[实用新型]齿条齿轮传动的内燃机

说明书

本实用新型涉及一种动力机械领域的内燃机。

目前，世界上应用的内燃机，有转子式和活塞式内燃机两种。现行内燃机绝大部分属于活塞式内燃机。活塞式内燃的结构由运动件、固定件、配气机构、燃料系统、辅助系统组成。活塞式内燃机的运动件包括曲轴组、连杆组、活塞组三大部分，活塞式内燃机是通过连杆的摆线往复运动把活塞的直线往复运动转化为曲轴的旋转运动面而输出动力。由于连杆的摆线往复运动降低了动力的传递效率。影响了活塞式内燃机热效率的提高。

本实用新型的目的是提供一种齿条齿轮传动的内燃机，是为了提高内燃机运动件间的动力传递效率，抗冲击过载能力，使内燃机的热能转化率提高。

本实用新型的目的是这样实现的：一种齿条齿轮传动的内燃机包括固定件、配气机构、燃料系统、辅助系统。运动件由活塞组、齿条组、齿轮组构成，其特征是：活塞与双面齿条在活塞内顶部直接相连，双面齿条间断并差开时间与二个主动齿轮，二个辅主齿轮交替啮合，四根主辅齿轮轴上各装配一个定时齿轮，定时齿轮两两啮合，机体上固定有导向套及行程限位返回装置。二个主动齿轮以双面齿条为对称线空间对称布置，二个辅助齿轮以双面齿条为对称线空间对称布置，构成对称啮合结构。它适用于二冲程、四冲程，单缸、多缸内燃机。

由于采用上述方案，本实用新型的优点是齿条作直线往复运动，把活塞的直线往复运动转化为齿轮的旋转输出动力，提高了运动件间的动力传递效率，提高了内燃机的热能转化率，且主、辅齿轮对称与齿条啮合，提高了过载能力消除了径向推力。

下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型前正视图，是图2的D-D的剖视图；

图2是图1的A-A、B-B的剖视图；

图3是图2的C-C的剖视图。

图中

1、1’辅助齿轮轴    2、2’辅助齿轮

3、3’主齿轮轴      4、4’主齿轮

5、导向套及行程限位返回装置

6、缸筒             7、双面齿条

8、活塞             9、缸盖

10、机体            11、12、13、14定时齿轮

15、轴承

在图1中，辅助齿轮(2)(2’)以双面齿条(7)为对称线分别装配在辅助齿轮轴(1)(1’)上，保持同步反向旋转。主齿轮(4)(4’)以双面齿轮(7)为对称线分别装配在主齿轮轴(3)(3’)上，保持两个主齿轮动作同步转向相反。当两个主齿轮(4)(4’)同时进入与双面齿条(7)的啮合状态，辅助齿轮(2)(2’)同时与双面齿条(7)脱离啮合，当两个主齿轮(4)(4’)与双面齿条(7)脱离啮合时，两个辅助齿轮同时进入与双面齿条(7)的啮合状态，主、辅齿轮交替与双面齿条(7)啮合，并适时切换，双面齿条(7)永远只与一对齿轮啮合。齿轮各自保持连续运动状态。齿轮组由1、辅助齿轮轴；2、辅助齿轮；3、主齿轮轴：4、主齿轮(作功时输出动力)组成。导向套及行程限位返回装置(5)安装在机体(10)上，双面齿条(7)在导向套及行程限位返回装置(5)中作直线往复运动。双面齿条(7)与活塞(8)于内顶部直接连结，一齐作直线往复运动。缸筒(6)镶嵌在机体(10)上，活塞(8)因在缸筒(6)内作直线往复运动。缸盖(9)用螺栓固定在机体(10)上。齿条组由双面齿条(7)、导向套及行程限位返回装置组成。活塞组同原有技术。

在图2中，主、辅齿轮轴(3)(1)(3’)(1’)通过轴承(15)架在机体(10)上，定时齿轮(11)(12)(13)(14)分别装置在主、辅齿轮轴(1)(1’)(3)(3’)上。

在图3中，定时齿轮(11)(12)(13)(14)两两相互啮合，确保主、辅齿轮(2)(2’)(4)(4’)各自的旋转运动方向及动作同步。

本实用新型的运动过程是这样的：以四冲程单缸为例，内燃机在外动力拖动下，所有运动件进入运转状态，内燃机启动。进入作功冲程。燃气推动活塞(8)从上止点向下运动。活塞带动双面齿条(7)同步下行，双面齿条(7)在导向套及行程限位返回装置(5)的作用下完成换向向下运动，在双面齿条(7)向下运动的瞬间，主齿轮(4)(4’)同时进入与双面齿条(7)的啮合状态，辅助齿轮(2)(2’)相对双面齿条(7)旋转至没齿区，与双面齿条(7)脱离啮合。双面齿条(7)继续下行推动主齿轮(4)(4’)旋转，输出动力。当活塞(8)行至下止点前的瞬间，主齿轮(4)(4’)同时与双面齿条(7)脱离啮合。导向套及行程限位返回装置(5)动作，对活塞、齿条减速吸收动能，完成活塞(8)与双面齿条(7)的换向，在活塞越过下止点回返后的瞬间，辅助齿轮(2)(2’)旋转至有齿区，同时进入与双面齿条(7)的啮合状态，使活塞双面齿条(7)加速上行，进入排气冲程。辅助齿轮(2)(2’)推动双面齿条(7)和活塞(8)上行排气，活塞(8)运行至上止点前瞬间，辅助齿轮(2)(2’)与双面齿条(7)同时脱离啮合，行程限位返回装置(5)动作使活塞(8)与双面齿条(7)返向下行。当活塞(8)越过上止点后的瞬间，主齿轮(4)(4’)旋转至有齿区，同时进入与双面齿条(7)的啮合状态，推动双面齿条(7)、活塞(8)下行，进入吸气冲程。主齿轮(4)(4’)同时推动双面齿条(7)和活塞(8)下行吸气，当活塞下行至下止点前的瞬间，主齿轮(4)(4’)同时与双面齿条(7)脱离啮合，行程限位返回装置(5)动作，使活塞(8)双面齿条(7)返向上行，进入压缩冲程。当活塞越过下止点后的瞬间，辅助齿轮(2)(2’)推动双面齿条(7)和活塞(8)上行压缩。当活塞压缩空气行至上止点前瞬间，辅助齿轮旋转至及没齿区，同时与双面齿条(7)脱离啮合，在燃气压力及行程限位返回装置的共同作用下，活塞(8)和双面齿条(7)完成换向下行，当活塞越过上止点后的瞬间，主齿轮旋转至有齿区，同时进入与双面齿条(7)的啮合状态，向外输出动力开始下一个循环。