齒輪傳動往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，具體來講是一種齒輪傳動往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前廣泛應(yīng)用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，運(yùn)行可靠，密封性能好，廣泛用于交通運(yùn)輸，生產(chǎn)生活各個部門的動力機(jī)械，可以說經(jīng)住了歷史和實(shí)踐考驗的好設(shè)備。
[0003]然而，隨著社會生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，也暴露出難以解決的問題。
[0004]一、功能和運(yùn)動形式轉(zhuǎn)換時，有無法避免的無功損耗，影響熱效率的提高。
[0005]如圖1所示，往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)是以曲柄連桿機(jī)構(gòu)來進(jìn)行運(yùn)動形式和功能轉(zhuǎn)換的。即活塞在氣缸中受燃?xì)獗ㄅ蛎浲苿酉乱酝鶑?fù)直線運(yùn)動的形式推動連桿和曲軸旋轉(zhuǎn)，對外作功，輸出能量。而連桿與活塞銷、曲柄連接點(diǎn)上，不可避免地會產(chǎn)生使曲軸旋轉(zhuǎn)的切向力P和垂直于曲軸的徑向力R，如果燃?xì)馀蛎泴钊耐屏镕，夾角為α那么它們的關(guān)系是:
[0006]P=FCos α
[0007]R=FSina
[0008]P力推動曲軸旋轉(zhuǎn)對外作功，是有效力；Ρ-切向力。
[0009]R力則垂直作用于曲軸和氣缸內(nèi)壁，造成摩擦磨損和無益損耗的有害力，R-徑向力。
[0010]圖1中:Al為活塞，Α2為氣缸，A3為氣缸頭，Α4為活塞銷，Α5為曲柄銷，Α6為曲軸飛輪，Α8為曲軸。
[0011]由此可見，傳統(tǒng)往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)，只有切向力P是推動曲軸旋轉(zhuǎn)輸出能量的有效力；徑向力R卻不僅是無功損耗，而且迫使氣缸活塞配合間隙產(chǎn)生周期性變化、氣缸磨損失圓，密封性能變壞，燃?xì)庑孤p失增大，熱效率降低，排放污染增大等，嚴(yán)重問題無法解決，嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)性能的提高。
[0012]為了解決上述問題，上世紀(jì)初就有德國人提出了長短輻玄輪線的旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機(jī)，具有體積小，重量輕，功率大的特點(diǎn)，全世界都風(fēng)行一世，為了獲取優(yōu)先成功，各國都要付出不小的代價?？梢驗槊芊怆y于解決，制造困難，八十年來，也未進(jìn)入實(shí)用階段，不得不另尋方案，可至今尚無可行滿意的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理出臺。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013]本實(shí)用新型的目的在于在此提供一種齒輪傳動往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)；即用齒輪傳動取代傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，仍保留密封性好，運(yùn)行可靠、制造容易的往復(fù)活塞結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，從根本上解決傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)存在的問題。
[0014]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種齒輪傳動往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于:包括氣缸、活塞、行星齒輪、太陽輪以及帶飛輪的主軸；
[0015]行星齒輪分度圓上對應(yīng)一個齒的中線位置制成活塞的銷軸以鉸接的形式裝在活塞裙部的孔內(nèi)與活塞連接，而行星齒輪后部則制成能裝滾動軸承的軸頸安裝在飛輪二分之一活塞行程的圓周上的孔內(nèi)，并使行星齒輪與太陽輪良好的嚙合和靈活地旋轉(zhuǎn)；帶飛輪的主軸在外力起動裝置或人力作用下帶著行星齒輪繞太陽輪滾動，裝在行星齒輪上的活塞銷則帶著活塞在氣缸中往復(fù)直線運(yùn)動，完成吸氣、壓縮過程。
[0016]—種齒輪傳動往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于:具有機(jī)體、氣缸A、氣缸B，使其構(gòu)成雙缸結(jié)構(gòu)；對于單個氣缸來講，按行星齒輪銷軸軸承尺寸在其中部作一橫穿活塞裙部的圓柱孔，把行星齒輪的銷軸及軸承裝在孔中，氣缸A、氣缸B對應(yīng)的左、右端帶飛輪的主軸上，各以1/2活塞行程為圓心，作一垂直于端面的階梯孔與行星齒輪相配合，把行星齒輪及其軸承裝在飛輪孔中，并能與太陽輪良好的嚙合，帶飛輪的主軸則裝在機(jī)體的軸承內(nèi)，并使對應(yīng)的飛輪端面分貝與氣缸A、B相切且保證有一定的間隙。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型所述齒輪傳動往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)，經(jīng)實(shí)驗證明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、避免了傳統(tǒng)往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響；發(fā)動機(jī)密封和工況更加改善；排放污染大大降低。
