水平对置圆柱凸轮发动机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及内燃机装置，尤其是内燃机的动力传动系统，具体是指一种水平对置圆柱凸轮发动机。一种水平对置圆柱凸轮发动机，包括圆柱凸轮，圆柱凸轮左右两个端面的轮廓线为横向上的曲线，圆柱凸轮中心固定有动力轴；圆柱凸轮左右两个端面上分别设有4个带有推杆的活塞，所述活塞推杆的底端设有滚子，滚子沿圆柱凸轮端面的轮廓线运动，活塞推杆的直线往返运动转化为圆柱凸轮的旋转运动。轮廓线设计为余弦曲线，这将实现滚子加速度曲线的连续变化，即滚子在上下止点时不会发生突变冲击。根据凸轮本身的特性，滚子的直动将被转化为凸轮的旋转运动，从而实现活塞的往复直线运动变为旋转运动的动力转化。所以有良好的动力输出平稳性。
【专利说明】
水平对置圆柱凸轮发动机
技术领域
[0001]本发明涉及内燃机装置，尤其是内燃机的动力传动系统，具体是指一种水平对置圆柱凸轮发动机。【背景技术】
[0002]内燃机将燃料和空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过推杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。
[0003]目前，内燃机依然存在着许多不足，首先是发动机的活塞在上下止点的时候存在速度方向突变的现象，这样的突变对机构使用寿命有影响;其次，发动机的汽缸壁对活塞以及推杆存在着交变侧压力，严重影响推杆和活塞的使用寿命;最后，现有的发动机结构繁琐体积较大，改装为混动系统难度大。
【发明内容】
[0004]为了克服现有内燃机活塞连杆机构在上下止点的速度突变、运行过程中的交变侧压力、以及内燃机结构繁琐体积较大的不足，本发明采用了一种全新的内燃机动力传动系统。该系统将活塞的直线往返运动通过凸轮转化为旋转运动，利用凸轮的特性克服了速度突变的问题，利用推杆与凸轮的相对位置设计克服了交变侧压力的问题。
[0005]—种水平对置圆柱凸轮发动机，包括水平放置的圆柱凸轮，圆柱凸轮左右两个端面的轮廓线为横向上起伏的曲线，圆柱凸轮中心固定有动力轴；圆柱凸轮左右两个端面上分别设有4个带有推杆的活塞，所述活塞推杆的底端设有滚子，滚子沿圆柱凸轮端面的轮廓线运动，活塞推杆的直线往返运动转化为圆柱凸轮的旋转运动。
[0006]优选的，圆柱凸轮一侧的4个活塞对称的设在圆柱凸轮中心的四周，滚子在圆柱凸轮端面的轮廓线上各相差四分之一个相位。
[0007]优选的，圆柱凸轮两侧的活塞相互对称。
[0008]优选的，所述上端面轮廓线为余弦曲线。
[0009]优选的，所述圆柱凸轮两个端面的轮廓线对应相同。
[0010]优选的，所述圆柱凸轮的两个端面为横向上起伏的曲面。[〇〇11]优选的，所述圆柱凸轮的两个端面轮廓线为余弦曲线。[〇〇12]优选的，所述圆柱凸轮的两个端面为相同的曲面。
[0013]优选的，所述圆柱凸轮的两个端面轮廓线上设有凹槽，滚子嵌在凹槽内(滚子通过凹槽对圆柱凸轮有拉力和压力)。
[0014]所述圆柱凸轮的两个端面的中心都固定有动力轴。
[0015]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本水平对置圆柱凸轮发动机的总成包括8个活塞推杆及其底端的滚子、圆柱凸轮(凸轮转子)、圆柱凸轮的动力轴(动力输出轴)。凸轮横向放置，四个活塞推杆对称放在圆柱凸轮左端，四个活塞推杆对称放在凸轮右端。凸轮水平放置，活塞曲柄连杆机构放在凸轮左右两侧，左侧活塞推杆组的工作状态比右侧的活塞推杆组的工作状态晚两个冲程，以此实现水平对置的动力输出。
[0016]与传统内燃机一样，汽缸内燃烧燃料推动活塞和推杆作左右直线运动，推杆底端的滚子随着推杆一起上下运动。凸轮转子左右端面为曲线型轮廓线，四个滚子作用在轮廓线上。每个滚子均与相邻滚子在轮廓线上相差四分之一个周期。轮廓线可设计为余弦曲线， 这将实现滚子加速度曲线的连续变化，即滚子在上下止点时不会发生突变冲击。根据凸轮本身的特性，滚子的直动将被转化为凸轮的旋转运动，从而实现活塞的往复直线运动变为旋转运动的动力转化。
[0017]本发明的有益效果是，圆柱凸轮端面轮廓线将实现滚子加速度曲线的连续变化， 即滚子在上下止点时不会发生突变冲击。凸轮转子可作为传统内燃机的飞轮，所以本发明省去了飞轮的结构，减小了发动机体积，凸轮既作飞轮用，又可通过动力轴传递东西。活塞推杆始终保持在凸轮的一侧，所以活塞所承受的载荷不是交变侧压力而只是拉压力，这样活塞以及推杆的寿命就将延长很多。因为四个活塞推杆对称设置，且四个滚子各相差四分之一个周期设置，所以有良好的动力输出平稳性。因为采用水平对置的设计，所以发动机整体动态受力平衡。【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0019]图1是本发明的结构示意图。
