專利名稱：發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種發(fā)動機(jī)，屬于發(fā)動機(jī)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī)已廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域。這種發(fā)動機(jī)是將活塞受到氣體燃燒帶來的壓力通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)，使熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的。其主要傳動裝置是由活塞，連桿，曲軸組成，該裝置在直線運動與旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換過程中，機(jī)械效率較低，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的熱能利用率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī)的缺點，提供一種發(fā)動機(jī)，特別是一種具備混合傳動裝置的發(fā)動機(jī)區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明說述的發(fā)動機(jī)在于具備混合傳動裝置，所述的混合傳動裝置由活塞、齒條、曲軸、滾輪、直軸、不完全齒輪、導(dǎo)輪、齒輪等組成。其特征在于呈L狀的齒條固定在保持密封滑動于汽缸中的活塞的下端，所述齒條的兩側(cè)設(shè)置有凹槽，所述凹槽中設(shè)置有導(dǎo)輪，所述導(dǎo)輪的軸固定在機(jī)體上；所述機(jī)體上安裝有軸向平行的直軸和曲軸，所述曲軸的曲柄銷上固定有兩個擋環(huán)，所述兩個擋環(huán)之間安裝有滾輪，所述滾輪可繞所述曲柄銷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述活塞處于上止點或下止點時，所述滾輪均能處于所述齒條的下方；不完全齒輪固定在所述直軸上并位于所述齒條的正面，所述直軸與所述曲軸在所述機(jī)體外的一端各固定有相互嚙合的、直徑相等的、模數(shù)及齒數(shù)相同的齒輪。本發(fā)明的優(yōu)點在于較高的機(jī)械效率導(dǎo)致熱能利用率大幅度提高。


圖I是所述混合傳動裝置當(dāng)其所述活塞處于上止點時的徑向結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中A-A的剖視圖。圖3是圖I中B-B的剖視圖。圖4是圖3中D-D的剖視圖，也是所述混合傳動裝置中所述導(dǎo)輪與所述導(dǎo)輪軸之間的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4中C-C的剖視圖，也是所述混合傳動裝置中所述導(dǎo)輪與所述齒條之間的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是所述混合傳動裝置當(dāng)其所述活塞處于上止點時的軸向結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是所述混合傳動裝置在進(jìn)氣沖程中，所述不完全齒輪開始作用于所述齒條時，所述滾輪與齒條之間及齒條與不完全齒輪之間的位置示意圖。圖8是所述混合傳動裝置在進(jìn)氣沖程結(jié)束時，也是所述曲軸旋轉(zhuǎn)至嚙合結(jié)束角時，所述滾輪與所述齒條之間及齒條與所述不完全齒輪之間的位置示意圖。圖9是所述混合傳動裝置在所述曲軸旋轉(zhuǎn)至上行開始角時，所述滾輪與所述齒條之間及齒條與所述不完全齒輪之間的位置示意圖。圖10是所述混合傳動裝置在壓縮沖程或排氣沖程中，所述曲軸旋轉(zhuǎn)至上止點提前角時，所述滾輪與所述齒條之間及齒條與所述不完全齒輪之間的位置示意圖。圖11是所述混合傳動裝置在作功沖程中，所述齒條開始作用于所述不完全齒輪時，所述滾輪與齒條之間及齒條與不完全齒輪之間的位置示意圖。圖12是所述混合傳動裝置在作功沖程結(jié)束時，所述滾輪與所述齒條之間及齒條與所述不完全齒輪之間的位置示意圖。圖中I.齒條，2.汽缸，3.活塞，4.凹槽，5.導(dǎo)輪，6.機(jī)體，7.曲軸，8.滾輪，9.曲柄銷，10.不完全齒輪，11.直軸，12.齒輪，13.螺栓，14.螺母，15.導(dǎo)輪軸，16.十字頭螺栓， 17擋環(huán)，圖中箭頭表示運動方向。
