CN104806314A - 导轨滚动式发动机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种导轨滚动式发动机及其工作方法，该发动机包括至少一个这样的汽缸：该汽缸内设有对置的活塞，该对置的活塞固定不动；该汽缸为连体气缸，可相对于所述对置的活塞上下往复运动；该汽缸外侧连接有凸轮；然后还包括一具有空心的转动体，上述汽缸位于该转动体的空心处；该转动体内侧设有与所述凸轮相适配的凹槽，该凹槽环绕于转动体内侧形成封闭的非水平面圆形的凹槽轨道，所述凸轮插入该凹槽内并可沿该凹槽轨道内滑动或滚动，使得当汽缸上下往复运动时，带动转动体做旋转运动。本发明的做功效率高。

Description

导轨滚动式发动机及其工作方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种导轨滚动式发动机。

背景技术

如今市场上常见的四冲程活塞往复发动机/压气机采用活塞、曲轴、连杆、气门等构件组成。在活塞式的发动机/压气机中，同一气缸中进行着进气、压缩、燃烧、排气四个冲程，气缸中产生的压力驱动活塞作往复运动，活塞连杆带动曲轴将往复运动转化为转动。这样的运动方式过于单一，连杆在运动中对活塞产生侧压力，而且连杆曲轴传动比低，导致机械损失15％左右，传动效率低。这样的发动机/压气机存在运动消耗大、结构体系复杂、零部件繁多、体积大、运行过程中振动大等缺点。

针对上述缺点，公告号为CN 202832781 U，公告日为公告日为2013.03.27，建立一种新型组合运动方式，一组活塞相互运动，改变传统曲轴连杆结构，转换为新型齿轮传动，提供一种性能更优、零件少、振动小、功率高、运转平稳、构造简单、造价便宜、维修方便、燃料经济性更高的，可适用于各类机动车辆和工厂动力机构以及高效节能等的各种动力供给领域的基于水平对置的双级活塞发动机。所采用的方案为：基于水平对置的双级活塞发动机，其包括主动活塞机构和辅助活塞机构组成的双级活塞装置，所述主动活塞机构和辅助活塞机构置于主辅活塞外缸体内形成对置设置。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提出一种完全不同构思的，传动效率更高的导轨滚动式发动机。

所采用的技术方案为：

一种导轨滚动式发动机，包括至少一个这样的汽缸：

1)该汽缸内设有对置的活塞，该对置的活塞固定不动；该汽缸为连体气缸，可相对于所述对置的活塞上下往复运动；

2)在1)的基础上，该汽缸外侧连接有凸轮；

然后还包括一具有空心的转动体，上述汽缸位于该转动体的空心处；

该转动体内侧设有与所述凸轮相适配的凹槽，该凹槽环绕于转动体内侧形成封闭的非水平面圆形的凹槽轨道，所述凸轮插入该凹槽内并可沿该凹槽轨道内滑动或滚动，使得当汽缸上下往复运动时，带动转动体做旋转运动。

优选地，所述凸轮为两个，对称分布于汽缸的两侧，所述凹槽轨道为双斜线型组成的回路结构。

优选地，所述凸轮为两个，对称分布于汽缸的两侧，所述凹槽轨道为双“V”型组成的回路结构。

优选地，所述凸轮为四个，均匀分布于汽缸的外侧，所述凹槽轨道为四“V”型组成的回路结构。

优选地，所述连体汽缸为两个，此两个汽缸的汽缸侧壁固定连接。

优选地，所述连体汽缸为两个，此两个汽缸通过一连接杆固定连接。

本发明还设计了另外一技术方案，该技术方案与上述的技术方案构思相同，其工作原理相同，属于一个总的发明构思。

该另一种技术方案为：

一种导轨滚动式发动机，包括8个这样的汽缸：

该汽缸内设有对置的活塞，该对置的活塞固定不动；该汽缸为连体气缸，可相对于所述对置的活塞上下往复运动；

此8个汽缸的汽缸侧壁依次固定连接，围绕形成一具有空心的围合体；

然后还包括一转动体，该转动体位于围合体的空心处，该转动体外侧连接有凸轮；

在围合体的内侧设有与所述凸轮相适配的凹槽，该凹槽环绕于围合体内侧形成封闭的非水平面圆形的凹槽轨道，所述凸轮插入该凹槽内并可沿该凹槽轨道内滑动或滚动，使得当围合体上下往复运动时，带动转动体做旋转运动。

