专利名称：一种新型的连杆体和直轴的内齿啮合传动的内燃机的制作方法
技术领域：
本发明技术属于机械动力领域，涉及一种新型的连杆体和直轴的内齿啮合传动的内燃机，它是以汽油、柴油或天然气、乙醇等等作燃料的往复活塞式内燃机。
背景技术：
I.内燃机是广泛运用于汽车、火车、轮船、航空等的核心部件。现有的汽车、火车、轮船和发电机组等，绝大部分都是由内燃机提供的动力驱使其行走运动，它们是汽车、火车、轮船和发电机组上不可或缺的核心装置。现有的四冲程往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的过程是经过进气、压缩、作功、排气四个连续过程来实现的；凡是曲轴旋转两周，
活塞经四个行程完成一个工作循环的称为四冲程发动机。业内将四冲程发动机的作功过程俗称“四冲程两转”，即通过活塞的四个冲程达至曲轴的两周旋转；这在各国100多年来发明、改进、使用的内燃机上都没有发生改变。尤其是被称为发动机的“心脏”的曲轴，更是经历了百多年来往复活塞式内燃机的数次变革改进而更加巩固，形状基本依旧。因此，将现有的内燃机称为“曲轴式内燃机”或“曲轴式发动机”。近年来，也有一些人试图改变这一状况，设计或发明了多种结构的直轴发动机。但这些已披露了基本特征的直轴发动机与传统的曲轴发动机在其结构上活塞与曲轴或活塞与直轴都是采用刚性连结。时至今日，市场上还是没有一款成功用于商业的直轴发动机。众所周知，曲轴是“曲轴式发动机”中生产工艺难，制造成本高，造成整机品质变化最大的部件之一。又由于曲轴的存在而固化了活塞式内燃机的“四冲程两转”这一运动形式，致使进一步提高内燃机对多种车辆、船只的适应变化及自身燃油性能的改进都造成了非常大的难度。对进一步提高“曲轴式发动机”工作的平稳性也十分有限。曲轴在生产过程中工艺复杂，加工手段要求非常高。首先，在材质上要采用优质钢材模锻成型。切削加工中要采用专用的车床和磨床进行粗、精加工。还要采用特殊的手段进行表面热处理。全部加工好后还要采用非常的手段进行动平衡实验。几乎所有的加工设备和调试仪器都是专用和昂贵的。因此，曲轴的造价都很高。一般中小功率的汽油发动机每根曲轴的价格为数千至上万元人民币，而大型船用柴油发动机的曲轴要几十万人民元甚至更多。2.生产曲轴的设备专业而又昂贵。目前我国在中小功率的发动机曲轴制造设备上还基本可以生产和自给。但在大型和超大型船用柴油发动机曲轴的专用设备上就不能完全生产和自给了。例如，要生产万吨级以上船用柴油发动机的曲轴，其所需的关键设备还得全部进口。其全套设备进口的费用昂贵。3.由于曲轴的生产工艺非常的复杂，专用制造设备的昂贵及局限，更由于曲轴本身形状结构的局限，在现有的常规船用发动机的格局上再进一步发展超大功率的船用发动机尤为困难。由于直冲程活塞汽、柴油或天然气、乙醇等作燃料的发动机全部都是“曲轴式发动机”因此“四冲程两转”(或两冲程一转)的运动模式不可改变。但是，依靠发动机作运动的海、陆、空各类车、船、机、舰以及用柴油、天然气、乙醇等作燃料的发电机组对发动机的作功要求是不完全相同的。例如小型乘用车、小型直升飞机、小型快艇及柴油、天然气、乙醇等等作燃料的发电机组要求的是高转速发动机。由于“曲轴式发动机”受曲轴的几何形状及物理性能所定格，因此，在制造过程中无论将曲轴的动平衡调试到多理想，但曲轴在高速运转下所产生的惯性力，还是会使发动机出现不同程度的颤动和噪音。尤其是在大型船用柴油机和发电机组上表现更为突出。例如军用舰艇，尤其是潜艇。其噪音的大小，决定着它的隐蔽性和作战效能。人们为了在“曲轴式发动机”内减低曲轴旋转所造成的惯性力，大都增设安装一些辅助装置来降低曲轴旋转所造成的惯性力。
发明内容
