專利名稱：一種直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，采用的是利用傳動(dòng)軸上連接的活塞連桿轉(zhuǎn)動(dòng)， 當(dāng)活塞在氣缸中爆發(fā)形成沖程時(shí)，活塞連桿推動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使活塞的運(yùn)動(dòng)通過傳動(dòng)軸傳遞功率。但是，采用傳動(dòng)軸上的連接活塞連桿的結(jié)構(gòu)，存在著如下缺陷1、首先是在活塞位于氣缸上部臨界點(diǎn)時(shí)，活塞連桿恰好與曲柄成一直線，該直線正好與曲軸垂直，傳動(dòng)力矩為零度，力學(xué)上稱為死點(diǎn)，此時(shí)當(dāng)點(diǎn)火爆發(fā)形成沖程時(shí)，活塞連桿產(chǎn)生的巨大沖擊力相當(dāng)部分作用在了曲軸上，使功率受到比較大的損耗；2、其次是活塞連桿與曲柄形成一定的傳動(dòng)力矩角度后，仍然存在偏缸現(xiàn)象，根據(jù)力學(xué)上的矢量分解原理，也有一部分力經(jīng)反作用力被傳遞到氣缸內(nèi)壁，既造成功率損耗，也容易使氣缸磨損，影響使用壽命；3、第三，在活塞往下運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)曲柄與曲軸為90°，傳動(dòng)力矩最大時(shí)，此時(shí)氣缸內(nèi)壁的壓縮氣體體積變大，壓力變小，活塞連桿的傳動(dòng)力量減弱，也影響了傳動(dòng)功率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)存在的功率受損、氣缸磨損、 傳動(dòng)效率低的缺陷和不足而提供一種不存在力矩死點(diǎn)、無偏缸現(xiàn)象、避免氣缸磨損、傳動(dòng)效率高的直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，本發(fā)明包括氣缸、活塞、活塞連桿、傳動(dòng)軸、飛輪，本發(fā)明的特征在于，將與活塞連接的活塞連桿設(shè)置為帶有齒條段的結(jié)構(gòu)，該齒條段與設(shè)置在傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪和復(fù)位齒輪嚙合；并設(shè)置有復(fù)位機(jī)構(gòu)與復(fù)位齒輪嚙合；傳動(dòng)齒輪和復(fù)位齒輪均與傳動(dòng)軸采用浮動(dòng)連接，傳動(dòng)軸為同軸兩段，設(shè)置有軸連接器連接；在傳動(dòng)齒輪和復(fù)位齒輪兩邊采用花鍵連接有一對(duì)傳動(dòng)壓飛輪和一對(duì)復(fù)位壓飛輪，該傳動(dòng)壓飛輪和復(fù)位壓飛輪可在傳動(dòng)軸上設(shè)置的一段滑槽段軸向滑動(dòng)，徑向傳動(dòng)連接；將兩相鄰的傳動(dòng)壓飛輪和復(fù)位壓飛輪設(shè)置為傘形齒輪結(jié)構(gòu)，并在兩相鄰的傳動(dòng)壓飛輪和復(fù)位壓飛輪之間設(shè)置有換向傘齒輪；在靠傳動(dòng)軸兩端的傳動(dòng)壓飛輪和復(fù)位壓飛輪端面分別嵌有傳動(dòng)撥叉片和復(fù)位撥叉片，并在傳動(dòng)軸上設(shè)有傳動(dòng)彈簧和復(fù)位彈簧分別與傳動(dòng)撥叉片和復(fù)位撥叉片靠接；在傳動(dòng)軸一端設(shè)置有偏心輪與撥叉頭靠接。本發(fā)明與活塞連接的活塞連桿設(shè)置的齒條段，分別是兩塊帶齒條段的傳動(dòng)齒條和復(fù)位齒條的結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)齒條與傳動(dòng)齒輪嚙合，復(fù)位齒條與復(fù)位齒輪嚙合。