[发明专利]往复活塞式直轴内燃机的动力传递机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，尤其是指一种内燃机的动力传递机构。

背景技术

中国ZL专利号200420074659.3提出的实用新型《内燃发动机的传动机构》，其中传动轴10与本发明的输出轴1结构相似；但是，前者传动块1、销轴11、连杆13三个零件，与本发明中导力杆2一个零件功能相当；该实用新型提出的靠传动块弧面与偏心轮挤压摩擦力，保证零部件间的相互位置关系，这在内燃机运行时或在多缸机装配时，确保活塞在上止点的准确位置，都是很困难的。

现在市场生产和使用的传统内燃机中的曲柄-连杆机构，产生周期变化的惯性力，惯性力系包括往复惯性力和旋转惯性力(离心力)，这种惯性力在运动全程都存在，且随转速增高而加大，是造成内燃机不平衡的主要因素，这是传统内燃机的本质缺陷之一，对内燃机机件及支承带来的危害众所周知。传统内燃机中的曲柄-连杆机构，使活塞产生的侧向力大，作用时间长。

针对以上各项，提出本发明。本发明结构简单，零件少，成本低，性能好，工作可靠。

发明内容

本发明提出一种内燃机的燃气动力传递机构，该机构使作用在活塞表面上的燃气动力能更可靠、更有效地传递到飞轮。

为此目的，本发明采用如下技术方案：将传统的曲轴改为直轴，作为动力输出轴，整体导力杆的一端与活塞销连接，将活塞表面承受的燃气压力，经活塞销转递给导力杆，导力杆另一端的内齿环与输出轴外齿轮啮合；为保证运行平稳及安装准确，导力杆两侧各有一根辅助轴。为保证辅助轴与导力杆同步运转，在输出轴前端有相应的齿轮系同步驱动辅助轴。

为增加等速运行区间，导力杆内齿环应尽量加大直齿条长度，减少曲线齿型。

往复活塞式直轴内燃机中，活塞上止点是一个特殊位置。此时，活塞-导力杆总成与输出轴相互之间形成无约束状态，如果不加约束，只靠零件之间的摩擦力，在活塞顶面受压缩压力或燃气压力作用时，很可能使导力杆下移，与输出轴产生分离。为了确保在安装和运行时，活塞在上止点的位置准确，导力杆下端两外侧各有一段直齿条，与辅助轴的局部外齿轮啮合，形成一个固定关系的约束结构，保证活塞在上止点位置准确。

和传统内燃机一样，活塞在上止点时，开始进气，活塞下行，输出轴顺时针转动(在内燃机前方看)，接下来进行压缩、膨胀作功、排气等行程。在四行程内燃机中，输出轴转动两周，为一个工作循环；二行程内燃机，输出轴转动一周，就完成一个工作循环。其工作过程及原理与传统内燃机是一样的。

除输出轴、导力杆及辅助轴外，其它机构及系统与传统内燃机相同。

活塞式直轴内燃机的动力传递机构有如下特点：

曲轴改直轴后，加工成本下降；减少许多保安件：连杆大头、连杆螺栓、连杆轴承、主轴承盖、主轴承螺栓等；减少了一些平衡、减振总成，如扭振减振器、兰彻斯特机构等，提高了可靠性，降低了成本；采用直轴后，缸体可以做成隧道式，整体刚度得到提高；活塞运动时，侧向力减小，降低了摩擦损失，也减少了缸套“穴蚀”的可能性。

整体导力杆结构简单、重量轻、摩擦付减少、工作可靠。

辅助轴对导力杆的约束结构，可以保证内燃机正常安装和运行。

活塞导力杆机构动力学特性好。消除了连杆大头的旋转惯性力；只在约1/5运动区间有往复惯性力，且量值只有传统内燃机的1/6左右。活塞导力杆机构运转平稳。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

1输出轴  2导力杆3辅助轴  4直齿条(导力杆)5外齿轮(辅助轴)

具体实施方式

参照说明书附图1，导力杆2一端连接活塞销，另一端内齿环与输出轴1外齿轮啮合。内燃机工作时，燃烧产生的压力，推动活塞带动导力杆2下行，导力杆2通过内齿环将动力传递给输出轴1，输出轴(1)将动力传给飞轮，对外输出。在动力传递系统中，齿轮传动是最好的传动结构之一。为了保证导力杆2运动准确和平稳，在导力杆2两侧各有一根辅助轴3。导力杆2受力复杂，为保证导力杆2内齿环与输出轴1外齿轮正确啮合、传递动力，辅助轴3是关键零件。

往复活塞式直轴内燃机中，活塞上止点是一个特殊位置。此时，活塞-导力杆2总成与输出轴1相互之间形成无约束状态，如果不加约束，只靠零件之间的摩擦力，在活塞顶面受压缩压力或燃气压力作用时，很可能使导力杆2下移，与输出轴1产生分离。为了确保在安装和运行时，活塞在上止点的位置准确，导力杆2下端两外侧各有一段直齿条4，与辅助轴3的局部外齿轮5啮合，形成一个固定关系的约束结构，保证活塞在上止点位置准确。

除上止点外，活塞在其它位置，辅助轴3都能保证整个机构平稳、安全运行。