一种无曲轴发动机机械结构制造技术

本发明专利技术公开了一种无曲轴发动机机械结构，包括曲柄连杆机构、气缸和气缸盖、圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱、主轴等主要部件，其中主轴分别与气缸、圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱相连，曲柄连杆机构与圆锥齿轮箱相连，本发明专利技术将活塞的往复运动由曲柄连杆转变为曲柄的旋转，连杆采用错位结构设计以改善受力，每个曲柄与一个小锥齿轮相连，同时气缸随主轴旋转，主轴与圆锥齿轮箱之间的转速差使用圆柱齿轮箱来平衡，本发明专利技术使用齿轮传动代替了曲轴，解决了使用曲轴带来的问题与困难，使得发动机的结构更为紧凑，工作效率更高。

A mechanical structure of a crankless engine

The invention discloses a mechanical structure of a crankless engine, including a crank connecting rod mechanism, a cylinder and a cylinder head, a conical gear box, a cylindrical gear box and a spindle, which are connected to a cylinder, a conical gear box and a cylindrical gear box respectively. The crank and connecting rod mechanism is connected to a conical gear box. The invention will live. The reciprocating movement of the plug is transformed from crank rod to crank rotation, and the connecting rod adopts dislocation structure design to improve the force. Each crank is connected with a small bevel gear. At the same time the cylinder is rotated with the spindle, and the rotational speed difference between the spindle and the conical gear box is balanced by the cylindrical gear box. The invention uses the gear drive instead of the crankshaft. The problems and difficulties caused by the use of the crankshaft are solved, and the structure of the engine is more compact and the work efficiency is higher.

