一種軸式連桿傳動(dòng)系統(tǒng)及對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種將直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸式連桿傳動(dòng)系統(tǒng)，以及采用該軸式連桿傳動(dòng)系統(tǒng)的對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)目前最為普及的是曲軸連桿活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但曲連桿機(jī)構(gòu)降低了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，燃料的利用效率只有30%左右。
[0003]為提高活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，人們對(duì)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行著不斷的改進(jìn)。
[0004]譬如，在公布號(hào)為CN102003282的發(fā)明專利申請(qǐng)說明書中即公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)外齒軸內(nèi)齒條連桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是將兩段完全相同的齒條與一個(gè)模數(shù)相同的內(nèi)齒從齒根處分出相同兩部分組合成一個(gè)新的復(fù)合內(nèi)齒，外齒軸既是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸，外齒軸上的外齒模數(shù)與復(fù)合內(nèi)齒相同，與復(fù)合內(nèi)齒的齒數(shù)比為1:2或者1:3并在復(fù)合內(nèi)齒內(nèi)嚙合循環(huán)旋轉(zhuǎn)。為達(dá)到各種位置上正確嚙合的目的，在復(fù)合內(nèi)齒條兩側(cè)及外齒軸上分別裝配了多種導(dǎo)向塊。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以取代曲軸連桿機(jī)構(gòu)，發(fā)揮出更高的轉(zhuǎn)換效率，從而大幅度地降低燃料消耗。該項(xiàng)發(fā)明的不足是，由于離合內(nèi)齒組件在換向過程中必然發(fā)生擺動(dòng)，導(dǎo)致連接桿擺動(dòng)，從而不能在連接桿上套密封套圈，使活塞背面與缸體之間的空間不能進(jìn)行氣密封，而不能得到利用。
[0005]又如，在授權(quán)公告號(hào)為CN201865768U的實(shí)用新型專利說明書中公開了一種廢氣助功直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該直軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括有主功氣缸，主功氣缸包括有空腔，在空腔內(nèi)設(shè)置有主功活塞、連接桿、離合內(nèi)齒組件及穿過離合內(nèi)具組件的傳動(dòng)直軸。離合內(nèi)齒組件的中部設(shè)有長(zhǎng)條形槽，長(zhǎng)條形槽內(nèi)側(cè)邊設(shè)有傳遞齒條。傳動(dòng)直軸上設(shè)有與內(nèi)齒單邊相嚙合的齒輪，并設(shè)有使齒輪與內(nèi)齒環(huán)單向循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的離合機(jī)構(gòu)。通過離合內(nèi)齒組件和齒輪配合運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)直軸單向旋轉(zhuǎn)，改變曲軸復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換方式，從而減少摩擦力，提高有效功率。其離合機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在離合內(nèi)齒組件上的左右離合檔板及固定在齒輪上的離合環(huán)，左右離合檔板分別固定在長(zhǎng)條形槽同一側(cè)面，并遮住長(zhǎng)條形槽豎起部分的齒牙，離合環(huán)固定在齒輪的一面，且離合環(huán)設(shè)有弧形凸邊，弧形凸邊遮住齒輪的部分齒牙，并使露出部分的齒牙與長(zhǎng)條形槽的齒牙嚙合。其不足之處是，由于離合內(nèi)齒組件運(yùn)動(dòng)過程中必然發(fā)生擺動(dòng)，導(dǎo)致連接桿也隨之?dāng)[動(dòng)，因此連接桿與主工活塞的連接不能采用固定連接，而只能采用鉸接，因此不能在連接桿上設(shè)置密封套圈，使活塞背面與缸體之間的空間不能進(jìn)行氣密封，而不能得到利用，額外增加的助功活塞，雖然實(shí)現(xiàn)了直軸驅(qū)動(dòng)但傳遞齒輪與傳遞齒條的嚙合由于內(nèi)齒組件的擺動(dòng)其嚙合并不可靠，還有換向機(jī)構(gòu)中的弧形凸邊上存在兩個(gè)突變的臺(tái)階，對(duì)左右檔板會(huì)發(fā)生產(chǎn)生較大的沖擊、機(jī)械磨損和噪音，運(yùn)行可靠性無法得到保證。
