專利名稱：直線活塞推力內燃機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種內燃機，特別是一種活塞式內燃機。
背景技術：
內燃機是一種能量轉換裝置，將汽油、柴油、天然氣等物質的化學能通過在汽缸中燃燒轉化為熱能，熱能通過膨脹轉化為機械能，對外做功。直線活塞推力內燃機將化學能在汽缸中轉化為熱能后，熱能膨脹，帶動活塞運動， 從而將熱能轉化為機械能，再通過曲柄連桿機構將能量轉化為曲軸轉動的轉矩，對外做功。曲柄連桿機構是直線活塞推力內燃機的主要工作機構，由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組組成。機體組是發(fā)動機的骨架。活塞連桿組是活塞的往復運動與曲軸轉動的聯動組件，在做功沖程中將活塞往復運動的能量轉化成曲軸轉動的轉矩。曲軸飛輪組包括曲軸和飛輪，曲軸對外輸出做功，飛輪作為慣性機構，在做功沖程后依靠慣性通過連桿帶動活塞往復運動，為其他3個沖程做準備?，F有直線活塞推力內燃機多為四沖程內燃機，四沖程內燃機的一個工作循環(huán)包括進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。在做功沖程中活塞連桿組將活塞往復運動的能量轉化成曲軸及飛輪轉動的轉矩。在其他3個沖程，活塞依靠飛輪的轉動慣性作往復運動。目前，曲柄連桿連桿機構傳遞功率，存在因力矩改變而引起的功率損耗及汽缸磨損的問題，具體如下1、在做功沖程起始時刻，活塞位于上止點，活塞連桿與曲軸在同一豎直平面內，活塞連桿對曲軸的作用力矩為0，此時燃料爆炸產生的作用力最大，但作用力方向與作用點線速度方向垂直，沒有起到推動曲軸轉動的作用，功率損耗較大。2、當活塞從上止點運行到活塞下止點的這一過程中。在上止點時，由于采用曲軸連桿結構，沒有把活塞上的壓力轉化為曲軸扭力，而是直接向下壓曲軸，由于采用軸瓦結構，相當于增加了曲軸對軸瓦的壓力，曲軸與軸瓦之間的滑動摩擦力增加，這就增加了曲軸運行時的阻力，使內燃機效率下降。隨著曲軸的轉動，還會有偏缸的現象，活塞連桿與重力方向的夾角增大，作用活塞上的沿重力方向的壓力會沿著水平方向和活塞連桿方向分解， 產生一個水平方向的分力使活塞壓向缸壁，增加活塞與缸壁間的摩擦阻力，造成內燃機效率下降，這也是造成汽缸磨損加快的主要原因；而沿著活塞連桿方向的分力，在活塞連桿與曲軸的交點處再次分解成一個沿曲軸的轉動線速度方向的力和一個沿著轉動圓周直徑方向的力，因此最后得到的扭力是小于最初的活塞壓力的。
發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題提供一種內燃機傳動機構，以解決現有直線活塞推力內燃機因使用曲柄連桿機構傳動所帶來的功率損耗及汽缸磨損問題。本實用新型技術方案一種直線活塞推力內燃機，包括汽缸、活塞、活塞連桿、主軸和凸輪軸，汽缸內設有活塞，其特征在于汽缸沿主軸對稱分布，每上下兩個汽缸內的活塞共同連接在活塞連桿的兩端，活塞連桿為齒條傳動桿，分別與順時針單向齒輪、逆時針單向齒輪嚙合，順時針單向齒輪安裝在主軸上，逆時針單向齒輪安裝在軸套上，軸套和主軸通過轉向齒輪組形成動配
