[实用新型]具有螺旋转换机构的发动机

说明书

(一)、技术领域

本实用新型涉及机械工程领域中的内燃机型发动机，具体是一种具有螺旋转换机构的发动机。

(二)、背景技术

内燃机是广泛应用于各种需要移动的机械或运输机械，目前的内燃机主要采用曲柄连杆机构将活塞的移动转换为转动，这种往复式机构存在着活塞有侧压力，传动力矩变化很大，径向推力很大，有死点，存在很大的滑动摩擦损耗等问题，因此，效率只有0.3～0.4。国内外在五六十年代曾研究过旋转活塞发动机，但由于密封和材料问题不能解决，现已停止研究。故迄今仍广泛应用曲柄连杆发动机。

(三)、发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于滚动螺旋付实现将活塞的直线运动转换为旋转运动的发动机。通过螺旋转换机构能够将直线运动成比例地转换为旋转运动，因此，输出的转动速度远较曲柄连杆机构平稳，故发动机的振动、噪声小；滚动螺旋机构的所有相对运动面均为滚动接触，滚动摩擦系数仅0.001，故滚动螺旋机构的传动效率远较曲柄连杆机构高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案包括：

(1)螺旋转换机构：它由滚动花键付及滚动螺旋付串行排列组成；其中，滚动花键付由外套、中套、内套、钢球组成；滚动螺旋付由螺旋套、中套、内套、钢球组成；滚动花键付内套和螺旋付的的中径相等，内套为一整体；花键付与螺旋付各钢球的直径相等；所述内套的一端或两端与一个或多个汽缸体内的活塞杆串接；这样，当内套被活塞带动作直线运动时，螺旋套就在纯滚动的环境中转动；当活塞带动内套由左向右移动一个冲程时，螺旋套将沿逆时针方向转过一个角度；当内套由右向左移动一个冲程复位时，螺旋套再沿顺时针方向转回一个角度；本机构实现了活塞、内套的往复直线运动到螺旋套往复旋转运动的转换。

(2)连续步进旋转机构：包括两套旋向相反滚动螺旋付和输出齿轮，由两个螺旋套分别通过离合器与输出齿轮连接；两套螺旋付的内套为一整体，两个螺旋套装在两个止推轴承中间，只能转动；这样，当内套由左向右移动一个冲程时，左螺旋套逆时针转动一个角度，经左离合器带动齿轮转过同样的角度；而当内套由右向左移动回一个冲程时，右螺旋套通过其上的右离合器又带动齿轮再转一个角度，形成齿轮的连续步进转动；本机构实现了两个螺旋套摆动到齿轮连续同向转动的转换。所述左、右离合器为超越离合器或电磁离合器。

本实用新型由于所述结构而产生的技术效果是明显的，即由于旋转转换机构为纯滚动传动，其传动效率可达0.95，因此，本发动机较现有发动机，可节能10个百分点以上；当输出功率相同时，本机构所占体积比曲柄连杆机构小20倍，重量小15倍。由于转换机构的输出旋转与活塞直线运动成正比，并且，在同样的输出转速时，活塞往复远动速度慢3倍，因此，输出转动运动平稳，振动小，动力性能好，噪声小，能改善环境。由于发动机空转功率很小，因此，起动机功率很小；由于输出的功率平稳，因此，可以将飞轮作得很小。总起来讲，本发动机的体积可下降40％，重量可下降50％。

(四)、附图说明

图1，螺旋转换机构结构剖视图；

图2，图1的A-A截面；

图3，图1的B-B截面；

图4，连续步进旋转机构的剖面示意图；

图5，图4的C-C截面；

图6，本实用新型4冲程机构的结构示意图；

图7，4冲程机构旋转角度示意图；

图8，本实用新型4冲程发动机的结构剖视图。

附图1～8中：1-内套、2-外套、3-螺钉、4-中套、5-钢球、6-左螺旋套、7-左止推轴承、8-螺旋中套、9-滚柱、10-齿轮、11-滚柱、12-右螺旋套、13-右止推轴承、14-堵头、15-堵头、16～19-活塞、20-凸轮轴、21-左盖、22-左缸、23-外壳、24-右缸、25-右盖。

(五)、具体实施方式

下面通过附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。