专利名称：多击活塞式二冲程内燃机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及内燃机，特别涉及一种多击活塞式二冲程内燃机。
背景技术：
传统的四冲程内燃机，每个气缸在曲轴每两转(720°)中只能做一次功。传统的二冲程内燃机，每个气缸在曲轴每两转(720°)中可做两次功，即每一转(360°)可做一次功，输出功率显然比四冲程内燃机为高。为了获得更高的功率，过去曾有活塞式双作用内燃机面世，在一个气缸中的活塞两端皆做功，因此输出功率比二冲程内燃机又提高了一步，这种双作用内燃机一端与常见的内燃机曲柄连杆机构相同，另一端的活塞和连杆之间还有和活塞连成一体的活塞杆；由于活塞杆占用了部分工作容积，因此也减少了其输出功率；此外，由于此端活塞也要在高温、高压下工作，所以除了需要有和传统内燃机同样的密封外，还要对活塞杆及与其相关的固定件之间进行密封，因此结构比较复杂、笨大，在低速机上有过少量采用。在申请号为02135567.3的发明专利申请中公开了“一种旋转活塞式内燃机”，这种旋转活塞式内燃机由动力轴、做排凸轮、做排活塞推杆、做排活塞、做排气缸、做排旋塞、火花塞、进压气缸、进压旋塞、进压活塞推杆、进压凸轮等构件连接构成，虽然没有曲轴连杆等往复机构，但仍存在体积较大，结构复杂，制造困难，工艺复杂，旋塞不易密封，在高速运动中可靠性差的缺点。并且这种内燃机旋塞每转动一周，做排气缸也仅做功一次，所以即使可以实现，提供的输出功率也较小。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有内燃机技术的缺点，提供一种结构简单、比重量轻、体积小、输出功率大、适用范围广的无曲轴、无连杆、多击活塞式二冲程内燃机。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现本多击活塞式二冲程内燃机主要包括机体、动力输出轴、传功凸轮、动力组件、配气凸轮，动力输出轴、传功凸轮、配气凸轮三者同轴连接，动力组件位于传功凸轮与配气凸轮之间，其特征在于所述动力组件包括气缸组，所述气缸组的两端分别与配气凸轮及传功凸轮相连接。
所述气缸数量、直径和活塞行程可按需要选定，一般气缸组包含的气缸数大于或等于2个。
所述气缸的结构包括气缸盖、气缸套、活塞组，气缸盖位于机体的一端并与气缸套密封连结，气缸套与机体之间的空间用隔板分隔成冷却水腔和气室，在所述气缸套上开有进气孔连通所述气室与气缸套内的气缸空间。
所述气缸盖上设有摇臂、喷油器和排气门，所述排气门穿过气缸盖，排气门位于气缸盖外的一端与摇臂相连接，喷油器穿过气缸盖并伸入气缸内。如果本实用新型用于汽油机，喷油器也可设置在所述气缸套外的进气室处。如果本实用新型用于气体或液体泵类机械，则无须安装喷油器。
所述活塞组的结构包括活塞体、活塞环、滚轮架，活塞环安装在活塞体外侧表面的环形槽内，滚轮架与活塞体通过紧固螺钉相连接，所述滚轮架同时与传功凸轮相连接。
所述滚轮架包括滚轮架体、双层短圆柱滚轮、定位块，在滚轮架体上开有叉形槽，双层短圆柱滚轮穿过叉形槽的销轴连接于叉形槽内，定位块亦与滚轮架体固定连接。
所述双层短圆柱滚轮与滚轮架体叉形槽壁之间设置有调整垫；调整垫用于调节与传功凸轮接触的双层短圆柱滚轮的轴向位置和减少摩擦。
所述定位块包括定位块座、定位块体，定位块座通过小轴与滚轮架相连接，定位块座可绕小轴与滚轮架相对转动，以适应传功凸轮的曲线变化，避免出现“卡死”现象；定位块体穿过定位块座并固定在定位块座上。
所述定位块体包括外壳、钢球、弹簧座盘、弹簧、调节螺塞，外壳二端设置有通孔，外壳内的弹簧通过弹簧座盘将钢球顶在通孔处，使钢球部分露出外壳，可调节弹簧对钢球压紧力的调节螺塞，拧入外壳的一端并压紧弹簧，钢球在弹簧的作用下，可以保证活塞组在任何时候都与传功凸轮相适应，此外它还可使滚轮架与传功凸轮保持在设定的位置，以避免活塞组在沿本身轴线有转动时滚轮架两侧与平面传功凸轮外缘产生碰撞。
为了产生更大的输出功率，本实用新型亦可将传功凸轮端面线型设计成多组曲线；在传功凸轮一转中，一个气缸组可输出多次功率，从而得到比前述内燃机更高的功率。
