專利名稱：：四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，特別是利用齒輪齒條進(jìn)行傳動的發(fā)動機(jī)，屬于發(fā)動機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)是通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將活塞的往返直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變成曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)而將功率輸出。在做功沖程中，發(fā)動機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成為推動活塞作往復(fù)式運(yùn)動的機(jī)械能，再通過連桿帶動曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；在其他沖程中，又由曲柄來驅(qū)動活塞作往復(fù)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)換氣和壓縮的過程。但是在做功沖程中，活塞作用在曲柄上的做功力臂的長度隨著曲軸轉(zhuǎn)角的變化而變化。當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞、連桿和曲軸主軸頸的中心成一直線，這時(shí)曲軸的扭矩為零。氣體壓力對活塞所作的功全部轉(zhuǎn)化為對曲軸主軸頸的“死點(diǎn)”壓力；而在其他位置，氣體壓力的一部分使活塞產(chǎn)生側(cè)向壓力，就是對汽缸壁的壓力。由此可見，傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)在工作過程中，燃料燃燒產(chǎn)生的壓力，只有一小部分轉(zhuǎn)化為曲軸的輸出扭矩，而絕大部分轉(zhuǎn)化為活塞對汽缸壁的壓力和對曲軸主軸頸的壓力，能源利用效率不高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的工況缺點(diǎn)，提高發(fā)動機(jī)的能源利用率，提供一種四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)。本實(shí)用新型的目的是通過對現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)的改進(jìn)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的，四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)，包括缸體、氣缸蓋、氣缸蓋罩和油底殼，缸體內(nèi)安裝有相互平行的傳動軸、中間軸和輸出軸，缸體和氣缸蓋安裝構(gòu)成順次排列的四個(gè)氣紅，每個(gè)氣缸內(nèi)分別安裝一個(gè)活塞，每個(gè)活塞固定連接在一根活塞推桿的頂端，其特征是外側(cè)的兩根活塞推桿支承在布置于缸體內(nèi)的動壓支承導(dǎo)軌上，活塞推桿面向排列中心的一側(cè)單側(cè)帶有溝槽，中間的兩根活塞推桿雙側(cè)帶有溝槽，每根活塞推桿的溝槽內(nèi)嵌入固定齒條，齒條與活塞推桿的溝槽閉合組成潤滑冷卻油路，傳動軸和輸出軸上分別同心安裝超越離合器和兩軸聯(lián)動齒輪，傳動軸和輸出軸上的超越離合器的安裝方向相反，傳動軸和輸出軸上的超越離合器的外齒圈分別與兩側(cè)活塞推桿上相對的齒條嚙合，中間軸上安裝有齒輪并與兩側(cè)活塞推桿上相對的齒條嚙合。所述的缸體內(nèi)安裝有循環(huán)冷卻水的水套。所述的兩軸聯(lián)動齒輪相互嚙合。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，生產(chǎn)制造容易，成本低，使用性能好，將氣缸活塞驅(qū)動齒條的往復(fù)式直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變成齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，克服對主軸的“死點(diǎn)”壓力和對汽缸壁的側(cè)向壓力，采用超越離合器和兩軸聯(lián)動齒輪，協(xié)調(diào)齒條的往復(fù)直線運(yùn)動與輸出軸單方向連續(xù)轉(zhuǎn)動，工作穩(wěn)定，提高發(fā)動機(jī)的能源利用效率。四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相比，具有的具體優(yōu)越性1、因?yàn)辇X條與齒輪在工作過程中始終處于垂直狀態(tài)，這樣就避免了工作過程中的“死點(diǎn)”問題，減緩了各接觸面間產(chǎn)生的不均勻摩擦和撞擊(如敲缸、拉缸)現(xiàn)象，從而使發(fā)動機(jī)動靜態(tài)性能較佳。2、采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)就使得在做功沖程中，混合氣爆炸而作用于活塞頂部的正壓力無需二次分解，而是幾乎等值的通過齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)來驅(qū)動輸出軸轉(zhuǎn)動，克服了對主軸的“死點(diǎn)”壓力和對氣缸壁的側(cè)向壓力；減少無用功，進(jìn)而最大限度地提高發(fā)動機(jī)的工作效率，能源利用率大幅提高。