本发明专利技术涉及一种可以逆向运行的，把往复直线运动转变为朝同一方向旋转的齿轮传动机构。技术方案中采用齿套和齿轮的传动来替代曲轴和连杆的传动。齿轮传动机构能广泛应用于车用内燃机、船用低速柴油机、坦克引擎、液压马达和泵等机械。齿轮传动内燃机在燃料燃烧膨胀的急燃阶段仿效了曲轴传动内燃机的工作状况，使齿轮传动机构同样能满足点燃式内燃机的等容燃烧条件，维持了内燃机热机循环的转换效率。齿轮传动机构在上止点附近提供了增大一倍的传动角，机械效率大幅提高。理想的齿轮传动内燃机能够真正做到等容燃烧和瞬时爆发燃气能量，使循环热效率达到理想的水平。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可以逆向运行的，把往复直线运动转变为朝同一方向旋转的齿轮传动机构。技术方案中采用齿套和齿轮的传动来替代曲轴和连杆的传动。齿轮传动机构能广泛应用于车用内燃机、船用低速柴油机、坦克引擎、液压马达和泵等机械。
技术介绍
往复式内燃机在一百多年的发展历史中，都是采用曲轴和连杆来输出动力的，尽管传递动力的效率不高。根据申请号20051003^75. 0，名称为“对置式内齿条推动间歇齿轮式内燃机”的说明书和申请号200610092074. 8，名称为“往复活塞式直轴内燃机的动力传递机构”的说明书所述，该两項专利技术专利申请的传动机构均在止点附近失去约束。根据申请号200780037368. 3，优先权2006. 9. 7，AU2006904920,名称为“改进的对置活塞燃烧发动机”的说明书所述，该专利技术实际上是采用了两只反向旋转的三头凸轮来传递动力的。机械效率相比曲轴和连杆的传动机构增加不多。而且体积比较大，适用于航空器项目。本专利技术的目的是采用齿轮传动来提高往复活塞式内燃机的动力输出效率。内燃机的汽缸对置，结构紧凑，能适应轿车的发动机仓位。
技术实现思路
内燃机的动力输出轴转速高达7500rpm，齿轮传动在强度、可靠性和使用寿命上都能满足要求。问题在于如何把活塞的往复直线运动转变为朝同一方向的旋转运动，把动力传递到车轮上。任何对内燃机的改进都会有附加的功率损耗，所以新的技术方案能够提高的功率必须大于损耗的功率。本专利技术提供的一种内燃机至少包括一套齿轮传动机构，其技术方案如下所述传动轴[7]由齿轮[14a]、齿轮[14b]、滾轮[13a]、滾轮[13b]和轴等组成并固定联接。传动轴[7]上有前轴承[10]和后轴承[9]，并安装在内燃机的箱体内。箱体由上箱体[18]和下箱体[19]组成，并各自带有滑槽W]。(见附图说明图12和图13)。联体活塞[la]和联体活塞[lb]平行布置在箱体的滑槽W]内，可以左右移动。联体活塞有两个相反方向伸出的活塞。与联体活塞[la]和联体活塞[lb]相关联有两对汽缸，每一对汽缸相对于传动轴[7]沿径向对置，活塞位于汽缸内。箱体内的汽缸可以是单个汽缸或者是有多个汽缸组成的汽缸，有多个汽缸组成的汽缸内有连通汽缸盖的冷却液通道。如图13和图14所示的双汽缸[17a]、双汽缸[17b]和图15所示的单汽缸[20a]、单汽缸[20b]。活塞可沿中心线布置(见图1和图幻；亦可上下偏离传动轴[7]的中心线(见图8和图9)，使活塞的中心位置接近齿条和齿轮的啮合点(作功冲程时)，受力更合理。联体活塞的框架中间的宽度与齿套组件[2a]和齿套组件[2b]的宽度相等，齿套组件可以在框架内上下移动。齿套组件 [2a]由两个轮套[12a]和齿套[11a]用连接件[8a]固定在一起。齿套[11a]上下各有一3个伸出的定位杆Ba]，定位杆[5a]的一端用销轴Ba]装有滾子[3a]。同样齿套组件[2b] 由两个轮套[12b]和齿套[lib]用连接件[8b]固定在一起。齿套[lib]上下各有一个伸出的定位杆[恥]，定位杆[5b]的一端用销轴Wb]装有滾子[3b]。齿套组件[2b]和齿套组件[2a]相同。齿套的内齿轮形状可以是长圆形的，也可以是带圆角的长方形、圆形、椭圆形、双曲线形和抛物线形.。