CN201818366U - 一种活塞式直驱发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种活塞式直驱发动机，是在发动机壳体内设置对称的活塞直接驱动活塞之间双面齿条往复运动，双面齿条驱动两套齿轮带动传动轴往复转动向外输出两路方向相反的间歇转动力，然后在通过曲轴连杆式或单线齿轮式动力集成机构将两路转动方向相反的间歇转动力集成成连续的一个方向转动的力。活塞位于汽缸筒之中并连接在双面齿条的两端，双面齿条的上下两边分别设置上下两根传动轴，上齿轮和下齿轮分别设置在上下两根传动轴上并与双面齿条的上下两面齿条啮合，上下两根传动轴与动力集成机构连接；动力集成机构是由偏心轮、连杆和曲轴组成，偏心轮与分别设置在上下两根传动轴的端部，连杆的两端连接偏心轮和曲轴。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种原动机，具体地说是一种活塞式直驱发动机。
背景技术
传统的活塞发动机主要是由活塞、连杆、曲轴组成，活塞在汽缸中做往复运动，通过连杆驱动曲轴变成圆周转动，在实际应用过程中存在的不足时，工作效率低，具体表现为1)连杆随曲轴的摆动容易使活塞产生侧向分力而加大汽缸受力面磨损，形成椭圆，降低了汽缸的气密性致使，动力降低燃油消耗量增加；2)工作效率低，活塞在汽缸中往复一次驱动曲轴旋转一周，实际上只有一半做功，另一半消耗功率，也就是说，燃气爆燃时，推动活塞移动对外做功，只能驱动活塞转动半周，而在这半周中真正做功的角度是在45度到135度之间。通过上述分析可以看出，能量利用率低除了连杆摆动克服掉的侧向分力外，曲轴的做功角度小也是主要原因。
发明内容
本实用新型的目的是克服了现有活塞式发动机的活塞的往复做功直接通过连杆驱动曲轴变成圆周转动的不足，提供一种活塞式直驱发动机。
本实用新型的目的是按以下方式实现的，在发动机壳体内设置对称的活塞直接驱动活塞之间双面齿条往复运动，双面齿条驱动两套齿轮带动传动轴往复转动向外输出两路方向相反的间歇转动力，然后在通过动力集成机构将将两路转动方向相反的间歇转动力集成成连续的一个方向转动的力的。
具体结构是由发动机壳体、扇形齿轮启动器、汽缸筒、活塞、双面齿条、上齿轮、下齿轮、传动轴和动力集成机构组成，其中，汽缸筒对称设置在发动机壳体之中，活塞位于汽缸筒之中并连接在双面齿条的两端，双面齿条的上下两边分别设置上下两根传动轴，上齿轮和下齿轮分别设置在上下两根传动轴上并与双面齿条的上下两面齿条啮合，上下两根传动轴与动力集成机构连接；
动力集成机构有两种方式，一种是连杆曲轴式结构，另一种是单向齿轮式结构：
其中连杆曲轴式结构是由偏心轮、连杆和曲轴组成，偏心轮分别设置在上下两根传动轴的端部，连杆的两端连接偏心轮和曲轴。
单向齿轮式结构是由左转单向齿轮、右转单向齿轮、换向齿轮、动力集成齿轮和动力输出轴组成，左转单向齿轮和右转单向齿轮分别设置在上下传动轴的端部，左转单向齿轮与动力集成齿轮啮合，右转单向齿轮通过换向齿轮与动力集成 齿轮啮合，动力集成齿轮与动力输出轴固定。
扇形齿轮启动器是由扇形齿轮和启动齿轮组成，启动齿轮与上传动轴或下传动轴连接，扇形齿轮与启动齿轮啮合，扇形齿轮的弧长等于活塞的行程。
本实用新型的发动可以应用于汽油发动机、柴油发动机、蒸汽机、空压机和真空泵。
用于空压机或真空泵使用时，曲轴连杆式动力集成机构直接与动力源连接。
本实用新型的活塞式直驱发动机所具有的优异效果是：结构简单，易于加工，没有侧向分力，直行直驱，能量全部输出，汽缸不产生侧向磨损，使用寿命长，节约能源。
附图说明
附图1为活塞式直驱发动机的结构示意图；
附图2为图1的断面结构示意图；
附图3为单向齿轮式动力集成结构示意图。
附图标记说明：发动机壳体1、汽缸筒2、活塞3、双面齿条4、上齿轮5、上传动轴6、下齿轮7、下传动轴8、偏心轮9、连杆10、曲轴11、动力集成齿轮12、动力输出轴13、换向齿轮14、右转单向齿轮15、左转单向齿轮16、扇形齿轮17、启动齿轮18。
具体实施方式
参照说明书附图对本实用新型的活塞式直驱发动机作以下详细地说明。
如附图所示，本实用新型的活塞式直驱发动机，其结构是由是由发动机壳体1、扇形齿轮启动器、汽缸筒2、活塞3、双面齿条4、上齿轮5、下齿轮7、上传动轴6、下传动轴8和动力集成机构组成，其中，汽缸筒2对称设置在发动机壳体1之中，活塞3位于汽缸筒2之中并连接在双面齿条4的两端，双面齿条4的上下两边分别设置上下两根传动轴6、8，上齿轮5和下齿轮7分别设置在上下两根传动轴6、8上并与双面齿条4的上下两面的齿条啮合，上下两根传动轴6、8伸出发动机壳体1与动力集成机构连接；动力集成机构也可以设置在发动机壳体1之中。