I=I O順時針錐形齒輪和逆時針錐形齒輪安裝方向相反，均為棘輪機構，包括外圓齒輪與內棘輪，每個外圓齒輪的前后分別與兩個不同的活塞連桿嚙合，順時針內棘輪安裝在主軸上，逆時針內棘輪安裝在軸套上?；钊B桿的兩端與上下兩個活塞分別連接，中間部分分成兩根桿，分別與不同的外圓齒輪嚙合。汽缸至少有4個，每個4汽缸為一組，圍繞主軸上下前后對稱分布；不同的汽缸組沿主軸直列排布。主軸為直軸。凸輪軸設有4根，安裝在汽缸的頂端，通過傳動機構與主軸連接。本實用新型的有益效果1、本實用新型采用單向直線傳動的方式，在做功沖程中，活塞連桿做功的作用力的方向始終與作用點的轉動線速度方向相同，避免了當活塞處于上止點時的功率損耗，同時沒有側向分力，不會增加活塞與汽缸壁間的摩擦，減少了因此而產生的功率損耗及汽缸磨損，機械效率大為提高。2、主軸和軸套形成聯動且轉動方向相反，這樣上下兩個汽缸所產生的功率都能直接或間接的傳遞給主軸，每個汽缸組中4個活塞形成聯動，總有一個活塞是處于做功沖程， 帶動其他活塞運動。3、主軸為直軸，相比曲軸容易加工，而且在傳遞功率時的損耗更小。4、結構緊湊，體積小，在相同尺寸下產生更大的功率，可以通過增加汽缸組的方式提高動力。
圖1為本實用新型正向結構示意圖；圖2為本實用新型側向結構示意圖；圖3為本實用新型的工作原理示意圖；圖4為本實用新型實施例2的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1 見圖1、圖2，本實施例四缸四沖程汽油機。其結構為設有4個汽缸1，汽缸1內設有活塞2，汽缸1設有4個沿主軸6上下前后對稱分布，每上下兩個汽缸1內的活塞2共同連接在一個活塞連桿3的兩端，活塞連桿3為齒條傳動桿，共2個。每個活塞連桿3的中間部分分成兩根，一根與順時針單向齒輪5嚙合，一根與逆時針單向齒輪4嚙合，順時針單向齒輪5與逆時針單向齒輪4為棘輪機構，包括外圓齒輪12和內棘輪，每個外圓齒輪12都與前后兩根不同活塞連桿3嚙合，順時針內棘輪10安裝在主軸6上，逆時針內棘輪11安裝在軸套7上，軸套7懸空的套在主軸6上，軸套7和主軸6通過轉向齒輪組8聯結形成聯動。 凸輪軸13共4個，設在每個汽缸1的上方，通過鏈條與主軸6聯動，用于控制汽缸1的氣門及點火。這種結構就使得主軸6與軸套7形成聯動且兩者運動方向相反，主軸6順時針轉， 軸套7逆時針轉，由于棘輪機構的作用，只有當活塞連桿3的運動方向和主軸6或軸套7的轉動方向一致時，活塞連桿3才可能帶動主軸6或軸套7轉動。本實施例的工作過程(為便于描述將汽缸和活塞分別編號)如圖1、圖3，汽缸1-1處于做功沖程，活塞2-1向下運動，推動活塞連桿3和活塞 2-2向下運動，同時另一邊的活塞連桿3在外圓齒輪12的帶動下向上運動，活塞2-3和活塞 2-4向上運動，汽缸1-2處于壓縮沖程，汽缸1-3處于排氣沖程，汽缸1-4處于吸氣沖程。 順時針單向齒輪5打滑，活塞2-1作為動力源帶動軸套7作逆時針轉動，軸套7通過轉向齒輪組8帶動主軸6做順時針轉動。汽缸1-1完成做功沖程后進入排氣沖程，汽缸1-2進入做功沖程，汽缸1-3進入吸氣沖程，汽缸1-4進入壓縮沖程?；钊?-1、活塞2-2向上運動，活塞2-3、活塞2_4向下運動，逆時針單向齒輪4打滑，活塞2-2作為動力源帶動主軸6做順時針轉動。