專利名稱：一種活塞式直驅(qū)發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種原動機，具體地說是一種活塞式直驅(qū)發(fā)動機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的活塞發(fā)動機主要是由活塞、連桿、曲軸組成，活塞在汽缸中做往復(fù)運動，通 過連桿驅(qū)動曲軸變成圓周轉(zhuǎn)動，在實際應(yīng)用過程中存在的不足時，工作效率低，具體表現(xiàn)為 1)連桿隨曲軸的擺動容易使活塞產(chǎn)生側(cè)向分力而加大汽缸受力面磨損，形成橢圓，降低了 汽缸的氣密性致使，動力降低燃油消耗量增加；幻工作效率低，活塞在汽缸中往復(fù)一次驅(qū) 動曲軸旋轉(zhuǎn)一周，實際上只有一半做功，另一半消耗功率，也就是說，燃氣爆燃時，推動活塞 移動對外做功，只能驅(qū)動活塞轉(zhuǎn)動半周，而在這半周中真正做功的角度是在45度到135度 之間。通過上述分析可以看出，能量利用率低除了連桿擺動克服掉的側(cè)向分力外，曲軸的做 功角度小也是主要原因。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服了現(xiàn)有活塞式發(fā)動機的活塞的往復(fù)做功直接通過連桿 驅(qū)動曲軸變成圓周轉(zhuǎn)動的不足，提供一種活塞式直驅(qū)發(fā)動機。本實用新型的目的是按以下方式實現(xiàn)的，在發(fā)動機殼體內(nèi)設(shè)置對稱的活塞直接驅(qū) 動活塞之間雙面齒條往復(fù)運動，雙面齒條驅(qū)動兩套齒輪帶動傳動軸往復(fù)轉(zhuǎn)動向外輸出兩路 方向相反的間歇轉(zhuǎn)動力，然后在通過動力集成機構(gòu)將將兩路轉(zhuǎn)動方向相反的間歇轉(zhuǎn)動力集 成成連續(xù)的一個方向轉(zhuǎn)動的力的。具體結(jié)構(gòu)是由發(fā)動機殼體、扇形齒輪啟動器、汽缸筒、活塞、雙面齒條、上齒輪、下 齒輪、傳動軸和動力集成機構(gòu)組成，其中，汽缸筒對稱設(shè)置在發(fā)動機殼體之中，活塞位于汽 缸筒之中并連接在雙面齒條的兩端，雙面齒條的上下兩邊分別設(shè)置上下兩根傳動軸，上齒 輪和下齒輪分別設(shè)置在上下兩根傳動軸上并與雙面齒條的上下兩面齒條嚙合，上下兩根傳 動軸與動力集成機構(gòu)連接；動力集成機構(gòu)有兩種方式，一種是連桿曲軸式結(jié)構(gòu)，另一種是單向齒輪式結(jié)構(gòu)其中連桿曲軸式結(jié)構(gòu)是由偏心輪、連桿和曲軸組成，偏心輪分別設(shè)置在上下兩根 傳動軸的端部，連桿的兩端連接偏心輪和曲軸。單向齒輪式結(jié)構(gòu)是由左轉(zhuǎn)單向齒輪、右轉(zhuǎn)單向齒輪、換向齒輪、動力集成齒輪和動 力輸出軸組成，左轉(zhuǎn)單向齒輪和右轉(zhuǎn)單向齒輪分別設(shè)置在上下傳動軸的端部，左轉(zhuǎn)單向齒 輪與動力集成齒輪嚙合，右轉(zhuǎn)單向齒輪通過換向齒輪與動力集成齒輪嚙合，動力集成齒輪 與動力輸出軸固定。扇形齒輪啟動器是由扇形齒輪和啟動齒輪組成，啟動齒輪與上傳動軸或下傳動軸 連接，扇形齒輪與啟動齒輪嚙合，扇形齒輪的弧長等于活塞的行程。本實用新型的發(fā)動可以應(yīng)用于汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機、蒸汽機、空壓機和真空泵。[0011]用于空壓機或真空泵使用時，曲軸連桿式動力集成機構(gòu)直接與動力源連接。本實用新型的活塞式直驅(qū)發(fā)動機所具有的優(yōu)異效果是結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，沒有 側(cè)向分力，直行直驅(qū)，能量全部輸出，汽缸不產(chǎn)生側(cè)向磨損，使用壽命長，節(jié)約能源。

