專利名稱：對撞齒輪內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用一種可以逆向運行的，把往復(fù)的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)槌环较蛐D(zhuǎn)的齒輪傳動系統(tǒng)的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。齒輪傳動系統(tǒng)采用內(nèi)齒輪組以及上面的凸輪機構(gòu)和齒輪軸的傳動來替代曲軸和連桿的傳動。本發(fā)明的齒輪傳動系統(tǒng)能廣泛應(yīng)用于各種車用內(nèi)燃機、坦克的大功率渦輪增壓柴油機和船用低速柴油機等。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機都是采用曲軸和連桿來輸出動力的，盡管傳遞動力的效率并不理想。根據(jù)申請?zhí)?01010126800. X，名稱為“齒輪傳動內(nèi)燃機”的說明書所述，該發(fā)明采
用齒輪傳動來提高往復(fù)活塞式內(nèi)燃機的動力輸出效率，內(nèi)燃機的活塞對置、汽缸對置。由于采用了輪套和滾輪的設(shè)計方案，制造和安裝比較困難。根據(jù)2011年2月16日公開的申請?zhí)?01010500514. 5，名稱為“齒輪傳動(OPOC)內(nèi)燃機”的說明書所述，該發(fā)明取消了輪套和滾輪的結(jié)構(gòu)，很適用于對置活塞、對置氣缸OPOC 結(jié)構(gòu)的直噴、渦輪增壓的兩沖程內(nèi)燃機。但是，對于四沖程的四汽缸內(nèi)燃機而言，在傳遞動力時會產(chǎn)生寄生的摩擦阻力，使傳遞動力的效率降低。而四沖程的四汽缸內(nèi)燃機是一種技術(shù)非常成熟，使用十分廣泛的內(nèi)燃機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的往復(fù)活塞式對撞齒輪內(nèi)燃機至少包括一套齒輪傳動系統(tǒng)。改進(jìn)后的設(shè)計方案和工作方法能夠避免齒輪傳動系統(tǒng)在傳遞動力時產(chǎn)生寄生的摩擦阻力，并且結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝很方便，提高了齒輪傳動系統(tǒng)的可靠性和實用性。汽缸和活塞水平對置在齒輪軸的兩側(cè)，左右相對的汽缸在上止點同時著火燃燒。 在燃?xì)馀蛎浀淖饔孟?，凸輪機構(gòu)發(fā)生對撞，承受和平衡活塞的推力，并保證內(nèi)齒輪組和齒輪軸的正常嚙合。隨著齒輪軸的慣性轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒輪組在活塞的推動下運動，產(chǎn)生力偶矩拖動齒輪軸旋轉(zhuǎn)，輸出動力?；钊a(chǎn)生的作用力不再傳遞到齒輪軸上，也不再由箱體承受。齒輪軸沒有徑向力，活塞也沒有側(cè)向力，能有效降低工作的摩擦阻力，提高傳遞動力的效率。在內(nèi)齒輪組拖動齒輪軸時，中間有一半以上的行程是由齒條直接拖動齒輪軸的?？梢园妖X輪傳動系統(tǒng)設(shè)計成通過上止點后直接用齒條來拖動齒輪軸，就像炮彈在炮膛內(nèi)發(fā)射一樣。但是零部件的加速度在瞬間發(fā)生急劇變化時會造成強大的沖擊而損壞。內(nèi)燃機必須能夠長時期穩(wěn)定的工作，所以內(nèi)齒輪組采用長圓形的設(shè)計，使對撞齒輪內(nèi)燃機能夠長久的平穩(wěn)工作。