本發(fā)明的有益效果是，由于齒條將氣缸活塞連桿的圓周運(yùn)動(dòng)改變成直線運(yùn)動(dòng)，完全克服了當(dāng)傳動(dòng)力矩為零度時(shí)，力學(xué)上稱為死點(diǎn)的現(xiàn)象產(chǎn)生，活塞所有爆發(fā)形成的沖程功率全部被傳動(dòng)軸吸收，傳動(dòng)功率得到極大的提高；同時(shí)也避免了偏缸現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低了功率損耗，延長(zhǎng)了氣缸的使用壽命；并且，由于采用了傳動(dòng)齒條和復(fù)位齒條的結(jié)構(gòu)和壓飛輪與撥叉的結(jié)構(gòu)，使活塞連桿的沖程和復(fù)位分別得以實(shí)現(xiàn)，有效地保證了活塞連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明內(nèi)容。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1右視示意圖；圖3為圖1的A-A剖視示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二結(jié)構(gòu)的原理示意圖；圖5為軸連接器21的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一見圖1，圖2，圖3，圖5，一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸1、活塞2、活塞連桿3、傳動(dòng)軸4、飛輪5，本實(shí)施例技術(shù)特征在于，將與活塞2連接的活塞連桿3上設(shè)置為兩個(gè)帶有齒條段的傳動(dòng)齒條6和復(fù)位齒條7的結(jié)構(gòu)，齒條段6與設(shè)置在傳動(dòng)軸4上的傳動(dòng)齒輪8嚙合；并設(shè)有復(fù)位齒輪9與齒條段7嚙合；傳動(dòng)齒輪8和復(fù)位齒輪9均與傳動(dòng)軸4 采用浮動(dòng)連接，傳動(dòng)軸4為同軸兩段，設(shè)置有軸連接器21連接；在傳動(dòng)齒輪8和復(fù)位齒輪9 兩邊采用花鍵25連接有一對(duì)傳動(dòng)壓飛輪10a、10b和一對(duì)復(fù)位壓飛輪IlaUlb，該傳動(dòng)壓飛輪10a、10b和復(fù)位壓飛輪IlaUlb可在傳動(dòng)軸4上設(shè)置的一段靠花鍵21連接的滑槽段軸向滑動(dòng)，徑向傳動(dòng)連接；將兩相鄰的傳動(dòng)壓飛輪IOa和復(fù)位壓飛輪Ila設(shè)置為傘形齒輪結(jié)構(gòu)，并在兩相鄰的傳動(dòng)壓飛輪10 a和復(fù)位壓飛輪Ila之間設(shè)置有換向傘齒輪18 ；在靠傳動(dòng)軸4兩端的傳動(dòng)壓飛輪10 a和復(fù)位壓飛輪lib端面分別嵌有傳動(dòng)撥叉片12和復(fù)位撥叉片 13，并在傳動(dòng)軸4上設(shè)有傳動(dòng)彈簧14和復(fù)位彈簧15分別與傳動(dòng)撥叉片12和復(fù)位撥叉片13 靠接；在傳動(dòng)軸4 一端設(shè)置有偏心輪16與撥叉頭17靠接。本發(fā)明具體實(shí)施的工作方式是，當(dāng)氣缸1中的活塞2在點(diǎn)火后形成爆發(fā)沖程，活塞連桿3上固定的傳動(dòng)齒條6和復(fù)位齒條7向下運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閭鲃?dòng)齒輪8和復(fù)位齒輪9與傳動(dòng)軸4采用的是浮動(dòng)連接結(jié)構(gòu)，即在連接內(nèi)套上分別設(shè)置有軸承19、20，傳動(dòng)齒條6的運(yùn)動(dòng)并不能夠直接帶動(dòng)傳動(dòng)軸4旋轉(zhuǎn)，而要依靠傳動(dòng)齒條6兩端的傳動(dòng)壓飛輪10a、10b在彈簧15 的作用下抱緊傳動(dòng)齒輪8，利用輪與輪之間的接觸面形成的摩擦力使傳動(dòng)齒輪8與傳動(dòng)壓飛輪10a、10b同時(shí)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到使左段傳動(dòng)軸4旋轉(zhuǎn)的目的，傳動(dòng)壓飛輪10a、IOb和復(fù)位壓飛輪11 