專利名稱：一種能增壓降溫的空心軸旋轉(zhuǎn)式進(排)氣內(nèi)燃發(fā)動機的制作方法
技術(shù)預(yù)域本發(fā)明一種能增壓降溫的空心軸旋轉(zhuǎn)式的進(排)氣內(nèi)燃發(fā)動機，特別是一種通過空心軸上開窗口并通過被動旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)發(fā)動機的進(排)氣的開關(guān)功能的配氣機構(gòu)系統(tǒng)。
本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式氣缸水平同心軸排列型發(fā)動機，特別是一種外緣內(nèi)嚙合齒輪能水平旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機。
本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式的直列型發(fā)動機，其核心特別是利用空心軸的旋轉(zhuǎn)控制發(fā)動機各氣缸的進(排)氣開關(guān)的配氣機構(gòu)系統(tǒng)。
本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式V型發(fā)動機特別一種通過空心軸上開窗口并通過被動旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)發(fā)動機的進(排)氣的開關(guān)功能的配氣機構(gòu)系統(tǒng)。
本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式對置型發(fā)動機，特別是一種通過空心軸上開窗口并通過被動旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)發(fā)動機的進(排)氣的開關(guān)功能的配氣機構(gòu)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在目前的內(nèi)燃發(fā)動機中，發(fā)動機的排氣、進氣都是使用了氣門體和挺桿等結(jié)構(gòu)的配氣系統(tǒng)，來控制氣缸的進氣和排氣的需求，由于內(nèi)燃機的氣缸在進氣和排氣時，氣門體的圓形平頭自身在通道中就阻礙了氣缸的進氣和排氣。使得氣缸在工作時的排氣不暢、進氣不足。這種發(fā)動機的功率目前已很難再有所提高。
目前生產(chǎn)的發(fā)動機的氣缸沒有水平同心軸排列式的，因此目前的發(fā)動機沒有能水平旋轉(zhuǎn)的齒輪體使車輛能利用水平同心的離心力來保持車輛的行駛平穩(wěn)性。
目前氣門式配氣機構(gòu)系統(tǒng)的發(fā)動機的氣門平頭自身阻礙了發(fā)動機的排氣和進氣，使氣缸在工作時排氣不暢，進氣不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種能增壓降溫的空心軸旋轉(zhuǎn)式進(排)氣內(nèi)燃機。其核心技術(shù)就是利用空心軸的旋轉(zhuǎn)控制內(nèi)燃機氣缸的進(排)氣來實現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動機的進(排)氣的通道無阻礙進(排)氣的工作方法，并提高其功率。該系統(tǒng)是由固定外套、空心軸、平面軸承、調(diào)位彈簧和滾柱型調(diào)位軸承以及從動齒輪分別各自組成一套空心進氣軸的進氣系統(tǒng)和一套空心排氣軸的排氣系統(tǒng)，這兩套系統(tǒng)組成一個完整的配氣機構(gòu)系統(tǒng)并各自獨立地為一個氣缸提供進氣和排氣的開關(guān)工作。