大功率低阻尼無振噪柱形發動機的製作方法

2023-04-27 22:53:46 1

專利名稱：大功率低阻尼無振噪柱形發動機的製作方法
技術領域：
大功率低阻尼無振噪柱形發動機，簡稱為柱形發動機，是具有如星形發動機功率密集的特點， 同時又突破曲軸連杆機構式發動機技術瓶頸,活塞具有一定自由性的活塞式內燃發動機.一 種高性能髙效率 的動力機械.
背聚技術 內燃機發展到星形發動機，解決了多缸功率密集輸出的問題，對曲軸連杆機構的缸陷仍然沿 襲，以曲軸連杆機構作為主功率輸出構件，活塞過於死捆綁,要承受惻壓力來完成所有動作.容易磨損，在 壓縮過程，連杆始終以一個斜角來頂起活塞完成壓縮動作,是個費力過程,要消耗較多的壓縮功率，這種壓 縮功率消耗，在一定程度上形成一種制約，影響更大功率的製造，影響加速性能，引起啟動困難,表現為柴 油機的加速性能明顯遜色於汽油機，同時，這種機構作功運動時的振動始終難以完全消除,不僅有活塞的往 復振動,還存在連杆大頭端的左右擺動振動,振動問題突出.

發明內容
柱形發動機，是採用與曲軸連杆機構不同的， 一種稱作凸輪滑杆機構的構件來作為主功率輸 出構件，同時採用活塞的柱形分布,對置和方位消振，活塞的缸聯，活塞的杆聯，單缸倍增等新技術。
1凸輪滑杆機構凸輪，即通常所說的圓柱凸輪，滑杆，也就是通常說的滑塊。滑塊一端以連接杆連 接活塞，滑塊凸出撥叉軸，嵌在圓柱凸輪軸的蠊紋滑槽中，畫柱凸輪軸旋轉，帶動撥軸滑塊活塞作往復運 動，同時，活塞又可通過撥叉軸推動圓柱凸輪軸作旋轉運動.這樣的結構，使活塞具有一定的自由性，在 圓柱凸輪軸上安排一上一下兩段蠊紋，兩端作圓滑連接,形成一個閉合，四衝程在兩周內完成，還玎以在不 改變活塞行程的情況下，加大凸輪軸的半徑一倍，安排上下四段蠊紋，對應四個衝程動作，四衝程在一周 內完成.有趣的是，無論是兩周，還是一周來完成四衝程，把下行段斜率定為l,則上升段斜率為0.5,上 升段對應壓縮動作，可省下一半的壓縮力。即使上升段斜率也為1,既不省力也不象曲軸連杆式那樣費力， 相對來說也是省了力。活塞在運動中不受側壓力，不發生受力磨擦，效益提髙而使用壽命加長。能節省一 半以上的壓縮功率消耗，加速性能提高，硬性節能。這對增大缸徑,增大主軸扭徑,來提高功率輸出，大有好 處.
2柱形布缸凸輪滑杆機構還一個大的好處就是多缸可以沿凸輪軸外圍圓柱布置，凸輪軸在加大半徑 一倍後，可在其外圍八個方位，每位一缸，單節凸輪軸可置八缸。這樣一來，使柱形發動機具有星形發動 機的功率密度，滿足大功率輸出需要，兩節凸輪軸就有十六缸，三節二十四缸...雖然缸數如此之多，但壓 縮阻礙小，較容易起動。
3對置和方位消振由於沒有了連杆的擺動，只有活塞滑杆的往復運動，柱形發動機採用對置活塞， 在兩節凸輪連軸上的十六缸，使同一方位每兩缸活塞呈對置狀,運動方向相反，使其振動互為抵消，從而實 現真正意義上的靜振,這就是對置消振。另外，如果，上下滑槽斜率值都為l,則採取分布消振，利用四個 方位上的往返運動相抵性，實現整體消振，只須一節凸輪軸，使發動機的長度變短,這就是方位消振.
4缸聯對置消振後，解決了振噪問題，可實現靜噪，但每個缸單獨配置，略顯繁冗，為了簡化，把 每兩個互為靠近的對置缸的缸體連接起來，做成連體氣缸，側置氣門配氣，即兩活塞共一連缸，這樣，兩 節凸輪軸上的十六個氣缸，合併為八缸十六個活塞，省了十六個氣缸蓋和六套配氣機構，使結構簡化，減 輕了發動機的重量。
5桿聯為了增加氣缸的密度，適應大的功率需求，在上述兩節凸輪軸上的八缸十六塞的基礎上，每 個活塞的另一端可增置一缸，增缸的活塞與滑塊另一端連接，這就是活塞的杆聯，原來十六缸增至三十二 缸，功率增大一倍輸出，而僅增加極少的重量。