[0019]2、消除了徑向力的影響和損失，減少了摩擦磨損和無工損耗，節(jié)能效果明顯；
[0020]3、保存了往復(fù)活塞結(jié)構(gòu)，往復(fù)活塞的良好密封不受影響，并且還因沒有徑向力R的影響得到改善，密封性能更好；
[0021]4、沒有連桿的高速擺動影響發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將更加平穩(wěn)可靠；噪音小。
[0022]5、沒有當(dāng)前旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)難于解決的技術(shù)問題和排放污染，又具有體積小、重量輕、功率大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點(diǎn)；將成為現(xiàn)代內(nèi)燃動力最佳選擇。滿足各種特殊要求(如直升機(jī)、坦克、艦艇等運(yùn)動設(shè)備需要)。
[0023]6、總之，可以預(yù)料齒輪傳動發(fā)動機(jī)將以其特殊優(yōu)勢取代現(xiàn)時運(yùn)行的內(nèi)燃動力設(shè)備，走在內(nèi)燃動力的前列。使我國運(yùn)輸動力達(dá)到世界先進(jìn)水平。超越當(dāng)前發(fā)達(dá)國家的水平。
【附圖說明】
[0024]圖1是傳統(tǒng)往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖
[0025]圖2是齒輪傳動原理圖
[0026]圖3A-圖3D是齒輪傳動發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)(單缸)結(jié)構(gòu)原理圖
[0027]圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4A’、圖4B’、圖4C’、圖4D’是齒輪傳動發(fā)動機(jī)(單缸)
原理圖
[0028]圖5A-圖5H是雙缸齒輪傳動活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖
[0029]圖51是雙缸齒輪傳動活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖6.1-圖6.5是四缸發(fā)動機(jī)工作原理圖
[0031]圖6.6是四缸發(fā)動機(jī)工作內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
[0032]圖6.7是四缸發(fā)動機(jī)工作外部示意圖
[0033]圖中:氣缸1、活塞2、彳丁星齒輪3、太陽輪4、市飛輪的王軸5、銷軸6、活塞裙部7、機(jī)體8、氣缸A9、氣缸B10，氣缸A、氣缸B對應(yīng)的左、右端帶飛輪的主軸11、12，排氣口 13、氣缸頭14、進(jìn)氣口 15、進(jìn)氣閥16、排氣閥17、聯(lián)桿18、火花塞19?；钊鸄端20、活塞B端21、聯(lián)接螺栓22、前端蓋23、軸承蓋24、滾動軸承25 (共6件)。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0035]從發(fā)動機(jī)研宄中，發(fā)現(xiàn)影響傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)進(jìn)一步提高性能主要問題是曲柄連桿機(jī)構(gòu)。由于它的存在致使活塞的推力轉(zhuǎn)換為曲軸旋轉(zhuǎn)時造成R力部分的損失，并使活塞氣缸配合間隙周期性變化和氣缸磨損失圓，密封性能變壞，燃?xì)庑孤┰龃?，廢氣污染增加；噪聲振動很大等問題至今未能根本解決，不能滿足社會進(jìn)步、生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的要求，發(fā)動機(jī)適應(yīng)性受到限制。
[0036]為了解決上述問題，我們提出了全新結(jié)構(gòu)原理。即用齒輪傳動取代傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，仍保留密封性好，運(yùn)行可靠、制造容易的往復(fù)活塞結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，從根本上解決傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)存在的問題。
[0037]根據(jù)齒輪傳動原理，我們采用傳動比i=2的內(nèi)嚙合的行星齒輪傳動原理，取代傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，如圖2所示。(圖2中A行星齒輪一個分度圓與太陽輪分度圓交點(diǎn))
[0038]di—太陽輪分度圓直徑。
[0039]di=S
[0040]dil—行星齒輪分度圓直徑。
[0041]dil=S/2
[0042]S 一活塞最大行程。