所述固定外套的外部呈圓柱型，中芯為圓錐形空心內(nèi)腔體。該壁體的1/4的軸壁體處上、下各開有兩個長方形的窗口用于進(排)氣的通道口，1/4的軸體也就是窗口的開口寬度是以固定外套的中軸線為中心圓點的兩邊夾角F＝90°的開口，而長度要同氣缸的進(排)氣口的長度相適宜。該固定外套要與氣缸體靜配合在一起，不得移動和旋轉(zhuǎn)。所述空心進氣(排)氣軸的上半部為空心的圓錐形體，并且要與固定外套的錐形空心內(nèi)腔相吻合。而空心進(排)氣軸下半部為實心圓柱體，并且與平面軸承、調(diào)位彈簧、滾柱型調(diào)位軸承以及從動齒輪(或是蝸輪)相組合成一套。為了克服空心進(排)氣軸長期高速地在固定外套的空心內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn)時因磨擦而產(chǎn)生的間隙增大。因此進(排)氣軸的下半部設(shè)置的平面軸承、調(diào)位彈簧和與之相螺合的滾柱型調(diào)位軸承的機構(gòu)，可在空心進(排)氣軸與固定外套的間隙增大時，因調(diào)位彈簧的反作用力，可以使空心進(排)氣軸與固定外套的錐形內(nèi)腔吻合接觸面始終不會因為相互的磨擦損耗而增大間隙，根據(jù)發(fā)動機的進氣、排氣的開始開啟和最后關(guān)閉的時刻不同，所以空心進氣軸上的兩個開口窗的寬度與空心排氣軸的上的兩個開口窗的寬度是不同的。因氣缸的進氣提前角為(α)，進氣延遲角為(β)，所以空心進氣軸的進氣窗口的開口寬度是以進氣軸的軸心線為圓心點的夾角為(α+β)的開口寬度。因氣缸的排氣提前角為(γ)，排氣延遲角為(δ)，所以空心排氣軸的排氣窗口的開口寬度是以排氣軸的軸心線為圓心點的夾角為(γ+δ)的開口寬度，空心進(排)氣軸上、下各有一對窗口的長度是與氣缸體的左、右各一對的進(排)氣口的長度相適宜。所述滾柱型軸承是指該型號軸承的外圓和內(nèi)圓在工作時依然可以沿著其軸心線上下移動的特種軸承。氣缸的進(排)氣開口特征是氣缸的圓形頂端一側(cè)上開兩個上、下對稱的扇形進氣口，另一側(cè)上開兩個上、下對稱的扇形排氣口。所述增壓降溫是由高壓水泵和通向空心排氣軸內(nèi)腔的通道管組成，其工作原理是氣缸通過空心排氣軸每排氣一次時，高壓水泵就向空心排氣軸的空腔內(nèi)噴射霧狀水一次用于降溫，因為吸收了高溫的霧水被迅速氣化，這樣高密度的混合廢氣通過蝸輪增壓泵后，使得蝸輪增壓泵的功效提高，這樣氣缸就會得到更充足的空氣，最終發(fā)動機的功率也提高了，空心排氣軸的使用壽命也延長了。
一種能增壓降溫的空心軸旋轉(zhuǎn)式進(排)氣內(nèi)燃發(fā)動機，按照氣缸的不同排列可分為一種空心軸旋轉(zhuǎn)式水平同心軸排列型發(fā)動機一種空心軸旋轉(zhuǎn)式的直列型發(fā)動機；一種空心軸旋轉(zhuǎn)式的V型發(fā)動機；一種空心軸旋轉(zhuǎn)式的對置型發(fā)動機。
以四沖程、四氣缸發(fā)動機為例，發(fā)動機的四個氣缸要以中心軸為圓心點水平排列，每個氣缸的頂部各設(shè)置一套空心進氣軸機構(gòu)系統(tǒng)和一套空心排氣軸機構(gòu)系統(tǒng)，每個氣缸的活塞驅(qū)動一個獨立的齒輪形曲軸(7)旋轉(zhuǎn)，齒輪形曲軸(7)將動力傳給外緣內(nèi)嚙合齒輪(3)，外緣內(nèi)嚙合齒輪(3)在集中了全部齒輪形曲軸(3)的旋轉(zhuǎn)動力后，通過與之相連一體的中心軸(1)統(tǒng)一對外旋轉(zhuǎn)地輸出動力。又因內(nèi)部內(nèi)嚙合齒輪(4)與外緣內(nèi)嚙合齒輪(3)裝配在一個飛輪盤(29)上，所以內(nèi)部內(nèi)嚙合齒輪就得到一個角速度相等的轉(zhuǎn)速。