轮套的轮廓线与内齿轮的齿的中线连接线相同。本专利技术实施例 1中的轮套[12a]和轮套[12b]内的长圆形形状和齿套[11a]和齿套[lib]上的内齿轮的齿的中线连接线相同。齿套[11a]和齿套[lib]相同，内有长圆形的内齿轮分别与齿轮[14a]和齿轮 [14b]啮合。啮合时轮套[12a]和轮套[12b]分别与滾轮[13a]和滾轮[13b]接触。滾轮的外径等于齿轮的分度圓直径，在齿轮传动时作纯滾动，承受并传递径向作用力，防止齿与齿的过渡啮合，得到并保持对齿轮[14a]和齿套[11a]与齿轮[14b]和齿套[lib]两个啮合点的指向传动轴[7]的径向约束。齿套组件[2a]和齿套组件[2b]套在传动轴[7]上，能在径向的平面内移动。内齿轮与传动轴上的齿轮啮合传递动力。为了使传动机构能正常运转，这里还需要一个使齿套上的内齿轮与传动轴上的齿轮正常啮合而不离开的约束，这个约束正是本分明的关键所在。由图1所见，齿套组件[2a]的内齿轮是长圆形的，其整体受到上下和左右二个约束，在平面上是可以移动的。其与传动轴[7]上的齿轮正常啮合的另一个约束来自相邻的与其平行的另一组相同的齿套组件[2b]上。两个齿轮传动装置相对安装，互相约束，组成一套齿轮传动机构。定位杆[5a]和定位杆[5b]的截面形状同齿套组件[2a]和齿套组件[2b]上的齿套[11a]和齿套[lib]与齿轮[14al和齿轮[14b]正常啮合时的运动轨迹相同。定位杆[5a]和定位杆[5b]是两套凸轮，相互接触并能相对移动，得到并保持对齿轮[14a]和齿套[11a]与齿轮[14b]和齿套[lib]两个啮合点的离开传动轴[7]的径向约束。安装滾子 [3a]和滾子[3b]是为了减少磨损。也可以采用滾动轴承，特别是大型的船用低速柴油机。图1中联体活塞[la]左侧的活塞[16a]处于上止点位置，右侧活塞(被剖面图剖去，图中不见)处于下止点位置；联体活塞[lb]正好相反，右侧活塞[16b]处于上止点位置，左侧活塞处于下止点位置。此时齿套组件[2a]最右端和齿轮[14a]的右侧啮合；齿套组件[2b]最左端和齿轮[14b]的左侧啮合。为了图示清楚，图中只画了轮套[12a]与滾轮 [13a]的接触和轮套[12b]与滾轮[1 ]的接触。与此同时上下两个定位杆[5a]的右侧与上下两个定位杆[5b]上的滾子[3b]的左侧接触，使齿套组件[2a]和齿套组件[2b]受到约束不能左右移动。此时形成死点。图2是图1的A-A剖面俯视图。由图2可见，定位杆[5a]的右侧和定位杆[5b]的左侧接触长度较长，可以多装几个滾子或滾动轴承。也可以采用粉末冶金，用硬质合金把齿套[11a]和齿套[lib]各自制成整体。联体活塞[la]左侧的活塞[16a]受到汽缸内燃料燃烧后产生的压力，通过两个定位杆[5a]把作用力传递到两个定位杆[恥]，最后通过轮套[12b]把力作用在滾轮[13b]上。其只对传动轴[7]产生弯矩。随着传动轴[7]的]顺时针旋转，传动轴[7]上的齿轮[14a]和齿轮[14b]分别带动齿套[11a]和齿套[lib]平面移动。两个定位杆[5a]和滾子[3b]始终保持接触并跟随移动。啮合点则逆时针向上转移，逐渐对传动轴[7]产生扭距。由于齿套的内齿轮和传动轴上的齿轮的齿数差，齿套绕齿轮一圈齿轮只转动三分之二圈。当传动轴[7]顺时针旋转30度，达到图3所示的位置时，齿轮[14a]和齿套[11a] 的啮合点逆时针上移了 45度；齿轮[14b]和齿套[lib]的啮合点逆时针下移了 45度。此时两个定位杆[5a]和两个滾子[3b]保持接触，并随动移位45度，对上述两个啮合点保持径向约束。轮套[12b]对传动轴[7]产生弯矩。活塞[16a]受汽缸内燃料燃烧所产生的爆发力推动，带动齿套[11a]推动齿轮[14a]顺时针旋转，输出扭距。在传动轴[7]又顺时针旋转30度(见图4)时，齿轮[14a]和齿套[11a]的啮合点逆时针又上本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于往复活塞式内燃机等机械的，可以逆向运行的，把往复直线运动转变为朝同一方向旋转的齿轮传动机构。