【技术实现步骤摘要】
一种无曲轴发动机机械结构
本专利技术属于动力装置
，尤其涉及一种无曲轴发动机机械结构。
技术介绍
现代使用最广泛的内燃机为汽柴油机，由于多缸机具有运转平稳，动力性好等特点，现代内燃机大多为多缸机，因此现代内燃机都有一个很重要的零件——曲轴。曲轴的作用是将活塞的往复运动，转换为主轴的旋转运动，并向外输出全部功率。曲轴的工作环境恶劣，工作中会受到周期性的气体力、往复惯性力、离心惯性力等复杂载荷，会产生扭转和横、纵向振动，要承受拉、压、弯曲等载荷，因此发生故障的可能性很大，极大地影响了内燃机的安全及经济性。此外，曲轴要正常运转，需要内燃机机体内部预留足够曲轴回转的空间，大大减小了内燃机的功率密度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种无曲轴发动机机械结构，解决了由于使用曲轴带来的技术困难、安全问题以及发动机功率密度减小问题，从而进一步提高发动机的性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无曲轴发动机机械结构，包括曲柄连杆机构、气缸和气缸盖、圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱、主轴，主轴分别与圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱相连，气缸与主轴相连且同轴，气缸随主轴一起转动，气缸中开有一个主轴孔与若干个气缸通孔，活塞在气缸通孔内直线往复运动，气缸与主轴固定，活塞通过曲柄连杆机构与圆锥齿轮箱相连；气缸盖中开设气缸盖主轴孔、进气道和排气道，其进气道与排气道的数量之和与气缸通孔数量相同，气缸盖与主轴通过轴承相连。按上述技术方案，圆锥齿轮箱包含了一个大锥齿轮和四个小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮成90°，对称布置，大锥齿轮的中轴线与主轴重合，曲柄连杆机构中的每个曲柄与一个小锥齿轮相连。按上述技术方案，曲柄连杆机构将活塞的直线往复运动转变为曲柄的旋转，连杆采用错位结构。按上述技术方案，圆柱齿轮箱由两组圆柱齿轮副组成，第一个齿轮副包括第一主动轮和第一从动轮，第一主动轮设置在大锥齿轮的轴上，第二个齿轮副包括第二主动轮和第二从动轮，第二主动轮与第一从动轮同轴，第二从动轮设置在主轴上。按上述技术方案，气缸、气缸盖均为圆柱状，气缸盖与气缸不接触，在气缸盖上设有端面迷宫密封。按上述技术方案，主轴孔位于气缸的中央，气缸通孔围绕主轴孔均匀设置。按上述技术方案，气缸盖中的排气道为通孔，进气道为通孔与气缸盖侧面孔的组合。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术无曲轴发动机机械结构解决了由于使用曲轴带来的技术困难、安全问题以及发动机功率密度减小问题，从而进一步提高发动机的性能。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术实施例无曲轴发动机机械结构示意图；图2为图1的内部结构示意图；图3为本专利技术实施例气缸盖结构示意图；图4为本专利技术实施例气缸结构示意图；图5为本专利技术实施例曲柄连杆结构示意图；图6为本专利技术实施例圆锥齿轮箱结构侧视图；图7为本专利技术实施例圆锥齿轮箱结构俯视图；图8为本专利技术实施例圆柱轮箱结构示意简图；图9为本专利技术实施例圆柱轮箱结构侧视图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例中，提供一种无曲轴发动机机械结构，包括曲柄连杆机构、气缸和气缸盖、圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱、主轴，主轴分别与圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱相连，气缸与主轴相连且同轴，气缸随主轴一起转动，气缸中开有一个主轴孔与若干个气缸通孔，活塞在气缸通孔内直线往复运动，气缸与主轴固定，活塞通过曲柄连杆机构与圆锥齿轮箱相连；气缸盖中开设气缸盖主轴孔、进气道和排气道，其进气道与排气道的数量之和与气缸通孔数量相同，气缸盖与主轴通过轴承相连。使用圆锥齿轮箱将各个曲柄的旋转转变为主轴的旋转，同时气缸随主轴旋转，以完成发动机的配气过程。进一步地，圆锥齿轮箱包含了一个大锥齿轮和四个小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮成90°，对称布置，大锥齿轮的中轴线与主轴重合，曲柄连杆机构中的每个曲柄与一个小锥齿轮相连。该圆锥齿轮箱的作用是，将四组曲柄连杆输出的转矩输出到同一个轴上，使得输出更平稳，同时为在非做功冲程气缸内的活塞运动提供动力。进一步地，曲柄连杆机构将活塞的直线往复运动转变为曲柄的旋转，连杆采用错位结构。