因為四沖程發(fā)動機循環(huán)作功一次齒輪形曲軸(7)旋轉(zhuǎn)2周，而空心進(排)氣軸只需要旋轉(zhuǎn)一周，以控制進氣和排氣各一次。因此從動齒輪(16)(23)也只需得到旋轉(zhuǎn)一周的動力。這樣外緣內(nèi)嚙合齒輪(3)的分度圓直徑φ外與齒輪形曲軸(7)的分度圓直徑φ曲的2倍之比就等于內(nèi)部內(nèi)嚙合齒輪的分度圓直徑φ內(nèi)與空心進(排)氣軸的從動齒輪(16)或是(23)的分度圓相徑φ從之比，其公式是φ外∶2φ曲＝φ內(nèi)∶φ從。本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式氣缸水平同心軸排列型發(fā)動機的部分參數(shù)如下①外緣內(nèi)嚙合齒輪的分度圓直徑φ外＝1100mm。②齒輪形曲軸(7)的分度圓直徑φ曲＝192.5mm。③內(nèi)部內(nèi)嚙合齒輪(4)的分度圓直徑φ內(nèi)＝360mm。④空心進(排)氣軸(11)(18)的從動齒輪(16)(23)的分度圓直徑φ從＝126mm。⑤氣缸直徑為100mm。
發(fā)動機的每一個氣缸直列排置，每一個氣缸頂端設(shè)置一套空心進氣軸機構(gòu)系統(tǒng)和一套空心排氣軸系統(tǒng)，固定外套(14)(21)要與發(fā)動機缸體(2)緊緊的靜配合不得同軸線移動和轉(zhuǎn)動，固定外套(14)(21)的窗口(15)(22)要與氣缸進(排)氣口(10)(17)進通?？招倪M(排)氣軸(11)(18)要套進固定外套(14)(21)的錐形空心內(nèi)腔中并同平面軸承(25)，調(diào)位軸承(24)裝配后在同滾柱型調(diào)位軸承(26)的內(nèi)圓相螺合，然后在穿過安裝了滾柱型調(diào)位軸承(26)外圓的鋼體支架(30)，而后再與進(排)氣蝸輪(33)(34)相結(jié)合。曲軸正時凸輪(38)從曲軸(39)得到旋轉(zhuǎn)動力后通過一個過渡凸輪(37)將旋轉(zhuǎn)動力下傳給蝸桿凸輪(36)，蝸桿(35)在蝸桿凸輪(36)的動力通過蝸輪(33)(34)使得空心進(排)氣軸(11)(18)得以旋轉(zhuǎn)。
以六氣缸發(fā)動機為例，每三個氣缸為一組進行直列形排置。然后兩組氣缸呈V字型排列，兩組氣缸的交匯點在曲軸處，曲軸上正時凸輪通過兩個過渡凸輪將動力分別轉(zhuǎn)給兩組氣缸的空心軸的從動蝸輪上用于控制空心進(排)氣軸進行進(排)氣的開關(guān)。
以六氣缸的發(fā)動機為例，每三個氣缸為一組進行水平對置形排列。兩組氣缸交匯點在曲軸中線上。曲軸上正時凸輪通過兩個過渡凸輪將動力分別轉(zhuǎn)給兩組氣缸頂端上的空心軸的從動蝸輪上用于控制空心軸進行進(排)氣的開關(guān)。
說明書附圖

圖1本發(fā)明空心軸旋轉(zhuǎn)式的進(排)氣機構(gòu)系統(tǒng)空心進(排)氣軸、固定外套與氣缸、活塞的橫剖面圖。
圖2本發(fā)明空心軸旋轉(zhuǎn)式的進(排)氣機構(gòu)系統(tǒng)空心進(排)氣軸同固定外套、平面軸承、調(diào)位彈簧、滾柱型調(diào)位軸承及從動齒輪的縱剖面圖。
圖3本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式氣缸水平同心軸排列型發(fā)動機的水平剖面圖。
圖4本發(fā)明外緣內(nèi)嚙合齒輪(3)與齒輪形曲軸(7)的水平剖面圖，以及內(nèi)部內(nèi)嚙輪(4)與空心進(排)氣軸的從動齒輪(16)(23)的水平剖面圖。
圖5本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式氣缸水平同心軸排列型發(fā)動機的縱剖面圖。
