CN202900340U - 曲轴凸轮配气机构 - Google Patents

Abstract

一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件、配气座口和凸轮，所述配气座口设置在气缸活塞机构的气缸机构固定件上，所述配气位移件与所述配气座口配合，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接，所述凸轮设置在所述曲轴的主轴颈上并控制所述配气位移件对所述气缸活塞机构配气。本实用新型结构简单，制造成本低，可靠性高，配气精准。

Description

曲轴凸轮配气机构

技术领域

本实用新型涉及热能与动力及压气机气体压缩领域，尤其是一种气缸活塞机构。

背景技术

活塞式发动机、活塞式气体压缩机和活塞式做功机构，在工作过程中，至少需要进气门和排气门，传统方法是通过设置单独的凸轮轴和凸轮来控制所述进气门和/或所述排气门，这种方法由于单独凸轮轴的存在，而且凸轮轴的驱动需要从曲轴经多个齿轮或其他复杂机构进行传动，这就使配气机构相当复杂、制造成本高。因此，需要发明一种配气机构零部件少、结构简单的活塞气缸机构。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出的技术方案如下：

一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件、配气座口和凸轮，所述配气座口设置在气缸活塞机构的气缸机构固定件上，所述配气位移件与所述配气座口配合，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接，所述凸轮设置在所述曲轴的主轴颈上并控制所述配气位移件对所述气缸活塞机构配气。

在所述主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述凸轮上的凸轮齿轮啮合。

在所述气缸活塞机构的气缸套的两端上设密封隔板，所述密封隔板与所述气缸活塞机构的气缸套固连，所述气缸活塞机构的活塞设为双顶活塞，所述双顶活塞设置在所述气缸套内，所述气缸机构固定件设为所述密封隔板。

所述气缸活塞机构的活塞设为双顶活塞，两个所述双顶活塞设置在所述气缸活塞机构的气缸套内，在所述气缸套的两端和两个所述双顶活塞之间设密封隔板，所述密封隔板与所述气缸套固连，两个所述双顶活塞分别经连杆与相位不同的所述连杆轴颈转动连接，在所述气缸套上设配气座口。

一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件和凸轮，所述配气位移件和所述凸轮设置在气缸活塞机构的气缸机构固定件上，所述配气位移件受所述凸轮控制对所述气缸活塞机构配气，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接，在所述曲轴上的所述气缸活塞机构所对应的主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述凸轮的凸轮轴上的凸轮轴齿轮啮合。

一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件和撞控凸轮，所述配气位移件设置在气缸活塞机构的气缸机构滑动件上并受所述撞控凸轮控制对所述气缸活塞机构配气，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接，所述撞控凸轮设置在所述曲轴的主轴颈上。

一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件和撞控凸轮，所述配气位移件设置在气缸活塞机构的气缸机构滑动件上并受所述撞控凸轮控制对所述气缸活塞机构配气，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆与曲轴的连杆轴颈转动连接，在所述曲轴上的所述气缸活塞机构所对应的主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述撞控凸轮的凸轮轴上的凸轮轴齿轮啮合。

所述配气位移件设为配气门。

所述配气位移件设为滑动配气气缸套。

所述气缸活塞机构的活塞设为滑动活塞，所述气缸机构滑动件设为所述滑动活塞，所述气缸活塞机构的气缸套设为固定气缸套，所述气缸机构固定件设为所述固定气缸套的气缸盖。

所述气缸活塞机构的活塞设为固定活塞，所述气缸机构固定件设为所述固定活塞，所述气缸活塞机构的气缸套设为滑动气缸套，所述气缸机构滑动件设为所述滑动气缸套的气缸盖。

所述气缸活塞机构的气缸套设为由滑动配气气缸套和固定工作气缸套构成，所述气缸活塞机构的活塞设为对置活塞，所述配气位移件设为滑动配气气缸套，所述滑动配气气缸套的端部与固定工作缸套的端部按正时关系密封配合或打开。