其特征在于：内燃机等机械至少包括一套齿轮传动机构。传动轴［７］由齿轮［１４ａ］、齿轮［１４ｂ］、滚轮［１３ａ］、滚轮［１３ｂ］和轴等组成并固定联接。传动轴［７］上有前轴承［１０］和后轴承［９］，并安装在内燃机的箱体内。联体活塞［１ａ］和联体活塞［１ｂ］平行布置在箱体的滑槽［６］内，可以左右移动。联体活塞有两个相反方向伸出的活塞。与联体活塞［１ａ］和联体活塞［１ｂ］相关联的有两对汽缸，每一对汽缸相对于传动轴［７］沿径向对置，活塞位于汽缸内。联体活塞的框架中间的宽度与齿套组件［２ａ］和齿套组件［２ｂ］的宽度相等，齿套组件可以在框架内上下移动。齿套组件［２ａ］由两个轮套［１２ａ］和齿套［１１ａ］，用连接件［８ａ］固定在一起。齿套［１１ａ］上下各有一个伸出的定位杆［５ａ］，定位杆［５ａ］的一端用销轴［４ａ］装有滚子［３ａ］。齿套组件［２ｂ］和齿套组件［２ａ］相同。齿套［１１ａ］和齿套［１１ｂ］成Ｅ型，相互对插啮合。定位杆［５ａ］和定位杆［５ｂ］的截面形状同齿套组件［２ａ］和齿套组件［２ｂ］上的齿套［１１ａ］和齿套［１１ｂ］与齿轮［１４ａ］和齿轮［１４ｂ］正常啮合时的运动轨迹相同。定位杆［５ａ］和定位杆［５ｂ］是两套凸轮，相互接触并能相对移动，得到并保持对齿轮［１４ａ］和齿套［１１ａ］与齿轮［１４ｂ］和齿套［１１ｂ］两个啮合点的离开传动轴［７］的径向约束。齿套的内齿轮形状是长圆形的，轮套的轮廓线与内齿轮的齿的中线连接线相同。内齿轮与齿轮啮合时，轮套也与滚轮接触。滚轮的外径等于齿轮的分度圓直径，在齿轮传动时作纯滚动，承受并传递径向作用力，防止齿与齿的过渡啮合，得到并保持对齿轮［１４ａ］和齿套［１１ａ］与齿轮［１４ｂ］和齿套［１１ｂ］两个啮合点的指向传动轴［７］的径向约束。齿套组件［２ａ］和齿套组件［２ｂ］套在传动轴［７］上，能在径向的平面内移动。两个齿轮传动装置相对安装，互相约束，组成一套齿轮传动机构。...
【技术特征摘要】
1.一种用于往复活塞式内燃机等机械的，可以逆向运行的，把往复直线运动转变为朝同一方向旋转的齿轮传动机构。其特征在于内燃机等机械至少包括一套齿轮传动机构。 传动轴[7]由齿轮[1 ]、齿轮[14b]、滚轮[13a]、滚轮[13b]和轴等组成并固定联接。传动轴[7]上有前轴承[10]和后轴承[9]，并安装在内燃机的箱体内。联体活塞[la]和联体活塞[lb]平行布置在箱体的滑槽W]内，可以左右移动。联体活塞有两个相反方向伸出的活塞。与联体活塞[la]和联体活塞[lb]相关联的有两对汽缸，每一对汽缸相对于传动轴 [7]沿径向对置，活塞位于汽缸内。联体活塞的框架中间的宽度与齿套组件[2a]和齿套组件[2b]的宽度相等，齿套组件可以在框架内上下移动。齿套组件[2a]由两个轮套[12a]和齿套[11a]，用连接件[8a]固定在一起。齿套[11a]上下各有一个伸出的定位杆[fe]，定位杆[5a]的一端用销轴Ba]装有滚子[3a]。齿套组件[2b]和齿套组件[2a]相同。齿套 [11a]和齿套[lib]成E型，相互对插啮合。定位杆[5a]和定位杆[5b]的截面形状同齿套组件[2a]和齿套组件[2b]上的齿套[11a]和齿套[lib]与齿轮[14a]和齿轮[14b]正常啮合时的运动轨迹相同。定位杆[5a]和定位杆[5b]是两套凸轮，相互接触并能相对移动， 得到并保持对齿轮[14a]和齿套[11a]与齿轮[14b]和齿套[lib]两个啮合点的离开传动轴[7]的径向约束。齿套的内齿轮形状是长圆形的，轮套的轮廓线与内齿轮的齿的中线连接线...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒锦海，
申请(专利权)人：舒锦海，
类型：发明
国别省市：31
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