一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机制造技术

一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机，传动机构包括动力轴和副轴，动力轴和副轴之间至少设置有两个气缸活塞杆，气缸活塞杆同一端的端头上设置有气缸活塞；每个气缸活塞杆的一侧啮合有一个主齿轮，主齿轮通过单向离合器与动力轴套设，单向离合器的结合方向相同；每个气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与副轴转动连接；相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接。当其中一个气缸活塞杆做功时，对应的主齿轮转动，单向离合器的结合方向相同时，与动力轴对应的主齿轮通过单向离合器使动力轴转动输出动力；同时，通过相邻两个主齿轮通过反向传动机构，实现了气缸活塞杆冲程所需动力的传递和换向。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发动机
，特别是一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机。同时具备可调压缩比功能。
技术介绍
常见的发动机都是将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构将机械功输出，驱动从动机械工作。采用曲轴连杆机构也成为一动力传输的经典结构；但是此机构还是存在诸多缺点。机械传动效率低：气体作用在活塞上面的力通过连杆传递给曲轴，在曲轴与连杆的连接位置产生了两个分力。其中一个与曲轴圆周方向相切，形成使曲轴旋转的驱动力做有用功，另一个分力指向曲轴回转中心，此力做无用功，且当活塞在上止点位置附近时该分力最大，基本等于汽缸爆发压力，此时汽缸爆发压力也为最大值。即做有用功的力最小时气体压力做大，做有用功的力增加到最大时气体压力已经降到峰值的一半以下了。振动问题：采用曲轴连杆机构的内燃机运转时，活塞做直线往复运动，具有往复惯性力；曲轴做旋转运动，具有旋转惯性力。在整个运动件系统中往复惯性力与旋转惯性力合成后，会产生一个合力，该合力随着曲轴转角的变化，合力的方向也不相同，造成内燃机的振动。压缩比决定了汽油机压缩混合气的压力，汽油的燃烧特性导致了汽油发动机的混和气压力不能太高。如果气缸内的压力超过了临界值，汽油就会因为压缩而在点火之前被点燃，这种现象被称为爆燃，并产生爆震，会对发动机带来很大的伤害。对于现在广泛应用的增压发动机，当涡轮增压介入以后，燃烧室的温度和压力会大幅度升高，如果这个值过高，爆震就不可避免。这会对发动机造出巨大伤害，同时也会影响动力输出。所以，固定压缩比的涡轮增压和机械增压发动机只能把压缩比设计得比普通自然吸气发动机低一些。但是这种过低的压缩比设计，又会导致发动机在增压器(特别是涡轮增压)没有完全介入 时(也就是说，发动机在低转速时)，燃烧效率非常低，能产生的动力要比普通自然吸气发动机所产生的动力要少的多。这个矛盾是促使设计师开发可变压缩比发动机的重要原因。另外，这种技术可以让发动机在燃油适应性方面拥有巨大的优势。现在的主流发动机的压缩比普遍设计在10:1以上，以获得更好的动力输出和燃油经济性。但是高压缩比的发动机需要使用较高标号的燃油，这种要求会降低汽车在偏远地方的适应性，影响到车辆的销售。可变压缩比在柴油机上的应用：柴油机为了确保起动性，而采用高压缩比但是在起动以后就不需要高压缩比。在这种场合，可变压缩比是有效的方法，或许使柴油机成为与汽油机一样的具有轻量化特点的发动机。在自然吸气式发动机中可考虑按照负荷要求调节压缩比。这是在低负荷时提高压缩比，在高负荷时降低压缩比的方法。
技术实现思路
本技术提供一种串联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机，以解决上述传动效率低和发动机振动以及可调压缩比的技术问题。为了解决上述技术问题，本技术提供一种串联无曲轴发动机传动机构，包括动力轴和副轴，所述动力轴和所述副轴相互平行设置，所述动力轴和所述副轴之间至少设置有两个气缸活塞杆，所述气缸活塞杆同一端的端头上设置有气缸活塞；所述每个气缸活塞杆的一侧啮合有一个主齿轮，所述主齿轮通过单向离合器与所述动力轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述每个气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与所述副轴转动连接；所述相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接，和/或，所述相邻两个导向机构通过反向传动机构传动连接。本技术的有益效果是：当其中一个气缸活塞杆做功时，对应的主齿轮转动，当与动力轴对应的主齿轮和单向离合器的结合方向相同时，与动力轴对应的主齿轮通过单向离合器使动力轴转动输出动力；同时，通过相邻两个主齿 轮通过反向传动机构，实现了气缸活塞杆冲程所需动力的传递和换向；利用齿条齿轮将往复直线运动转换为间歇圆周运动，并利用超越程离合器的分度原理形成持续的旋转运动。本技术的发动机传动机构不使用曲轴，传动效率超过曲轴传动的发动机10％～15％，并且振动低；发动机的传动机构不需要惯性飞轮，减少了重量和体积并降低了怠速，同时机构操控响应更灵敏；不会产生活塞侧向力摩擦，并且可立式或卧式安装；可以很方便地调整发动机重心、气动布局及与变速器配合进行横、纵、中、后置布局；各个零部件加工简单成本低，齿轮箱精度和刚性高，维修简单。