在两个对置活塞之间设贯通结构体。

本实用新型的原理是：将气缸活塞机构的所述配气门设置在靠近曲轴一侧，并使所述配气门受设置在所述曲轴的主轴颈上的凸轮控制，从而实现气缸活塞机构按正时关系工作。

本实用新型中，所谓的主轴颈包括主轴颈与连杆轴颈连接处的以主轴颈的旋转中心为旋转中心的曲柄。

本实用新型中，所谓的气缸机构固定件是指所述气缸活塞机构中的固定件，即与机体固连的部件，例如，固定气缸套、固定工作气缸套或固定活塞。

本实用新型中，所谓的气缸机构滑动件是指所述气缸活塞机构中的滑动件，即与所述曲轴的连杆轴颈转动连接的部件，例如，滑动气缸套或滑动活塞。

本实用新型中，在将所述配气位移件设置在所述气缸机构固定件的结构中，在所述气缸机构固定件上应设配气座口，所述配气座口与所述配气位移件相配合。

本实用新型中，在将所述配气位移件设置在所述气缸机构滑动件的结构中，在所述气缸机构滑动件上应设配气座口，所述配气座口与所述配气位移件相配合。

本实用新型中，所谓的配气位移件是指在凸轮的作用下，能够产生位移的部件，例如，所述配气门和所述滑动配气气缸套。

本实用新型中，所谓的配气门是指进气门、排气门和供气门，其作用是与配气座口相配合并在所述凸轮或所述撞控凸轮的作用下按正时关系将所述配气座口打开或关闭，从而实现配气的部件。

本实用新型中，所谓的供气门是指将所述气缸活塞机构内的压缩气体导出的气门。

本实用新型中，所谓的滑动配气气缸套是指端部与所述固定气缸套的端部相配合，端部与所述固定工作气缸套的端部相配合，或端部与所述滑动气缸套的端部相配合的在所述凸轮作用下或在所述撞控凸轮的作用下通过自身滑动进行配气的气缸套。

本实用新型中，所谓的撞控凸轮是指能够使设置在运动体上的受控部件发生位移或偏转的凸轮，这种凸轮的特点是，当运动件携带受控件趋近所述撞控凸轮时（或根据相对运动原理，当撞控凸轮趋近于受控件时），凸轮形线上的接触点（线）所在圆的半径随着凸轮的转动不断缩小以达到减少撞击力之目的，当受控件的运动速度为零时，撞击凸轮形线上的接触点（线）所在圆的半径随着凸轮的转动不断增加。

本实用新型中，所述撞控凸轮能够使设置在由所述工作气缸套和所述配气气缸套组成的运动体上的配气气缸套发生位移或偏转，当所述配气气缸套趋近所述撞控凸轮时（或根据相对运动原理，当撞控凸轮趋近于所述配气气缸套时），所述撞控凸轮形线上的接触点（线）所在圆的半径随着凸轮的转动不断缩小以达到减少撞击力之目的；当所述配气气缸套的运动速度为零时，撞击所述撞控凸轮上的接触点（线）所在圆的半径随着凸轮的转动不断增加。

本实用新型中，所谓的贯通结构体是指具有截面积小于所述气缸套内部空间截面积的连通通道的结构体，所述贯通结构体设置的目的是为了使压缩冲程完了时的所述固定气缸套内的气体工质被压入所述贯穿结构体内的空间内，以有利于燃油扩散混合形成良好的燃烧环境。

本实用新型中，所谓的“所述曲轴上的所述气缸活塞机构所对应的主轴颈”是指所述气缸活塞机构所对应的曲轴段上的主轴颈。

本实用新型中，应根据热能与动力及气体压缩领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。

本实用新型的有益效果如下:

本实用新型结构简单，制造成本低，可靠性高，配气精准。

附图说明

图1所示的是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2所示的是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3所示的是本实用新型实施例3的结构示意图；

图4所示的是本实用新型实施例4的结构示意图；

图5所示的是本实用新型实施例5的结构示意图；

图6所示的是本实用新型实施例6的结构示意图；

图7所示的是本实用新型实施例7的结构示意图；

图8所示的是本实用新型实施例8的结构示意图；

图9所示的是本实用新型实施例9的结构示意图，

图中：

1凸轮、11撞控凸轮、12凸轮轴齿轮、2连杆、3曲轴、41进气口、42排气口、6滑动活塞、66对置活塞、67双顶活塞、7固定气缸套、71固定工作气缸套、8固定活塞、9滑动气缸套、91滑动配气气缸套、20密封隔板。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件、配气座口和凸轮1，所述配气座口设置在气缸活塞机构的气缸机构固定件上，所述配气位移件与所述配气座口配合，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆2与曲轴3的连杆轴颈转动连接，所述凸轮1设置在所述曲轴3的主轴颈上并控制所述配气位移件对所述气缸活塞机构配气。

