CN103147858A - 一种发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械传动技术领域,尤其涉及一种发动机,适用于汽油发动机和柴油发动机。该发动机包括齿轮轴及一对驱动装置,一对驱动装置相对于齿轮轴对称设置,所述驱动装置用于驱动齿轮轴转动,其中每个驱动装置包括气缸、第一连杆、第二连杆、第一曲柄齿轮及第二曲柄齿轮,所述气缸的活塞上连接有第一连杆及第二连杆,所述第一连杆通过第一曲柄齿轮与齿轮轴连接,所述第二连杆通过第二曲柄齿轮与齿轮轴连接。通过使用两个连杆带动两个曲柄齿轮工作,这样避免了活塞偏磨现象的发生、减小了发动机磨损、减小了噪声及振动,发动机运行更平顺,使用小尺寸回转体的曲柄齿轮,使发动机响应加快,可以达到更高的转速,从而提高了发动机的功率。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域,尤其涉及一种发动机,适用于汽油发动机和柴油发动机。
背景技术
传统发动机由曲柄连杆驱动,曲柄连杆机构在发动机运行的过程中会使活塞受到侧向力,因此会造成活塞的偏磨,活塞偏磨会造成活塞过度磨损,活塞环漏气量增大,发动机功率下降,偏磨造成活塞与汽缸壁之间有撞击声,增加了发动机的震动与噪声,严重时偏磨造成发动机拉缸报废,活塞的偏磨限制了发动机的转速以及单缸排量,从而限制了发动机的功率及动力性。
传统发动机最终的动力用曲轴来输出,曲轴上有曲拐,并非回转体,在运动过程中就存在动平衡的问题,其转动惯性大,是发动机转速不能提升到更高的一个瓶颈。
为了避免活塞的偏磨,发动机设计师采取了很多措施,例如主推力面和次推力面添加石墨涂层、活塞销的偏置等。这些措施增加了发动机的成本,以及发动机设计的难度,并且没有完美解决活塞偏磨的问题。
传统的曲轴笨重,以及具有曲拐,因此其运转过程中具有不对称的惯量,低转速时发动机运行不平稳,转速升高后,非对称性造成的惯性,给发动机造成了很大的不稳定因素,因此最高转速也受到限制。传统曲轴长且非常重,在发动机加速过程中反映慢,使发动机加速沉闷。
因此,针对以上不足,本发明提供了一种动力强劲,且不会发生活塞偏磨的发动机。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是解决传统发动机由曲柄连杆驱动,活塞受到侧向力会造成活塞偏磨,使得活塞环漏气量增大,发动机功率下降,且活塞与汽缸壁之间有撞击声,增加了发动机的震动与噪声,限制发动机的功率及动力性的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种发动机,该发动机包括齿轮轴及一对驱动装置,一对驱动装置相对于齿轮轴对称设置,所述驱动装置用于驱动齿轮轴转动,其中每个驱动装置包括气缸、第一连杆、第二连杆、第一曲柄齿轮及第二曲柄齿轮,所述气缸的活塞上连接有第一连杆及第二连杆,所述第一连杆通过第一曲柄齿轮与齿轮轴连接,所述第二连杆通过第二曲柄齿轮与齿轮轴连接。
其中,所述第一曲柄齿轮及第二曲柄齿轮同轴设置,且运动方向相反。
其中,所述第二曲柄齿轮上设有中心孔和偏心孔,通过所述中心孔将第二曲柄齿轮固定安装,通过所述偏心孔将第二曲柄齿轮与第二连杆的一端活动连接,所述第二连杆的另一端与所述气缸的活塞铰接。
其中,所述齿轮轴上安装有第二驱动齿轮,所述第二驱动齿轮与第二曲柄齿轮啮合。
其中,所述第一曲柄齿轮包括偏心轮及连接齿轮,所述偏心轮及连接齿轮同轴固定设置。