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的齒條傳動部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中氣缸1、氣缸2、氣缸3、氣缸4、活塞5、活塞6、活塞7、活塞8、氣缸蓋9、氣缸蓋罩10、水套11、缸體12、油底殼13、支承導(dǎo)軌14、活塞推桿15、齒條16、超越離合器17、齒條18、活塞推桿19、齒條20、齒輪21、齒條22、活塞推桿23、齒條24、超越離合器25、齒條26、活塞推桿27、支承導(dǎo)軌28、兩軸聯(lián)動齒輪29、傳動軸30、中間軸31、輸出軸32、兩軸聯(lián)動齒輪33。具體實(shí)施方式如圖1、圖2所示，缸體12和油底殼13上下布置進(jìn)行安裝連接。在缸體12的頂端安裝氣缸蓋9，用于密封和形成配氣裝置，并采用缸體螺栓固定連接，進(jìn)而構(gòu)成燃燒室。在氣缸蓋9的外側(cè)連接氣缸蓋罩10，密封整個(gè)發(fā)動機(jī)，用于防塵。在缸體12內(nèi)呈立式分布設(shè)置四個(gè)氣缸1、2、3、4，氣缸1、2、3、4內(nèi)分別安裝活塞5、6、7、8?；钊?固定連接在單側(cè)帶有溝槽的活塞推桿15的頂端，活塞推桿15作為動導(dǎo)軌支承在布置于缸體12內(nèi)的動壓支承導(dǎo)軌14上，齒條16嵌入并固定在活塞推桿15右側(cè)(面向排列中心的一側(cè))的溝槽內(nèi)，與溝槽閉合組成潤滑冷卻油路，構(gòu)成活塞、推桿、齒條一體結(jié)構(gòu)，并與超越離合器17的外齒圈相嚙合。活塞6固定連接在雙側(cè)帶有溝槽的活塞推桿19的頂端，齒條18嵌入并固定在活塞推桿19左側(cè)的溝槽內(nèi)，并與超越離合器17的外齒圈相嚙合，齒條20嵌入并固定在活塞推桿19右側(cè)的溝槽內(nèi)，并與齒輪21相嚙合，齒條18、齒條20與活塞推桿19的溝槽閉合組成潤滑冷卻油路，構(gòu)成活塞、推桿、齒條一體結(jié)構(gòu)?；钊?固定連接在雙側(cè)帶有溝槽的活塞推桿23的頂端，齒條22嵌入并固定在活塞推桿23左側(cè)的溝槽內(nèi)，并與齒輪21相嚙合，齒條24嵌入并固定在活塞推桿23右側(cè)的溝槽內(nèi)，并與超越離合器25的外齒圈相嚙合，齒條22、齒條24與活塞推桿23的溝槽閉合組成潤滑冷卻油路，構(gòu)成活塞、推桿、齒條一體結(jié)構(gòu)。活塞8固定連接在單側(cè)帶有溝槽的活塞推桿27的頂端，活塞推桿27作為動導(dǎo)軌支承在布置于缸體12內(nèi)的動壓支承導(dǎo)軌28上，齒條26嵌入并固定在活塞推桿27左側(cè)(面向排列中心的一側(cè))的溝槽內(nèi)，與溝槽閉合組成潤滑冷卻油路，構(gòu)成活塞、推桿、齒條一體結(jié)構(gòu)，并與超越離合器25的外齒圈相嚙合。在缸體12的內(nèi)部通過軸承分別安裝支承相互平行的傳動軸30、中間軸31和輸出軸32，在傳動軸30和輸出軸32上分別同心安裝超越離合器17和25，兩軸聯(lián)動齒輪29和33，其中超越離合器17和超越離合器25反向安裝，中間軸31上安裝齒輪21。齒條16、18與超越離合器17外圈嚙合，齒條20、22與齒輪21嚙合，齒條24、26與超越離合器25外圈嚙合。在缸體12內(nèi)設(shè)置安裝循環(huán)冷卻水的水套11。本實(shí)施例的四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)的工作原理及過程如圖1、圖2所示，齒輪齒條發(fā)動機(jī)的四個(gè)氣缸處于四種不同的行程(吸氣、壓縮、做功、排氣)，當(dāng)前行程完成以后，便進(jìn)入下一個(gè)行程，四個(gè)氣缸工作循環(huán)如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>第一階段，氣缸1爆炸做功時(shí)，作用在活塞5上的壓力驅(qū)使齒條16向下運(yùn)動，由于齒條16、齒條18與超越離合器17的外圈嚙合，這樣把動力和運(yùn)動傳遞到活塞6上，帶動活塞6向上運(yùn)動，完成氣缸2壓縮過程；再由齒條20、齒條22與齒輪21的嚙合，又把動力和運(yùn)動傳遞到活塞7上，帶動活塞7向下運(yùn)動，完成氣缸3進(jìn)氣行程；最后由齒條24、齒條26與超越離合器25的外圈嚙合，最終把動力和運(yùn)動傳遞到活塞8上，帶動活塞8向上運(yùn)動，完成氣缸4排氣行程。此時(shí)，活塞推桿15及齒條16、活塞推桿23及齒條22、24向下運(yùn)動，而活塞推桿19及齒條18、20和活塞推桿27及齒條26向上運(yùn)動，這樣就帶動兩個(gè)超越離合器17、25的外圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。但兩個(gè)超越離合器是反向安裝的(超越離合器17反裝、超越離合器25正裝)，這樣超越離合器25外圈的運(yùn)動和動力不能夠傳遞給內(nèi)圈，進(jìn)而就不能帶動輸出軸32轉(zhuǎn)動；而越離合器17外圈的運(yùn)動和動力能夠傳遞給內(nèi)圈，進(jìn)而帶動傳動軸30轉(zhuǎn)動，再通過兩軸聯(lián)動齒輪29、33相互嚙合所構(gòu)成的兩軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，由傳動軸30來帶動輸出軸32轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向相反。