CN102086809A

CN102086809A - 偏心发动机的齿轮机构

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Publication number: CN102086809A
Application number: CN2009102503786A
Authority: CN
Inventors: 谭波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-08

Abstract

本发明给出一种偏心发动机的齿轮机构，该偏心发动机的结构包括：缸体、曲轴主轴、偏心轴、曲柄、曲柄轴、活塞、齿轮机构、平行块、导轨固定在平行块上，在发动机正常工作时导轨始终水平、挺杆、挺杆座、滑块等。齿轮机构：包括固定在平行块上的主齿轮，主齿轮上有主齿轮中心轴孔，主齿轮与偏心轴同心，偏心轴在主齿轮中心轴孔中转动，即主齿轮以偏心轴的中心为转动中心转动，主齿轮相对于偏心轴的转速与曲轴主轴的转速相同且方向相反；齿圈两端各有一组内齿圈，内内齿圈和外内齿圈，齿圈的中间部分是齿圈轴套，齿圈轴套与曲柄轴配合，内内齿圈与主齿轮配合，外内齿圈与固定外齿轮配合，固定外齿轮与曲轴主轴同心，且固定在曲轴箱上，固定外齿轮与主齿轮直径相同，齿数也相同，内内齿圈和外内齿圈直径相同，齿数也相同。

Description

偏心发动机的齿轮机构

本发明属于发动机领域。

由于以前最成功的发动机是连杆活塞发动机，其主要运动部件是活塞、连杆和曲轴等组成，活塞到达上止点后做功开始时燃气的压力最大，连杆活塞发动机此时力矩最小，气压做功很小，而且运动过程中有上死点和下死点，本发明的齿轮机构所属的偏心发动机在活塞到达上死点时，有一个偏心距，在做功开始燃气的压力最大时仍可做功，而且此时的扭矩大，因此要求该齿轮机构可以传递更大扭矩。

本发明的目的是为了解决偏心发动机要求齿轮机构强度高，传递扭矩大的要求，给出一种偏心发动机的齿轮机构，采用内齿圈和外齿轮配合的结构，同时可以多齿配合。

该偏心发动机的结构包括：缸体、曲轴主轴、偏心轴、曲柄、曲柄轴、活塞、齿轮机构、平行块、导轨固定在平行块上，在发动机正常工作时导轨始终水平、挺杆、挺杆座、滑块等。挺杆和活塞是固定连接或是一体的，滑块在挺杆的下部可以绕自身的中心微量转动，滑块在导轨上来回滑动，曲轴主轴在固定于曲轴箱上轴承座中转动。齿轮机构：包括固定在平行块上的主齿轮，主齿轮上有主齿轮中心轴孔，主齿轮与偏心轴同心，偏心轴在主齿轮中心轴孔中转动，即主齿轮以偏心轴的中心为转动中心转动，主齿轮相对于偏心轴的转速与曲轴主轴的转速相同且方向相反；齿圈两端各有一组内齿圈，内内齿圈和外内齿圈，齿圈的中间部分是齿圈轴孔，齿圈轴孔与曲柄轴转动配合，内内齿圈与主齿轮配合，外内齿圈与固定外齿轮配合，固定外齿轮与曲轴主轴同心，且固定在曲轴箱上，固定外齿轮与主齿轮直径相同，齿数也相同，内内齿圈和外内齿圈直径相同，齿数也相同。齿轮机构特例一：在曲柄轴上内内齿圈里和外内齿圈里各有一个半轴瓦，都由紧固螺栓固定在曲柄轴上，由固定销定位，半轴瓦也可以与曲柄轴是一体，半轴瓦的外圆弧面的圆心是曲柄轴的中心，半轴瓦的外圆弧面分别与内内齿圈的齿顶和外内齿圈的齿顶形成转动配合，半轴瓦也可以只有一个。由于平行块固定在主齿轮上，导轨又固定在平行块上，因此导轨始终水平，其几何学原理是：导轨与偏心轴中心到曲轴主轴中心的连线的夹角和通过曲轴主轴中心的水平线与偏心轴中心到曲轴主轴中心的连线的夹角是一对内错角，由于主齿轮转速与曲轴主轴转速相同且方向相反，这对内错角在曲轴主轴转动的过程中始终相等，即在曲轴主轴转动过程中导轨始终与通过曲轴主轴中心的水平线平行，气缸轴线则始终垂直于导轨，该导轨与该气缸中的活塞配合，是通过与该活塞固定连接的挺杆和在该挺杆下部的滑块的配合来实现的，气缸轴线与过曲轴主轴中心的垂直线可以有一定的距离，也可以重合。挺杆座的两边有垂直滑轨固定在曲轴箱上，垂直滑轨限制住挺杆和滑块只能上下运动，不能左右移动。齿轮机构特例二：在曲柄轴上内内齿圈里和外内齿圈里各有一个轴肩，两个轴肩都与曲柄轴是一体或固定连接，并与齿圈内侧面转动配合，起限位作用，齿圈轴孔内有两片轴套，上半轴套和下半轴套，上半轴套和下半轴套都与齿圈轴孔固定连接，也都与曲柄轴转动配合，拆下上半轴套和下半轴套，不拆轴肩可以使曲柄轴从齿圈轴孔中脱离。