进一步，所述导向机构为副齿轮，所述副齿轮与气缸活塞杆的另一侧啮合传动连接。采用上述进一步方案的有益效果是：导向机构为齿轮结构，传动效果好，稳定性高。进一步，所述气缸活塞杆另一端的端头上也设置有气缸活塞，所述副齿轮通过单向离合器与所述副轴套设，所述动力轴的一端套设有与其固定连接的被动传动齿轮，所述副轴的一端套设有与其固定连接的主动传动齿轮，所述被动传动齿轮和所述主动传动齿轮通过同向传动机构传动连接。采用上述进一步方案的有益效果是：在动力轴另一侧的气缸活塞杆的端头上也设置有气缸活塞，通过被动传动齿轮和主动传动齿轮通过同向传动机构传动连接；当气缸活塞杆向动力轴另一侧运动时，副齿轮通过单向离合器的作用带动副轴转动，副轴通过主动传动齿轮及同向传动机构带动被动传动齿轮转动，最后被动传动齿轮转带动动力轴的转动，实现了对置活塞发动机传动机构的工作。进一步，所述反向传动机构和所述同向传动机构为链传动机构或者齿轮副传动机构。采用上述进一步方案的有益效果是：链传动机构无弹性滑动和打滑现象， 平均传动比准确，工作可靠，效率高；齿轮副传动机构传动比较准确，效率高，结构紧凑，寿命长。进一步，所述反向传动机构包括设置在所述主齿轮两端或所述导向机构两端的端面齿和中间齿轮，所述端面齿和所述中间齿轮啮合传动连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过端面齿和中间齿轮实现了相邻主齿轮之间和相邻导向机构之间的反向传动，结构简单可靠。进一步，所述中间齿轮为锥齿轮。采用上述进一步方案的有益效果是：锥齿轮具有高负荷承载力，降噪和减震等特点，制作简单，传动可靠。进一步，所述锥齿轮的齿形为曲线齿、斜齿或直齿。采用上述进一步方案的有益效果是：曲线齿具有重叠系数大、承载能力强、传动比高、传动平稳、噪声小等特点；斜齿的冲击和噪音比较小，传动比较平稳；直齿的加工比较简单且不产生轴向力。进一步，所述气缸活塞杆通过人字齿、斜齿或直齿与所述主齿轮啮合传动连接。采用上述进一步方案的有益效果是：人字齿具有重叠系数大、承载能力强、传动比高、传动平稳、噪声小、不产生轴向力等特点；斜齿的冲击和噪音比较小，传动比较平稳；直齿的加工比较简单且不产生轴向力。进一步，所述至少一个主齿轮的端面上设置有活塞位置传感器。采用上述进一步方案的有益效果是：通过在主齿轮的端面上设置位置传感器，由于齿轮齿条是啮合关系，之间不会产生位移，在主齿轮端面上设置活塞位置传感器可准确获取当前活塞位置并通过计算获得其他活塞的准确位置。本技术还提供一种发动机，包括气缸和压缩比调节装置，还包括上述的串联无曲轴发动机传动机构，所述气缸活塞设置在所述气缸内，所述压缩比调节装置控制所述气缸活塞杆工作。本技术发动机的有益效果是：通过在主动链轮上设置压缩比调节器， 通过控制发动机活塞杆的起始和终止位置，实现发动机的压缩比可调，适合多元燃料驱动、提高发动机热效率并改善发动机燃油经济性、降低排放、提高运行稳定性、匹配废气涡轮增压等诸多优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，包括动力轴和副轴，所述动力轴和所述副轴相互平行设置，所述动力轴和所述副轴之间至少设置有两个气缸活塞杆，所述气缸活塞杆同一端的端头上设置有气缸活塞；所述每个气缸活塞杆的一侧啮合有一个主齿轮，所述主齿轮通过单向离合器与所述动力轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述每个气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与所述副轴转动连接；所述相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接，和/或，所述相邻两个导向机构通过反向传动机构传动连接。

【技术特征摘要】
1.一种串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，包括动力轴和副轴，所述动力轴和所述副轴相互平行设置，所述动力轴和所述副轴之间至少设置有两个气缸活塞杆，所述气缸活塞杆同一端的端头上设置有气缸活塞；所述每个气缸活塞杆的一侧啮合有一个主齿轮，所述主齿轮通过单向离合器与所述动力轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述每个气缸活塞杆的另一侧通过导向机构与所述副轴转动连接；所述相邻两个主齿轮通过反向传动机构传动连接，和/或，所述相邻两个导向机构通过反向传动机构传动连接。2.根据权利要求1所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述导向机构为副齿轮，所述副齿轮与气缸活塞杆的另一侧啮合传动连接。3.根据权利要求2所述的串联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述气缸活塞杆另一端的端头上也设置有气缸活塞，所述副齿轮通过单向离合器与所述副轴套设，所述动力轴的一端套设有与其固定连接的被动传动齿轮，所述副轴的一端套设有与其固定连接的主动传动齿轮，所述被动传动齿轮和所述主动传动齿轮通过同向传动机构传动连接。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓明，
申请(专利权)人：朱晓明，
类型：新型
国别省市：四川;51