專利名稱：曲軸凸輪配氣機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱能與動力及壓氣機氣體壓縮領域，尤其是一種氣缸活塞機構。
背景技術：
活塞式發動機、活塞式氣體壓縮機和活塞式做功機構，在工作過程中，至少需要進氣門和排氣門，傳統方法是通過設置單獨的凸輪軸和凸輪來控制所述進氣門和/或所述排氣門，這種方法由于單獨凸輪軸的存在，而且凸輪軸的驅動需要從曲軸經多個齒輪或其他復雜機構進行傳動，這就使配氣機構相當復雜、制造成本高。因此，需要發明一種配氣機構零部件少、結構簡單的活塞氣缸機構。
發明內容為了解決上述問題，本實用新型提出的技術方案如下一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件、配氣座口和凸輪，所述配氣座口設置在氣缸活塞機構的氣缸機構固定件上，所述配氣位移件與所述配氣座口配合，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿與曲軸的連桿軸頸轉動連接，所述凸輪設置在所述曲軸的主軸頸上并控制所述配氣位移件對所述氣缸活塞機構配氣。在所述主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述凸輪上的凸輪齒輪嚙合。在所述氣缸活塞機構的氣缸套的兩端上設密封隔板，所述密封隔板與所述氣缸活塞機構的氣缸套固連，所述氣缸活塞機構的活塞設為雙頂活塞，所述雙頂活塞設置在所述氣缸套內，所述氣缸機構固定件設為所述密封隔板。所述氣缸活塞機構的活塞設為雙頂活塞，兩個所述雙頂活塞設置在所述氣缸活塞機構的氣缸套內，在所述氣缸套的兩端和兩個所述雙頂活塞之間設密封隔板，所述密封隔板與所述氣缸套固連，兩個所述雙頂活塞分別經連桿與相位不同的所述連桿軸頸轉動連接，在所述氣缸套上設配氣座口。一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件和凸輪，所述配氣位移件和所述凸輪設置在氣缸活塞機構的氣缸機構固定件上，所述配氣位移件受所述凸輪控制對所述氣缸活塞機構配氣，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿與曲軸的連桿軸頸轉動連接，在所述曲軸上的所述氣缸活塞機構所對應的主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述凸輪的凸輪軸上的凸輪軸齒輪嚙合。一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件和撞控凸輪，所述配氣位移件設置在氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件上并受所述撞控凸輪控制對所述氣缸活塞機構配氣，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿與曲軸的連桿軸頸轉動連接，所述撞控凸輪設置在所述曲軸的主軸頸上。一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件和撞控凸輪，所述配氣位移件設置在氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件上并受所述撞控凸輪控制對所述氣缸活塞機構配氣，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿與曲軸的連桿軸頸轉動連接，在所述曲軸上的所述氣缸活塞機構所對應的主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述撞控凸輪的凸輪軸上的凸輪軸齒輪嚙合。 所述配氣位移件設為配氣門。所述配氣位移件設為滑動配氣氣缸套。所述氣缸活塞機構的活塞設為滑動活塞，所述氣缸機構滑動件設為所述滑動活塞，所述氣缸活塞機構的氣缸套設為固定氣缸套，所述氣缸機構固定件設為所述固定氣缸套的氣缸蓋。所述氣缸活塞機構的活塞設為固定活塞，所述氣缸機構固定件設為所述固定活塞，所述氣缸活塞機構的氣缸套設為滑動氣缸套，所述氣缸機構滑動件設為所述滑動氣缸套的氣缸蓋。所述氣缸活塞機構的氣缸套設為由滑動配氣氣缸套和固定工作氣缸套構成，所述氣缸活塞機構的活塞設為對置活塞，所述配氣位移件設為滑動配氣氣缸套，所述滑動配氣氣缸套的端部與固定工作缸套的端部按正時關系密封配合或打開。在兩個對置活塞之間設貫通結構體。本實用新型的原理是將氣缸活塞機構的所述配氣門設置在靠近曲軸一側，并使所述配氣門受設置在所述曲軸的主軸頸上的凸輪控制，從而實現氣缸活塞機構按正時關系工作。