[0006]再如，在授權(quán)公告號(hào)為CN102192008B的發(fā)明專利說明書中則公開了一種齒輪傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。該齒輪傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)采用齒套和齒輪的傳動(dòng)來替代曲軸和連桿的傳動(dòng)，可以逆向運(yùn)行把往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌环较蛐D(zhuǎn)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該齒輪傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)包括至少一套齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)軸由兩個(gè)齒輪、四個(gè)滾輪和軸組成并固定連接，傳動(dòng)軸上有兩個(gè)軸承并且安裝在內(nèi)燃機(jī)的箱體內(nèi)，可以左右移動(dòng)的兩個(gè)聯(lián)體活塞平等布置在箱體的滑槽內(nèi)，聯(lián)體活塞有兩個(gè)相反方向伸出的活塞，與兩個(gè)聯(lián)體活塞相關(guān)聯(lián)的有兩對(duì)氣缸，每一對(duì)氣缸相對(duì)于傳動(dòng)軸沿徑向?qū)χ?，兩個(gè)聯(lián)體活塞的框架中間的寬度與兩個(gè)齒套組件的寬度相等，兩個(gè)齒套組件可以在框架內(nèi)上下移動(dòng)，齒套組件有兩個(gè)輪套和一個(gè)齒套并且用連接件固定在一起，齒套上下各有一個(gè)伸出的定位桿，定位桿的一端用銷軸裝有滾子，兩個(gè)齒套組件相同，兩個(gè)齒套成E型，相對(duì)對(duì)插嚙合，兩個(gè)定位桿的截面形狀同兩個(gè)齒套組件上的兩個(gè)齒套與兩個(gè)齒輪正常嚙合時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡相同，兩個(gè)定位桿是兩套凸輪，相互接觸并且能相對(duì)移動(dòng)，得到并保持對(duì)兩個(gè)齒輪和兩個(gè)輪式套的兩個(gè)嚙合點(diǎn)的離開傳動(dòng)軸的徑向約束，齒套的內(nèi)齒輪形狀是長(zhǎng)圓形的，輪套的輪廓線與內(nèi)齒輪的齒的中線連接線相同，內(nèi)齒輪與齒輪嚙合時(shí)，輪套也與滾輪接觸，滾輪的外徑等于齒輪的分度圓直徑，在齒輪傳動(dòng)時(shí)作純滾動(dòng)，承受并傳遞徑向作用力，防止齒條與齒的過度嚙合，得到并保持對(duì)兩個(gè)齒輪和兩個(gè)齒套的兩個(gè)嚙合點(diǎn)的指向傳動(dòng)軸的徑向約束，兩個(gè)齒套組件套在傳動(dòng)軸上，能在徑向的平面內(nèi)移動(dòng)，兩個(gè)齒輪傳動(dòng)裝置相對(duì)安裝，互相組成一套齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。顯然，該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在以下幾方面的不足，齒套組件必須兩套相互配合互相約束才能完成內(nèi)齒的換向運(yùn)行，相應(yīng)的活塞及齒套組件也必須是兩套，不能單獨(dú)運(yùn)行;機(jī)構(gòu)零件多造成慣性質(zhì)量增大，會(huì)對(duì)其運(yùn)行效率產(chǎn)生不利影響;限位機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，增加了制造成本，可靠性穩(wěn)定性也會(huì)降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種軸式連桿傳動(dòng)系統(tǒng)，以將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌环较虻男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，有效提高傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)使其更為緊湊，并使內(nèi)燃機(jī)活塞背面與缸體之間的空間得到有效利用成為可能。