[发明专利]一种活塞式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞式发动机，其广泛应用于小型汽柴油发电机、摩托车车发动机、航模发动机、汽车发动机、航拍器材、低速无人机、直升机等。

背景技术

现有技术中的往复活塞式发动机，按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机。

传统的所有往复活塞式发动机，都要用到曲轴机构，它很重，同时也很占空间，工艺加工难度非常大。曲轴及活塞柄的摆动，造成力的输出不平稳，也存在很大的摩擦力损失，并且因此导致发动机机使用寿命短，使用维护困难。

另外，传统的所有往复活塞式发动机的活塞产生的输出力再推动曲轴，采用摆动式的运动方式，传送的力浪费很多，振动很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种活塞式发动机，其去除了最重最占空间并且工艺加工难度最大的曲轴机构，生产工艺简单，振动大幅度下降，体积与重量大幅度减小，力输出相当平稳，更小的摩擦力损失，可以模块化设计，也增加了发动机在行业的运用范围，安装方便，维修更换容易。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种活塞式发动机，其包括一个缸体、一左缸盖、一右缸盖、若干个左活塞、若干个右活塞、若干条齿条套、若干个微动关节、一根齿轮轴、两根转向凸轮轴；

该缸体是一个长方体形，该缸体上沿长度方向开设有若干个平行的圆筒体，该缸体上沿宽度方向开设一个转轴通孔；

该左缸盖、右缸盖分别安装在该缸体的左端和右端；

该每个圆筒体中安装有一个安装在左端的上述左活塞和一个安装在右端的上述右活塞，该左活塞和右活塞都可以在该圆筒体之中滑动；

该左缸盖、左活塞和缸体之间形成一个左燃烧室，该右缸盖、右活塞和缸体之间形成一个右燃烧室；

该每一个圆筒体中安装有一条位于左活塞和右活塞之间的上述齿条套，该每一个齿条套包括相互平行的一个上齿条、一个下齿条；

每个圆筒体中安装有两个上述的微动关节，其中一个微动关节的一端通过转轴连接在该左活塞上，另一端通过转轴连接在该齿条套上，另一个微动关节的一端通过转轴连接在该右活塞上，另一端通过转轴连接在该齿条套上；

该齿轮轴安装在该缸体的转轴通孔中，该齿轮轴从该若干个齿条套的上齿条和下齿条之间穿过，该上齿条和下齿条之间的距离大于该齿轮轴的外径；

该两根转向凸轮轴安装在该缸体的转轴通孔中，并分别设于该齿轮轴的两侧边，该转向凸轮轴上安装有若干个凸轮；

该齿轮轴的一端安装有一个同步齿轮，该两根转向凸轮轴的同一端各安装有一个齿轮；

该同步齿轮和两侧的两个齿轮相互啮合，使该齿轮轴和两根转向凸轮轴旋转保持同步；

该两根转向凸轮轴上的凸轮旋转到上端，推动齿条套上行，使其下部的下齿条与齿轮轴啮合，同时左、右两个微动关节跃动到上部位置；

该两根转向凸轮轴上的凸轮旋转到下端，推动齿条套下行，使其上部的上齿条与齿轮轴啮合，同时左、右两个微动关节跃动到下部位置。

上述技术方案的进一步限定在于：该转向凸轮轴上的若干个凸轮中，靠一端的至少一个凸轮的凸点所指向的方向，和靠中间的至少一个凸轮的凸点所指向的方向，以及靠另一端的至少一个凸轮的凸点所指向的方向，依次平均分配整个行程，使得组合的气缸组越多，发动机的运行越平稳。

上述技术方案的进一步限定在于：该转轴通孔与该圆筒体方向垂直。

上述技术方案的进一步限定在于：该左活塞、右活塞都和该缸体的内壁紧密配合不漏气，该左缸盖和右缸盖把该圆筒体紧密封闭起来。

上述技术方案的进一步限定在于：该活塞式发动机还包括一惯性轮，该惯性轮安装在该齿轮轴的另一端，用于输出该齿轮轴旋转后所传递出来的动能。

上述技术方案的进一步限定在于：该齿轮轴、上齿条和下齿条的齿形是斜齿、人字齿或棘齿。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、去除了最重最占空间并且工艺加工难度最大的曲轴机构，利用齿轮齿条的传动原理，利于微动关节与转向凸轮轴对齿条套进行换向，以使齿轮轴获得持续稳定不变方向的转动并传出发动机。

2、左活塞、右活塞在同一轴线上运动，传送的力直接作用到齿轮轴上，只有齿轮齿条上的压力角产生极小的分力会作用到缸体壁上，以此带来五个好处：

一是整个发动机生产工艺的难度要求大幅度下降；