本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種推桿單活齒傳動(dòng)對(duì)列雙缸內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù):
目前傳統(tǒng)活塞內(nèi)燃機(jī)多以氣缸為動(dòng)力單元,活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)、連桿與曲軸相連接,以曲柄連桿為傳動(dòng)裝置,連桿連接有飛輪,活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng),通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng);為了吸進(jìn)新鮮氣體和排出廢氣設(shè)有進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén),活塞頂離曲軸中心最遠(yuǎn)處稱(chēng)上止點(diǎn),活塞頂離曲軸中心最近處稱(chēng)下止點(diǎn)。依靠氣缸內(nèi)混合油氣燃燒產(chǎn)生的膨脹力做功實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功和排氣四個(gè)沖程,四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)活塞沖程中只有一個(gè)沖程即在膨脹做功沖程推動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外做功,其余三個(gè)沖程有飛輪帶動(dòng)完成,故四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)兩圈只能做功一次。因此四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸連桿機(jī)構(gòu)存在如下缺點(diǎn):
1、由于內(nèi)燃機(jī)是利用連桿曲軸把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng),當(dāng)氣缸壓縮沖程終了時(shí)即在膨脹做功沖程的上止點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)混合氣燃燒使得缸內(nèi)壓力最大值而產(chǎn)生最強(qiáng)推力,但此時(shí)曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲軸與連桿呈一條直線即力臂為零,也就是此時(shí)根本沒(méi)有動(dòng)力輸出即對(duì)外不做功;又因曲軸作圓周運(yùn)動(dòng)必然造成與曲軸相連的連桿夾角變化,動(dòng)力分散多,只能部分傳出功率,故曲軸連桿機(jī)構(gòu)使得內(nèi)燃機(jī)的熱能利用率很低;
2、連桿與活塞運(yùn)動(dòng)方向存在的角度會(huì)使得活塞與氣缸體的內(nèi)壁產(chǎn)生一定的摩擦力,連桿與活塞運(yùn)動(dòng)方向存在的角度越大則摩擦力越大,活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)行時(shí)對(duì)氣缸壁所產(chǎn)生的摩擦力是不均勻的,所以活塞在氣缸內(nèi)長(zhǎng)期高速運(yùn)動(dòng)后容易導(dǎo)致偏磨現(xiàn)象發(fā)生,使氣缸內(nèi)壁或活塞受損而漏氣,以致內(nèi)燃機(jī)的熱能利用率下降,這是曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)使用以來(lái)一直沒(méi)有解決的難題;
3、曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)機(jī)體安裝氣缸的上部分和安裝曲軸曲軸箱的下部分是結(jié)合起來(lái)進(jìn)行整體鑄造的,由于在實(shí)際應(yīng)用時(shí)曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)內(nèi)各部件的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)則需要曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)各部位的設(shè)計(jì)有著極高的精度,特別是對(duì)內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)各個(gè)氣缸及曲軸的位置、形狀及大小有著嚴(yán)格的要求,這必然導(dǎo)致加工生產(chǎn)高精度的整體鑄造的曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)機(jī)體的難度;由于內(nèi)燃機(jī)機(jī)體是整體鑄造加工而成的,一旦由于某個(gè)氣缸損壞而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)機(jī)體損壞則整個(gè)內(nèi)燃機(jī)機(jī)體就報(bào)廢而需要更換,使得內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)其它沒(méi)有被損壞的曲軸箱等部件也放棄使用而造成浪費(fèi);
