CN1030278A - 双摆动活塞式发动机 - Google Patents

Abstract

一种双摆动活塞式发动机，主要由缸体、装在缸 体中的两个对摆的摆动活塞、两个进排气转子、装在 缸体中位于两活塞中间的横梁燃烧室，和装在缸体外 的一对往复旋转齿轮、曲柄摇杆机构和曲柄轴等组 成。活塞的两顶面均可工作，可以使较小的体积获得 很大的排量。该机结构简单，工艺性好，制造成本低， 可以广泛地用于往复活塞式发动机的使用领域内。

Description

本发明涉及一种摆动活塞式发动机。

在这方面的已有技术中，美国专利US409948中公开了一种可用作蒸汽机也可用作内燃机的双摆动活塞发动机。它采用两个在缸体中绕定轴相对往复摆动的活塞，两个旋转配气的转阀，使转子同步的传动装置等，实现发动机的四冲程循环。其活塞间有一横梁区。在美国专利US3338137中公开了一种双摆动活塞发动机横梁区结构。它主要是为发动机的燃烧作功冲程设计的。

本发明的目的是设计一种结构简单、排量大，并且制造工艺性好的摆动活塞式发动机。

一种摆动活塞式发动机，主要由缸体、摆动活塞、进排气转子、曲柄轴、一对往复旋转齿轮及曲柄摇杆机构等组成。在其由两个大半圆弧面组成的缸体内，装有两个扇形的摆动活塞和一个位于两活塞中间的横梁燃烧室。配气系统采用两个进排气转子配气，免掉了复杂的凸轮配气系统。圆形进排气转子内部设有四个隔开的空腔，其两轴向端面和外圆周上分别开有与其中相对的两空腔相通的进排气孔，以形成进排气道。另外两空腔是平衡空腔。其外圆周上还开有至少一道轴向长槽，槽断面可以是V形、圆弧形及其它形状。当缸体中的可燃气爆发时，该槽可将作用在进排气转子径向高压气体膨胀力，转换成推动转子作功的旋向力，起到减压增力的效果。摆动活塞采用至少两处矩形键爪镶入往复旋转轴上，使二者牢固联接又传递扭矩。摆动活塞上装有端面密封条和径向密封条。端面密封条一端开有带销孔的卯，径向密封条的两端开有带开口槽的榫，二者叉装后穿入销联接。这样摆动活塞在缸体中摆动时，端面密封条一面沿轴向各自自由移动，一面随径向密封条一起沿径向伸缩。

本发明可以是汽油机、柴油机或其它燃料的内燃机。

这种发动机结构简单，没有传统的多拐曲轴、凸轮轴及气门式配气机构，减少了发动机自身耗功环节和制造难度大的零件，从而大大降低了制造成本。因其摆动活塞摆动到上下死点位置形成的左右侧腔室均为工作腔，两个活塞共用一个燃烧室和配气系统，使其能以较小的体积获得很大的排量。成双进入工作的活塞可以平衡转动惯量，使发动机工作比较平稳。采用转子配气使进排气十分充分，保证了发动机工作可靠。进排气转子所设的增力结构可以达到节油，提高发动机经济性的效果。

本发明有如下附图。

图1是2缸双摆动活塞式发动机传动示意图。其中：（5）进排气转子正时齿轮;（6）排气缸盖;（7）进排气转子;（8）化油器;（9）密封块;（10）横梁燃烧室;（11）摆动活塞;（12）进气缸盖;（13）火花塞;（14）分电器点火总成;（15）进排气转子;（16）往复旋转齿轮;（17）往复旋转齿轮;（18）曲柄摇杆机构;（19）曲柄正时齿轮;（20）进排气转子正时齿轮;（21）起动齿轮;（22）飞轮齿圈;（23）链轮;（24）链轮。

图2是4缸双摆动活塞式发动机传动示意图。

图3是图2中C-C剖面的传动示意图。其中：（1）曲柄轴;（2）往复旋转轴;（3）往复旋转轴;（4）曲柄正时齿轮轴;（25）滚子链;（26）前缸体;（27）后缸体。

