[實用新型]對置式內燃發動機

無效

• 申請號: 01256064.2
• 申請日: 2001-09-30
• 公開（公告）號: CN2505599Y
• 公開（公告）日: 2002-08-14
• 發明（設計）人: 農忠照
• 申請（專利權）人: 農忠照
• 主分類號: F02B75/26
• 分類號: F02B75/26;F02B75/32
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所
• 代理人: 劉卉,劉潤愚

技術領域

本實用新型涉及一種發動機，特別是一種對置式內燃發動機。

背景技術

現有的內燃活塞式發動機普遍采用曲柄式傳動結構，目前的曲柄式發動機，其每旋轉一周360°時，實現2次轉向，即每次轉向角平均分為180°，其間力矩從零增至最大值時約需90°的轉向角，然后又逐漸減小直至下止點時為零，當燃燒氣體點燃后，活塞在上止點時，氣壓為最大值。此時曲柄的力矩卻是最小，必須經過大約90°的轉向角后，曲柄的力矩方為最大，但此壓力已降了一半、且當曲軸轉至125°左右時，由于力矩變小，氣壓降低，不利于再利用，必須提前排放，故曲軸機在每次工作行程中對熱能的利用率是很有限的，也就在很大的程度上限制了其熱機效率的提高，目前曲軸式發動機的熱效率約為40％～50％之間且再已很難提高。

關于散熱方面的問題：曲軸式發動機因其固有的特性，其缸徑與行程之比約為1∶1左右，按照該比例可知壓縮比在10或20時氣缸的總散熱面積與壓縮終了時的散熱面積之比并不是最為理想，由于壓縮終了時氣溫最高，其散熱面過大必然導至熱能的浪費，不利于能量利用率的提高。

活塞在運動中產生很大的側壓，這是曲軸機在運動中不可消除的，且工作壓力越大時，側壓就越大如此亦影響了能量的利用。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種可有效提高熱機效率的對置式內燃發動機，包括汽缸及活塞連桿、傳動裝置、輸出輪，其特征在于傳動裝置包括活塞連桿兩側的傳動齒條、分布在活塞連桿兩側的可分別與傳動齒條相嚙合的至少一組以上的半圓齒、分別與半圓齒同軸安裝的相對應的若干組同步齒、與各同步齒相嚙合的聯動齒、與聯動齒同軸安裝的轉向輪，其中活塞連桿對應傳動齒條的兩端部位置設有兩凸柱，轉向輪上設有相對應的可容置該凸柱的一條或二條弧形槽，輸出輪與聯動齒同軸安裝。

其中為更可靠地保證傳動裝置工作的可靠性及輸出輪轉動的連續性，上述傳動裝置設置有兩組運動方向相反的半圓齒，其中每一組半圓齒的兩半圓齒斜對稱地分布在活塞連桿兩側，其后部分別同軸安裝有一與聯動齒相嚙合的同步齒及一可與另一組半圓齒相聯動的輔助同步齒。

本實用新型由于采用兩半圓齒與活塞齒條相嚙合及設置快速轉向輪的結構，使本實用新型通過結構簡單、動作可靠的齒條傳動來傳輸動力，并利用活塞連桿上凸柱與轉向輪弧形槽的配合來實現活塞連桿在起始位置和終點位置精確、穩定的快速同步轉向，從而控制整機的往復運動，實現發動機高效連續運轉，并保證發動機可在極短的轉向角內將力矩調升至最大，使本實用新型可充分利用汽缸高壓部分的能量從而提高利用率；同時用于本實用新型裝置利用齒條傳遞動力，其在運動過程中的行程與缸徑不會受限制，可以通過優化設計缸徑與行程之比，使活塞連桿在上止點時即高溫高壓時盡量縮小散熱面積減少熱能損失，從而能再進一步提高熱機效率，而且齒條的直線往復運動可使本實用新型的汽缸可以設置為一缸兩用，相對于傳統的曲軸機可大大減輕往復運動的重量，使整機的比功率可大大提高，且本實用新型設計巧妙、實用性強、可廣泛應用于汽車等各種機構中作為動力源裝置。

附圖說明

以下結合附圖詳細說明本實用新型的基本結構與工作原理：

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視結構示意圖；

圖3是圖2的B-B剖視結構示意圖；

圖4是圖2的D-D剖，視結構示意圖；

圖5是圖2的E-E剖視結構示意圖。

具體實施方式

如圖1-圖5所示，本實用新型主要包括汽缸1及活塞連桿11、傳動裝置、輸出輪8，其特征在于傳動裝置包括活塞連桿11兩側的傳動齒條2、分布在活塞連桿11兩側的可分別與傳動齒條2相嚙合的至少一組以上的半圓齒3、分別與半圓齒3同軸安裝的相對應的若干組同步齒4、與各同步齒4相嚙合的聯動齒5、與聯動齒5同軸安裝的轉向輪6，其中活塞連桿11對應傳動齒條2的兩端部位置設有兩凸柱12，轉向輪6上設有相對應的可容置該凸柱12的一條或二條弧形槽61，其中弧形槽61及凸柱12的設置根據同步齒4與聯動齒5之間的倍數關系來確定，如果其倍數關系為偶數倍則設置2個凸柱和2條弧形槽即可以，如果是奇數倍則應設置兩個凸柱和一條對應的弧形槽。輸出輪8與聯動齒5同軸安裝。其中為更可靠地保證傳動裝置工作的可靠性，保證輸出輪8轉動的連續性，傳動裝置設置有兩組運動方向相反的半圓齒3，其中每一組半圓齒3的兩半圓齒3斜對稱地分布在活塞連桿4兩側，其后部分別同軸安裝有一與聯動齒5相嚙合的同步齒4及一可與另一組半圓齒相聯動的輔助同步齒7。

本實用新型的基本工作原理是：氣缸1中的活塞連桿11在氣壓的作用下向外推出，活塞連桿11向外運動的過程中通過其傳動齒條2帶動位于其兩側的兩半圓齒3中的其中一半圓齒3轉動，另一半圓齒3作相反方向轉動且兩者為脫離狀態。該半圓齒3分別通過與其同軸固定的同步齒帶動聯動齒5轉動，聯動齒5通過另一同步齒4帶動與其呈對角的另一半圓齒3轉動，同時與聯動齒5同軸固定的轉向輪與聯動齒5同步轉動，當活塞連桿11外推到終止位置時，通過半圓齒3和傳動齒條2的配合，半圓齒3剛好轉完半個圓周，使前一半圓齒3與傳動齒條2相脫離。此時，傳動齒條2上的凸柱12已準確地進入轉向輪6上的弧形槽61內，轉向輪6及聯動齒5在輸出輪8(一般為較大的壓輪，具有比較大的慣性力)慣性作用下繼續動作，此時，活塞連桿11上的凸柱12在轉向輪6上的弧形槽61內滑動并帶動活塞連桿11快速轉向使活塞連桿11向后退回，同時帶動兩同步齒4及半圓齒3轉動，后一半圓齒3則與傳動齒條2實現同步嚙合并隨著活塞連桿11后退而繼續運動，當活塞連桿11后退到起始位置時，后一半圓齒3與傳動齒條2脫離，此時，傳動齒條2上的凸柱12已準確地進入轉向輪6上的弧形槽61內，轉向輪6在慣性作用下繼續轉動，通過轉向輪6帶動活塞連桿11又快速轉向，使活塞連桿11向外推動而循環前述動作，從而通過同軸固定在聯動齒5上的輸出輪輸出一個連續的轉動動作。