CN1047651C - 双相对称回摆式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，它在气缸内的中心直轴上套装左右对称的圆形轴套，轴套上对称固定活塞叶板，轴套连一齿架，齿架的长、短弧形齿段分别与大、小半圈齿轮啮合，气缸面上成十字型轴向对称布置有控制进、排气的旋转式气门组，气门组通过支承轴与气缸侧壁转动相联，轴向互相错开对称安有火花塞，轴端的无声棘轮通过连杆与短轴上的凸轮相连，它能实现工作容积最大限度地占用机体的空间而达到体积小，重量轻马力大。

Description

双相对称回摆式发动机

本发明属于发动机技术领域。

现有内燃发动机，结构复杂，体积大，重量重，曲轴过上下死点时靠飞轮惯性，爆发作功时活塞正好位于上止点，活塞受压最大而曲轴的扭矩最小，加之复杂的配气机构，使整机机械损失大，热能利用率低，曲轴转两圈才作功一次，要提高功率只能增加活塞的工作频率，这样易使发动机产生高温和早期磨损。另外，发动机在低转速时明显表现出因受力不平衡而抖动的现象。

针对上述现有技术存在的不足之处，本实用新型提出一种双相对称回摆式发动机，它能在工作容积最大限度地占用机体空间的条件下达到体积小，重量轻，马力大。

本发明的目的采取如下措施达到：在壳体内有一圆环形气缸，气缸内的中心直轴上套装有圆形轴套，轴套上径向对称固定有活塞叶板，其特征是：

两个圆形轴套各自独立并左、右对称安装在直轴上，在左、右轴套的外端面各固连一齿架，齿架上制出的长、短弧形齿段分别与固定在短轴上的大半圈齿轮和小半圈齿轮啮合，位于齿架外侧还有固定在短轴上的椭圆形凸轮和主动齿轮，该短轴的两端与壳体转动相连，主动齿轮与中心直轴上的被动齿轮啮合；圆环形气缸环面上成十字型轴向对称布置有控制进、排气的旋转式气门组，气门组两端通过支承轴与气缸侧壁转动相联，在支承轴轴向两侧互相错开每侧成轴向对称安有火花塞，支承轴轴端的无声棘轮通过连杆与短轴上的凸轮相连。

上述固定在各自轴套上的活塞叶板相距180度对称布置，位于气缸面上的旋转式气门组有一与发动机壳体相连的密封罩，当中有可间歇旋转的阀体，阀体内开有弧形通道。

本发明具有如下优点：由于活塞叶板左右摆动并成轴线两端对称同时作功，活塞叶板上所产生的力矩互相平衡；本发动机由于是绕中心轴对称作功，同时回摆活塞叶板两面都产生压缩爆发的燃烧室，这就相当于一个工作室的位置顶二个用，功率也相应成倍增加，另外，进、排气，断电器三者用同一个旋转阀门控制，进排气阀门靠爆发气体的冲击自动密封，具有进排气量大、便于密封和润滑，而且结构简单，摩擦阻力小，工作可靠的优点；又由于将摆动力转换成直轴转动输出功率结构是通过内齿架的弧形齿与大、小半圈齿轮交替啮合，再经主动齿轮直接推动直轴转动，克服了现有发动机因曲轴有上下死点而产生转矩不均的缺点，并且整机结构简单，体积小，与现有的同马力发动机相比，运转平稳，振动小，噪音低，零件减少60％，体积减少70％，重量减轻65％，而功率增加10～12倍；另外，工作容积尽最大限度地占用了机体空间，所有零部件均采用各方面都得到优化的最新设计，由此而使整机的机械损失减少到最低程度，使热能得到最充分的利用。

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的正面结构示意图。图2是侧面结构示意图。图3是气缸部件的分解示意图。

本发动机主要由壳体1、圆环形气缸12，相同的左、右轴套25及各轴套上轴向对称固定的两组回摆活塞叶板16组成，每组活塞叶板有二片叶板，相距180度呈轴线对称固定在各自的轴套环面上。左右轴套上的两组叶板互相隔插在同一个旋转面内，通过各自的轴套与中心直轴20连接，并能绕轴同时朝相对组的反方向左右摆动一定角度，其行程为工作行程，两组叶板间所形成的、且呈对角的相邻大小空间为工作行程室15和燃烧室19。在左、右两轴套的外端面上分别固定一个内侧带有短弧齿段和长弧齿段的齿架5，固定在一短轴6上的小半圈齿轮7，大半圈齿轮8分别与所述齿架上的短、长弧形齿段啮合，所述与之相啮合的齿轮是带有半圈齿形的齿轮。当小半圈齿轮与齿架的短弧形齿段啮合时，长弧形齿段正好与大半圈齿轮脱齿。在齿架的短、长弧形齿段未端各活动镶嵌有一自动离合齿块26，并按斜对角线设置。上述齿架的短、长齿段至少应等于半圈齿轮上有齿形的弧长段，它们的齿形最好采用锯齿形。自动离合齿块上面至少有三个齿形。