本實用新型中，所謂的主軸頸包括主軸頸與連桿軸頸連接處的以主軸頸的旋轉中心為旋轉中心的曲柄。本實用新型中，所謂的氣缸機構固定件是指所述氣缸活塞機構中的固定件，即與機體固連的部件，例如，固定氣缸套、固定工作氣缸套或固定活塞。本實用新型中，所謂的氣缸機構滑動件是指所述氣缸活塞機構中的滑動件，即與所述曲軸的連桿軸頸轉動連接的部件，例如，滑動氣缸套或滑動活塞。本實用新型中，在將所述配氣位移件設置在所述氣缸機構固定件的結構中，在所述氣缸機構固定件上應設配氣座口，所述配氣座口與所述配氣位移件相配合。本實用新型中，在將所述配氣位移件設置在所述氣缸機構滑動件的結構中，在所述氣缸機構滑動件上應設配氣座口，所述配氣座口與所述配氣位移件相配合。本實用新型中，所謂的配氣位移件是指在凸輪的作用下，能夠產生位移的部件，例如，所述配氣門和所述滑動配氣氣缸套。本實用新型中，所謂的配氣門是指進氣門、排氣門和供氣門，其作用是與配氣座口相配合并在所述凸輪或所述撞控凸輪的作用下按正時關系將所述配氣座口打開或關閉，從而實現配氣的部件。本實用新型中，所謂的供氣門是指將所述氣缸活塞機構內的壓縮氣體導出的氣門。本實用新型中，所謂的滑動配氣氣缸套是指端部與所述固定氣缸套的端部相配合，端部與所述固定工作氣缸套的端部相配合，或端部與所述滑動氣缸套的端部相配合的在所述凸輪作用下或在所述撞控凸輪的作用下通過自身滑動進行配氣的氣缸套。本實用新型中，所謂的撞控凸輪是指能夠使設置在運動體上的受控部件發生位移或偏轉的凸輪，這種凸輪的特點是，當運動件攜帶受控件趨近所述撞控凸輪時(或根據相對運動原理，當撞控凸輪趨近于受控件時)，凸輪形線上的接觸點(線)所在圓的半徑隨著凸輪的轉動不斷縮小以達到減少撞擊力之目的，當受控件的運動速度為零時，撞擊凸輪形線上的接觸點(線)所在圓的半徑隨著凸輪的轉動不斷增加。本實用新型中，所述撞控凸輪能夠使設置在由所述工作氣缸套和所述配氣氣缸套組成的運動體上的配氣氣缸套發生位移或偏轉，當所述配氣氣缸套趨近所述撞控凸輪時(或根據相對運動原理，當撞控凸輪趨近于所述配氣氣缸套時)，所述撞控凸輪形線上的接觸點(線)所在圓的半徑隨著凸輪的轉動不斷縮小以達到減少撞擊力之目的；當所述配氣氣缸套的運動速度為零時，撞擊所述撞控凸輪上的接觸點(線)所在圓的半徑隨著凸輪的轉動不斷增加。本實用新型中，所謂的貫通結構體是指具有截面積小于所述氣缸套內部空間截面積的連通通道的結構體，所述貫通結構體設置的目的是為了使壓縮沖程完了時的所述固定氣缸套內的氣體工質被壓入所述貫穿結構體內的空間內，以有利于燃油擴散混合形成良好的燃燒環境。本實用新型中，所謂的“所述曲軸上的所述氣缸活塞機構所對應的主軸頸”是指所述氣缸活塞機構所對應的曲軸段上的主軸頸。本實用新型中，應根據熱能與動力及氣體壓縮領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統。本實用新型的有益效果如下本實用新型結構簡單，制造成本低，可靠性高，配氣精準。
圖1所示的是本實用新型實施例1的結構示意圖；圖2所示的是本實用新型實施例2的結構示意圖；圖3所示的是本實用新型實施例3的結構示意圖；圖4所示的是本實用新型實施例4的結構示意圖；圖5所示的是本實用新型實施例5的結構示意圖；圖6所示的是本實用新型實施例6的結構示意圖；圖7所示的是本實用新型實施例7的結構示意圖；圖8所示的是本實用新型實施例8的結構示意圖；圖9所示的是本實用新型實施例9的結構示意圖，圖中I凸輪、11撞控凸輪、12凸輪軸齒輪、2連桿、3曲軸、41進氣口、42排氣口、6滑動活塞、66對置活塞、67雙頂活塞、7固定氣缸套、71固定工作氣缸套、8固定活塞、9滑動氣缸套、91滑動配氣氣缸套、20密封隔板。
具體實施方式
實施例1如圖1所示的曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件、配氣座口和凸輪1，所述配氣座口設置在氣缸活塞機構的氣缸機構固定件上，所述配氣位移件與所述配氣座口配合，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿2與曲軸3的連桿軸頸轉動連接，所述凸輪I設置在所述曲軸3的主軸頸上并控制所述配氣位移件對所述氣缸活塞機構配氣。本實施例中，所述配氣位移件設為配氣門，所述氣缸活塞機構的活塞設為滑動活塞6,所述氣缸活塞機構的氣缸套設為固定氣缸套7,所述的滑動活塞6即為所述氣缸機構滑動件，所述固定氣缸套7即為所述氣缸機構固定件，在所述固定氣缸套7的氣缸蓋上設配氣座口，所述配氣座口包括進氣口 41和排氣口 42，在所述進氣口 41處設進氣門，在所述排氣口 42處設排氣門，所述進氣門和所述排氣門分別受兩個所述凸輪I控制。所述曲軸凸輪配氣機構可以以四沖程發動機模式進行工作，也可以以二沖程發動機模式進行工作，也可以以氣體壓縮機模式進行工作。