该偏心发动机的工作原理：气缸和活塞工作原理与现有的连杆活塞发动机相同，当活塞到上止点后再向下做功时偏心轴和导轨也都到达自己轨迹的上止点逆时针向下转动，作用在活塞上的爆炸气体压力通过与活塞固定连接的挺杆和滑块作用在导轨上，由于作用力与曲轴主轴中心有偏心距，滑块就推动平行块带动主齿轮转动，主齿轮带动内内齿圈转动，并通过齿圈带动外内齿圈转动，由于固定外齿轮固定在曲轴箱上，所以外内齿圈转动带动自身围绕固定外齿轮转动，并推动曲柄轴以曲轴主轴中心为转动中心转动，也带动了曲轴主轴转动输出动力；当偏心轴和导轨也都到达自己轨迹的下止点后气缸排气，曲轴主轴通过偏心轴、平行块、主齿轮、导轨、滑块、挺杆推动活塞上行排气，当活塞到上止点后，排气终了，曲轴主轴通过偏心轴、平行块、主齿轮、导轨、滑块、挺杆带动活塞下行气缸吸气，当活塞到下止点后，曲轴主轴通过偏心轴、平行块、主齿轮、导轨、滑块、挺杆推动活塞上行压缩气缸内气体，当活塞到上止点后，气缸内气体点燃，活塞开始下行做功，发动机完成了一次工作循环(四个冲程)。

由于采用了本发明结构，使偏心发动机具有以下有益效果是：

传输更大的扭距。

下面对附图进行说明：

图1偏心发动机的结构图；

图2是活塞在上止点时的偏心发动机的结构图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是图1的A-A剖视图；

图5是齿轮机构特例一：曲柄轴上内内齿圈里和外内齿圈里各有一个半轴瓦的偏心发动机的结构图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是图5的A-A剖视图；

图8是挺杆座两侧有垂直滑轨的偏心发动机的结构图，活塞在上止点位置；

图9是图8的A向视图；

图10是图8的B向视图；

图11是挺杆座的两侧有垂直滑轨的偏心发动机的结构图，活塞在下止点位置；

图12是曲柄在逆时针0度转角时的偏心种发动机的示意图；

图13是曲柄在逆时针45度转角时的偏心种发动机的示意图图；

图14是曲柄在逆时针90度转角时的偏心种发动机的示意图图；

图15是曲柄在逆时针135度转角时的偏心种发动机的示意图图；

图16是曲柄在逆时针180度转角时的偏心种发动机的示意图图；

图17是曲柄在逆时针225度转角时的偏心种发动机的示意图图；

图18是曲柄在逆时针270度转角时的偏心种发动机的示意图图；

图19是曲柄在逆时针315度转角时的偏心种发动机的示意图图；

图20是表示一对内错角角a角b的示意图；

图21是齿轮机构特例二的结构图；

图22是图21的B-B剖视图；

图23是图21的A-A剖视图；

图24是表示拆下上半轴套和下半轴套，不拆轴肩可以使曲柄轴从齿圈轴孔中脱离的示意图；

在各图中：1-缸体；2-活塞；3-挺杆；4-平行块；5-滑块；6-导轨；7-垂直滑轨；8-主齿轮；9-偏心轴；10-曲轴主轴；11-固定外齿轮；12-内内齿圈；13-曲柄轴；14-曲柄；15-轴承座；16-半轴瓦；17-固定销；18-表示曲轴主轴旋转方向的箭头；19-紧固螺栓；20-齿圈；21-外内齿圈；22-齿圈轴孔；23-表示燃气对活塞作用力的箭头；24-主齿轮中心轴孔；25-挺杆座；26-轴肩；27-上半轴套；28-下半轴套；29-齿圈内侧面。

在图1、图2、图3、图4中可见，滑块5在平行块4上的导轨6来回滑动，齿轮机构：包括固定在平行块4上的主齿轮8，主齿轮8上有主齿轮中心轴孔24，主齿轮8与偏心轴9同心，偏心轴9在主齿轮中心轴孔24中转动，即主齿轮8以偏心轴9的中心为转动中心转动，主齿轮8相对于偏心轴9的转速与曲轴主轴10的转速相同且方向相反，齿圈20两端各有一组内齿圈，内内齿圈12和外内齿圈21，齿圈20的中间部分是齿圈轴套22，齿圈轴套22与曲柄轴13转动配合，内内齿圈12与主齿轮8配合，外内齿圈21与固定外齿轮11配合，固定外齿轮11与曲轴主轴10同心，且固定在曲轴箱上，固定外齿轮11与主齿轮8直径相同，齿数也相同，内内齿圈12与外内齿圈21直径相同，齿数也相同。