动力集成机构有两种方式，一种是连杆曲轴式结构(如图2所示)，另一种是单向齿轮式结构(如图3所示)：
其中连杆曲轴式结构是由偏心轮9、连杆10和曲轴11组成，偏心轮9分别设置在上下两根传动轴6、8的端部，连杆10的两端连接偏心轮9和曲轴11。
单向齿轮式结构是由左转单向齿轮16、右转单向齿轮15、换向齿轮14、动力集成齿轮12和动力输出轴13组成，左转单向齿轮16和右转单向齿轮15分别设置在上下传动轴6、8的端部，左转单向齿轮16与动力集成齿轮12啮合，右转单向齿轮15通过换向齿轮14与动力集成齿轮12啮合，动力集成齿轮12与动力输出轴13固定。
用于空压机或真空泵使用时，曲轴连杆式动力集成机构直接与动力源连接。
实施例1
如图1所示，在本实用新型的设计中，双面齿条上各面齿的数量大于等于上下齿轮的数量，双面齿条往返一次可以同时驱动上下齿轮正反旋转两周。
如果采用弧长与活塞压缩行程相当的扇形齿轮与上传动轴或下传动轴上齿轮啮合用于发动机的启动，双面齿条的齿数可以大于上齿轮和下齿轮的齿轮，也就是双面齿条往返一次可以驱动上下齿轮转动两周以上，如果按传统发动机活塞的往返一次只能驱动曲轴旋转一周的工作频率计算，本实用新型的发动机输出转数至少可以提高1倍以上，功率至少可以增加1倍以上。
通过以上分析，本实用新型的发动机可设计活塞有较大的行程，或者说能获得较大的压缩比，这对提高发动机的节油效果是非常明显的，尤其是柴油发动机，做压缩机使用更是如此。
在计算压缩比和点火时间上，本实用新型的双面齿条直驱式结构也比传统的曲轴连杆式结构来的简单方便，因为活塞的行程就是齿条的移动距离，齿条的移动距离直接通过传动轴的正反转测出，就能使人们能够选测最佳的点火时间或压缩比，获得最大的节油效果和功率输出。
实施例2：
发动机汽缸在发动机壳体内为双排相对设置，中间通过齿轮箱连接，这样分三部分加工，工艺就变得相当简单，为装配和维修提供了方便。
本实用新型发动机的点火系统、进排气系统、冷却系统以及润滑系统与传统发动机相同，均为公知技术，可以移植直接应用，因此不再此文中复述。
Claims (5)
1.一种活塞式直驱发动机，其特征在于，包括，扇形齿轮启动器、发动机壳体、汽缸筒、活塞、双面齿条、上齿轮、下齿轮、传动轴和动力集成机构，其中，汽缸筒对称设置在发动机壳体之中，活塞位于汽缸筒之中并连接在双面齿条的两端，双面齿条的上下两边分别设置上下两根传动轴，上齿轮和下齿轮分别设置在上下两根传动轴上并与双面齿条的上下两面齿条啮合，上下两根传动轴与动力集成机构连接。
2.根据权利要求1所述的活塞式直驱发动机，其特征在于动力集成机构是由偏心轮、连杆和曲轴组成，偏心轮分别设置在上下两根传动轴的端部，连杆的两端连接偏心轮和曲轴。
3.根据权利要求1所述的活塞式直驱发动机，其特征在于动力集成机构是由左转单向齿轮、右转单向齿轮、换向齿轮、动力集成齿轮和动力输出轴组成，左转单向齿轮和右转单向齿轮分别设置在上下传动轴的端部，左转单向齿轮与动力集成齿轮啮合，右转单向齿轮通过换向齿轮与动力集成齿轮啮合，动力集成齿轮与动力输出轴固定。
4.根据权利要求1所述的活塞式直驱发动机，其特征在于用于空压机或真空泵使用时，曲轴连杆式动力集成机构直接与动力源连接。
5.根据权利要求1所述的活塞式直驱发动机，其特征在于，扇形齿轮启动器是由扇形齿轮和启动齿轮组成，启动齿轮与上传动轴或下传动轴连接，扇形齿轮与启动齿轮啮合，扇形齿轮的弧长等于活塞的行程。
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| CN201818366U true CN201818366U (zh) | 2011-05-04 |
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| CN (1) | CN201818366U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104141753A (zh) * | 2013-05-06 | 2014-11-12 | 朱全斌 | 偏心轴驱动装置 |
| CN111577455A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-25 | 上海艾迪欧电力防振金具有限公司 | 一种螺旋转子发动机 |
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2010
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