4、內(nèi)燃機(jī)氣缸及與氣缸相對(duì)應(yīng)的曲軸均是呈直線排列,曲軸的直線排列方式必然導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的體積增大,從而也使得內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的傳動(dòng)部件體積加大,內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的各部件隨之增大后的結(jié)果是內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力也隨之增大即造成內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)能耗也隨之加大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、體積小、成本低、防偏磨、維護(hù)容易、能耗低且有效功率大大提高的推桿單活齒傳動(dòng)對(duì)列雙缸內(nèi)燃機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種推桿單活齒傳動(dòng)對(duì)列雙缸內(nèi)燃機(jī)包括氣缸、傳動(dòng)軸及內(nèi)燃機(jī)機(jī)體,氣缸內(nèi)設(shè)置有活塞,所述內(nèi)燃機(jī)機(jī)體上通過(guò)軸承固定有主動(dòng)轉(zhuǎn)軸及從動(dòng)轉(zhuǎn)軸;所述主動(dòng)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有主動(dòng)齒盤(pán)及主動(dòng)活齒盤(pán),主動(dòng)齒盤(pán)與主動(dòng)活齒盤(pán)之間的主動(dòng)轉(zhuǎn)軸設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體固定;所述從動(dòng)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與主動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)齒盤(pán)相嚙合的從動(dòng)齒盤(pán),從動(dòng)轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與主動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)活齒盤(pán)形狀及大小相同的從動(dòng)活齒盤(pán),從動(dòng)齒盤(pán)與從動(dòng)活齒盤(pán)之間的從動(dòng)轉(zhuǎn)軸設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體固定;所述主動(dòng)活齒盤(pán)的邊緣上等距離設(shè)置有單組主動(dòng)活齒,單組主動(dòng)活齒在主動(dòng)活齒盤(pán)邊緣排列的長(zhǎng)度為主動(dòng)活齒盤(pán)周長(zhǎng)的二分之一;所述從動(dòng)活齒盤(pán)的邊緣上等距離設(shè)置有單組從動(dòng)活齒,單組從動(dòng)活齒在從動(dòng)活齒盤(pán)邊緣排列的長(zhǎng)度為從動(dòng)活齒盤(pán)周長(zhǎng)的二分之一;
所述主動(dòng)活齒盤(pán)及從動(dòng)活齒盤(pán)的同一側(cè)設(shè)置有氣缸一及氣缸二,氣缸一及氣缸二內(nèi)分別設(shè)置有活塞一及活塞二;所述活塞一及活塞二外端與推桿垂直固定;所述推桿上設(shè)置有與主動(dòng)活齒盤(pán)及從動(dòng)活齒盤(pán)相嚙合的主動(dòng)推齒及從動(dòng)推齒,推桿上的主動(dòng)推齒及從動(dòng)推齒與主動(dòng)活齒盤(pán)上的主動(dòng)活齒及從動(dòng)活齒盤(pán)上的從動(dòng)活齒均分別個(gè)數(shù)相等。
推桿相對(duì)于推桿上主動(dòng)推齒及從動(dòng)推齒一側(cè)設(shè)置有若干個(gè)防偏輪,內(nèi)燃機(jī)機(jī)體上位于推桿防偏輪一側(cè)設(shè)置有與防偏輪滾動(dòng)相配合的防偏槽。
推桿上主動(dòng)推齒前端若干個(gè)主動(dòng)推齒的齒條高度依次由低到高排列,推桿上從動(dòng)推齒后端若干個(gè)從動(dòng)推齒的齒條高度依次由高到低排列;所述主動(dòng)活齒盤(pán)上每組主動(dòng)活齒按順時(shí)針?lè)较蚺帕械哪┒巳舾蓚€(gè)主動(dòng)活齒的齒條高度依次由高到低排列,所述從動(dòng)活齒盤(pán)上每組從動(dòng)活齒按順時(shí)針?lè)较蚺帕械那岸巳舾蓚€(gè)從動(dòng)活齒的齒條高度依次由低到高排列。
