滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴反力发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102155295102155295B(45)授权公告日2014.07.09(21)申请号201110028727.7CN101158316A,2008.04.09,说明书(22)申请日2011.01.25第1段-第2段、附图1-5.(73)专利权人张连奎审查员范怀志地址136200吉林省辽源市龙山区向阳街四委29组(72)发明人张连奎(51)Int.Cl.F02B75/40(2006.01)(56)对比文件CN86205979U,1987.06.03,全文.CN2108805U,1992.07.01,全文.JP特开平7-305601A,1995.11.21,全文.CN2320798Y,1999.05.26,全文.权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图2页附图2页(54)发明名称滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴发动机(57)摘要提出一种由汽缸、滚动式活塞上安装有两个鼓形辊轮、圆弧形活塞导轨、活塞销、非圆内齿轮、主轴齿轮、凸轮换向机构、输出主轴组成的活塞式发动机，活塞做功时，活塞推动非圆内齿轮移动并推动与之啮合的主轴齿轮转动，从主轴输出功率，同时驱动其他主轴齿轮带动各自与之啮合的非圆齿轮移动，完成每个缸的吸、压、爆、排工作循环。其特点在于：该发动机无曲轴；活塞与缸体之间为滚动摩擦、磨损明显降低；利用远大于活塞推力并随着活塞位移的增加而增大的做功推力推动主轴齿轮输出转矩；做功推力在主做功段始终与主轴齿轮相切，输出转矩随活塞位移的增加、推力的增大而增大；主做功段输出转矩增加的范围更宽、峰谷差更小、转矩输出更平稳；活塞始终在汽缸同侧，无敲缸问题。通过计算比传统发动机做功增加了18.97％；即输出功率提高了18.97％，降低了燃料消耗和污染排放。CN102155295BCN10259BCN102155295B权利要求书1/1页1.一种由汽缸(1)、活塞(2)、滚动式活塞上安装有两个鼓形辊轮(3)、活塞导轨(4)、活塞销(5)、非圆内齿轮(6)、主轴齿轮(7)、输出轴(8)、凸轮换向机构(9、10)组成的滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴发动机，其特征在于：所述发动机无曲轴；活塞(2)运动方向与非圆内齿轮(6)偏心设置，即作用在非圆内齿轮(6)上的做功推力与活塞(2)的运动方向具有一夹角β；输出转矩随着活塞(2)位移的增加、做功推力的增大而增大；主做功段输出转矩增加的范围更宽、峰谷差更小、转矩输出更平稳。2CN102155295B说明书1/2页滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴发动机技术领域[0001]提出一种利用远大于活塞推力并随着活塞位移的增加而增大的做功推力推动非圆内齿轮往复运动驱动主轴齿轮转动做功的内燃发动机。背景技术[0002]以曲柄连杆机构实现能量转换的传统发动机，其输出转矩在活塞的各位移点上，驱动力臂随曲柄转角不断变化，驱动曲柄转动的有效分力均小于甚至远小于混合汽燃烧时对活塞产生的推力，只有很小一部分转化为曲柄的输出转矩，能量转换率不高；此外，在燃烧开始时，由于汽缸燃汽压力较高，输出转矩峰值比较大，但随着活塞的移动，活塞顶部燃汽压力迅速下降，使活塞推力迅速下降，加之曲柄转角大于90°时的输出转矩迅速下降，造成转矩输出小而且范围较窄，转矩输出极不平稳；缸体与活塞之间为滑动摩擦，磨损快，效率低；活塞对缸体的侧压力方向不断变化，产生敲缸冲击等缺陷。发明内容[0003]为了克服曲轴连杆活塞式发动机的上述缺点，提出一种滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴发动机，主要包括汽缸(1)、活塞(2)、安装在活塞上的两个鼓形辊轮(3)、圆弧形活塞导轨(4)、活塞销(5)、非圆内齿轮(6)、及与之啮合的主轴齿轮(7)、输出主轴(8)、凸轮(9)、凸轮辊子(10)组成；非圆内齿轮由两个半圆和两段齿条组合而成。如图1是滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴发动机工作原理图，当汽缸点火做功时，活塞(2)下行，活塞(2)的燃汽推力与缸壁的支承力的合力推动非圆内齿轮(6)移动，由非圆内齿轮(6)驱动与其啮合的主轴齿轮(7)做定轴转动，输出转矩和功率；当活塞(2)运动到下止点即非圆内齿轮(6)上半圆中心线上时，做功行程结束，在下一个做功活塞推动下，主轴齿轮(7)继续转动，非圆内齿轮(6)在换向机构(9、10)作用下，绕活塞销(5)发生摆动，使主轴齿轮(7)与非圆内齿轮(6)的啮合平稳过渡到非圆内齿轮(6)的另一侧，由主轴齿轮(7)驱动非圆内齿轮(6)和活塞(2)上行完成排汽行程，在四个汽缸依次相互连续作用下，每个汽缸各自完成爆、排、吸、压工作循环。[0004]通过计算或从图1中可见，做功行程推力方向角从β开始，随着活塞位移的增加而增大，即做功推力Ft=P/cos(β+θ)也随之增加