无曲轴发动机驱动机构的改进的制作方法

专利名称：无曲轴发动机驱动机构的改进的制作方法
技术领域：
本实用新型是对中国专利ZL200610067524.8和美国专利申请 12280617所提供的无曲轴发动机驱动机构方案的改进，属于发动机 技术领域。
背景技术：
中国专利ZL200610067524.8和美国专利申请12280617提供的无
曲轴发动机驱动机构的方案存在一些缺点。例如上述方案采用光电
管做控制火花塞点火和限制活塞行程的传感器，可靠性低。发动机的 启动不能釆用现有的启动电机方案，而需在电控系统中增加一套复杂 的启动程序， 一旦电控系统故障，将有活塞撞缸的危险。介轮轴固定 的方案较复杂，调整不方便。配气机构与活塞行程联动的方案尚未确 定。用齿轮传动难以实现准确正时，等等。
发明内容
本实用新型的目的是对中国专利ZL200610067524.8和美国专利 申请12280617提供的无曲轴发动机驱动机构的方案进行改进，以便 克服其上述缺点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在原无曲轴发 动机驱动机构方案的基础上，增加一套由摆杆、摆臂、偏心轴和偏心轴齿轮组成的肘杆机构。摆臂呈菱形，在中部沿长轴线开一长通孔。 在摆臂两端长轴线上各加工一个销轴孔。 一个销轴孔装入销轴套后， 与滑套上连接连杆大头的销轴转动配合。另一个销轴孔装入销轴套 后，与摆杆自由端的销轴转动配合。摆杆的固定端通过销轴与固定在 机顶盖上的铰链座相连接。在摆杆中部靠近铰链座的位置铰链连接一 个弹簧顶座。在其下方机顶盖壁上固定一个弹簧底座。在弹簧顶座和 弹簧底座之间装有圆柱弹簧。弹簧底座的底盖与弹簧底座的筒体螺纹 连接。偏心轴的轴线与主轴轴线相平行。其大头加工出一个偏心拨轴。 偏心拨轴的轴线与偏心轴的轴线相平行。在偏心拨轴上套一个方形滑 块，与其转动配合。方形滑块插入摆臂的长通孔中，并与长通孔壁滑 动配合。在偏心轴的小头通过键固定一个偏心轴齿轮。它与固定在主 轴上的大齿轮模数相同，且相互啮合。偏心轴齿轮与主轴大齿轮的节
圆直径比为N二20)/360，式中0)是活塞单行程推动滑套转过的角度。
偏心轴通过靠近偏心轴大头的前轴承座和靠近偏心轴齿轮的后轴承 座固定在机体的托架上。在轴承座与托架之间垫有调整垫片。在前后 轴承座上均装有滑动轴承套，和与滑动轴承套上进油孔相连通的机油 管。机油管与机油泵相连通。在偏心轴和偏心拨轴内开有内置油管路， 并与滑块内壁相连通。在滑块上与摆臂的长通孔壁相接触的一侧开有 与内置油管路相通的油孔和油线。
在机顶盖内壁对应摆臂中部菱形钝角处装有固定板。两个接近传 感器分别固定在位于摆臂两侧的固定板上。通过调整接近传感器尾部 的螺钉调整接近传感器与摆臂的相对位置。当滑套处于左右止点位置时，摆臂中部菱形钝角处与接近传感器的距离，刚好在接近传感器的 有效作用范围内。接近传感器与集中电控器相连接。
在摆臂中部菱形钝角处左右对称位置各通过销钉固定一个小连 杆。销钉与小连杆的销孔转动配合。在机体外侧与小连杆摆动中心线 平行的位置设置导轨。小连杆的另一端穿过机顶盖壁上开设的长孔与 沿导轨滚动的小轮铰链连接。与小轮铰链连接的另一长连杆，与配气 机构的小齿条相连接。小齿条通过微型齿轮棘轮机构带动液压配气阀 转动。(配气机构将另文叙述)
滑套截面近似正方形，四角倒圆。与滑套同轴线的两个连杆销轴 孔和两个棘爪销轴孔分别对称设置于滑套四角附近。沿滑套轴线加工 出一个与滑套轴承套外径相配合的孔。在滑套厚度方向加工出三道与 滑套同轴线的矩形截面环形槽。摆臂通过连杆销轴置于中间槽中。两 个连杆通过连杆销轴分别置于两侧的槽中。在连杆销轴中加工有内置 油路与摆臂销轴套及两个连杆轴瓦相连通。在滑套的连杆槽与摆臂槽 之间的壁板外缘中部，沿与连杆销轴和滑套轴线垂直相交的直线各加 工出一个小通孔。在该孔从滑套外侧至销孔内侧一段加工出内螺纹。 当连杆销轴插入销孔后，用顶丝将连杆销轴固定。此时主轴内置油路 通过滑套轴承套的油孔与连杆销轴的内置油路相连通。在滑套上对应 棘爪销轴孔的两个端面壁板外缘中部，沿与棘爪销轴和滑套轴线垂直 相交的直线各加工出一个小通孔。在该孔从滑套外侧至销孔内侧一段 加工出内螺纹。在棘爪销轴中加工有内置油路与棘爪销轴套相连通。
