專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體地說是一種發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)都通過汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)輸出功率，發(fā)動(dòng)機(jī)及汽缸本身都是相對(duì)不動(dòng)的。現(xiàn)廣泛采用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，通過可燃?xì)怏w在汽缸內(nèi)燃燒膨脹產(chǎn)生壓力，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)并經(jīng)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來對(duì)外輸出功率。上述機(jī)構(gòu)為平面機(jī)構(gòu)，活塞、活塞對(duì)曲軸連桿的施力點(diǎn)、曲軸的旋轉(zhuǎn)中心位于同一直線上，如圖1所示設(shè)活塞桿受到的推力為F，則用于曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩為F.sinα.sinβ.1，α、β均為變量，加之在旋轉(zhuǎn)周期中除固定的一點(diǎn)外，sinα與sinβ為0-1-0的循環(huán)變量，因此這樣的作功方式造成現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)熱機(jī)效率很低；另外這樣的機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生連桿偏擺，還存在曲軸與活塞共線時(shí)的兩個(gè)死點(diǎn)；曲軸既要承受來自活塞的壓力，又要調(diào)整旋轉(zhuǎn)，故由于磨擦也會(huì)所消耗功率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是要提供一種活塞施力于受力臂切線方向的發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可連續(xù)作圓周運(yùn)動(dòng)，不存在任何死點(diǎn)，活塞作功可高效率輸出，因此使熱機(jī)效率提高，進(jìn)而可節(jié)約大量燃料。
本實(shí)用新型要解決上述的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，它由偶數(shù)個(gè)機(jī)構(gòu)單元組成，每相鄰兩個(gè)機(jī)構(gòu)單元為一組，所述機(jī)構(gòu)單元數(shù)與汽缸數(shù)相同；機(jī)構(gòu)單元包括配裝于一體的 型長(zhǎng)短動(dòng)力桿、輸出軸、兩側(cè)處帶有軸向凸臺(tái)的棘輪式從動(dòng)輪、動(dòng)力支桿、兩端為外凸延伸端的弧形拉桿、定位塊；長(zhǎng)短動(dòng)力桿水平平行設(shè)置且一端對(duì)齊，二者于對(duì)齊端之間通過軸承聯(lián)接有輸出軸，輸出軸上固聯(lián)從動(dòng)輪；長(zhǎng)短動(dòng)力桿于非對(duì)齊端相應(yīng)于短動(dòng)力桿端部位置定距固聯(lián)；長(zhǎng)短動(dòng)力桿間于其豎直部分的上端鉸有動(dòng)力支桿，動(dòng)力支桿為 型；動(dòng)力支桿上低于拐點(diǎn)處側(cè)鉸有滑塊，下端與弧形拉桿的外凸延伸端鉸接；弧形拉桿位于從動(dòng)輪上方且其另一外凸延伸端鉸接有定位塊，所述拉桿還配有限位卡件，卡件的下端固定于長(zhǎng)動(dòng)力桿上與輸出軸聯(lián)接一端，卡件的上端固聯(lián)有沿軸向延伸的擋件，擋件位于拉桿的弧形范圍內(nèi)且高出拉桿，其最高點(diǎn)略高于拉桿位于棘齒齒頂時(shí)所在的高度；棘輪式從動(dòng)輪的齒數(shù)為3；定位塊下部落于從動(dòng)輪齒上，其下緣帶有與從動(dòng)輪的棘齒相匹配的棘爪，定位塊于其遠(yuǎn)離軸心的邊緣處鉸套在兩端固定于拉桿邊緣側(cè)壁的定位銷上；凸臺(tái)設(shè)于從動(dòng)輪兩側(cè)，其內(nèi)徑、外徑分別與軸孔直徑、棘輪的齒根圓直徑相同；滑塊截面為類∩型，下部落于從動(dòng)輪兩側(cè)的凸臺(tái)上，其底部為圓弧面，弧面的半徑與凸臺(tái)外徑相同；長(zhǎng)短動(dòng)力桿豎直部分間設(shè)有固聯(lián)于長(zhǎng)動(dòng)力桿頂部或短動(dòng)力桿頂部的固定塊，固定塊上設(shè)有相匹配的螺紋孔及滑塊間隙調(diào)整螺栓，它們位于動(dòng)力支桿與動(dòng)力桿豎直部分的鉸接軸上方且沿鉸接軸的水平徑向，螺紋孔貫通；每組機(jī)構(gòu)單元的短動(dòng)力桿靠近受力端的下方設(shè)有交替機(jī)構(gòu)，交替機(jī)構(gòu)由下向上包括支座、轉(zhuǎn)軸式支點(diǎn)設(shè)于支座頂部的杠桿式交替擺桿、鉸接于交替擺桿另一端的向上延伸的交替連桿，交替連桿的另一端鉸接于位于短動(dòng)力桿下方的交替連桿支座上，交替連桿的兩端分別裝有調(diào)心軸承；相鄰兩組機(jī)構(gòu)單元間還設(shè)有聯(lián)動(dòng)連桿，聯(lián)動(dòng)連桿兩端各鉸有聯(lián)動(dòng)擺桿，聯(lián)動(dòng)擺桿的另一端分別固聯(lián)于兩組交替擺桿的轉(zhuǎn)軸式支點(diǎn)處；長(zhǎng)動(dòng)力桿與活塞連桿間通過聯(lián)動(dòng)軸鉸接；動(dòng)力桿于其鉸接點(diǎn)的下方與設(shè)于固定支座上的曲柄連桿鉸接。
各機(jī)構(gòu)單元共用輸出軸和聯(lián)動(dòng)軸。
作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，在沿輸出軸徑向的同一縱截面內(nèi)，輸出軸中心、長(zhǎng)動(dòng)力桿與活塞連桿的鉸接中心、拉桿與長(zhǎng)動(dòng)力桿的鉸接中心三點(diǎn)位于同一直線上。
本實(shí)用新型所提供的上述結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，其工作原理如下由活塞桿施力端與動(dòng)力桿受力端相鉸接，當(dāng)活塞帶動(dòng)其連桿受膨脹氣體的推力作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力桿連帶動(dòng)力支桿、滑塊、拉桿、定位塊作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)定位塊的棘爪進(jìn)入棘輪的齒根部位即處于定位工作狀態(tài)時(shí)，由拉桿拉緊動(dòng)力支桿及滑塊，從動(dòng)輪同長(zhǎng)動(dòng)力桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)輸出軸將功率輸出。
本實(shí)用新型的工作方式為雙缸一組，兩缸的中心連線與功率輸出軸平行。長(zhǎng)動(dòng)力桿在相對(duì)于其水平位置上下(60+n)°的行程范圍內(nèi)以輸出軸為轉(zhuǎn)軸作圓周運(yùn)動(dòng)。雙缸長(zhǎng)動(dòng)力桿上下交替運(yùn)動(dòng)，由長(zhǎng)動(dòng)力桿豎直部分連接的擺動(dòng)連桿和橫桿連接，擺動(dòng)橫桿中心由支座支撐使其作此上彼下的擺動(dòng)。擺動(dòng)的行程由長(zhǎng)動(dòng)力桿水平部分下方連接的曲柄連桿及支座部分的相關(guān)參數(shù)確定，曲柄長(zhǎng)度的二倍相當(dāng)于長(zhǎng)動(dòng)力桿水平部分所作的(60+n)°圓弧運(yùn)動(dòng)的弦長(zhǎng)。
曲軸所起的作用是保證活塞的運(yùn)行位置及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，使汽路、油路及電路得到準(zhǔn)確的工作時(shí)間。
定位銷、定位塊、拉桿間的聯(lián)接，可保證定位塊在懸空時(shí)的狀態(tài)。
拉桿限位是控制在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉桿連接的定位塊和從動(dòng)輪的間隙。