本实施例中，所述配气位移件设为配气门，所述气缸活塞机构的活塞设为滑动活塞6，所述气缸活塞机构的气缸套设为固定气缸套7，所述的滑动活塞6即为所述气缸机构滑动件，所述固定气缸套7即为所述气缸机构固定件，在所述固定气缸套7的气缸盖上设配气座口，所述配气座口包括进气口41和排气口42，在所述进气口41处设进气门，在所述排气口42处设排气门，所述进气门和所述排气门分别受两个所述凸轮1控制。

所述曲轴凸轮配气机构可以以四冲程发动机模式进行工作，也可以以二冲程发动机模式进行工作，也可以以气体压缩机模式进行工作。

当所述曲轴凸轮配气机构以发动机四冲程模式进行工作时，在所述气缸活塞机构在所述主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述凸轮1的凸轮齿轮啮合，所述齿轮和所述凸轮齿轮使所述凸轮1的转速是所述曲轴3转速的一半，从而控制所述曲轴3旋转两周时（即所述滑动活塞6在上止点和下止点往复运动两次），所述进气门和所述排气门分别打开一次。

当所述曲轴凸轮配气机构以发动机二冲程模式进行工作时，所述凸轮1与所述曲轴3固定连接，可在所述进气口41处设扫气泵。

当所述曲轴凸轮配气机构以气体压缩机模式进行工作时，可在所述排气口42处接用气单元。

实施例2

如图2所示的曲轴凸轮配气机构，其与实施例1的区别在于：所述进气口41设在所述固定气缸套7的侧壁上，具体为设置在所述滑动活塞6的下止点附近的位置。

本实施例可按照二冲程发动机工作模式进行工作，当所述滑动活塞6处于下止点A时，所述进气口41和所述排气口42处于打开状态，所述进气口41处接有扫气泵，所述扫气泵向所述气缸活塞机构的气缸内通入压缩气体，强制扫气排出缸内残余废气，所述滑动活塞6向上止点运动时，关闭进气口41之前，由所述凸轮1控制的排气门先关闭，当所述滑动活塞6接近于上止点B时，进行喷油点火，所述滑动活塞6继续运行到上止点B，此时，气缸内气体的压力和温度迅速升高，推动所述滑动活塞6下行做功，当所述滑动活塞6下行到C时，所述排气门打开，气缸内的气体由所述排气口42排出，当所述滑动活塞6继续下行运动到所述进气口41打开时，开始进入压缩气体，并将废气强制从所述排气口42排出气缸，然后，进入下一个循环。

实施例3

如图3所示的曲轴凸轮配气机构，其与实施例1的区别在于：所述气缸活塞机构的活塞设为固定活塞8，所述气缸活塞机构的气缸套设为滑动气缸套9，所述气缸机构固定件设为所述固定活塞8，所述气缸机构滑动件设为所述滑动气缸套9，在所述固定活塞8上设配气座口，所述配气座口包括进气口41和排气口42，在所述进气口41处设进气门，在所述排气口42处设排气门，所述进气门和所述排气门分别受两个所述凸轮1控制。

实施例4

如图4所示的曲轴凸轮配气机构，其与实施例3的区别在于：所述进气口41设在所述滑动气缸套9的侧壁上，具体为设置在所述固定活塞8的下止点附近的位置。

本实施例可按照二冲程发动机工作模式进行工作。

实施例5

如图5所示的曲轴凸轮配气机构，其与实施例1的区别在于：所述气缸活塞机构的气缸套设为由滑动配气气缸套91和固定工作气缸套71构成，所述气缸活塞机构的活塞设为对置活塞66，所述配气位移件设为滑动配气气缸套91，在所述固定工作气缸套71上设配气座口，所述滑动配气气缸套91的端部与所述固定工作缸套71的端部按正时关系密封配合或打开所述配气座口。  

