CN210217918U - 一种双缸内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双缸内燃机装置，属于内燃机领域。针对传统内燃机的曲柄结构复杂，对材料要求高，加工难度高，惯性效应和噪音难消除等弊端，本实用新型设计了一个用无保持架曲沟球轴承运动形式转换机构替代曲柄连杆机构的双缸内燃机。将无保持架曲沟球轴承的2个内圈固连，并以齿轮副带动配气机构和点火（喷油）机构，使2套气缸和活塞作相向往复运动，自动平衡其往复惯性。与现有技术相比较，本实用新型公开的双缸内燃机具有以下优点：1.运动形式简单，只有回转运动和往复运动，产生的噪音小；2.往复运动的惯性自动抵消，振动小；3.零件加工要求低，容易制造。

Description

一种双缸内燃机

技术领域

本实用新型涉及一种双缸内燃机装置，属于动力机械领域。具体来说涉及一种基于双无保持架曲沟球轴承运动形式转换机构的双缸内燃机装置。

背景技术

基于曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机自被实用新型以来，推动了工业革命和交通运输技术的发展，也给人们带来了舒适快捷的出行方便，对人们生活质量的提高具有重要影响。但是，曲柄结构复杂，对材料要求高，加工难度高是绕不开弊端，同时连杆同样受力和运动状态复杂，由此带来的复杂惯性效应和噪音，是发动机行业需要不断改进历史命题。

内燃机实用新型以来，一直是通过使液体或气体燃料在气缸内燃烧，并将其放出的热能直接转换为机械动力的动力机械。常见的往复活塞式内燃机主要由气缸、活塞、曲柄和连杆等组成。气缸是一个实现工作循环、产生动力的空间；活塞可在气缸套内往复运动，燃料在气缸内燃烧，产生的动力推动活塞往复运动，经过连杆推动曲轴作旋转运动，再从飞轮端将动力输出。工作时，连杆小头端随活塞作往复运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。曲轴的作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动，并将膨胀行程所作的功传递出去驱动车辆或机械设备。

申请号为：201910190746.6的发明专利公开了一种无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机，采用无保持架曲沟球轴承的推程作用和柱塞缸的真空吸程作用实现发动机活塞的往复循环。其不足之处是柱塞缸摩损以后，泄漏会影响发动机活塞返程的可靠性。

专利申请号为：201910392199.X的发明专利公开了一种双无保持架曲沟球轴承的运动形式转换机构，可以实现回转运动与往复直线运动的相互转换。在此基础上，专利申请号为：201910459566.3的发明专利公开了一种基于该运动形式转换机构的内燃机，内燃机的运动部件全部为轴对称型回转零件。但活塞和外圈往复运动的惯性需要消除。

为了克服往单缸内燃机活塞和外圈的往复惯性，本实用新型公开一种双缸内燃机，将2套气缸和活塞左右对称布置，互相抵消往复运动的惯性力。

发明内容

实现上述实用新型目的的双缸内燃机，利用无保持架曲沟球轴承能够以较大摆幅实现往复运动和双无保持架曲沟球轴承能够实现可靠的推程和返程往复运动的功能。本实用新型设计了2个用无保持架曲沟球轴承运动形式转换机构替代2套曲柄连杆机构的双缸内燃机。将无保持架曲沟球轴承的2个内圈固连，并以齿轮副带动配气机构和点火或喷油机构，使2套气缸和活塞作相向往复运动，互相平衡其各自往复惯性。

实现上述实用新型目的的技术方案是：一种双缸内燃机，由配气齿轮（1），配气轴轴承（2），配气轴（3），右配气凸轮（4），右进气阀（5），右排气阀（6），右火花塞或喷油嘴（7），右活塞（8），右气缸（9），右外圈（10），双内圈（11），内圈轴承（12），惯性齿轮（13），左气缸（14），左活塞（15），左外圈（16），左火花塞或喷油嘴（17），左排气阀（18），左进气阀（19），左配气凸轮（20）和机架构成，其特征是：2组气缸和活塞分别形状相似、质量相同，且左右对称布置在双内圈（11）的两端；所述的左活塞（15）、右活塞（8）分别与左外圈（16）、右外圈（10）偏心固连；所述的双内圈（11）用内圈轴承（12）安装在机架上，双内圈（11）的中间安装惯性齿轮（13），将双内圈（11）的回转动力输出，并通过配气齿轮（1）驱动配气机构和点火或喷油机构；所述的双内圈（11）左、右两端的曲沟相位对称布置，同时向外和向内，使2组外圈带动2组活塞同时向外或向内相向运动，互相抵消往复运动的惯性力；

