專利名稱:一種往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為圓周運動的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為圓周運動的機械裝置,尤其適用在內(nèi)燃機活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為曲軸的圓周運動上。
現(xiàn)有的往復(fù)內(nèi)燃機在活塞處于上此點和下止點時會出現(xiàn)死點現(xiàn)象且曲軸的曲柄長度限制著活塞的行程。
本發(fā)明提供一種往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為圓周運動的裝置,使活塞在上止點和下止點沒有死點現(xiàn)象,活塞的行程不受曲軸的曲柄長度限制。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的,氣缸和在氣缸中往復(fù)運動的活塞,以及支承在氣缸和活塞中心面機座上的曲軸,活塞上固連有滑道體,滑道體有一傾斜于活塞運動方向的滑道,曲軸的曲柄銷支承在滑道中,并可在滑道中滑動。
當(dāng)氣缸中的活塞作功沖程,活塞作用在滑道體上,并使滑道體和活塞一起運動,因滑道體上的滑道傾斜于活塞的運動方向,所以曲軸的曲柄銷受滑道上豎方向和橫方向兩力的作用,兩力的合力,以及曲柄銷在滑道中的滑動,帶動曲軸的曲柄銷繞曲軸線轉(zhuǎn)動,且在整個運動過程中曲軸曲柄銷都有力矩的作用,所以無死點現(xiàn)象。當(dāng)氣缸中活塞在其它沖程狀態(tài)時,曲軸曲柄銷通過飛輪的慣性作用在滑道體上,使滑道體和活塞做往復(fù)運動。活塞行程和滑道的長度以及滑道和活塞運動的方向傾斜度有關(guān)。
本發(fā)明也可在曲軸的曲柄銷上套上圓柱形滑塊,滑塊支承在滑道中并可在滑道中滑動,圓柱形滑塊可以是沒有外圈,留有內(nèi)圈、滾動體和保持架的圓柱滾子軸承。這樣減少曲軸的曲柄銷在滑道中滑動的摩授力,又并于更換修理。
本發(fā)明的滑道體上的滑道也可以是中部為兩段一凸一凹外切的圓弧道,切點在滑道的中點,其兩段的圓弧半徑均等于曲軸的曲柄長度。下面說明采用這種方案優(yōu)點。
現(xiàn)有往復(fù)內(nèi)燃機的活塞、連桿和曲軸鉸連在一起,在飛輪慣性作用下,活塞在上止點時間很短,而工質(zhì)在上止點混合燃燒至膨脹開始這一過程需要一段時間,即這一過程是活塞在上止點前后一段范圍內(nèi)完成,而且這一范圍隨著轉(zhuǎn)速的增快而增大,有非瞬時燃燒損失。同樣道理,活塞在下止點時間很短,所以活塞在工質(zhì)膨脹作功作用下,到達下止點前,排氣門就要提前打開,而且隨著轉(zhuǎn)速的增快,提前打開排氣門的時間相應(yīng)增加,導(dǎo)致工質(zhì)在氣缸中膨脹不充分,有提前排氣損失。
公知,一般曲軸支承在氣缸活塞中心面的機座上,則知由軸也支承在滑道的中心線上,所以活塞處于上止點或下止點時,曲軸的曲柄銷處于滑道的中部。
本發(fā)明采用滑道中部為兩段一凸一凹外切的圓弧道,滑道的中點為切點,兩段圓弧的半徑均等于曲軸的曲柄長度的方案,則活塞在上止點或下止點曲軸曲柄銷轉(zhuǎn)動的弧度軌跡和滑道中部兩段中一段或另一段軌跡吻合,則曲軸曲柄銷因慣性滑過這兩段中一段或另一段時,會出現(xiàn)活塞在上止點或下止點的停頓,則就可以在停頓時間中完成工質(zhì)混合燃燒到膨脹開始的過程,即無非瞬時燃燒損失。又可以在停頓時間內(nèi)排氣門打開,完成自由排氣過程,即無提前排氣損失。
由于采用了上述方案,不僅無死點現(xiàn)象,熱效率有所提高,曲軸的受力,活塞的運動速度加速度趨向合理,同時因無連桿,部件少,結(jié)構(gòu)更加緊湊。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明
圖1為本發(fā)明實施例的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1Ⅰ-Ⅰ′的剖視圖。
圖3至圖9為滑道體和曲軸運動位置簡圖。