[0020]图中1.活塞，2.推杆，3.滚子，4.圆柱凸轮，5.动力轴【具体实施方式】
[0021]—种水平对置圆柱凸轮4发动机，包括水平放置的圆柱凸轮4,圆柱凸轮4左右两个端面的轮廓线为横向上起伏的曲线，圆柱凸轮4中心固定有动力轴5;圆柱凸轮4左右两个端面上分别设有4个带有推杆2的活塞1，所述活塞1推杆2的底端设有滚子3,滚子3沿圆柱凸轮 4端面的轮廓线运动，活塞1推杆2的直线往返运动转化为圆柱凸轮4的旋转运动。圆柱凸轮4 一侧的4个活塞1对称的设在圆柱凸轮4中心的四周，滚子3在圆柱凸轮4端面的轮廓线上各相差四分之一个相位。圆柱凸轮4两侧的活塞1相互对称。所述上端面轮廓线为余弦曲线。所述圆柱凸轮4两个端面的轮廓线对应相同。
[0022]优选的，所述圆柱凸轮4的两个端面为上下起伏的曲面。所述圆柱凸轮4的两个端面轮廓线为余弦曲线。所述圆柱凸轮4的两个端面为相同的曲面。[〇〇23]优选的，所述圆柱凸轮4的两个端面轮廓线上设有凹槽，滚子3嵌在凹槽内(滚子3 通过凹槽对圆柱凸轮4有拉力和压力)。[〇〇24]所述圆柱凸轮4的两个端面的中心都固定有动力轴5。
[0025]在图1中，活塞1推动推杆2作直线运动，两侧各四个活塞的做功顺序与传统内燃机四冲程过程完全相同。左侧活塞推杆组的工作状态比右侧的活塞推杆组的工作状态晚两个冲程，以此实现水平对置的动力输出。推杆2底端的滚子3随着推杆一起左右运动，并推动圆柱凸轮4，这样，滚子3的直动将被转化为凸轮4的旋转运动。圆柱凸轮4上的动力轴5旋转并输出动力。
【主权项】
1.一种水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:包括水平放置的圆柱凸轮，圆柱凸轮左 右两个端面的轮廓线为横向上起伏的曲线，圆柱凸轮中心固定有动力轴；圆柱凸轮左右两 个端面上分别设有4个带有推杆的活塞，所述活塞推杆的底端设有滚子，滚子沿圆柱凸轮端 面的轮廓线运动，活塞推杆的直线往返运动转化为圆柱凸轮的旋转运动。2.根据权利要求1所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:圆柱凸轮一侧的4个 活塞对称的设在圆柱凸轮中心的四周，滚子在圆柱凸轮端面的轮廓线上各相差四分之一个 相位。3.根据权利要求1所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:圆柱凸轮两侧的活塞 相互对称。4.根据权利要求1所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:所述上端面轮廓线为 余弦曲线。5.根据权利要求1所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:所述圆柱凸轮两个端 面的轮廓线对应相同。6.根据权利要求1所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:所述圆柱凸轮的两个 端面为横向上起伏的曲面。7.根据权利要求6所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:所述圆柱凸轮的两个 端面轮廓线为余弦曲线。8.根据权利要求6或7所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:所述圆柱凸轮的 两个端面为相同的曲面。9.根据权利要求1-8任一所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:所述圆柱凸轮 的两个端面轮廓线上设有凹槽，滚子嵌在凹槽内。10.根据权利要求1-8任一所述的水平对置圆柱凸轮发动机，其特征在于:所述圆柱凸 轮的两个端面的中心都固定有动力轴。
【文档编号】F02B75/18GK105971724SQ201610398412
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】许印川, 熊树生, 郭越, 王宇, 杨兴浩, 万波, 申恩恩, 王亚彬, 滕志峰, 李康
【申请人】浙江大学