齿条活塞式内燃发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种齿条活塞式内燃发动机，在传统的内燃机活塞远离汽缸的一端加装齿条，齿条有两个带有齿牙的侧面，每个侧面都有一个动力传导齿轮与齿条啮合。每台发动机都有两个动力输出轴，每个动力输出轴上都安装有与汽缸数相同的动力传导齿轮，且动力传导齿轮与汽缸活塞的位置一一对应。当汽缸内的燃料燃烧推动所述活塞运动时，活塞上的齿条带动与之啮合的两个动力传导齿轮转动，两个动力输出轴在动力传导齿轮的带动下旋转向传动系统输出动力。在发动机工作过程中，做直线往复运动的齿条的运动方向始终与动力输出轴的圆周的切线方向重合，从而增加了动力传输的效率，最终增加内燃机的能量转化效率。

【技术实现步骤摘要】
齿条活塞式内燃发动机
本专利技术涉及一种内燃发动机，具体是一种齿条活塞式内燃发动机。
技术介绍
现有内燃机使用汽缸活塞结构形成一个封闭的空间，当燃料在这个封闭空间燃烧时，空间内的气体膨胀推动活塞，通过与活塞连接的连杆，动力被传输到发动机曲轴做功。在发动机工作过程中，活塞始终沿直线做往复运动，而发动机的动力输出轴在做旋转运动，将直线往复运动转化为旋转运动由连杆和曲轴来完成。在直线运动转化为旋转运动的过程中，最理想的情况是直线运动的方向与旋转轴的圆周的切线方向重合，这样可以产生最大的动力传递效率。但现有的连杆曲轴结构无法保证这一点，传递动力的连杆与曲轴的圆周的切线始终存在着一个角度，这减小了连杆向曲轴传输动力的效率，使活塞向连杆传递过来的动力有很大一部分转化为热能消耗了。由于上述原因，现有以连杆曲轴结构传递动力的内燃发动机的能量转化效率普遍较低，在发动机工作过程中，燃料燃烧所产生的能量大部分都转化为热能，只有一小部分转化为发动机输出轴的动力。
技术实现思路
为了解决以连杆曲轴结构传递动力的内燃发动机能量转化效率较低的问题，本专利技术提供一种齿条活塞式内燃发动机，在传统的内燃机活塞远离汽缸的一端加装齿条，由这根齿条向动力输出轴传输动力。在发动机工作过程中，做直线往复运动的齿条的运动方向始终与动力输出轴的圆周的切线方向重合，从而增加了动力传输的效率，最终增加内燃机的能量转化效率。本专利技术所采用的技术方案是：一种齿条活塞式内燃发动机，包括汽缸，活塞，连杆、曲轴。所述活塞远离汽缸的一端固定连接有一根齿条，齿条延伸方向与活塞运动方向一致。所述齿条有两个带有齿牙的侧面，每个侧面都有一个动力传导齿轮与齿条啮合。每台发动机都有两个动力输出轴，所述动力传导齿轮与动力输出轴固定连接，每个动力输出轴上都安装有与发动机汽缸数相同的动力传导齿轮，且动力传导齿轮与汽缸活塞的位置一一对应。当汽缸内的燃料燃烧推动所述活塞运动时，活塞上的齿条带动与之啮合的两个动力传导齿轮转动，两个动力输出轴在动力传导齿轮的带动下旋转，从而向传动系统输出动力。上述的齿条活塞式内燃发动机，所述曲轴和连杆只起到带动活塞使活塞实现往复运动的作用，并不传输发动机的动力，因此可以适当缩小曲轴和连杆的宽度，减轻发动机的重量。上述的齿条活塞式内燃发动机，所述动力传导齿轮上只有半幅圆周的边缘分布有齿牙，另外半幅圆周上没有齿牙。当汽缸内的气体膨胀推动活塞运动时，活塞上的齿条与动力传导齿轮上有齿牙的部分啮合；当活塞在曲轴连杆的推动下压缩气缸内的气体或排出气缸内的废气时，动力传导齿轮上没有齿牙的半幅转动到贴近齿条的位置，所述齿条与动力传导齿轮脱离接触，此时所述齿条的运动方向与膨胀气体推动活塞时齿条的运动方向相反。