活塞的連桿與長(zhǎng)動(dòng)力桿間為鉸接，使汽缸的中心位于長(zhǎng)動(dòng)力桿工作時(shí)所形成的弧、弦之間，可減小活塞連桿的擺動(dòng)幅度。
在沿輸出軸徑向的同一縱截面內(nèi)，輸出軸中心、長(zhǎng)動(dòng)力桿與活塞連桿的鉸接中心、拉桿與長(zhǎng)動(dòng)力桿的鉸接中心三點(diǎn)位于同一直線上，可提高作功效率。
因行程的需要，雙缸活塞連桿互作交替運(yùn)動(dòng)，功率輸出軸的一次行程為60°。在安裝時(shí)，兩單元的從動(dòng)輪部分相對(duì)輸出軸錯(cuò)位60°，兩單元的定位塊和從動(dòng)輪在進(jìn)入傳動(dòng)狀態(tài)時(shí)需有一定的間隙。每單元中長(zhǎng)動(dòng)力桿的行程為(60+n)°，n°的值便是上述間隙的值，這樣就得以準(zhǔn)確完成功率傳遞。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連桿機(jī)構(gòu)相比，其所取得的技術(shù)進(jìn)步是由活塞施力于受力臂切線方向，長(zhǎng)動(dòng)力桿的行程為(60+n)°，活塞施力基本位于力臂切線位置，只是有小幅的偏轉(zhuǎn)角而已，所產(chǎn)生的使輸出軸旋轉(zhuǎn)的力矩與現(xiàn)有技術(shù)相比大大提高；而汽缸數(shù)為偶數(shù)個(gè)，每?jī)蓚€(gè)為一組，保證作為輸出軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可連續(xù)作圓周運(yùn)動(dòng)，不存在任何死點(diǎn)，活塞作功可高效率輸出，因此使熱機(jī)效率提高，進(jìn)而節(jié)約大量燃料。本實(shí)用新型適用于以活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)作功的發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1為現(xiàn)有活塞式往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例(一)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的B-B視圖；圖4為圖1的A---A視圖；圖5為圖2--圖4所示實(shí)施例各構(gòu)件的軸向位置關(guān)系示意圖；圖6為實(shí)施例(二)的交替機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例(一)如圖1-5所示的一種發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，由雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，包括一組即兩個(gè)機(jī)構(gòu)單元。機(jī)構(gòu)單元包括配裝于一體的 型長(zhǎng)短動(dòng)力桿11、12、輸出軸2、兩側(cè)帶有凸臺(tái)的棘輪式從動(dòng)輪3、動(dòng)力支桿4、兩端為外凸延伸端的弧形拉桿5、定位塊6；長(zhǎng)短動(dòng)力桿11、12水平平行設(shè)置且一端對(duì)齊，二者11、12于對(duì)齊端之間通過軸承聯(lián)接有輸出軸2，輸出軸2上固聯(lián)從動(dòng)輪3；長(zhǎng)短動(dòng)力桿11、12于非對(duì)齊端相應(yīng)于短動(dòng)力桿12端部位置定距固聯(lián)；長(zhǎng)短動(dòng)力桿11、12間于其豎直部分的上端鉸有 