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0009]本實(shí)用新型的一種軸式連桿傳動(dòng)系統(tǒng)，包括主軸和至少一個(gè)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元包括至少一個(gè)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體，其特征是:所述直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體與對(duì)應(yīng)軸式連桿的一端固定連接，軸式連桿的另一端與對(duì)應(yīng)的推拉框的一側(cè)固定連接，軸式連桿、主軸的軸線相互垂直;推拉框內(nèi)設(shè)置滑移塊，該滑移塊的兩橫向外側(cè)壁與推拉框的兩橫向內(nèi)側(cè)壁形成豎向滑動(dòng)配合，滑移塊的內(nèi)圈具有其分度圓呈橢圓狀的內(nèi)齒，內(nèi)齒與對(duì)應(yīng)設(shè)置在主軸上的齒輪相循環(huán)嚙合;主軸與滑移塊之間設(shè)置有換向機(jī)構(gòu)。
[0010]所述換向機(jī)構(gòu)包括分別固定設(shè)置在滑移塊厚度方向兩側(cè)的一對(duì)上部限位塊、下部限位塊，以及間隔固定設(shè)置在主軸上齒輪兩側(cè)的第一凸輪、第二凸輪;第一凸輪、第二凸輪的外輪廓面為圓滑的曲面，上部限位塊、下部限位塊具有與第一凸輪、第二凸輪的外輪廓面保持滑動(dòng)接觸的圓滑弧面。
[0011]所述內(nèi)齒的分度圓由左右兩段相同圓弧及上下兩段相同圓弧彼此相切構(gòu)成，內(nèi)齒、齒輪模數(shù)相同，內(nèi)齒齒數(shù)為齒輪齒數(shù)的兩倍。
[0012]本實(shí)用新型所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種采用該軸式連桿傳動(dòng)系統(tǒng)的對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0013]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0014]本實(shí)用新型的對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括設(shè)置在主軸軸線兩側(cè)平面上的至少一對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元，其直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體包括設(shè)置于氣缸內(nèi)的內(nèi)側(cè)活塞、外側(cè)活塞，其特征是:所述軸式連桿包括其內(nèi)端與兩內(nèi)側(cè)活塞固定連接的內(nèi)側(cè)軸式連桿，以及其外端與兩外側(cè)活塞固定連接的外側(cè)框架形軸式連桿;所述推拉框包括第一推拉框、第二推拉框和第三推拉框，內(nèi)側(cè)軸式連桿的內(nèi)端與第一推拉框的一側(cè)固定連接，外側(cè)框架形軸式連桿的內(nèi)端與第二推拉框、第三推拉框的一側(cè)固定連接。
[0015]所述氣缸內(nèi)側(cè)端口上可拆卸設(shè)置與內(nèi)側(cè)傳動(dòng)軸形成軸向滑動(dòng)密封的內(nèi)側(cè)端蓋，該內(nèi)側(cè)端蓋與內(nèi)側(cè)活塞之間在氣缸內(nèi)形成內(nèi)側(cè)背腔;所述氣缸外側(cè)端口上可拆卸設(shè)置與外側(cè)框架式傳動(dòng)軸形成軸向滑動(dòng)密封的外側(cè)端蓋，該內(nèi)外側(cè)端蓋與外側(cè)活塞之間在氣缸內(nèi)形成外側(cè)背腔;所述氣缸上設(shè)置其啟閉由內(nèi)側(cè)活塞行程控制的排氣孔，以及其啟閉由外側(cè)活塞行程控制的進(jìn)氣孔;開設(shè)在氣缸缸壁上呈環(huán)向分布的缸體氣路連通內(nèi)側(cè)背腔、外側(cè)背腔和進(jìn)氣孔。
[0016]本實(shí)用新型解決該上述技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括設(shè)置在主軸軸線兩側(cè)平面上的至少一對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元，其直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)體為設(shè)置于氣缸內(nèi)的活塞，其特征是:所述軸式連桿為其外端與活塞固