從動(dòng)活齒盤(pán)設(shè)置有從動(dòng)活齒盤(pán)一及從動(dòng)活齒盤(pán)二,主動(dòng)活齒盤(pán)位于從動(dòng)活齒盤(pán)一及從動(dòng)活齒盤(pán)二前端中間位置;所述推桿上設(shè)置有與從動(dòng)活齒盤(pán)一及從動(dòng)活齒盤(pán)二相嚙合的從動(dòng)推齒一及從動(dòng)推齒二,推桿上的從動(dòng)推齒一及從動(dòng)推齒二與從動(dòng)活齒盤(pán)一及從動(dòng)活齒盤(pán)二上的從動(dòng)活齒均分別個(gè)數(shù)相等。
主動(dòng)活齒盤(pán)及從動(dòng)活齒盤(pán)上主動(dòng)活齒及從動(dòng)活齒的齒條頂部均呈圓弧型,主動(dòng)活齒盤(pán)及從動(dòng)活齒盤(pán)上主動(dòng)活齒及從動(dòng)活齒的相鄰齒條根部之間圓弧型;所述推桿上主動(dòng)推齒及從動(dòng)推齒的齒條頂部均呈圓弧型,推桿上主動(dòng)推齒及從動(dòng)推齒的相鄰齒條根部之間均呈圓弧型。
本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明的推桿單活齒傳動(dòng)對(duì)列雙缸內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)合理,制作方便,大大降低了制造成本;由于將曲軸的圓周運(yùn)動(dòng)直接變?yōu)檫B桿的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),省略了內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)的曲軸及曲軸箱不僅大大降低了內(nèi)燃機(jī)機(jī)體加工難度,使得本發(fā)明產(chǎn)品的使用性能大大提高,也使得內(nèi)燃機(jī)的體積大大減小,同時(shí)也有效地地降低了內(nèi)燃機(jī)自身運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗;內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)省略了曲軸及曲軸箱使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不僅降低了維修成本,而且因推桿的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)有效地消除了活塞在氣缸內(nèi)因產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象,大大地延長(zhǎng)氣缸或活塞的使用壽命;尤其是推桿在做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)推桿與主動(dòng)齒盤(pán)或從動(dòng)齒盤(pán)的力臂始終一致即為主動(dòng)齒盤(pán)或從動(dòng)齒盤(pán)的半徑,而且推桿在往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不論是何種運(yùn)動(dòng)方向均是在做有用功,這必然使得本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的功率大大提高。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的推桿單活齒傳動(dòng)對(duì)列雙缸內(nèi)燃機(jī)作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明主動(dòng)推齒開(kāi)始推動(dòng)主動(dòng)活齒運(yùn)動(dòng)原理示意圖;
圖3是本發(fā)明主動(dòng)推齒結(jié)束推動(dòng)主動(dòng)活齒運(yùn)動(dòng)原理示意圖;
圖4是本發(fā)明從動(dòng)推齒開(kāi)始拉動(dòng)從動(dòng)活齒運(yùn)動(dòng)原理示意圖;
圖5是本發(fā)明從動(dòng)推齒結(jié)束拉動(dòng)從動(dòng)活齒運(yùn)動(dòng)原理示意圖;
圖6是本發(fā)明實(shí)施例二立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1、氣缸一,2、傳動(dòng)軸,3、內(nèi)燃機(jī)機(jī)體,4、活塞一,5、推桿,6、主動(dòng)轉(zhuǎn)軸,7、從動(dòng)轉(zhuǎn)軸,8、主動(dòng)齒盤(pán),9、主動(dòng)活齒盤(pán),10、從動(dòng)齒盤(pán),11、從動(dòng)活齒盤(pán),12、活塞二,13、主動(dòng)活齒,14、從動(dòng)活齒,15、主動(dòng)推齒,16、從動(dòng)推齒,17、防偏輪,18、防偏槽,19、從動(dòng)活齒盤(pán)一,20、從動(dòng)活齒盤(pán)二,21、從動(dòng)推齒一,22、從動(dòng)推齒二,23、氣缸二。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1所示,本實(shí)施例的推桿活齒傳動(dòng)對(duì)列雙缸內(nèi)燃機(jī)包括氣缸、傳動(dòng)軸2及內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3,氣缸內(nèi)設(shè)置有活塞。