专利名称：齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直缸往复式活塞的两冲程内燃机，具体是齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机。
背景技术：
现有的直缸往复式活塞两冲程内燃机，多为曲柄连杆机构旋转转换装置和自扫气排气进气工作结构的两冲程内燃机，由于它的活塞做功的直线往复滑动运动，需要将曲柄连杆机构中的连杆的复杂的侧倾角运动转换成曲柄的旋转运动。因而，运动复杂、摆动空间大的曲柄连杆机构在直缸往复式活塞两冲程(也包括四冲程)内燃机的旋转转换装置中的应用。不仅大大地增加了机身的体积和重量，而使机身笨重庞大；而且也大大地制约了活塞做功滑动的缸深和速度，而使它的热功效率和工作效率低下，不仅如此，它的曲柄连杆的复杂的侧倾角运动，也不仅大大地复杂了活塞的直线往复滑动的运动，而使活塞机构的生产工艺复杂、成本高，而且也使它相应地存在着严重影响活塞机构使用寿命的敲缸问题和工作平稳性差的问题。
而它的自扫气的进排气换气方式，则不仅使它的活塞做功滑动的缸深受它自身扫气排气效能的制约，使缸深短的热功效率低下。而且也由于它自身扫气排气的不净，而大大地影响了它的燃料的充分燃烧，这不仅大大地影响了它的效能，同时，也大大地加重了有害气体的排放，不仅如此，它的用含有燃料的混合空气的扫气排气的进排气换气方式，也大大地增加了燃料的消耗。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新的旋转转换装置和换气方式的直缸往复式活塞两冲程内燃机，即齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机，以克服由曲柄连杆机构旋转转换装置和自扫气换气方式结构的直缸往复式活塞两冲程内燃机存在的上述不足，而提供一种高热效、高功率、高速度和结构简单、紧凑、体积小、重量轻、工作平稳，以及油耗低、污染少的直缸往复式活塞两冲程内燃机。
本发明的技术解决方案是一种齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机。它是由装置于圆筒状两对直汽缸顶端的燃料喷嘴对应连接的两个燃料泵连接着燃料箱，以构成它的燃料供应系统。而连接空气滤清器和排气管的压气与吸气涡轮机的压气机头的压缩空气输送管与对直汽缸顶端开装的进气阀门的进气道连接，它的吸气机头的废气吸气管则与两对直气缸下端的自排气孔——长冲程机型的汽缸中段的排气阀门出气孔连接，以构成它的顺流换气系统。齿条连杆对直活塞的连杆杆身的槽孔内可往复滑动的卡装的对直汽缸的气阀拉柄固连在所在头缸体两侧、可往复滑动的支架结构的气阀开关拉杆上，以构成由齿条连杆对直活塞的直线往复滑动做功运动而动作的气阀开关机构。齿条连杆对直活塞的齿条轮齿同卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器啮合，以构成它的齿条连杆对直活塞的两头两冲程循环交替做功的直线往复滑动至机轴的连续旋转运动的旋转转换系统。
图1是齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机的总体结构示意图。
图2、3是内接式卡片轮式棘轮机构的间歇传动齿轮的主视与俯视(俯视去掉了主视图中标号件2的挡盖)示意图。
图4、5是图2、3中标号件3的与轴套一体结构的内接式卡片轮盘的基本结构的主视与俯视示意图。
图6、7是外接式卡片轮式棘轮机构的间歇传动齿轮的基本结构的主视与俯视示意图。
图8、9是图6、7中标号件6的与传动齿轮一体结构的外接式卡片轮盘的基本结构的主视与俯视示意图。
图10、11是卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器的基本结构的主视与俯视示意图。
图12、13是一般冲程机型的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机的基本结构的主视与俯视示意图。
图14是齿条连杆对直活塞的基本结构的断面剖视示意图。
图15是对直汽缸(长短冲程机型的一体示意)的基本结构的主视示意图。
图16、17是长冲程机型的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机的基本结构的主视与仰视示意图。
图18、19是气门拉柄的基本结构的主视与侧视示意图。
