CN2386202Y

CN2386202Y - 分流阀－环摆发动机

Info

Publication number: CN2386202Y
Application number: CN 99239089
Authority: CN
Inventors: 王亚民; 许廷智; 陈卓资; 陈醒宇; 姚天文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2000-07-05
Anticipated expiration: 2009-07-27

Abstract

一种分流阀－环摆发动机,包括传动部分和配气部分,机座上装配有双曲拐曲轴,双拐曲轴中部设有惯性轮,两摆盘轴头向外相对放置,由中梁相连构成环摆体,燃油阀、空气阀、分流阀均为旋转阀。由于发动机活塞平动转换成曲轴转动过程中采用环摆体结构,活塞运动方向与施力方向一致,对缸体无侧向压力,发动机工作平稳。由于发动机配气部分采用旋转阀,各缸体燃烧时序配匹精确,燃烧率高,节油效果好,结构较简单紧凑。

Description

分流阀—环摆发动机

本实用新型涉及柴油内燃机领域，特别涉及一种分流阀—环摆柴油发动机。

在柴油机领域，目前广泛使用的活塞连杆式内燃机是通过活塞运动推动连杆，带动曲轴转动的方式来进行工作。此类发动机活塞运动方向与连杆方向不一致，活塞对缸体产生较大的侧向压力，发动机机械损失的50％～60％源出于此，产生较大的振动和噪声。这一传动结构的缺陷使发动机传动效率低下，缸体活塞过早磨损。同时，活塞连杆式发动机的配气系统由凸轮轴、挺杆、锥形阀门等主要构件组成，结构复杂，构件磨损快，配气功能不理想，工作噪声大。

本实用新型的目的在于：提供一种指示功率高、传动效率高、振动小、噪声低、污染小、制造成本低、结构较简单紧凑的分流阀-环摆发动机。

为了达到以上所述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种分流阀—环摆发动机，包括传动部分和配气部分，活塞气缸端部与配气部分相接，双曲拐曲轴安装于机座上，双曲拐曲轴与启动马达及惯性轮相连，两摆盘轴头向外相对放置，由中梁相连构成环摆体，滑盘对称分布于环摆体中心轴线两侧，其中心轴线与环摆体轴线平行且共面，曲轴的两曲柄部分别设有滑块，滑块在滑盘中可沿其轴线方向往复滑移，曲轴轴线与环摆体轴线于其二者中点处正交，摆杆与摆盘同轴，摆杆的上、下端分别与活塞相连。

所述的配气部分包括燃油泵、压缩空气泵、分流阀总成；分流阀总成包括燃油阀、空气阀、分流阀、燃烧室，每个分流阀总成与一个缸体配置；燃油阀、空气阀、分流阀均为旋转阀。

所述的双拐曲轴中部设有惯性轮，摆杆与摆盘是一体的且同轴，夹板与摆盘同轴；所述的活塞是同轴圆柱型双连活塞，活塞中心矩形滑槽中装有滑块轴，滑块轴一端轴头装入摆杆孔中，另一端装入夹板孔中，中部位于活塞的中心矩形滑槽中，夹板和摆杆与双连活塞的滑块轴间是活动连接，双连活塞滑块轴的轴头可在夹板和摆杆的孔中转动，滑块轴可在矩形滑槽中上、下滑动。

所述的分流阀总成中部设有燃烧室，燃油阀、空气阀、分流阀在旋转中可周期地与燃烧室接通；空气阀和分流阀的阀芯分别链连接于双曲拐曲轴，燃油阀阀芯通过锥齿与空气阀阀芯相连；燃油阀与空气阀均具有“T”形通道，分流阀具有两个互不相连的“L”形通道；其一通道与燃烧室直通及活塞气缸端部周期性相通，另一通道与排气管直通及活塞气缸端部周期性相通。

所述的分流阀阀芯柱面上设有“工”字型水线槽。具有冷却阀芯实现高压水汽滑膜的润滑、密封增功和净化尾气的功能。

本实用新型的工作过程如下：由燃油泵及空气泵打入的燃油及空气在燃烧室内燃烧，产生的高压气体经过分流阀导入作功活塞气缸，推动活塞运动；对应端活塞同时进行排气，活塞中心矩形滑槽中的滑块轴随活塞同向移动，同时沿槽侧面滑动，推动摆杆，使环摆体摆动；滑盘随环摆体同步摆动，同时驱使滑盘中可滑动的滑块，带动曲轴绕其轴线转动。活塞作功和排气行程功能每交替变化一次，曲轴完成一周旋转运动。