a、ll b與左、右段傳動(dòng)軸的滑動(dòng)段采用花鍵21連接，沿軸向可滑動(dòng)，但與傳動(dòng)軸4 同向同速旋轉(zhuǎn)；完成沖程運(yùn)動(dòng)后，活塞連桿3需要復(fù)位，此時(shí)，偏心輪16回轉(zhuǎn)至回縮區(qū)，撥叉頭17回位，使整個(gè)撥叉機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)撥叉片12頂出，將彈簧15壓縮，傳動(dòng)壓飛輪10a、IOb松開傳動(dòng)齒輪8，由于慣性作用，傳動(dòng)軸4繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；但由于彈簧16的推動(dòng)和撥叉頭17的剛性結(jié)構(gòu)，在撥叉片12松開傳動(dòng)齒輪8時(shí)，復(fù)位撥叉片13又回縮，使彈簧16張力，復(fù)位壓飛輪11 a、ll b抱緊復(fù)位齒輪9，在換向傘齒輪18的作用下，復(fù)位齒輪9反向旋轉(zhuǎn)，右段傳動(dòng)軸也反轉(zhuǎn)，將活塞連桿3復(fù)位，進(jìn)行進(jìn)、排氣沖程，壓縮沖程，到做功沖程；接著，又開始重復(fù)與上一個(gè)相同的動(dòng)作。實(shí)施例二見圖4，本發(fā)明將在活塞連桿3上的齒條段設(shè)置為相鄰兩個(gè)垂直面均帶有齒條段，并將氣缸1并排設(shè)置為A、B、C、D四個(gè)缸，活塞連桿3為3a、;3b、3C、3d四個(gè)；傳動(dòng)齒輪8分別設(shè)置為8a、8b、8c、8d四個(gè)，活塞連桿3a、3b、3c、3d的一側(cè)齒條段分別與相對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)齒輪8a、8b、8c、8d嚙合，另一側(cè)齒條段分別與三個(gè)串聯(lián)嚙合的氣缸聯(lián)動(dòng)齒輪22、 23,24嚙合。本實(shí)施例的工作原理是，活塞連桿3a下行時(shí)，A氣缸排氣口關(guān)閉，進(jìn)氣口打開，A氣缸開始進(jìn)氣；B氣缸進(jìn)、排氣口關(guān)閉，活塞B開始上行，壓縮沖程開始；而C氣缸處于點(diǎn)火或噴油狀態(tài)，排氣口關(guān)閉，于是做功沖程開始；D氣缸排氣口處于打開狀態(tài)，于是排氣沖程開始；當(dāng)在A氣缸進(jìn)氣沖程完成的同時(shí)，B氣缸的壓縮沖程也完成，C氣缸的做功沖程也完成， D氣缸的排氣沖程沖程也完成。由于A氣缸的活塞連桿下降，在氣缸聯(lián)動(dòng)齒輪22的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，使B氣缸的活塞連桿上升，而在氣缸聯(lián)動(dòng)齒輪23的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，C氣缸的活塞連桿下降，同時(shí)在氣缸聯(lián)動(dòng)齒輪對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，D氣缸的活塞連桿上升，并同時(shí)經(jīng)進(jìn)排氣門系統(tǒng)的控制使各缸氣門處于各缸沖程所需狀態(tài)。因此，在A氣缸完成進(jìn)氣沖程的同時(shí)，其它三氣缸也完成各自的沖程。當(dāng)A氣缸完成壓縮沖程時(shí)，B氣缸完成做功沖程，C氣缸完成排氣沖程，D氣缸完成進(jìn)氣沖程；當(dāng)A氣缸完成做功沖程，B氣缸完成排氣沖程，C氣缸完成進(jìn)氣沖程，D氣缸完成壓縮沖程；當(dāng)A氣缸完成排氣沖程，B氣缸完成進(jìn)氣沖程，C氣缸完成壓縮沖程，D氣缸完成做功沖程。從整體看四個(gè)缸同時(shí)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，每次行程中，都有一個(gè)做功沖程，并由這個(gè)做功沖程來完成其它缸的輔助沖程。