在图5、图6、图7中可见，齿轮机构特例一：在曲柄轴13上内内齿圈12里和外内齿圈21里各有一个半轴瓦16，都由紧固螺栓19固定在曲柄轴13上，由固定销17定位，半轴瓦16也可以与曲柄轴13是一体，半轴瓦16的外圆弧面的圆心是曲柄轴13的中心，半轴瓦16的外圆弧面分别与内内齿圈12的齿顶和外内齿圈21的齿顶形成转动配合，半轴瓦16也可以只有一个。

在图8、图9、图10、图11中可见，挺杆座25的两边有垂直滑轨7固定在曲轴箱上，垂直滑轨7限制住挺杆3和滑块5只能上下运动，不能左右移动。图11中可以看出活塞在下止点时偏心发动机的状态。

在图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19中可见，无论曲轴主轴10转到什么角度导轨6都是水平的。

在图20中可见，一对内错角角a角b，由于主齿轮8转速与曲轴主轴10转速相同且方向相反，转角角a和角b始终相等，所以导轨6与通过曲轴主轴10中心的水平线始终平行。

在图21、图22、图23、图24中可见，齿轮机构特例二：在曲柄轴13上内内齿圈12里和外内齿圈21里各有一个轴肩26，两个轴肩26都与曲柄轴13是一体或固定连接，并与齿圈内侧面29转动配合，起限位作用，齿圈轴孔22内有两片轴套，上半轴套27和下半轴套28，上半轴套27和下半轴套28都与齿圈轴孔22固定连接，也都与曲柄轴13转动配合，在图24中可见，拆下上半轴套27和下半轴套28，不拆轴肩26可以使曲柄轴13从齿圈轴孔22中脱离。

在各图中，该偏心发动机的工作原理：气缸1和活塞2工作原理与现有的连杆活塞发动机相同，当活塞2到上止点后再向下做功时偏心轴9和导轨6也都到达自己轨迹的上止点逆时针向下转动，作用在活塞2上的爆炸气体压力通过与活塞2固定连接的挺杆3和滑块5作用在导轨6上，由于作用力与曲轴主轴10中心有偏心距，滑块5就推动平行块4带动主齿轮8转动，主齿轮8带动内内齿圈12转动，并通过齿圈22带动外内齿圈21转动，由于固定外齿轮11固定在曲轴箱上，所以外内齿圈21转动带动自身围绕固定外齿轮11转动，并推动曲柄轴13以曲轴主轴10中心为转动中心转动，也带动了曲轴主轴10转动输出动力；当偏心轴9和导轨6也都到达自己轨迹的下止点后气缸1排气，曲轴主轴10通过偏心轴9、平行块4、主齿轮8、导轨6、滑块5、挺杆3推动活塞2上行排气，当活塞2到上止点后，排气终了，曲轴主轴10通过偏心轴9、平行块4、主齿轮8、导轨6、滑块5、挺杆3带动活塞2下行气缸1吸气，当活塞2到下止点后，曲轴主轴10通过偏心轴9、平行块4、主齿轮8、导轨6、滑块5、挺杆3推动活塞2上行压缩气缸1内气体，当活塞2到上止点后，气缸1内气体点燃，活塞2开始下行做功，发动机完成了一次工作循环(四个冲程)。

Claims

1.本发明提供了一种偏心发动机的齿轮机构，偏心发动机包括：缸体、曲轴主轴、偏心轴、曲柄、曲柄轴、活塞、挺杆、挺杆座、滑块、齿轮机构等，其特征在于：齿轮机构：包括固定在平行块上的主齿轮，主齿轮上有主齿轮中心轴孔，主齿轮与偏心轴同心，偏心轴在主齿轮中心轴孔中转动，即主齿轮以偏心轴的中心为转动中心转动，主齿轮相对于偏心轴的转速与曲轴主轴的转速相同且方向相反；齿圈两端各有一组内齿圈，内内齿圈和外内齿圈，齿圈的中间部分是齿圈轴套，齿圈轴套与曲柄轴转动配合，内内齿圈与主齿轮配合，外内齿圈与固定外齿轮配合，固定外齿轮与曲轴主轴同心，且固定在曲轴箱上，固定外齿轮与主齿轮直径相同，齿数也相同，内内齿圈和外内齿圈直径相同，齿数也相同。

2.根据权利要求1所述的偏心发动机的齿轮机构，其特征在于：齿轮机构特例一：在曲柄轴上内内齿圈里和外内齿圈里各有一个半轴瓦，都由紧固螺栓固定在曲柄轴上，由固定销定位，半轴瓦也可以与曲柄轴是一体，半轴瓦的外圆弧面的圆心是曲柄轴的中心，半轴瓦的外圆弧面分别与内内齿圈的齿顶和外内齿圈的齿顶形成转动配合，半轴瓦也可以只有一个。