[实用新型]一种无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机

说明书

本专利公开一种无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机装置，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，加工难度高等弊端，本专利设计了一个用2周期无保持架曲沟球轴承代替曲柄连杆机构的内燃机，由气缸、活塞、2周期无保持架曲沟球轴承、配气机构和传动机构等组成的无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机。与传统曲柄连杆机构组成的内燃机相比较，本专利有以下优点：1.运动部件全部为轴对称的回转型零件，结构简单；2.运动形式简单，只有回转运动和往复运动，产生的噪音小；3.零件加工要求低，容易制造。

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机装置，属于动力机械领域。具体来说涉及一种无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机装置。

背景技术

内燃机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。

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。

为了克服基于曲柄连杆机构往复活塞式内燃机的上述弊端，本实用新型公开一种无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机。基于无保持架曲沟球轴承（专利申请号：CN201910024162.1）结构的无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机，由活塞、无保持架曲沟球轴承、飞轮和进排气系统等组成。本实用新型公开的无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机的运动部件全部为轴对称型回转零件，能够克服曲柄连杆机构的诸多弊端。

发明内容

实现上述实用新型目的的无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机，利用无保持架曲沟球轴承能够以较大摆幅实现往复运动的功能。本实用新型设计了一个内外圈每回转一周有两个完整循环、四个往返行程的无保持架曲沟球轴承，将其两个推程分别用作压缩和排气行程，两个返程分别用作燃烧做功和进气行程。其中，推程是利用曲沟球轴承的上升斜面推动活塞向上运动；返程的燃烧做功行程利用燃气膨胀推动活塞向下运动；返程的吸气行程缺少原动力；因此，在活塞内设置一柱塞缸，利用推程时的向上运动，在柱塞缸内行成负压，该负压可以用作吸气行程活塞向下运动的原动力，实现返程使活塞向下运动；为了消除柱塞缸内的气体泄漏，使负压减弱，在柱塞缸下部设置一单向排气阀，利用做功行程的燃气膨胀推动活塞和柱塞向下运动，排出泄漏气体，保证吸气行程所需的负压动力。

实现上述实用新型目的的技术方案是：

一种无曲柄连杆机构的往复活塞式内燃机，由主轴1、轴承2、飞轮3、排气推杆4、进气推杆5、外圈6、内圈7、柱塞8、活塞9、气缸10、气缸盖11、进气杠杆12、排气杠杆13、进气阀14、排气阀15、火花塞或喷油嘴16、气孔17、钢珠18、缓冲弹簧19、单向阀20、机座21、泄漏孔22和齿轮23构成，其特征是：所述的外圈6和内圈7有两个峰和两个谷；所述的外圈6与活塞9固连，且外圈6和活塞9及气缸10的轴线不同心，设置一偏心距；外圈6的中心轴线上固连柱塞8，上部位开设气孔17；所述的内圈7下部与飞轮3固连，并在中心轴线上设置一柱塞缸，柱塞缸的底部设置一缓冲弹簧19、单向阀20和泄漏孔22；所述的飞轮3与主轴1固连，飞轮3上面的固定相位设置点火或喷油、排气和进气圆弧凸起，并随主轴1和内圈7一起经过动平衡；所述的气缸10镶嵌在机座21上，气缸10外设置排气推杆4和进气推杆5的导向套，顶部密封用气缸盖11；所述的气缸盖11上设置有与进气阀14、排气阀15和火花塞或喷油嘴16密封配合的安装孔；