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述往復(fù)活塞式對撞齒輪內(nèi)燃機的齒輪傳動系統(tǒng)主要由固定在箱體內(nèi)的軸[7]和滾輪[4]、可以在滾輪[4]之間左右移動的兩端各有一個朝相反方向伸出的活塞(活塞[la]、 活塞[lb]和活塞[lc]、活塞[Id])的滑槽[2a]和滑槽[2b]、滑槽[2a]和滑槽[2b]中的滑塊[8]和彈簧[9]、可以在滑槽[2a]和滑槽[2b]的滑槽內(nèi)上下移動的上下各有一個伸出的凸輪[5a]和凸輪[5b]的內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]、凸輪[5a]和凸輪[5b]上的滾子 [11]和銷軸[12]、兩端裝有軸承[10]的齒輪軸[6]等組成。與活塞相關(guān)聯(lián)有兩對汽缸，每一對汽缸相對于齒輪軸[6]沿徑向?qū)χ?，活塞位于汽缸?nèi)。 滑槽[2a]、滑槽[2b]中間開口的滑槽寬度和內(nèi)齒輪[3a]、內(nèi)齒輪[3b]的寬度相等。內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]可以在滑槽[2a]、滑槽[2b]內(nèi)上下移動，滑塊[8]和彈簧起到定位和緩沖吸能的作用。內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]相同，分別和齒輪軸[6]嚙
I=I ο齒輪的齒形是漸開線形直齒，也可以采用短齒形，內(nèi)齒輪組繞齒輪軸在徑向平面內(nèi)傳遞動力，不會產(chǎn)生分力。齒輪的模數(shù)可以采用第二標(biāo)準(zhǔn)或者非標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)。內(nèi)齒輪的齒數(shù)是整數(shù)的，內(nèi)齒輪中的半圓內(nèi)齒輪和齒條上的齒數(shù)可以是分?jǐn)?shù)的。由

圖1所見，內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]套在齒輪軸[6]上，其整體受到上下和左右二個約束，能在齒輪軸[6]徑向的平面內(nèi)移動。內(nèi)齒輪[3a]、內(nèi)齒輪[3b]分別和齒輪軸 [6]嚙合傳遞動力。本分明的關(guān)鍵所在就是保證內(nèi)齒輪組和齒輪軸的正常嚙合，這個正常嚙合的約束來自和其相鄰平行的另一組相同的內(nèi)齒輪所伸出的凸輪組上。兩個齒輪傳動裝置相對安裝，互相約束，組成一套齒輪傳動系統(tǒng)。圖1中位于齒輪軸[6]兩側(cè)的活塞[la]和活塞[Id]處于上止點位置，當(dāng)汽缸內(nèi)的混合燃汽被同時壓縮點燃后，高壓燃?xì)馔瑫r推動活塞[la]和活塞[Id]運動，使滑槽[2a] 和滑槽[2b]向中間移動，內(nèi)齒輪[3a]和上下兩個凸輪[5a] —起向右移動，內(nèi)齒輪[3b]和上下兩個凸輪[5b] —起左移動，凸輪[5a]的右端和凸輪[5b]左端發(fā)生對撞。此時內(nèi)齒輪 [3a]和內(nèi)齒輪[3b]受到約束，不能左右移動和離開齒輪軸[6]并且保持正常嚙合。內(nèi)齒輪 [3a]最右端和齒輪軸[6]的右側(cè)嚙合；內(nèi)齒輪[3b]最左端和齒輪軸[6]的左側(cè)嚙合。隨著齒輪軸[6]順時針的慣性旋轉(zhuǎn)，平衡狀態(tài)被破壞。在齒輪軸[6]的帶動下，內(nèi)齒輪[3a] 和齒輪軸[6]的嚙合點開始從最右端逆時針向上轉(zhuǎn)移；內(nèi)齒輪[3b]和齒輪軸[6]的嚙合點開始從最左端逆時針向下轉(zhuǎn)移。內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]的形狀相同，可以是長圓形的， 也可以是帶圓角的長方形等。為了圖示清楚，圖中只畫了齒輪的中線，即分度圓直徑。