齒輪傳動活塞式發動機的製作方法

2023-05-08 13:50:51 1

專利名稱：齒輪傳動活塞式發動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及活塞式發動機技術領域，更確切地說涉及一種齒輪傳動活塞式發動機。
活塞式發動機廣泛應用於工農業生產、交通運輸中，其傳統採用的曲軸連杆式傳動機構存在工作效率低、活動零件數量多、結構複雜等問題；中國專利CN2320798公開了一種無曲軸活塞式內燃機，雖然採用了齒輪傳動，但由於其採用普通的齒輪且必須使用超越離合器，因此仍存在上述問題。
本實用新型目的是提供一種齒輪傳動活塞式發動機，提高發動機輸入與輸出功率比，簡化結構，壓縮體積。
本實用新型的目的是這樣實現的在單個或者多個汽缸以及相應的單頭或雙頭活塞所構成的發動機中，啟動及動力輸出主軸上的扇形齒輪反覆與活塞上縱向對稱設置的兩根齒條交替嚙合。當齒條隨同活塞上下往復運動時便可推動扇形齒輪旋轉，通過主軸輸出機械能。為避免扇形齒輪與齒條初始瞬間的強衝擊力，在扇形齒輪上開有一個凹槽，同時在每根齒條的一側均設置相應的凸臺。當活塞處於上下止點時，扇形齒輪旋轉，凹槽處就可以與凸臺產生作用力推動齒條進入反向運動，直到有2-3個齒相互嚙合為止脫離。為達到發動機工作平穩的目的，在所述的主軸上扇形齒輪的兩側分別安裝有配重輪，且配重輪較重的一側安裝於扇齒有齒面對側。對於雙頭活塞即兩個活塞共用一對齒條和扇形齒輪的發動機，其所述的齒條對稱設置在雙頭活塞體內壁上，扇形齒輪位於這對齒條之間。為了減小工作噪音，延長使用壽命，所述的扇形齒輪和齒條儘量採用「人」字形齒結構。
由於本實用新型採用扇形齒輪--雙齒條傳動機構，與曲軸連杆機構相比具有極好的機械性能，使產品外廓尺寸大大縮小，結構簡單緊湊合理，使用雙頭活塞後臥式8缸的體積將會比曲軸連杆的V形8缸發動機體積要小20％以上；機械傳動效率高，活塞提供的推力轉變成扭力輸出可達到90％以上。並具有運行穩定、使用壽命長等特點。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型一個實施例的工作狀態橫向剖面示意圖；圖2是
圖1的軸向剖面示意圖。
扇形齒輪3和齒條2的功能是將往復運動轉化為旋轉運動。扇形齒輪3的有齒面分度圓弧長與活塞1行程相等，齒數與長度均與齒條2相等，在扇形齒輪3上開一個凹槽5，同時在齒條2相應的位置設置凸臺4，兩根齒條2對稱設置在雙頭活塞體1內壁，扇形齒輪3、飛輪8和配重輪7安裝於主軸6上，扇形齒輪3置於活塞體內雙齒條2間。發動機啟動時由啟動機帶動主軸6旋轉，這時扇形齒輪3與齒條2嚙合。當活塞1位於汽缸的上止點，此時扇形齒輪3齒面朝上，且正好位於齒條2間的下端，處於與右齒條即將嚙合的臨界狀態；啟動機帶動扇形齒輪3順時針旋轉，扇齒齒面與右齒條嚙合並使齒條帶動活塞體向下運動；當活塞體運動到下止點時，扇齒3到達齒條上端並處於與右齒條脫離嚙合，與左齒條預備嚙合的臨界狀態；齒輪3繼續旋轉，扇形齒輪3與左齒條嚙合，活塞體1重新回到上止點，完成了活塞1在汽缸內的一次往復運動。
啟動機完成啟動工作後，啟動機關閉，改由齒條2推動扇形齒輪3旋轉，其主動與被動關係與啟動運動過程相反。當然扇形齒輪3也不僅限於安裝在活塞體1內，對於多缸發動機來說，它也可以安裝在兩個活塞體之間；齒條2安裝在活塞體外，或者用一根雙面齒條替代兩根雙面齒條替代兩根齒條2連接雙頭活塞，兩個互動的扇形齒輪左右對置在齒條兩側，扇齒旋轉時齒面朝同一方向，左右扇齒分別輪流與齒條的左右齒面嚙合傳遞機械能。對於使用雙頭活塞，不僅可以減少零件數量，而且每個雙頭活塞在四個連續的行程中有兩個行程向扇齒傳遞機械能；對於二衝程發動機則是每個衝程都是對外輸出機械能。
權利要求1.一種齒輪傳動活塞式發動機，包括單個或者多個汽缸以及相應的單頭活塞或雙頭活塞(1)，其特徵是啟動及動力輸出主軸(6)上的扇形齒輪(3)反覆與活塞(1)上縱向對稱設置的兩根齒條(2)交替嚙合，所述的扇形齒輪(3)上開有一個凹槽(5)，所述的齒條(2)一側均設有相應的凸臺(4)。
2.根據權利要求1所述的發動機，其特徵是在所述的主軸上扇形齒輪(3)的兩側分別安裝有配重輪(7)，且配重輪(7)較重的一側安裝於扇形齒輪(3)有齒面對側。
3.根據權利要求2所述的發動機，其特徵是所述的齒條(2)對稱設置在雙頭活塞體(1)內壁上，扇形齒輪(3)位於這對齒條(2)之間。
4.根據權利要求1或2或3所述的發動機，其特徵是所述的扇形齒輪(3)和齒條(2)為「人」字形齒結構。
專利摘要本實用新型提供了一種齒輪傳動活塞式發動機，採用安裝在啟動及輸出主軸上的扇形齒輪反覆與活塞上對稱設置的兩根齒條嚙合的傳動機構，將熱能轉化為機械能由主軸輸出，具有傳動效率高，結構簡單、緊湊、工作平穩、使用壽命長以及維護簡單的特點。
文檔編號F02B75/32GK2475840SQ0120880
公開日2002年2月6日 申請日期2001年3月8日 優先權日2001年3月8日
發明者王志斌 申請人:王志斌