CN104832284B - 一种新型动力传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型动力传动装置，包括活塞，活塞上连接有活塞连杆，活塞连杆另一端连接有能相对其左右活动的一体成型的离合内齿架，离合内齿架包括两块间隔设置的离合内齿板，离合内齿板上设有环形槽，环形槽包括两段直侧壁和两段圆弧过渡面，两块离合内齿板之间设有纵向排列的左内齿和纵向排列的右内齿，在环形槽内设有能与左内齿和右内齿交替啮合的齿轮，齿轮上设有穿过环形槽的传动轴，齿轮为包括圆弧部和齿形部的不完全齿轮，齿轮两侧分别设有在齿轮转动时能与离合内齿板接触而阻止圆弧部与左内齿和右内齿碰撞的推动件。本发明机械强度高，能对现有发动机的曲柄连杆机构进行直接替换。

Description

一种新型动力传动装置

【技术领域】

本发明涉及一种动力传动装置，更具体地说是一种新型动力传动装置。

【背景技术】

目前，汽车发动机都是采用曲柄连杆机构，该机构存在先天的不足：那就是存在机械死点，从而导致做功效率得不到充分应用。机械死点是指发动机活塞在上止点压缩行程终了后，在点火爆发瞬间产生最大压力时，用力点与支点间的臂长为零。即：臂长＝sinα(角度)×旋转半径。由于活塞压缩上止点时α(角度)为零，所以臂长为零。根据机械原理，臂长为零，作用力不仅不能做有用功，而且对支点产生有害的冲击力。只有当角度大于0°以后力臂才开始渐长，当等于90°时，力臂达到最长且等于旋转半径，但此时发动机气缸内燃烧的气体压力已经锐减。从而使发动机的功率得不到有效利用。这是发动机发明伊始就存在的先天不足缺陷。这是明知曲柄连杆机构存在机械死点的问题但又不得不为之的无奈之举。

中国发明专利“一种直线运动转换为旋转运动的动力装置”(ZL 201320547658.5)公开了一种将直线运动转换为旋转运动的动力传动装置。该专利技术旨在解决现有发动机曲柄连杆机构所存在的机械死点缺陷。虽然该专利技术避免了机械死点，并达到提高发动机做功效率的目的，但该技术仍然存在如下的不足：1、该专利技术只适应发动机整机(包括缸体)的重新制造，而不能对目前现有发动机的曲柄连杆机构进行直接的替换。因为受目前发动机缸体结构的限制，在对发动机的曲柄连杆机构进行替换而想继续沿用现有的发动机缸体时，制造出来的离合内齿板上的左内齿和右内齿的机械强度很低，很容易从齿根处断裂，而进行发动机整机制造，花费的成本又非常高昂；2、该专利技术方案中的齿轮在与左内齿和右内齿交替啮合过程中换向不平稳，增大左内齿和右内齿的机械的疲劳损耗。

所以在目前汽车拥有量不断增大，节能减排降碳呼声高涨的形势下，充分应用发动机现有技术的优势，对发动机曲柄连杆机构存在的缺陷进行改进，一种新型动力传动装置的研发目的旨在避开机械死点提高功率。该传动装置能够只对发动机的曲柄连杆机构进行替换而继续沿用现有的发动机缸体，这样就能避免开发新发动机缸体生产平台来制造新发动机缸体，大大降低成本，具有非常大的市场前景。

因此，本发明应运而生。

【发明内容】

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单，机械强度高，能对现有发动机的曲柄连杆机构进行直接替换，降低成本，传动更顺畅自如的新型动力传动装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型动力传动装置，其特征在于：包括能在现有发动机缸体内来回运动的活塞，所述的活塞上连接有活塞连杆，所述的活塞连杆一端连接活塞，另一端连接有能相对其左右活动的一体成型的离合内齿架，所述的离合内齿架包括两块间隔设置的离合内齿板，所述的离合内齿板上设有环形槽，所述的环形槽包括两段直侧壁和两段圆弧过渡面，两块所述的离合内齿板之间设有纵向排列的左内齿和纵向排列的右内齿，在所述的环形槽内设有能与左内齿和右内齿交替啮合的齿轮，所述的齿轮上设有穿过环形槽的传动轴，所述的齿轮为包括圆弧部和齿形部的不完全齿轮，所述的齿轮两侧分别设有在齿轮转动时能与离合内齿板接触而阻止圆弧部与左内齿和右内齿碰撞的推动件。