为了使连杆所受的拉压力在同一个轴线上，因此设计出错位结构，同时这种结构可以改善齿轮箱输入轴的受力。进一步地，圆柱齿轮箱由两组圆柱齿轮副组成，第一个齿轮副包括第一主动轮和第一从动轮，第一主动轮设置在大锥齿轮的轴上，第二个齿轮副包括第二主动轮和第二从动轮，第二主动轮与第一从动轮同轴，第二从动轮设置在主轴上。圆柱齿轮箱的作用为协调主轴与大锥齿轮轴的转速差。由于大锥齿轮轴既有自转，又有随着齿轮箱转动而产生的公转，所以其与主轴之间始终存在着转速差，因此需要用该齿轮箱进行转速协调。主轴与圆锥齿轮箱之间的转速差使用圆柱齿轮箱来平衡。进一步地，气缸、气缸盖均为圆柱状，气缸盖与气缸不接触，在气缸盖上设有端面迷宫密封。进一步地，主轴孔位于气缸的中央，气缸通孔围绕主轴孔均匀设置。进一步地，气缸盖中的排气道为通孔，进气道为通孔与气缸盖侧面孔的组合。本专利技术的较佳实施例中，提供一种无曲轴发动机机械结构，如图1-9所示，包括曲柄连杆机构、气缸3和气缸盖2、圆锥齿轮箱6、圆柱齿轮箱8、主轴1，主轴1分别与气缸3、圆锥齿轮箱6、圆柱齿轮箱8相连，曲柄7连杆5机构与圆锥齿轮箱6相连，本专利技术将活塞4的往复运动由曲柄连杆机构转变为曲柄7的旋转，连杆5采用错位结构设计以改善受力，每个曲柄7与一个小锥齿轮6b相连，然后使用圆锥齿轮箱6将各个曲柄7的旋转转变为主轴1的旋转，同时气缸3随主轴1旋转，以完成发动机的配气过程，主轴1与圆锥齿轮箱6之间的转速差使用圆柱齿轮箱8来平衡。气缸盖2为圆柱形构件，其结构包括气缸盖主轴孔2a、进气道2b和排气道2c，其进气道2b与排气道2c的数量应该按照气缸通孔3b数设计；它的作用有：封闭气缸3顶部，与活塞4共同组成密闭的气缸工作空间，以及布置各种流道，包括进气道2b、排气道2c，以及冷却水道等；由于气缸盖2固定，气缸3转动，因此气缸盖2与气缸3不能接触，在其上设计有端面迷宫密封。气缸3也为圆柱形构件，其结构包括气缸通孔3b与气缸主轴孔3a；它的作用是引导活塞4在缸内进行直线往复运动，同时，其装有气缸套，用于解决气缸3的磨损问题。曲柄连杆机构包括连杆5、曲柄7以及错位结构5a，设计错位结构的目的是使连杆5所受的拉压力在同一个轴线上，以改善连杆5受力，同时这种结构可以改善圆锥齿轮箱6输入轴6a的受力。圆锥齿轮箱6包含了1个大锥齿轮6c和4个小锥齿轮6b，小锥齿轮6b的数量由气缸通孔3b数量决定；小锥齿轮6b与大锥齿轮6c成90°，对称布置，大锥齿轮6c的中轴线与主轴1重合。该圆锥齿轮箱6的作用是将由4组曲柄7连杆5输出的转矩输出到同一个轴上，使得输出更平稳，同时为在非做功冲程气缸内的活塞运动提供动力。圆柱齿轮箱8由两组圆柱齿轮副组成，一个齿轮副的主动轮为大锥齿轮轴9上的齿轮8c，从动轮为齿轮8a，另一个齿轮副的主动轮为齿轮8b，从动轮为主轴上的齿轮8d，齿轮8a与齿轮8b同轴。它的作用为协调主轴1与大锥齿轮轴9的转速差。由于大锥齿轮轴9既有自转，又有随本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无曲轴发动机机械结构，其特征在于，包括曲柄连杆机构、气缸和气缸盖、圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱、主轴，主轴分别与圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱相连，气缸与主轴相连且同轴，气缸随主轴一起转动，气缸中开有一个主轴孔与若干个气缸通孔，活塞在气缸通孔内直线往复运动，气缸与主轴固定，活塞通过曲柄连杆机构与圆锥齿轮箱相连；气缸盖中开设气缸盖主轴孔、进气道和排气道，其进气道与排气道的数量之和与气缸通孔数量相同，气缸盖与主轴通过轴承相连。

【技术特征摘要】
1.一种无曲轴发动机机械结构，其特征在于，包括曲柄连杆机构、气缸和气缸盖、圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱、主轴，主轴分别与圆锥齿轮箱、圆柱齿轮箱相连，气缸与主轴相连且同轴，气缸随主轴一起转动，气缸中开有一个主轴孔与若干个气缸通孔，活塞在气缸通孔内直线往复运动，气缸与主轴固定，活塞通过曲柄连杆机构与圆锥齿轮箱相连；气缸盖中开设气缸盖主轴孔、进气道和排气道，其进气道与排气道的数量之和与气缸通孔数量相同，气缸盖与主轴通过轴承相连。2.根据权利要求1所述的无曲轴发动机机械结构，其特征在于，圆锥齿轮箱包含了一个大锥齿轮和四个小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮成90°，对称布置，大锥齿轮的中轴线与主轴重合，曲柄连杆机构中的每个曲柄与一个小锥齿轮相连。3.根据权利要求1或2所述的无曲轴发动机机械结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱汉华，葛冀欢，夏雨琳，钟声驰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42