專利名稱：一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，具體是一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前廣泛用于柴油機(jī)或汽油機(jī)的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保 證長時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。汽油機(jī)由兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng) 組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃?xì)夤┙o系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成；柴 油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃?xì)夤┙o系、潤滑系、 冷卻系和起動(dòng)系組成。可見，無論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)，都離不開一個(gè)主要運(yùn)動(dòng)部件——曲 柄連桿機(jī)構(gòu)，它是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活 塞連桿組和曲軸飛輪等組成。在做功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ谥鞲變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過 連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力；在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪 釋放能量又將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的直線運(yùn)動(dòng)。但是，現(xiàn)有技術(shù)中活塞經(jīng)連桿直接 與曲軸連接的曲柄連桿機(jī)構(gòu)存在一個(gè)致命的弱點(diǎn)是，當(dāng)曲柄傳動(dòng)角為O?；?80°時(shí)，機(jī)構(gòu) 因從動(dòng)曲柄上無有效驅(qū)動(dòng)力矩而處于靜止?fàn)顟B(tài)，即為"死點(diǎn)"，并且曲柄輸出力臂的不斷變 化使動(dòng)力不能穩(wěn)定有效輸出，因而大大降低了動(dòng)力輸出效率，能耗消耗高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，是直接將 活塞產(chǎn)生的動(dòng)力通過齒條齒輪組形成不變的力臂，輸出恒定力矩，避免無效做功，克服了傳 統(tǒng)技術(shù)中曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角為O?；?80°時(shí)無有效驅(qū)動(dòng)力矩的弱點(diǎn)，大幅度提高動(dòng)力 輸出效率，且結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、能耗低。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼、氣缸、活塞以
及曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)，其技術(shù)特點(diǎn)是所述活塞底端連接動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)
包括齒條、齒輪、逆止器、動(dòng)力輸出軸，所述齒條的一端與活塞底端固定連接，齒條的另一端
活動(dòng)連接曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿，齒輪套裝于逆止器外圈，齒條與齒輪呈嚙合狀態(tài)，逆止器內(nèi)
圈連接動(dòng)力輸出軸，動(dòng)力輸出軸安裝于機(jī)殼上的軸承座上，動(dòng)力輸出軸上安裝飛輪。 進(jìn)一步地，所述逆止器為超越離合器或單向軸承，逆止器外圈上的齒輪為全齒齒
輪或不完全齒輪。 再進(jìn)一步地，所述齒條的底端外套有滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承固定于機(jī)殼上的定位套 內(nèi)。 本發(fā)明與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)別主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)既要實(shí)現(xiàn)工作 循環(huán)，又要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，還要完成起動(dòng)功能，而本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿 機(jī)構(gòu)功能一分為二，即曲柄連桿機(jī)構(gòu)只需實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)和起動(dòng)功能，不再對(duì)外輸出動(dòng)力，由 原來的主要運(yùn)動(dòng)零件轉(zhuǎn)換為輔助運(yùn)動(dòng)零件，而動(dòng)力輸出由齒條、齒輪、逆止器、輸出軸組成 的新型動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)完成。
由于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)在動(dòng)力輸出時(shí)，不可避免存在傳動(dòng)角0°和 180°兩個(gè)死點(diǎn)，它的動(dòng)力輸出力臂在不斷變化，因而大大減小了傳動(dòng)效率。而本發(fā)明采用 齒條齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸，動(dòng)力輸出力臂恒定，主要取決于齒輪的外徑，因而大大提高了 傳動(dòng)效率。為了實(shí)現(xiàn)齒輪的擺動(dòng)，在齒輪內(nèi)圈安裝了超越離合器，即當(dāng)完成動(dòng)力輸出時(shí)，超 越離合器處于離合狀態(tài)，反之，則處于退讓狀態(tài)，從而將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒條轉(zhuǎn)換為齒輪 的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輸出軸的單向旋轉(zhuǎn)對(duì)外完全有效做功。 本發(fā)明將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過連接在活塞上的齒條傳遞給齒輪，再由安裝在齒輪
內(nèi)圈的超越離合器經(jīng)輸出軸對(duì)外輸出動(dòng)力，從根本上克服了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)輸出
動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)"死點(diǎn)"，改變了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的力學(xué)性能，輸出力臂保持不變，大幅度提高了發(fā)動(dòng)