图4是图1、图2中B-B剖面的结构示意图。其中：图1（26）缸体，图2（26）前缸体。

图5是进排气转子（15）的结构示意图。

图6是摆动活塞（11）的装配示意图。

图7是密封条接头示意图。其中：（28）端面密封条;（29）销;（30）径向密封条。

图8是图1、图2中A-A曲柄摇杆结构示意图。

本发明的一鍪凳├?缸双摆动活塞式发动机。采用如图1、3、4、5、6、7、8所示的传动型式和结构。发动机主要由缸体（26）、摆动活塞（11）、进排气转子（7）、（15），曲柄轴（1）、一对往复旋转齿轮（16）、（17）及曲柄摇杆机构（18）等组成。两个扇形摆动活塞（11）分别装在由两个大半圆弧面组成的缸体（26）中的往复旋转轴（2）、（3）上。两活塞中间装有带火花塞（13）的横梁燃烧室（10）将缸体（26）隔开。横梁燃烧室（10）通过密封块（9）与进排气转子（7）、（15）相通。由摆动到横梁燃烧室（10）两端面的摆动活塞（11）的顶面与横梁燃烧室（10）共同形成燃烧腔。圆形进排气转子（7）、（15）内部设有四个隔开的空腔。其中两个相对的空腔是平衡腔。另两个空腔通过分别开在进排气转子（7）、（15）两轴向端面和外圆周上的进排气孔构成进排气道。开在转子外圆周上的进气道出口断面为矩形，如图6中的A向视图;排气道入口断面为斜边是一圆弧的直角三角形，如图6中的B向视图。进气道的入口和排气道的出口分别开在进排气转子（7）、（15）的两端面上。转子的外圆周上还开有一道轴向长槽，槽的断面是V形。其中一个槽面为过转子中心的平面，另一面为自该槽面顺时针转动与转子外圆周相切的圆弧面。爆炸后的高压气作用在径向槽面上，达到减压增力的效果。排放的废气也可作用在垂直阻气面上作功。摆动活塞（11）采用两处矩形键爪镶入往复旋转轴（2）、（3）上。其内部设有储存润滑冷却油的空腔。该储油腔通过油孔与摆动活塞（11）端面和外圆面上的油槽相通，与往复旋转轴（2）、（3）中的进、出油孔相通。油流通过泵实现压力循环。油槽外侧设有底部有弹性物的密封条。端面密封条（28）一端开有带销孔的卯，径向密封条（30）两端开有带开口槽的榫，二者叉装后穿入销（29）联接。这样，摆动活塞（11）运动时，端面密封条（28）一面沿轴向各自自由移动，一面随径向密封条（30）一起沿径向伸缩。该机因传动件在缸体（26）之外，缸体（26）内活塞各工作腔之间密封不严造成的微量泄漏不会影响发动机性能。

起动时，起动齿轮（21）带动飞轮齿圈（22）及与之固接的曲柄轴（1）旋转，曲柄摇杆机构（18）也随之动作，通过往复旋转轴（2）、（3）及其上的往复旋转齿轮（16）、（17）带动两个摆动活塞（11）相对摆动。曲柄轴（1）上的链轮（24）通过滚子链（25）、链轮（23）带动装在曲柄正时齿轮轴（4）上的曲柄正时齿轮（19）。该齿轮通过与其啮合的进排气转子正时齿轮（5）、（20）带动进排气转子（7）、（15）转动。齿轮（19）与齿轮（5）、（20）的传动比为1∶2。进排气转子（7）、（15）在转动过程中按四冲程发动机的正时位置打开和关闭进排气道。两个相对摆动的摆动活塞（11）同时吸气、压气。当两摆动活塞（11）的顶面将气压入横梁燃烧室（10）后，分电器点火总成（14）动作，火花塞（13）跳火，将可燃气点燃，高压气推动摆动活塞（11）反向旋转作功，之后相对摆回排气，至此完成一个工作循环。该发动机工作循环与曲轴曲拐成180°布置的单列往复活塞式两缸发动机相同，点火间隔为180°和540°交替进行。其工作循环表如下：

曲轴转角（°）	右侧缸（1）	左侧缸（2）
			0～180	进气	排气
180～360	压缩	进气
			360～540	作功	压缩
540～720	排气	作功

本发明的第二个实施例为4缸双摆动活塞式发动机，采用如图2、3、4、5、6、7、8所示的传动型式和结构。该发动机工作循环与曲轴曲拐成180°布置的单列往复活塞式四缸发动机相同，点火间隔为180°。可为1-3-4-2或1-2-4-3两个方案。其中介绍一个工作循环表如下：

曲轴转角（°）	后缸体		前缸体
					左侧缸（1）	右侧缸（2）	左侧缸（3）	右侧缸（4）
	0－180	作功	排气	压缩					进气
180－360					排气	进气	作功	压缩
	360－540	进气	压缩	排气					作功
540－720					压缩	作功	进气	排气

该发动机可将4缸机与4缸机串联使用，根据需要可为1组，也可为多组。

四冲程往复活塞式发动机也可采用本发明提出的进排气转子取代凸轮配气系统;本发明也可采用四冲程往复活塞式发动机凸轮配气系统。

Claims (1)

1. 一种摆动活塞式发动机，由两个相对半圆形面及两端面围成的气缸(26)；绕圆心摆动的两个对称的扇形摆动活塞(11)，两个用于配气的进排气转子(7)、(15)以及一套曲柄摇杆机构(18)等组成，其特征在于圆形进排气转子(7)、(15)内部设有四个隔开的空腔，其两轴向端面和外圆周上分别开有与其中相对的两空腔相通的进排气孔，外圆周上还开有至少一道轴向长槽，槽断面是V形或圆弧形；摆动活塞(11)采用至少两处矩形键爪镶入往复旋转轴(2)、(3)上；摆动活塞(11)上的端面密封条(28)和径向密封条(30)的接头采用卯榫叉装和销(29)联接。

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