专利名称：一种直线传动往复式内燃机的制作方法
技术领域：
本发明属往复式内燃发动机结构技术领域。
背景技术：
在现有的往复式内燃发动机结构，采用的是利用传动轴上连接的活塞连杆转动， 当活塞在气缸中爆发形成冲程时，活塞连杆推动传动轴转动，使活塞的运动通过传动轴传递功率。但是，采用传动轴上的连接活塞连杆的结构，存在着如下缺陷1、首先是在活塞位于气缸上部临界点时，活塞连杆恰好与曲柄成一直线，该直线正好与曲轴垂直，传动力矩为零度，力学上称为死点，此时当点火爆发形成冲程时，活塞连杆产生的巨大冲击力相当部分作用在了曲轴上，使功率受到比较大的损耗；2、其次是活塞连杆与曲柄形成一定的传动力矩角度后，仍然存在偏缸现象，根据力学上的矢量分解原理，也有一部分力经反作用力被传递到气缸内壁，既造成功率损耗，也容易使气缸磨损，影响使用寿命；3、第三，在活塞往下运动的过程中，当曲柄与曲轴为90°，传动力矩最大时，此时气缸内壁的压缩气体体积变大，压力变小，活塞连杆的传动力量减弱，也影响了传动功率。
发明内容本发明的目的正是为了克服上述现有往复式内燃机存在的功率受损、气缸磨损、 传动效率低的缺陷和不足而提供一种不存在力矩死点、无偏缸现象、避免气缸磨损、传动效率高的直线传动往复式内燃机。本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。一种直线传动往复式内燃机，本发明包括气缸、活塞、活塞连杆、传动轴、飞轮，本发明的特征在于，将与活塞连接的活塞连杆设置为带有齿条段的结构，该齿条段与设置在传动轴上的传动齿轮和复位齿轮啮合；并设置有复位机构与复位齿轮啮合；传动齿轮和复位齿轮均与传动轴采用浮动连接，传动轴为同轴两段，设置有轴连接器连接；在传动齿轮和复位齿轮两边采用花键连接有一对传动压飞轮和一对复位压飞轮，该传动压飞轮和复位压飞轮可在传动轴上设置的一段滑槽段轴向滑动，径向传动连接；将两相邻的传动压飞轮和复位压飞轮设置为伞形齿轮结构，并在两相邻的传动压飞轮和复位压飞轮之间设置有换向伞齿轮；在靠传动轴两端的传动压飞轮和复位压飞轮端面分别嵌有传动拨叉片和复位拨叉片，并在传动轴上设有传动弹簧和复位弹簧分别与传动拨叉片和复位拨叉片靠接；在传动轴一端设置有偏心轮与拨叉头靠接。本发明与活塞连接的活塞连杆设置的齿条段，分别是两块带齿条段的传动齿条和复位齿条的结构，传动齿条与传动齿轮啮合，复位齿条与复位齿轮啮合。本发明的有益效果是，由于齿条将气缸活塞连杆的圆周运动改变成直线运动，完全克服了当传动力矩为零度时，力学上称为死点的现象产生，活塞所有爆发形成的冲程功率全部被传动轴吸收，传动功率得到极大的提高；同时也避免了偏缸现象的产生，降低了功率损耗，延长了气缸的使用寿命；并且，由于采用了传动齿条和复位齿条的结构和压飞轮与拨叉的结构，使活塞连杆的冲程和复位分别得以实现，有效地保证了活塞连杆的往复运动。
以下结合附图及实施例进一步阐述本发明内容。
图1为本发明实施例一结构示意图；图2为图1右视示意图；图3为图1的A-A剖视示意图；图4为本发明实施例二结构的原理示意图；图5为轴连接器21的结构放大示意图。
具体实施方式
