CN103758638B - 多缸周向布设的波轮直轴动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于动力装置技术领域，涉及波轮直轴动力装置，直轴上固定有带有环形轨道的波轮，环形轨道为对称设置的两段凸起轨道和与两段凸起轨道间隔设置的下凹轨道，环形轨道的四周周向间隔均布有两根以上相互平行设置的连杆，每个连杆的外端均连接有活塞，每个活塞设置在各自的气缸内，气缸的外端设置有气缸盖，气缸盖上设置有进排气门和喷油点火装置，波轮与气缸盖之间设置有波轮上的滑道带动的且实时打开进、排气门的顶杆，连杆平行于直轴轴线的直线往复运动通过环形轨道驱动直轴单向转动，优点是：本发明通过环设在波轮四周的气缸、活塞、连接带动直轴转动，使得整体结构紧凑，体积小，结构简单，传动简捷，适用于多缸发动机或压缩机。

Description

多缸周向布设的波轮直轴动力装置

技术领域

本发明属于动力技术领域，特指一种多缸周向布设的波轮直轴动力装置。

背景技术

目前，一般发动机的气缸内燃烧燃料产生的动力都是通过活塞及活塞连杆传递给曲轴进而对外输出扭矩的，进排气门的开关也采用专门的进排气门传动机构驱动其实时开关，由于气缸沿较长的曲轴的一侧或两侧布局安装以及进排气门传动机的布局安装，导致发动机的布局分散，体积大，传动较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、体积小、传动简单的多缸周向布设的波轮直轴动力装置。

本发明的目的是这样实现的：

多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：直轴上固定有带有环形轨道的波轮，所述的环形轨道为对称设置的两段凸起轨道和与两段凸起轨道间隔设置的下凹轨道，环形轨道的四周周向间隔均布有一根以上平行于直轴的连杆，每个连杆的外端均连接有活塞，每个活塞设置在各自的气缸内，连杆平行于直轴轴线的直线往复运动通过环形轨道驱动直轴单向转动或直轴的单向转动通过环形轨道驱动连杆作直线往复运动。

上述气缸为四冲程发动机的气缸，气缸的外端设置有气缸盖，气缸盖上设置有进气门、排气门和喷油点火装置，波轮上的环形轨道的内侧设置有两圈滑道，每个滑道上均设置有局部凸起，以配合顶杆实时顶开进、排气门，连杆平行于直轴轴线的直线往复运动通过环形轨道驱动直轴单向转动，形成波轮直轴四冲程发动机；

或所述的气缸为二冲程发动机的气缸，而且环形轨道同一侧的气缸不对称设置，形成二冲程发动机；

或所述的气缸为空气压缩机的气缸，直轴的单向转动通过环形轨道驱动连杆作直线往复运动，形成空气压缩机。

上述的气缸有一组或两组，气缸有一组时，一组气缸设置在波轮一侧的气缸座内；所述的气缸有两组时，两组气缸对称设置在波轮上下两侧的气缸座内，每组有一个以上的气缸。

上述环形轨道每侧的气缸座为一体式结构，气缸座的中部设置有通孔，气缸座相对于波轮一侧的气缸座上设置有与所述的连杆数量相同的气缸安装孔，通孔与气缸安装孔之间的气缸座上设置有顶杆伸出孔，所述的直轴从所述的通孔中伸出，所述的顶杆从所述的顶杆伸出孔中伸出。

上述的每根连杆上设置有两根销轴，每根销轴上铰接有一个滚轮，同一连杆上的两个滚轮与环形轨道的上下滚动面接触传力，所述的气缸有一组时，所述的销轴铰接在连杆的一侧，连杆的另一侧与活塞连接；所述的气缸有两组时，所述的销轴铰接在连杆的中部。

上述间隔设置的两段凸起轨道和下凹轨道周向圆滑过渡。

上述的连杆有1—10根，对应的气缸及活塞分别有1—10个或2—20个。

上述的气缸及与其配套的连杆、活塞在单侧的结构均分别相同。

上述波轮上的环形轨道为设置在圆柱体之外圆柱面上的环形的凸轨或环形的凹轨。

上述气缸座上设置有为所述连杆往复运动导向的导向套。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明的气缸、活塞、连接沿直轴周向布局，环形轨道一侧的气缸安装在一体式的气缸座上，加之波轮上驱动的顶杆控制对应的进排气门的开关，使得发动机的整体结构紧凑，体积小，结构简单，传动简捷。

