双槽槽轮机构及使用该槽轮机构的发动机

摘要

本发明涉及机械设计及发动机技术领域，尤其是一种双槽槽轮机构及使用该槽轮机构的发动机。本发明的槽轮机构包括旋转结构体、槽轮和销轴，所述槽轮上设置两个相互对称的销槽和两个相互对称的凹锁止弧面，所述旋转结构体上设置能够与所述凹锁止弧面配合的凸锁止弧面；所述销轴设在销轴连接件上，并在销轴连接件的带动下做与所述旋转结构体旋转方向相反、角速度相同的公转运动，并且能在旋转过程中与所述销槽配合；所述销轴公转轨迹的半径大于所述销轴公转轨迹的中心至槽轮轴的距离。本发明槽轮机构将销槽数减少到两个，槽轮每次转动角度增大到180度，扩大了槽轮机构的应用范围。

说明书

技术领域

本发明涉及机械设计及发动机技术领域，尤其是一种双槽槽轮机构及使用该槽轮机构的发动机。

背景技术

槽轮机构（马尔他结构、日内瓦机构）能将主动轴的均匀连续转动转换成从动轴的间歇转动。现有技术中的传动槽轮机构要求槽数至少为3个，从动轴连续两次停歇之间转过的角度小于120度，因此现有的传动槽轮机构的应用具有一定的局限。如果将现有槽轮机构的槽数减小到2个，应用在发动机技术领域，可以使活塞在上下止点位置停止运动，从而实现斯特林循环的两个等容过程。

发明内容

本发明克服现有技术的局限，提供了一种只有两个销槽的双槽槽轮机构；将其应用在发动机技术领域可以优化发动机的工作循环。

本发明提出的技术方案如下：

一种双槽槽轮机构，包括旋转结构体、槽轮和销轴，所述槽轮上设置两个相互对称的销槽和两个相互对称的凹锁止弧面，所述旋转结构体上设置能够与所述凹锁止弧面配合的凸锁止弧面；所述销轴设在销轴连接件上，并在所述销轴连接件的带动下做与所述旋转结构体旋转方向相反、角速度相同的公转运动，并且能在旋转过程中与所述销槽配合；所述销轴公转轨迹的半径大于所述销轴公转轨迹的中心至槽轮轴的距离。

所述销轴经所述销轴连接件与所述旋转结构体相互驱动。

销轴连接件设为正向轮，所述旋转结构体设为反向轮。

所述正向轮和所述反向轮为齿轮结构。

所述正向轮和所述反向轮设为互相啮合的两个齿轮。

所述正向轮和所述反向轮共轴设置，所述正向轮和所述反向轮之间通过锥齿轮连接实现联动。

一种使用上述双槽槽轮机构的发动机，包括气缸活塞机构和曲轴，所述曲轴的旋转轴与所述槽轮机构的所述槽轮轴固定连接。

一种使用上述双槽槽轮机构的发动机，包括气缸活塞机构，所述气缸活塞机构的活塞通过连杆与所述双槽槽轮机构的所述槽轮连接，所述连杆与所述槽轮为转动连接，并且连接位置偏离所述槽轮轴。

本发明的原理是：与所述销轴固定连接的所述销轴连接件带动所述销轴，所述销轴在所述销槽中推动所述槽轮转动，所述销轴连接件和所述槽轮转动方向相同。所述旋转结构体上的所述凸锁止弧面与所述槽轮上的凹锁止弧面配合，用于在所述销轴脱离所述槽轮的所述销槽时，阻止所述槽轮运动。

本发明中，所述正向轮绕正向轮轴转动，所述反向轮绕反向轮轴转动，所述槽轮绕槽轮轴转动。

本发明中，根据机械设计及发动机技术领域公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。

本发明的有益效果如下：

本发明槽轮机构将销槽数减少到两个，槽轮每次转动角度增大到180度，扩大了槽轮机构的应用范围。此外，将本发明中的槽轮机构应用于发动机技术领域，可用于实现斯特林循环的两个等容过程，优化了发动机工作循环，提高了发动机的效率。

附图说明

图1、图2、图3是实施例1所述双槽槽轮机构的结构示意图；

图4是图1的A-A截面视图；

图5、图6是实施例2所述双槽槽轮机构的结构示意图；

图7、图8、图9是实施例3所述双槽槽轮机构的结构示意图；

图10是图7的B-B截面视图；

图11是实施例4所述发动机的结构示意图；

图12是实施例5所述发动机中槽轮与气缸活塞机构连接结构示意图；

图13是图12的C-C截面视图。

图中：

1槽轮、2销轴、3销槽、4凹锁止弧面、5凸锁止弧面、51反向旋转弧体、6槽轮轴、7锥齿轮、8旋转轴、9活塞、10正向轮、101正向轮轴、11连接杆、12连杆、13连杆轴颈、14传动齿轮、20反向轮。