主轴的中心油孔由原方案的通孔改为从主轴后端钻盲孔，然后用柱塞将孔口封堵并焊封。在主轴的相应润滑部位加工出内部油路。在 机体的主轴后法兰座处加工出机油入口，并开有通过机体、主轴后法 兰、主轴后轴承套直达主轴中心油孔的内部油路。主轴的前端直接与 装于主轴前法兰的主轴前轴承套和橡胶密封圈转动配合。主轴的后端 直接与装于主轴后法兰的主轴后轴承套和橡胶密封圈转动配合。
传动轴通过两个轴承座固定在机体侧壁的托架上。轴承座近似菱 形，中部加工出轴承孔，并镶有轴承套。轴承座两端的耳板与机体侧 壁的托架用螺钉固定连接。在耳板和托架之间垫有调整垫片。在传动 轴两端分别通过键和弹簧挡圈固定前齿轮和后齿轮。前齿轮与齿轮棘 轮组件的齿轮模数相同，节圆直径比为1: k， k〉l。它们通过模数 相同的介轮实现传动。后齿轮与主轴大齿轮模数相同，直接啮合。其 节圆直径比为1: k， k>l。在两个轴承座中分别开有油孔与轴承套 的油孔相连通。其外接油管与机油泵相连通。
介轮通过带法兰的介轮轴固定在机体前壁上。在介轮轴中加工有 内置油路与镶在介轮轴上的轴承套的油孔相连通。在内置油路入口处 接有外接油管与机油泵相连通。介轮装在介轮轴的轴承套上，与轴承 套转动配合。通过设在介轮轴端的止推轴承环和弹簧挡圈限制介轮的 轴向位移。介轮轴与机体前壁上与其配合的孔有较大间隙。介轮轴法 兰上的螺钉孔与螺钉之间也有较大间隙。在介轮轴法兰上的螺钉与介 轮轴法兰之间垫有密封垫圈。在介轮轴法兰与机体前壁的配合面之间 垫有密封垫圈。在机体前壁外侧靠近介轮轴法兰处均布四个带螺孔的 挡板。四个螺钉拧入挡板的螺孔，用于调整介轮与齿轮棘轮组件的齿轮和传动轴前齿轮的啮合间隙。调好后将调整螺钉和固定法兰的螺钉 全部拧紧。
机体内全部齿轮均采用人字齿轮。
机体采用隧道式结构。主轴通过前后法兰固定在机体中。前后法 兰均镶有轴承套和橡胶密封圈，分别与主轴前后轴径转动配合。在前 后法兰与机体配合面之间垫有密封垫圈。
对于低速大功率发动机，可用超越离合器(例如逆止器)代替棘 轮机构。
本实用新型因为增加一套由摆杆、摆臂、偏心轴和偏心轴齿轮组 成的肘杆机构，使发动机的起动系统变得简单。可以直接采用现有发 动机由起动电机通过飞轮齿圈带动主轴转动的起动机构。与主轴固定 连接的主轴大齿轮通过偏心轴齿轮和偏心拨轴带动摆臂左右摆动。摆 臂的摆角受偏心拨轴滑块的限制。因此，与摆臂相连的活塞连杆的位 移也受到精准的限定，不会发生活塞撞缸事故。
采用接近传感器做火花塞点火的指令元件，其可靠性和寿命远高 于光电管。
用带法兰的介轮轴将介轮固定在机体壁上，且有设在机体壁上的 挡板和调整螺钉微调介轮与齿轮棘轮组件的齿轮和传动轴前齿轮的 啮合间隙，这套方案比前面所述专利的方案结构简单，且调整方便。
传动轴齿轮采用增速齿轮(传动轴齿轮较主轴齿轮小)结构紧凑， 有利于降低机体高度、减小机体体积。
通过与摆臂相连接的小连杆组，带动配气机构的小齿条随活塞节奏往复平移，再通过小连杆末端的小齿条带动液压配气阀转动，可以' 精准地控制气门的开闭。因为是机械传动，不受电控系统故障影响，
可靠性高。
主轴的中心油孔由原方案的通孔改为由主轴后端钻盲 L，使主轴 前端的密封结构大为简化。主轴前后轴承均采用轴承套，使主轴前后 轴承和轴承座的结构大为简化。
传动齿轮全部采用人字齿轮，承载能力强。
机体采用隧道式结构，刚性好，加工量少。
低速大功率发动机采用超越离合器替代棘轮机构，振动和躁音小。


本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出 图1是根据本实用新型提出的无曲轴发动机驱动机构改进方案 的横截面的破碎剖视图。