機(jī)的傳輸效率，達(dá)到節(jié)能減排的目的，降低了曲柄連桿的生產(chǎn)成本，替代傳統(tǒng)產(chǎn)品，廣泛用
于汽油機(jī)和柴油機(jī)。 附件說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A向視圖。 圖中機(jī)殼1，氣缸2，活塞3，齒條4，齒輪5，逆止器6，動(dòng)力輸出軸7，定位套8，連 桿9，小齒輪10，曲柄ll，大齒輪12，凸輪13，頂桿14，飛輪15，軸承座16。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖1、2所示，一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)主要包括機(jī)殼1、氣缸2、活塞3、曲 柄連桿機(jī)構(gòu)、動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)。動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)包括齒條4、齒輪5、逆止器6、動(dòng)力輸 出軸7，氣缸2內(nèi)活塞3的底端固定連接齒條4頂端，齒條的齒口嚙合齒輪5，齒輪內(nèi)套裝逆 止器6，逆止器采用超越離合器，逆止器內(nèi)圈連接動(dòng)力輸出軸7，動(dòng)力輸出軸7支承于機(jī)殼內(nèi) 軸承座16上且動(dòng)力輸出軸上安裝有飛輪15 ;齒條4下端外套有滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承固定于 機(jī)殼上的定位套8內(nèi)，齒條4底端活動(dòng)連接曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿9頂端；配氣機(jī)構(gòu)包括小齒 輪10、大齒輪12、凸輪13、頂桿14和氣閥，小齒輪安裝于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄11軸上，大齒 輪和凸輪安裝于過渡軸上，曲柄軸帶動(dòng)小齒輪，小齒輪帶動(dòng)大齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，頂桿一端與凸輪連 接，頂桿另一端帶動(dòng)氣閥完成配氣工作。 當(dāng)氣缸2內(nèi)的活塞3帶動(dòng)齒條4上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒條經(jīng)齒輪5帶動(dòng)超越離合器 傳動(dòng)動(dòng)力輸出軸7，當(dāng)活塞3向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，超越離合器處于嚙合狀態(tài)，齒條4帶動(dòng)齒輪5由超 越離合器經(jīng)動(dòng)力輸出軸7傳輸動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)輸出軸的飛輪15連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)超越離合器處于非 嚙合狀態(tài)時(shí)，超越離合器外的齒輪5處于退讓狀態(tài)不做功；曲柄連桿機(jī)構(gòu)仍然完成發(fā)動(dòng)機(jī) 的循環(huán)和起動(dòng)工作。
權(quán)利要求
一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼(1)、氣缸(2)、活塞(3)以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)，其特征是所述活塞(3)底端連接動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)包括齒條(4)、齒輪(5)、逆止器(6)、動(dòng)力輸出軸(7)，所述齒條的一端與活塞底端連接，齒條的另一端連接曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿(9)，齒輪套裝于逆止器外圈，齒條與齒輪呈嚙合狀態(tài)，逆止器內(nèi)圈連接動(dòng)力輸出軸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述齒條(4) 的頂端與活塞(3)底端固定連接，齒條底端與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿(9)頂端活動(dòng)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述逆止器 外圈上的齒輪(5)為全齒齒輪或不完全齒輪。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述逆止器 (6)為超越離合器或單向軸承。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述齒條(4) 的底端外套有滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承固定于機(jī)殼上的定位套(8)內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述動(dòng)力輸出軸(7)上安裝飛輪(15)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述動(dòng)力輸出軸(7)安裝于機(jī)殼(1)內(nèi)的軸承座(16)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效恒力矩輸出的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼、氣缸、活塞以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)，所述活塞底端連接動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)包括齒條、齒輪、逆止器、動(dòng)力輸出軸，所述齒條的一端與活塞底端連接，齒條的另一端連接曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿，齒輪套裝于逆止器外圈，齒條與齒輪呈嚙合狀態(tài)，逆止器內(nèi)圈連接動(dòng)力輸出軸。本發(fā)明將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過連接在活塞上的齒條傳遞給齒輪，再由安裝在齒輪內(nèi)圈的逆止器經(jīng)動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，克服了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)“死點(diǎn)”，改變了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的力學(xué)性能，輸出力臂保持不變，大幅度提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的傳輸效率，節(jié)能減排，降低了生產(chǎn)成本，廣泛用于汽油機(jī)和柴油機(jī)。
文檔編號(hào)F02B75/32GK101761385SQ20091021713
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者楊新功 申請人:楊新功