內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3上通過(guò)軸承固定有主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6及從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7,固定于內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3上的主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6的外端為傳動(dòng)軸2。主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6上設(shè)置有主動(dòng)齒盤(pán)8及主動(dòng)活齒盤(pán)9,主動(dòng)齒盤(pán)8與主動(dòng)活齒盤(pán)9之間的主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3固定。從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7上設(shè)置有與主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6上的主動(dòng)齒盤(pán)8相嚙合的從動(dòng)齒盤(pán)10,從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7上設(shè)置有與主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6上的主動(dòng)活齒盤(pán)9形狀及大小相同的從動(dòng)活齒盤(pán)11,從動(dòng)齒盤(pán)10與從動(dòng)活齒盤(pán)11之間的從動(dòng)轉(zhuǎn)軸7設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3固定。主動(dòng)活齒盤(pán)9的邊緣上等距離設(shè)置有單組主動(dòng)活齒13,單組主動(dòng)活齒13在主動(dòng)活齒盤(pán)9邊緣排列的長(zhǎng)度為主動(dòng)活齒盤(pán)9周長(zhǎng)的二分之一。從動(dòng)活齒盤(pán)11的邊緣上等距離設(shè)置有單組從動(dòng)活齒14,單組從動(dòng)活齒14在從動(dòng)活齒盤(pán)11邊緣排列的長(zhǎng)度為從動(dòng)活齒盤(pán)11周長(zhǎng)的二分之一。主動(dòng)活齒盤(pán)9及從動(dòng)活齒盤(pán)11的同一側(cè)設(shè)置有氣缸一1及氣缸二23,氣缸一1及氣缸二23內(nèi)分別設(shè)置有活塞一4及活塞二12,活塞一4及活塞二12外端與推桿5垂直固定。推桿5上設(shè)置有與主動(dòng)活齒盤(pán)9及從動(dòng)活齒盤(pán)11相嚙合的主動(dòng)推齒15及從動(dòng)推齒16,推桿5上的主動(dòng)推齒15及從動(dòng)推齒16與主動(dòng)活齒盤(pán)9上的主動(dòng)活齒13及從動(dòng)活齒盤(pán)11上的從動(dòng)活齒14均個(gè)數(shù)相等。推桿5相對(duì)于推桿5上主動(dòng)推齒15及從動(dòng)推齒16的一側(cè)設(shè)置有兩個(gè)防偏輪17,內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3上位于推桿5防偏輪17一側(cè)設(shè)置有一個(gè)與防偏輪17滾動(dòng)相配合的防偏槽18。防偏輪17及防偏槽18的設(shè)置可使得推桿5在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性得到更好的保證。
如圖2、圖3、圖4及圖5所示,推桿5上主動(dòng)推齒15前端若干個(gè)主動(dòng)推齒15的齒條高度依次由低到高排列,推桿5上從動(dòng)推齒16后端若干個(gè)從動(dòng)推齒16的齒條高度依次由高到低排列。主動(dòng)活齒盤(pán)9上每組主動(dòng)活齒13按順時(shí)針?lè)较蚺帕械哪┒巳舾蓚€(gè)主動(dòng)活齒13的齒條高度依次由高到低排列,從動(dòng)活齒盤(pán)11上每組從動(dòng)活齒14按順時(shí)針?lè)较蚺帕械那岸巳舾蓚€(gè)從動(dòng)活齒14的齒條高度依次由低到高排列。如圖2所示的推桿5上由低到高排列的主動(dòng)推齒15與主動(dòng)活齒盤(pán)9上的前端主動(dòng)活齒13嚙合;如圖3所示的推桿5上的主動(dòng)推齒15與主動(dòng)活齒盤(pán)9上由高到低排列的末端主動(dòng)活齒13嚙合;如圖4所示的推桿5上從動(dòng)推齒16與從動(dòng)活齒盤(pán)11上由低到高排列的前端從動(dòng)活齒14嚙合;如圖5所示的推桿5上由高到低排列的末端從動(dòng)推齒16與從動(dòng)活齒盤(pán)11上的從動(dòng)活齒14嚙合。