所述的左外圈（16）、右外圈（10）与左活塞（15）、右活塞（8）的偏心在同一侧，即同在上、在下，或在左、在右，且偏心距离相等；

所述的惯性齿轮（13）与配气齿轮（1）啮合，惯性齿轮（13）的齿数是配气齿轮（1）齿数的1倍、2倍、3倍或4倍，相应的配气凸轮的凸起有1组、2组、3组或4组；

所述的双内圈（11）左右两端的曲沟和左外圈（16）、右外圈（10）的曲沟摆动周期皆为2个，即双内圈（11）回转1周，左外圈（16）、右外圈（10）各有2次完整的向外摆动和向内摆动，分别实现向外摆动排气、向内摆动吸气、向外摆动压缩和向内摆动做功；

所述的左配气凸轮（20）和右配气凸轮（4）的配气相位有2种形式：其一是二者的配气相位完全相同，即同时压缩、同时做功；其二是二者的相位不同，即左边吸气时，右边做功，右边吸气时，左边做功；

所述的双内圈（11）左右两端的曲沟有2种结构：其一是同为双曲沟，即同镶嵌2排钢珠；其二是同为单曲沟，即同镶嵌1排钢珠；

所述的左活塞（15）、右活塞（8）和左气缸（14）、右气缸（9）的断面有2种结构：其一是同为圆形，其二是同为非圆形；活塞和气缸断面同为非圆形时，活塞与外圈的偏心距离可以为零，即三者的轴线在同一条直线上；

所述的配气齿轮（1）布置在曲沟球轴承与活塞气缸偏心的另一侧；

可以将2个以上的双缸内燃机用一个中介齿轮并联成一个机组，组成一个多缸内燃机。

与现有技术相比较，本实用新型公开的双缸内燃机具有以下优点：

1.运动形式简单，只有回转运动和往复运动，产生的噪音小；

2.往复运动的惯性自动抵消，振动小；

3.零件加工要求低，容易制造。

附图说明

图1为双缸内燃机配气齿轮在下部的结构示意图；

图2为双缸内燃机双内圈结构示意图；

图3为左外圈（16）的结构示意图；

图4为右外圈（10）的结构示意图；

图5为双缸内燃机配气齿轮在上部的结构示意图；

图中各图例标记分别表示的意义如下：

1-配气齿轮，2-配气轴轴承，3-配气轴，4-右配气凸轮，5-右进气阀，6-右排气阀，7-右火花塞或喷油嘴，8-右活塞，9-右气缸，10-右外圈，11-双内圈，12-内圈轴承，13-惯性齿轮，14-左气缸，15-左活塞，16-左外圈，17-左火花塞或喷油嘴，18-左排气阀，19-左进气阀，20-左配气凸轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。如图1-5所示，本实用新型公开的双缸内燃机，由配气齿轮（1），配气轴轴承（2），配气轴（3），右配气凸轮（4），右进气阀（5），右排气阀（6），右火花塞或喷油嘴（7），右活塞（8），右气缸（9），右外圈（10），双内圈（11），内圈轴承（12），惯性齿轮（13），左气缸（14），左活塞（15），左外圈（16），左火花塞或喷油嘴（17），左排气阀（18），左进气阀（19），左配气凸轮（20）和机架构成；2组气缸和活塞形状、质量相同，且左右对称布置在双内圈（11）的两端；左活塞（15）、右活塞（8）分别与左外圈（16）、右外圈（10）偏心固连；双内圈（11）用内圈轴承（12）安装在机架上，双内圈（11）的中间安装惯性齿轮（13），将双内圈（11）的回转动力输出，并通过配气齿轮（1）驱动配气机构和点火或喷油机构；双内圈（11）左右两端的曲沟相位左右对称布置，同时向外和向内，使2组外圈带动2组活塞同时向外或向内相向运动，互相抵消往复运动的惯性力；

优选的，左外圈（16）、右外圈（10）与左活塞（15）、右活塞（8）的偏心在同一侧，即同在上、在下，或在左、在右，且偏心距离相等；

优选的，惯性齿轮（13）与配气齿轮（1）啮合，且二者的齿数相等。

优选的，双内圈（11）左右两端的曲沟和左外圈（16）、右外圈（10）的曲沟周期皆为2个，即双内圈（11）回转1周，左外圈（16）、右外圈（10）各有2次完整的向外和向内摆动，分别实现向外摆动排气、向内摆动吸气、向外摆动压缩和向内摆动做功；