本实用新型的工作原理如下当活塞组运动至气缸内的压缩上止点时，喷油器向气缸内喷射燃料，燃料燃烧做功，并推动活塞组按传功凸轮所设定的曲线规律移动，传功凸轮在活塞的推动下转动并带动动力输出轴输出功率；当活塞组移动至设定的时刻，排气门打开，排出废气，活塞组继续运动至位于气缸套上的设定位置时，进气口打开，新鲜空气进入并驱除废气，直至配气凸轮将排气门关闭，活塞组返回将进气口关闭，压缩过程开始，活塞组一直运动至气缸内的压缩上止点，并随后进入下一个工作循环，如此反复循环即可实现对动力输出轴持续做功。活塞组在动力输出轴一转中的做功次数，视传功凸轮和配气凸轮上所设定的曲线多少以及配合而定。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果在动力输出轴一转中，气缸组的每个气缸可做功多次，因此扭矩波动少，输出冲击小，运转比较平稳；由于结构比较合理，所以本实用新型不仅在相同条件下，输出功率远较传统内燃机高，而且由于没有传统内燃机所必须具有且制造精度要求高的运动零件(曲轴和连杆)，减少了易于磨损的摩擦零件，因此具有结构简单，制造方便，体积小，比重量轻，传动效率高，输出功率大，保养方便，成本低廉等优点；而且根据功率大小和使用要求的不同，本实用新型可组合成不同缸数和缸径的系列化变型机，适用面较广。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的横剖面示意图。
图3是本实用新型的传功凸轮的线型示意图。
图4是本实用新型的活塞组的结构示意图。
图5是图4所示活塞组底部端面的视图。
图6是图4所示活塞组中的定位块的结构示意图。
图7是图6所示定位块的俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施例为了说明本实用新型多击活塞式二冲程内燃机的具体结构，在图1～图2中给出了一个两击活塞式二冲程4缸机的实施方式；由图1可见，本内燃机包括机体1、配气凸轮2、传功凸轮6、动力输出轴7和气缸组，动力输出轴7、传功凸轮6、配气凸轮2三者同轴连接，传功凸轮6的线型如图3所示(配气凸轮2也相类似，只是线型不同)，活塞组4按传功凸轮6工作面上由圆弧R1、R2及直线L组成的线型规律运动，保证其在大部分工作行程皆为等速运动；气缸组位于传功凸轮6与配气凸轮2之间，气缸组的两端分别与配气凸轮2及传功凸轮6相连接，所述气缸组包括四个气缸，所述气缸的结构包括气缸盖3、活塞组4、气缸套5，气缸盖3位于气缸套5的一端并与气缸套5密封连结，气缸盖5上设有摇臂8、喷油器9和排气门10，所述排气门10穿过气缸盖3，排气门10位于气缸盖3外的一端与摇臂8相连接并由其驱动，所述摇臂8与配气凸轮2相接触连接并由其驱动，喷油器9穿过气缸盖3伸入气缸内；气缸套5与机体1之间的空间用隔板分隔成冷却水腔11和气室12，在所述气缸套5上开有进气孔13连通所述气室12与气缸套5内的气缸空间；所述活塞组4的结构如图4～图5所示，由图4和图5可见，活塞组4包括活塞体14、活塞环15和滚轮架，活塞环15安装在活塞体14外侧表面的环形槽内，滚轮架与活塞体14通过紧固螺钉16相连接，滚轮架包括滚轮架体17、双层短圆柱滚轮18、定位块20，在滚轮架体17上开有叉形槽，双层短圆柱滚轮18通过穿过叉形槽的销轴连接于叉形槽内，双层短圆柱滚轮18与叉形槽两侧之间设置有调整垫19，定位块20亦与滚轮架体17固定连接，定位块20的结构如图6和图7所示，由图6和图7可见，定位块20包括定位块座30、定位块体21，定位块座30通过小轴29、垫片22、销31与滚轮架体17相连接，定位块座30可绕小轴29与滚轮架相对转动，以适应传功凸轮6的曲线变化；两个定位块体21穿过定位块座30并通过锁紧螺母24、开口销26固定在定位块座30上，定位块体21的结构见图6，包括外壳、钢球28、弹簧座盘23、弹簧27、调节螺塞25，外壳中心有通孔，孔内的弹簧27通过弹簧座盘23将钢球28压紧在下端开孔处，使钢球28部分露出外壳，调节螺塞25拧入外壳的另一端并压紧弹簧27，调节螺塞25可调节弹簧27对钢球28的压紧力，钢球28在弹簧27的作用下，可以保证活塞组4在任何时候都与传功凸轮6相适应。定位块可使滚轮架与传功凸轮6保持在设定的位置，以避免活塞组4在沿本身轴线有转动时与传功凸轮6外缘产生碰撞。
