專利名稱：直軸式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及內(nèi)燃機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)主要包括氣缸體，裝在氣缸體一端的火花塞、進(jìn)氣閥和出氣閥，設(shè)在氣缸體內(nèi)的活塞，裝在活塞兩端的活塞環(huán)及與活塞連接的連桿，由連桿連接曲軸，曲軸連接飛輪，它的工作原理是，當(dāng)點(diǎn)火燃燒時(shí)，活塞受力向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)連桿傳向曲軸，再傳向飛輪，飛輪儲(chǔ)存能量，做功一次曲軸轉(zhuǎn)的度數(shù)是不可改變的，在四個(gè)行程中，即吸氣、壓縮、做功、排氣的每個(gè)行程長(zhǎng)度都相等，是不能改變的，在做功時(shí)存在如下問(wèn)題1、在點(diǎn)火燃燒做功時(shí)，曲軸臂正好向上垂直，力矩等于零，絕大部分的能量都損耗在曲軸上，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)，曲軸顯得特別肥大以保持剛性強(qiáng)度；2、當(dāng)曲軸臂旋轉(zhuǎn)90度到水平位置，這時(shí)力矩最大，但氣缸內(nèi)的壓力已下降過(guò)半，高壓變成低壓，所以力矩雖然最大，但是輸出扭矩卻不大；3、在能量輸出過(guò)程中，連桿上對(duì)活塞，下對(duì)曲軸始終存在一個(gè)損耗能量的壓力角，壓力角的大小，隨著曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，當(dāng)曲軸臂水平力矩最大時(shí)，壓力角的能耗也最大，當(dāng)連桿垂直時(shí)，應(yīng)是能量傳送也最佳，但這時(shí)的曲軸臂處于上下垂直的位置，力矩幾乎等于零，能量幾乎沒(méi)有輸出；4、在排氣、吸氣時(shí)，同樣存在上述問(wèn)題，而且排氣時(shí)，廢氣由一個(gè)排氣閥被活塞推出，又要損耗一部分能量；5、由于作的是圓周運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)壁和活塞環(huán)磨損不均勻，呈橢圓形。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種直軸式內(nèi)燃機(jī)，它能減少能量?jī)?nèi)耗，增加輸出扭矩。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的直軸式內(nèi)燃機(jī)，它主要包括氣缸體，裝在氣缸體一端的火花塞、進(jìn)氣閥和出氣閥，設(shè)在氣缸體內(nèi)的活塞，裝在活塞兩端的活塞環(huán)及與活塞連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于在活塞上固定一部分設(shè)有齒的齒條，在連桿側(cè)面的適當(dāng)位置設(shè)一直軸，在直軸上固裝部分有齒的圓盤(pán)齒輪，一小齒輪分別與齒條和圓盤(pán)齒輪嚙合，齒條還與圓盤(pán)齒輪嚙合。
本實(shí)用新型保存了活塞系統(tǒng)，去掉連桿和曲軸，連桿由齒條代替，曲軸由直軸和直軸上的圓盤(pán)齒輪代替，并增設(shè)中間小齒輪，與現(xiàn)有的曲軸式內(nèi)燃機(jī)一樣，是四沖程，但可改變“功速比”，即曲軸式是做功一次，曲軸轉(zhuǎn)720度(2圈)，是不可改變的，而直軸式做功一次，直軸轉(zhuǎn)360度(1圈)，也可做功一次直軸轉(zhuǎn)720度(2圈)或做功2次直軸轉(zhuǎn)360度等，可減少變速檔數(shù)，減少能耗；可改變活塞行程長(zhǎng)度，在氣缸容量相同的情況下，可增加活塞面積，從而增加受力面積，增加壓力，增加行程長(zhǎng)度，可延長(zhǎng)受力時(shí)間，充分利用能量，綜上所述本實(shí)用新型可節(jié)省能源，增加輸出扭矩，在氣缸容量相同的情況下輸出扭矩將是現(xiàn)有曲軸式的2倍左右。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的曲軸與連桿成一線的示意圖圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的曲軸與連桿形成一壓力角的示意圖圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例處于一種狀態(tài)的示意圖圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例處于另一種狀態(tài)的示意圖圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例處于又一種狀態(tài)的示意圖
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