圖6本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式直列型發(fā)動機橫剖面圖。
圖7本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式直列型發(fā)動機的縱剖面圖。
圖8本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式直列型發(fā)動機的空心進(排)氣軸與蝸輪、蝸桿的平剖面圖。
圖9本發(fā)明一種空心軸旋轉(zhuǎn)式直列型發(fā)動機氣缸平剖圖與蝸桿的平面圖。
具體的實施方式發(fā)動機的每一個氣缸頂端設(shè)置一組空心進氣軸進氣系統(tǒng)，用于控制氣缸的進氣。并平行設(shè)置一組空心排氣軸的排氣系統(tǒng)用于控制氣缸的排氣，固定外套(14)(21)與發(fā)動機缸體靜配合在一起。固定外套(14)的進氣窗口(15)要與氣缸進氣口(10)裝配通暢。固定外套(21)的排氣窗口(22)要與氣缸排氣口(17)裝配通暢，空心進氣軸(11)套入固定外套(14)的錐形空心內(nèi)腔之后，裝配上平面軸承(25)，再裝配上調(diào)位彈簧(24)，然而再螺合進滾柱型調(diào)位軸承(26)的內(nèi)圓，空心排氣軸(18)套入固定外套(21)的錐型空心內(nèi)腔之后，裝配上平面軸承(25)，再裝配上調(diào)位彈簧(24)，然后再螺合進滾柱型調(diào)位軸承(26)的內(nèi)圓。將滾柱型調(diào)位軸承(26)的外圓裝配進入鋼體支架(30)的軸承裝配口后，再將整體的鋼體支架(30)套過空心進(排)氣軸(11)(18)的圓柱一端與發(fā)動機缸體(2)用螺桿緊固成一體，空心進(排)氣軸(11)(18)的空心圓柱體伸出的部分各自裝配上空心進(排)氣軸的從動齒輪(16)(23)，空心排氣軸(18)的內(nèi)腔要裝配上增壓降溫器的噴水管道(32)，致此，整個核心技術(shù)；空心軸旋轉(zhuǎn)式的進(排)氣機構(gòu)系統(tǒng)裝配完畢。
各部件名稱表1、中心軸；2、發(fā)動機缸體；3、外緣內(nèi)嚙合齒輪；4、內(nèi)部內(nèi)嚙合齒輪；5、活塞；6、連桿；7、齒輪形曲軸；8、氣缸鋼套；9、冷卻循環(huán)水；10、氣缸進氣口；11、空心進氣軸；12、進氣軸窗口；13、進氣軸的進氣口；14、空心進氣軸的固定外套；15、固定外套的進氣窗口；16、空心進氣軸的從動齒輪；17、氣缸排氣口；18、空心排氣軸；19、排氣軸窗口；20、排氣軸的排氣口；21、空心排氣軸固定外套；22、固定外套的排氣窗口；23、空心排氣軸的從動齒輪；24、調(diào)位彈簧；25、平面軸承；26、滾柱型調(diào)位軸承；27、燃油車的噴油進油口或是火花塞的通用安裝口；28、氣缸體內(nèi)的噴油窗口或是火花塞點火窗口；29、飛輪盤；30、鋼體支架；31、全密封外套；32、降溫增壓器噴水管道；33、進氣軸的蝸輪；34、排氣軸的蝸輪；35、蝸桿；36、蝸桿上的凸輪；37、過渡凸輪；38、曲軸正時凸輪；39、曲軸。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明一種能增壓降溫的空心軸旋轉(zhuǎn)式的進(排)氣內(nèi)燃發(fā)動機的核心技術(shù)空心軸旋轉(zhuǎn)式的進(排)氣機構(gòu)系統(tǒng)。該系統(tǒng)特征是由固定外套，可旋轉(zhuǎn)的空心進(排)氣軸、平面軸承、調(diào)位彈簧、滾柱型調(diào)位軸承和從動齒輪構(gòu)成。①所述固定外套的特征是中芯呈錐形空心內(nèi)腔的圓柱體，而且壁體上開有上下各一個通道窗口，窗口的開口寬度是以中軸線為圓心點兩邊夾角F＝90°的開口。