活塞一4、活塞二12分別在氣缸一1、氣缸二23內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)使得推桿5也同樣在做往復(fù)運(yùn)動(dòng),推桿5在向氣缸二23端運(yùn)動(dòng)時(shí),推桿5上的主動(dòng)推齒15與主動(dòng)活齒盤(pán)9上的主動(dòng)活齒13嚙合并帶動(dòng)主動(dòng)活齒盤(pán)9按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)即帶動(dòng)主動(dòng)齒盤(pán)8轉(zhuǎn)動(dòng);此時(shí)推桿5上的從動(dòng)推齒16與從動(dòng)活齒盤(pán)11上的從動(dòng)活齒14沒(méi)有接觸,又由于主動(dòng)齒盤(pán)8與從動(dòng)齒盤(pán)10嚙合而使得從動(dòng)活齒盤(pán)11呈反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)推桿5在向活塞一4端運(yùn)動(dòng)時(shí),推桿5上的從動(dòng)推齒16與從動(dòng)活齒盤(pán)11上的從動(dòng)活齒14嚙合則帶動(dòng)從動(dòng)齒盤(pán)10作反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),而此時(shí)推桿5上的主動(dòng)推齒15與主動(dòng)活齒盤(pán)9上的主動(dòng)活齒13沒(méi)有接觸,又由于從動(dòng)齒盤(pán)10與主動(dòng)齒盤(pán)8嚙合而使得主動(dòng)活齒盤(pán)9呈順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。因此,不論推桿5向活塞二12端方向運(yùn)動(dòng)還是向活塞一4端方向運(yùn)動(dòng),推桿5所帶動(dòng)的主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6均是順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)即主動(dòng)轉(zhuǎn)軸6所帶動(dòng)的傳動(dòng)軸2也一直按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。活塞一4或活塞二12帶動(dòng)推桿5在做功時(shí)的力臂始終為主動(dòng)活齒盤(pán)9的半徑,但是曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)的連桿做功時(shí)力臂是由零到曲軸長(zhǎng)之間在不斷地變化,所以推桿5做功的效率大于曲軸做功的效率。
圖2、圖3、圖4至圖5是推桿5依次往復(fù)運(yùn)動(dòng)與主動(dòng)活齒盤(pán)9、從動(dòng)活齒盤(pán)11的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,推桿5及主動(dòng)活齒盤(pán)9、從動(dòng)活齒盤(pán)11上分布高低齒條目的均是為了增加齒條之間接觸的數(shù)量以達(dá)到增加齒條之間的有效接觸面積,更好地延長(zhǎng)推桿5、主動(dòng)活齒盤(pán)9及從動(dòng)活齒盤(pán)11的使用壽命。主動(dòng)活齒盤(pán)9及從動(dòng)活齒盤(pán)11上主動(dòng)活齒13及從動(dòng)活齒14的齒條頂部均呈圓弧型,主動(dòng)活齒盤(pán)9及從動(dòng)活齒盤(pán)11上主動(dòng)活齒13及從動(dòng)活齒14的相鄰齒條根部之間圓弧型;推桿5上主動(dòng)推齒15及從動(dòng)推齒16的齒條頂部均呈圓弧型,推桿5上主動(dòng)推齒15及從動(dòng)推齒16的相鄰齒條根部之間均呈圓弧型。圓弧型的設(shè)置使得主動(dòng)推齒15與主動(dòng)活齒13以及從動(dòng)推齒16與從動(dòng)活齒14的有效接觸面積加大,也是更好地延長(zhǎng)推桿5、主動(dòng)活齒盤(pán)9及從動(dòng)活齒盤(pán)11的使用壽命。
實(shí)施例二如圖6所示,從動(dòng)活齒盤(pán)11設(shè)置有從動(dòng)活齒盤(pán)一19及從動(dòng)活齒盤(pán)二20,主動(dòng)活齒盤(pán)9位于從動(dòng)活齒盤(pán)一19及從動(dòng)活齒盤(pán)二20前端中間位置;推桿5上設(shè)置有與從動(dòng)活齒盤(pán)一19及從動(dòng)活齒盤(pán)二20相嚙合的從動(dòng)推齒一21及從動(dòng)推齒二22,推桿5上的從動(dòng)推齒一21及從動(dòng)推齒二22與從動(dòng)活齒盤(pán)一19及從動(dòng)活齒盤(pán)二20上的從動(dòng)活齒14均分別個(gè)數(shù)相等,從動(dòng)活齒盤(pán)一19及從動(dòng)活齒盤(pán)二20的設(shè)置可使得推桿5在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性得到更好的保證。本實(shí)施例的其它設(shè)置及原理與實(shí)施例一的設(shè)置及原理相同。