當所述曲軸凸輪配氣機構以發動機四沖程模式進行工作時，在所述氣缸活塞機構在所述主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述凸輪I的凸輪齒輪嚙合，所述齒輪和所述凸輪齒輪使所述凸輪I的轉速是所述曲軸3轉速的一半，從而控制所述曲軸3旋轉兩周時(即所述滑動活塞6在上止點和下止點往復運動兩次)，所述進氣門和所述排氣門分別打開一次。當所述曲軸凸輪配氣機構以發動機二沖程模式進行工作時，所述凸輪I與所述曲軸3固定連接，可在所述進氣口 41處設掃氣泵。當所述曲軸凸輪配氣機構以氣體壓縮機模式進行工作時，可在所述排氣口 42處接用氣單元。實施例2如圖2所示的曲軸凸輪配氣機構，其與實施例1的區別在于所述進氣口 41設在所述固定氣缸套7的側壁上，具體為設置在所述滑動活塞6的下止點附近的位置。本實施例可按照二沖程發動機工作模式進行工作，當所述滑動活塞6處于下止點A時，所述進氣口 41和所述排氣口 42處于打開狀態，所述進氣口 41處接有掃氣泵，所述掃氣泵向所述氣缸活塞機構的氣缸內通入壓縮氣體，強制掃氣排出缸內殘余廢氣，所述滑動活塞6向上止點運動時，關閉進氣口 41之前，由所述凸輪I控制的排氣門先關閉，當所述滑動活塞6接近于上止點B時,進行噴油點火,所述滑動活塞6繼續運行到上止點B,此時,氣缸內氣體的壓力和溫度迅速升高，推動所述滑動活塞6下行做功，當所述滑動活塞6下行到C時，所述排氣門打開，氣缸內的氣體由所述排氣口 42排出，當所述滑動活塞6繼續下行運動到所述進氣口 41打開時，開始進入壓縮氣體，并將廢氣強制從所述排氣口 42排出氣缸，然后，進入下一個循環。實施例3如圖3所示的曲軸凸輪配氣機構，其與實施例1的區別在于所述氣缸活塞機構的活塞設為固定活塞8,所述氣缸活塞機構的氣缸套設為滑動氣缸套9,所述氣缸機構固定件設為所述固定活塞8，所述氣缸機構滑動件設為所述滑動氣缸套9，在所述固定活塞8上設配氣座口，所述配氣座口包括進氣口 41和排氣口 42，在所述進氣口 41處設進氣門，在所述排氣口 42處設排氣門，所述進氣門和所述排氣門分別受兩個所述凸輪I控制。實施例4如圖4所示的曲軸凸輪配氣機構，其與實施例3的區別在于所述進氣口 41設在所述滑動氣缸套9的側壁上，具體為設置在所述固定活塞8的下止點附近的位置。[0059]本實施例可按照二沖程發動機工作模式進行工作。實施例5如圖5所示的曲軸凸輪配氣機構，其與實施例1的區別在于所述氣缸活塞機構的氣缸套設為由滑動配氣氣缸套91和固定工作氣缸套71構成，所述氣缸活塞機構的活塞設為對置活塞66，所述配氣位移件設為滑動配氣氣缸套91，在所述固定工作氣缸套71上設配氣座口，所述滑動配氣氣缸套91的端部與所述固定工作缸套71的端部按正時關系密封配合或打開所述配氣座口。本實施例中，所述配氣位移件設為滑動配氣氣缸套91，所述對置活塞66即為所述氣缸機構滑動件，所述固定工作氣缸套71即為所述氣缸機構固定件，在所述固定工作氣缸套71上兩處設配氣座口 進氣口 41和排氣口 42，所述滑動配氣氣缸套91受所述凸輪I控制，所述對置活塞66分別受兩個所述連桿2與所述曲軸3轉動連接。本實施例的工作過程為當所述對置活塞66處于下止點時，此時所述排氣口 42打開，所述氣缸活塞機構通過所述固定工作氣缸套71上的所述進氣口 41進入大量新鮮壓縮空氣，掃除氣缸內的尾氣；當所述對置活塞66由下止點向上止點運動，所述滑動配氣氣缸套91依靠所述凸輪I的推力，逐漸向所述固定工作氣缸套71的A點運動，所述排氣口逐漸先被關閉，隨著所述對置活塞66向上止點運動，所述進氣口關閉進氣過程結束，且所述氣缸活塞機構內的空氣再次被壓縮，然后發生燃燒化學反應，推動所述對置活塞66向下止點運動，且所述滑動配氣氣缸套91開始遠離所述固定工作氣缸套71的A點，所述排氣口 42先打開進行排氣，然后所述進氣口 41打開掃除氣缸內的尾氣；依此進行下一循環。可選擇地，在兩個對置活塞66之間設貫通結構體。實施例6如圖6所示的曲軸凸輪配氣機構，其與實施例1的區別在于在所述氣缸活塞機構的氣缸套的兩端上設密封隔板20，所述密封隔板20與所述氣缸活塞機構的氣缸套固連，所述氣缸活塞機構的活塞設為雙頂活塞67,所述雙頂活塞67設置在所述氣缸套內，所述氣缸機構固定件設為所述密封隔板20。可選擇地，所述雙頂活塞67設有兩個，兩個所述雙頂活塞67設置在所述氣缸活塞機構的氣缸套內，在所述氣缸套的兩端和兩個所述雙頂活塞67之間設密封隔板20，所述密封隔板20與所述氣缸套固連，所述氣缸機構固定件設為靠近所述曲軸3的所述密封隔板20，兩個所述雙頂活塞67分別經連桿2與相位不同的所述連桿軸頸轉動連接，在所述氣缸套上設配氣座口。