本实用新型的优点在于：由于发动机活塞平动转换成曲轴转动过程中采用环摆体结构，活塞运动方向与施力方向一致，对气缸无侧向压力，在力传递过程中损耗较少，对气缸的磨损小，延长气缸使用寿命。对应的缸体间对发动机的非作功分力均得到平衡，从而保证了发动机工作平稳性。由于发动机配气部分采用旋转阀，具有可调性和可控性，配气的时序、相位和量匹配精确，配气效果相当理想。分流阀阀芯柱面上设有“工”字型水线槽，实现了分流阀冷却、润滑和密封效果，部分水汽导入作功腔体，实现增功节油；另一部分水汽随相应气缸排气时净化尾气。同时，整机结构简单紧凑，批量生产成本相对较低。

为了更加清楚的说明本实用新型，下面将结合附图进行详细说明：

图1是目前活塞连杆式发动机活塞处受力图。

图2-1是本实用新型的整体结构示意图(左侧仅示出活塞部)。

图2-2是本实用新型的剖视图(启动马达、启动惯性轮、气泵及油泵未示出)。

图3是本实用新型传动部分的示意图(垂直于曲轴4)。

图4是本实用新型双拐曲轴部示意图。

图5是本实用新型双连活塞部示意图。

图6是本实用新型配气部分的示意图(燃油泵及空气泵未示出)。

图7是本实用新型配气部分的剖视图(燃油泵及空气泵未示出)。

图8-1是本实用新型分流阀阀芯示意图。

图8-2是本实用新型分流阀阀芯“工”字型水线槽示意图。

如图1所示，目前广泛使用的发动机由于活塞运动方向V与连杆L方向不一致，活塞对缸体产生了较大的侧向压力Fx，使能量损失较大，产生了较大的振动和噪声。

如图2-1、图2-2、图3、图4所示，本实用新型所提出的分流阀—环摆发动机，包括传动部分和配气部分，双连活塞10的进气端与配气部分相接。双曲拐曲轴与启动马达及惯性轮相连(图中未示出)，机座上装配有双曲拐曲轴1，两摆盘3轴头向外相对放置，由中梁4相连构成环摆体5。滑盘6对称分布于环摆体中心轴线两侧，其中心轴线与环摆体5轴线平行且共面，曲轴1的两曲柄部装有滑块7，滑块7由雌雄滑块套接而成，滑块在滑盘6中可沿其轴线方向往复滑移。曲轴1轴线与环摆体5轴线于其二者中点处正交。夹板8和摆杆9与摆盘3同轴，摆杆9与摆盘3是一体的，双拐曲轴中部设有惯性轮2。

如图5所示，双连活塞是同轴对称活塞，活塞10的中心矩形滑槽11中装有滑块轴12，滑块轴12一端轴头装入摆盘3端面外的摆杆9孔中，另一端装入夹板8孔中，中部位于活塞10的中心矩形滑槽中，夹板8和摆杆9与双连活塞矩形滑槽中的滑块轴间可以转动，滑块轴12可在矩形滑槽11中滑动。

结合图2-1、图2-2、图3、图4、图5所示，在本实用新型中，每个分流阀总成分别与一个缸体配置，各缸体对称分布。本实用新型的工作过程如下：高压气体推动活塞10运动，并带动活塞中心矩形滑槽11中的滑块轴12运动，滑块轴12带动摆杆9运动，使环摆体3摆动；活塞的平动通过滑块轴转化为作用在摆杆9上的切向力和一个微小的法向力，切向力形成的力矩驱动环摆体的摆动；法向力为平衡力相互抵消，机械能损失甚微。双拐曲轴安装于机架上，环摆体3摆动迫使滑块7在滑盘6中滑动，带动曲轴1转动半周。下半周的转动由对应端排气活塞转为作功行程而实现以上过程周而复始，完成连续转动。

滑块7在滑盘6中滑移越接近中间部时刻其滑移速率越小，在接近行程止点时刻其滑移速率越大，故在行程作功区间，曲轴获得的有效转矩较大。同时，环摆体与它一起摆动的滑盘与滑块构成一个典型的物理摆(尽管它不断受活塞策动力周期性作用)，这一突出的运动特点使整个传动部分机械效率大幅度提高。