I.本发明的一种新型的连杆体和直轴的内齿哨合传动的内燃机属于动力机械领域，由火花塞I、缸体2、活塞3、连杆体4、内齿齿圈5、连杆盖6、直轴7、外齿主齿轮8、直轴轴承9 19、支撑块1015、支撑盖14 23、支撑外齿齿轮11 16、支撑外齿齿轮轴12 17、支撑外齿齿轮轴承13 18、轴瓦2021及连杆轴承22及限位件24、25构成。连杆体4下端的连杆轴承22内齿齿圈5与连杆盖6紧密连接为一体，套装于直轴7，与直轴7上的外齿主齿轮8·啮合。连杆体4下端呈半圆型体，内齿齿圈5、连杆轴承22与连杆盖6紧密连接为一体，套装于直轴7上的外齿主齿轮8，外齿主齿轮8装配在直轴7上的齿轴颈上，外齿主齿轮8、直轴7紧密连接为一体，支撑外齿齿轮11 16与外齿主齿轮8在内齿齿圈5内呈正三角均匀分布。内齿齿圈5左、右各装配有限位件23，支撑块10 15、支撑盖14 23左、右各装配有限位件24，起到限制其内齿啮合传动时的横向力。支撑外齿齿轮11装在支撑块10 15之间，支撑外齿齿轮轴12 17两端装有支撑外齿齿轮轴承13 18，直轴7左、右各有一轴颈，轴瓦20 21与支撑盖14 23与支撑板10 15紧密连接为一体，支撑外齿齿轮11 16与外齿主齿轮8在内齿齿圈5内呈正三角均匀分布。本发明的新型连杆与直轴的内齿啮合传动的内燃机，就是要突破和改善上述“曲轴式发动机”的不足。使往复活塞式内燃机的总体性能得到较大的提升。2.由于本发明采用新型连杆下端的内齿齿圈与直轴的外齿主齿轮内啮合齿轮传动，又有两个支撑外齿齿轮11 16起着紧密连接与支撑的作用，支撑外齿齿轮11 16与外齿主齿轮8在内齿齿圈5中均匀分布，均匀分布的三个齿轮同时传递运动和动力，它们因公转而产生的离心惯性力和齿廓间反作用力的径向分力可互相平衡，故直轴7受力小,传递功率大。另外由于它采用新型连杆下端的内齿齿圈与直轴的外齿主齿轮做内啮合齿轮传动的发动机的优点是摩擦力小、低温易于启动、传动平稳、噪音小、节约能源。再由于本发明采用内啮合齿轮传动，以主轴齿轮与齿圈比为I : 3为例，往复式发动机转动180度，而本发明的发动机转动270度，是往复式发动机的I. 5倍，换句话说，在往复式发动机中，曲轴(输出轴)在四个工作过程中转两圈(720度)；而本发明的发动机发动机中，直轴7轴转三圈(1080度)，内齿齿圈5转一圈。这样，本发明的发动机就能获得较长的过程时间，而且形成较小的扭矩波动，从而使运转平稳流畅。由于本发明采用新型连杆体4下端的内齿齿圈5与直轴7的外齿齿轮内啮合齿轮传动，又有两个支撑齿轮11 16起着紧密连接与支撑的作用本发明延续了往复运动式发动机的高压缩比的优点，最大的优势是可以设计超大功率的内燃机，应用非常广泛，高效、成本低、运行平稳。
图I :是本发明的正视图，活塞于上止点位置。实施例一I.直轴7转动，带动外齿主齿轮8、支撑外齿齿轮转动11 16，外齿主齿轮8与内齿齿圈5做内齿啮合传动，内齿齿圈5、连杆轴承22带动连杆体4拉动活塞3，进气阀打开，活塞3往下运动，吸入油气混合气 2.活塞3往顶部运动来压缩油气混合气。3.当活塞3到达顶部时，火花塞I放出火花来点燃油气混合气，爆燃使得活塞3再次向下运动做功。
4.活塞3到达底部,排气阀打开,活塞3往上运动,尾气从缸体由排气管排出。本发明延续了往复运动式发动机的高压缩比的优点，最大的优势是可以设计超大功率的内燃机，可以用于所有汽、柴油或天然气、乙醇等等燃料的内燃机。现有技术对比I.本发明与专利号201110028727. 7最为相近，(它提出一种滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴反力发动机，主要包括汽缸I、活塞2、安装在活塞上的两个鼓形滚轮3、圆弧形活塞导轨4、活塞销5、非圆内齿轮6、及与之啮合的主轴齿轮7、输出主轴8、凸轮9、凸轮辊子10组成；非圆内齿轮由两个半圆和两段齿条组合而成。如图I是滚动活塞式非圆内齿轮无曲轴反力发动机工作原理图，当汽缸点火做功时，活塞2下行，活塞2推力的反力推动非圆内齿轮6移动，由非圆内齿轮6驱动与其啮合的主轴齿轮7做定轴转动，输出转矩和功率；当活塞2运动到下止点即非圆内齿轮6上半圆中心线上时，做功行程结束，在下一个做功活塞推动下，主轴齿轮7继续转动，非圆内齿轮6在换向机构9、10作用下，绕活塞销5发生摆动，使主轴齿轮7与非圆内齿轮6的啮合平稳过渡到非圆内齿轮6的另一侧，由主轴齿轮7驱动非圆内齿轮6和活塞2上行完成排汽行程，在四个汽缸依次相互连续作用下，每个汽缸各自完成爆、排、吸、压工作循环。)其结构复杂、繁琐，齿条与凸轮等部件易磨损，增加了维修次数；另外齿条的运动产生噪音,加速磨损。2.由于本发明采用新型连杆与直轴的内啮合齿轮传动，又有两个支撑外齿齿轮
