CN103147858B - 一种发动机 - Google Patents

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

一种发动机

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 (7)

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；

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。

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。

4.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。

5.根据权利要求4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。

6.根据权利要求4或5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。

7.一种发动机，其特征在于：包括多对如权利要求1-6任一项所述的驱动装置。