凸輪 [5a]和凸輪[5b]的截面形狀同內(nèi)齒輪[3a]、內(nèi)齒輪[3b]和齒輪軸[6]正常嚙合時的運動軌跡相同，在平面內(nèi)隨內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b] —起移動并且在燃?xì)獾膲毫ο卤３纸佑|， 得到并保持對內(nèi)齒輪[3a]、內(nèi)齒輪[3b]和齒輪軸[8]的兩個嚙合點的離開齒輪軸[6]的徑向約束。滑槽[2a]左側(cè)的活塞[la]和滑槽[2b]右側(cè)的活塞[Id]在汽缸內(nèi)燃?xì)鈮毫Φ某掷m(xù)推動下，分別拖動內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]運動，產(chǎn)生力偶矩拖動齒輪軸[6]旋轉(zhuǎn)，開始對外輸出動力。齒輪的模數(shù)和內(nèi)齒輪組、齒輪軸上的齒數(shù)是根據(jù)內(nèi)燃機的工況、機械強度和使用壽命而定的。本發(fā)明實施例1的內(nèi)齒輪組的齒數(shù)是齒輪軸齒數(shù)的1.5倍，為30比20。所以內(nèi)齒輪繞齒輪軸一周，齒輪軸只轉(zhuǎn)動半周?；钊瓿伤膫€沖程，齒輪軸只能旋轉(zhuǎn)一周，與氣門凸輪軸的轉(zhuǎn)速相同。對撞齒輪內(nèi)燃機輸出功率的特征是低轉(zhuǎn)速、大扭矩。圖2是圖1的A-A剖面俯視圖。由圖2可見，此時內(nèi)齒輪在水平方向?qū)X輪軸的傳動角等于零，相當(dāng)于曲軸位于上止點的位置時。能夠保持平衡狀態(tài)是因為有內(nèi)齒輪組上的兩對凸輪相互頂著。在圖1中的齒輪軸[6]順時針旋轉(zhuǎn)9度，達(dá)到圖3所示的位置時，內(nèi)齒輪[3a]和
5齒輪軸[6]的嚙合點逆時針上移到45度的位置；內(nèi)齒輪[3b]和齒輪軸[6]的嚙合點逆時針下移到45度的位置。此時兩個凸輪[5a]和凸輪[5b]也隨動移位45度并保持接觸，對上述兩個嚙合點保持徑向約束?；钊鸞la]和活塞[Id]受汽缸內(nèi)燃料燃燒所產(chǎn)生的爆發(fā)力推動，內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]以45度的傳動角拖動齒輪軸[6]順時針旋轉(zhuǎn)，輸出扭距。圖3中的齒輪軸[6]的轉(zhuǎn)動角度是一個完整的沖程中的十分之一，相對于曲軸轉(zhuǎn)動十分之一時的18度傳動角而言，齒輪傳動系統(tǒng)傳遞動力的效率是曲軸和連桿的傳動效率的2.288倍(^1145° /sinl8° )。實施例2中的齒輪軸[22]的轉(zhuǎn)動角度是一個完整的沖程中的十分之一，相對于曲軸轉(zhuǎn)動十分之一時的18度傳動角而言，齒輪傳動系統(tǒng)傳遞動力的效率是曲軸和連桿的傳動效率的1.618倍(sin30° /sinl8° )。當(dāng)圖3中的齒輪軸[6]又順時針旋轉(zhuǎn)9度，到達(dá)圖4所示的位置時，內(nèi)齒輪[3a]和齒輪軸[6]的嚙合點又逆時針上移45度，到達(dá)90度的位置；內(nèi)齒輪[3b]和齒輪軸[6]的嚙合點又逆時針下移45度，到達(dá)90度的位置。此時兩個凸輪[6a]和兩個凸輪[6b]也隨動移位45度，并且保持接觸，對上述兩個嚙合點保持徑向約束。內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b] 以90度的傳動角一上一下拖動齒輪軸[6]順時針旋轉(zhuǎn)，全額輸出動力。圖4中的齒輪軸[6]的轉(zhuǎn)動角度是一個完整的沖程中的五分之一，相對于曲軸轉(zhuǎn)動五分之一時的36度傳動角而言，齒輪傳動系統(tǒng)傳遞動力的效率是曲軸和連桿的傳動效率的1. 7倍(sin90° /sin36° )。