推桿單活齒傳動對列雙缸內燃機的製作方法

2023-05-30 02:54:46 2

本發明涉及一種內燃機傳動技術領域，特別是涉及一種推桿單活齒傳動對列雙缸內燃機。

背景技術：

目前傳統活塞內燃機多以氣缸為動力單元，活塞通過活塞銷、連杆與曲軸相連接，以曲柄連杆為傳動裝置，連杆連接有飛輪，活塞在氣缸內作往復運動，通過連杆推動曲軸轉動；為了吸進新鮮氣體和排出廢氣設有進氣門和排氣門，活塞頂離曲軸中心最遠處稱上止點，活塞頂離曲軸中心最近處稱下止點。依靠氣缸內混合油氣燃燒產生的膨脹力做功實現內燃機進氣、壓縮、膨脹做功和排氣四個衝程，四衝程內燃機的四個活塞衝程中只有一個衝程即在膨脹做功衝程推動曲柄連杆機構對外做功，其餘三個衝程有飛輪帶動完成，故四衝程內燃機曲軸每旋轉兩圈只能做功一次。因此四衝程內燃機曲軸連杆機構存在如下缺點：

1、由於內燃機是利用連杆曲軸把活塞的往復運動轉變為圓周運動，當氣缸壓縮衝程終了時即在膨脹做功衝程的上止點時缸內混合氣燃燒使得缸內壓力最大值而產生最強推力，但此時曲柄連杆機構中曲軸與連杆呈一條直線即力臂為零，也就是此時根本沒有動力輸出即對外不做功；又因曲軸作圓周運動必然造成與曲軸相連的連杆夾角變化，動力分散多，只能部分傳出功率，故曲軸連杆機構使得內燃機的熱能利用率很低；

2、連杆與活塞運動方向存在的角度會使得活塞與氣缸體的內壁產生一定的摩擦力，連杆與活塞運動方向存在的角度越大則摩擦力越大，活塞在氣缸內運行時對氣缸壁所產生的摩擦力是不均勻的，所以活塞在氣缸內長期高速運動後容易導致偏磨現象發生，使氣缸內壁或活塞受損而漏氣，以致內燃機的熱能利用率下降，這是曲軸連杆內燃機使用以來一直沒有解決的難題；

3、曲軸連杆內燃機機體安裝氣缸的上部分和安裝曲軸曲軸箱的下部分是結合起來進行整體鑄造的，由於在實際應用時曲軸連杆內燃機內各部件的協調運轉則需要曲軸連杆內燃機機體內各部位的設計有著極高的精度，特別是對內燃機機體內各個氣缸及曲軸的位置、形狀及大小有著嚴格的要求，這必然導致加工生產高精度的整體鑄造的曲軸連杆內燃機機體的難度；由於內燃機機體是整體鑄造加工而成的，一旦由於某個氣缸損壞而導致內燃機機體損壞則整個內燃機機體就報廢而需要更換，使得內燃機機體內其它沒有被損壞的曲軸箱等部件也放棄使用而造成浪費；

4、內燃機氣缸及與氣缸相對應的曲軸均是呈直線排列，曲軸的直線排列方式必然導致內燃機的體積增大，從而也使得內燃機內的傳動部件體積加大，內燃機內的各部件隨之增大後的結果是內燃機運轉時的摩擦力也隨之增大即造成內燃機運行時能耗也隨之加大。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種結構簡單、製造方便、體積小、成本低、防偏磨、維護容易、能耗低且有效功率大大提高的推桿單活齒傳動對列雙缸內燃機。

為實現上述目的，本發明提供一種推桿單活齒傳動對列雙缸內燃機包括氣缸、傳動軸及內燃機機體，氣缸內設置有活塞，所述內燃機機體上通過軸承固定有主動轉軸及從動轉軸；所述主動轉軸上設置有主動齒盤及主動活齒盤，主動齒盤與主動活齒盤之間的主動轉軸設置有軸承與內燃機機體固定；所述從動轉軸上設置有與主動轉軸上的主動齒盤相嚙合的從動齒盤，從動轉軸上設置有與主動轉軸上的主動活齒盤形狀及大小相同的從動活齒盤，從動齒盤與從動活齒盤之間的從動轉軸設置有軸承與內燃機機體固定；所述主動活齒盤的邊緣上等距離設置有單組主動活齒，單組主動活齒在主動活齒盤邊緣排列的長度為主動活齒盤周長的二分之一；所述從動活齒盤的邊緣上等距離設置有單組從動活齒，單組從動活齒在從動活齒盤邊緣排列的長度為從動活齒盤周長的二分之一；

所述主動活齒盤及從動活齒盤的同一側設置有氣缸一及氣缸二，氣缸一及氣缸二內分別設置有活塞一及活塞二；所述活塞一及活塞二外端與推桿垂直固定；所述推桿上設置有與主動活齒盤及從動活齒盤相嚙合的主動推齒及從動推齒，推桿上的主動推齒及從動推齒與主動活齒盤上的主動活齒及從動活齒盤上的從動活齒均分別個數相等。