实施例一见图1，图2，图3，图5，一种往复式内燃机，包括气缸1、活塞2、活塞连杆3、传动轴4、飞轮5，本实施例技术特征在于，将与活塞2连接的活塞连杆3上设置为两个带有齿条段的传动齿条6和复位齿条7的结构，齿条段6与设置在传动轴4上的传动齿轮8啮合；并设有复位齿轮9与齿条段7啮合；传动齿轮8和复位齿轮9均与传动轴4 采用浮动连接，传动轴4为同轴两段，设置有轴连接器21连接；在传动齿轮8和复位齿轮9 两边采用花键25连接有一对传动压飞轮10a、10b和一对复位压飞轮IlaUlb，该传动压飞轮10a、10b和复位压飞轮IlaUlb可在传动轴4上设置的一段靠花键21连接的滑槽段轴向滑动，径向传动连接；将两相邻的传动压飞轮IOa和复位压飞轮Ila设置为伞形齿轮结构，并在两相邻的传动压飞轮10 a和复位压飞轮Ila之间设置有换向伞齿轮18 ；在靠传动轴4两端的传动压飞轮10 a和复位压飞轮lib端面分别嵌有传动拨叉片12和复位拨叉片 13，并在传动轴4上设有传动弹簧14和复位弹簧15分别与传动拨叉片12和复位拨叉片13 靠接；在传动轴4 一端设置有偏心轮16与拨叉头17靠接。本发明具体实施的工作方式是，当气缸1中的活塞2在点火后形成爆发冲程，活塞连杆3上固定的传动齿条6和复位齿条7向下运动，因为传动齿轮8和复位齿轮9与传动轴4采用的是浮动连接结构，即在连接内套上分别设置有轴承19、20，传动齿条6的运动并不能够直接带动传动轴4旋转，而要依靠传动齿条6两端的传动压飞轮10a、10b在弹簧15 的作用下抱紧传动齿轮8，利用轮与轮之间的接触面形成的摩擦力使传动齿轮8与传动压飞轮10a、10b同时旋转，达到使左段传动轴4旋转的目的，传动压飞轮10a、IOb和复位压飞轮11 a、ll b与左、右段传动轴的滑动段采用花键21连接，沿轴向可滑动，但与传动轴4 同向同速旋转；完成冲程运动后，活塞连杆3需要复位，此时，偏心轮16回转至回缩区，拨叉头17回位，使整个拨叉机构的传动拨叉片12顶出，将弹簧15压缩，传动压飞轮10a、IOb松开传动齿轮8，由于惯性作用，传动轴4继续旋转；但由于弹簧16的推动和拨叉头17的刚性结构，在拨叉片12松开传动齿轮8时，复位拨叉片13又回缩，使弹簧16张力，复位压飞轮11 a、ll b抱紧复位齿轮9，在换向伞齿轮18的作用下，复位齿轮9反向旋转，右段传动轴也反转，将活塞连杆3复位，进行进、排气冲程，压缩冲程，到做功冲程；接着，又开始重复与上一个相同的动作。实施例二见图4，本发明将在活塞连杆3上的齿条段设置为相邻两个垂直面均带有齿条段，并将气缸1并排设置为A、B、C、D四个缸，活塞连杆3为3a、;3b、3C、3d四个；传动齿轮8分别设置为8a、8b、8c、8d四个，活塞连杆3a、3b、3c、3d的一侧齿条段分别与相对应的传动齿轮8a、8b、8c、8d啮合，另一侧齿条段分别与三个串联啮合的气缸联动齿轮22、 23,24啮合。本实施例的工作原理是，活塞连杆3a下行时，A气缸排气口关闭，进气口打开，A气缸开始进气；B气缸进、排气口关闭，活塞B开始上行，压缩冲程开始；而C气缸处于点火或喷油状态，排气口关闭，于是做功冲程开始；D气缸排气口处于打开状态，于是排气冲程开始；当在A气缸进气冲程完成的同时，B气缸的压缩冲程也完成，C气缸的做功冲程也完成， D气缸的排气冲程冲程也完成。由于A气缸的活塞连杆下降，在气缸联动齿轮22的转动作用下，使B气缸的活塞连杆上升，而在气缸联动齿轮23的转动作用下，C气缸的活塞连杆下降，同时在气缸联动齿轮对的转动作用下，D气缸的活塞连杆上升，并同时经进排气门系统的控制使各缸气门处于各缸冲程所需状态。