专利名称：连杆直线运动的新颖发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种连杆直线运动的新颖发动机，属于发动机的技术领域。
现有的活塞式发动机，其连杆常作摆动运动，受力不匀，尤其是在连杆运动至上下死点时；另外活塞、曲柄等机件是单件的组合，不是对称的配置，因而尺寸较大；曲柄的回转半径也较大，连杆的摆动也受汽缸体的限制，连杆不能直接进入缸体，使连杆的尺寸较大。
本实用新型的目的是要提供一种连杆直线运动的新颖发动机，采用连杆与双活塞组合成一体的结构。连杆由曲柄的外齿齿形弧与内齿弧啮合时单纯滚动，使连杆始终作直线运动而不摆动，因而受力均匀，使机件的尺寸都较小。
本实用新型的目的是这样实现的连杆(1)两端分别连接一活塞(6)和(8)，活塞(6)和(8)均在汽缸(9)内。连杆(1)以螺钉(10)固定一曲柄(2)，连杆(1)另一端的孔与主轴(5)的偏心轴头(4)相配合。发动机内固定设置2内圆齿弧(3)、(7)，而曲柄(2)的一端也具有外齿齿形弧(11)，该外齿齿形弧(11)与内齿弧(3)、(7)啮合。外齿齿形弧(11)的节圆半径等于1／2内圆齿弧(3)、(7)的节圆半径。
图1．连杆直线运动的原理图图2．本发动机的示意图图3．图2的C—C剖视图兹结合附图对连杆直线运动的新颖发动机的结构和原理详细叙述由
图1，本发动机的新颖性在于其连杆不作摆动，只作直线运动，而且带动主轴(5)旋转。其原理是根据小齿轮(1)在大于它自身齿数2倍的内齿轮(2)中互相啮合而作纯滚动时，其A点始终沿直线a运动。
发动机的这种机构不但连杆不摆动，而且还具有对称的特点，其对称是把直线a看作是发动机的连杆(1)和两个活塞(6)和(8)组成的一个构件组体。曲柄的偏心距AB等于主轴偏心距OB，两主轴所中心线b交叉并通过活塞连杆的中心线a，即两中心线在同一平面上并相互垂直。由图2、3，可看出主轴(5)以O为圆心带动偏心轴头(4)作旋转，小曲柄(2)由于机构所置，在轴头(4)上也作旋转，但与主轴旋转的方向相反，另一端在连杆孔内转动而又随连杆、活塞左右平移。
假如左活塞(8)在上死点(即右活塞6在下死点)时，AB和OB在O点的左端一直线上，AB+OB=AO，左活塞位移为零，随着主轴的旋转AO的距离逐渐缩小，左活塞(8)向右移动，位移逐渐增大；当AB和OB重合在一起即A点与O点交为一点时(AO等于零)，活塞(8)位移为AB+OB，此时活塞在整个行程中移动了半个行程，由主轴继续旋转，AB在OB的作用下A点离开O点向右逐渐增大，活塞也聚蓄跟随连杆向右移动(移动方向与原移动方向一致)。当AB和OB在O点的右端又处于一直线时，活塞(8)又移动了半个行程，此时左活塞(8)由上死点移到了下死点，完成了整个行程。由于主轴不停地转动，活塞(6)和(8)也就周而复始的左右运动，其运动的速度规律也是和现在发动机活塞运动速度规律完全一样呈匀加速和匀减速动作。
内圆齿弧(3)、(7)与外齿齿形弧(11)之间的数值关系为外圆齿节圆半径等于1／2内圆齿弧的节圆半径并且等于AB和OB，设置此种机构是为了防止在主轴转动为主动力而活塞连杆(即小曲柄AB)为被动时，在AB与OB重合的一瞬间被卡死而专门设置的。
主轴(5)带动轴头(4)(即B点)为主动力时，活塞的动力呈(阻力)被动，A、B过垂直于水平线的直线时，A落后于B，活塞必定卡死停止不前，使得下移环节无法进行。由于设置了此机构，使外齿齿形弧(11)与内齿弧(3)、(7)提前进入啮合，这时A点的被动完全由外齿齿形弧(11)在内齿弧(3)、(7)的面上作纯粹的滚动来接替，即轴头(4)在主轴(5)的作用下带动外齿在内齿上作滚动。此时，在越过中线时，A点在此机构的作用下与B点保持同步运行既不超越也不拖后，因此保证了机构的正常运转。
