[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

本发明涉及的是一种动力传递机构，特别是一种往复活塞式直轴内燃机的动力传递机构。

背景技术

往复式发动机的活塞组因往复运动而引起的往复惯性力和惯性力矩一直是制约发动机向高速机发展的缺点之一，其惯性力大小是按转速的平方增长的。随转速增长，由不平衡引起的发动机震动和噪声进一步恶化，使发动机转速的提高和比功率、比重量等性能指标的改善受到很大的限制。但考虑到其他特种发动机的密封性和性能指标都达不到要求或尚未成熟，故怎样利用现有机构进行完全惯性力平衡是当前急需解决的问题。

现有平衡机构对离心惯性力的主要平衡方法采用平衡块平衡，对往复惯性力平衡采用正反转平衡机构，而对连杆惯性力并无有效方法，采取增加连杆长度，减少曲臂长度等措施使其达到可以被忽略程度，上述方法的共同缺点都是增加了内燃机的体积和重量，使内燃机性能指标降低。

在这种大环境下，出现了往复活塞式直轴内燃机，其特点是在不改变活塞运动规律的同时，使其惯性力极大的降低，以提高内燃机运行的经济性和平稳度。如申请号为200610092074.8的专利文件中，采用非圆齿轮与圆齿轴配合，将活塞往复运动转化为齿轴的转动，具有结构简单，零件少等优点，但其非圆齿轮制作工艺尚未成熟，且活塞力直接作用在齿轮上，对齿轮材料要求过高。又如专利申请号为200510019434.7的专利文件中的技术方案，虽能达到目的，但其产用机构过于复杂，且引入凸轮机械直接受力，给润滑及平衡控制带来较大麻烦。又如专利申请号为86205979的专利文件中的技术方案，结构简洁明快，一目了然，缺点也是不言而喻。

总之，当前人们虽然已经认识到往复活塞式直轴内燃机的优点，却并没有设计出一种行之有效的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构更加紧凑、性能更加优越的往复活塞式直轴内燃机的动力传递机构。

本发明的目的是这样实现的：

其组成包括活塞1、连杆2、固定齿圈3、内齿轮4、曲轴5、平衡块6、偏心轴7，活塞1与连杆2相连，并在气缸内做往复直线运动，连杆2的大端与偏心轴7相连，偏心轴7与内齿轮4相对固定，内齿轮的曲柄轴瓦8与曲轴5的曲柄相连，平衡块6固定在曲轴5的曲臂上，曲轴安装在机体上，内齿轮4与固定齿圈3啮合，固定齿圈3与曲轴同心并固定在机体上。

所述的内齿轮4与固定齿圈各有两个，两对相互啮合的内齿轮与固定齿圈相对于活塞中心对称分布于两曲臂上。这样可以达到较好的受力条件。

但出于对成本的考虑，也可只存在一对啮合齿轮。

本发明由曲轴、连杆、活塞、一对内齿啮合的齿轮和内齿轮上固定的偏心轴组成，采用内齿啮合与偏心轴的组合运动，巧妙地将活塞的往复运动转变为曲轴的转动。本发明通过连杆将活塞力作用在内齿轮的偏心轴上，在外齿轮不动的前提下，通过杠杆效应(啮合处为支点)将活塞的往复运动力转化为曲轴和内齿轮上的力矩，进而使内齿轮转动，由于内齿轮相对曲柄轴心转动，故啮合处相对曲轴轴心转动，从而使内齿轮轴心，即曲柄轴心绕曲轴轴心转动，从而对外做功。

本发明针对已有技术中存在的问题提出的往复活塞式直轴内燃机的传动机构，从机械传动机构上保证活塞原有运动规律不改变，并比现有机构拥有更加紧凑的结构和更加优越的性能。

本发明与以往可变压缩比机构相比具有以下特点：

1.该机构拥有完全正弦的活塞运动轨迹，能很好的满足燃烧室的燃烧要求。

2.该机构完全避免了连杆惯性力，可极大的减少连杆长度，提高整机的各项性能指标。

3.由连杆大端运动轨迹可知，该机构可在活塞与机体间加装弹性储能装置，将活塞与连杆的往复惯性力储存起来，并与涡轮增压器配合，可极大的减小整机高度，并提高平均活塞压力。

4.该机构的平衡重块只需平衡内齿轮和曲臂的离心惯性力，其不仅质量可知，而且大大减少平衡块重量，提高整机运转平稳度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是偏心轴与内齿轮的连接关系图；

图4是图3的左视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-图4，活塞1通过活塞销与连杆2相连，并在气缸内做往复直线运动，连杆大端与偏心轴7相连，偏心轴7与内齿轮4相对固定，内齿轮的曲柄轴瓦8(轴心)与曲轴5的曲柄相连，平衡块6固定在曲轴5的曲臂上，曲轴安装在机体上，内齿轮同时与固定齿圈3(外齿轮)啮合，外齿轮与曲轴同心，固定在机体上。