實施例2中的齒輪軸[22]的轉(zhuǎn)動角度是一個完整的沖程中的五分之一，相對于曲軸轉(zhuǎn)動五分之一時的36度傳動角而言，齒輪傳動系統(tǒng)傳遞動力的效率是曲軸和連桿的傳動效率的1.473倍(sin60° /sin36° )。僅僅從傳動角的理論分析，對撞齒輪內(nèi)燃機的機械傳動效率是傳統(tǒng)的曲軸傳動內(nèi)燃機的機械傳動效率的1. 5至2倍。就活塞在經(jīng)過上止點以后移動的距離而言，在分析上述兩個嚙合點的情況如下實施例1中活塞移動的距離略大于曲軸傳動中活塞移動的距離；實施例2中活塞移動的距離略小于曲軸傳動中活塞移動的距離。三者移動的距離非常接近，可以忽略不計。在圖4所示的位置中齒輪軸[6]又順時針旋轉(zhuǎn)27度，到達(dá)圖5所示的位置時，活塞[la]和活塞[Id]都處于汽缸中間位置。內(nèi)齒輪[3a]上面的齒條中點和齒輪軸[6]的上端嚙合；內(nèi)齒輪[3b]下面的齒條中點和齒輪軸[6]的下端嚙合。一右一左共同拖動齒輪軸[6]順時針運轉(zhuǎn)?；钊鸞lb]和活塞[lc]分別進(jìn)行壓縮沖程。兩個凸輪[5a]的上邊和兩個凸輪[5b]的下邊保持接觸并且跟隨移動，對上述兩個嚙合點保持徑向約束。圖6是圖 5的C向剖面圖。由圖6可見，凸輪[5a]和凸輪[5b]成E型，相互對插嚙合，保證齒輪傳動裝置正常運行。當(dāng)圖5中的齒輪軸[6]又順時針旋轉(zhuǎn)135度后，就回到了圖1所示的位置，完成了二個沖程。周而復(fù)始，隨著汽缸兩個一組的循環(huán)工作，齒輪軸[6]不斷旋轉(zhuǎn)，輸出有效功率。本發(fā)明中的實施例1中的的內(nèi)燃機是排氣量1. IL的車用內(nèi)燃機。大功率的內(nèi)燃機可以設(shè)計成雙活塞的，見圖7。往復(fù)活塞式對撞齒輪內(nèi)燃機的雙活塞的齒輪傳動系統(tǒng)主要由固定在上箱體[26] 和下箱體[24]上的導(dǎo)軌[18]、可以在導(dǎo)軌[18]之間左右移動的兩端各有二個朝相反方向伸出的活塞(活塞[15al]、活塞[15a2]、活塞[15bl]、活塞[15b2]和活塞[15cl]、活塞 [15c2]、活塞[15dl]、活塞[15d2])的滑槽[16a]和滑槽[16b]、可以在滑槽[16a]和滑槽[16b]的滑槽內(nèi)上下移動的上下各有一個伸出的凸輪[19a]和凸輪[19b]的內(nèi)齒輪[17a] 和內(nèi)齒輪[17b]、凸輪[19a]和凸輪[19b]上的滾子[20]和銷軸[21]、兩端裝有軸承[25] 的齒輪軸[22]、安裝在上箱體[26]和下箱體[24]之間的汽缸[23](見圖8和圖10)等組成。兩端裝有活塞的滑槽[2a]、滑槽[2b]和滑槽[16a]、滑槽[16b]采用開放式的C型構(gòu)造，寬度相等的內(nèi)齒輪可以從開口的一邊裝入并且上下移動。凸輪[19a]和凸輪[19b]的截面形狀同內(nèi)齒輪[17a]、內(nèi)齒輪[17b]和齒輪軸[22]正常嚙合時的運動軌跡相同。圖7也是齒輪傳動系統(tǒng)的壓力循環(huán)潤滑系統(tǒng)的示意圖，實施例1也采用相同的壓力循環(huán)潤滑系統(tǒng)。潤滑油從機油泵[13]泵出，經(jīng)過油管[14]進(jìn)人固定在上箱體[26]和下箱體[24]上的導(dǎo)軌[18]內(nèi)的通道，再進(jìn)入滑槽[16a]和滑槽[16b]上下的油槽潤滑摩擦面，并且通過滑槽[16a]和滑槽[16b]內(nèi)的通道達(dá)到汽缸壁以及內(nèi)齒輪[17a]和內(nèi)齒輪 [17b]上的油槽潤滑摩擦面，并且通過內(nèi)齒輪[17a]和內(nèi)齒輪[17b]內(nèi)的通道流出潤滑齒輪軸[22]和滾子[20]以及銷軸[21]。