图2是图1的纵向截面的旋转剖视图。
图3是图2的K向视图。 图4是图3的M—M剖视图。
图5是用超越离合器代替棘轮机构的另一方案的局部剖视图。
具体实施方式

下面结合图1至图5，详细说明本实用新型提出的具体结构的细 节及安装和工作情况，它并不作为对本实用新型的限定。
本实用新型对前述两项发明专利的改进主要有以下几项第一项是增加了一套由摆臂18、摆杆17、铰链座16、偏心轴23、 滑块21、偏心轴齿轮22、偏心轴轴承座8、 59等组成的肘杆驱动机 构。摆臂18由球墨铸铁制成。其形状近似菱形，长轴两端倒圆，并 加工有销孔。摆臂中段略厚，沿长轴方向加工出一段长通孔。长通孔 两侧壁磨光。摆臂一端的销孔装有青铜销轴套56，与固定在滑套3 上的连杆销轴53转动配合。摆臂另一端的销孔装有青铜销轴套76， 与销轴55转动配合，且与摆杆17铰链连接。摆杆17用碳钢或铝合 金制成。其另一端通过销轴60与固定在机顶盖15上的铰链座16相 连接。在摆杆中部靠近销轴60的位置铰链连接一个弹簧顶座14。在 其下方机顶盖壁上固定一个弹簧底座12。在弹簧顶座和弹簧底座之 间装有圆柱弹簧13。弹簧底座的底盖11与弹簧底座的筒体螺纹连接。 弹簧的轴线近视垂直方向。予安装时，先将摆杆17通过销轴60与铰 链座16铰链连接，并用弹簧挡圈41锁定销轴60的位置。再将摆臂 18通过销轴55与摆杆17铰链连接,并用弹簧挡圈41锁定销轴55的 位置。在摆臂与滑套连接之前先做平衡试验。转动弹簧底座的底盖 11，使摆杆17处于水平位置，摆臂18处于垂直位置，并锁定底盖 11的位置。再对滑套进行予安装。将滑套轴承套52装入滑套中心孔。 将连杆销轴53和棘爪销轴75装入其相应的销孔中，并用弹簧挡圈 41锁定连杆销轴53和棘爪销轴75的位置。在棘爪销轴75两端安装 已装入青铜销轴套44的棘爪32，并用弹簧挡圈41锁定棘爪的位置。 摆臂与滑套连接前，先将销轴55脱开，将一只连杆销轴53半脱开， 将摆臂18下端插入滑套3的三道环形槽的中间槽中，穿入连杆销轴53，用弹簧挡圈41将连杆销轴53两端锁定。再将主轴4装上键67， 并从机体1的后法兰孔插入，依次穿入主轴大齿轮31、棘轮65、已 与摆臂18相连接的滑套3、齿轮棘轮组件33。将装入青铜轴承套49 和橡胶密封圈48的主轴前法兰50，装入机体的主轴前法兰孔。主轴 前端插入主轴前法兰组件，并与轴承套49和橡胶密封圈48转动配合。 将装入青铜轴承套68和橡胶密封圈71的主轴后法兰73，装入机体 的主轴后法兰孔。主轴后端插入主轴后法兰组件，并与轴承套68和 橡胶密封圈71转动配合。打开机顶盖15上端的天窗19，用销轴55 将摆臂18与摆杆17铰链连接。将活塞2和连杆5组装成活塞连杆组 件，装入气缸2中。将剖分式连杆5的大头连同轴瓦54卡套在露于 滑套两侧环形槽的连杆销轴53上，并用螺栓固定。偏心轴23用40Cr 钢制成，调质处理。偏心轴通过前轴承座8和后轴承座59固定在机 体上端侧壁上的托架7和64上。在前后轴承座中分别装有青铜轴承 套58和62，它们与偏心轴转动配合。在前后轴承座之间，偏心轴齿 轮22通过键42与偏心轴固定连接。偏心轴齿轮22的模数与主轴大 齿轮31的模数相同。其节圆直径由前面介绍的公式确定。如果取活 塞行程的两个止点A和B与主轴中心线垂直连线的夹角05=60° ， 按N二2cD/360，得出N=2X60/360 = l/3。即偏心轴齿轮节圆直径 与主轴大齿轮节圆直径的比为1: 3。偏心轴前部是一个直径较大的 圆盘，和与圆盘为一体的直径较小的偏心拨轴20。偏心拨轴与偏心 轴的轴线相平行，它们之间的距离为偏心拨轴的偏心距。该偏心距在 设计时可用做图法或解析法确定，并在试验时修正。正方形的青铜滑块21套在偏心拨轴20上，并置于摆臂18的长通孔中。滑块与偏心 拨轴转动配合，而与摆臂18的长通孔的侧壁滑动配合。在偏心轴及 偏心拨轴中加工有内部油路77，其一端与前轴承座的外接油管43相 通，另一端与滑块21相通。