[发明专利]齿条棘轮半齿内燃机

说明书

技术领域：

本发明涉及内燃机缸体里活塞的直线做功通过齿条驱动棘轮直接变为圆周运动的做功，保证了直线变圆周始终都在圆周的切线上。两个半齿在齿条上的分别运动可以为齿条及活塞提供往复的直线运动，并且在圆周变直线的转换中始终都在齿与齿之间完成而不存在方向的问题。

技术背景：

内燃机缸体里活塞上产生的作用力由在其运动中所处缸体空间体积与膨胀气体产生体积的比值来决定活塞上力生成的大小。由上止点开始缸体里活塞上产生出的作用力最大而所需的膨胀气体最少，但活塞的直线运动做功在转变成圆周的扭力做功时用余弦法计算恰恰正好是角度越小能够传递出的做功也越少，而大量的做功都变成了瓦与轴的摩擦力成为了无用功，随着活塞向下止点的运动缸体的空间也在逐渐的增大，这就造成了活塞上得到与前一点相同的作用力而因缸体空间基数的逐渐增大使所需的膨胀气体以几何数倍增。缸体空间基数的逐渐增大将造成后来燃烧的油产生的膨胀气体对活塞上能够产生的力是少之又少。用滑块推动曲柄或单缸柴油机去掉缸盖可测得推的作用力传递到曲轴上力的大小，由上止点开始0-45°的直线变圆周按积分算曲轴上获得的扭力不到10％，而当排气门被打开后和活塞由下止点返回到上止点又要消耗掉曲轴上的部分有用功。

发明内容：

本发明的目的在于填补本领域的空白而提供的一种结构新颖的传动装置。

本发明的目的在于可以使直线98％的做功都能转变成圆周的做功，检测齿条、棘轮、半齿机构可以推动齿条测0-180°的直线变圆周在动力输出轮上的各点力都是相同的，再转动轮轴180°也可测得齿条在运动中每个点上的力也都基本等于转动扭力。本机构改变了现有的曲轴传动在空间基数相对较小时要做大量的无用功，使往复式内燃机活塞上直线产生的做功都能完全转换成圆周运动的做功，现有的机械传动技术尚无此种结构的传动装置，本机构可填补传动领域的空白。

本发明的目的可以通过以下措施达到：一种内燃机，包括活塞、连杆齿条、棘轮、半齿轮、摆齿轮，左连杆上端齿条与摆轮啮合下端齿条同时啮合着两个棘轮和间歇啮合着两个半齿轮。左活塞做功时通过摆齿轮使右活塞做上行运动，右活塞做功时也通过摆齿轮使左活塞上行，左右活塞都不做功时动力输出轴上存在的惯性动能将驱动两个半齿轮做间歇运动来完成齿条及活塞的往复运动。两个半齿轮随四个等直径的传动齿轮做产生不变方向的运动，棘轮做正反两个方向的运动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附件号表示：

左活塞1，右活塞2，摆齿轮3，左上齿条4，右齿条5，棘轮6，半齿轮7，半齿轮8，棘轮9，传动齿轮10，传动齿轮11，传动齿轮12，传动齿轮13，动力输出轮14。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步洋述：

图1为本发明总体结构。主动机构左活塞1在膨胀气体的作用下产生运动时，与活塞相连的左齿条上端就会带动摆轮3做逆时针转动同时也驱动右齿条5及右活塞2由下止点向上止点运动。左齿条的向下运动将驱动棘轮6连同其轴一起做顺时针转动，这时左活塞的做功就经过传动齿轮10、传动齿轮11、传动齿轮12、传动齿轮13被到了动力输出轮14上。当排气门被打开后或停止供油半齿轮7将利用其轴上的动力继续驱动齿条及左活塞运动到下止点，在左活塞由上止点向下止点的运动中棘轮9的顺时针转动也只消耗外转动滑套与内转动滑套产生的很少滑动摩擦力。当左活塞到达下止点后半齿轮脱离与齿条的啮合，右活塞2开始产生由上止点向下止点的做功，右活塞的向下运动将通过摆齿轮3驱动左齿条及左活塞产生由下止点向上止点的运动，在左齿条的向上运动中将驱动棘轮9连同其轴一起做逆时针转动，因棘轮9传递力的方向是逆时针这时右活塞产生的做功在左齿条的向上运动中就直接传递到了动力输出轴轮上。本机构两个半齿轮在圆周变直线基本不存在能量损耗的状况下使活塞产生往复运动，两个棘轮由上止点开始就能够使缸体里活塞上产生的直线做功基本完全转换成圆周的转动做功。