其中,所述偏心轮上设有中心孔和偏心孔,通过所述中心孔将第一曲柄齿轮固定安装,通过所述偏心孔将第一曲柄齿轮与第一连杆的一端活动连接,所述第一连杆的另一端与所述气缸的活塞铰接。
其中,所述齿轮轴上还安装有第一驱动齿轮,所述第一驱动齿轮通过中间齿轮与连接齿轮啮合。
本发明还提供了一种发动机,其包括多对上述驱动装置。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点:通过使用两个连杆带动两个曲柄齿轮工作,这样避免了活塞偏磨现象的发生、减小了发动机磨损、减小了噪声及振动,发动机运行更平顺,使用小尺寸回转体的曲柄齿轮,使发动机响应加快,可以达到更高的转速,从而提高了发动机的功率。
附图说明
图1是本发明实施例发动机的总体布局示意图;
图2是本发明实施例发动机原理示意图;
图3是本发明实施例第二曲柄齿轮的示意图;
图4是本发明实施例第一曲柄齿轮的示意图;
图5是本发明实施例活塞及连杆的装配示意图。
图中:1:气缸;2:第一连杆;3:第二连杆;4:第一曲柄齿轮;41:偏心轮;42:连接齿轮;5:第二曲柄齿轮;6:中间齿轮;7:齿轮轴;8:第一驱动齿轮;9:第二驱动齿轮;10:活塞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1和图2所示,本发明实施例提供的发动机,该发动机包括齿轮轴7及一对驱动装置,一对驱动装置相对于齿轮轴7对称设置,所述驱动装置用于驱动齿轮轴7转动,其中每个驱动装置包括气缸1、第一连杆2、第二连杆3、第一曲柄齿轮4及第二曲柄齿轮5,所述气缸1的活塞10上连接有第一连杆2及第二连杆3,所述第一连杆2通过第一曲柄齿轮4与齿轮轴7连接,所述第二连杆3通过第二曲柄齿轮5与齿轮轴7连接。所述第一曲柄齿轮4及第二曲柄齿轮5同轴设置,且运动方向相反。
在活塞10上有两个连杆2、3,分别连接各自的曲柄齿轮4、5,分别向相反的方向转动,两个连杆2、3对于缸壁的合力为零,对缸壁完全没有侧向力,从而消除了活塞由于连杆的作用而产生的侧向力而造成偏磨,有效的防止敲缸,减小了发动机的震动。由于减小了发动机的摩擦力,从而有益于节省燃料。
通过第一曲柄齿轮4及第二曲柄齿轮5等的轮系输出代替原有的曲轴的输出,以一个回转体的曲柄齿轮代替了具有曲拐的曲轴,使发动机运行更加平稳,使用小尺寸回转体的曲柄齿轮,使发动机响应加快,可以达到更高的转速,从而进一步有效的提升了发动机的功率。
如图3和图5所示,所述第二曲柄齿轮5上设有中心孔和偏心孔,通过所述中心孔将第二曲柄齿轮5固定安装,通过所述偏心孔将第二曲柄齿轮5与第二连杆3的一端活动连接,所述第二连杆3的另一端与所述气缸1的活塞10铰接。
所述齿轮轴7上安装有第二驱动齿轮9,所述第二驱动齿轮9与第二曲柄齿轮5啮合。
如图4和图5所示,所述第一曲柄齿轮4包括偏心轮41及连接齿轮42,所述偏心轮41及连接齿轮42同轴固定设置。
偏心轮41及连接齿轮42可以一体成型,也可以单独加工,然后同轴设置后固定连接,出于安装便捷性的考虑,优选地,偏心轮41及连接齿轮42一体成型。
所述偏心轮41上设有中心孔和偏心孔,通过所述中心孔将第一曲柄齿轮4固定安装,通过所述偏心孔将第一曲柄齿轮4与第一连杆2的一端活动连接,所述第一连杆2的另一端与所述气缸1的活塞10铰接。
所述齿轮轴7上还安装有第一驱动齿轮8,所述第一驱动齿轮8通过中间齿轮6与连接齿轮42啮合。
第一曲柄齿轮4通过中间齿轮6的过度与齿轮轴7相连,中间齿轮6的作用是改变啮合方向,使第一曲柄齿轮4及第二曲柄齿轮5驱动齿轮轴7向同一方向旋转。
