凸 内齿轮（10)的波数为:21〇 = 11，外凸内齿轮（10)的转速为111〇 = 60化/111111，活齿架（12)与机 架固定连接，故活齿架（12)的角速度CO 12 = 0,则多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动的传 动比为：
[00測所W得:ni4 = ni3 = 220化/min,可见多相外凸轮（13)、输出轴（14)的转向与外凸内 齿轮(10)的相同，输出轴（14)的转速相对于外凸内齿轮(10)的转速有很大程度的提高，内 燃机不需要额外添加变速器就可实现高速输出动力。运种特性可广泛应用于需高转速的领 域，诸如直升机发动机、小型发电机等，输出转速一定时，可减少有害气体的排放，达到节能 减排的目的。
[0039]本实施例的内燃机还设置有起动系统、配气系统、润滑系统、供油系统和冷却系统 等。
【主权项】
1.任意齿差数滚针滚子块传动内燃机，由气缸盖（1)、排气门（2)、进气门（3)、气缸(4)、 缸体(5)、推杆(6)、活塞(7)、弹簧(8)、滚子(9)、外凸内齿轮（10)、滚针滚子块活齿（11)、活 齿架（12)、多相外凸轮（13)、输出轴（14)、滚针（15)及起动系统、冷却系统、供油系统、润滑 系统、配气系统组成，其特征在于:八个气缸(4)环形对称均匀布置在外凸内齿轮（10)的周 围，外凸内齿轮激波滚针滚子块传动机构将活塞(7)的往复直线运动转变为输出轴（14)的 旋转运动一一气缸活塞（7)通过推杆(6)直接作用于外凸内齿轮（10)上，推动外凸内齿轮 (10)旋转，动力由外凸内齿轮(10)经多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动传给与多相外凸 轮(13)键连接的输出轴（14)输出，外凸内齿轮(10)将内燃机和多相外凸轮激波滚针滚子块 活齿传动有机地融为一体，使内燃机无需再配备变速器即可高速输出；上述外凸内齿轮激 波滚针滚子块传动机构由凸轮机构和多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构有机的组 合而成;其中，凸轮机构由缸体(5)、弹簧(8)、推杆(6)、外凸内齿轮(10)、滚子(9)组成，推杆 (6)的一端与活塞(7)固定联接，另一端安装滚子(9)，滚子(9)使推杆(6)与外凸内齿轮(10) 之间为滚动摩擦联接，弹簧(8)的一端固定在活塞(7)的下面，另一端固定在气缸下部的凸 台上，弹簧(8)使推杆上的滚子(9)始终与外凸内齿轮(10)接触，每个气缸都配有活塞、带滚 子的推杆及弹簧;多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构由外凸内齿轮（10)、滚针滚子 块活齿（11)、活齿架(12)、多相外凸轮(13)和与其键联接的输出轴（14)组成;上述滚针滚子 块活齿（11)由支架块（16)、销（17)、滚针（18)、滚针套筒（19)组成，销（17)的两端与支架块 (16)两侧的孔之间均为紧配合，安装在支架块(16)两端的滚针套筒（19)由销（17)支承并通 过滚针（18)与支架块（16)组成滚动联接关系;活齿架（12)为套筒结构，沿该套筒结构的周 向开有Z12个径向导槽，滚针滚子块活齿（11)可在该径向导槽中径向移动，为使滚针滚子块 活齿（11)与活齿架（12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦，在活齿架（12)的径向导槽内 壁上沿径向开有用以装滚针（15)的沟槽，在该沟槽内装有若干根滚针（15)，滚针滚子块活 齿（11)的支架块(16)通过滚针（15)与活齿架（12)的径向导槽组成滚动联接关系，从而实现 了滚针滚子块活齿（11)与活齿架（12)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦;外凸内齿轮 (10)的内部是内齿轮，滚针滚子块活齿（11)两端的滚针套筒（19)分别与外凸内齿轮（10)的 内齿轮齿廓和多相外凸轮（13)的外凸轮轮廓相啮合各组成一个纯滚动高副；外凸内齿轮 (10)的内齿轮齿廓曲线是滚针滚子块活齿（11) 一方面随活齿架（12)转动，另一方面又在活 齿架（12)的径向导槽中移动的过程中，其外端滚针套筒（19)所处一系列位置的包络线，故 外凸内齿轮(10)不仅是凸轮机构中的凸轮，还是多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构 中的内齿轮，整个多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动机构内置于外凸内齿轮（10)的内 部；多相外凸轮（13)是具有三个互成120°夹角且轴心对称的凸出部分的三相凸轮，其自身 质量完全平衡，其轮廓曲线为余弦曲线；外凸内齿轮（10)的外表面凸轮轮廓曲线可以根据 实际设计需要选定，以获得最佳的动力学性能，提高内燃机的能量转换效率;输出轴（14)、 外凸内齿轮（10)、活齿架（12)和多相外凸轮（13)四个零件的轴心线重合并由机架轴承支 承;滚针滚子块活齿数Z 12和外凸内齿轮(10)的波数Z1Q相差为3,活齿架（12)与机架固联，多 相外凸轮(13)与输出轴（14)键联接;上述外凸内齿轮(10)的外部为具有四个互成90度夹角 且轴心对称的凸出部分的四相凸轮，八个气缸(4)环形对称均布在外凸内齿轮（10)的周围， 其中任意两个相隔180°对称布置的气缸活塞(7)工作状态同步，将工作状态同步的两个气 缸活塞作为一组，四组气缸活塞依次进行吸气冲程、压缩冲程、气体燃烧做功冲程和排气冲 程，相邻两组气缸的活塞冲程进程对应于外凸内齿轮（10)转角的相位差为45° ;气缸活塞 (7)通过推杆（6)直接作用于外凸内齿轮（10)上，推动外凸内齿轮（10)旋转，外凸内齿轮 (10)的内部齿形面推动滚针滚子块活齿（11)在活齿架（12)的径向导槽中移动，而活齿架 (12)与机架固定联接，故滚针滚子块活齿（11)在活齿架的约束作用下与多相外凸轮（13)啮 合并驱使多相外凸轮(13)高速转动，多相外凸轮(13)通过键联接将动力传递给输出轴（14) 输出，实现高速输出；多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动中，外凸内齿轮(10)与滚针滚子 块活齿(11)为多齿啮合，可实现较大功率的高效、平稳传动。2. 根据权利要求1所述的任意齿差数滚针滚子块传动内燃机，其特征在于:输出轴的转 速取决于外凸内齿轮的转速和多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动的传动比，而适当选择 多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动的配齿方案，可获得较小的传动比，可以实现高速输 出。3. 根据权利要求1所述的任意齿差数滚针滚子块传动内燃机，其特征在于:在多相外凸 轮激波滚针滚子块活齿传动中，滚针滚子块活齿与外凸内齿轮、活齿架及多相外凸轮之间 均为多齿啮合、均为纯滚动摩擦连接，可实现较大功率的高效、平稳传动。
【专利摘要】任意齿差数滚针滚子块传动内燃机，涉及燃气动力领域。本发明提供一种新型内燃机，八个气缸环形对称均布在外凸内齿轮周围，使外凸内齿轮受合力为零，气缸活塞通过推杆直接作用于外凸内齿轮上，动力由外凸内齿轮经多相外凸轮激波滚针滚子块活齿传动传给与多相外凸轮键联接的输出轴。该内燃机省去了传统内燃机中的连杆和曲轴，其外凸内齿轮激波滚针滚子块传动机构无偏心质量、具有惯性力及工作载荷自平衡的特点，输出轴转速取决于活齿传动的传动比，若活齿架固定，则多相外凸轮高速输出，可广泛用于需高转速的领域，如直升机发动机、小型发电机等，输出转速一定时，可减少有害气体的排放。该内燃机结构简单紧凑、轴向尺寸小，受力自平衡，运转平稳。
【IPC分类】F02B75/22, F02B75/32
【公开号】CN105604696
【申请号】CN201610048118
【发明人】梁尚明, 徐毅, 陈飞宇, 李华, 林光春
【申请人】四川大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月25日