如上所述的新型动力传动装置，其特征在于：所述的推动件包括分别设在齿轮两侧的推动圆盘，所述的推动圆盘的边缘设有向外凸出的凸出部。

如上所述的新型动力传动装置，其特征在于：在所述的圆弧过渡面上并位于左内齿上方设有能与凸出部配合的第一凸起部，在所述的圆弧过渡面上并位于右内齿下方还设有能与凸出部配合的第二凸起部。

如上所述的新型动力传动装置，其特征在于：所述的不完全齿轮的齿数比左内齿和右内齿的齿数少一个。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明结构简单，通过离合内齿架上的左内齿和右内齿与齿轮交替啮合，带动传动轴单向转动，改变曲轴复杂的动力传动转换模式，有效避开传统曲柄连杆机构存在的机械死点，提高功率；另外，由离合内齿板、左内齿和右内齿三者组成的离合内齿架一体成型，左内齿和右内齿的两个侧面与离合内齿板连为一体，提高了左内齿和右内齿的机械强度，完全满足于目前现有发动机缸体的结构，能够对目前现有发动机的曲柄连杆机构进行直接替换而继续沿用目前存在的发动机缸体，避免开发新的发动机缸体及新的发动机缸体制造平台，极大地节省了新型发动机的研发和试验费用；再者，齿轮为包括圆弧部和齿形部的不完全齿轮，齿轮两侧分别设有在齿轮转动时能与离合内齿板接触而阻止圆弧部与左内齿和右内齿碰撞的推动件。推动件能够使齿轮上的圆弧部不与左内齿、右内齿接触碰撞，避免了左内齿和右内齿的损伤，延长使用寿命。本发明齿轮与左内齿和右内齿交替准确对位啮合及快速分离，内齿架仅出现左右一个齿高的摆动，可使整机制造的体积进一步减小。

2、本发明的推动件包括分别设在齿轮两侧的推动圆盘，推动圆盘的边缘设有向外凸出的凸出部。离合内齿架上下直线运动驱动齿轮转动，在齿轮从与左内齿或右内齿啮合换向至与右内齿或左内齿啮合时，离合内齿架出现向左或向右摆动，此时凸出部就与离合内齿板接触相顶，有效避免齿轮上的圆弧部与左内齿或右内齿碰撞，延长左内齿或右内齿的寿命。

3、本发明在圆弧过渡面上并位于左内齿上方设有能与凸出部配合的第一凸起部，在圆弧过渡面上并位于右内齿下方还设有能与凸出部配合的第二凸起部，离合内齿架上下运动时，第一凸起部或第二凸起部能够推动推动件上的凸出部，从而使齿轮与左内齿和右内齿的交替啮合的换向过程更顺畅，啮合对位更准确，在离合内齿架上下止点换向时，靠推动圆盘上的凸出部与第一凸起部或第二凸起部的推力作用完成齿轮与左内齿或右内齿的准确对位啮合以此同步完成齿轮与右内齿或左内齿的快速分离，从而达到平稳换向，运转自如。有效避免齿轮上的圆弧部与左内齿或右内齿碰撞，延长左内齿或右内齿的寿命。