本實(shí)用新型主要包括氣缸體1，裝在氣缸體1一端的火花塞2、進(jìn)氣閥3和出氣閥4，設(shè)在氣缸體1內(nèi)的活塞5，裝在活塞5兩端的活塞環(huán)6，自動(dòng)壓縮空氣的裝置及與活塞5連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)為在活塞5上固定一部分設(shè)有齒的齒條7，由于齒條7可作直線運(yùn)動(dòng)，在實(shí)施例中僅在齒條7露出氣缸體外的部分設(shè)有齒，在齒條7側(cè)面的適當(dāng)位置設(shè)一直軸8，在直軸8上固裝部分有齒的圓盤(pán)齒輪9，齒條7設(shè)有前后兩排齒，圓盤(pán)齒輪9設(shè)有內(nèi)圓齒13和外圓齒14，一小齒輪10分別與齒條7和圓盤(pán)齒輪9嚙合，齒條7還與圓盤(pán)齒輪9嚙合，活塞5與齒條7的連接由插銷19進(jìn)行固定，本實(shí)施例的小齒輪10分別與齒條7的后排齒12和圓盤(pán)齒輪9的內(nèi)圓齒13嚙合；齒條7的前排齒11與圓盤(pán)齒輪9的外圓齒14嚙合，為了便于活塞5在做功后排氣，在氣缸體1上還可設(shè)一排氣孔15，氣缸體要比現(xiàn)有的適當(dāng)加長(zhǎng)。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程為在工作時(shí)，能量通過(guò)活塞5傳遞到齒條7，再由齒條7傳到圓盤(pán)齒輪9，使直軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)活塞5做功后要向回運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)中間小齒輪10來(lái)改變活塞5運(yùn)動(dòng)的方向，圖3表示氣缸體1內(nèi)的混合氣已壓縮到最后階段，活塞5的一面已到了上止點(diǎn)A，此時(shí)圓盤(pán)齒輪9的內(nèi)圓齒13還沒(méi)有完全和小齒輪10脫離，要等圓盤(pán)齒輪9再逆時(shí)針轉(zhuǎn)一度左右時(shí)才完全脫離，脫離后活塞5受混合氣的壓力迅速下沖，齒條7的前排齒11可與圓盤(pán)齒輪9的外圓齒14空負(fù)荷嚙合，此時(shí)點(diǎn)火，齒條7的前排齒11對(duì)圓盤(pán)齒輪9的外圓齒14只產(chǎn)生推力，不會(huì)產(chǎn)生沖力，這樣工作可平穩(wěn)，有利于保護(hù)齒，能量利用充分；當(dāng)活塞5的另一面到了下止點(diǎn)C時(shí)，開(kāi)始?jí)嚎s氣缸體1下方的空氣，這樣即能消除活塞5和齒條7的慣性沖力，又能儲(chǔ)藏能量作反彈向上之用，并能使小齒輪10平穩(wěn)地和圓盤(pán)齒輪9的內(nèi)圓齒13嚙合，活塞5的一面到下止點(diǎn)C，廢氣迅速?gòu)某鰵忾y3和排氣孔15排出，此時(shí)活塞5迅速上沖，圓盤(pán)齒輪9的外圓齒14與齒條7的前排齒11分離，同時(shí)圓盤(pán)齒輪9的內(nèi)圓齒13與小齒輪10嚙合，小齒輪10與齒條7的后排齒12嚙合，并把活塞5的一面上推到吸氣點(diǎn)B時(shí)，出氣閥4關(guān)閉，當(dāng)活塞5的一面升到上止點(diǎn)A時(shí)，圓盤(pán)齒輪9的內(nèi)圓齒13與小齒輪10分離，活塞5在壓縮空氣的作用下迅速下沖，使齒條7的前排齒11與圓盤(pán)齒輪9的外圓齒14迅速嚙合，在圓盤(pán)齒輪9的外圓齒14推動(dòng)下，活塞5下沖吸氣點(diǎn)B，這時(shí)進(jìn)氣閥3開(kāi)啟，混合氣快速進(jìn)來(lái)，活塞5繼續(xù)下沖吸氣；當(dāng)活塞5的另一面到達(dá)下止點(diǎn)C時(shí)，進(jìn)氣閥3關(guān)閉，活塞5開(kāi)始?jí)嚎s氣缸體1下方的空氣，同時(shí)活塞5上方產(chǎn)生真空度，圓盤(pán)齒輪9的外圓齒14與齒條7的前排齒11分離，此時(shí)活塞5迅速反彈上沖，使圓盤(pán)齒輪9的內(nèi)圓齒13平穩(wěn)地與小齒輪10嚙合，小齒輪10還與齒條7的后排齒12嚙合將活塞5推向上止點(diǎn)A，附圖中的16表示現(xiàn)有技術(shù)中的連桿，17表示曲柄，18表示平衡塊，壓力角以Q表示。
權(quán)利要求1.直軸式內(nèi)燃機(jī)，它主要包括氣缸體，裝在氣缸體一端的火花塞、進(jìn)氣閥和出氣閥，設(shè)在氣缸體內(nèi)的活塞，裝在活塞兩端的活塞環(huán)及與活塞連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于在活塞上固定一部分設(shè)有齒的齒條，在連桿側(cè)面的適當(dāng)位置設(shè)一直軸，在直軸上固裝部分有齒的圓盤(pán)齒輪，一小齒輪分別與齒條和圓盤(pán)齒輪嚙合，齒條還與圓盤(pán)齒輪嚙合。
2.按權(quán)利要求1所述的直軸式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于齒條有前后兩排齒，圓盤(pán)齒輪有內(nèi)圓齒和外圓齒。
3.按權(quán)利要求2所述的直軸式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于小齒輪分別與齒條的后排齒和圓盤(pán)齒輪的內(nèi)圓齒嚙合；齒條的前排齒與圓盤(pán)齒輪的外圓齒嚙合。
4.按權(quán)利要求1所述的直軸式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于在氣缸體上還可設(shè)一排氣孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直軸式內(nèi)燃機(jī),其特征是:在活塞上固定一部分設(shè)有齒的齒條,在連桿側(cè)面的適當(dāng)位置設(shè)一直軸,在直軸上固裝部分有齒的圓盤(pán)齒輪,一小齒輪分別與齒條和圓盤(pán)齒輪嚙合,齒條還與圓盤(pán)齒輪嚙合。本實(shí)用新型可節(jié)省能源,增加輸出扭矩,在氣缸容量相同的情況下輸出扭矩將是現(xiàn)有曲軸式的2倍左右。
文檔編號(hào)F02B75/32GK2383984SQ9922765
公開(kāi)日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者夏鑒良 申請(qǐng)人:夏鑒良