图20、21是一般冲程机型的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机的齿条连杆对直活塞两头的两冲程循环交替做功的直线往复滑动与换气状态的工作示意图。
图22、23是长冲程机型的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机的顺流换气方式的工作状态的主视与仰视示意图。
具体实施方案本发明结合具体实例参看附图进一步如下一种齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机，它是由圆筒状两头对直的汽缸16、18配装可直线往复滑动的齿条连杆对直活塞12。在齿条连杆对直活塞的齿条连杆杆身的槽孔内，卡装着相配的可直线往复滑动的气门拉柄a、b，a、b分别同自身所在头支架结构的对称配装在缸体两侧的可直线往复滑动的气门拉杆固连。拉杆的顶端则固连在对直汽缸16、18顶端的进气阀门15、19的气门支架的对称两端。与空气滤清器4、排气管10连接的压气与吸气涡轮机7的压气机头的压缩空气输送管5连接着对直汽缸16、18顶端的进气道；它的吸气机头的废气吸气管8则与对直汽缸16、18下端的自排气孔6、11——长冲程机型的汽缸中段的排气阀门20、21的出气孔连接。齿条连杆对直活塞的齿条轮齿同相配的卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器17中的齿轮A(参看附图10、11)啮合。
卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器(参看附图10)，它是由在机座I上的一个固连在轴F上的普通齿轮A和两个1∶1的分别固连在机座I的轴J、H上的彼此并列或前后错位同A反向间歇传动啮合的卡片轮式棘轮机构的间歇传动齿轮B、C，以及两个彼此啮合1∶1分别同两反向间歇传动齿轮B、C同轴J、H固连的普通齿轮D、E所构成。
对直汽缸16、18同齿条连杆对直活塞12的配合为直线往复滑动的密封性配合。
压气与吸气涡轮机7同对直汽缸16、18的顶端进气道和下端自排气孔6、11——长冲程机型的汽缸中段的排气阀20、21的出气孔的连接为同时的废气的吸出、新鲜空气的压入的顺流换气方式的连接。
齿条连杆对直活塞12的齿条轮齿同卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器17的齿轮A的啮合，为直线往复移动至往复旋转运动的啮合。
本发明的工作原理齿条连杆对直活塞12的16汽缸头与18汽缸头活塞在圆筒状的相配的对直汽缸16与18中两冲程的压气与燃气膨胀轴向推移的循环交替做功的直线往复滑动，使齿条连杆的齿条轮齿直线往复移动的啮合着相配的卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器17(参看附图10)中齿轮A往复旋转运动，而旋转转换器17中的两个彼此反向间歇传动的分别同齿轮A啮合的卡片轮式棘轮机构的间歇传动齿轮B、C，则分别将齿轮A的往复旋转转换成顺时针与反时针的单向性的间歇旋转。与此同时1∶1的彼此啮合的分别与间歇传动齿轮B、C同轴的齿轮D、E，则分别将间歇传动齿轮B、C的反向间歇性的旋转彼此主动与从动交替啮合传动的转换成轴J与H的反向性的连续而平稳的机轴旋转。
在齿条连杆对直活塞12的16汽缸头与18汽缸头的燃气做功冲程的末节露出所在汽缸下端的自排气孔6、11的废气自泄时，齿条连杆对直活塞动作所在头的对直汽缸16、18顶端的进气阀门15、19——长冲程机型的汽缸中段与所在头进气阀门拉杆一体结构的排气阀门20、21的进排气阀门拉柄a、b，打开进气阀门15、19——长冲程机型的进排气阀门15、20、19、21，并以惯性运动到做功冲程的下止点，使自排气孔6、11和进气阀门——长冲程机型的进排气阀门15、20、19、21完全打开，而在它们的压气冲程的返程直线移动初始，一般冲程机型的活塞头移动到封住了自排气孔6、11时，松开气门拉柄a、b，进气阀门15、19完全关闭，而长冲程机型的则只有在活塞头移动到近或封住排气阀门口时，进排气阀门15、20、19、21才完全关闭(为了减压，长冲程机型的进排气阀门的关闭需要做延迟设计，延迟设计可以以加大进排气阀的运动惯性来实现)。在气门机构开关的瞬间由不可逆往复旋转转换器17的连续旋转输出机轴J或H带动的压气与吸气涡轮机以顺流换气的方式，一头(吸气机头)经废气吸气管8迅速在将16、18汽缸中的废气吸掉，一头(压气机头)则同时经压缩空气输送管5将新鲜空气压入汽缸16、18中。
