[發明專利]齒輪齒條汽油機

無效

• 申請號: 201010283078.0
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN101949327A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 張麗麗
• 申請（專利權）人: 張麗麗
• 主分類號: F02B75/28
• 分類號: F02B75/28;F02B75/02;F02B61/06
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

(一)技術領域

本發明涉及一種齒輪齒條汽油機，具體是以齒輪齒條機構為動力轉化機構，且該機構設置于氣缸體內用于將與該機構中的齒條相連接的活塞的直線往復運動轉換為該機構中與所述齒條嚙合的齒輪的轉動，其中該齒輪的軸為動力輸出軸。

(二)背景技術

目前內燃機中的汽油機都是活塞式內燃機，基本結構是曲柄滑塊機構，再輔以機體、氣缸蓋、配氣機構、供油系統、潤滑系統、冷卻系統和啟動裝置。由于曲柄滑塊機構存在死點，因此，通常在曲柄滑塊機構的輸出軸上設有一個轉動慣量比較大的飛輪。由于曲柄和連桿在運動過程中需要占據較大的空間，不可避免的增加了汽油機的體積。此外，在汽油機相應的曲柄滑塊機構中，有至少4個運動副需要潤滑，所對應的潤滑系統比較復雜。

曲柄滑塊機構是一種能夠把直線運動轉化成轉動的機械結構，本領域的技術人員為了解決現有汽油機的上述缺陷，有意在其他的可把直線運動轉換成轉動的機械結構進行有益的嘗試，其中中國第200510078762號發明專利申請公開了一種齒輪齒條汽油機，即通過齒輪齒條機構把由活塞驅動的齒條的直線運動轉換成齒輪的轉動，再把該齒輪的轉動形式通過齒輪軸將動力輸出。不過此類齒輪齒條汽油機保留了現有曲柄滑塊機構中的連桿，并把它作為齒條，在現有的活塞結構上，連桿與活塞間是鉸軸連接，使連桿有一個擺動的自由度，但齒輪傳動機構的傳動精度較高，同時對機構中的構件間的位置精度要求也高，上述擺動副的存在很難保證齒輪傳動機構的傳動精度。此外，即便是把所說的齒條在鉸軸段進行有效固定，齒條本身因只有一個支點而形成懸架桿，剛性差，也影響齒輪機構的傳動精度。而所說的齒輪包括與所述齒條嚙合的兩個小齒輪和每個小齒輪的齒輪軸上各設置的一個大齒輪，對應的兩個大齒輪嚙合，其中所述小齒輪為半齒輪，且兩個小齒輪其一在壓縮階段與齒條嚙合，另一在排氣階段與齒條嚙合，也就是兩個小齒輪轉向相反，再利用相嚙合的兩個齒輪轉向相反的特性把所獲得的往復運動轉換成大齒輪向一個方向轉動的運動形式，并通過其中的一根齒輪軸把動力輸出。該結構雖然能夠把活塞運動形式轉換成所說輸出軸的轉動，但由于其涉及到了兩組齒輪，結構偏于復雜。

(三)發明內容

本發明為了克服現有齒輪齒條汽油機結構復雜，且傳動精度差的缺陷，提供了一種結構簡單，傳動精度高，且易于實現的齒輪齒條汽油機。

本發明采用以下技術方案：

該發明齒輪齒條汽油機，包括機體、安裝在該機體上的活塞缸體系統和減速箱，以及配屬的配氣機構、供油系統和冷卻系統；

其中活塞缸體系統通過齒輪齒條機構進行動力輸出，相應地，齒條軸向地連接于活塞上；

所述活塞缸體系統至少有一個，每個含有處于同一軸線上的行程相反的兩個活塞及對應的燃燒室，且每個活塞缸體系統含有兩個齒輪齒條機構，對應的兩個齒輪通過超越離合器安裝于同一根齒輪軸上，而對應的兩個齒條分居于活塞軸線兩側；

所述齒輪軸依次通過彈性聯軸器、撓性軸連接到所述減速箱。

由于基于常規曲柄滑塊機構的內燃機通過轉動與直線運動的轉換關系，能夠形成活塞的上下運動，這種運動是可控的，并且活塞的上止點和下止點也是確定的。但齒輪齒條機構不具備活塞位置精確控制的條件，目前所說的齒輪齒條機構普遍存在無法實現的問題，其實現多基于理想狀態，或者直接把曲柄滑塊的原理直接挪用維持輪齒條機構上，認為活塞是能夠上下運行的，這是不合理的。因此本方案首先要解決的是控制活塞行程的問題，滿足實現條件，本方案采用了兩個活塞構成一個活塞缸體系統的技術手段予以解決，兩個活塞行程相反，當然，兩個活塞是同步運動的，這里所說的行程相反體現在活塞沖程上，基于此教導，就容易理解本方案的工作原理了，依據此技術手段，不僅解決了活塞精確定位和本汽油機的實現問題，而且兩缸具有比較大的輸出功率，且在一個周期內均有動力輸出。

本方案采用兩個齒輪齒條機構，對應的兩個齒輪通過超越離合器安裝于同一根齒輪軸上，而對應的兩個齒條分居于活塞軸線兩側，從機械原理上看，在活塞的一個行程中，會帶著兩根齒條向一個方向運動，如果是普通的齒輪，則兩個齒輪一個逆時針轉動另一個順時針轉動，根本就不能運動，那么若齒輪通過超越離合器安裝于同一根齒輪軸上則可以解決這一問題，在活塞向一個方向運動時，一個齒輪齒條副起作用，而使齒輪軸做一個方向的轉動，活塞返回時，另一個齒輪齒條副起作用，所述齒輪軸仍然會以原來的方向轉動。因此，在機械原理上是可行的。