實施例7如圖7所示的曲軸凸輪配氣機構，其與實施例1的區別在于所述配氣座口和所述凸輪I設置在氣缸活塞機構的氣缸機構固定件上，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿2與曲軸3的連桿軸頸轉動連接，受所述凸輪I控制對所述氣缸活塞機構配氣，在所述曲軸3上的所述氣缸活塞機構所對應的主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述凸輪I的凸輪軸上的凸輪軸齒輪12嚙合。實施例8如圖8所示的曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件和撞控凸輪11，所述配氣位移件設置在氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件上，并受所述撞控凸輪11控制對所述氣缸活塞機構配氣，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿2與曲軸3的連桿軸頸轉動連接，所述撞控凸輪11設置在所述曲軸3的主軸頸上。本實施例中，所述的配氣位移件設為配氣門，所述配氣門設為分別與進氣口 41和排氣口 42對應的進氣門和排氣門，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件設為滑動氣缸套
9,所述氣缸活塞機構的氣缸機構固定件設為固定活塞8。當所述配氣門與所述撞控凸輪11開始接觸時，所述配氣門發生位移，使所述配氣門打開。所述撞控凸輪11形線上的接觸點(線)所在圓的半徑隨著所述撞控凸輪11的轉動不斷縮小，使所述配氣門上的撞擊力得到減小。當所述配氣門的運動速度為零時，所述撞控凸輪11形線上的接觸點(線)所在圓的半徑隨著所述撞控凸輪11的轉動不斷增加，所述撞控凸輪11和所述配氣門之間的相互作用過程是接觸(撞擊)-減速-受控-脫離，周而復始。所述撞控凸輪11設置的目的是為了使所述配氣門與所述撞控凸輪11之間的撞擊降至最低程度并對所述配氣門實施有效控制，達到精準配氣之目的。所述撞控凸輪11可以是完整的撞控凸輪11，也可以是半撞控凸輪11或撞控凸輪11的一部分。可選擇地，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件設為滑動活塞6，所述氣缸活塞機構的氣缸機構固定件設為固定氣缸套7。可選擇地，所述氣缸活塞機構的氣缸套設為由滑動配氣氣缸套91和固定工作氣缸套71構成，所述氣缸活塞機構的活塞設為對置活塞66，所述配氣位移件設為滑動配氣氣缸套91，所述滑動配氣氣缸套91的端部與固定工作缸套71的端部按正時關系密封配合或打開。實施例9如圖9所示的曲軸凸輪配氣機構，其與實施例8的區別在于在所述曲軸3上的所述氣缸活塞機構所對應的主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述撞控凸輪11的凸輪軸上的凸輪軸齒輪12嚙合。顯然，本實用新型不限于以上實施例，根據本領域的公知技術和本實用新型所公開的技術方案，可以推導出或聯想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件、配氣座口和凸輪(1)，其特征在于所述配氣座口設置在氣缸活塞機構的氣缸機構固定件上，所述配氣位移件與所述配氣座口配合，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿(2)與曲軸(3)的連桿軸頸轉動連接，所述凸輪(I)設置在所述曲軸(3)的主軸頸上并控制所述配氣位移件對所述氣缸活塞機構配氣。
2.如權利要求1所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于在所述主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述凸輪(I)上的凸輪齒輪嚙合。
3.如權利要求1所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于在所述氣缸活塞機構的氣缸套的兩端上設密封隔板(20)，所述密封隔板(20)與所述氣缸活塞機構的氣缸套固連，所述氣缸活塞機構的活塞設為雙頂活塞(67)，所述雙頂活塞(67)設置在所述氣缸套內，所述氣缸機構固定件設為所述密封隔板(20)。
4.如權利要求1所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于所述氣缸活塞機構的活塞設為雙頂活塞(67 )，兩個所述雙頂活塞(67 )設置在所述氣缸活塞機構的氣缸套內，在所述氣缸套的兩端和兩個所述雙頂活塞(67)之間設密封隔板(20)，所述密封隔板(20)與所述氣缸套固連，兩個所述雙頂活塞(67)分別經連桿(2)與相位不同的所述連桿軸頸轉動連接，在所述氣缸套上設配氣座口。