汽缸1-1完成排氣沖程后進入吸氣沖程，汽缸1-2進入排氣沖程，汽缸1-3進入壓縮沖程，汽缸1-4進入做功沖程。活塞2-1、活塞2-2向下運動，活塞2-3、活塞2_4向上運動，順時針單向齒輪4打滑，活塞2-4作為動力源帶動軸套7作逆時針轉動，軸套7帶動主軸6做順時針轉動。汽缸1-1完成吸氣沖程后進入壓縮沖程，汽缸1-2進入吸氣沖程，汽缸1-3進入做功沖程，汽缸1-4進入排氣沖程?；钊?-1、活塞2-2向上運動，活塞2-3、活塞2_4向下運動，逆時針單向齒輪4打滑，活塞2-3作為動力源帶動主軸6做順時針轉動。以上就是一個工作循環(huán)內各個汽缸的工作過程。實施例2 本實施例為8缸4沖程汽油機，結構如圖3所示，分成2個汽缸組，沿著主軸6直列排布，每個汽缸組的配置和實施例1 一樣，每個汽缸組的工作過程也和實施例1 一樣。
權利要求1.一種直線活塞推力內燃機，包括汽缸(1)、活塞(2 )、活塞連桿(3 )、主軸(6 )和凸輪軸 (13)，汽缸(1)內設有活塞(2)，其特征在于汽缸(1)沿主軸(6)對稱分布，每上下兩個汽缸(1)內的活塞(2)共同連接在活塞連桿(3)的兩端，活塞連桿(3)為齒條傳動桿，分別與順時針單向齒輪(5)、逆時針單向齒輪(4)嚙合，順時針單向齒輪(5)安裝在主軸(6)上，逆時針單向齒輪(4)安裝在軸套(7)上，軸套(7)套在主軸(6)上，兩者通過轉向齒輪組(8)形成動配合。
2.根據權利要求1所述直線活塞推力內燃機，其特征在于順時針單向齒輪(5)和逆時針單向齒輪(4)均為棘輪機構，包括外圓齒輪(12)和內棘輪，每個外圓齒輪(12)的兩側各與兩個不同的活塞連桿(3)嚙合，順時針內棘輪(10)安裝在主軸(6)上，逆時針內棘輪(11) 安裝在軸套(7)上。
3.根據權利要求1所述直線活塞推力內燃機，其特征在于活塞連桿(3)的中間部分分成兩根桿，分別與不同的外圓齒輪(12)嚙合。
4.根據權利要求1所述直線活塞推力內燃機，其特征在于汽缸(1)至少有4個，每個 4汽缸(1)為一組，圍繞主軸(6)上下前后對稱分布；各個汽缸組沿主軸(6)直列排布。
5.根據權利要求1所述直線活塞推力內燃機，其特征在于主軸(6)為直軸。
6.根據權利要求1所述直線活塞推力內燃機，其特征在于凸輪軸(13)設有4根，安裝在汽缸(1)的頂端，通過傳動機構與主軸(6)連接。
專利摘要本實用新型一種直線活塞推力內燃機，包括汽缸(1)、活塞(2)、活塞連桿(3)、主軸(6)和凸輪軸(13)，汽缸(1)內設有活塞(2)，其特征在于汽缸(1)沿主軸(6)對稱分布，每上下兩個汽缸(1)內的活塞(2)共同連接在活塞連桿(3)的兩端，活塞連桿(3)為齒條傳動桿，分別與順時針單向齒輪(5)、逆時針單向齒輪(4)嚙合，順時針單向齒輪(5)安裝在主軸(6)上，逆時針單向齒輪(4)安裝在軸套(7)上，軸套(7)和主軸(6)通過轉向齒輪組(8)聯結形成聯動。本實用新型采用單向直線傳動的方式，避免了當活塞處于上止點時的功率損耗，結構緊湊，體積小，在相同尺寸下產生更大的功率。
文檔編號F02B75/32GK202228184SQ20112034480
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年9月15日
發(fā)明者郭革委 申請人:郭革委