型動(dòng)力支桿4；動(dòng)力支桿4上低于拐點(diǎn)處側(cè)鉸有滑塊7，下端與弧形拉桿5的外凸延伸端81鉸接；弧形拉桿5位于從動(dòng)輪3上方且其另一外凸延伸端82鉸接有定位塊6，所述拉桿5還配有限位卡件9，卡件9的下端固定于長(zhǎng)動(dòng)力桿11上與輸出軸2聯(lián)接一端，卡件9的上端固聯(lián)有沿軸向延伸的擋件，擋件位于拉桿5的弧形范圍內(nèi)且高出拉桿5，其最高點(diǎn)略高于拉桿5位于棘齒齒頂時(shí)所在的高度；棘輪式從動(dòng)輪3的齒數(shù)為3，其齒廓為由齒頂與右側(cè)之齒的齒根沿齒根圓向逆時(shí)針方向留出定位塊的位置余量后兩點(diǎn)間的光滑曲線；定位塊6下部落于從動(dòng)輪3的齒上，其下緣帶有與從動(dòng)輪3的棘齒相匹配的棘爪，定位塊6于其遠(yuǎn)離軸心的邊緣處鉸套在兩端固定于拉桿邊緣側(cè)壁的定位銷13上；凸臺(tái)28設(shè)于從動(dòng)輪3兩側(cè)，其內(nèi)徑、外徑分別與軸孔直徑、棘輪的齒根圓直徑相同；滑塊7截面為類∩型，下部落于凸臺(tái)28上，其底部為圓弧面，弧面的半徑與凸臺(tái)28外徑相同；長(zhǎng)短動(dòng)力桿11、12豎直部分間設(shè)有固聯(lián)于長(zhǎng)動(dòng)力桿頂部的固定塊31，固定塊31上設(shè)有相匹配的螺紋孔及滑塊間隙調(diào)整螺栓14，它們位于動(dòng)力支桿與動(dòng)力桿豎直部分的鉸接軸上方且沿鉸接軸的水平徑向，螺紋孔貫通；定位塊6下部位于從動(dòng)輪3的滑道內(nèi)且于其邊緣處鉸套在兩端固定于拉桿5邊緣側(cè)壁的小軸13上；滑塊7下部落于從動(dòng)輪3滑道內(nèi)，其底部為圓弧形，圓弧的半徑為棘輪的齒根圓的半徑；棘輪式從動(dòng)輪3的齒數(shù)為三；定位塊6的下緣為與從動(dòng)輪3相配的棘爪狀；
每組機(jī)構(gòu)單元的長(zhǎng)動(dòng)力桿11靠近受力端的下方設(shè)有交替機(jī)構(gòu)，交替機(jī)構(gòu)由下向上包括支座15、轉(zhuǎn)軸式支點(diǎn)16設(shè)于支座15頂部的杠桿式交替擺桿17、鉸接于交替擺桿17自由端的向上延伸的交替連桿18，交替連桿18的另一端鉸接于位于長(zhǎng)動(dòng)力桿11下方的交替連桿支座19上，交替連桿18的兩端分別裝有調(diào)心關(guān)節(jié)軸承；長(zhǎng)動(dòng)力桿11與活塞連桿22間通過聯(lián)動(dòng)軸23鉸接；長(zhǎng)動(dòng)力桿11于鉸接點(diǎn)23的下方與設(shè)于固定支座24上的曲柄連桿25鉸接。
各機(jī)構(gòu)單元共用輸出軸2和聯(lián)動(dòng)軸23。
實(shí)施例(二)如圖1-圖3、圖5、圖6所示的一種發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，由四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，包括兩組即四個(gè)機(jī)構(gòu)單元。
本實(shí)施例與實(shí)施例(一)的基本機(jī)構(gòu)單元相同，只在于數(shù)目的不同；兩實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于交替擺桿17的轉(zhuǎn)軸式支點(diǎn)16處還鉸有向上延伸的聯(lián)動(dòng)擺桿20，聯(lián)動(dòng)擺桿20的另一端分別固聯(lián)于兩組交替擺桿17的轉(zhuǎn)軸式支點(diǎn)16處；每組機(jī)構(gòu)單元的兩聯(lián)動(dòng)擺桿間鉸接有聯(lián)動(dòng)連桿21。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，其特征在于它由偶數(shù)個(gè)機(jī)構(gòu)單元組成，每相鄰兩個(gè)機(jī)構(gòu)單元為一組，所述機(jī)構(gòu)單元數(shù)與汽缸數(shù)相同；機(jī)構(gòu)單元包括配裝于一體的⊥型長(zhǎng)短動(dòng)力桿、輸出軸、兩側(cè)處帶有軸向凸臺(tái)的棘輪式從動(dòng)輪、動(dòng)力支桿、兩端為外凸延伸端的弧形拉桿、定位塊；長(zhǎng)短動(dòng)力桿水平平行設(shè)置且一端對(duì)齊，二者于對(duì)齊端之間通過軸承聯(lián)接有輸出軸，輸出軸上固聯(lián)從動(dòng)輪；長(zhǎng)短動(dòng)力桿于非對(duì)齊端相應(yīng)于短動(dòng)力桿端部位置定距固聯(lián)；長(zhǎng)短動(dòng)力桿間于其豎直部分的上端鉸有動(dòng)力支桿，動(dòng)力支桿為 