凡是摩擦面都采用壓力循環(huán)潤滑?；钊诠ぷ髦兄挥休S向摩擦，徑向沒有負(fù)荷，包括自重。這也是活塞和活塞環(huán)問世以來最佳的工作狀況和潤滑條件，就是使用沒有油性的天然氣和氫氣也毫無問題。由圖8可見，活塞和滑槽是固定在一起的，滑槽的槽型采用開放式的C型構(gòu)造，方便齒輪傳動系統(tǒng)的安裝。圖9和圖10是帶有汽缸[23]的對撞齒輪內(nèi)燃機的箱體簡圖。雙活塞的齒輪傳動系統(tǒng)安裝在上箱體[26]和下箱體[24]之間，兩端共有八個汽缸，汽缸[23]中的汽缸雙列雙排布置，上下兩個汽缸的水平平分線的位置(見圖7和圖10)可以上下偏離齒輪軸[22] 的水平中心線，使活塞的中心位置在作功沖程時更接近于內(nèi)齒輪中的齒條和齒輪軸[22] 的嚙合點，受力更加合理。符圖說明
圖1一-活塞[la]和活塞[Id]共同處于上止點時內(nèi)燃機的齒輪傳動系統(tǒng)示意圖。
圖2—一圖1的A-A剖面俯視圖。
圖3—一圖1中的齒輪軸[6]順時針旋轉(zhuǎn)9度后的示意圖。
圖4—一圖3中的齒輪軸[6]順時針旋轉(zhuǎn)9度后的示意圖。
圖5—一圖4中的齒輪軸[6]順時針旋轉(zhuǎn)27度后的示意圖。
圖6—一圖5的C向剖面圖。
圖7—一活塞[15al]、活塞[15a2]和活塞[15dl]、活塞[15d2]共同處于上止點時，兩端有雙活I(lǐng)I的對撞齒輪內(nèi)燃機的齒輪傳動系統(tǒng)及其壓力循環(huán)潤滑系統(tǒng)的示意圖。
圖8—一拆除上箱體[26]后的圖7的俯視圖。
圖9—一圖7的安裝汽缸的對撞齒輪內(nèi)燃機的箱體簡圖。
圖10—一圖9的側(cè)視圖。
圖中一一 la、lb、Ic和Id.活塞；2a和2b.滑槽；3a和3b.內(nèi)齒輪；4.滾輪；5a和
5b.凸輪；6.齒輪軸；7.軸；8.滑塊；9.彈簧；10.軸承；11.滾子；12.銷軸；13.機油泵； 14.油管；15al、15a2、15bl、15b2、15cl、15c2、15dl 和 15d2.活塞；16a 和 16b.滑槽；17a 和 17b.內(nèi)齒輪；18.導(dǎo)軌；19a和19b.凸輪；20.滾子；21.銷軸；22.齒輪軸；23.汽缸；24.下箱體；25.軸承；26.上箱體。
具體實施例方式實施例1 排氣量1. IL的車用對撞齒輪內(nèi)燃機，見圖1至圖6?，F(xiàn)代四沖程的車用內(nèi)燃機的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，本發(fā)明秉承了現(xiàn)代內(nèi)燃機的全部先進(jìn)技術(shù)和科研成果。由于采用了水平對置的汽缸設(shè)計，本實施例內(nèi)齒輪的兩端采用相同的半圓形內(nèi)齒輪，中間用兩個齒條聯(lián)接，使水平對置在兩端的活塞在上止點附近有個緩沖， 能像曲軸連桿傳動機構(gòu)中的活塞那樣工作。水平對置內(nèi)燃機的活塞運動的平衡性好，能相互抵消震動。曲軸傳動的水平對置內(nèi)燃機能保持650rpm的低速平穩(wěn)工作，相比其他形式內(nèi)燃機油耗更低。本發(fā)明的內(nèi)燃機沒有曲軸，優(yōu)點更明顯。沒有曲軸就不需要平衡配重，有助于提升轉(zhuǎn)速。內(nèi)燃機的活塞由箱體上的導(dǎo)軌承重，磨損大大減少，壓力循環(huán)潤滑也很方便。傳動軸采用滾動軸承，汽缸對置熱量分散，熱效率又比較高，需要散發(fā)的熱量少，可以采用油冷技術(shù)，使制造成本大幅降低。排氣量1. IL的車用對撞齒輪內(nèi)燃機中齒輪的齒形是漸開線形直齒，采用25度齒形角的短齒形。齒輪的模數(shù)5毫米，齒輪軸[6]的齒數(shù)20齒，內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b] 的齒數(shù)30齒(其中每個齒條上有3齒)。