專利名稱：往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)換傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，具體地說是內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)換傳動裝置。
現(xiàn)有的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際效率較低，其原因之一是由能量轉(zhuǎn)換傳動機(jī)構(gòu)造成的。該能量轉(zhuǎn)換傳動機(jī)構(gòu)包括氣缸、活塞和由活塞驅(qū)動的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，每個活塞只帶動一個曲柄連桿機(jī)構(gòu)。因此，活塞與氣缸壁間必有一個側(cè)壓力和摩擦阻力，這不但導(dǎo)致活塞與氣缸壁間的磨損，而且也要消耗一部分能量。而活塞與氣缸壁間的側(cè)壓與連桿的擺動角度有關(guān)，為減小氣缸壁與活塞間的磨損和阻力，其側(cè)壓不能太大，即連桿的擺動角度不能太大。連桿的擺動角度較小，則連桿作用在曲柄上的力較小，所產(chǎn)生的有效力矩也較小。
本發(fā)明的目的是提供一種熱效率較高、所產(chǎn)生的有效力矩較大的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)換傳動裝置。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的解決方案是用一個活塞同時帶動兩個曲柄連桿機(jī)構(gòu)。它們的結(jié)構(gòu)相同且對稱偏置于氣缸中心線兩側(cè)(當(dāng)然，曲軸中心的偏置距離應(yīng)大于曲軸半徑)，每個曲軸固聯(lián)一齒輪，該兩齒輪的齒數(shù)相等并相互嚙合。因此，當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，可保證兩個曲柄連桿機(jī)構(gòu)作同步反向運(yùn)動，即兩曲軸作同步反向旋轉(zhuǎn)。由于兩曲軸上設(shè)有兩個齒數(shù)相同并相互嚙合的齒輪，同時兩曲軸間還可以相互傳遞動力。即當(dāng)其中一個曲軸作為輸出軸時，另一個曲軸通過上述兩齒輪將動力傳遞到輸出軸上。也就是說，輸出軸上的動力是兩曲軸的動力之和。
本發(fā)明由于采用了兩個對稱分布的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所以從理論上講活塞與氣缸壁間的側(cè)壓力等于零，其摩擦力也等于零?？梢哉f，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，活塞與氣缸壁間的摩擦力是極小的，它們的磨損也是極小的，從而使氣缸和活塞的工作壽命提高，能量損失減少，效率提高。同時，由連桿擺動所引起的振動較小。由于消除了活塞與氣缸壁間的側(cè)壓力，所以可以增大曲柄連桿機(jī)構(gòu)的偏置距離來達(dá)到增大有效力矩的目的。另外，本發(fā)明的曲柄連桿機(jī)構(gòu)是偏置于氣缸中心線的，所以上止點(diǎn)時的曲柄位置和下止點(diǎn)時的曲柄位置間有一夾角，即曲柄從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的角度小于180°。也就是說，與現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)相比，在相同條件下，本實(shí)用新型的燃燒氣體膨脹作功的有效利用率較高，因而熱量損失較小。本發(fā)明適用于四沖程或二沖程內(nèi)燃機(jī)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容加以詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明的一個具體結(jié)構(gòu)圖，圖中所示是活塞位于上止點(diǎn)時的狀態(tài)。
圖2是本發(fā)明活塞位于下止點(diǎn)時的狀態(tài)圖。
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖5是本發(fā)明的連桿受力圖。
圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1、圖2所示活塞2在氣缸1內(nèi)，活塞2上設(shè)有兩上平行且對稱于活塞中心線的活塞銷3，兩曲軸4對稱偏置于氣缸1中心線，并支承在機(jī)殼5上，連桿6分別與活塞銷3和曲軸4上的軸頸7相聯(lián)。在曲軸4的一端分別固聯(lián)一個齒數(shù)相等的齒輪8，并且兩齒輪8相互嚙合。當(dāng)活塞2往復(fù)運(yùn)動時，通過兩連桿6帶動兩曲軸4作同步反向旋轉(zhuǎn)。在實(shí)際使用中，可以任選一個曲軸作為輸出軸，而另一曲軸上的動力是通過上述一對相互嚙合的齒輪8傳遞到該輸出軸上的。
本發(fā)明還可以采用圖3所示的結(jié)構(gòu)，即兩連桿6和活塞2之間通過一個小連桿9相聯(lián)。這樣一方面可以在兩個曲柄連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)有一定偏置距離時防止連桿6與氣缸壁相碰;另一方面也可以校正由于安裝誤差所引起的活塞偏移?；钊?位于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)時的狀態(tài)如圖4所示從圖中可以看出，當(dāng)活塞2位于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)時，即連桿6與曲柄10在一條直線上時，連桿6的這兩個位置間有一夾角α，從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)曲柄10所轉(zhuǎn)過的角度為180°-α，而單連桿機(jī)構(gòu)，從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)通常為180°，這一段時間正是燃燒氣體膨脹作功的過程，所以燃燒氣體膨脹作功時的熱量損失減少，其作功的有效利用率可以得到提高。
圖5表示了連桿6在不同偏斜角下的受力情況。圖中P-活塞壓力;T-單連桿機(jī)構(gòu)中活塞作用在連桿上的最大有效分力;N-單連桿機(jī)構(gòu)中活塞作用在氣缸壁上的側(cè)向分力;T′、T″-本發(fā)明的曲軸在不同偏置距離時活塞作用在連桿6上的分力。如前所述，兩曲軸4的動力是可以相互傳遞的，當(dāng)其中一個曲軸作為輸出軸時，其上的動力相當(dāng)于一個曲軸動力的兩倍，即最大有效分力為2T′或者2T″。從圖中中以看出2T″＞2T′＞T，即曲軸4偏置距離越大，有效分力越大，則有效力矩越大。
當(dāng)兩曲軸4的偏置距離較大時，可以在兩曲軸4的齒輪8之間設(shè)置一對中介齒輪11，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)換傳動裝置，包括氣缸(1)活塞(2)和由活塞驅(qū)動的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其特征是所說的曲柄連桿機(jī)構(gòu)有兩個，它們的結(jié)構(gòu)相同且對稱偏置于氣缸(2)中心線兩側(cè)，每個曲軸(4)固聯(lián)一齒輪(8)，兩齒輪(8)的齒數(shù)相等并相互嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)換傳動裝置，其特征是所說的兩連桿機(jī)構(gòu)的連桿(6)和活塞(2)之間通過一小連桿(9)相聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)換傳動裝置，其特征是在兩曲軸(4)的齒輪(8)之間設(shè)有一對中介齒輪(11)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)換傳動裝置，它是用一個活塞來驅(qū)動兩個對稱偏置在汽缸中心線兩側(cè)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，這兩個曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲軸上各固聯(lián)一個齒數(shù)相等且相互嚙合的齒輪，這樣可以消除活塞對汽缸壁的側(cè)壓力，減少能量損失，并可增大所產(chǎn)生的有效力矩。當(dāng)活塞往復(fù)運(yùn)動時，帶動兩曲軸作同步反向旋轉(zhuǎn)，兩曲軸可通過前述的一對相嚙合的齒輪來相互傳遞動力。
文檔編號F02B75/32GK1077248SQ93102559
公開日1993年10月13日 申請日期1993年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月6日
發(fā)明者潘仲民 申請人:潘仲民