在滑块上与摆臂长通孔的侧壁相接触的 配合面上加工有油孔和油线。在偏心拨轴前端装有弹簧挡圈41。在 偏心轴后端装有青铜止推轴承61和弹簧挡圈41。偏心轴组件与肘杆 机构配合安装时，先将滑套3转到使摆臂18的长轴线与机体底面垂 直的位置，再将偏心轴组件调整到偏心轴与偏心拨轴同处于主轴轴线 与摆臂长轴线所在的平面内，且偏心轴轴线与主轴轴线相平行。此时， 套在偏心拨轴上的滑块置于摆臂的长通孔中，偏心轴齿轮22与主轴 大齿轮31相啮合。调整垫在前轴承座8和后轴承座59与托架7和 64之间的调整垫片，使偏心轴齿轮22与主轴大齿轮31正确啮合。
改进的第2项是用接近传感器10取代原方案中控制火花塞点火 的光电管传感器。在机顶盖15内壁对应摆臂18中部菱形钝角处装有 固定板9。两个接近传感器分别固定在位于摆臂两侧的固定板上。通 过调整接近传感器尾部的螺钉，调整接近传感器与摆臂的相对位置。 当滑套处于左右止点A和B位置时，摆臂中部菱形钝角处与接近传 感器的距离，刚好在接近传感器的有效作用范围(例如2毫米)内。
改进的第3项是滑套3截面近似正方形，四角倒圆。与滑套同轴 线的两个连杆销轴孔和两个棘爪销轴孔分别对称设置于滑套四角附 近。沿滑套轴线加工出一个与滑套轴承套52外径相配合的孔，并装 入滑套轴承套52。在滑套厚度方向加工出三道与滑套同轴线的矩截面环形槽。摆臂18通过连杆销轴53置于中间槽中。两个连杆通过
连杆销轴53分别置于两侧的槽中。在连杆销轴53中加工有内置油路 45与摆臂轴承套56及两个连杆轴瓦54相连通。在滑套的连杆槽与 摆臂槽之间的壁板外缘中部，沿与销轴和滑套轴线垂直相交的直线加 工出一个小通孔63。在该孔从滑套外侧至销孔内侧一段加工出内螺 纹。当连杆销轴53插入销孔后，用顶丝57将销轴固定。此时主轴内 置油路47通过滑套轴承套52的油孔及小通孔63与连杆销轴的内置 油路45相连通。在滑套上对应棘爪销轴孔的两个端面壁板外缘中部， 沿与销轴和滑套轴线垂直相交的直线各加工出一个小通孔63。在该 孔从滑套外侧至销孔内侧一段加工出内螺纹。当棘爪销轴75装入销 轴孔后，用顶丝57将销轴固定。在棘爪销轴中加工有内置油路45与 棘爪销轴套44相连通。在安装时，先将滑套组件安装好(包括摆臂 18，不包括连杆5)。将主轴大齿轮31和棘轮65置于适当位置。将 滑套组件和装入轴承套51的齿轮棘轮组件33依次置于适当位置。主 轴和滑套的安装已在前面讲过，在此要补充的是安装前后法兰时，要 在法兰与机体接触面之间加垫油密封圈。要使前法兰50的回油孔46 朝下，使后法兰73的回油孔72朝下。在调整好各部件的间隙后，用 螺钉将前后法兰固定。
改进的第4项是传动轴齿轮由原方案的等速齿轮改为增速齿轮。 传动轴齿轮与其对应的主轴齿轮的节圆直径之比为1: K。本方案取 K=2。即传动轴前齿轮37的节圆直径为齿轮棘轮组件33的齿轮节 圆直径的1/2。传动轴后齿轮36的节圆直径为主轴大齿轮31的节圆直径的1/2。两个轴承座改为桥式轴承座35，用碳钢制成，置于两个
齿轮内侧，并固定于机体1两侧的托架34上。在轴承座35的耳板与 托架34之间垫有调整垫片。在轴承座35的中心孔中装有青铜轴承套 74，并与传动轴38转动配合。在轴承座35上装有外接油管43。在 轴承套74上对应外接油管处开有油孔。传动轴齿轮37和36通过键 42与传动轴38固定连接，并用弹簧挡圈41锁定传动轴齿轮37和36 的位置。传动轴38用40Cr钢制成，调质处理。
改进的第5项是介轮39通过带法兰的介轮轴78固定在机体前壁 上。介轮轴78用40Cr钢制成，调质处理。在机体前壁上按设计的位 置加工出一个直径略大于介轮轴78相应部位直径的孔。在该孔周围 均布设置四个带螺孔的挡块79。四个螺钉80从介轮轴孔外侧方向朝 内拧入挡块79的螺孔。介轮轴78头部加工有内置油路87，与套在 轴上的青铜轴承套85的油孔相连通。内置油路87在轴端面的入口 与外接油管43相连接。安装时，将予装轴承套85的介轮轴78套上 密封垫圈84装入机体前壁的介轮轴孔中。予拧紧垫有密封垫圈83的 螺钉82。将介轮39套在轴承套85上，并与其转动配合。在介轮自 由端加装青铜推力轴承环86，并用弹簧挡圈41锁定锁定介轮的位置。 予安装后，用螺钉80微调介轮轴78的位置，使介轮39与齿轮棘轮 组件33的齿轮及传动轴小齿轮37正确啮合。拧紧螺钉82，安装完 毕。