内圆齿弧(3)、(7)和外齿齿形弧(11)未做成整圆齿轮，其目的是为了缩小机体的体积，在制造过程中也便于装配。至于两内外圆弧刚进入啮合的瞬间是否会发生撞击而发出响声损坏机件，这是不会的。由于机构所置和数值关系表明，轴头(4)不论在任何情况下始终是作同步等同的速度旋转，即在啮合的瞬间，因为活塞和主轴之间在机构运转中是相互制约的，所以啮合时也是同步的，既不超越也不拖后。
此种发动机结构独特，由于两个活塞和连杆三个组成一体，活塞的长度尺寸只要条件允许可大为缩短。两个活塞的长度虽缩短，但两个活塞又在同一轴心线上组成一体，而且又拉长了距离，所以它的总体裙部尺寸要比单个活塞的尺寸长得多。但是它的导向性和刚性都优于单个活塞，即他们之间的关系使互相依赖，且摩擦接触面大为减小。连杆不摆动可以不受缸体的限制直接进入缸体，一个曲柄改为两个曲柄即象肘关节一样的连接，其功能和性能不变，但缩小了用一个曲柄时的回转半径，由此尽可能地缩短连杆的长度尺寸。从图上看，不难想象出两活塞和连杆组为一体的机构，其总体长度与单活塞单连杆机构的长度基本相当，但动力却增加了一倍。如向主轴方向再合并一组汽缸就可得到四缸发动机的效用。发动机的功率增加了，但体积却增加不多，可是曲轴却缩短了近一半；由于汽缸体水平放置，重量轻，重心高度也大为降低；两个活塞合为一体尺寸小，其强度增大，导向性好；连杆的不摆动使活塞对缸壁互相间摩擦力也减轻。由于两缸对称布置，使得配气机构的凸轮可合用一组，也就是说只需一组凸轮即可满足两缸的需求。
与现有技术相比，连杆直线运动的新颖发动机具有下列优点1．外齿齿形弧和内齿弧制成非整圆的齿轮，可缩小机体体积，也使装配简易。2．两圆弧齿啮合时小会发生撞击而增加噪音甚至损坏机件。3．采用双活塞结构，活塞与连杆组合一体，使活塞尺寸减小，但总体尺寸又大于单体活塞，其导向性和刚性部胜过单个活塞。4．使用两个曲柄的结构，其优点是缩小、了使用单曲柄的回转半径，因而可以缩短连杆的长度。5．汽缸缸体水平放置，重量轻且重心低，两活塞合为一体强度大，尺寸小，导向性能好，连杆不摆动受力均匀。
权利要求1．一种连杆直线运动的新颖发动机，其特征在于连杆(1)两端分别连接一活塞(6)和(8)，活塞(6)和(8)均在汽缸(9)内，连杆(1)以螺钉(10)固定一曲柄(2)，连杆(1)另一端的孔与主轴(5)的偏心轴头(4)相配合，发动机内固定设置2内圆齿弧(3)、(7)，而曲柄(2)的一端也具有外齿齿形弧(11)，该外齿齿形弧(11)与内齿弧(3)、(7)啮合。
2．根据权利要求1所述的发动机，其特征在于外齿齿形弧(11)的节圆半径等于1／2内圆齿弧(3)、(7)的节圆半径。
专利摘要一种连杆直线运动的新颖发动机,其连杆两端分别连接一活塞且组合成一体,活塞装在汽缸缸体内,连杆一端连接一曲柄,另一端的孔与主轴的偏心轴头相配合,发动机机体内设置2内圆齿弧,而曲柄的一端具有外齿齿形弧且与内圆齿弧相啮合。由于内圆齿弧是固定不动,所以外齿齿形弧仅作滚动,使曲柄带动连杆作直线运动,本发动机尺寸小而功率大。
文档编号F02B75/32GK2413033SQ00206310
公开日2001年1月3日 申请日期2000年3月16日 优先权日2000年3月16日
发明者许国新, 谷志达 申请人:许国新