5.一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件和凸輪(1)，其特征在于所述配氣位移件和所述凸輪(I)設置在氣缸活塞機構的氣缸機構固定件上，所述配氣位移件受所述凸輪(I)控制對所述氣缸活塞機構配氣，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿(2)與曲軸(3)的連桿軸頸轉動連接，在所述曲軸(3)上的所述氣缸活塞機構所對應的主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述凸輪(I)的凸輪軸上的凸輪軸齒輪嚙合。
6.一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件和撞控凸輪(11)，其特征在于所述配氣位移件設置在氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件上并受所述撞控凸輪(11)控制對所述氣缸活塞機構配氣，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿(2)與曲軸(3)的連桿軸頸轉動連接，所述撞控凸輪(11)設置在所述曲軸(3)的主軸頸上。
7.—種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件和撞控凸輪(11)，其特征在于所述配氣位移件設置在氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件上并受所述撞控凸輪(11)控制對所述氣缸活塞機構配氣，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿(2)與曲軸(3)的連桿軸頸轉動連接，在所述曲軸(3)上的所述氣缸活塞機構所對應的主軸頸上設齒輪，所述齒輪與設置在所述撞控凸輪(11)的凸輪軸上的凸輪軸齒輪嚙合。
8.如權利要求1、5至7中任一項所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于所述配氣位移件設為配氣門。
9.如權利要求1、5至7中任一項所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于所述配氣位移件設為滑動配氣氣缸套(5)。
10.如權利要求1、5至7中任一項所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于所述氣缸活塞機構的活塞設為滑動活塞(6)，所述氣缸機構滑動件設為所述滑動活塞(6)，所述氣缸活塞機構的氣缸套設為固定氣缸套(7)，所述氣缸機構固定件設為所述固定氣缸套(7)的氣缸至JHL ο
11.如權利要求1、5至7中任一項所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于所述氣缸活塞機構的活塞設為固定活塞(8)，所述氣缸機構固定件設為所述固定活塞(8)，所述氣缸活塞機構的氣缸套設為滑動氣缸套(9),所述氣缸機構滑動件設為所述滑動氣缸套(9)的氣缸至JHL ο
12.如權利要求1或6所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于所述氣缸活塞機構的氣缸套設為由滑動配氣氣缸套(91)和固定工作氣缸套(71)構成，所述氣缸活塞機構的活塞設為對置活塞(66)，所述配氣位移件設為滑動配氣氣缸套(91 )，所述滑動配氣氣缸套(91)的端部與固定工作缸套(71)的端部按正時關系密封配合或打開。
13.如權利要求12所述曲軸凸輪配氣機構，其特征在于在兩個對置活塞(66)之間設貫通結構體。
專利摘要一種曲軸凸輪配氣機構，包括配氣位移件、配氣座口和凸輪，所述配氣座口設置在氣缸活塞機構的氣缸機構固定件上，所述配氣位移件與所述配氣座口配合，所述氣缸活塞機構的氣缸機構滑動件經連桿與曲軸的連桿軸頸轉動連接，所述凸輪設置在所述曲軸的主軸頸上并控制所述配氣位移件對所述氣缸活塞機構配氣。本實用新型結構簡單，制造成本低，可靠性高，配氣精準。
文檔編號F02B75/28GK202900340SQ20122038203
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月2日 優先權日2011年8月29日
發明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司