所述齿轮轴7为直轴回转体,可以安全的以高速旋转,不同于常规曲轴有曲拐的造型,曲拐的设置使得发动机转速较高时,由于转动惯量增大使得曲轴产生断裂的危险,以及高转速会给发动机造成强大的震动,所以发动机转速受到限制,使用齿轮轴7输出此种发动机转速可以较常规发动机高,从而可以得到较大的功率。
如图1所示,在发动机工作时,相对的两个气缸1同时点火,其震动的反向力相互抵消,消除了发动机的震动。按图示箭头方向,第二连杆3驱动第二曲柄齿轮5顺时针方向转动,从而带动第二驱动齿轮9逆时针转动,使得齿轮轴7逆时针旋转;第一连杆2驱动第一曲柄齿轮4逆时针方向转动,通过中间齿轮6的过度,带动第一驱动齿轮8逆时针转动,使得齿轮轴7逆时针旋转。这样使得发动机运行更加平稳,可以达到更高的转速,从而提高了发动机的功率。
本发明还提供了一种发动机,其包括多对上述驱动装置。所述多对驱动装置串联设置,共同输出动力,提高了动力性,节省了开发大排量发动机的成本。
使用时,发动机相对的两个气缸1同时点火,其震动的反向力相互抵消,消除了发动机的震动,相邻两缸,在不同的循环点火,使发动机运行更加平稳。
综上所述,通过使用两个连杆带动两个曲柄齿轮工作,这样避免了活塞偏磨现象的发生、减小了发动机磨损、减小了噪声及振动,发动机运行更平顺,使用小尺寸回转体的曲柄齿轮,使发动机响应加快,可以达到更高的转速,从而提高了发动机的功率。
以上所述仅是本发明的一种优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种发动机,其特征在于:包括齿轮轴(7)及一对驱动装置,一对驱动装置相对于齿轮轴(7)对称设置,所述驱动装置用于驱动齿轮轴(7)转动,其中每个驱动装置包括气缸(1)、第一连杆(2)、第二连杆(3)、第一曲柄齿轮(4)及第二曲柄齿轮(5),所述气缸(1)的活塞(10)上连接有第一连杆(2)及第二连杆(3),所述第一连杆(2)通过第一曲柄齿轮(4)与齿轮轴(7)连接,所述第二连杆(3)通过第二曲柄齿轮(5)与齿轮轴(7)连接。
2.根据权利要求1所述的发动机,其特征在于:所述第一曲柄齿轮(4)及第二曲柄齿轮(5)同轴设置,且运动方向相反。
3.根据权利要求1所述的发动机,其特征在于:所述第二曲柄齿轮(5)上设有中心孔和偏心孔,通过所述中心孔将第二曲柄齿轮(5)固定安装,通过所述偏心孔将第二曲柄齿轮(5)与第二连杆(3)的一端活动连接,所述第二连杆(3)的另一端与所述气缸(1)的活塞(10)铰接。
4.根据权利要求1或3所述的发动机,其特征在于:所述齿轮轴(7)上安装有第二驱动齿轮(9),所述第二驱动齿轮(9)与第二曲柄齿轮(5)啮合。
5.根据权利要求1所述的发动机,其特征在于:所述第一曲柄齿轮(4)包括偏心轮(41)及连接齿轮(42),所述偏心轮(41)及连接齿轮(42)同轴固定设置。
6.根据权利要求5所述的发动机,其特征在于:所述偏心轮(41)上设有中心孔和偏心孔,通过所述中心孔将第一曲柄齿轮(4)固定安装,通过所述偏心孔将第一曲柄齿轮(4)与第一连杆(2)的一端活动连接,所述第一连杆(2)的另一端与所述气缸(1)的活塞(10)铰接。
7.根据权利要求5或6所述的发动机,其特征在于:所述齿轮轴(7)上还安装有第一驱动齿轮(8),所述第一驱动齿轮(8)通过中间齿轮(6)与连接齿轮(42)啮合。
8.一种发动机,其特征在于:包括多对如权利要求1-7任一项所述的驱动装置。
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