6單虹倍增為了進一歩提升柱形發動機的功重比，增大功率輸出，使實現杆聯技術以後的柱形發動 機的功率增加一倍，把原三十二個氣缸的滑杆端也密閉成缸，讓滑杆密封穿過缸蓋，這樣每個活塞的兩端 都是氣缸，原單缸變為兩個缸，三十二缸變成了六十四缸輸出，這就是單缸倍增。兩節凸輪軸，六十四缸 的功率輸出，這就是柱形發動機實現單缸倍增技術後驚人的功率密度。
具體實施例方式
11/2/2008 2:40:10 PM
31撥叉的構成和潤滑撥叉作為主功率傳遞的載體，其工作棟況的好壞直接影響到機器的正常使用。 在工作過程中，往返過程都必須與滑槽保持緊密接觸，否則易發生碰撞，產生噪聲，影響工作。為此，採 取往返工作分工的形勢，在滑塊的兩端凸出兩個撥叉，分別靠緊凸輪軸滑槽的哼邊，以保證往返過程兩者 之間接觸的緊密性.另外，兩者之間的磨擦也是個不容忽視的問題，為了減小磨損，以滾動來代替滑動， 在撥叉上套一滾圉.由滾圈緊貼滑槽兩邊滾動,中間有油l^相通，注油保持潤滑。
2排氣止點前移:凸輪滑杆機構呈現的自由性,還可使活塞的止點根據霜要來調整,在上下四段蠊紋的 凸輪軸上,把對應排氣動作的那段MS紋適當延伸,即可使排氣止點前移,使廢氣排放更加徹底.這對低的壓縮 比時,效果尤其突出,特別適用於汽油機.
3單缸倍增後活塞與缸體的潤滑實行單缸倍增後，氣缸體的潤滑形式就不能採用飛濺潤滑了，要實
現氣缸體的潤滑，就必須在滑塊連接杆，再到活塞中段之間開通一條油路，由滑塊定點定時接通油路供油， 以實現氣缸體的潤滑。
4桿聯缸壓縮段滑槽的斜率問題在實行杆連以後,往返都有作功動作,活塞推挽作功,這樣就必須安 排杆連缸的壓縮動作落在原缸的作功過程中，一虹的壓縮由另一缸的作功段來完成,單缸倍增的情形也與 這類似,也不失為一種高效益的壓縮形式.
權利要求
1 大功率低阻尼無振噪柱形經發動機，以其靈巧的結構形勢，具備如星形發動機功率密集的特點，同時，又突破曲軸連杆式發動機技術瓶頸，還兼備自由活塞式發動機四衝程的靈活性。具有高功率輸出，高功重比，高振噪抑制，高效節能，啟動阻礙小，加速性能好的特點，其特徵包括以凸輪滑杆機構來作為發動機的主功率構件，活塞呈柱形分布，採用對置方位消振來抑制振動，以活塞的缸聯，杆聯，以及單缸倍增等技術極大限度的提高利用有效空間布缸的利用率。
2 圓柱凸輪滑杆機構作為主功率輸出構件在內燃機的應用。
3 多缸機的柱形布置。
4 對置方位消振技術。
5 活塞的缸聯技術。
6 活塞的杆聯技術。
7 單缸倍增技術。
全文摘要
大功率低阻尼無振噪柱形發動機，是具有如星形發動機功率密集的特點，同時又突破曲軸連杆式發動機的技術瓶頸，活塞又具有一定自由性的活塞式內燃動力機械，簡稱為柱形發動機。以凸輪滑杆機構來代替曲軸連杆機構作為主功率構件，以提升活塞式發動機的單缸功率極限，消除活塞與缸壁間的側壓力，二者間的磨擦大大減小，改變壓縮費力的狀況，節省壓縮功率消耗。採用柱形布缸技術，以及缸聯，杆聯和單缸倍增等技術來獲得多缸功率密集輸出，極大的提升活塞式發動機的功重比，以滿足大功率的需求。採用對置和方位消振技術，成功解決消除運動振動的問題，使得柱形發動機的振動指標可與電動馬達相媲美，實現靜噪功率輸出。拓展了活塞式發動機的應用範圍，可為航空，特別是直升機，大型柴電，船舶，艦艇，機車等提供大功率動力，為工程機械，汽車提供優質動力，為摩託車等提供動力。
文檔編號F02B75/40GK101463758SQ20081017601
公開日2009年6月24日 申請日期2008年11月2日 優先權日2008年11月2日
發明者劉革新 申請人:劉革新