汽缸缸徑72毫米，沖程67. 1毫米，排量1093 毫米。效率可以提高1.7倍，相當(dāng)于排量1858毫米。最大功率100kw/3000rpm，最大扭矩 180N · m/2000rpmo排氣量1. IL的車用對撞齒輪內(nèi)燃機不采用雙活塞的齒輪傳動系統(tǒng)是因為采用雙活塞后的汽缸的缸徑過小，不但加工困難，而且增加了內(nèi)燃機的內(nèi)部摩擦，汽缸壁面熱損失比較大，熱效率比較低。采用四個缸徑比較大的汽缸質(zhì)量比較輕，而且由于點火間隔時間比較長，適合采用渦輪增壓器。實施例2 1700馬力重型坦克用的兩端有雙活塞的對撞齒輪柴油機，見圖7至圖 10。1700馬力重型坦克用的兩端有雙活塞的對撞齒輪柴油機中齒輪的齒形是漸開線形直齒，采用25度齒形角的短齒形。齒輪的模數(shù)14毫米，齒輪軸[22]的齒數(shù)20齒，內(nèi)齒輪[17a]和內(nèi)齒輪[17b]的齒數(shù)30齒(其中每個齒條上有2齒)。汽缸缸徑160毫米，沖程172毫米，排量27666毫米，功率1700馬力。如果汽缸缸徑采用150毫米，沖程172毫米， 那么排量24316毫米，功率1500馬力。由圖7可見，1700馬力重型坦克用的對撞齒輪柴油機采用雙活塞的齒輪傳動系統(tǒng)。在滑槽[16a]和滑槽[16b]的兩端各有二個朝相反方向伸出的活塞，總共有八個活塞。 每次沖程都有一對作功，帶動其他三對汽缸分別排氣、進(jìn)氣、和壓縮。圖7中雙活塞的齒輪傳遞系統(tǒng)是位于齒輪軸[22]兩側(cè)的活塞[15al]和活塞[15dl]同時開始作功沖程，活塞 [15b2]和活塞[15c2]同時開始排氣沖程，活塞[15a2]和活塞[15d2]同時開始進(jìn)氣沖程， 活塞[15bl]和活塞[15cl]同時開始壓縮沖程。齒輪軸[22]運轉(zhuǎn)一周，各個活塞也同時完成了四個沖程。在內(nèi)齒輪[17a]和內(nèi)齒輪[17b]的共同作用下始終產(chǎn)生一對大小相等方向相反的力偶矩。傳遞動力時沒有軸向力，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊。凸輪[19a]和凸輪[19b]的長度是172毫米，滾子[20]的直徑是84毫米，在良好的潤滑條件下，完全可以長期可靠地工作。改變內(nèi)齒輪的形狀，可以提高內(nèi)燃機的熱效率。半圓形內(nèi)齒輪的半徑越是小，熱效率就越是高。根據(jù)汽油機和柴油機不同的工作狀況和壓縮比，設(shè)計符合各自特性的內(nèi)齒輪形狀，可使內(nèi)燃機的工作效率得到更大的提升。對撞齒輪內(nèi)燃機完全可以采用油冷卻技術(shù)，讓潤滑油帶走熱量并起到潤滑作用。 省掉水冷卻系統(tǒng)，使內(nèi)燃機設(shè)計簡單，制造成本下降。尤其適合干旱地區(qū)和用作坦克的柴油機。實施例3 船用低速柴油機船舶的機艙都比較大，船用的低速對撞齒輪柴油機就可以設(shè)計得寬一些，采用比較大的沖程和比較小的缸徑，增加內(nèi)齒輪上齒條的長度，就可以使內(nèi)燃機的活塞低速運行， 并且有效的提升功率和齒輪軸的轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求