本实施例中，所述配气位移件设为滑动配气气缸套91，所述对置活塞66即为所述气缸机构滑动件，所述固定工作气缸套71即为所述气缸机构固定件，在所述固定工作气缸套71上两处设配气座口：进气口41和排气口42，所述滑动配气气缸套91受所述凸轮1控制，所述对置活塞66分别受两个所述连杆2与所述曲轴3转动连接。

本实施例的工作过程为：当所述对置活塞66处于下止点时，此时所述排气口42打开，所述气缸活塞机构通过所述固定工作气缸套71上的所述进气口41进入大量新鲜压缩空气，扫除气缸内的尾气；当所述对置活塞66由下止点向上止点运动，所述滑动配气气缸套91依靠所述凸轮1的推力，逐渐向所述固定工作气缸套71的A点运动，所述排气口逐渐先被关闭，随着所述对置活塞66向上止点运动，所述进气口关闭进气过程结束，且所述气缸活塞机构内的空气再次被压缩，然后发生燃烧化学反应，推动所述对置活塞66向下止点运动，且所述滑动配气气缸套91开始远离所述固定工作气缸套71的A点，所述排气口42先打开进行排气，然后所述进气口41打开扫除气缸内的尾气；依此进行下一循环。

可选择地，在两个对置活塞66之间设贯通结构体。

实施例6

如图6所示的曲轴凸轮配气机构，其与实施例1的区别在于：在所述气缸活塞机构的气缸套的两端上设密封隔板20，所述密封隔板20与所述气缸活塞机构的气缸套固连，所述气缸活塞机构的活塞设为双顶活塞67，所述双顶活塞67设置在所述气缸套内，所述气缸机构固定件设为所述密封隔板20。

可选择地，所述双顶活塞67设有两个，两个所述双顶活塞67设置在所述气缸活塞机构的气缸套内，在所述气缸套的两端和两个所述双顶活塞67之间设密封隔板20，所述密封隔板20与所述气缸套固连，所述气缸机构固定件设为靠近所述曲轴3的所述密封隔板20，两个所述双顶活塞67分别经连杆2与相位不同的所述连杆轴颈转动连接，在所述气缸套上设配气座口。

实施例7

如图7所示的曲轴凸轮配气机构，其与实施例1的区别在于：所述配气座口和所述凸轮1设置在气缸活塞机构的气缸机构固定件上，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆2与曲轴3的连杆轴颈转动连接，受所述凸轮1控制对所述气缸活塞机构配气，在所述曲轴3上的所述气缸活塞机构所对应的主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述凸轮1的凸轮轴上的凸轮轴齿轮12啮合。

实施例8

如图8所示的曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件和撞控凸轮11，所述配气位移件设置在气缸活塞机构的气缸机构滑动件上，并受所述撞控凸轮11控制对所述气缸活塞机构配气，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆2与曲轴3的连杆轴颈转动连接，所述撞控凸轮11设置在所述曲轴3的主轴颈上。

本实施例中，所述的配气位移件设为配气门，所述配气门设为分别与进气口41和排气口42对应的进气门和排气门，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件设为滑动气缸套9，所述气缸活塞机构的气缸机构固定件设为固定活塞8。

当所述配气门与所述撞控凸轮11开始接触时，所述配气门发生位移，使所述配气门打开。所述撞控凸轮11形线上的接触点（线）所在圆的半径随着所述撞控凸轮11的转动不断缩小，使所述配气门上的撞击力得到减小。当所述配气门的运动速度为零时，所述撞控凸轮11形线上的接触点（线）所在圆的半径随着所述撞控凸轮11的转动不断增加，所述撞控凸轮11和所述配气门之间的相互作用过程是：接触（撞击）-减速-受控-脱离，周而复始。所述撞控凸轮11设置的目的是为了使所述配气门与所述撞控凸轮11之间的撞击降至最低程度并对所述配气门实施有效控制，达到精准配气之目的。所述撞控凸轮11可以是完整的撞控凸轮11，也可以是半撞控凸轮11或撞控凸轮11的一部分。

可选择地，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件设为滑动活塞6，所述气缸活塞机构的气缸机构固定件设为固定气缸套7。

可选择地，所述气缸活塞机构的气缸套设为由滑动配气气缸套91和固定工作气缸套71构成，所述气缸活塞机构的活塞设为对置活塞66，所述配气位移件设为滑动配气气缸套91，所述滑动配气气缸套91的端部与固定工作缸套71的端部按正时关系密封配合或打开。