在该另一技术方案上，优选地，所述凸轮为两个，对称地分布于转动体的外侧，所述凹槽轨道为双“V”型组成的回路结构。

在该另一技术方案上，优选地，所述凸轮为四个，均匀地分布于转动体的外侧，所述凹槽轨道为四“V”型组成的回路结构。

不论是第一技术方案还是另一技术方案，这两种方案的导轨滚动式发动的工作方法，概括为：

首先，连体汽缸或围合体做上下往复运动，然后带动凸轮在适配的凹槽内沿封闭的非水平面圆形的凹槽轨道内滑动或滚动，最后带动转动体旋转运动。

本发明的有益效果在于：

本发明连体汽缸或围合体做上下往复运动，对置的活塞固定不动(内部可以设置成进气和排气装置)，这样可以使发动机的体积明显缩小，同时由于连体气缸或围合体的连动，能提高做功效率，将连体气缸或围合体的上下往复运动的能量转化为为转动体的旋转运动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的状态一的结构示意图；

图2为本发明实施例1的状态二的结构示意图；

图3为本发明实施例1的状态三的结构示意图；

图4为本发明实施例1的转动体的结构示意图；

图5为本发明实施例4的结构示意图；

图6为本发明实施例4俯视的结构示意图；

图7为本发明实施例5的结构示意图；

图8为本发明实施例6的结构示意图；

图9为本发明实施例6的另一结构示意图。

图10为本发明实施例7俯视的结构示意图；

图11为本发明实施例7的纵向剖视示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1所示，一种导轨滚动式发动机，包括一个这样的汽缸：

1)该汽缸1内设有对置的活塞2，该对置的活塞11固定不动；该汽缸1为连体气缸1，可相对于所述对置的活塞上下往复运动；该连体汽缸的形状如图1所示的，可以为H型；

2)在1)的基础上，该汽缸外侧连接有凸轮2；该凸轮2可以包括突起21和活动轮22，然后该突起被该活动轮紧密包绕，活动轮可以为滑轮或滚动轴承；

然后还包括一具有空心31的转动体3，上述汽缸1位于该转动体3的空心31处；

参见图1-图3所示，该转动体3内侧设有与所述凸轮2相适配的凹槽4，该凹槽4环绕于转动体内侧形成封闭的非水平面圆形的凹槽轨道41，所述凸轮2插入该凹槽内并可沿该凹槽轨道41内滑动或滚动，使得当汽缸上下往复运动时，带动转动体做旋转运动。所述的圆形包括椭圆和正圆，所述的非水平面圆形的凹槽轨道是指，除了在水平面的圆形凹槽轨道之外，包括所有的规则的和/或非规则的有上下起伏的线型凹槽轨道，如波浪线的凹槽轨道，如倾斜的椭圆线凹槽轨道，再如由前后斜线型组成的封闭的环形回路结构，还可以如图4所示的由前后两“V”型轨道线组成的封闭的环形回路结构等等；

上述的各种的非水平面圆形的凹槽轨道都可以使得，所述凸轮插入该凹槽内，并沿该凹槽轨道内滚动或滑动时，连体汽缸上下直线运动时，带动转动体做旋转运动。

本导轨滚动式发动机的工作方法是：

连体汽缸做上下往复运动(上侧气缸做功和下侧气缸的排气或压缩冲程联动)，然后带动凸轮在适配的凹槽内沿封闭的非水平面圆形的凹槽轨道内滑动或滚动，最后带动转动体旋转运动。

本实施例的凸轮为两个，对称分布于汽缸的两侧，所述凹槽轨道为双“V”型组成的回路结构。由于凸轮与凹槽轨道相适配，受凹槽轨道大小的影响，凸轮不能太大，故优选通过平行凸轮接平行凹槽轨道，以增加接触面。

实施例2

参照实施例1，本实施例的凸轮为两个，对称分布于汽缸的两侧，所述凹槽轨道为双斜线型组成的回路结构。

实施例3

参照实施例1，本实施例的凸轮为四个，均匀分布于汽缸的外侧，所述凹槽轨道为四“V”型组成的回路结构。

实施例4

参照实施例1，参见图5和图6，本实施例的连体汽缸为两个，此两个汽缸的汽缸侧壁固定连接。

实施例5

参照实施例1，参见图7，本实施例的连体汽缸为两个，此两个汽缸通过一连接杆5固定连接。

实施例6

参照实施例1，本实施例的连体汽缸为四个，排列的方式为两行两列，并通过汽缸侧壁固定连接在一起。凸轮可以为两个，也可以为四个，如图8和图9所示。

参照该实施例1-5，可以得到更多的实施例。设置两个或两个以上的连体气缸，尤其是设置4个连体气缸时，可以将相对的两个气缸同步化(同时做功)，从而使做功力对称，减少发动机的振动和磨损，提高发动机寿命。

实施例7

参见图10和图11,一种导轨滚动式发动机，包括8个这样的汽缸1：

该汽缸内设有对置的活塞，该对置的活塞固定不动；该汽缸为连体气缸，可相对于所述对置的活塞上下往复运动；

此8个汽缸的汽缸侧壁依次固定连接，围绕形成一具有空心的围合体；

然后还包括一转动体3，该转动体3位于围合体的空心处，该转动体外侧连接有凸轮2；

在围合体的内侧设有与所述凸轮2相适配的凹槽4，该凹槽环绕于围合体内侧形成封闭的非水平面圆形的凹槽轨道，所述凸轮插入该凹槽内并可沿该凹槽轨道内滑动或滚动，使得当围合体上下往复运动时，带动转动体做旋转运动。