型；動(dòng)力支桿上低于拐點(diǎn)處側(cè)鉸有滑塊，下端與弧形拉桿的外凸延伸端鉸接；弧形拉桿位于從動(dòng)輪上方且其另一外凸延伸端鉸接有定位塊，所述拉桿還配有限位件，限位件的下端固定于長(zhǎng)動(dòng)力桿上與輸出軸聯(lián)接一端，卡件的上端固聯(lián)有沿軸向延伸的擋件，擋件位于拉桿的弧形范圍內(nèi)且高出拉桿，其最高點(diǎn)略高于拉桿位于棘齒齒頂時(shí)所在的高度；棘輪式從動(dòng)輪的齒數(shù)為3；定位塊下部落于從動(dòng)輪齒上，其下緣帶有與從動(dòng)輪的棘齒相匹配的棘爪，定位塊于其遠(yuǎn)離軸心的邊緣處鉸套在兩端固定于拉桿邊緣側(cè)壁的定位銷上；凸臺(tái)設(shè)于從動(dòng)輪兩側(cè)，其內(nèi)徑、外徑分別與軸孔直徑、棘輪的齒根圓直徑相同；滑塊截面為類∩型，下部落于從動(dòng)輪兩側(cè)的凸臺(tái)上，其底部為圓弧面，弧面的半徑與凸臺(tái)外徑相同；長(zhǎng)短動(dòng)力桿豎直部分間設(shè)有固聯(lián)于長(zhǎng)動(dòng)力桿頂部或短動(dòng)力桿頂部的固定塊，固定塊上設(shè)有相匹配的螺紋孔及滑塊間隙調(diào)整螺栓，它們位于動(dòng)力支桿與動(dòng)力桿豎直部分的鉸接軸上方且沿鉸接軸的水平徑向，螺紋孔貫通；每組機(jī)構(gòu)單元的短動(dòng)力桿靠近受力端的下方設(shè)有交替機(jī)構(gòu)，交替機(jī)構(gòu)由下向上包括支座、轉(zhuǎn)軸式支點(diǎn)設(shè)于支座頂部的杠桿式交替擺桿、鉸接于交替擺桿另一端的向上延伸的交替連桿，交替連桿的另一端鉸接于位于短動(dòng)力桿下方的交替連桿支座上，交替連桿的兩端分別裝有調(diào)心軸承；相鄰兩組機(jī)構(gòu)單元間還設(shè)有聯(lián)動(dòng)連桿，聯(lián)動(dòng)連桿兩端各鉸有聯(lián)動(dòng)擺桿，聯(lián)動(dòng)擺桿的另一端分別固聯(lián)于兩組交替擺桿的轉(zhuǎn)軸式支點(diǎn)處；長(zhǎng)動(dòng)力桿與活塞連桿間通過聯(lián)動(dòng)軸鉸接；動(dòng)力桿于其鉸接點(diǎn)的下方與設(shè)于固定支座上的曲柄連桿鉸接；各機(jī)構(gòu)單元共用輸出軸和聯(lián)動(dòng)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，其特征在于在沿輸出軸徑向的同一縱截面內(nèi)，輸出軸中心、長(zhǎng)動(dòng)力桿與活塞連桿的鉸接中心、拉桿與長(zhǎng)動(dòng)力桿的鉸接中心三點(diǎn)位于同一直線上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體地說是一種發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)。它由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，由與汽缸數(shù)相統(tǒng)一的偶數(shù)個(gè)機(jī)構(gòu)單元組成，每相鄰兩個(gè)機(jī)構(gòu)單元為一組，機(jī)構(gòu)單元包括配裝于一體的⊥型長(zhǎng)短動(dòng)力桿、輸出軸、兩側(cè)處帶有軸向凸臺(tái)的棘輪式從動(dòng)輪、動(dòng)力支桿、兩端為外凸延伸端的弧形拉桿、定位塊。活塞施力于受力臂切線方向的發(fā)動(dòng)機(jī)切線作功傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可連續(xù)作圓周運(yùn)動(dòng)，不存在任何死點(diǎn)，活塞作功可高效率輸出，因此使熱機(jī)效率提高，進(jìn)而可節(jié)約大量燃料，本實(shí)用新型適用于以活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)作功的發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02B75/00GK2818816SQ20052002459
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者董建中 申請(qǐng)人:董建中