本多击活塞式二冲程内燃机的工作原理如下当活塞组4运动至气缸内的压缩上止点时，喷油器9向气缸内喷射燃料，燃料燃烧做功，并推动活塞组4按传功凸轮6所设定的曲线规律移动，传功凸轮6在活塞组4的推动下转动并带动动力输出轴7输出功率；当活塞组4移动至设定的时刻，排气门10打开，排出废气，当活塞组4继续运动至气缸套5上设定的位置时，进气孔13打开，新鲜空气进入并驱除废气，直至配气凸轮2将排气门关闭，活塞组4返回将进气孔13关闭，压缩过程开始，活塞组4一直运动至气缸内的压缩上止点，并随后进入下一个工作循环，如此反复循环即可实现对动力输出轴7持续作功。本多击活塞式二冲程内燃机的四个气缸以动力输出轴对称分为两组，相对称的两个气缸为一组，传功凸轮和配气凸轮在工作圆周上设定的曲线亦为对称的两组；在做功时，每组的两个气缸同时做功，故在动力输出轴一转中每缸做功两次，从而使本实用新型之4缸内燃机有多一倍的工作排量，因而也比一般二冲程内燃机在理论上可多输出一倍的功率。
权利要求1.一种多击活塞式二冲程内燃机，包括动力组件、机体(1)、动力输出轴(7)、传功凸轮(6)、配气凸轮(2)，动力输出轴(7)、传功凸轮(6)、配气凸轮(2)三者同轴连接，动力组件位于传功凸轮(6)与配气凸轮(2)之间，其特征在于所述动力组件包括气缸组，所述气缸组的两端分别与配气与轮(2)及传功凸轮(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的多击活塞式二冲程内燃机，其特征在于所述气缸组包括的气缸个数大于或等于2个。
3.根据权利要求1所述的多击活塞式二冲程内燃机，其特征在于所述气缸的结构包括气缸盖(3)、气缸套(5)、活塞组(4)，气缸盖(3)位于气缸套(5)的一端并与其密封连结，气缸套(5)与机体(1)的空间用隔板分隔成冷却水腔(11)和气室(12)，在所述气缸套(5)上开有进气孔(13)连通所述气室(12)与气缸套(5)内的气缸空间。
4.根据权利要求3所述的多击活塞式二冲程内燃机，其特征在于所述气缸盖(3)上设有摇臂(8)、喷油器(9)和排气门(10)，喷油器(9)穿过气缸盖(3)伸入气缸内，所述排气门(10)穿过气缸盖(3)，其位于气缸盖(3)外的一端与摇臂(8)相连接。
5.根据权利要求3所述的多击活塞式二冲程内燃机，其特征在于所述活塞组(4)包括活塞体(14)、活塞环(15)和滚轮架，活塞环(15)安装在活塞体(14)外侧表面的环形槽内，滚轮架与活塞体(14)通过紧固螺钉(16)相连接，所述滚轮架同时与传功凸轮(6)相连接。
6.根据权利要求5所述的多击活塞式二冲程内燃机，其特征在于所述滚轮架包括滚轮架体(17)、双层短圆柱滚轮(18)、定位块(20)，在滚轮架体(17)上开有叉形槽，双层短圆柱滚轮(18)通过销轴连接于滚轮架体(17)内，定位块(20)与滚轮架体(17)固定连接。
7.根据权利要求6所述的多击活塞式二冲程内燃机，其特征在于所述定位块(20)包括定位块座(30)、定位块体(21)，定位块座(30)通过小轴(29)与滚轮架体相连接，定位块体(21)穿过定位块座(30)并固定在定位块座(30)上。
8.根据权利要求7所述的多击活塞式二冲程内燃机，其特征在于所述定位块体包括外壳、钢球(28)、弹簧座盘(23)、弹簧(27)、调节螺塞(25)，外壳为通孔，外壳内的弹簧(27)通过弹簧座盘(23)将钢球(28)压紧在一端的开孔处，使钢球部分露出外壳，并与传功凸轮(6)接触，调节螺塞(25)拧入外壳的另一端并压紧弹簧(27)。
专利摘要本实用新型提供一种无曲轴、无连杆的多击活塞式二冲程内燃机，包括机体、动力输出轴、传功凸轮、动力组件、配气凸轮，动力输出轴、传功凸轮、配气凸轮三者同轴连接，动力组件位于传功凸轮与配气凸轮之间，所述动力组件包括气缸组，所述气缸组的两端分别与配气凸轮及传功凸轮相连接。本实用新型在相同条件下，输出功率远较传统内燃机为高，由于没有传统内燃机所必须具有且制造精度要求高的运动零件(曲轴和连杆)，减少了易于磨损的摩擦零件，因此具有结构简单，制造方便，体积小，比重量轻，传动效率高，输出功率大，保养方便，成本低廉等优点。
文档编号F02B75/18GK2679374SQ200420015509
公开日2005年2月16日 申请日期2004年2月16日 优先权日2004年2月16日
发明者张勇 申请人:华南理工大学