CN101603438A - 一种汽车发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及往复活塞式内燃机技术领域。一种汽车发动机，包括有发动机机体和配设在机体上的配气机构。机体包括有气缸，在气缸内作往复运动的活塞连接杆上连接有滑块，一与动力输出轴啮合的转子外壁上开有凹槽滑道，滑块置于凹槽滑道中使得活塞连接杆与转子间形成联动；所述的配气机构包括气门开关转轴和设置在其上的控制进、排气门开关的气门开关凸轮，气门开关转轴与动力输出轴之间通过齿轮啮合方式传动。这种汽车发动机通过活塞连接杆带动转子的转动结构简单，噪音低、体积小并能降低制造成本，提高发动机的输出功率。

Description

一种汽车发动机

技术领域

本发明涉及往复活塞式内燃机技术领域。

背景技术

复活塞式内燃机是一种把燃烧燃料产生的热能转变成动能的复杂机器。往复活塞式内燃机的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形。在气缸内作往复运动的活塞通过连杆与曲轴相连，构成曲柄连杆机构。因此，当活塞在气缸内作往复运动时，连杆便推动曲轴旋转，或者相反。同时，工作腔的容积也在不断的由最小变到最大，再由最大变到最小，如此循环不已。气缸的顶端用气缸盖封闭。在气缸盖上装有进气门和排气门，通过进、排气门的开闭实现向气缸内充气和向气缸外排气。进、排气门的开闭由凸轮轴控制。

凸轮轴由曲轴驱动，由曲轴到凸轮轴的传动方式主要有三种，即齿轮传动链条传动和齿形带传动，一般从曲轴到凸轮轴的传动只需要一对正时齿轮，必要时还要加装中间轮。链条传动能满足由于曲轴与凸轮轴距离较远的发动动机的配气传动要求，但结构较复杂，调整不便，其使用性能在很大程度上取决与链条的制造质量；同步齿形带是近年来广泛应用的一种传动方式，但可以用来代替链条传动，采用齿形条传动，可以减小噪音、减少结构质量。传动结构的优是减小噪音、提高输出功率的重点。

复活塞式内燃机作为汽车的发动机，其性能优劣直接影响到汽车性能，发动机的类型很多，结构各异，以适应不同车型的需要。按发动机使用燃料划分，可分成汽油发动机和柴油发动机等类别。按发动机汽缸排列方式划分，可分成直列、V型、水平对置发动机等。

6缸以下的发动机汽缸多为单排直列方式，少数6缸发动机也有直列方式的。直列式发动机结构简单，价格便宜，缺点是发动机高度较高，长度较长；V型发动机运转比较平稳，振动与噪声较小，高度较低，长度较短，能为驾乘舱留出相对大的空间，缺点是必须使用两个汽缸盖，结构相对复杂，价格也较贵；水平对置发动机一般安装在整车的中心线上，活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆运行中的振动，减少噪音，发动机转速得到很大提升，油耗较低，并使发动机的整体高度降低、长度缩短，但是其技术要求很高，冷却系统也要求很严格，制造成本比V型发动机更高。

研制机体占据空间小、结构相对简化成本低、且噪音小输出功率高的新型内燃发动机，一直是业内追求的目标。

发明内容

本发明需解决的技术问题是提供了一种结构相对简单、制造成本低、体积小能耗低的汽车发动机。

为解决上述技术问题，本发明实现的技术方案是：

设计一种汽车发动机，包括有发动机机体和配设在机体上的配气机构。机体包括有气缸，在气缸内作往复运动的活塞连接杆上连接有滑块，一与动力输出轴啮合的转子外壁上开有凹槽滑道，所述滑块置于凹槽滑道中使得活塞连接杆与转子间形成联动；所述的配气机构包括气门开关转轴和设置在其上的控制进、排气门开关的气门开关凸轮，气门开关转轴与动力输出轴之间通过齿轮啮合方式传动，动力输出轴上的动力齿轮与气门开关转轴上的带动齿轮啮合，动力齿轮与带动齿轮的齿数比为1∶2。

作为上述方案的改进，转子外壁上的凹槽滑道以一个周期的正弦函数曲线形态分布。气缸以两个为一组分列在动力输出轴两侧，每组两个气缸的气缸套连成一体，活塞连接杆共用，所述滑块固定在活塞连接杆的中部。

动力齿轮设置在动力输出轴的两端，动力齿轮和与其啮合的带动齿轮为锥形齿轮，动力输出轴与带动齿轮驱动的气门开关转轴垂直分布，所述的气门开关凸轮设置在气门开关转轴的两端，气门开关凸轮可以与设置在每组气缸的顶端的气缸盖上的进、排气门接触，使得进、排气门打开或关闭。

本发明相比现有技术具有以下显著优点：

1、本汽车发动机，气缸的活塞连接杆不与曲轴连接，而是借助于滑块与外壁上开有凹槽滑道的转子连接，使得气缸活塞的往复直线运动转变成转子以及动力输出轴的旋转运动，这种传动方式，结构简单，加工难度低，可以降低制造成本。