所述的圆形包括椭圆和正圆，所述的非水平面圆形的凹槽轨道是指，除了在水平面的圆形凹槽轨道之外，包括所有的规则的和/或非规则的有上下起伏的线型凹槽轨道，如波浪线的凹槽轨道，如倾斜的椭圆线凹槽轨道，再如由前后斜线型组成的封闭的环形回路结构，还可以如图4所示的由前后两“V”型轨道线组成的封闭的环形回路结构等等；

上述的各种的非水平面圆形的凹槽轨道都可以使得，所述凸轮插入该凹槽内，并沿该凹槽轨道内滚动或滑动时，围合体上下直线运动时，带动转动体做旋转运动。

本导轨滚动式发动机的工作方法是：

围合体做上下往复运动(每个连体汽缸包括上侧汽缸和下侧汽缸，上侧气缸做功和下侧气缸的排气或压缩冲程联动)，然后带动凸轮在适配的凹槽内沿封闭的非水平面圆形的凹槽轨道内滑动或滚动，最后带动转动体旋转运动。

转动体可以作为一个中心轴，由于围合体内部可以接固定的轴，故发动机结构可以串联起来，一块对外输出功率。

本实施例的凸轮为两个，对称地分布于围合体的内侧，所述凹槽轨道为双“V”型组成的回路结构。

实施例8

参照实施例7，本实施例的凸轮为四个，均匀地分布于围合体的内侧，所述凹槽轨道为四“V”型组成的回路结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的发明构思与包括特别说明的应用领域之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导轨滚动式发动机，其特征在于，包括至少一个这样的汽缸：

1)该汽缸内设有对置的活塞，该对置的活塞固定不动；该汽缸为连体气缸，可相对于所述对置的活塞上下往复运动；

2)在1)的基础上，该汽缸外侧连接有凸轮；

然后还包括一具有空心的转动体，上述汽缸位于该转动体的空心处；

该转动体内侧设有与所述凸轮相适配的凹槽，该凹槽环绕于转动体内侧形成封闭的非水平面圆形的凹槽轨道，所述凸轮插入该凹槽内并可沿该凹槽轨道内滑动或滚动，使得当汽缸上下往复运动时，带动转动体做旋转运动。

2.如权利要求1所述的导轨滚动式发动机，其特征在于，所述凸轮为两个，对称分布于汽缸的两侧，所述凹槽轨道为双斜线型组成的回路结构。

3.如权利要求1所述的导轨滚动式发动机，其特征在于，所述凸轮为两个，对称分布于汽缸的两侧，所述凹槽轨道为双“V”型组成的回路结构。

4.如权利要求1所述的导轨滚动式发动机，其特征在于，所述凸轮为四个，均匀分布于汽缸的外侧，所述凹槽轨道为四“V”型组成的回路结构。

5.如权利要求1-4任一项所述的导轨滚动式发动机，其特征在于，所述连体汽缸为两个，此两个汽缸的汽缸侧壁固定连接。

6.如权利要求1-4任一项所述的导轨滚动式发动机，其特征在于，所述连体汽缸为两个，此两个汽缸通过一连接杆固定连接。

7.一种导轨滚动式发动机，其特征在于，包括8个这样的汽缸：

该汽缸内设有对置的活塞，该对置的活塞固定不动；该汽缸为连体气缸，可相对于所述对置的活塞上下往复运动；

此8个汽缸的汽缸侧壁依次固定连接，围绕形成一具有空心的围合体；

然后还包括一转动体，该转动体位于围合体的空心处，该转动体外侧连接有凸轮；

在围合体的内侧设有与所述凸轮相适配的凹槽，该凹槽环绕于围合体内侧形成封闭的非水平面圆形的凹槽轨道，所述凸轮插入该凹槽内并可沿该凹槽轨道内滑动或滚动，使得当围合体上下往复运动时，带动转动体做旋转运动。

8.如权利要求7所述的导轨滚动式发动机，其特征在于，所述凸轮为两个，对称地分布于转动体的外侧，所述凹槽轨道为双“V”型组成的回路结构。

9.如权利要求7所述的导轨滚动式发动机，其特征在于，所述凸轮为四个，均匀地分布于转动体的外侧，所述凹槽轨道为四“V”型组成的回路结构。

10.一种权利要求1或7所述的导轨滚动式发动机的工作方法，其特征在于：

首先，连体汽缸或围合体做上下往复运动，然后带动凸轮在适配的凹槽内沿封闭的非水平面圆形的凹槽轨道内滑动或滚动，最后带动转动体旋转运动。