專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)是由曲軸連桿機(jī)構(gòu)將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的。四沖程內(nèi)燃機(jī)在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，曲軸通過連桿將飛輪儲(chǔ)存的動(dòng)能把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的直線運(yùn)動(dòng)；在作功行程中，燃燒的高壓氣體對(duì)活塞作功，推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過連桿和曲軸，又將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過曲軸向外輸出動(dòng)力。在曲軸連桿轉(zhuǎn)換裝置中，由于曲軸在旋轉(zhuǎn)過程中，活塞銷、曲軸頸和曲軸主軸頸三者之間的夾角隨著曲軸的轉(zhuǎn)角變化而變化，也就是說，在作功行程中，將燃燒的高壓氣體對(duì)活塞作功轉(zhuǎn)換為曲軸的輸出扭力的轉(zhuǎn)換率也是隨曲軸的轉(zhuǎn)角變化而變化的。所以傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱轉(zhuǎn)換率是比較低的。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置，由換向齒輪和齒條取代傳統(tǒng)曲軸連桿完成活塞的直線運(yùn)動(dòng)與輸出軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，并使轉(zhuǎn)換力臂保持不變，可較大地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和節(jié)約燃料。
本實(shí)用新型由換向齒輪、齒條、停留臂組成，左、右?guī)X的齒條(14)與左換向齒輪(7)、右換向齒輪(12)配合，齒條(14)下端裝有上止點(diǎn)停留臂(4)，上止點(diǎn)停留臂(4)上裝有上止點(diǎn)停留輪(6)，齒條(14)中部裝有下止點(diǎn)停留臂(10)，下止點(diǎn)停留臂(10)上裝有下止點(diǎn)停留輪(11)，齒條(14)上端有活塞銷孔(9)與發(fā)動(dòng)機(jī)活塞相聯(lián)，齒條(14)上有定位槽(8)。左換向齒輪(7)有軸與發(fā)動(dòng)機(jī)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的左輔助鹵輪(1)相聯(lián)，左換向齒輪(7)上有上止點(diǎn)停留槽(5)。右換向齒輪(12)有軸與發(fā)動(dòng)機(jī)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的右輔助齒輪(3)相聯(lián)，右換向齒輪(12)上有下止點(diǎn)停留槽(13)。左換向齒輪(7)、右換向齒輪(12)上一部份有齒。左換向齒輪(7)和右換向齒輪(12)通過左輔助齒輪(1)、中間齒輪(2)和右輔助齒輪(3)的聯(lián)接。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，活塞到達(dá)上止點(diǎn)停留輪與上止點(diǎn)停留槽互相配合，活塞在上止點(diǎn)停留一段時(shí)間，使燃燒更徹底；活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，由下止點(diǎn)停留輪與下止點(diǎn)停留槽互相配合，活塞在下止點(diǎn)停留一段時(shí)間，在作功行程終了時(shí)打開排氣門，可減少排氣行程活塞的上行阻力，或在進(jìn)氣行程時(shí)使進(jìn)氣更充分。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是本實(shí)用新型件14、4、10結(jié)構(gòu)主視圖；圖3是本實(shí)用新型件14、4、10結(jié)構(gòu)左視圖；圖4是本實(shí)用新型件14、4、10結(jié)構(gòu)A-A剖圖；圖5是本實(shí)用新型件14、4、10結(jié)構(gòu)B-B剖圖；圖6是本實(shí)用新型件7結(jié)構(gòu)主視圖；圖7是本實(shí)用新型件7結(jié)構(gòu)C-C剖圖；圖8是本實(shí)用新型中發(fā)動(dòng)機(jī)輔助齒輪結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)改進(jìn)的，主要區(qū)別在于活塞的直線運(yùn)動(dòng)與輸出軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，其他裝置基本與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相同。
一、活塞上下運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)在圖1-8中，左輔助齒輪(1)與左換向齒輪(7)在同一軸，右輔助齒輪(3)與右換向齒輪(12)在同一軸，左換向齒輪(7)和右換向齒輪(12)通過左輔助齒輪(1)、右輔助齒輪(3)、中間齒輪(2)的聯(lián)動(dòng)使轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，當(dāng)左換向齒輪(7)的齒與齒條(14)左邊齒相接時(shí)，左換向齒輪(7)帶動(dòng)齒條(14)向下運(yùn)動(dòng)或齒條(14)推動(dòng)左換向齒輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條(14)帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，完成進(jìn)氣行程和作功行程；當(dāng)右換向齒輪(12)的齒與齒條(14)右邊齒相接時(shí)，右換向齒輪(12)帶動(dòng)齒條(14)向上運(yùn)動(dòng)，齒條(14)帶動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，完成壓縮行程和排氣行程。
