一衝程無曲軸發動機的製作方法

2023-07-08 09:50:41 1

專利名稱：一衝程無曲軸發動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發動機領域。
目前流行的活塞往復式發動機存在以下缺陷一.完成工作循環只能依靠活塞頂部進行，底部不能利用。二.為使活塞運行時不傾斜，活塞必須設計一定長度的裙部作導向，因而增加了汽缸及活塞的長度。三.在運行中因活塞軸線與連杆中心線大部分時間都有夾角，因而使活塞對汽缸形成側壓力，造成汽缸，活塞的不均勻磨損。四.利用曲軸連杆機構作直線--旋轉轉換，轉換效率底，震動大，還必須在工作環境惡劣的活塞中設置活塞銷裝置。五.只能達到二衝程。
本實用新型克服以上缺陷，提出一種使活塞上下兩面均參與工作循環、採用齒條--單向離合旋轉齒輪傳動並輸出功率的一衝程無曲軸發動機。
以下結合附圖
介紹結構及工作原理圖為示意圖。汽缸[9]上端設有上汽缸蓋[7]，下端設有下汽缸蓋[8]，從而使汽缸處於密封狀態，通過活塞[1]的分隔形成兩個密封空間上工作室[S]及下工作室[X]，兩個工作室均有各自的點火或噴油系統(點火或噴油系統示意圖未畫出)及進排氣裝置，均能單獨完成發動機的四個工作循環。上工作室[S]設進氣門[4]排氣門[3]，下工作室[X]設進氣門[6]排氣門[5]，普通二衝程發動機因進排氣門基本處於同一平面，造成進氣不徹底，排氣不乾淨，效率低。本實用新型進排氣口大幅度交叉，徹底改變了上述缺陷。連杆[2]與活塞[1]為鋼性連接，連杆[2]上部實線所示部分為光滑面，與下汽缸蓋[8]的中心導向孔完成下工作室[X]的密封與活塞[1]的導向，並直線傳遞動力，這樣活塞便取消了用來導向的裙部及工作環境惡劣的活塞銷，活塞結構簡化，重量減輕，從而使汽缸及活塞長度大為縮短，而活塞行程卻沒有縮短，連杆[2]中部點劃線部分為齒條結構，與單向離合器主動齒輪[10]，[11]相嚙合起到將直線運動變為旋轉運動的傳遞動力的作用，並且由於齒輪[10]、[11]的限位作用控制連杆的徑向擺動，使活塞連杆進一步得以導向，保證了活塞受力運行方向與汽缸中心軸線一致，極大地減輕了象現行發動機的曲軸連杆機構中活塞對汽缸的側壓力造成活塞汽缸的不均勻磨損現象。齒輪[10]與齒輪[12]、齒輪[11]與齒輪[1 3]組成兩套完全相同的單向離合器裝置，齒輪[10](或[11])與齒輪[12](或[13])為同軸結構，齒輪[10](或[11])為單向離合器主動齒輪，齒輪[12](或[13])為從動齒輪，當主動齒輪正向旋轉時由於單向離合裝置處於結合狀態，方可帶動從動齒輪旋轉，並通過與兩個從動齒輪相嚙合的功率輸出齒輪[15]輸出動力，主動齒輪反向旋轉時由於單向離合器處於分離狀態使主動齒輪與從動齒輪分離而空轉。圖中各個齒輪所標註的轉向箭頭表示輸出動力時各自的轉向。連杆下部曲軸連杆結構的定位機構[14]起活塞上下止點定位、配氣相位控制、點火或噴油角控制、起動發動機等作用。
工作原理
A.活塞下行時的工作過程活塞[1]由於起限位作用的曲軸連杆機構[14]的限位而處於上止點時，上工作室[S]點火或噴油作功，推活塞下行；活塞下行接近下工作室進氣門[6]時，氣門[6]關閉，下工作室排氣門[5]遲閉，下工作室進排氣過程已結束，壓縮過程開始；活塞下行經過上工作室的進氣門[4]後，氣門[4]開啟，上工作室的排汽門[3]已早開，經過增壓裝置增壓後的可燃混合氣體或新鮮空氣經進氣門[4]衝入上工作室，並將廢氣經排氣門[3]擠出上工作室。完成了上工作室作功及進排氣，下工作室壓縮的過程。同時由於活塞[1]推連杆[2]下行，連杆通過齒條結構帶動單向離合器主動齒輪[11]順時針旋轉，該離合器瞬間自動結合，帶動從動齒輪[13]順時針旋轉，使與之嚙合的功率輸出齒輪[15]反時針旋轉輸出動力，齒輪[10]因該離合器自動分離在齒條帶動下反時針空轉，齒輪[12]亦在齒輪[15]帶動下順時針空轉。