改进的第6项是主轴4的中心油孔69，由原方案的通孔改为从 主轴后端钻盲孔69，然后用柱塞70将孔口封堵并焊封。在主轴的相应润滑部位开内部油路47。在机体的主轴后法兰座处开有机油入口 ，
并加工有通过机体l、主轴后法兰73、轴承套68直达主轴中心油孔 69的内部油路。主轴的前端直接与装于主轴前法兰50的轴承套49 和橡胶密封圈48转动配合。主轴的后端直接与装于主轴后法兰73的 轴承套68和橡胶密封圈71转动配合。主轴4用40Cr钢制成，调质处理。
改进的第7项是增加了控制配气机构液压阀的传动机构。在摆臂 18中部菱形钝角处左右对称位置各通过销钉24固定一个小连杆25。 销钉与小连杆的销孔转动配合。在机体外侧与小连杆摆动中心线平行 的位置设置导轨30。小连杆的另一端穿过机顶盖15壁上开设的长孔 26与沿导轨30滚动的小轮27铰链连接。与小轮27通过铰链28连 接的另一长连杆29，与配气机构的小齿条相连接。小齿条通过微型 齿轮棘轮机构带动液压配气阀转动。液压配气阀的结构将另文叙述。
改进的第8项是全部齿轮采用人字齿轮。齿轮全部用40Cr钢制 成，调质处理。
改进的第9项是机体1采用隧道式结构。其特征是主轴4穿过机 体1，并用法兰50和73固定。详细情况已在前面讲过。
改进的第10项是对于低速大功率发动机，用超越离合器(例如 逆止器)取代棘轮机构。此时，滑套3可以做成椭圆形。在滑套长轴 两端对称加工出与滑套轴线平行的销轴孔，和三道与滑套同轴线的矩 形截面环形槽。在滑套3轴向两端突出部，加工出对称的圆柱形凹坑。 在凹坑中分别装入相同规格的逆止器88，且它们传动方向相反。逆止器88由外环89、内环90和异型块91构成。逆止器的外环89均 与滑套两端的凹坑紧配合。 一端逆止器的内环90与主轴4固定连接。 另一端逆止器的内环90与原齿轮棘轮组件去掉棘轮后的齿轮33的轴 端固定连接。其它部件与本实用新型前面所述相同，不再赘述。
改进后本实用新型的工作情况如下当活塞连杆推动滑套3从A 点向B点转动时，滑套上的棘爪32与齿轮棘轮组件33的棘轮相啮 合，带动齿轮棘轮组件顺时针转动。齿轮棘轮组件上的齿轮与介轮 39相啮合，带动介轮逆时针转动。介轮39与传动轴齿轮37相啮合， 带动传动轴38顺时针转动。固定于传动轴-的另一齿轮36与主轴大齿 轮31相啮合，带动与主轴大齿轮固定连接的主轴4逆时针转动。主 轴大齿轮与偏心轴齿轮22相啮合，带动与偏心轴齿轮固定连接的偏 心轴23顺时针转动。当活塞连杆推动滑套3从B点向A点转动时， 滑套上的另一对棘爪与固定与主轴的棘轮65相啮合，带动主轴逆时 针转动。其它行程均重复上述过程，不再赘述。始终逆时针转动的主 轴大齿轮带动偏心轴齿轮及偏心轴始终顺时针转动。
本实用新型的起动方式可与传统的曲轴连杆发动机相同。采用起 动电机通过飞轮盘齿圈带动主轴逆时针转动。通过主轴大齿轮带动偏 心轴齿轮及偏心轴顺时针转动。通过与偏心轴连为一体的偏心拨轴 20及滑块21带动摆臂18左右摆动，从而带动连杆和活塞左右往复 运动。当摆臂摆到左止点位置时，摆臂中部左侧的突出部与左侧接近 传感器10的距离达到最小值，处于接近传感器有效作用范围内。此 时接近传感器发出指令，使左侧上方气缸的火花塞点火。该气缸开始工作，活塞连杆推动滑套和摆臂从A点向B点转动。当滑套转到B 点，摆臂摆到右止点位置时，摆臂中部右侧的突出部与右侧接近传感 器的距离达到最小值，处于接近传感器有效作用范围内。此时接近传 感器发出指令，使位于左侧下方的气缸的火花塞点火。(参看发明专