權(quán)利要求1.一種直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸(1)、活塞(2)、活塞連桿(3)、傳動(dòng)軸(4)、飛輪(5)，其特征在于，將與活塞(2)連接的活塞連桿(3)設(shè)置為帶有齒條段的結(jié)構(gòu)，該齒條段與設(shè)置在傳動(dòng)軸(4)上的傳動(dòng)齒輪(8)和復(fù)位齒輪(9)嚙合；并設(shè)置有復(fù)位機(jī)構(gòu)與復(fù)位齒輪(9)嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，傳動(dòng)齒輪(8)和復(fù)位齒輪(9)均與傳動(dòng)軸(4)采用浮動(dòng)連接，傳動(dòng)軸(4)為同軸兩段，設(shè)置有軸連接器(21)連接；在傳動(dòng)齒輪(8)和復(fù)位齒輪(9)兩邊采用花鍵(25)連接有一對(duì)傳動(dòng)壓飛輪(10a、IOb) 和一對(duì)復(fù)位壓飛輪(lla、llb)，該傳動(dòng)壓飛輪和復(fù)位壓飛輪可在傳動(dòng)軸(4)上設(shè)置的一段滑槽段軸向滑動(dòng)，徑向傳動(dòng)連接；將傳動(dòng)壓飛輪(10 a)和復(fù)位壓飛輪(11 a)設(shè)置為傘形齒輪結(jié)構(gòu)，并在傳動(dòng)壓飛輪(10 a)和復(fù)位壓飛輪(11 a)之間設(shè)置有換向傘齒輪(18);在靠傳動(dòng)軸(4)兩端的傳動(dòng)壓飛輪(10 b)和復(fù)位壓飛輪(11 b)端面分別嵌有傳動(dòng)撥叉片(12)和復(fù)位撥叉片(13)，并在傳動(dòng)軸(4)上設(shè)有傳動(dòng)彈簧(14)和復(fù)位彈簧(15)分別與傳動(dòng)撥叉片 (12)和復(fù)位撥叉片(13)靠接；在傳動(dòng)軸(4) 一端設(shè)置有偏心輪(16)與撥叉頭(17)靠接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，與活塞(2)連接的活塞連桿(3)設(shè)置的齒條段，分別是兩塊帶齒條段的傳動(dòng)齒條(6)和復(fù)位齒條(7)的結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)齒條(6)與傳動(dòng)齒輪(8)嚙合，復(fù)位齒條(7)與復(fù)位齒輪(9)嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，將在活塞連桿(3) 上的齒條段設(shè)置為相鄰兩個(gè)垂直面均帶有齒條段，并將氣缸(1)和傳動(dòng)齒輪(8)分別并排設(shè)置為四個(gè)，每個(gè)氣缸的一側(cè)齒條段與相對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)齒輪(8)嚙合，另一側(cè)齒條段分別與三個(gè)串聯(lián)嚙合的氣缸聯(lián)動(dòng)齒輪(22、23、24)嚙合。
專利摘要一種直線傳動(dòng)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī),本實(shí)用新型將與活塞(2)連接的活塞連桿(3)設(shè)置為帶有齒條段的結(jié)構(gòu), 該齒條段與設(shè)置在傳動(dòng)軸(4)上的傳動(dòng)齒輪(8)和復(fù)位齒輪(9)嚙合；并設(shè)置有復(fù)位機(jī)構(gòu)與復(fù)位齒輪(9)嚙合。本實(shí)用新型依靠撥叉使壓飛輪抱緊或松開齒輪，從而進(jìn)行直線傳動(dòng)和復(fù)位，具有不存在力矩死點(diǎn)、無偏缸現(xiàn)象、避免氣缸磨損、傳動(dòng)效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02B75/32GK202001110SQ201120068510
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者郭革委 申請(qǐng)人:郭革委