二、輸出軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)在作功行程中，受燃燒氣體壓力的作用，活塞推動(dòng)齒條(14)向下運(yùn)動(dòng)，齒條(14)的左邊齒推動(dòng)左換向齒輪(7)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，換向齒輪將活塞的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩敵鲚S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
三、活塞在上、下止點(diǎn)停留的實(shí)現(xiàn)活塞在上、下止點(diǎn)停留一段時(shí)間，是本實(shí)用新型區(qū)別于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要特征。為了保證活塞在上止點(diǎn)或下止點(diǎn)準(zhǔn)確地停留，在圖1中，由上止點(diǎn)停留臂(4)、上止點(diǎn)停留輪(6)和上止點(diǎn)停留槽(5)的互相配合實(shí)現(xiàn)活塞上止點(diǎn)的停留，在壓縮行程終了點(diǎn)火后使燃燒更徹底；由下止點(diǎn)停留臂(10)、下止點(diǎn)停留輪(11)和下止點(diǎn)停留槽(13)的互相配合實(shí)現(xiàn)活塞下止點(diǎn)的停留，在進(jìn)氣行程終了時(shí)繼續(xù)打開進(jìn)氣門，使進(jìn)氣更充分，在作功行程終了時(shí)打開排氣門，可減少排氣行程時(shí)活塞上行的阻力。
四、換向齒輪的齒角α在圖6中，換向齒輪的齒只占圓周的一部份α，齒角α是根據(jù)活塞的行程和換向齒輪的直徑來確定的。當(dāng)活塞的行程為h時(shí)，換向齒輪的齒角弧度α為α=hr-2b]]>h-活塞行程r-換向齒輪半徑b-換向齒輪兩端與齒條兩端的牽制角度五、活塞在上、下止點(diǎn)的停留角度齒條在運(yùn)動(dòng)過程中，上(下)端齒向下(上)運(yùn)動(dòng)至兩換向齒輪的中心連線后，換向齒輪與齒條沒有新的齒連接，只是靠換向齒輪與齒條兩端的齒連接，這就是齒輪與齒條兩端的互相牽制角度，設(shè)牽制角度為b，活塞的行程為h，換向齒輪的半徑為r，則上止點(diǎn)停留角β上和下止點(diǎn)停留角β下為β上＝360-2×(α+2b)-β下β下＝360-2×(α+2b)-β上β上一般是壓縮行程活塞到達(dá)上止點(diǎn)開始點(diǎn)火至燃燒基本完成換向齒輪轉(zhuǎn)過的角度。
六、齒條的結(jié)構(gòu)齒條的長度由活塞的長度、活塞行程決定。工作過程中，下止點(diǎn)停留臂的長度一般會(huì)超出氣缸，為了保證工作時(shí)下止點(diǎn)停留臂不碰到氣缸體，所以齒條的長度為二個(gè)活塞行程加上齒條在活塞內(nèi)的長度和上下停留臂的寬度。為了安裝方便，下止點(diǎn)停留臂與齒條是可以分載的。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置，由換向齒輪、齒條、停留臂組成，其特征是左、右?guī)X的齒條(14)與左換向齒輪(7)、右換向齒輪(12)配合，齒條(14)下端裝有上止點(diǎn)停留臂(4)，上止點(diǎn)停留臂(4)上裝有上止點(diǎn)停留輪(6)，齒條(14)中部裝有下止點(diǎn)停留臂(10)，下止點(diǎn)停留臂(10)上裝有下止點(diǎn)停留輪(11)，齒條(14)上端有活塞銷孔(9)與發(fā)動(dòng)機(jī)活塞相聯(lián)，齒條(14)上有定位槽(8)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置，其特征是左換向齒輪(7)有軸與發(fā)動(dòng)機(jī)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的左輔助齒輪(1)相聯(lián)，左換向齒輪(7)上有上止點(diǎn)停留槽(5)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置，其特征是右換向齒輪(12)有軸與發(fā)動(dòng)機(jī)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的右輔助齒輪(3)相聯(lián)，右換向齒輪(12)上有下止點(diǎn)停留槽(13)。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置，其特征是左換向齒輪(7)、右換向齒輪(12)上一部份有齒。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置，其特征是左輔助齒輪(1)與左換向齒輪(7)同一軸，右輔助齒輪(3)與右換向齒輪(12)同一軸，左換向齒輪(7)和右換向齒輪(12)通過左輔助齒輪(1)和右輔助齒輪(3)與中間齒輪(2)聯(lián)接。
專利摘要一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)換向裝置，由換向齒輪、齒條、停留臂組成，其特征是左、右?guī)X的齒條(14)與左換向齒輪(7)、右換向齒輪(12)配合，齒條(14)下端裝有上止點(diǎn)停留臂(4)，上止點(diǎn)停留臂(4)上裝有上止點(diǎn)停留輪(6)，齒條(14)中部裝有下止點(diǎn)停留臂(10)，下止點(diǎn)停留臂(10)上裝有下止點(diǎn)停留輪(11)，齒條(14)上端有活塞銷孔(9)與發(fā)動(dòng)機(jī)活塞相聯(lián)，齒條(14)上有定位槽(8)。由換向齒輪和齒條取代傳統(tǒng)曲軸連桿完成活塞的直線運(yùn)動(dòng)與輸出軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，并使轉(zhuǎn)換力臂保持不變，可較大地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和節(jié)約燃料。
文檔編號(hào)F02B75/00GK2713143SQ200320118240
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者莫世海 申請(qǐng)人:莫世海