②所述空心進氣軸的特征是上半部為空心圓錐體結(jié)構(gòu)，而且壁體上開有上、下兩個進口窗口，窗口的開口寬度是以中軸線為圓心點并以進氣提前角(α)與進氣延遲(β)相加的夾角為(α+β)的開口寬度。所述空心進氣軸的下半部為實芯圓柱體，圓柱體下端開有與滾柱型調(diào)位軸承的內(nèi)圓相螺合的螺紋。③所述空心排氣軸的特征是結(jié)構(gòu)與空心進氣軸的結(jié)構(gòu)相同，只是空心排氣軸的窗口的開口度是以中軸線為圓心點并以排氣提前角(γ)與排氣延遲角(δ)相加的夾角為(γ+δ)的開口寬度。④所述增壓降溫的特征是由高壓水泵和通向空心排氣軸內(nèi)腔的管道構(gòu)成。本發(fā)明一種能增壓降溫的空心軸旋轉(zhuǎn)式進(排)氣內(nèi)燃發(fā)動機的特征表現(xiàn)有以下幾種a、一種空心軸旋轉(zhuǎn)式氣缸水平同心軸排列型發(fā)動機；b、一種空心軸旋轉(zhuǎn)式直列型發(fā)動機；c、一種空心軸旋轉(zhuǎn)式V型發(fā)動機；d、一種空心軸旋轉(zhuǎn)式對置型發(fā)動機。
2.根據(jù)權(quán)利要求①所述的一種空心軸旋式氣缸水平同心軸排型發(fā)動機，其特征為發(fā)動機的每個氣缸要以中心軸為圓心水平排列。每個氣缸各自驅(qū)動一個獨立的齒輪形曲軸并通過一個外緣內(nèi)齒合齒輪集中動力后由中心軸統(tǒng)一對外輸出動力。對于四氣缸的發(fā)動機其空心進(排)氣軸上的從動齒輪采用同內(nèi)部內(nèi)部內(nèi)嚙合齒輪相嚙合的方法得到旋轉(zhuǎn)的動力。對于六氣缸的發(fā)動機其空心進(排)氣軸上的從動齒輪采用內(nèi)部外凸輪嚙合方法的得到旋轉(zhuǎn)的動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心軸旋轉(zhuǎn)式直列型發(fā)動機，其特征為每一個氣缸頂端設(shè)置一組空心進(排)氣軸系統(tǒng)，空心進(排)氣軸的旋轉(zhuǎn)動力來源采用蝸輪蝸桿的傳動方法使之得到旋轉(zhuǎn)動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心軸旋轉(zhuǎn)式V型發(fā)動機其特征為每一個氣缸頂端設(shè)置一組空心進(排)氣軸系統(tǒng)。左右兩端的空心進(排)氣軸系統(tǒng)采用兩套蝸輪蝸桿的傳動方法使之得到旋轉(zhuǎn)動力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心軸旋轉(zhuǎn)式對置型發(fā)動機，其特征為每一個氣缸頂端設(shè)置一組空心進(排)氣軸系統(tǒng)。左右兩端的空心進(排)氣軸系統(tǒng)采用兩套蝸輪蝸桿的傳動方法使之得到旋轉(zhuǎn)動力。
全文摘要
本發(fā)明一種能增壓降溫的空心軸旋轉(zhuǎn)式進(排)氣內(nèi)燃發(fā)動機，該主要技術(shù)特征是空心軸旋轉(zhuǎn)式的配氣機構(gòu)。它的配氣系統(tǒng)是由兩個固定外套分別套在空心進(排)氣軸的外部組成，它的配氣傳動系統(tǒng)是由平面軸承、調(diào)位彈簧、滾柱型調(diào)位軸承及從動齒輪組成。它的工作原理是利用空心進(排)氣軸的旋轉(zhuǎn)達到開啟及關(guān)閉固定外套上進(排)氣通道窗口的目的。該空心軸旋轉(zhuǎn)式的配氣機構(gòu)可適用在任何一種氣缸不同排列的發(fā)動機上。
文檔編號F01L7/00GK1472424SQ0212465
公開日2004年2月4日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者郭成斌 申請人:郭成斌