利ZL200610067524.8说明书)该气缸开始工作，推动滑套逆时针转 动，带动摆臂从B点向A点运动。继续上述动作直至完成起动过程。 值得一提的是摆臂从A点摆到B点和从B点摆到A点，对应 的偏心轴转角是不同的。摆臂从A点摆到B点，对应的偏心轴转角 是180—2LCPD。摆臂从B点摆到A点，对应的偏心轴转角是 180+2LCPD。摆臂越长，角CPD越小。(CP与摆臂长轴线垂直)从 机构的几何关系看，摆臂和滑套左右摆转的止点A和B的位置是确 定和唯一的。A和B的直线距离即活塞行程。起动时，主轴大齿轮通 过偏心轴齿轮及偏心拨轴带动摆臂和滑套摆转。摆臂的最大摆角是角 AJB。 LAJB=2LCPD。滑套的最大摆角是角AOB。不会超出，也不 会不到位。确保活塞压縮行程能到终点且不撞缸。工作时，当摆臂和 滑套转至止点A时，左侧接近传感器发出指令，使左侧上方气缸的 火花塞点火。燃气推动活塞从左向右运动。开始时速度为零，逐渐加 速。当活塞连杆推动滑套产生的角速度与主轴的平均转速相等时，滑 套上相应的棘爪刚好与其对应的棘轮的棘齿相接触。因为刚接触时相 对速度为零，且棘爪齿面钎焊有金属橡胶缓冲垫，所以棘爪与棘轮的 棘齿相接触时不会有冲击。以后受主轴负荷的限制，活塞的速度不会 继续提高，而将动能转化为主轴扭矩。当活塞动能消耗到使其推动滑套产生的角速度低于主轴的平均角速度时，参与做功的棘爪与棘轮脱 开而打滑。主轴在飞轮惯性力带动下，通过主轴大齿轮带动偏心轴齿 轮及偏心轴顺时针转动，使摆臂带动滑套到达右止点B，同时推动左 下方气缸的活塞完成压縮行程。因为工作活塞的能量耗尽，下方气缸 压縮行程的阻尼作用及摆臂的限位功能，所以下方气缸压缩行程能到 位，且活塞不会撞缸。下一行程与上述情形相同，不再赘述。结论是
摆臂从A点摆到B点和从B点摆到A点，对应的偏心轴转角不同并
不影响发动机正常工作。只是棘爪打滑的距离不等而己。
采用超越离合器(逆止器)取代棘轮机构的发动机起动和工作情 况与采用棘轮机构的发动机基本相同，不在赘述。
权利要求1、无曲轴发动机驱动机构的改进共有10项，其一是在原无曲轴发动机驱动机构方案的基础上，增加一套肘杆驱动机构，其特征是增加的肘杆驱动机构至少由摆杆(17)、摆臂(18)、偏心轴(23)和偏心轴齿轮(22)组成，摆臂(18)呈菱形，在中部沿长轴线开一长通孔，在摆臂两端长轴线上各加工一个销轴孔，一个销轴孔装入销轴套(56)后，与滑套(3)上连接连杆(5)大头的连杆销轴(53)转动配合，另一个销轴孔装入销轴套(76)后，与摆杆(17)自由端的销轴(55)转动配合，摆杆(17)的固定端通过销轴(60)与固定在机顶盖(15)上的铰链座(16)转动连接，在摆杆中部靠近铰链座(16)的位置铰链连接一个弹簧顶座(14)，在其下方机顶盖(15)的壁上固定一个弹簧底座(12)，在弹簧顶座和弹簧底座之间装有圆柱弹簧(13)，弹簧底座的底盖(11)与弹簧底座的筒体螺纹连接，偏心轴(23)的轴线与主轴(4)的轴线相平行，偏心轴(23)的大头加工出一个偏心拨轴(20)，偏心拨轴的轴线与偏心轴的轴线相平行，在偏心拨轴(20)上套一个方形滑块(21)，它们转动配合，方形滑块插入摆臂的长通孔中，并与长通孔的侧壁滑动配合，在偏心轴的小头通过键(42)固定一个偏心轴齿轮(22)，它与固定在主轴上的大齿轮(31)模数相同，且相互啮合，偏心轴齿轮(22)与主轴大齿轮(31)的节圆直径之比为N＝2Φ/360，式中Φ是活塞单行程推动滑套转过的角度，偏心轴通过靠近偏心轴大头的前轴承座(8)和靠近偏心轴齿轮的后轴承座(59)固定在机体的托架(7)和(64)上，在轴承座与托架之间垫有调整垫片，在前轴承座上装有滑动轴承套(58)，在后轴承座上装有滑动轴承套(62)，在前轴承座(8)和后轴承座(59)上装有机油管(43)，机油管与机油泵相连通，在偏心轴和偏心拨轴内开有内置油路(77)，并与滑块(21)内壁相连通，在滑块上与摆臂的长通孔内侧壁相接触的一侧加工有与内置油路(77)相通的油孔和油线。
