可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機的製作方法

2023-05-30 04:24:56 2

專利名稱：可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種旋轉活塞發動機，特別是涉及一種輸出轉速可變的無連杆往復活塞發動機。
背景技術：
傳統的往復活塞式發動機都是採用曲軸連杆機構，由於這種機構設計不合理，在活塞的直線往復運動中，曲軸旋轉運動時產生的巨大往復慣性力，使機件受到破壞，並且機器體積龐大笨重；現有的和本發明相似無連杆旋轉活塞發動機，偏心軸在旋轉活塞上是可以轉動的，輸出機構採用搖把結構，當偏心軸從上止點轉到90度或270度時，偏心軸會出現反向轉動規律紊亂現象，使發動機不能正常工作，並且輸出的轉速是不可變的。

發明內容
本發明的目的是為了克服背景技術的不足，而提供一種工作效率高、輸出轉速可變且偏心軸在整個工作過程中不會反向轉動規律紊亂現象的可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機。
本發明的目的是這樣實現的一種可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機，包括上缸套4、下缸套12和輸出機構，上缸套4和下缸套12之間設置有往復運動活塞5，往復運動活塞5上端和下端設置有活塞環6，上缸套4頂部和下缸套12底部均設置有火花塞2、進氣門1和排氣門3，其特徵在於所述輸出機構包括旋轉活塞7-1和固定在旋轉活塞上7-1的偏心軸7-2、固定在基座14上的圓形限位環8以及設置在軸承座15上的動力輸出軸11，旋轉活塞7-1設置在往復運動活塞5中的圓洞13內並可在圓洞13內旋轉，穿過圓形限位環8的偏心軸7-2端部設有行星齒輪9，動力輸出軸11靠近圓形限位環8中心位置上設有與行星齒輪9嚙合的太陽齒輪10。
本發明與現有技術相比具有以下優點本發明結構簡單，體積小重量輕，輸出轉速可變，提高了發動機的效率，解決了現有無連杆旋轉活塞發動機偏心軸從上止點轉至90度或270度時出現反轉規律紊亂現象。