位于两边齿架外侧还有固定在同一短轴上的椭圆形凸轮9和主动齿轮10，该短轴的两端与壳体转动相连，主动齿轮与中心直轴上的被动齿轮11啮合；

圆环形气缸环面上成十字型轴向对称布置有控制进、排气的旋转式气门组，气门组有一固定在壳体上的密封罩2将阀体23罩住，在罩上开有进气口21和排气口24，阀体上开有弧形通道22，阀体两端通过支承轴13与气缸侧壁转动相联，固连在轴端的无声棘轮3与一装有弹簧的连杆4铰接，连杆另一端与齿架上的凸轮接触相连。对称布置的四个间歇旋转式进排气气门组由与小半圈齿轮7、大半圈齿轮8和主动齿轮10同轴的凸轮9通过连杆4和气门组阀体上的无声棘轮3进行间歇推动，一个凸轮通过同侧的两个无声棘轮即可控制上、下两个气门组。将凸轮推动连杆的上、下运动变为棘轮带动阀体的间歇转动，以控制阀体中的弧形通道相对应密封罩上的进、排气通道的开闭。固定有活塞叶板的轴套每转动一次，阀体23就转动90度，从而达到按四行程进排气之目的。在支承轴轴向两侧互相错开、每侧成轴向对称安有四个火花塞14。

与气缸内壁接触的活塞叶板面上安有油环17和气环18，以保证叶板与缸壁间的润滑和密封。

本发动机的动力转换和传动机构如上所述。其工作原理为：当轴套带动齿架摆至一端终点位置时，大、小齿轮的有齿半圈正对向齿架的另一端，并且小半圈齿轮未端三个齿啮合进自动离合齿块的三个齿。此时大半圈齿轮的有齿半圈未端齿刚刚与齿架上的长弧形齿段脱离。当爆发作功时，两组活塞叶板同时被推动朝对方的反方向摆动，使相邻的大小工作室和燃烧室由大变小和由小变大地交替变化。也就是工作行程室与燃烧室的互相转化形成呈对轴线的两个吸气、压缩、爆发、排气四个行程。固定在轴套上的齿架和活塞叶板一起摆动，齿架上的短弧形齿段与小半圈齿轮正啮合着而推动其顺时针转动，同时，由于大半圈齿轮与小半圈齿轮同轴固定，因而也跟着一起转动，但由于此时大半圈齿轮的未端齿刚刚脱离长弧形齿段并进入无齿半圈，所以并不影响与齿架的长弧齿段逆向滑动。

当齿架摆动至另一终端时，大半圈齿轮端点的三个齿正好滑进自动离合齿块的三个齿与之啮合，而此时小半圈齿轮上的未端齿又刚好与短弧齿段脱离。当活塞叶板回摆时，由于长弧齿段与大半圈齿轮啮合着，就推动大半圈齿轮继续顺时针转动，以此往复循环下去。齿架每摆动一次，大、小半圈齿轮就转半圈，通过有齿半圈和无齿半圈交替地与齿架上的长、短弧齿段的啮合与脱离，而使大、小半圈齿轮朝同一方向转动。又因主动齿轮10与大、小半圈齿轮固接在一起，所以就啮合固接在直轴20上的被动齿轮11而使直轴输出动力，主动齿轮转一圈，被动齿轮转二圈，因此，运动件是低频率工作，而轴输出是高转速大扭矩，这就为减少机械磨损和防止温度过高延长了发动机使用寿命创造了先决条件。

Claims (3)

1.一种双相对称回摆式发动机，在壳体(1)内有一圆环形气缸(12)，气缸内的中心直轴(20)上套装有圆形轴套(25)，轴套上径向对称固定有活塞叶板(16)，其特征在于：

a、两个圆形轴套(25)各自独立并左、右对称安装在直轴上，每一轴套外端面各固连一齿架(5)，齿架上制出的长、短弧形齿段分别与固定在短轴(6)上的大半圈齿轮(8)和小半圈齿轮(7)啮合，位于齿架外侧还有固定在短轴上的椭圆形凸轮(9)和主动齿轮(10)，该短轴的两端与壳体转动相连，主动齿轮与中心直轴上的被动齿轮(11)啮合；

b、圆环形气缸环面上成十字型轴向对称布置有控制进、排气的旋转式气门组，气门组两端通过支承轴(13)与气缸侧壁转动相联，在支承轴轴向两侧互相错开每侧成轴向对称安有火花塞(14)，支承轴轴端的无声棘轮(3)通过连杆(4)与短轴上的凸轮相连。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于固定在轴套上的活塞叶板相距180度对称布置。

3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于位于气缸面上的旋转式气门组有一与发动机壳体相连的密封罩(2)，当中有可间歇旋转的阀体(23)，阀体内开有弧形通道(22)。

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