2、 根据权利要求1所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是用接近传感器取代原方案的光电管传感器，在机顶盖(15)内 壁对应摆臂中部菱形钝角处装有固定板(9)，两个接近传感器(10) 分别固定在位于摆臂两侧的固定板(9)上，当滑套(3)处于左右止 点位置时，通过调整接近传感器尾部的螺钉调整接近传感器(10)与 摆臂(18)中部菱形钝角处突出部位的距离，使二者之间的距离刚好 在接近传感器的有效作用范围内，接近传感器与集中电控器相连接。
3、 根据权利要求2所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是在摆臂(18)中部菱形钝角处左右对称位置，各通过销钉(24) 铰链连接一个小连杆(25)，销钉(24)与小连杆(25)的销孔转动 配合，在机体(1 )外侧与小连杆摆动中心线平行的位置设置导轨(30)， 小连杆(25)的另一端穿过机顶盖(15)壁上开设的长孔(26)与沿 导轨滚动的小轮(27)铰链连接，与小轮铰链连接的另一长连杆(29)， 与配气机构的小齿条相连接，小齿条通过微型齿轮棘轮机构带动液压 配气阀转动。
4、 根据权利要求3所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是滑套(3)截面近似正方形，四角倒圆，与滑套同轴线的两个 连杆销轴孔和两个棘爪销轴孔分别对称设置于滑套四角附近，沿滑套轴线加工出一个与滑套轴承套(52)外径相配合的孔，在滑套(3) 厚度方向加工出三道与滑套同轴线的矩形截面环形槽，摆臂(18)通 过连杆销轴(53)置于滑套的中间环形槽中，两个连杆(5)通过连 杆销轴(53)分别置于滑套两侧的环形槽中，在连杆销轴(53)中加 工有内置油路(45)，它与摆臂销轴套(56)及两个连杆轴瓦(54) 相连通，在滑套的连杆槽与摆臂槽之间的壁板外缘中部，沿与销轴 (53)和滑套(3)的轴线垂直相交的直线加工出一个小通孔(63)， 在该孔从滑套外侧至销孔内侧一段加工出内螺纹，当连杆销轴(53) 插入销孔后，用顶丝(57)将连杆销轴(53)固定，此时主轴内置油 路(47)通过滑套轴承套(52)的油孔及小通孔(63)与连杆销轴(53) 的内置油路(45)相连通，在滑套(3)上对应棘爪销轴孔的两个端 面壁板外缘中部，沿与棘爪销轴(75)和滑套(3)的轴线垂直相交 的直线各加工出一个小通孔(63)，在该孔从滑套外侧至销孔内侧一 段加工出内螺纹，当棘爪销轴(75)插入销孔后，用顶丝(57)将棘 爪销轴(75)固定，在棘爪销轴(75)中加工有内置油路(45)与棘 爪轴承套(44)及滑套上小通孔(63)相连通。
5、 根据权利要求4所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是传动轴(38)通过两个轴承座(35)固定在机体(1)侧壁的 托架(34)上，轴承座近似菱形，中部加工出轴承孔，并镶有轴承套(74)，轴承座(35)通过两端的耳板用螺钉固定在机体侧壁的托架 (34)上，在轴承座的耳板和托架(34)之间垫有调整垫片，在传动 轴(38)两端分别通过键(42)和弹簧挡圈(41)固定前齿轮(37) 和后齿轮(36)，前齿轮(37)与齿轮棘轮组件(33)的齿轮模数相 同，节圆直径之比为1: k， k>l，它们通过模数相同的介轮(39) 实现传动，后齿轮(36)与主轴大齿轮(31)模数相同，直接啮合， 其节圆直径之比为1: k， k〉1，在两个轴承座(35)中分别开有油 孔与轴承套(74)的油孔相连通，轴承座(35)的外接油管(43)与 机油泵相连通。