2、这种带有转子的发动机机体，体积小，易于发动机位置的摆放。也能为驾乘舱留出相对大的空间。

3、通过活塞连接杆带动转子的转动结构，连接部位减少，降低了摩擦，有效地减少能耗，提高发动机的输出功率。

4、气缸对称设置在转子以及动力输出轴两侧，完全对程设计，振动小，噪音低。

附图说明

图1是本发明的构造简图；

图2是图1的另一视角结构的示意图；

图3是图1中转子的展开结构示意图；

图4是图1中动力齿轮的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、2，一种汽车发动机，包括有发动机机体和配设在机体上的配气机构，当然本汽车发动机也包括燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统等，由于这些系统并非本发明的改进重点，因此没有揭示在图1中，也不在此作详细说明。

本发明的改进在于发动机机体所包括的气缸1的活塞连接杆借助于滑块与外壁上开有凹槽滑道的转子连接，使得气缸活塞的往复直线运动转变成转子以及动力输出轴的旋转运动。

本实施例以四缸发动机为例进行说明。与转子5啮合为一体的动力输出轴4设置在中间，动力输出轴两侧分别设置两个气缸，位于同侧的两个气缸的气缸套连成一体，活塞连接杆2共用。也就是一气缸11和二气缸12的气缸套一体，活塞连接杆共用；三气缸13和四气缸14的气缸套一体，活塞连接杆共用。在共用的活塞连接杆2中部固定一滑块3，该滑块置于转子5外壁所开设的凹槽滑道51中，凹槽滑道以一个周期的正弦函数曲线的形态分布在转子外壁上。参见图3所示的转子展开结构示意图。这样动力输出轴两侧的两个滑块就分别位于转子凹槽滑道的两边。当两侧气缸活塞连接杆2依序在气缸套内往复运动时，就能使得转子转动起来。而转子外壁上的凹槽滑道以正弦函数曲线形态开设，可以使得的活塞连接杆带动的滑块滑动更加顺畅。

本发明的配气机构包括气门开关转轴6和设置在其上的控制进、排气门开关的气门开关凸轮7，气门开关转轴与动力输出轴之间通过齿轮啮合方式传动，动力齿轮41设置在动力输出轴的两端，动力齿轮和与其啮合的带动齿轮61为锥形齿轮，为了便于传动，动力齿轮的齿牙倾斜设置。

动力输出轴4与带动齿轮驱动的气门开关转轴6垂直分布，所述的气门开关凸轮设置在气门开关转轴的两端，气门开关凸轮转动时可以与设置在每组气缸的顶端的气缸盖上的进气门81、排气门82接触，使得进气门、排气门打开或关闭。

动力输出轴上的动力齿轮齿数与气门开关转轴上的带动齿轮的齿数比为1∶2，动力输出轴转两周，气门开关转轴转1周，动力输出轴与气门开关转轴的转数比或传动比为2∶1，动力输出轴驱动气门开关转轴，气门开关转轴转动的同时，其上固定的气门开关凸子定时开关或关闭气门塞。

下面对本汽车发动机的运转过程做简要说明：

汽车发动机每完成一个工作循环，每个气缸做一次功。发动机启动时，带动动力输出轴和转子开始转动，使得四个气缸依次开始做功；

一汽缸11做功，凹槽滑道受滑块压力而转动，二汽缸12压缩，三汽缸13吸气，三汽缸进气门打开，四汽缸14排气，四汽缸排气门打开，此过程转子旋转180°。

二汽缸12做功，三汽缸13压缩，四汽缸14吸气，四汽缸14进气门打开，一汽缸11排气，二汽缸排气门打开，此过程转子旋转180°。

三汽缸13做功，四汽缸14压缩，一汽缸11吸气，一汽缸11进气门打开，二汽缸12排气，二汽缸12排气门打开，此过程转子旋转180°

四汽缸14做功，一汽缸11压缩，二汽缸12吸气，二汽缸12进气门打开，三汽缸13排气，三汽缸13排气门打开，此过程转子旋转180°。至此，完成一个工作循环转子旋转720°，每汽缸做功一次。

Claims (4)

1.一种汽车发动机，包括有发动机机体和配设在机体上的配气机构，其特征在于：所述的机体包括有气缸(1)，在气缸内作往复运动的活塞连接杆(2)上连接有滑块(3)，一与动力输出轴(4)啮合的转子(5)外壁上开有凹槽滑道(51)，所述滑块置于凹槽滑道中使得活塞连接杆与转子间形成联动；

所述的配气机构包括气门开关转轴(6)和设置在其上的控制进、排气门开关的气门开关凸轮(7)，气门开关转轴与动力输出轴之间通过齿轮啮合方式传动，动力输出轴上的动力齿轮(41)与气门开关转轴上的带动齿轮(61)啮合，动力齿轮与带动齿轮的齿数比为1∶2。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机，其特征在于：所述的转子外壁上的凹槽滑道以一个周期的正弦函数曲线形态分布。

3.根据权利要求1或2所述的汽车发动机，其特征在于：所述的气缸以两个为一组分列在动力输出轴两侧，每组两个气缸的气缸套连成一体，活塞连接杆共用，所述滑块固定在活塞连接杆的中部。

4.根据权利要求3所述的汽车发动机，其特征在于：所述的动力齿轮设置在动力输出轴的两端，动力齿轮(41)和与其啮合的带动齿轮(61)为锥形齿轮，动力输出轴与带动齿轮驱动的气门开关转轴垂直分布，所述的气门开关凸轮设置在气门开关转轴的两端，气门开关凸轮可以与设置在每组气缸的顶端的气缸盖上的进、排气门接触，使得进、排气门打开或关闭。

Images