实施例9

如图9所示的曲轴凸轮配气机构，其与实施例8的区别在于：在所述曲轴3上的所述气缸活塞机构所对应的主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述撞控凸轮11的凸轮轴上的凸轮轴齿轮12啮合。

显然，本实用新型不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本实用新型所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件、配气座口和凸轮（1），其特征在于：所述配气座口设置在气缸活塞机构的气缸机构固定件上，所述配气位移件与所述配气座口配合，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆（2）与曲轴（3）的连杆轴颈转动连接，所述凸轮（1）设置在所述曲轴（3）的主轴颈上并控制所述配气位移件对所述气缸活塞机构配气。

2.如权利要求1所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：在所述主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述凸轮（1）上的凸轮齿轮啮合。

3.如权利要求1所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：在所述气缸活塞机构的气缸套的两端上设密封隔板（20），所述密封隔板（20）与所述气缸活塞机构的气缸套固连，所述气缸活塞机构的活塞设为双顶活塞（67），所述双顶活塞（67）设置在所述气缸套内，所述气缸机构固定件设为所述密封隔板（20）。

4.如权利要求1所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：所述气缸活塞机构的活塞设为双顶活塞（67），两个所述双顶活塞（67）设置在所述气缸活塞机构的气缸套内，在所述气缸套的两端和两个所述双顶活塞（67）之间设密封隔板（20），所述密封隔板（20）与所述气缸套固连，两个所述双顶活塞（67）分别经连杆（2）与相位不同的所述连杆轴颈转动连接，在所述气缸套上设配气座口。

5.一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件和凸轮（1），其特征在于：所述配气位移件和所述凸轮（1）设置在气缸活塞机构的气缸机构固定件上，所述配气位移件受所述凸轮（1）控制对所述气缸活塞机构配气，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆（2）与曲轴（3）的连杆轴颈转动连接，在所述曲轴（3）上的所述气缸活塞机构所对应的主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述凸轮（1）的凸轮轴上的凸轮轴齿轮啮合。

6.一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件和撞控凸轮（11），其特征在于：所述配气位移件设置在气缸活塞机构的气缸机构滑动件上并受所述撞控凸轮（11）控制对所述气缸活塞机构配气，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆（2）与曲轴（3）的连杆轴颈转动连接，所述撞控凸轮（11）设置在所述曲轴（3）的主轴颈上。

7.一种曲轴凸轮配气机构，包括配气位移件和撞控凸轮（11），其特征在于：所述配气位移件设置在气缸活塞机构的气缸机构滑动件上并受所述撞控凸轮（11）控制对所述气缸活塞机构配气，所述气缸活塞机构的气缸机构滑动件经连杆（2）与曲轴（3）的连杆轴颈转动连接，在所述曲轴（3）上的所述气缸活塞机构所对应的主轴颈上设齿轮，所述齿轮与设置在所述撞控凸轮（11）的凸轮轴上的凸轮轴齿轮啮合。

8.如权利要求1、5至7中任一项所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：所述配气位移件设为配气门。

9.如权利要求1、5至7中任一项所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：所述配气位移件设为滑动配气气缸套（5）。

10.如权利要求1、5至7中任一项所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：所述气缸活塞机构的活塞设为滑动活塞（6），所述气缸机构滑动件设为所述滑动活塞（6），所述气缸活塞机构的气缸套设为固定气缸套（7），所述气缸机构固定件设为所述固定气缸套（7）的气缸盖。

11.如权利要求1、5至7中任一项所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：所述气缸活塞机构的活塞设为固定活塞（8），所述气缸机构固定件设为所述固定活塞（8），所述气缸活塞机构的气缸套设为滑动气缸套（9），所述气缸机构滑动件设为所述滑动气缸套（9）的气缸盖。

12.如权利要求1或6所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：所述气缸活塞机构的气缸套设为由滑动配气气缸套（91）和固定工作气缸套（71）构成，所述气缸活塞机构的活塞设为对置活塞（66），所述配气位移件设为滑动配气气缸套（91），所述滑动配气气缸套（91）的端部与固定工作缸套（71）的端部按正时关系密封配合或打开。

13.如权利要求12所述曲轴凸轮配气机构，其特征在于：在两个对置活塞（66）之间设贯通结构体。

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