附圖1為活塞式直驅(qū)發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為圖1的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為單向齒輪式動力集成結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明發(fā)動機殼體1、汽缸筒2、活塞3、雙面齒條4、上齒輪5、上傳動軸6、 下齒輪7、下傳動軸8、偏心輪9、連桿10、曲軸11、動力集成齒輪12、動力輸出軸13、換向齒 輪14、右轉(zhuǎn)單向齒輪15、左轉(zhuǎn)單向齒輪16、扇形齒輪17、啟動齒輪18。
具體實施方式
參照說明書附圖對本實用新型的活塞式直驅(qū)發(fā)動機作以下詳細地說明。如附圖所示，本實用新型的活塞式直驅(qū)發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)是由是由發(fā)動機殼體1、扇 形齒輪啟動器、汽缸筒2、活塞3、雙面齒條4、上齒輪5、下齒輪7、上傳動軸6、下傳動軸8和 動力集成機構(gòu)組成，其中，汽缸筒2對稱設(shè)置在發(fā)動機殼體1之中，活塞3位于汽缸筒2之 中并連接在雙面齒條4的兩端，雙面齒條4的上下兩邊分別設(shè)置上下兩根傳動軸6、8，上齒 輪5和下齒輪7分別設(shè)置在上下兩根傳動軸6、8上并與雙面齒條4的上下兩面的齒條嚙合， 上下兩根傳動軸6、8伸出發(fā)動機殼體1與動力集成機構(gòu)連接；動力集成機構(gòu)也可以設(shè)置在 發(fā)動機殼體1之中。動力集成機構(gòu)有兩種方式，一種是連桿曲軸式結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，另一種是單向 齒輪式結(jié)構(gòu)(如圖3所示)其中連桿曲軸式結(jié)構(gòu)是由偏心輪9、連桿10和曲軸11組成，偏心輪9分別設(shè)置在 上下兩根傳動軸6、8的端部，連桿10的兩端連接偏心輪9和曲軸11。單向齒輪式結(jié)構(gòu)是由左轉(zhuǎn)單向齒輪16、右轉(zhuǎn)單向齒輪15、換向齒輪14、動力集成 齒輪12和動力輸出軸13組成，左轉(zhuǎn)單向齒輪16和右轉(zhuǎn)單向齒輪15分別設(shè)置在上下傳動 軸6、8的端部，左轉(zhuǎn)單向齒輪16與動力集成齒輪12嚙合，右轉(zhuǎn)單向齒輪15通過換向齒輪 14與動力集成齒輪12嚙合，動力集成齒輪12與動力輸出軸13固定。用于空壓機或真空泵使用時，曲軸連桿式動力集成機構(gòu)直接與動力源連接。實施例1如圖1所示，在本實用新型的設(shè)計中，雙面齒條上各面齒的數(shù)量大于等于上下齒 輪的數(shù)量，雙面齒條往返一次可以同時驅(qū)動上下齒輪正反旋轉(zhuǎn)兩周。如果采用弧長與活塞壓縮行程相當(dāng)?shù)纳刃锡X輪與上傳動軸或下傳動軸上齒輪嚙 合用于發(fā)動機的啟動，雙面齒條的齒數(shù)可以大于上齒輪和下齒輪的齒輪，也就是雙面齒條 往返一次可以驅(qū)動上下齒輪轉(zhuǎn)動兩周以上，如果按傳統(tǒng)發(fā)動機活塞的往返一次只能驅(qū)動曲 軸旋轉(zhuǎn)一周的工作頻率計算，本實用新型的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)數(shù)至少可以提高1倍以上，功率 至少可以增加1倍以上。通過以上分析，本實用新型的發(fā)動機可設(shè)計活塞有較大的行程，或者說能獲得較大的壓縮比，這對提高發(fā)動機的節(jié)油效果是非常明顯的，尤其是柴油發(fā)動機，做壓縮機使用 更是如此。