1116起着紧密连接与支撑的作用，支撑外齿齿轮11 16与外齿主齿轮8在内齿齿圈5中均匀分布，均匀分布的三个齿轮同时传递运动和动力，它们因公转而产生的离心惯性力和齿廓间反作用力的径向分力可互相平衡，故直轴7受力小,传递功率大。所以本发明的优点是传动平稳、噪音小、节约能源，摩擦力更小更加平稳、可靠，更换时只需更换易损件，因为齿轮啮合传动具有的摩擦力小的特点，运转周期一定比曲轴的运转周期长，更换时只需更换易损件即可。
具体实施例方式为了使本发明顺利实施，本发明是内燃机的核心技术，需要参照现有技术，做相应地增加内燃机的基础设计，改进配汽系统、电器系统、供油系统、润滑系统、冷却系统、启动系统等附加装置。
权利要求
1.一种新型的连杆与直轴的内齿哨合传动的内燃发动机，由火花塞I、缸体2、活塞3、连杆体4、内齿齿圈5、连杆盖6、直轴7、外齿主齿轮8、直轴轴承9 19、支撑块10 15、支撑盖.14 23、支撑外齿齿轮11 16、支撑外齿齿轮轴12 17、支撑外齿齿轮轴承13 18、轴瓦20 21连杆轴承22及限位件25 24构成，其特征在于连杆体4下端的连杆轴承22内齿齿圈5与连杆盖6紧密连接为一体，套装于直轴7，与直轴7上的外齿主齿轮8啮合。
2.如权利要求书I所述的连杆体4下端呈半圆型体，内齿齿圈5、连杆轴承22与连杆盖6紧密连接为一体，套装于直轴7上的外齿主齿轮8，外齿主齿轮8装配在直轴7上的齿轴颈上，外齿主齿轮8、直轴7紧密连接为一体，直轴轴承9 19与支撑块10里侧半封闭轴承位连接，支撑外齿齿轮11装在支撑块10 15之间，支撑外齿齿轮轴12 17两端装有支撑外齿齿轮轴承13 18，直轴7左、右各有一轴颈，轴瓦20 21与支撑盖14 23与支撑板10 15紧密连接为一体，支撑外齿齿轮11 16与外齿主齿轮8在内齿齿圈5内呈正三角均匀分布。
3.如权利要求书I所述的内齿齿圈5左、右各装配有限位件23，支撑块1015、支撑盖.14 23左、右各装配有限位件24，起到限制其内齿啮合传动时的横向力。与外齿主齿轮8、支撑外齿齿轮11 16紧密装配；支撑外齿齿轮11 16与外齿主齿轮8在内齿齿圈5中均匀分布；支撑块10 15为椭圆形，圆形体之外的部分为平衡体22,内侧有半封闭轴承位,支撑外齿齿轮轴12 17中心有键槽，两边有轴承位。
全文摘要
一种新型的连杆体和直轴的内齿啮合传动的内燃机属于动力机械领域，由火花塞1、缸体2、活塞3、连杆体4、内齿齿圈5、连杆盖6、直轴7、外齿主齿轮8、直轴轴承9 19、支撑块10 15、支撑盖14 23、支撑外齿齿轮11 16、支撑外齿齿轮轴12 17、支撑外齿齿轮轴承13 18、轴瓦20 21及连杆轴承22构成。由于本发明采用连杆体4下端的连杆轴承22及限位件24、25紧密连接的内齿齿圈5与直轴7的外齿主齿轮8内啮合齿轮传动，又有两个支撑外齿齿轮11 16起着紧密连接的作用，优点是摩擦力小、低温易于启动、传动平稳、噪音小。而本发明的发动机发动机直轴7转三圈(1080度)，内齿齿圈5转一圈，从而输出地功率更大，本发明又延续了往复运动式发动机的高压缩比的优点。
文档编号F02B75/32GK102900522SQ20111044047
公开日2013年1月30日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年10月14日
发明者马国明 申请人:马国明