本发明只是各种燃料类型的齿条连杆对直活塞型两冲程内燃机的一种运动转换工作结构与换气工作结构的共性设计。因而具体的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机的燃气做功冲程的燃料供应与着火方式的系统结构需根据具体使用的燃料的性质来加以具体工作结构的设计。
权利要求
1.一种齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机，它是由连通空气滤清器和排气管的压气与吸气涡轮机的压气机头的压缩空气输送管与两对直汽缸的顶端开装的进气阀门的进气道连通，它的吸气机头的废气吸气管则与两对直汽缸下端开设的自排气孔——长冲程(两倍以上缸径冲程)机型缸身中段开设的与进气阀一起开关的排气阀门的出气孔连通，以构成它的顺流换气系统。齿条连杆两端固连着装有密封环和油环的圆柱状活塞可直线往复滑动的配装在圆筒状的对直汽缸内，在连杆杆身所铣的槽孔内对应卡装的两对直汽缸的气阀拉柄固连在所在头的汽缸对称两侧的可直线往复滑动的气阀开关的拉杆上，气阀拉杆的中段固连着长冲程机型的排气阀，顶头则对称固连在支架结构的进气阀门的支架两端，在齿条连杆对直活塞的压气与燃气做功的直线往复运动配合的开关中与顺流换气系统构成它的实质顺流换气工作。齿条连杆的齿条轮齿啮合着卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器，以构成它的核心机构直线往复移动的机轴的连续旋转转换机构。其特征是由卡片轮式棘轮机构结构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器将在对直汽缸中作两冲中程对直交替做功的齿条连杆对直活塞的直线往复移动转换成工作所需的连续旋转的机轴运动。
2.根据权利要求1所述的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机中的卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器，其特征是在于它是由(参看附图10)在机座I上的一个固连在轴F上的齿轮A，和两个1∶1的分别固连在轴J、H上的并列或前后错位同A啮合的彼此反向间歇传动的含卡片轮式棘轮机构的间歇传动齿轮B、C，以及两个1∶1彼此啮合的分别与B、C同轴固连的随B、C的反向间歇性传动而彼此主动与从动交替作用旋转的连续旋转的齿轮D、E所构成(其中B、C与A的啮合可以是A为宽齿轮的前后错位的啮合，这样可以得到D、E小于B、C外圆周的较小体积的旋转转换器)。
3.根据权利要求1和2所述中的卡片轮式棘轮机构，其特征在于它是由结构在间歇传动齿轮机构中的卡片轮盘、矩形卡片、O型弹簧、棘轮以及挡盖所构成。
4.根据权利1所述的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机中的对直汽缸，其主要结构特征在于它是由圆筒状对直汽缸的顶端所开的燃料喷嘴座孔、进气阀门座孔、进气道，下端缸壁上所开的自排气孔——长冲程机型的汽缸中段缸壁上开设的排气阀门孔，以及汽缸两侧对称的气阀开关拉杆支架座和长冲程机型的汽缸两侧对称的压簧座、排气阀门座(排气阀门可以是单侧性的开设)所构成。
5.根据权利要求1所述的齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机中的齿条连杆对直活塞，其主要结构特征在于它是由两头对直的都有密封环和油环的圆柱形活塞和与它们一体结构或分件固连、杆身开有气阀拉柄槽孔、杆身上面与汽缸自排气孔弧面挡板一体结构或分件固连的齿条连杆所构成。
全文摘要
一种齿条连杆对直活塞型直缸往复式两冲程内燃机，它是由圆筒状的两对直汽缸中配装着齿条连杆对直活塞，齿条连杆的齿条轮齿啮合着卡片轮式棘轮机构的不可逆往复旋转至连续旋转转换器，与空气滤清器和排气管连接的压气与吸气涡轮机的压气机头连接着两对直汽缸顶端开装的进气阀门，而它的吸气机头则连接着两对直汽缸下端的自排气孔和长冲程机型的两汽缸中段的排气阀门出气孔。齿条连杆杆身的气门拉柄槽孔配装着两对直汽缸的进排气阀门开关拉柄，开关拉柄与支架结构的气门拉杆固连。本发明的优点是热效高、功率大、转速快、油耗低和结构简单、紧凑、体积小、重量轻以及工作平稳、污染少。
文档编号F01B9/00GK1450256SQ0210862
公开日2003年10月22日 申请日期2002年4月5日 优先权日2002年4月5日
发明者龚爱农 申请人:龚爱农