本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)最早由著名車企斯巴魯集團(tuán)研發(fā)制成，目前水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于斯巴魯和保時(shí)捷兩大集團(tuán)的部分車型。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)(SUBARU BOXER) 自1966 年問世以來，集低重心、順暢的線性加速度、精確的發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)和低轉(zhuǎn)速區(qū)域充沛的扭矩輸出于一身，通過不斷加以改善和提升，成就了斯巴魯出色的操控表現(xiàn)并傳遞出特有的運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)。

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞平均分布在曲軸兩側(cè)，在水平方向上左右運(yùn)動(dòng)，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的整體高度降低、長度縮短、整車的重心降低，車輛行駛更加平穩(wěn)。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在整車的中心線上，兩側(cè)活塞產(chǎn)生的力矩相互抵消，大大降低車輛在行駛中的振動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到很大提升，減少噪音。

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是重心低。由于它的氣缸為“平放”，不僅降低了汽車的重心，還能讓車頭設(shè)計(jì)得又扁又低，這些因素都能增強(qiáng)汽車的行駛穩(wěn)定性。同時(shí)，水平對(duì)置的氣缸布局是一種對(duì)稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性比V型發(fā)動(dòng)機(jī)更好，運(yùn)行時(shí)的功率損耗也是最小。當(dāng)然更低的重心和均衡的分配也為車輛帶了更好的操控性。

雖然水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)具有它發(fā)動(dòng)機(jī)所不具有的突出優(yōu)點(diǎn)，但也同樣存在著一些突出的缺陷。除了因?yàn)樗綄?duì)置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜外，還有如機(jī)油潤滑等問題很難解決。橫置的氣缸因?yàn)橹亓Φ脑颍瑫?huì)使機(jī)油流到底部，使一邊氣缸得不到充分的潤滑。高精度的制造帶來更高的養(yǎng)護(hù)成本，并且由于機(jī)體較寬，因而并不利于布局。同時(shí)，由于活塞水平放置和其自身重力的作用，其水平往返運(yùn)行中的頂部和底部與缸套的摩擦程度就不一樣，這會(huì)使得缸套的上下兩個(gè)內(nèi)面出現(xiàn)不同的磨損，底部會(huì)磨損的要多一些。此外，水平對(duì)置能夠抵消橫向的振動(dòng)，只是一種理想狀況，如果由于積碳等原因?qū)е職忾T不能完全閉合，也會(huì)造成缸壓不等，這就會(huì)造成橫向力不等，這種情況下同樣會(huì)造成左右抖動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的傳統(tǒng)水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷，本發(fā)明提供了一種新型的齒輪連桿傳動(dòng)的水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，在保證輸出動(dòng)力的同時(shí)，降低了氣缸的設(shè)計(jì)要求，簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的制作成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括水平對(duì)置的四個(gè)氣缸及設(shè)于氣缸內(nèi)的活塞一、活塞二、活塞三和活塞四，還包括連桿組件和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連桿組件包括連桿一和連桿二，所述連桿一的兩端分別連接活塞一和活塞二，所述連桿二的兩端分別連接活塞三和活塞四；所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括棘輪一、棘輪二、齒輪一、齒輪二和傳動(dòng)齒輪，所述棘輪一與齒輪一同軸設(shè)置，所述棘輪二與齒輪二同軸設(shè)置，且棘輪一與棘輪二的方向相同，所述傳動(dòng)齒輪設(shè)于齒輪一和齒輪二之間，并分別與齒輪一和齒輪二嚙合；所述連桿一和連桿二上分別設(shè)有齒條，且連桿一上的齒條與棘輪一嚙合，連桿二上的齒條與棘輪二嚙合；所述傳動(dòng)齒輪連接動(dòng)力輸出軸。

進(jìn)一步的，所述連桿一和連桿二之間設(shè)有連桿銜接梁。

上述的水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方法如下：

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，每個(gè)活塞于對(duì)應(yīng)的氣缸內(nèi)依次完成進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程、排氣過程；發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)循環(huán)包括如下四個(gè)階段：

第一階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸排氣，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣；

第二階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸排氣，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒；

第三階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸排氣；

第四階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸排氣，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣；