2、本发明所有的气缸及与其配套的连杆、活塞的结构均分别相同，可以相互替换，便于维修及更换。

3、传统的四冲程发动机工作时必须用齿轮或链条带动凸轮机构，本发明不用齿轮或链条，实现了四冲程发动机工作无齿轮传动。

4、本发明可以在波轮两端的四周各设置6个缸，工作中，波轮或波轮轴每转动30度就有一个缸做功，使得波轮或波轮轴的转动平稳。

5、本发明相比传统发动机的部件数量少，互配性大，重量也大大减少。

6、本发明的气缸周向排列，相对于直线排列的传统发动机的体积小，使得发动机相比同体积发动机的动力大。

7、本发明的连杆及活塞受导向套的限制仅能作直线往复运动，活塞运动时对气缸的侧向力小，摩擦力小，使用寿命高。

8、本发明应用于空气压缩机，由于是多缸体，活塞运动的频率高，上气快，噪音低。

9、本发明适用于多缸发动机或多缸压缩机。

附图说明

图1是本发明的直轴、波轮、气缸座、连杆及滚轮的配合结构立体示意图。

图2是本发明的气缸座的立体示意图之一。

图3是本发明的气缸座的立体示意图之二。

图4是本发明波轮的立体示意图。

图5是本发明波轮的剖视图。

图6是本发明的直轴、气缸及导向套的配合结构立体示意图。

图7是本发明的直轴、波轮、气缸、连杆、滚轮、顶杆及导向套的配合结构立体示意图。

图8是本发明的直轴、波轮、气缸、活塞、连杆、滚轮及顶杆的配合结构立体示意图。

图9是本发明的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—图9：

多缸周向布设的波轮直轴动力装置，直轴20上固定有带有环形轨道25的波轮30，所述的环形轨道25为对称设置的两段凸起轨道31和与两段凸起轨道31间隔设置的下凹轨道32，环形轨道35的四周周向间隔均布有一根以上平行于直轴的连杆40，每个连杆40的外端均连接有活塞44，每个活塞44设置在各自的气缸43内，连杆40平行于直轴轴线的直线往复运动通过环形轨道35驱动直轴20单向转动或直轴20的单向转动通过环形轨道35驱动连杆40作直线往复运动。

上述气缸为四冲程发动机的气缸，气缸的外端设置有气缸盖，气缸盖上设置有进气门、排气门和喷油点火装置，波轮30上的环形轨道的内侧设置有两圈滑道33，每个滑道33上均设置有局部凸起33a、33b，以配合顶杆50实时顶开进、排气门，连杆40平行于直轴轴线的直线往复运动通过环形轨道35驱动直轴20单向转动，形成波轮直轴四冲程发动机；

或所述的气缸为二冲程发动机的气缸，而且环形轨道同一侧的气缸不对称设置，形成二冲程发动机；

或所述的气缸为空气压缩机的气缸，直轴的单向转动通过环形轨道驱动连杆作直线往复运动，形成空气压缩机。

上述的气缸43有一组或两组，气缸43有一组时，一组气缸43设置在波轮30一侧的气缸座10内；所述的气缸43有两组时，两组气缸43对称设置在波轮30上下两侧的气缸座10内，每组有一个以上的气缸。

上述环形轨道每侧的气缸座10为一体式结构，气缸座10的中部设置有通孔14，气缸座10相对于波轮30一侧的气缸座上设置有与所述的连杆数量相同的气缸安装孔11，通孔14与气缸安装孔11之间的气缸座10上设置有顶杆伸出孔12，所述的直轴20从所述的通孔14中伸出，所述的顶杆从所述的顶杆伸出孔12中伸出，所述的气缸通过螺栓孔13及螺栓安装在气缸座10上，上下镜像设置的两个一体式结构的气缸座10通过定位及连接装置连接，可保证连杆与气缸缸体的同心度及各气缸工作的稳定性。

上述的每根连杆40上设置有两根销轴41，每根销轴41上铰接有一个滚轮42，同一连杆40上的两个滚轮42与环形轨道35的上下滚动面接触传力，所述的气缸43有一组时，所述的销轴41铰接在连杆40的一侧，连杆40的另一侧与活塞44连接；所述的气缸43有两组时，所述的销轴41铰接在连杆40的中部。

上述间隔设置的两段凸起轨道31和下凹轨道32周向圆滑过渡，由于在360度的环形轨道35有两次波浪形的起伏，故命名为波轮（所述的波轮实际上是凸轮的一种特例），环形轨道35的最高点与最低点之间的距离为活塞的行程，波轮旋转一周，气缸内完成四个冲程，这与传统发动机旋转两周才完成四个冲程有着较大的区别；当然，也可以在360度的环形轨道35上设置三次波浪形的起伏。