1.使用一種可以逆向運行的，把往復(fù)的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)槌环较蛐D(zhuǎn)的齒輪傳動系統(tǒng)的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機，其特征在于往復(fù)活塞式對撞齒輪內(nèi)燃機至少包括一套齒輪傳動系統(tǒng)，主要由固定在箱體內(nèi)的軸[7]和滾輪[4]、可以在滾輪[4]之間左右移動的兩端各有一個朝相反方向伸出的活塞(活塞[la]、活塞[lb]和活塞[lc]、活塞[Id])的滑槽[2a]和滑槽[2b]、滑槽[2a]和滑槽[2b]中的滑塊[8]和彈簧[9]、可以在滑槽[2a]和滑槽[2b] 的滑槽內(nèi)上下移動的上下各有一個伸出的凸輪[5a]和凸輪[5b]的內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪 [3b]、凸輪[5a]和凸輪[5b]上的滾子[11]和銷軸[12]、兩端裝有軸承[10]的齒輪軸[6] 等組成；雙活塞的齒輪傳動系統(tǒng)主要由固定在上箱體[26]和下箱體[24]上的導(dǎo)軌[18]、 可以在導(dǎo)軌[18]之間左右移動的兩端各有二個朝相反方向伸出的活塞(活塞[15al]、活塞 [15a2]、活塞[15bl]、活塞[15b2]和活塞[15cl]、活塞[15c2]、活塞[15dl]、活塞[15d2]) 的滑槽[16a]和滑槽[16b]、可以在滑槽[16a]和滑槽[16b]的滑槽內(nèi)上下移動的上下各有一個伸出的凸輪[19a]和凸輪[19b]的內(nèi)齒輪[17a]和內(nèi)齒輪[17b]、凸輪[19a]和凸輪 [19b]上的滾子[20]和銷軸[21]、兩端裝有軸承[25]的齒輪軸[22]、安裝在上箱體[26] 和下箱體[24]之間的汽缸[23]等組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于位于齒輪軸[6]兩側(cè)的活塞 [la]和活塞[Id]處于上止點位置，當(dāng)汽缸內(nèi)的混合燃汽被同時壓縮點燃后，高壓燃?xì)馔瑫r推動活塞[la]和活塞[Id]運動，使滑槽[2a]和滑槽[2b]向中間移動，內(nèi)齒輪[3a]和上下兩個凸輪[5a] —起向右移動，內(nèi)齒輪[3b]和上下兩個凸輪[5b] —起左移動，凸輪[5a] 的右端和凸輪[5b]左端發(fā)生對撞，內(nèi)齒輪[3a]和內(nèi)齒輪[3b]受到約束，不能左右移動和離開齒輪軸[6]并且保持正常嚙合；雙活塞的齒輪傳遞系統(tǒng)是位于齒輪軸[22]兩側(cè)的活塞 [15al]和活塞[15dl]同時開始作功沖程，活塞[15b2]和活塞[15c2]同時開始排氣沖程， 活塞[15a2]和活塞[15d2]同時開始進(jìn)氣沖程，活塞[15bl]和活塞[15cl]同時開始壓縮沖程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于兩端裝有活塞的滑槽 [2a]、滑槽[2b]和滑槽[16a]、滑槽[16b]采用開放式的C型構(gòu)造，寬度相等的內(nèi)齒輪可以從開口的一邊裝入并且上下移動，滑塊[8]和彈簧[9]起到定位和緩沖吸能的作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于凸輪[5a]和凸輪[5b] 的截面形狀同內(nèi)齒輪[3a]、內(nèi)齒輪[3b]和齒輪軸[6]正常嚙合時的運動軌跡相同；凸輪 [19a]和凸輪[19b]的截面形狀同內(nèi)齒輪[17a]、內(nèi)齒輪[17b]和齒輪軸[22]正常嚙合時的運動軌跡相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于改變內(nèi)齒輪的形狀，可以提高內(nèi)燃機的熱效率，半圓形內(nèi)齒輪的半徑越是小，熱效率就越是高。