[實用新型]齒輪扭矩轉化器及齒輪傳動往返活塞動力機

無效

• 申請號: 200820104156.4
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN201202785Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 黎耕
• 申請（專利權）人: 黎耕
• 主分類號: F16H35/00
• 分類號: F16H35/00;F16H19/04;F16J10/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司
• 代理人: 黃萍

技術領域

本實用新型涉及一種往返活塞式動力機及其力扭矩轉化裝置，尤其是一種用齒輪傳動的往返活塞式動力機的齒輪扭矩轉化器，以及該齒輪傳動往返活塞動力機。

背景技術

本文所稱的動力機包括內燃機和蒸汽機。目前，在動力機領域中，以曲軸連桿往返活塞式內燃機研究最深，應用最廣，在各個經濟領域及國防建設中都有廣泛應用。這種曲軸連桿往返活塞式內燃機的力轉化機構是正弦機構，曲軸轉動時，活塞存在兩個止點。越靠近止點，曲軸連桿機構將燃氣推力轉化為機軸扭矩的效率越低，止點是力轉化的死點。在死點，不僅不能將燃氣推力轉化為機軸扭矩，而且容易產生振動，減少使用壽命?？墒?，燃料爆炸，燃氣對活塞產生最大推力正是在死點和死點附近，這時，連桿曲軸不能有效地將燃氣推力轉化為機軸扭矩，表現出機械效率低下的缺陷；待活塞遠離死點，燃氣推力下降，溫度降低后，連桿曲軸才能有效地將燃氣推力轉化為機軸扭矩，造成熱效率很大的損失。另外，在曲軸連桿把燃氣推力轉化為機軸扭矩的同時，也把活塞緊壓在氣缸壁上，產生很大的摩擦阻力，減小機軸扭矩；并且，燃氣推力越大，摩擦阻力越大，損失的機軸扭矩越大，進一步降低了曲軸連桿力轉化機構的機械效率。

深知曲軸連桿往返活塞內燃機的缺陷，要它達到很高的有效熱效率不現實，人們都期望用一種更理想的力轉化機構取代曲軸連桿力轉化機構，并且從理性上把注意力集中到旋轉活塞內燃機。但是，經過一百多年努力，嘗試過許多力轉化方案，也沒有完成旋轉活塞內燃機的力轉化核心技術的突破，實際還是連桿曲軸往返活塞內燃機性能更優。中國專利申請200610126406.X(變速齒輪旋轉活塞動力機)，首次公開了用齒輪傳動取代曲軸連桿傳動的技術，才從實驗室實現旋轉活塞內燃機的力轉化核心技術的突破，能大幅度節能減排。但是，該旋轉活塞內燃機的旋轉構件較多，制造成本可能較高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，是為往返活塞式動力機提供一種結構更簡單、力轉化效率更高且便于現有技術升級的通過齒輪傳動的的齒輪扭矩轉化器，以及應用有該齒輪扭矩轉化器的齒輪傳動往返活塞動力機。

研究發現，齒輪傳動除了適用于旋轉活塞動力機作扭矩轉化外，如用于活塞為往返運動的動力機作扭矩轉化，同樣可以消除連桿曲軸往返活塞動力機的靠近兩個活塞止點時的扭矩損失、消除連桿曲軸傳動摩擦損失大的缺陷，大幅度提高機械效率；同樣可以任意選擇燃燒效率較高、有效熱效率較高的活塞行程，大幅度提高有效熱效率，大幅度節能減排。特別是，對現有的連桿曲軸往返活塞動力機，齒輪傳動往返活塞動力機只需用機械效率高的齒輪傳動取代原機械效率低的連桿曲軸傳動，其它內燃機技術可以全套使用，技術升級方便。該新的往返活塞動力機的力轉化機構即為本實用新型所指的齒輪扭矩轉化器。

為解決上述技術問題，本實用新型齒輪扭矩轉化器所采用的技術方案為：該齒輪扭矩轉化器包括有主動軸、機軸、以及主動軸和機軸之間的齒輪系，主動軸和機軸分別為力扭矩轉化的輸入及輸出軸；所述主動軸及機軸可為一根或多根，各主動軸與相應的機軸之間設有包含不完全齒輪的兩個齒輪系，這兩個齒輪系的傳動比絕對值相等；每根主動軸通過不完全齒輪與這兩個齒輪系交替嚙合；機軸可以選用為所述齒輪系中任意一條從動軸。(為以下敘述方便，在此定義本方案的齒輪扭矩轉化器為“軸齒輪扭矩轉化器”。)

上述主動軸和機軸間的包含不完全齒輪的齒輪系的具體結構和形式，可根據齒輪系嚙合的一般常識自由構建，并不拘于某一固定形式。

本實用新型所述齒輪扭矩轉化器中所用的完全齒輪，可為圓柱齒輪或錐齒輪。

齒條作為直徑為無限大的齒輪的特例，應用于上述方案作為主動軸齒輪時，形成的齒輪扭矩轉化器在此定義為“齒條齒輪扭矩轉化器”。齒條齒輪扭矩轉化器的具體結構可以為：每根主動軸上設有一對齒條，該兩根齒條為齒背齒并聯固接，或為齒并齒固接；所述兩個齒輪系各自通過不完全齒輪固定地與其中的一根齒條交替嚙合。

應用上述齒輪扭矩轉化器的往返活塞動力機的技術方案為：

(1)、應用有上述軸齒輪扭矩轉化器的齒輪傳動往返活塞動力機(以下簡稱為“軸齒輪齒返動力機”)，包括氣缸、活塞，和與之相連的齒輪扭矩轉化器，齒輪扭矩轉化器包括有主動軸、機軸、以及主動軸和機軸之間的齒輪系，主動軸和機軸分別為力扭矩轉化的輸入及輸出軸；所述主動軸及機軸可為一根或多根，各主動軸與相應的機軸之間設有包含不完全齒輪的兩個齒輪系，這兩個齒輪系的傳動比絕對值相等；每根主動軸通過不完全齒輪與這兩個齒輪系交替嚙合；機軸可以選用為所述齒輪系中任意一條從動軸。