上述的连杆40有1—10根，对应的气缸及活塞分别有1—10个或2—20个；四冲程发动机的最佳状态是一侧有六个气缸，两侧共有十二个气缸；若为二冲程发动机，则最佳状态是一侧有五个气缸，两侧共有十个气缸。

上述的气缸43及与其配套的连杆40、活塞44在单侧的结构均分别相同，一是相同的配件可以互换，二是可以对波轮30上均匀发力带动直轴平稳转动。

上述波轮30上的环形轨道35为设置在圆柱体之外圆柱面上的环形的凸轨或环形的凹轨。

上述气缸座10上设置有为所述连杆40往复运动导向的导向套。

本发明的工作：每个气缸均按进气、压缩、做功、排气四个行程往复循环进行，气缸内的活塞及连杆也随之作直线往复运动，活塞及连杆的直线往复运动通过滚轮带动波轮作单向转动，在这一过程中，直轴每转动360度，连杆在波轮上上下往复运动两个循环，带动安装在波轮上的顶杆上下往复运动一次，顶杆的上下往复运动通过传动机构定期且规律地开关每个气缸盖上的进气门和排气门，所述的传动机构，可以是：顶杆上下往复运动一次，控制进气门和排气门开关一次，进气门和排气门的开关时间长短或前后顺序，可以通过滑道33上设置的局部凸起33a、33b来实现，当然也可以用顶杆带动其他的传动机构实现对进气门和排气门的开关。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：直轴上固定有带有环形轨道的波轮，所述的环形轨道为对称设置的两段凸起轨道和与两段凸起轨道间隔设置的下凹轨道，环形轨道的四周周向间隔均布有一根以上平行于直轴的连杆，每个连杆的外端均连接有活塞，每个活塞设置在各自的气缸内，连杆平行于直轴轴线的直线往复运动通过环形轨道驱动直轴单向转动或直轴的单向转动通过环形轨道驱动连杆作直线往复运动；

所述气缸为四冲程发动机的气缸，气缸的外端设置有气缸盖，气缸盖上设置有进气门、排气门和喷油点火装置，波轮上的环形轨道的内侧设置有两圈滑道，每个滑道上均设置有局部凸起，以配合顶杆实时顶开进、排气门，连杆平行于直轴轴线的直线往复运动通过环形轨道驱动直轴单向转动，形成波轮直轴四冲程发动机；

或所述的气缸为二冲程发动机的气缸，而且环形轨道同一侧的气缸不对称设置，形成二冲程发动机；

或所述的气缸为空气压缩机的气缸，直轴的单向转动通过环形轨道驱动连杆作直线往复运动，形成空气压缩机。

2.根据权利要求1所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述的气缸有一组或两组，气缸有一组时，一组气缸设置在波轮一侧的气缸座内；所述的气缸有两组时，两组气缸对称设置在波轮上下两侧的气缸座内，每组有一个以上的气缸。

3.根据权利要求2所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述环形轨道每侧的气缸座为一体式结构，气缸座的中部设置有通孔，气缸座相对于波轮一侧的气缸座上设置有与所述的连杆数量相同的气缸安装孔，通孔与气缸安装孔之间的气缸座上设置有顶杆伸出孔，所述的直轴从所述的通孔中伸出，所述的顶杆从所述的顶杆伸出孔中伸出。

4.根据权利要求1—3任一项所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述的每根连杆上设置有两根销轴，每根销轴上铰接有一个滚轮，同一连杆上的两个滚轮与环形轨道的上下滚动面接触传力，所述的气缸有一组时，所述的销轴铰接在连杆的一侧，连杆的另一侧与活塞连接；所述的气缸有两组时，所述的销轴铰接在连杆的中部。

5.根据权利要求1—3任一项所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述间隔设置的两段凸起轨道和下凹轨道周向圆滑过渡。

6.根据权利要求1—3任一项所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述的连杆有1—10根，对应的气缸及活塞分别有1—10个或2—20个。

7.根据权利要求6所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述的气缸及与其配套的连杆、活塞在单侧的结构均分别相同。

8.根据权利要求1—3任一项所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述波轮上的环形轨道为设置在圆柱体之外圆柱面上的环形的凸轨或环形的凹轨。

9.根据权利要求2所述的多缸周向布设的波轮直轴动力装置，其特征在于：所述气缸座上设置有为所述连杆往复运动导向的导向套。