6、根据权利要求5所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是带法兰的介轮轴(78)固定在机体(1)的前壁上，在介轮轴 (78)中开有内置油路(87)与镶在介轮轴上的轴承套(85)的油孔 相连通，在内置油路入口处接有外接油管(43)与机油泵相连通，介 轮(39)装在介轮轴(78)的轴承套(85)上，且与轴承套(85)转 动配合，通过装在介轮轴端的止推轴承环(86)和弹簧挡圈(41)限 制介轮(39)轴向位移，介轮轴(78)与机体壁上与其配合的孔有较 大间隙，介轮轴法兰上的螺钉孔与螺钉之间也有较大间隙，在介轮轴 法兰与机体壁的配合面之间垫有密封垫圈(84)，在螺钉(82)与介 轮轴法兰之间垫有密封垫圈(83)，在机体前壁外侧靠近介轮轴法兰 处均布四个带螺孔的挡板(79)，四个螺钉(80)从介轮轴法兰外侧 向内拧入挡板(79)的螺孔，并调整介轮(39)与齿轮棘轮组件(33) 的齿轮和传动轴前齿轮(37)的啮合间隙，调好后将调整螺钉(80)和固定法兰的螺钉(82)全部拧紧。
7、 根据权利要求6所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特征是主轴(4)的中心油孔(69)，由原方案的通孔改为从主轴后端 钻盲孔(69)，然后用柱塞(70)将该孔口封堵并焊封，在主轴.(4) 的相应润滑部位加工出内部油路(47)，在机体(1)的主轴后法兰座 处开有机油入口 (66)，并加工有通过机体(1)、主轴后法兰(73)、 轴承套(68)直达主轴中心油孔(69)的内部油路，主轴(4)的前 端直接与装于主轴前法兰(50)的轴承套(49)和橡胶密封圈(48) 转动配合，主轴(4)的后端直接与装于主轴后法兰(73)的轴承套 (68)和橡胶密封圈(71)转动配合。
8、 根据权利要求7所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是机体内全部齿轮均采用人字齿轮。
9、 根据权利要求8所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是机体(1)采用隧道式结构，主轴(4)通过前法兰(50)和后 法兰(73)固定在机体(1)中，前法兰(50)镶有轴承套(49)和 橡胶密封圈(48)，后法兰(73)镶有轴承套(68)和橡胶密封圈(71)， 它们分别与主轴前后轴径转动配合，在前后法兰与机体的配合面之间 均垫有密封垫圈。
10、 根据权利要求9所述的无曲轴发动机驱动机构的改进，其特 征是用超越离合器(例如逆止器)(88)取代由棘爪(32)与齿轮 棘轮组件(33)和棘轮(65)构成的棘轮传动机构，滑套(3)做成 椭圆形，在滑套长轴两端对称加工出与滑套轴线平行的两个连杆销轴孔，和三道与滑套同轴线的矩形截面环形槽，在滑套(3)轴向两端 突出部，加工出对称的圆柱形凹坑，在凹坑中分别装入相同规格的逆止器(88)，且使它们传动方向相反，逆止器(88)由外环(89)、内 环(90)和异型块(91)构成，两个逆止器的外环均与滑套(3)两 端的圆柱形凹坑紧配合， 一个逆止器的内环与主轴(4)固定连接， 另一个逆止器的内环与原齿轮棘轮组件去掉棘轮后的齿轮(33)的轴 端固定连接，其余部件的结构和安装情况与上述棘轮传动机构的方案 相同。
专利摘要无曲轴发动机驱动机构的改进包括十项改进内容。一是增加一套与主轴大齿轮和滑套连动的肘杆驱动机构。二是用接近传感器替代原方案的光电管传感器。三是从摆臂上连接出两套控制液压配气阀的小连杆机构。四是对滑套结构做一些改进。五是对主轴润滑、密封和轴承结构的改进。六是对传动轴和传动轴齿轮的改进。七是对介轮轴结构的改进。八是全部传动齿轮采用人字齿轮。九是机体采用隧道式结构。十是对于低转速大功率发动机，采用超越离合器取代棘轮传动机构。
文档编号F02P7/073GK201377357SQ200920146928
公开日2010年1月6日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者左学禹 申请人:左学禹