第二階段，氣缸2爆炸做功時(shí)，作用在活塞6上的壓力驅(qū)使齒條18、20向下運(yùn)動，由于齒條18、齒條16與超越離合器17的外圈嚙合，這樣把動力和運(yùn)動傳遞到活塞1，帶動活塞1向上運(yùn)動，完成氣缸1排氣過程，同時(shí)齒條20、齒條22與齒輪21嚙合，又把動力和運(yùn)動傳遞到活塞3，帶動活塞3向上運(yùn)動，完成氣缸3壓縮過程；最后由齒條24、齒條26與超越離合器25的外圈嚙合，最終把動力和運(yùn)動傳遞到活塞8上，帶動活塞8向下運(yùn)動，完成氣缸4進(jìn)氣行程。這時(shí)，活塞推桿19及齒條18、20和活塞推桿27及齒條26向下運(yùn)動，而活塞推桿15及齒條16、活塞推桿23及齒條22、24向上運(yùn)動，這樣就帶動兩個(gè)超越離合器17、25的外圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動。但兩個(gè)超越離合器是反向安裝的(超越離合器17反裝、超越離合器25正裝)，這樣超越離合器17外圈的運(yùn)動和動力不能夠傳遞給內(nèi)圈，進(jìn)而就不能帶動傳動軸30轉(zhuǎn)動；而越離合器25外圈的運(yùn)動和動力能夠傳遞給內(nèi)圈，進(jìn)而帶動輸出軸32轉(zhuǎn)動，再通過兩軸聯(lián)動齒輪29、33相互嚙合所構(gòu)成的兩軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，由輸出軸32來帶動傳動軸30轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向相反。第三階段與第四階段的工作過程與第一階段和第二階段相類似，就不再贅述。在兩軸30、32的端部上分別固定連接相互嚙合的兩軸聯(lián)動齒輪29、33，以構(gòu)成傳動軸與輸出軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)。其真正目的在于當(dāng)超越離合器17能驅(qū)動傳動軸30轉(zhuǎn)動，而超越離合器25不能驅(qū)動輸出軸32轉(zhuǎn)動時(shí)，由這個(gè)機(jī)構(gòu)來把傳動軸30的動力傳遞給輸出軸32，進(jìn)而保證輸出軸32的連續(xù)轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)功率的連續(xù)輸出。權(quán)利要求一種四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)，包括缸體、氣缸蓋、氣缸蓋罩和油底殼，缸體內(nèi)安裝有相互平行的傳動軸、中間軸和輸出軸，缸體和氣缸蓋安裝構(gòu)成順次排列的四個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸內(nèi)分別安裝一個(gè)活塞，每個(gè)活塞固定連接在一根活塞推桿的頂端，其特征是外側(cè)的兩根活塞推桿支承在布置于缸體內(nèi)的動壓支承導(dǎo)軌上，活塞推桿面向排列中心的一側(cè)單側(cè)帶有溝槽，中間的兩根活塞推桿雙側(cè)帶有溝槽，每根活塞推桿的溝槽內(nèi)嵌入固定齒條，齒條與活塞推桿的溝槽閉合組成潤滑冷卻油路，傳動軸和輸出軸上分別同心安裝超越離合器和兩軸聯(lián)動齒輪，傳動軸和輸出軸上的超越離合器的安裝方向相反，傳動軸和輸出軸上的超越離合器的外齒圈分別與兩側(cè)活塞推桿上相對的齒條嚙合，中間軸上安裝有齒輪并與兩側(cè)活塞推桿上相對的齒條嚙合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)，其特征是所述的缸體內(nèi)安裝有循環(huán)冷卻水的水套。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)，其特征是所述的兩軸聯(lián)動齒輪相互嚙合。專利摘要四缸偏置式齒輪齒條發(fā)動機(jī)，屬于發(fā)動機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
。包括缸體、氣缸蓋、氣缸蓋罩和油底殼，缸體內(nèi)安裝相互平行的傳動軸、中間軸和輸出軸，缸體和氣缸蓋安裝構(gòu)成順次排列的四個(gè)氣缸，氣缸內(nèi)分別安裝帶活塞推桿的活塞，兩外側(cè)的活塞推桿支承在動壓支承導(dǎo)軌上，向內(nèi)單側(cè)帶有溝槽，中間的活塞推桿雙側(cè)帶有溝槽。溝槽內(nèi)設(shè)有嵌入固定的齒條，齒條與活塞推桿的溝槽閉合組成潤滑冷卻油路，傳動軸和輸出軸上安裝方向相反的超越離合器和兩軸聯(lián)動齒輪，超越離合器的外齒圈與兩側(cè)活塞推桿上相對的齒條嚙合，中間軸上安裝齒輪與兩側(cè)相對的齒條嚙合。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，生產(chǎn)制造容易，成本低，使用性能好，能源利用效率高。文檔編號F02B75/18GK201581990SQ20092028316公開日2010年9月15日申請日期2009年12月30日優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日發(fā)明者崔云峰,張丹,曾勵(lì)申請人:揚(yáng)州大學(xué)