活塞帶動(dòng)連桿一和連桿二往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，棘輪一和棘輪二將連桿的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪一和齒輪二帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪通過動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力。

本發(fā)明的有益效果在于：該新型水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)在秉承傳統(tǒng)水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)秀性能的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)傳動(dòng)方式，采用齒輪、連桿齒條取代曲柄連桿機(jī)構(gòu)，簡化了氣缸的設(shè)計(jì)要求，一定程度上抵消了高壓氣體對(duì)活塞的沖擊力。另外，該發(fā)動(dòng)機(jī)的制作相對(duì)簡單，成本也較低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中實(shí)施例的俯視圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

實(shí)施例

一種水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括缸蓋、進(jìn)氣道、排氣道、噴油器、缸體、缸套及活塞等。如圖1和圖2所示，為了簡單起見，圖中只畫出了缸體、活塞和傳動(dòng)及動(dòng)力輸出部分，其余部分省略未畫出。

如圖所示，一種水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)，其缸體10具有水平對(duì)置的四個(gè)氣缸，四個(gè)氣缸內(nèi)分別設(shè)置有活塞一11、活塞二12、活塞三13和活塞四14。還包括連桿組件和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，連桿組件包括連桿一21和連桿二22，連桿一21的兩端分別通過活塞銷與活塞一11和活塞二12連接，連桿二22的兩端分別通過活塞銷與活塞三13和活塞四14連接。為了進(jìn)一步提高連桿的同步性，連桿一21和連桿二22之間通過連桿銜接梁23連接。

齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的棘輪一31和齒輪一33，同軸設(shè)置的棘輪二32和齒輪二34，以及傳動(dòng)齒輪35。齒輪一33和齒輪二34固定于軸上，棘輪一31與棘輪二32的作用方向相同，當(dāng)棘輪一31和棘輪二32作用于軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別帶動(dòng)齒輪一33和齒輪二34旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)齒輪35設(shè)置在齒輪一33和齒輪二34之間，分別與齒輪一33和齒輪二34嚙合，其中心與動(dòng)力輸出軸36固定連接。

為了將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿一21和連桿二22上分別設(shè)有齒條，且連桿一21上的齒條與棘輪一31嚙合，連桿二22上的齒條與棘輪二32嚙合。當(dāng)連桿作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)棘輪旋轉(zhuǎn)；當(dāng)棘輪的旋轉(zhuǎn)方向與其作用方向相同時(shí)，棘輪通過軸帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，通過動(dòng)力輸出軸36對(duì)外做功；當(dāng)棘輪的旋轉(zhuǎn)方向與其作用方向相反時(shí)，棘輪自身進(jìn)行空轉(zhuǎn)，不影響軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的運(yùn)行沖程與傳統(tǒng)四沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過程相同，具體的，發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)循環(huán)包括如下四個(gè)階段：

第一階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸排氣，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣；

第二階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸排氣，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒；

第三階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸排氣；

第四階段，活塞一對(duì)應(yīng)的氣缸排氣，活塞二對(duì)應(yīng)的氣缸點(diǎn)火燃燒，活塞三對(duì)應(yīng)的氣缸壓縮混合氣，活塞四對(duì)應(yīng)的氣缸進(jìn)氣。

當(dāng)連桿運(yùn)動(dòng)到一端的最大限度，氣缸內(nèi)的油氣混合物被點(diǎn)燃，燃?xì)馀蛎涀龉?，推?dòng)活塞使得連桿向另一端方向運(yùn)動(dòng)；連桿齒條的平移運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)最終轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，隨之做功沖程完成，此刻對(duì)側(cè)氣缸開始點(diǎn)火，推動(dòng)連桿朝另一端運(yùn)動(dòng)，同時(shí)本側(cè)氣缸排氣門打開，進(jìn)入排氣沖程，然后進(jìn)行第二次吸氣、壓縮、做功及排氣沖程，如此循環(huán)往復(fù)。

本實(shí)施例中的新型水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)在于單側(cè)氣缸的做功沖程促進(jìn)了臨側(cè)氣缸的進(jìn)氣以及對(duì)側(cè)氣缸的排氣與壓縮過程，同時(shí)整個(gè)過程形式簡單，簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。