具體實施例圖I至圖6給出了本發(fā)明具備的混合傳動裝置的一個實施例，圖中一條呈L形狀的齒條I由多個螺栓13及螺母14固定在保持密封滑動于汽缸2中的活塞3的下端，所述齒條I的兩側(cè)各設(shè)置有凹槽4,所述凹槽4中各設(shè)置有導(dǎo)輪5,使所述齒條I緊密滑動于兩個所述導(dǎo)輪5之間，并且所述凹槽4的長度使所述齒條I在兩個所述導(dǎo)輪5之間可滑動的距離略大于所述活塞3的行程；所述導(dǎo)輪5由螺母14安裝在導(dǎo)輪軸15上，所述導(dǎo)輪軸15的另一段為異型結(jié)構(gòu)，由多個螺栓13固定在機(jī)體6上；所述機(jī)體6上安裝有軸向平行的直軸11和曲軸7，所述曲軸7的曲柄銷9上通過焊接固定有兩個擋環(huán)17，組合式的滾輪8由十字頭螺栓16安裝在兩個所述擋環(huán)17之間，所述滾輪8可繞所述曲柄銷9旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述活塞3處于上止點或下止點時，所述滾輪8均能處于所述齒條I的下方；組合式的不完全齒輪10由螺栓13安裝成整體，所述不完全齒輪10固定在所述直軸11上并位于所述齒條I的正面，所述直軸11與所述曲軸7在所述機(jī)體6外的一端各固定有相互嚙合的、半徑相等的、模數(shù)及齒數(shù)相同的齒輪12。同時結(jié)合圖10，在前述實施例中，推薦采用(但不限于)所述活塞3在壓縮沖程或排氣沖程中，在所述滾輪8到達(dá)高點之前到達(dá)上止點，此時所述曲軸7的轉(zhuǎn)角為上止點提前角。從上止點提前角開始，至所述齒條I的底部不再作用于所述滾輪8時，所述滾輪8在所述齒條I的底部所滾動過的一段為弧形，該段弧的圓周為所述滾輪8繞所述曲軸7的中心旋轉(zhuǎn)所形成的外圓。這使發(fā)動機(jī)提前獲得所需的壓縮比，也能減少在提前點火后所述曲軸7受到的阻力。同時結(jié)合圖8圖和9，在前述實施例中，還推薦采用(但不限于)設(shè)置緩沖過程。所述緩沖過程，是指所述曲軸7由嚙合結(jié)束角運行到上行開始角的過程。所述嚙合結(jié)束角，是指所述不完全齒輪10與所述齒條I的嚙合結(jié)束時，所述曲軸7的轉(zhuǎn)角。所述上行開始角，是指所述滾輪8開始作用于所述齒條I的底部使所述活塞3上行時，所述曲軸7的轉(zhuǎn)角。這使發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣沖程與壓縮沖程之間，或作功沖程與排氣沖程之間的轉(zhuǎn)換因有充分的時間而更暢順。當(dāng)本發(fā)明所述的發(fā)動機(jī)為四沖程發(fā)動機(jī)時，圖7至圖12給出了上述實施例的部分工作過程，同時結(jié)合圖I至圖6，簡單地概括上述實施例的工作原理和工作過程齒輪12使直軸11和曲軸7的旋轉(zhuǎn)方向相反，且旋轉(zhuǎn)一周的時間相同。汽缸2作用于活塞3及導(dǎo)輪5作用于齒條I兩側(cè)的凹槽4使活塞3和齒條I始終處于上下垂直運動狀態(tài)。曲柄銷9通過滾輪8作用于齒條I的底部，可減少曲軸7在上行時因摩擦帶來的阻力，擋環(huán)17可限制滾輪8的軸向移動。直軸11旋轉(zhuǎn)帶動不完全齒輪10推動齒條I使活塞2下移，活塞2在曲軸7旋轉(zhuǎn)至嚙合結(jié)束角時到達(dá)下止點，完成進(jìn)氣沖程。
曲軸7繼續(xù)旋轉(zhuǎn)經(jīng)緩沖過程至上行開始角，通過曲柄銷9上的滾輪8作用于齒條I底部，推動齒條I使活塞3向上移動至上止點提前角，此時，活塞3已到達(dá)上止點，然后，在滾輪8繼續(xù)運行至高點時完成壓縮沖程。活塞2受到燃料燃燒產(chǎn)生的壓力向下移動，先通過齒條I的底部作用于滾輪8使曲軸7旋轉(zhuǎn)，此時受到曲軸7的反作用力，活塞2緩慢下移，有利于燃料的充分燃燒；在齒條I與不完全齒輪10嚙合后，滾輪8脫離齒條I的底部，活塞2快速下移并通過齒條I推動不完全齒輪10旋轉(zhuǎn)，在活塞2到達(dá)下止點時完成作功沖程。曲軸7繼續(xù)旋轉(zhuǎn)先后經(jīng)嚙合結(jié)束角、緩沖過程至上行開始角，再次通過曲柄銷9上的滾輪8作用于齒條I底部，然后推動齒條I使活塞3向上移動，在滾輪8到達(dá)高點時完成排氣沖程。