半曲轴桃圆轮合并装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及将往复直线运动转换为圆周运动的传动机构，特别是涉及一种半曲轴桃圆轮合并装置。
【背景技术】
[0002]目前所见的内燃发动机的动力输出是通过活塞往复运动带动曲轴连杆机构实现圆周运动做功，带动机器运转，内燃发动机的动力输出与曲轴推角有关，推角大，输出功率大，推角小则输出功率小，一般曲轴最大的推角只能达到45度，所以传统曲轴存在着以下许多缺点:1、力臂处于(45度角)时，连杆往复作导向运动，会造成强烈震动，使机器寿命缩短；2、曲轴摆动时，活塞与缸体强烈摩擦使得润滑油温度升高，缸体容易失圆；3、曲轴转动时，摆动的弧度过大，平行性能就越差，马力相应下降，震动也相应强烈，造成机器寿命缩短；4、曲轴摆动的弧度过小，活塞行程缩短，马力也相应变小，此时，内燃机燃烧率差，油耗增加，排出的污染物也加大。
[0003]近年来一些公开文献报道了一些取代内燃机曲轴的机构，例如:
1、中国专利，申请号:200310101163.0申请日:2003.10.21名称:活塞式无曲轴发动机，公开(公告)号:CN1529045申请(专利权)人:程远，地址:福建省福州市鼓楼区湖滨路城边曹28号3号楼902室，发明(设计)人:程远，摘要:一种无曲轴活塞式发动机，由移动齿轮、与活塞固接的齿条以及固接在直型输出主轴上的驱动齿轮构成的动力转换机构，取代了传统的曲轴连杆机构，并克服了现有无曲轴发动机的不足之处；所述的移动齿轮可以在“接合”位置与“非接合”位置之间移动，使齿条与驱动齿轮间的动力传输链处于通、断两种状态；在活塞的爆发行程，可以通过该动力传输链向直型主轴输出动力；而活塞的返向运动则不会影响输出主轴的运动；随着移动齿轮周期性地“接合”移动，在其他辅助系统和机构的配合下，活塞的往复直线运动就可以转换成发动机主轴的持续单向旋转动力输出。该转换机构可应用于汽油、柴油、燃气等内燃机，以及活塞式蒸汽机等。
[0004]2、中国专利，申请号:200510102408.0，申请日:2005.09.09名称:无曲轴圆盘形复合内燃机，公开(公告)号:CN1776207，申请(专利权)人:曾庆仁；曾繁星，地址:辽宁省葫芦岛市绥中县前所镇洪家村，发明(设计)人:曾庆仁，摘要:无曲轴圆盘形复合内燃机取消了曲轴；活塞从传统的直线运动改为圆周运动。因为摒弃了曲柄连杆机构和进排气门和相应的凸轮机构，使机械能损减少了 5.85%，又因采用了利用废气推动涡轮机的复合机构，还可回收32 %废气损失中的30 %，即9.6 %，这样就可提高效率大约15.45 %，可节省能源34%。本发明因为是圆盘形缸体，如果加大直径就可设置多个活塞同时工作，从而提高输出功率，为它在航空领域特别是在直升飞机上应用开辟较大的空间。
[0005]3、中国专利，申请号:93239165.6申请日:1993.08.19名称:往复直线运动与圆周运动相互转换的装置，公开(公告)号:CN2167238申请(专利权)人:张翅，地址:四川省万源县罗文中学发明(设计)人:张翅，摘要:一种用于内燃机的往复直线运动与圆周运动相互转换的装置，它包括有能与作往复直线运动的部件(活塞)相装联的两根调头平行配置的结构相同的齿条，装于两齿条之间的非全圆齿轮，支承非全圆齿轮的传动轴，齿条和非全圆齿轮的齿、齿槽呈一一对应设置，能相互啮合和平稳挂接、脱离。使用这种结构可替代曲轴连杆机构，使整机结构简化、紧凑，效率提高I 一3 %，运行安全可靠。
[0006]4、申请号:02114648.9申请日:2002.06.26名称:一种实现直线/旋转运动互换的方法与装置，公开(公告)号:CN1464209，申请(专利权)人:马德民，地址:陕西省西安市友谊西路127号，发明(设计)人:马德民；张璎，摘要:一种实现直线/旋转运动互换的方法和装置。为克服现有技术中此类装置效率低、成本高、工艺复杂的缺点，一种两面带齿的齿条与一种仅在部分圆周上有齿的半齿轮，通过半齿轮轮齿与双面齿条不同面上齿牙的交替啮合，实现往复直线运动与持续同向旋转运动的相互转换。本发明适用于需将直线与旋转运动进行互换的各类装置(如取代汽车、轮船、活塞式飞机发动机中的连杆与曲轴)，具有效率高，成本低、传动可靠的特点。
