[发明专利]两相外凸轮套筒式高转速内燃机

权利要求书

1.两相外凸轮套筒式高转速内燃机，主要由气缸盖（1）、排气门（2）、进气门（3）、气缸（4）、缸体（5）、推杆（6）、活塞（7）、弹簧（8）、滚子（9）、外凸内齿圈（10）、套筒活齿（11）、柱销架（12）、对称两相凸轮（13）、柱销（14）、输出轴（15）及供油系统、冷却系统、起动系统、配气系统、润滑系统组成，其特征在于：八个气缸（4）环形对称均布在外凸内齿圈（10）的周围，外凸内两相外凸轮套筒传动机构将活塞（7）的往复直线运动转变为输出轴(15)的旋转运动——气缸活塞（7）通过推杆（6）直接作用于外凸内齿圈（10）上，推动外凸内齿圈（10）旋转，动力由外凸内齿圈经两相外凸轮式套筒活齿传动传给与对称两相凸轮（13）键联接的输出轴（15）输出，外凸内齿圈（10）将内燃机和两相外凸轮式套筒活齿传动有机地融为一体，使内燃机无需再配备变速器，高速输出。

2.根据权利要求1所述的两相外凸轮套筒式高转速内燃机，其特征在于：上述外凸内两相外凸轮套筒传动机构由凸轮机构和两相外凸轮式套筒活齿传动机构有机的组合而成，其中凸轮机构由缸体（5）、弹簧（8）、推杆（6）、外凸内齿圈（10）组成，推杆（6）的一端与活塞（7）固定联接，另一端安装滚子（9），滚子（9）使推杆（6）与外凸内齿圈（10）之间为滚动摩擦联接，弹簧（8）使推杆（6）上的滚子（9）始终与外凸内齿圈（10）接触；两相外凸轮式套筒活齿传动机构由外凸内齿圈（10）、套筒活齿（11）、柱销架（12）、对称两相凸轮（13）、柱销（14）和输出轴（15）组成，且外凸内齿圈（10）、柱销架（12）、对称两相凸轮（13）、输出轴（15）的轴心线重合并由机架轴承支承，柱销架（12）与机架固联，外凸内齿圈（10）的波数Z₁₀和套筒活齿的齿数Z₁₁相差为2，对称两相凸轮（13）与输出轴（15）键联接，套筒活齿（11）是圆柱形空心套筒，柱销架（12）的周向均布并固定有若干个柱销（14），套筒活齿（11）套装在柱销架（12）上的周向均布的柱销上，套筒活齿（11）的内圆柱面与柱销架（12）上均布柱销的外圆柱面啮合，套筒活齿（11）的外圆柱面与对称两相凸轮（13）的外表面、外凸内齿圈（10）分别相啮合各形成一个高副。

3. 根据权利要求1、2所述的两相外凸轮套筒式高转速内燃机，其特征在于：上述外凸内齿圈（10） 的外部是具有四个互成90°夹角且轴心对称的凸出部分的四相凸轮，内部是两相外凸轮式套筒活齿传动中的内齿圈齿形面，所以外凸内齿圈（10）既是凸轮机构中的凸轮，又是两相外凸轮式套筒活齿传动机构中的内齿圈，整个两相外凸轮式套筒活齿传动机构内嵌于外凸内齿圈（10）的内部；对称两相凸轮（13）自身形状呈180°中心对称，自身质量完全平衡，其轮廓曲线为标准椭圆曲线，或为双相余弦曲线，或为双偏心圆弧曲线。

4.根据权利要求1至3所述的两相外凸轮套筒式高转速内燃机，其特征在于：输出轴的转速取决于外凸内齿圈的转速和两相外凸轮式套筒活齿传动的传动比，而适当选择两相外凸轮式套筒活齿传动的配齿方案，可获得较小的传动比，可以实现高速输出。

5.根据权利要求1至4所述的两相外凸轮套筒式高转速内燃机，其特征在于：上述的内燃机，其八个气缸（4）环形对称均布在外凸内齿圈（10）的周围，其中任意两个相隔180°对称布置的气缸活塞（7）工作状态同步，将工作状态同步的两个气缸活塞作为一组，四组气缸活塞依次进行吸气冲程、压缩冲程、气体燃烧做功冲程和排气冲程，相邻两组气缸的活塞冲程进程对应于外凸内齿圈（10）转角的相位差为45°；气缸活塞（7）通过推杆（6）直接作用于外凸内齿圈（10）上，推动外凸内齿圈（10）旋转，外凸内齿圈（10）的内齿圈齿形面推动套筒活齿（11）绕固定在柱销架（12）上的均布柱销转动，而柱销架（12）与机架固定联接，故套筒活齿在柱销架的约束作用下迫使对称两相凸轮（13）高速转动，对称两相凸轮（13）通过键联接将动力传递给输出轴（15）实现高速输出。

6.根据权利要求1至5所述的两相外凸轮套筒式高转速内燃机，其特征在于：在两相外凸轮式套筒活齿传动中，外凸内齿圈与套筒活齿为多齿啮合，故可实现较大功率，平稳传动。