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2和5所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于齒輪的齒形是漸開線形直齒，也可以采用短齒形，內(nèi)齒輪組繞齒輪軸在徑向平面內(nèi)傳遞動力，不會產(chǎn)生分力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2和6所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于齒輪的模數(shù)可以采用第二標(biāo)準(zhǔn)或者非標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2和7所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于內(nèi)齒輪的齒數(shù)是整數(shù)的，內(nèi)齒輪中的半圓內(nèi)齒輪和齒條上的齒數(shù)可以是分?jǐn)?shù)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2和8所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于凡是摩擦面都采用壓力循環(huán)潤滑，潤滑油從機油泵[13]泵出，經(jīng)過油管[14]進(jìn)人固定在上箱體[26]和下箱體 [24]上的導(dǎo)軌[18]內(nèi)的通道，再進(jìn)入滑槽[16a]和滑槽[16b]上下的油槽潤滑摩擦面，并且通過滑槽[16a]和滑槽[16b]內(nèi)的通道達(dá)到汽缸壁以及內(nèi)齒輪[17a]和內(nèi)齒輪[17b]上的油槽潤滑摩擦面，并且通過內(nèi)齒輪[17a]和內(nèi)齒輪[17b]內(nèi)的通道流出潤滑齒輪軸[22] 和滾子[20]以及銷軸[21]。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2和9所述的對撞齒輪內(nèi)燃機，其特征在于雙活塞的齒輪傳動系統(tǒng)安裝在上箱體[26]和下箱體[24]之間，兩端共有八個汽缸，汽缸[23]中的汽缸雙列雙排布置，上下兩個汽缸的水平平分線的位置可以上下偏離齒輪軸[22]的水平中心線，使活塞的中心位置在作功沖程時更接近于內(nèi)齒輪中的齒條和齒輪軸[22]的嚙合點。
全文摘要
對撞齒輪內(nèi)燃機。本發(fā)明涉及使用一種可以逆向運行的，把往復(fù)的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)槌环较蛐D(zhuǎn)的齒輪傳動系統(tǒng)的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。齒輪傳動系統(tǒng)采用內(nèi)齒輪組以及上面的凸輪機構(gòu)和齒輪軸的傳動來替代曲軸和連桿的傳動。汽缸和活塞水平對置在齒輪軸的兩側(cè)，左右相對的汽缸在上止點同時著火燃燒。在燃?xì)馀蛎浀淖饔孟?，凸輪機構(gòu)發(fā)生對撞，承受和平衡活塞的推力，并保證內(nèi)齒輪組和齒輪軸的正常嚙合。隨著齒輪軸的慣性轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒輪組在活塞的推動下運動，產(chǎn)生力偶矩拖動齒輪軸旋轉(zhuǎn)，輸出動力。改變內(nèi)齒輪的形狀，可以提高內(nèi)燃機的熱效率。根據(jù)汽油機和柴油機不同的工作狀況和壓縮比，設(shè)計符合各自特性的內(nèi)齒輪形狀，可使內(nèi)燃機的工作效率得到更大的提升。
文檔編號F01M1/02GK102182556SQ20111005712
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者舒錦海 申請人:舒錦海