[0007]从上述公开的专利中了解到，为了克服现有内燃机曲轴运动带来的功耗，人们设计了齿条、齿轮、通过动力传输链向直型主轴输出动力，或者改进了内燃机的结构，但是这些设计仍然存在着一些缺点:1、齿条、齿轮损耗无用功的现象；2、齿条、齿轮在高速状态不能运行；3、当齿条、齿轮运行时间长久磨损以后，将会使输出轴产生位移，影响机器的工作，甚至产生噪声大等问题。确切地说，齿条、齿轮除了在低速、负荷不大的情况下勉强可以使用，在高速和负荷大的机械中还不如曲轴系统的特性。
[0008]本发明人莫春浩于2002年04月20日向国家知识产权局申请了“一种取代内燃机曲轴系统的装置”的专利，申请号02229156.3，该装置由大飞轮和小飞轮构成，小飞轮镶嵌状装在大飞轮凹槽的轴上，再通过小飞轮的偏心轴与连接内燃机活塞的活塞推杆连接。通过活塞推动活塞推杆往复运动，带动小飞轮自转和绕大飞轮圆心转动，并带动大飞轮及与之连接的动力轴沿其圆心转动，实现做功。但是本发明人公开的这个专利还存在着以下几个问题，1、小飞轮直径小，带动大飞轮转动时候受力大，小飞轮容易损坏，2、当大飞轮的轴与活塞推杆中心重合的时候，不能转动，只能够依靠惯性运动，这样做功就不能连续，也就是说，直线运动的活塞推杆变成圆周运动时候的零角度(上死点、下死点、中间死点重合的情况)存在，使其做功在零角度的时候消失；3、原始起动的时候需要用人工或机械将大飞轮拨动才能够进行，操作起来比较麻烦。以后本发明人对上述的取代内燃机曲轴系统的装置又进行了改进，申请了新的专利:申请号:200810073509.3申请日:2008.03.26名称:以往复直线运动方式取代汽缸曲轴系统的机构公开(公告)号:CN101251177申请(专利权)人:莫春浩地址:广西壮族自治区灵山县武利镇青云路4号发明(设计)人:莫春浩；莫长城；莫长健；莫长创，摘要:一种汽缸(包括内燃机和压缩机)活塞的传动机构，特别是对现有曲轴传动机构的改进，包括活塞推杆、支撑活塞推杆的支承座、大飞轮和偏心轴，活塞推杆的一端与汽缸的活塞连接，大飞轮上固定有动力输出轴，接运转机械，其特点是:活塞推杆的两端安装有活塞推杆支承轴承，活塞推杆的中间部位设有中间轴，与大飞轮圆心重叠，大飞轮的体内镶嵌有小于大飞轮的偏心凹槽轴，大飞轮的一面与活塞推杆配合，另一面固定有动力输出轴；在活塞推杆上设置2个以上或多个推动零角度的零克轴，在大飞轮上面，凹槽轴两边固定有两片或多片弧形的零克片。它克服了传统曲轴机构运动不平稳，汽缸寿命短以及输出功耗大的缺点，输出动力稳定，提高了功效，可以在高速下运转，设备运转寿命增长。
[0009]本发明人将安装有活塞推杆支承轴承活塞推杆运行了一段时间，并在动力输出方面进行了试验，证明比申请号02229156.3有了较大的进步，输出平稳，功效提高，但是动力轴可不能加长，缸数受限，由于在活塞推杆上设置2个以上或多个推动零角度的零克轴，在大飞轮上面，凹槽轴两边固定有两片或多片弧形的零克片。这些弧形的零克片制作比较麻烦，实施起来不容易批量生产。之后本发明人对上述发明以往复直线运动方式取代汽缸曲轴系统的机构进行了改进，申请了新的专利:申请号:200910114434.3申请日:2009.9.27，名称:往复直线运动转换为圆周运动的传动机构，公开(公告)号CN 101660593A，发明(设计)人:莫春浩；莫长城；莫长健；莫长创，摘要:一种往复直线运动转换为圆周运动的传动机构，包括与输入动力水平运动连接的活塞推杆、支承座和大飞轮，在活塞推杆的中间部位设有零克轴，零克轴上装有零克轮，其特征在于:大飞轮上固定有一个中间空心的桃圆轮，零克轮边紧贴桃圆轮边，动力轴中心穿过大飞轮的中心并成为一体，动力轴安装在动力轴承上，该机构能够减少活塞对气缸的磨损，能长时间保证气缸在不失圆的状态下持续工作，降低摩擦产生的温度，这样发动机的就可以在密封和润滑的状态下工作，进而提高发动机的输出功率。
[0010]本发明在对往复直线运动转换为圆周运动的传动机构的发明创造过程中，在提出桃圆轮的概念，并根据试验得出:运用桃圆轮配合直线运动推杆可以输出平稳，有效的将直线运动转换成为圆周运动。然而，通过实际试验，本发明人也发现专利往复直线运动转换为圆周运动的传动机构的一些缺点，例如，由于零克轮设置在桃圆轮的两侧，无形中增加了推柄点的长度，使得整个机构体积变长；由于零克轮是与桃