上述的齿条活塞式内燃发动机，所述动力传导齿轮的没有齿牙的半幅设有一个高密度配重块，其目的在于平衡有齿牙和没齿牙的两个半幅的重量，使动力传导齿轮的重心与其几何圆心重合，实现动平衡。上述的齿条活塞式内燃发动机，每个所述齿条都有四个侧面，其中两个侧面分布有齿牙，在另外两个没有齿牙的侧面各连接着一个连杆，两个连杆的上端都通过转轴与齿条连接，下端通过另一个转轴与曲轴连接。在发动机工作过程中，齿条不与曲轴接触，动力传导齿轮和动力输出轴也不与曲轴、连杆接触。上述的齿条活塞式内燃发动机，所述齿条为中空结构，齿条内部中空部分设有加强筋。齿条设计成中空结构有助于减轻齿条的重量，减小发动机工作时产生的振动。齿条内的加强筋可减少齿条在向动力传导齿轮传输动力时发生形变，有助于延长发动机工作寿命。上述的齿条活塞式内燃发动机，所述齿条可以同时连接两个汽缸的活塞，由两个汽缸对称分布，当一个汽缸内气体膨胀，活塞向远离汽缸方向运动时，与活塞连接的齿条推动另一个汽缸的活塞做气体压缩运动。上述的齿条活塞式内燃发动机，所述齿条同时连接两个汽缸时，每个齿条的有齿牙的一个侧面同时连接两个动力传导齿轮，所述两个动力传导齿轮的有齿牙的半幅和没有齿牙的半幅相差180分布。当齿条与其中一个动力传导齿轮啮合时，齿条与另一个动力传导齿轮分离。上述的齿条活塞式内燃发动机，所述齿条同时连接两个汽缸时，两个动力传导齿轮的相邻两个侧面也分布有齿牙。在两个动力传导齿轮之间安装有一个法线转轴，法线转轴上分布有齿牙，并同时和两个动力传导齿轮的内侧面齿牙啮合。本专利技术的有益效果是，本专利技术在传统的内燃机活塞远离汽缸的一端加装齿条，由这根齿条向动力输出轴传输动力。在发动机工作过程中，做直线往复运动的齿条始终与动力输出轴的圆周的切线方向重合，从而增加了动力传输的效率，增加内燃机的能量转化效率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术发动机齿条与动力传导齿轮啮合示意图；图2为本专利技术发动机齿条与动力传导齿轮分离示意图；图3为本专利技术发动机曲轴连杆结构侧视图；图4为本专利技术发动机两个动力输出轴同时与传动齿轮啮合俯视图；图5为本专利技术发动机动力输出轴与传动齿轮啮合侧视图；图6为本专利技术两个活塞共用一个齿条俯视图；图7为本专利技术两个活塞共用一个齿条侧视图。图中1.汽缸，2.活塞，3.连杆，4.曲轴，5.齿条，6.动力传导齿轮，7.配重块，8.转轴一，9.转轴二，10.动力输出轴，11.汽缸一,12.汽缸二,13.汽缸三,14.汽缸四,15.发动机，16.齿轮盘，17.传动轴，18.轴承，19.汽缸五，20.汽缸六，21.上动力传导齿轮，22.下动力传导齿轮，23.法线转轴。具体实施方式【实施例1】如图1，齿条活塞式内燃发动机包括汽缸1，活塞2，连杆3，曲轴4，此外，在活塞2远离汽缸1的一端固定连接有一根齿条5，齿条5的延伸方向与活塞2的运动方向一致。齿条5有两个带有齿牙的侧面，每个侧面都有一个动力传导齿轮6与齿条5啮合。动力传导齿轮6上只有半幅圆周的边缘分布有齿牙，另外半幅圆周上没有齿牙。在动力传导齿轮6的没有齿牙的半幅设有一个高密度配重块7，以平衡两个半幅的重量。当汽缸1内的气体膨胀推动活塞2运动时，与活塞2连接的齿条5上的齿牙与动力传导齿轮6上的齿牙啮合。