B.活塞上行時的工作過程活塞經限位機構[14]的限位處於下止點時，下工作室點火或噴油作功，推活塞上行；活塞上行接近上工作室進氣門[4]時，氣門[4]關閉，上工作室排氣門[3]遲閉，上工作室進排氣過程已結束，壓縮過程開始；活塞上行經過下工作室進氣門[6]後，進氣門[6]開啟，下工作室排氣門[5]已早開，經增壓裝置增壓後的可燃混合氣或新鮮空氣經進氣門[6]衝入下工作室，並將廢氣經排氣門[5]擠出下工作室，完成了下工作室作功及進排氣，上工作室壓縮的過程.同時由於活塞推連杆上行，連杆通過齒條結構帶動單向離合器主動齒輪[10]順時針旋轉，該離合器瞬間自動結合，帶動從動齒輪[12]順時針旋轉，使與之嚙合的齒輪[15]繼續反時針旋轉連續輸出動力。齒輪[11]因該離合器自動分離在齒條帶動下反時針空轉，齒輪[13]亦在齒輪[15]帶動下順時針空轉。
重複AB過程，從動齒輪[12]、[13]交替地作用，將活塞的往復直線運動變成連續的旋轉運動，使「無曲軸」得以實現，就整個汽缸而言，活塞每一往或復，均有進氣、壓縮、作功、排氣四個工作循環在進行，實現了「一衝程」原理。
本實用新型結構簡單，體積小，效率高，完全可在現有技術條件下進行實施，而且正象現有發動機技術中「二衝程」與「四衝程」的緊密關係一樣，還可以將其演變為四個工作循環過程不重疊的二衝程無曲軸發動機。其密封汽缸即一個汽缸兩個工作室的原理還可運用到其它活塞往復結構的機械中，如活塞式壓縮機。其齒條--單向齒輪的傳動原理，也可運用到其它需要作直線--旋轉轉換的結構中。
權利要求一種一衝程無曲軸發動機，其特徵在於汽缸[9]上端裝有上汽缸蓋[7]，下端裝有下汽缸蓋[8]，使汽缸處於密封狀態，活塞[1]將汽缸分隔為兩個密封空間--上工作室[S]及下工作室[X]，兩個工作室均裝有各自的點火或噴油裝置，上工作室[S]裝有進氣門[4]及排氣門[3]，下工作室[X]裝有進氣門[6]及排氣門[5]，活塞[1]與連杆[2]為鋼性連接，連杆[2]上部分表面為光滑面其作用是配合下汽缸蓋[8]的中心導向孔作下工作室[X]的密封、活塞的導向及傳遞動力，活塞不設導向的裙部及活塞銷裝置，連杆[2]中間部分為齒條結構，與兩個單向離合器主動齒輪[10]及[11]相連構成齒條--齒輪傳動方式，兩個單向離合器主動齒輪[10]、[11]與從動齒輪[12]、[13]均為同軸結構，順時針旋轉時結合，反時針旋轉時分離，由齒輪[12]、[13]交替帶動與之嚙合的功率輸出齒輪[15]連續旋轉.連杆[2]下端與完成活塞上下止點定位等功能的曲軸連杆結構[14]相連。
專利摘要一衝程無曲軸發動機,由無須設裙部來導向、無活塞銷裝置、與連杆為鋼性連接、對汽缸不產生不均勻磨損的活塞將密封的汽缸分隔為兩個工作室——上工作室及下工作室,兩個工作室均設有各自的點火或噴油系統以及獨立的進排氣裝置,活塞每一往或復均有發動機的四個工作循環在進行,實現「一衝程」。由齒條一單向離合旋轉齒輪傳動方式完成直線－旋轉的「無曲軸」轉換。結構簡單,體積小,效率高還可演變為各個工作循環不重疊的二衝程發動機。
文檔編號F02B75/32GK2338495SQ98209208
公開日1999年9月15日 申請日期1998年4月21日 優先權日1998年4月21日
發明者張振球 申請人:張振球