具体实施方式

实施例1

图1至图4所示的槽轮机构，包括旋转结构体、槽轮1和销轴2，所述槽轮1上设置两个相互对称的销槽3和两个相互对称的凹锁止弧面4，所述旋转结构体上设置能够与所述凹锁止弧面4配合的凸锁止弧面5；所述销轴2设在销轴连接件上，并在所述销轴连接件的带动下做与所述旋转结构体旋转方向相反、角速度相同的公转运动；所述销轴2能在旋转过程中与所述销槽3配合间歇的推动所述槽轮1做与所述销轴连接件方向相同的自转运动；所述旋转结构体在旋转过程中，并在所述槽轮1的转动间歇时，能够使所述凸锁止弧面5与所述凹锁止弧面4配合阻止所述槽轮1转动，从而实现所述槽轮1在转动间歇时的静止；所述销轴2公转轨迹的半径大于所述销轴2公转轨迹的中心至槽轮轴6的距离。

本实施例中，将所述旋转结构体具体的设为了反向轮20，将所述销轴连接件具体的设为了正向轮10；所述正向轮10和所述反向轮20为互相啮合的两个齿轮；所述正向轮10和所述反向轮20转动方向相反，转动角速度相同。所述销轴2通过连接杆11固定在所述正向轮10上并随所述正向轮10转动；在所述反向轮20上设反向旋转弧体51，并将所述方向旋转弧体51的外表面作为所所述凸锁止弧面5，在所述正向轮10与所述反向轮20转动过程中，所述凸锁止弧面5能够交替与两个相互对称的所述凹锁止弧面4相配合。

如图1-4所示，本实施例槽轮机构工作时，逆时针转动的所述正向轮10带动所述销轴2和所述反向轮20运动，所述反向轮20为顺时针转动。

在图1所示的位置上，所述销轴2进入所述销槽3，并带动所述槽轮1逆时针转动，此时所述反向旋转弧体51上位于弧形开口的前方（以旋转方向为参照）的端点位于所述凹锁止弧面4的中部。

当所述正向轮10带动所述销轴2运动到如图2所示位置之后，所述销轴2将逐渐退出所述销槽3。

当所述正向轮10带动所述销轴2运动到如图3所示位置之后，所述销轴2离开所述销槽3，此时所述反向旋转弧体51上位于弧形开口的后方（以旋转方向为参照）的的端点位于所述凹锁止弧面4的中部。所述正向轮10继续逆时针旋转，所述反向旋转弧体51上的所述凸锁止弧面5和所述凹锁止弧面4配合，阻止所述槽轮1转动。所述正向轮10带动所述销轴2转动至图中左侧的销槽3处后，重复以上过程。

本实施例中所述正向轮10和所述反向轮20采用齿轮啮合的方式，具有结构简单，工作稳定可靠的优点。当然，如果采用例如电控的方式控制所述正向轮10和所述反向轮20的进行满足工作条件的转动，亦可以实现本发明的目的。

本实施例中，所述销轴2经所述销轴连接件与所述旋转结构体相互驱动，作为可以变换的实施方式，所述旋转结构体可以依靠外力驱动。

实施例2

如图5-6所示的一种槽轮机构，其与实施例1的区别在于：所述正向轮10和所述反向轮20不是直接啮合的；所述正向轮10和所述反向轮20之间设置两个传动齿轮14，以增大所述正向轮10和所述反向轮20之间的距离以及所述正向轮10和所述槽轮1之间的距离。为适应上述改变，需要相应的增大所述销轴2和正向轮轴101之间的距离，以使所述销轴2可以与所述销槽3准确配合。

本实施例的改进，可以用于调整所述槽轮1的停歇时间。

实施例3

如图7-10所示的槽轮机构，其与实施例1的区别在于：所述正向轮10和所述反向轮20共轴设置。如图10所示，所述正向轮10和所述反向轮20为对置的锥齿轮结构，所述正向轮10和所述反向轮20通过锥齿轮7连接以实现联动。本实施例的改进，可以使槽轮机构的结构更加紧凑。

本发明在所述正向轮10和所述反向轮20设为齿轮时，还可以采用其它的联动方式，只要能够使两者转动角速度相同、转动方向相反就可以。

实施例4

如图11所示的发动机，包括气缸活塞机构和曲轴，所述曲轴的旋转轴8和实施例1中所述槽轮轴6固定连接，所述气缸活塞机构中的活塞9通过连杆12与曲轴上的连杆轴颈13活动连接。设置发动机的工作时序，使所述活塞9位于上止点和下止点位置时，与所述曲轴连接的所述槽轮1处于锁止状态，即此时的所述销轴2已脱离所述销槽3。

通过实施例中的槽轮机构控制所述发动机的活塞处于上止点和下止点时，活塞处于停滞状态，气缸内可完成斯特林循环的等容过程。因此可用于斯特林发动机及其他适合斯特林循环的发动机。

实施例5

一种发动机，其与实施例4的区别在于：如图12-13（图中省略了双槽槽轮机构的其余部分，仅作为槽轮与气缸活塞机构之间连接关系示意）所示，气缸活塞机构的活塞9通过连杆12与所述双槽槽轮机构的槽轮1连接，所述连杆12与所述槽轮1为转动连接，并且连接位置偏离所述槽轮轴6。

本实施例使用所述槽轮1替代传统的曲轴机构，所述连杆12连接在所述槽轮1上偏离所述槽轮轴6的位置，所述槽轮1相当于传统曲轴机构中的曲柄臂，从而使本实施例的整体结构更为紧凑。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。