优选的，左配气凸轮（20）和右配气凸轮（4）的配气相位不同，即左边吸气时，右边做功，右边吸气时，左边做功；

优选的，双内圈（11）左右两端的曲沟有2种结构，其一是同为双曲沟，即镶嵌2排钢珠；其二是同为单曲沟，即镶嵌1排钢珠；

优选的，左活塞（15）、右活塞（8）和左气缸（14）、右气缸（9）的断面同为圆形，活塞与外圈的偏心距离不为零，即三者的轴线在二条直线上；

优选的，配气齿轮（1）布置在曲沟球轴承与活塞气缸偏心的另一侧，即曲沟球轴承与活塞气缸偏心在上，配气齿轮（1）布置在下部；

优选的，将2个双缸内燃机用一个中介齿轮并联成一个机组，组成一个4缸内燃机，同时调整配气相位，使4个气缸的做功行程互不重合，保证任意行程位置都有1个缸在做功。

本实用新型的另一个实施例，如图5所示，将配气齿轮（1）布置在曲沟球轴承与活塞气缸偏心的另一侧，即曲沟球轴承与活塞气缸偏心在下部，配气齿轮（1）布置在上部，同样能够做成一种双缸内燃机。

本实用新型公开了一种将双无保持架曲沟球轴承对称布置的双缸内燃机。在本实用新型的基本构思原理相同的条件下，本实用新型可以设计成不同气缸大小、不同细部结构变化和局部改进的结构形式，这些都构成本实用新型的其他实施例。

Claims (9)

1.一种双缸内燃机，由配气齿轮（1），配气轴轴承（2），配气轴（3），右配气凸轮（4），右进气阀（5），右排气阀（6），右火花塞或喷油嘴（7），右活塞（8），右气缸（9），右外圈（10），双内圈（11），内圈轴承（12），惯性齿轮（13），左气缸（14），左活塞（15），左外圈（16），左火花塞或喷油嘴（17），左排气阀（18），左进气阀（19），左配气凸轮（20）和机架构成；其特征是：2组气缸和活塞形状、质量相同，且左右对称布置在双内圈（11）的两端；所述的左活塞（15）、右活塞（8）分别与左外圈（16）、右外圈（10）偏心固连；所述的双内圈（11）用内圈轴承（12）安装在机架上，双内圈（11）的中间安装惯性齿轮（13），将双内圈（11）的回转动力输出，并通过配气齿轮（1）驱动配气机构和点火或喷油机构；所述的双内圈（11）左右两端的曲沟相位左右对称布置，同时向外和向内，使2组外圈带动2组活塞同时向外或向内相向运动，互相抵消往复运动的惯性力。

2.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：所述的左外圈（16）、右外圈（10）与左活塞（15）、右活塞（8）的偏心在同一侧，即同在上、在下，或在左、在右，且偏心距离相等。

3.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：所述的惯性齿轮（13）与配气齿轮（1）啮合，惯性齿轮（13）的齿数是配气齿轮（1）齿数的1倍、2倍、3倍或4倍，相应的配气凸轮的凸起有1组、2组、3组或4组。

4.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：所述的双内圈（11）左右两端的曲沟和左外圈（16）、右外圈（10）的曲沟摆动周期皆为2个，即双内圈（11）回转1周，左外圈（16）、右外圈（10）各有2次完整的向外摆动和向内摆动，分别实现向外摆动排气、向内摆动吸气、向外摆动压缩和向内摆动做功。

5.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：所述的左配气凸轮（20）和右配气凸轮（4）的配气相位有2种形式：其一是二者的配气相位完全相同，即同时压缩、同时做功；其二是二者的相位不同，即左边吸气时，右边做功，右边吸气时，左边做功。

6.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：所述的双内圈（11）左右两端的曲沟有2种结构：其一是同为双曲沟，即同镶嵌2排钢珠；其二是同为单曲沟，即同镶嵌1排钢珠。

7.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：所述的左活塞（15）、右活塞（8）和左气缸（14）、右气缸（9）的断面有2种结构：其一是同为圆形，其二是同为非圆形；活塞和气缸断面同为非圆形时，活塞与外圈的偏心距离可以为零，即三者的轴线在同一条直线上。

8.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：所述的配气齿轮（1）布置在曲沟球轴承与活塞气缸偏心的另一侧。

9.根据权利要求1所述的双缸内燃机，其特征是：可以将2个以上的双缸内燃机用一个中介齿轮并联成一个机组，组成一个多缸内燃机。

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