從上述工作原理和工作過程可以得到對于活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī)，上述混合傳動裝置保留了齒輪、齒條組成的傳動裝置及活塞、連桿、曲軸組成的傳動裝置的優(yōu)點，克服了齒輪、齒條組成的傳動裝置及活塞、連桿、曲軸組成的傳動裝置的缺點，現(xiàn)有的活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī)采用的活塞、連桿、曲軸組成的傳動裝置，受機(jī)體的高度或體積的限制，連桿不能過長，使其機(jī)械效率只有約60 %，特別在作功沖程中，活塞越靠近上止點機(jī)械效率就越低，導(dǎo)致熱能利用率較低。本發(fā)明提供的發(fā)動機(jī)由于具備混合傳動裝置，在作功沖程中，活塞仍處于較高的位置時，通過齒條推動不完全齒輪旋轉(zhuǎn)，對外輸出動力，其機(jī)械效率高達(dá)90 %以上，還基本消除了因側(cè)壓帶來的熱能損失，能將大部分熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，熱能利用率較高。本發(fā)明提供的發(fā)動機(jī)由于具備混合傳動裝置，在齒條與不完全齒輪嚙合前，通過曲軸的作用，能實施提前點火以及有利于點火后的充分燃燒，也使齒條與不完全齒輪的嚙合更準(zhǔn)確。所以，本發(fā)明提供的發(fā)動機(jī)比現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)節(jié)省燃料30%以上。值得說明的是與本發(fā)明主要技術(shù)特征無關(guān)的零部件圖中沒示出。還值得說明的是由于文字表達(dá)的局限性，以上僅提出了本發(fā)明的優(yōu)選方案，對于在本發(fā)明原理范圍內(nèi)的一些改進(jìn)，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)，具備混合傳動裝置，所述混合傳動裝置由活塞、齒條、曲軸、滾輪、直軸、不完全齒輪、導(dǎo)輪、齒輪等組成。其特征在于呈L狀的齒條固定在保持密封滑動于汽缸中的活塞的下端，所述齒條的兩側(cè)設(shè)置有凹槽，所述凹槽中設(shè)置有導(dǎo)輪，所述導(dǎo)輪的軸固定在機(jī)體上；所述機(jī)體上安裝有軸向平行的直軸和曲軸，所述曲軸的曲柄銷上固定有兩個擋環(huán)，所述兩個擋環(huán)之間安裝有滾輪，所述滾輪可繞所述曲柄銷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述活塞處于上止點或下止點時，所述滾輪均能處于所述齒條的下方；不完全齒輪固定在所述直軸上并位于所述齒條的正面，所述直軸與所述曲軸在所述機(jī)體外的一端各固定有相互嚙合的、直徑相等的、齒數(shù)相同的齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于所述活塞在壓縮沖程或排氣沖程中，在所述滾輪到達(dá)高點之前到達(dá)上止點，此時所述曲軸的轉(zhuǎn)角為上止點提前角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于從上止點提前角開始，到所述齒條的底部不再作用于所述滾輪時，所述滾輪在所述齒條的底部所滾動過的一段為弧形，該段弧的圓周為滾輪繞所述曲軸的中心旋轉(zhuǎn)所形成的外圓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于所述不完全齒輪與所述齒條的嚙合結(jié)束后，所述曲軸7再旋轉(zhuǎn)一定的角度，所述滾輪才開始作用于所述齒條的底部并推動所述活塞上行，該過程為緩沖過程。
全文摘要
一種發(fā)動機(jī)，具備混合傳動裝置，該混合傳動裝置由活塞、齒條、曲軸、滾輪、直軸、不完全齒輪、導(dǎo)輪、齒輪等組成。其特征在于呈L狀的齒條固定在保持密封滑動于汽缸中的活塞的下端，齒條的兩側(cè)設(shè)置有凹槽，凹槽中設(shè)置有導(dǎo)輪，導(dǎo)輪軸固定在機(jī)體上；機(jī)體上安裝有軸向平行的直軸和曲軸，曲軸的曲柄銷上固定有兩個擋環(huán)，兩個擋環(huán)之間安裝有滾輪，滾輪可繞曲柄銷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)活塞處于上止點或下止點時，滾輪均能處于所述齒條的下方；不完全齒輪固定在直軸上并位于齒條的正面，直軸與曲軸在機(jī)體外的一端各固定有相互嚙合的、直徑相等的、齒數(shù)相同的齒輪。其優(yōu)點在于較高的機(jī)械效率導(dǎo)致熱能利用率大幅度提高。
文檔編號F02B75/32GK102913326SQ20121047262
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者馬淑芬 申請人:馬淑芬