如图2，当活塞2在曲轴4连杆3的推动下压缩气缸1内的气体或排出气缸1内的废气时，动力传导齿轮6上没有齿牙的半幅转动到贴近齿条5的位置，此时齿条5的运动方向与动力传导齿轮6的配重块7的运动方向相反，而两者此时并不接触。以此方式，两个动力传导齿轮6始终保持转速相同、方向相反的旋转运动。如图3，每个齿条5都有四个侧面，其中两个侧面分布有齿牙，在另外两个没有齿牙的侧面各连接着一个连杆3，两个连杆3的上端都通过转轴一8与齿条5连接，下端通过转轴二9与曲轴4连接。在发动机工作过程中，齿条5不与曲轴4接触，动力传导齿轮6也不与曲轴4、连杆3接触。如图1，每台发动机15都有两个动力输出轴10，动力传导齿轮6与动力输出轴10固定连接。动力输出轴10也不与连杆3和齿条5接触。如图4，每个动力输出轴10上都安装有与汽缸数相同的动力传导齿轮6，且动力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿条活塞式内燃发动机，包括汽缸，活塞，连杆、曲轴，其特征是，所述活塞远离汽缸的一端固定连接有一根齿条，齿条延伸方向与活塞运动方向一致，所述齿条有两个带有齿牙的侧面，每个侧面都有一个动力传导齿轮与齿条啮合，每台发动机都有两个动力输出轴，所述动力传导齿轮与动力输出轴固定连接，每个动力输出轴上都安装有与发动机汽缸数相同的动力传导齿轮，且动力传导齿轮与汽缸活塞的位置一一对应，当汽缸内的燃料燃烧推动所述活塞运动时，活塞上的齿条带动与之啮合的两个动力传导齿轮转动，两个动力输出轴在动力传导齿轮的带动下旋转，从而向传动系统输出动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种齿条活塞式内燃发动机，包括汽缸，活塞，连杆、曲轴，其特征是，所述活塞远离汽缸的一端固定连接有一根齿条，齿条延伸方向与活塞运动方向一致，所述齿条有两个带有齿牙的侧面，每个侧面都有一个动力传导齿轮与齿条啮合，每台发动机都有两个动力输出轴，所述动力传导齿轮与动力输出轴固定连接，每个动力输出轴上都安装有与发动机汽缸数相同的动力传导齿轮，且动力传导齿轮与汽缸活塞的位置一一对应，当汽缸内的燃料燃烧推动所述活塞运动时，活塞上的齿条带动与之啮合的两个动力传导齿轮转动，两个动力输出轴在动力传导齿轮的带动下旋转，从而向传动系统输出动力。


2.根据权利要求1所述的齿条活塞式内燃发动机，其特征是，所述动力传导齿轮上只有半幅圆周的边缘分布有齿牙，另外半幅圆周上没有齿牙，当汽缸内的气体膨胀推动活塞运动时，活塞上的齿条与动力传导齿轮上有齿牙的部分啮合；当活塞在曲轴连杆的推动下压缩气缸内的气体或排出气缸内的废气时，动力传导齿轮上没有齿牙的半幅转动到贴近齿条的位置，所述齿条与动力传导齿轮脱离接触，此时所述齿条的运动方向与膨胀气体推动活塞时齿条的运动方向相反。


3.根据权利要求1所述的齿条活塞式内燃发动机，其特征是，所述动力传导齿轮的没有齿牙的半幅设有一个高密度配重块，其目的在于平衡有齿牙和没齿牙的两个半幅的重量，使动力传导齿轮的重心与其几何圆心重合，实现动平衡。


4.根据权利要求1所述的齿条活塞式内燃发动机，其特征是，所述齿条有四个侧面，其中两...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智勇，
申请(专利权)人：武汉畅途科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42