转过90°，并继续滑行。同理，带动与滑行方向一致的另一组汽缸(2)的B和D内的活塞(3)一起运动，使B和D内部的空气分别被压缩和吸入。然后重复上述过程，凸轮限位装置(11)继续配合动作，第一次被压缩的汽缸(2)的A点火、C压缩，然后B点火、D压缩……就这样接连不断地按顺序完成四个冲程所需的系列动作。转轴(6)在齿轮(7)的驱动下连续旋转，并向外输出扭矩力。详见下表：(以活塞行程为二分之一π为例)
Claims (4)
1.一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，它包括壳体(1)、气缸(2)、活塞(3)、活塞环(4)，其特征在于：它还包括活塞连接件(5)，转轴(6)，齿轮(7)，齿环(8)，导轨(9)，滑轮(10)，凸轮(11)；气缸(2)位于壳体(1)内部，两个气缸(2)开口相对成180°设置为一组，相同位置上的两组气缸(2)平行设置成为一套，作为一个运动整体，将方向绕转轴(6)旋转90°设置为另一套，作为另一个运动整体，四组气缸(2)分别与转轴(6)成中心对称设置；活塞(3)位于气缸(2)内，顺着气缸(2)的方向运动；活塞环(4)位于活塞(3)外壁的环槽内；活塞连接件(5)位于同一组气缸(2)上的两个活塞(3)端部之间，并与活塞(3)端部固定连接成一体；转轴(6)位于各组气缸(2)的对称中心点的连线上，与各组气缸(2)所在的平面垂直，转轴(6)两端与壳体(1)之间用轴承连接并延伸至壳体(1)外部；齿轮(7)位于转轴(6)上，并与转轴(6)机械固定；齿环(8)位于齿轮(7)外周，并与齿轮(7)在同一平面上且相互啮合，齿环(8)外周与活塞连接件(5)的中间部位滑动连接；导轨(9)分别位于齿环(8)内侧的端部，齿环(8)外侧与活塞连接件(5)之间以及活塞连接件(5)外侧与壳体(1)之间；滑轮(10)位于齿轮(7)端部，并与齿轮(7)同轴，可自由转动，滑轮(10)外周与齿环(8)内侧的导轨(9)相切；凸轮限位装置(11)位于转轴(6)上，其外缘与活塞连接件(5)上的限位销相切。
2.根据权利要求1所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：它还包括凸轮限位装置(11)，凸轮限位装置(11)位于齿轮(7)端部，与齿轮(7)同轴，其外缘与活塞连接件(5)上的限位销相切。
3.根据权利要求1所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：齿环(8)上的齿面形成的曲线为四条圆弧线各自与四条互成90°的处在同一平面上的直线相间连接而成的封闭环状曲线。
4.根据权利要求1所述的一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置，其特征在于：齿环(8)内侧端部的导轨(9)表面形成的曲线为四条圆弧线各自与四条互成90°的处在同一平面上的直线相间连接而成的封闭环状曲线。
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| CN 201210478670 CN102926867A (zh) | 2012-11-10 | 2012-11-10 | 一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置 |
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| CN 201210478670 CN102926867A (zh) | 2012-11-10 | 2012-11-10 | 一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置 |
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| CN102926867A true CN102926867A (zh) | 2013-02-13 |
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| CN 201210478670 Pending CN102926867A (zh) | 2012-11-10 | 2012-11-10 | 一种切线式无曲轴旋转发动机的主驱动装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107676175A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-02-09 | 安徽信息工程学院 | 发动机 |
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2012
- 2012-11-10 CN CN 201210478670 patent/CN102926867A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107676175A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-02-09 | 安徽信息工程学院 | 发动机 |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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