推桿相對於推桿上主動推齒及從動推齒一側設置有若干個防偏輪，內燃機機體上位於推桿防偏輪一側設置有與防偏輪滾動相配合的防偏槽。

推桿上主動推齒前端若干個主動推齒的齒條高度依次由低到高排列，推桿上從動推齒後端若干個從動推齒的齒條高度依次由高到低排列；所述主動活齒盤上每組主動活齒按順時針方向排列的末端若干個主動活齒的齒條高度依次由高到低排列，所述從動活齒盤上每組從動活齒按順時針方向排列的前端若干個從動活齒的齒條高度依次由低到高排列。

從動活齒盤設置有從動活齒盤一及從動活齒盤二，主動活齒盤位於從動活齒盤一及從動活齒盤二前端中間位置；所述推桿上設置有與從動活齒盤一及從動活齒盤二相嚙合的從動推齒一及從動推齒二，推桿上的從動推齒一及從動推齒二與從動活齒盤一及從動活齒盤二上的從動活齒均分別個數相等。

主動活齒盤及從動活齒盤上主動活齒及從動活齒的齒條頂部均呈圓弧型，主動活齒盤及從動活齒盤上主動活齒及從動活齒的相鄰齒條根部之間圓弧型；所述推桿上主動推齒及從動推齒的齒條頂部均呈圓弧型，推桿上主動推齒及從動推齒的相鄰齒條根部之間均呈圓弧型。

本發明有益效果是：本發明的推桿單活齒傳動對列雙缸內燃機結構簡單，設計合理，製作方便，大大降低了製造成本；由於將曲軸的圓周運動直接變為連杆的往復直線運動，省略了內燃機機體內的曲軸及曲軸箱不僅大大降低了內燃機機體加工難度，使得本發明產品的使用性能大大提高，也使得內燃機的體積大大減小，同時也有效地地降低了內燃機自身運轉的能耗；內燃機機體內省略了曲軸及曲軸箱使得結構簡單，不僅降低了維修成本，而且因推桿的往復直線運動有效地消除了活塞在氣缸內因產生偏磨現象，大大地延長氣缸或活塞的使用壽命；尤其是推桿在做往復直線運動時推桿與主動齒盤或從動齒盤的力臂始終一致即為主動齒盤或從動齒盤的半徑，而且推桿在往復直線運動時不論是何種運動方向均是在做有用功，這必然使得本發明的內燃機的功率大大提高。

下面結合附圖對本發明的推桿單活齒傳動對列雙缸內燃機作進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明實施例一立體結構示意圖；

圖2是本發明主動推齒開始推動主動活齒運動原理示意圖；

圖3是本發明主動推齒結束推動主動活齒運動原理示意圖；

圖4是本發明從動推齒開始拉動從動活齒運動原理示意圖；

圖5是本發明從動推齒結束拉動從動活齒運動原理示意圖；

圖6是本發明實施例二立體結構示意圖。

圖中：1、氣缸一，2、傳動軸，3、內燃機機體，4、活塞一，5、推桿，6、主動轉軸，7、從動轉軸，8、主動齒盤，9、主動活齒盤，10、從動齒盤，11、從動活齒盤，12、活塞二，13、主動活齒，14、從動活齒，15、主動推齒，16、從動推齒，17、防偏輪，18、防偏槽，19、從動活齒盤一，20、從動活齒盤二，21、從動推齒一，22、從動推齒二，23、氣缸二。

具體實施方式

實施例一如圖1所示，本實施例的推桿活齒傳動對列雙缸內燃機包括氣缸、傳動軸2及內燃機機體3，氣缸內設置有活塞。內燃機機體3上通過軸承固定有主動轉軸6及從動轉軸7，固定於內燃機機體3上的主動轉軸6的外端為傳動軸2。主動轉軸6上設置有主動齒盤8及主動活齒盤9，主動齒盤8與主動活齒盤9之間的主動轉軸6設置有軸承與內燃機機體3固定。從動轉軸7上設置有與主動轉軸6上的主動齒盤8相嚙合的從動齒盤10，從動轉軸7上設置有與主動轉軸6上的主動活齒盤9形狀及大小相同的從動活齒盤11，從動齒盤10與從動活齒盤11之間的從動轉軸7設置有軸承與內燃機機體3固定。主動活齒盤9的邊緣上等距離設置有單組主動活齒13，單組主動活齒13在主動活齒盤9邊緣排列的長度為主動活齒盤9周長的二分之一。從動活齒盤11的邊緣上等距離設置有單組從動活齒14，單組從動活齒14在從動活齒盤11邊緣排列的長度為從動活齒盤11周長的二分之一。主動活齒盤9及從動活齒盤11的同一側設置有氣缸一1及氣缸二23，氣缸一1及氣缸二23內分別設置有活塞一4及活塞二12，活塞一4及活塞二12外端與推桿5垂直固定。推桿5上設置有與主動活齒盤9及從動活齒盤11相嚙合的主動推齒15及從動推齒16，推桿5上的主動推齒15及從動推齒16與主動活齒盤9上的主動活齒13及從動活齒盤11上的從動活齒14均個數相等。推桿5相對於推桿5上主動推齒15及從動推齒16的一側設置有兩個防偏輪17，內燃機機體3上位於推桿5防偏輪17一側設置有一個與防偏輪17滾動相配合的防偏槽18。防偏輪17及防偏槽18的設置可使得推桿5在做往復運動時的穩定性得到更好的保證。