因此，在A气缸完成进气冲程的同时，其它三气缸也完成各自的冲程。当A气缸完成压缩冲程时，B气缸完成做功冲程，C气缸完成排气冲程，D气缸完成进气冲程；当A气缸完成做功冲程，B气缸完成排气冲程，C气缸完成进气冲程，D气缸完成压缩冲程；当A气缸完成排气冲程，B气缸完成进气冲程，C气缸完成压缩冲程，D气缸完成做功冲程。从整体看四个缸同时同步转动，每次行程中，都有一个做功冲程，并由这个做功冲程来完成其它缸的辅助冲程。
权利要求1.一种直线传动往复式内燃机，包括气缸(1)、活塞(2)、活塞连杆(3)、传动轴(4)、飞轮(5)，其特征在于，将与活塞(2)连接的活塞连杆(3)设置为带有齿条段的结构，该齿条段与设置在传动轴(4)上的传动齿轮(8)和复位齿轮(9)啮合；并设置有复位机构与复位齿轮(9)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种直线传动往复式内燃机，其特征在于，传动齿轮(8)和复位齿轮(9)均与传动轴(4)采用浮动连接，传动轴(4)为同轴两段，设置有轴连接器(21)连接；在传动齿轮(8)和复位齿轮(9)两边采用花键(25)连接有一对传动压飞轮(10a、IOb) 和一对复位压飞轮(lla、llb)，该传动压飞轮和复位压飞轮可在传动轴(4)上设置的一段滑槽段轴向滑动，径向传动连接；将传动压飞轮(10 a)和复位压飞轮(11 a)设置为伞形齿轮结构，并在传动压飞轮(10 a)和复位压飞轮(11 a)之间设置有换向伞齿轮(18);在靠传动轴(4)两端的传动压飞轮(10 b)和复位压飞轮(11 b)端面分别嵌有传动拨叉片(12)和复位拨叉片(13)，并在传动轴(4)上设有传动弹簧(14)和复位弹簧(15)分别与传动拨叉片 (12)和复位拨叉片(13)靠接；在传动轴(4) 一端设置有偏心轮(16)与拨叉头(17)靠接。
3.根据权利要求1或2所述的一种直线传动往复式内燃机，其特征在于，与活塞(2)连接的活塞连杆(3)设置的齿条段，分别是两块带齿条段的传动齿条(6)和复位齿条(7)的结构，传动齿条(6)与传动齿轮(8)啮合，复位齿条(7)与复位齿轮(9)啮合。
4.根据权利要求1所述的一种直线传动往复式内燃机，其特征在于，将在活塞连杆(3) 上的齿条段设置为相邻两个垂直面均带有齿条段，并将气缸(1)和传动齿轮(8)分别并排设置为四个，每个气缸的一侧齿条段与相对应的传动齿轮(8)啮合，另一侧齿条段分别与三个串联啮合的气缸联动齿轮(22、23、24)啮合。
专利摘要一种直线传动往复式内燃机,本实用新型将与活塞(2)连接的活塞连杆(3)设置为带有齿条段的结构, 该齿条段与设置在传动轴(4)上的传动齿轮(8)和复位齿轮(9)啮合；并设置有复位机构与复位齿轮(9)啮合。本实用新型依靠拨叉使压飞轮抱紧或松开齿轮，从而进行直线传动和复位，具有不存在力矩死点、无偏缸现象、避免气缸磨损、传动效率高的显著优点。
文档编号F02B75/32GK202001110SQ201120068510
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者郭革委 申请人:郭革委