圖1至圖9中,1滑道體;2活塞;3滑道;4滑塊;5曲軸;6曲柄;7曲柄銷;8活塞的運動方向;9氣缸;10噴油嘴或火花塞;11氣門, 為滑道中部兩段外切一凸一凹的圓弧。
圖1圖2中兩氣缸(9)水平對置,在氣缸(9)中,滑道體(1)兩端固連有活塞(2),滑道體(1)上的滑道(3)傾斜于活塞(2)的運動方向(8),在滑道(3)的中心線機座上支承曲軸(5),曲軸(5)的曲柄銷(7)套有圓柱形滑塊(4)支承在滑道(3)中,并可在滑道(3)中滑動,滑道(3)中部為兩段一凸一凹外切的圓弧道 其兩段 的圓弧半徑均等于曲軸(5)的曲柄(6)長度,活塞在上止點下止點曲軸曲柄銷(7)及滑塊(4)轉(zhuǎn)動的弧度部份和 圓弧吻合。
通過滑道體(1)和曲軸(5)運動位置簡3至圖9來進一步說明,圖3為滑道體(1)沿(8)的方向運動推動曲軸(5)轉(zhuǎn)動或曲軸(5)通過儲藏在飛輪上的慣性推動滑道體(1)沿(8)的方向運動,到達圖4位置,(作功沖程為活塞滑道體推動曲軸轉(zhuǎn)動,其它沖程為曲軸和飛輪慣性推動滑道體及活塞運動),圖4至圖5為滑道體(1)到達一端及一氣缸活塞處于上止點,另一對置氣缸活塞處于下止點,因滑道(3) 園弧和曲軸(5)的曲柄梢滑塊(4)在這段轉(zhuǎn)動的弧度軌跡吻合,所以曲軸(5)的曲柄梢(7)及滑塊(4)因慣性滑過 這段弧度的時間就是活塞在上止點下止點停頓時間,繼續(xù)運動至圖(6),圖6為滑道體(1)沿著(8)方向推動曲軸(5)轉(zhuǎn)動或曲軸(5)通過飛輪慣性推動滑道體(1)運動至圖7,圖7至圖8為滑道體(1)運動到另一端,氣缸活塞處于上止點,對置氣缸活塞處于下止點,因滑道(3) 圓弧和曲軸(5)的曲柄銷(7)及滑塊(4)在這段轉(zhuǎn)動的弧度軌跡吻合,所以曲柄銷(7)滑塊(4)因慣性滑過這段 圓弧的時間,是活塞在另一上止點和下止點停頓時間。繼續(xù)運動至圖9位置,圖9是滑道體(1)繼續(xù)沿(8)方向推動曲軸(5)轉(zhuǎn)動或曲軸(5)因飛輪慣性推動滑道體(1)運動,到達圖(3)位置,這樣往復(fù)循環(huán),達到目的。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為圓周運動的裝置,包括氣缸(9)和在氣缸(9)中往復(fù)運動的活塞(2),以及支承在氣缸(9)和活塞(2)中心面機座上的曲軸(5),其特征是活塞(2)上固連有滑道體(1),滑道體(1)上有傾斜于活塞運動方向的滑道(3),曲軸(5)的曲柄銷(7)支承于滑道(3)中,并可在滑道(3)中滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的裝置其特征是曲軸(5)的曲柄銷(7)上套有滑塊(4),滑塊(4)支承于滑道(3)中并可在滑道(3)中滑動,滑塊(4)外表面為園柱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的裝置,其特征是滑道體(1)上滑道(3)中部為兩段一凸一凹外切的圓弧道,切點在滑道(3)的中點,兩段圓弧半徑均等于曲軸(5)的曲柄(6)長度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為圓周運動的機械裝置,尤其適用有內(nèi)燃機活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為曲軸的圓周運動上。本發(fā)明包括氣缸和在氣缸中往復(fù)運動的活塞以及支承在氣缸活塞中心面上的曲軸,活塞上固連有滑道體,滑道體上有傾斜于活塞運動方向的滑道。曲軸的曲柄銷上套有一圓柱形滑動,支承在滑道中,并可在滑道中滑動,滑道中部為兩段一凸一凹的外切圓弧道,切點為滑道中點,兩段圓弧半徑均等于曲軸的曲柄長。本發(fā)明不僅使內(nèi)燃機無死點現(xiàn)象,效率高,而且部件少,結(jié)構(gòu)緊湊。
文檔編號F16H21/18GK1283757SQ0012243
公開日2001年2月14日 申請日期2000年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月9日
發(fā)明者吳方平 申請人:吳方平