如圖2、圖3、圖4及圖5所示，推桿5上主動推齒15前端若干個主動推齒15的齒條高度依次由低到高排列，推桿5上從動推齒16後端若干個從動推齒16的齒條高度依次由高到低排列。主動活齒盤9上每組主動活齒13按順時針方向排列的末端若干個主動活齒13的齒條高度依次由高到低排列，從動活齒盤11上每組從動活齒14按順時針方向排列的前端若干個從動活齒14的齒條高度依次由低到高排列。如圖2所示的推桿5上由低到高排列的主動推齒15與主動活齒盤9上的前端主動活齒13嚙合；如圖3所示的推桿5上的主動推齒15與主動活齒盤9上由高到低排列的末端主動活齒13嚙合；如圖4所示的推桿5上從動推齒16與從動活齒盤11上由低到高排列的前端從動活齒14嚙合；如圖5所示的推桿5上由高到低排列的末端從動推齒16與從動活齒盤11上的從動活齒14嚙合。

活塞一4、活塞二12分別在氣缸一1、氣缸二23內做往復運動時使得推桿5也同樣在做往復運動，推桿5在向氣缸二23端運動時，推桿5上的主動推齒15與主動活齒盤9上的主動活齒13嚙合並帶動主動活齒盤9按順時針轉動即帶動主動齒盤8轉動；此時推桿5上的從動推齒16與從動活齒盤11上的從動活齒14沒有接觸，又由於主動齒盤8與從動齒盤10嚙合而使得從動活齒盤11呈反時針方向旋轉。當推桿5在向活塞一4端運動時，推桿5上的從動推齒16與從動活齒盤11上的從動活齒14嚙合則帶動從動齒盤10作反時針方向轉動，而此時推桿5上的主動推齒15與主動活齒盤9上的主動活齒13沒有接觸，又由於從動齒盤10與主動齒盤8嚙合而使得主動活齒盤9呈順時針方向旋轉。因此，不論推桿5向活塞二12端方向運動還是向活塞一4端方向運動，推桿5所帶動的主動轉軸6均是順時針方向轉動即主動轉軸6所帶動的傳動軸2也一直按順時針方向旋轉。活塞一4或活塞二12帶動推桿5在做功時的力臂始終為主動活齒盤9的半徑，但是曲軸連杆內燃機的連杆做功時力臂是由零到曲軸長之間在不斷地變化，所以推桿5做功的效率大於曲軸做功的效率。

圖2、圖3、圖4至圖5是推桿5依次往復運動與主動活齒盤9、從動活齒盤11的運動關係，推桿5及主動活齒盤9、從動活齒盤11上分布高低齒條目的均是為了增加齒條之間接觸的數量以達到增加齒條之間的有效接觸面積，更好地延長推桿5、主動活齒盤9及從動活齒盤11的使用壽命。主動活齒盤9及從動活齒盤11上主動活齒13及從動活齒14的齒條頂部均呈圓弧型，主動活齒盤9及從動活齒盤11上主動活齒13及從動活齒14的相鄰齒條根部之間圓弧型；推桿5上主動推齒15及從動推齒16的齒條頂部均呈圓弧型，推桿5上主動推齒15及從動推齒16的相鄰齒條根部之間均呈圓弧型。圓弧型的設置使得主動推齒15與主動活齒13以及從動推齒16與從動活齒14的有效接觸面積加大，也是更好地延長推桿5、主動活齒盤9及從動活齒盤11的使用壽命。

實施例二如圖6所示，從動活齒盤11設置有從動活齒盤一19及從動活齒盤二20，主動活齒盤9位於從動活齒盤一19及從動活齒盤二20前端中間位置；推桿5上設置有與從動活齒盤一19及從動活齒盤二20相嚙合的從動推齒一21及從動推齒二22，推桿5上的從動推齒一21及從動推齒二22與從動活齒盤一19及從動活齒盤二20上的從動活齒14均分別個數相等，從動活齒盤一19及從動活齒盤二20的設置可使得推桿5在做往復運動時的穩定性得到更好的保證。本實施例的其它設置及原理與實施例一的設置及原理相同。