在計算壓縮比和點火時間上，本實用新型的雙面齒條直驅(qū)式結(jié)構(gòu)也比傳統(tǒng)的曲軸 連桿式結(jié)構(gòu)來的簡單方便，因為活塞的行程就是齒條的移動距離，齒條的移動距離直接通 過傳動軸的正反轉(zhuǎn)測出，就能使人們能夠選測最佳的點火時間或壓縮比，獲得最大的節(jié)油 效果和功率輸出。實施例2 發(fā)動機汽缸在發(fā)動機殼體內(nèi)為雙排相對設(shè)置，中間通過齒輪箱連接，這樣分三部 分加工，工藝就變得相當(dāng)簡單，為裝配和維修提供了方便。本實用新型發(fā)動機的點火系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)與傳統(tǒng)發(fā)動 機相同，均為公知技術(shù)，可以移植直接應(yīng)用，因此不再此文中復(fù)述。
權(quán)利要求1.一種活塞式直驅(qū)發(fā)動機，其特征在于，包括，扇形齒輪啟動器、發(fā)動機殼體、汽缸筒、 活塞、雙面齒條、上齒輪、下齒輪、傳動軸和動力集成機構(gòu)，其中，汽缸筒對稱設(shè)置在發(fā)動機 殼體之中，活塞位于汽缸筒之中并連接在雙面齒條的兩端，雙面齒條的上下兩邊分別設(shè)置 上下兩根傳動軸，上齒輪和下齒輪分別設(shè)置在上下兩根傳動軸上并與雙面齒條的上下兩面 齒條嚙合，上下兩根傳動軸與動力集成機構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式直驅(qū)發(fā)動機，其特征在于動力集成機構(gòu)是由偏心輪、 連桿和曲軸組成，偏心輪分別設(shè)置在上下兩根傳動軸的端部，連桿的兩端連接偏心輪和曲 軸ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式直驅(qū)發(fā)動機，其特征在于動力集成機構(gòu)是由左轉(zhuǎn)單向 齒輪、右轉(zhuǎn)單向齒輪、換向齒輪、動力集成齒輪和動力輸出軸組成，左轉(zhuǎn)單向齒輪和右轉(zhuǎn)單 向齒輪分別設(shè)置在上下傳動軸的端部，左轉(zhuǎn)單向齒輪與動力集成齒輪嚙合，右轉(zhuǎn)單向齒輪 通過換向齒輪與動力集成齒輪嚙合，動力集成齒輪與動力輸出軸固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式直驅(qū)發(fā)動機，其特征在于用于空壓機或真空泵使用 時，曲軸連桿式動力集成機構(gòu)直接與動力源連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式直驅(qū)發(fā)動機，其特征在于，扇形齒輪啟動器是由扇形 齒輪和啟動齒輪組成，啟動齒輪與上傳動軸或下傳動軸連接，扇形齒輪與啟動齒輪嚙合，扇 形齒輪的弧長等于活塞的行程。
專利摘要本實用新型提供一種活塞式直驅(qū)發(fā)動機，是在發(fā)動機殼體內(nèi)設(shè)置對稱的活塞直接驅(qū)動活塞之間雙面齒條往復(fù)運動，雙面齒條驅(qū)動兩套齒輪帶動傳動軸往復(fù)轉(zhuǎn)動向外輸出兩路方向相反的間歇轉(zhuǎn)動力，然后在通過曲軸連桿式或單線齒輪式動力集成機構(gòu)將兩路轉(zhuǎn)動方向相反的間歇轉(zhuǎn)動力集成成連續(xù)的一個方向轉(zhuǎn)動的力?；钊挥谄淄仓胁⑦B接在雙面齒條的兩端，雙面齒條的上下兩邊分別設(shè)置上下兩根傳動軸，上齒輪和下齒輪分別設(shè)置在上下兩根傳動軸上并與雙面齒條的上下兩面齒條嚙合，上下兩根傳動軸與動力集成機構(gòu)連接；動力集成機構(gòu)是由偏心輪、連桿和曲軸組成，偏心輪與分別設(shè)置在上下兩根傳動軸的端部，連桿的兩端連接偏心輪和曲軸。
文檔編號F02B75/28GK201818366SQ20102011406
公開日2011年5月4日 申請日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月20日
發(fā)明者邵芳 申請人:邵芳