如图6、图7所示，配气部分包括燃油泵、压缩空气泵、分流阀总成13；每个分流阀总成分别与一个缸体配置；分流阀总成13包括燃油阀14、空气阀15、分流阀16、燃烧室19。燃油阀、空气阀、分流阀均为旋转阀。空气阀15、分流阀16上分别装有链轮17由双曲拐曲轴1获得定比传动，燃油阀14通过一对锥齿18与空气阀15相连。各阀芯和阀体配合精密，径向、轴向密封，润滑良好。分流阀总成中部设有燃烧室19，燃油阀、空气阀、分流阀在各自相应驱动下旋转，按设定的时序和相位与燃烧室接通或关闭。燃油阀14与空气阀15均具有“T”形通道，分流阀16通道是两个互不相连的“L”形通道。其一通道20与燃烧室17直通，与双连活塞10所在气缸端部断续相通；另一通道21与排气管直通，与双连活塞10所在气缸端部断续相通。

如图8-1、图8-2所示，分流阀16阀芯柱面上设有“工”字型水线槽22，分流阀处于高温下旋转工作，通入槽中之水迅速形成高压水汽润滑、冷却密封膜。分流阀所形成的水汽滑膜部分导入作功腔体，迅速汽化膨胀作功；另一部分水汽随对应气缸排出，使尾气得到净化。

在本实用新型中，活塞仅有全行程排气和全行程作功的交替变化，不存在传统二行程发动机难以摆脱功能低下的换气过程，大量能量被损耗的严重弊端。和现行的活塞式发动机的配气系统(由凸轮轴、挺杆、锥形阀门等主要构件组成)相比，结构简单，制造工艺方便，工作噪声得到明显降低。

在本实用新型中，活塞运动方向与施力方向一致，对缸体无侧向压力，各非作功力的分力相互平衡，故发动机工作平稳，振动和噪声较小。

在本实用新型中，所述的双连活塞可以是如前所述的同轴对称型，也可以采用环型的，环型的活塞只要装在摆盘端部即可其传动效果更佳。

Claims

1、一种分流阀—环摆发动机，包括传动部分和配气部分，活塞气缸端部与配气部分相接，双曲拐曲轴安装于机座上，双曲拐曲轴与启动马达及惯性轮相连，其特征在于：两摆盘轴头向外相对放置，由中梁相连构成环摆体，滑盘对称分布于环摆体中心轴线两侧，其中心轴线与环摆体轴线平行且共面，曲轴的两曲柄部分别设有滑块，滑块在滑盘中可沿其轴线方向往复滑移，曲轴轴线与环摆体轴线于其二者中点处正交，摆杆与摆盘同轴，摆杆的上、下端分别与活塞相连。

2、根据权利要求1所述的分流阀—环摆发动机，其特征在于：所述的配气部分包括燃油泵、压缩空气泵、分流阀总成；分流阀总成包括燃油阀、空气阀、分流阀、燃烧室，每个分流阀总成与一个缸体配置；燃油阀、空气阀、分流阀均为旋转阀。

3、根据权利要求1或2所述的分流阀—环摆发动机，其特征在于：所述的双拐曲轴中部设有惯性轮，摆杆与摆盘是一体的且同轴，夹板与摆盘同轴；所述的活塞是同轴圆柱型双连活塞，活塞中心矩形滑槽中装有滑块轴，滑块轴一端轴头装入摆杆孔中，另一端装入夹板孔中，中部位于活塞的中心矩形滑槽中，夹板和摆杆与双连活塞的滑块轴间是活动连接，滑块轴可在矩形滑槽中上、下滑动。

4、根据权利要求2所述的分流阀—环摆发动机，其特征在于：所述的分流阀总成中部设有燃烧室，燃油阀、空气阀、分流阀在旋转中可周期地与燃烧室接通；空气阀和分流阀的阀芯分别链连接于双曲拐曲轴，燃油阀阀芯通过锥齿与空气阀阀芯相连；燃油阀与空气阀均具有“T”形通道，分流阀具有两个互不相连的“L”形通道；其一通道与燃烧室直通及活塞气缸端部周期性相通，另一通道与排气管直通及活塞气缸端部周期性相通。

5、根据权利要求2或4所述的分流阀—环摆发动机，其特征在于：所述的分流阀阀芯柱面上设有“工”字型水线槽。