圖1為本發明的總裝圖。
圖2為本發明輸出機構的結構示意圖。
圖3為本發明偏心軸兩頭端部均設置有行星齒輪的結構示意圖。
圖4為本發明往復運動活塞向下運動的狀態示意圖。
圖5為本發明偏心軸從上止點開始公轉90度時的狀態示意圖。
圖6為本發明往復運動活塞運動到最低點的狀態示意圖。
圖7和圖9為本發明往復運動活塞向上運動的狀態示意圖。
圖8為本發明往復運動活塞運動到上止點的狀態示意圖。
圖10為本發明旋轉活塞向下運動時偏心軸自轉並公轉的示意圖。
圖11為本發明旋轉活塞向上運動時偏心軸自轉並公轉的示意圖。
具體實施例方式
如圖1和圖2所示，本發明可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機，包括上缸套4、下缸套12和輸出機構，上缸套4和下缸套12之間設置有往復運動活塞5，往復運動活塞5上端和下端設置有活塞環6，上缸套4頂部和下缸套12底部均設置有火花塞2、進氣門1和排氣門3，所述輸出機構包括旋轉活塞7-1和固定在旋轉活塞上7-1的偏心軸7-2、固定在基座14上的圓形限位環8以及設置在軸承座15上的動力輸出軸11，旋轉活塞7-1設置在往復運動活塞5中的圓洞13內並可在圓洞13內旋轉，穿過圓形限位環8的偏心軸7-2端部設有行星齒輪9，動力輸出軸11靠近圓形限位環8中心位置上設有與行星齒輪9嚙合的太陽齒輪10。此外，所述圓形限位環8內半徑為偏心軸7-2的偏心距與偏心軸7-2的半徑之和，這樣，動力輸出軸11的轉速等於行星齒輪9公轉轉速與行星齒輪9自轉傳給太陽齒輪10的轉速之和，所以本發明可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機有輸出轉速可變的特點，按不同應用可設計不同的輸出轉速，圓形限位環8內表面光滑時，本發明大約是老式發動機轉速的兩倍，圓形限位環8改為帶有內齒的環時，還有一慢速輸出。本發明輸出機構也適用於四缸以上的發動機，本發明只是以雙缸發動機為例來說明本發明的工作原理。
如圖3所示，所述偏心軸7-2兩頭端部均設置有齒數相同的行星齒輪9、固定在基座14上的圓形限位環8以及設置在軸承座15上的動力輸出軸11，動力輸出軸11旁邊設置有使偏心軸7-2兩端公轉同步的同步機構，消除偏心軸7-2的公轉同步偏移和旋轉活塞7-1所受側壓力的不均衡；所述同步機構由同步軸16和固定在同步軸16兩端的同步齒輪17組成，同步齒輪17與動力輸出軸11上的太陽齒輪10嚙合。
如圖4所示，往復運動活塞5向下運動，上氣缸進氣，下氣缸排氣，旋轉活塞7-1與行星齒輪9順時針旋轉，行星齒輪9順時針自轉並逆時針圍繞太陽齒輪10公轉，並帶動太陽齒輪10逆時針旋轉輸出動力。
如圖5所示，往復運動活塞5向下運動，上氣缸進氣，下氣缸排氣，旋轉活塞7-1與行星齒輪9順時針旋轉，行星齒輪9順時針自轉並逆時針圍繞太陽齒輪10公轉，並帶動太陽齒輪10逆時針旋轉輸出動力，行星齒輪9與太陽齒輪10的轉向相互約束，旋轉活塞7-1與行星齒輪9是一體的，所以旋轉活塞7-1此時不會倒轉。
如圖6所示，往復運動活塞5運動到最低點，上氣缸進氣完成，下氣缸排氣完成，行星齒輪9運動到最低點。
如圖7所示，往復運動活塞5向上運動，上氣缸壓縮混合氣體，下氣缸進氣，行星齒輪9順時針自轉並逆時針圍繞太陽齒輪10公轉，並帶動太陽齒輪10逆時針旋轉輸出動力。
如圖8所示，往復運動活塞5運動到上止點，對上氣缸點火，爆炸，氣體推動往復運動活塞5向下運動，下氣缸開始壓縮混合氣體。
如圖9所示，往復運動活塞5向上運動，上氣缸排氣，下氣缸的爆炸氣體推動往復運動活塞5向上運動，行星齒輪9順時針自轉並逆時針圍繞太陽齒輪10公轉，並帶動太陽齒輪10逆時針旋轉輸出動力。
如圖10所示，往復運動活塞5向下運動時，偏心軸7-2在旋轉活塞7-1中軸線左側，而偏心軸7-2起支點作用，旋轉活塞7-1受向下的力，支點中心偏左，所以旋轉活塞7-1順時針旋轉-自轉，同時偏心軸7-2沿圓形限位環8向下運動-公轉。
如圖11所示，往復運動活塞5向上運動時，偏心軸7-2在旋轉活塞7-1中軸線右側，而偏心軸7-2起支點作用，旋轉活塞7-1受向上的力，支點中心偏右，所以旋轉活塞7-1順時針旋轉-自轉，同時偏心軸7-2沿圓形限位環8向上運動-公轉。
旋轉活塞在上止點位置轉至90度或270度時不會出現轉動規律紊亂，因為除上述原因外，行星齒輪9與太陽齒輪10的轉向相互約束，旋轉活塞7-1與行星齒輪9為一體，所以旋轉活塞7-1在此不會出現反轉現象。
權利要求
1.一種可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機，包括上缸套(4)、下缸套(12)和輸出機構，上缸套(4)和下缸套(12)之間設置有往復運動活塞(5)，往復運動活塞(5)上端和下端設置有活塞環(6)，上缸套(4)頂部和下缸套(12)底部均設置有火花塞(2)、進氣門(1)和排氣門(3)，其特徵在於所述輸出機構包括旋轉活塞(7-1)和固定在旋轉活塞上(7-1)的偏心軸(7-2)、固定在基座(14)上的圓形限位環(8)以及設置在軸承座(15)上的動力輸出軸(11)，旋轉活塞(7-1)設置在往復運動活塞(5)中的圓洞(13)內並可在圓洞(13)內旋轉，穿過圓形限位環(8)的偏心軸(7-2)端部設有行星齒輪(9)，動力輸出軸(11)靠近圓形限位環(8)中心位置上設有與行星齒輪(9)嚙合的太陽齒輪(10)。
2.根據權利要求1所述的可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機，其特徵在於所述偏心軸(7-2)兩頭端部均設置有齒數相同的行星齒輪(9)、固定在基座(14)上的圓形限位環(8)以及設置在軸承座(15)上的動力輸出軸(11)，動力輸出軸(11)旁邊設置有使偏心軸(7-2)兩端公轉同步的同步機構，消除偏心軸(7-2)的公轉同步偏移和旋轉活塞(7-1)所受側壓力的不均衡。
3.根據權利要求2所述的可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機，其特徵在於所述同步機構由同步軸(16)和固定在同步軸(16)兩端的同步齒輪(17)組成，同步齒輪(17)與動力輸出軸(11)上的太陽齒輪(10)嚙合。
4.根據權利要求1、2或3所述的可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機，其特徵在於所述圓形限位環(8)內半徑為偏心軸(7-2)的偏心距與偏心軸(7-2)的半徑之和。
全文摘要
本發明涉及一種可變輸出轉速無連杆往復活塞發動機，包括上缸套、下缸套和輸出機構，上缸套和下缸套之間設有往復活塞，往復活塞上端和下端設有活塞環，上缸套頂部和下缸套底部均設有火花塞、進氣門和排氣門，輸出機構包括旋轉活塞和固定在旋轉活塞上的偏心軸、固定在基座上的限位環以及設置在軸承座上的輸出軸，旋轉活塞設置在往復活塞中的圓洞內並可在圓洞內旋轉，穿過限位環的偏心軸端部設有行星齒輪，輸出軸靠近限位環中心位置上設有與行星齒輪嚙合的太陽齒輪。本發明結構簡單，體積小重量輕，輸出轉速可變，提高了發動機的效率，解決了現有無連杆旋轉活塞發動機偏心軸從上止點轉至90度或270度時出現反轉規律紊亂現象。
文檔編號F02B75/24GK1793627SQ20051009645
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月2日 優先權日2005年12月2日
發明者李樂 申請人:李樂