[发明专利]带有摆动驱动阀门致动的直线活塞流体发动机

说明书

技术领域

本发明涉及带有单作用汽缸的轴向活塞流体发动机，这些单作用汽缸可枢转地附接回转阀门，这些回转阀门由摆动驱动构件致动。

背景技术

具有沿着平行轴的由摆动板机构可枢转地运行的多个活塞的轴向活塞蒸汽发动机类型是本领域所公知的。可参见美国专利4,491,057(Ziegler，1985年)的例子。如在美国专利4106354(Girodin，1978年)中的其他例子那样，这些发动机容纳在刚性块内并具有固定且静止的汽缸。这些活塞具有球接活塞杆，这些活塞杆对摆动板机构进行推拉，以将活塞运动转换为旋转运动。

这些例子中的发动机有许多精密加工的零件和铸件以及用于装套的发动机块体。对于它们能够产生的功率而言，这些发动机相对较重。这些活塞易受来自角向活塞杆调整的侧压力。需要另外的活塞延伸和密封件以容纳附接到这些活塞的球接杆。与角向活塞杆调整关联的侧力引起对这些活塞的侧面和该摆动板的连接杆的压力。这些活塞、接头和密封件上的压力要求对不易进入的位置经常性地进行润滑。磨损过的密封件和接头不易进行更换。

这样的发动机一直未得到大规模使用。未进行这种类型的发动机的商业开发可能是由于生产成本相对较高以及维护和润滑问题。大型和小型发动机的尺度调整也可能由于用于阀门管道和致动的受限空间而成为问题。这些汽缸之间的空间限制规定了具有受限气流的小型端口开口。

发明内容

本发明的目的在于通过提供带有易于调整尺度以用于大型和小型用途的可变数量的汽缸的模块化发动机来提供对轴向活塞发动机的改进。进一步的目的在于通过消除对活塞的侧向力来减少摩擦。这通过用较少的部件提供直线运动来实现。这种新的结构安排的结果是往复运动质量重量的降低和对润滑的极少要求。这种阀门安排考虑到了用于大型端口尺寸的空间，以用于流体的自由流动。结构的经济性便于并不复杂而经济的制造。

根据本发明，一至八个轴向活塞汽缸在每个汽缸的基部的中空球旋转节自由转动和旋转，以允许汽缸随着附接到活塞杆的活塞盘的运动调节、旋转和枢转。这些活塞杆附接到围绕中央摆动驱动构件的枢转驱动点。在这些活塞盘与枢转驱动点的中间，管状活塞杆导被定位于附接到这些汽缸的支架的中心，以实现这些活塞盘在汽缸内的对齐。该摆动驱动构件具有由该曲轴上的柔性杆或万向节确立的中央枢轴点。该摆动驱动构件将该活塞盘的往复运动传递到以与该曲轴的轴成角度枢接的单曲柄销。上述的这些球旋转接头将这些汽缸的基部枢接到旋转阀门，这些阀门被提供给至这些汽缸和来自这些汽缸的端口流体。这些阀门在这些汽缸基部的有利位置提供用于大型阀门端口的充足的空间，以便于流体交流。受控于联结杆的杠杆操作这些阀门。这些联结杆被从该摆动驱动构件上的连接点致动，该摆动驱动构件与其关联的汽缸的活塞杆驱动点基本上呈90度角。该摆动驱动构件上的这些阀门联结连接点的这种安排提供这些阀门的进气和排气阶段的精确间歇定时，以保持用于这些活塞冲程的大部分长度的全部进气和排气位置。

这些活塞盘的轴向往复运动被转换成该曲轴的均匀旋转，且零件经济性更高、往复质量更小。通过上述的这种安排，沿着该摆动驱动构件的弧形路径的这种活塞驱动点的位移被转化成这些活塞盘在该汽缸内的直线运动。因此可采用单“O”型环密封件来密封该汽缸壁内的活塞盘。这些活塞盘与汽缸壁之间的减少的接触导致较少的摩擦和极小的润滑要求。有利的是，饱和蒸汽在正常运行时能够提供足够的润滑。

在下面的直线流体发动机的详细描述中会明白本发明的其他目的和优点。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的四缸轴向活塞发动机的透视图。

图2是结合本发明的实施例的主要元件的轴向活塞发动机的单模块的局部分解透视图。

图3是通过由图4中的剖面线III-III指明的平面截取的这种机器的旋转阀门和球旋转节的优选实施例的横向截面图。图中示出了该阀门杆的三个位置。

图4是基本上通过由图3中的剖面线IV-IV指明的平面截取的侧视图。图中示出了该阀门衬套和阀门体的局部剖面图。

图5是根据本发明的一个实施例的四缸发动机的阀门安排的透视图。

图6示出了本发明的六缸发动机的局部视图，图中示出了在该活塞的摆动驱动构件和这些阀门驱动点上的相对位置。

具体实施方式