4、本发明结构简单，适合推广。

【附图说明】

图1是本发明的剖面示意图之一；

图2是本发明的部件的立体示意图之一；

图3是本发明的部件的立体示意图之二；

图4是本发明的离合内齿架的立体图；

图5是本发明的齿轮及推动件的立体图之一；

图6是本发明的齿轮及推动件的立体图之二；

图7是本发明装配于现有发动机缸体内的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步描述：

一种新型动力传动装置，包括能在现有发动机缸体100内来回运动的活塞1，所述的活塞1上连接有活塞连杆2，所述的活塞连杆2 一端与活塞1连接，另一端连接有能相对其左右活动的一体成型的离合内齿架3，所述的离合内齿架3包括两块间隔设置的离合内齿板31，所述的离合内齿板31上设有环形槽32，所述的环形槽32包括两段直侧壁321和两段圆弧过渡面322，两块所述的离合内齿板31之间设有纵向排列的左内齿33和纵向排列的右内齿34，在所述的环形槽 32内设有能与左内齿33和右内齿34交替啮合的齿轮4，所述的齿轮 4上设有穿过环形槽32的传动轴5，所述的齿轮4为包括圆弧部41 和齿形部42的不完全齿轮，所述的齿轮4两侧分别设有在齿轮4转动时能与离合内齿板31接触而阻止圆弧部41与左内齿33和右内齿 34碰撞的推动件6。由离合内齿板31、左内齿33和右内齿34三者组成的离合内齿架3一体成型，左内齿33和右内齿34的两个侧面与离合内齿板31连为一体，提高了左内齿33和右内齿34的强度，满足目前现有发动机缸体的结构，能够对目前现有发动机的曲柄连杆机构进行直接替换而继续沿用目前存在的发动机缸体，避免开发新的发动机缸体及新的发动机缸体制造平台，更加地节省成本；另外，推动件6能够使齿轮4上的圆弧部41不与左内齿33、右内齿34接触碰撞，避免了左内齿33和右内齿34的损伤，延长使用寿命。齿轮4与左内齿33和右内齿34交替啮合，离合内齿架3左右摆动的距离仅为一个齿高，使得整机制造的体积可以减小。本发明满足结构原理有依据，机械加工完得成，构件简单行得通，机件强度有保障，制造成本费用低，运行自如无障碍这六个原则，适合推广。

所述的推动件6包括分别设在齿轮4两侧的推动圆盘61，所述的推动圆盘61的边缘设有向外凸出的凸出部62。离合内齿架3上下直线运动驱动齿轮4转动，在齿轮4从与左内齿33或右内齿34啮合转换至与右内齿34或左内齿33啮合时，离合内齿架3出现向左或向右摆动，此时凸出部62就与离合内齿板31接触相顶，避免齿轮4上的圆弧部41与左内齿33或右内齿34碰撞，延长左内齿33或右内齿 34的寿命。

在所述的圆弧过渡面322上并位于左内齿33上方设有能与凸出部62配合的第一凸起部7，在所述的圆弧过渡面322上并位于右内齿34下方还设有能与凸出部62配合的第二凸起部8。离合内齿架3 上下运动时，第一凸起部7或第二凸起部8能够推动推动件6上的凸出部62，从而使齿轮4与左内齿33和右内齿34的交替啮合的转换过程更顺畅，啮合对位更准确，离合快速，换向平稳。

所述的不完全齿轮的齿数比左内齿33和右内齿34的齿数少一个。

本发明的齿轮与左内齿和右内齿的交替啮合工作过程中一般都是切线接触，所以产生的摩擦力较过去曲柄连杆机构的面接触的摩擦力小得多，这也就使得摩擦产生的高温温度较传统曲柄机构产生的温度低。

本发明中的一体成型的离合内齿架3两侧边镂空，其目的是为了便于左内齿33和右内齿34的机械加工，使左内齿33和右内齿34形成无齿根、而左内齿33和右内齿34的两侧面与离合内齿板31连为一体以保证左内齿33和右内齿34的机械强度。另外，包括离合内齿板31、左内齿33和右内齿34的离合内齿架3也能够在整体上浇铸成一体，在浇铸模具的设计中可以使左内齿33和右内齿34具有齿根，具有齿根以及两齿侧又附着于离合内齿板31而形成的左内齿33和右内齿34的机械强度会得到更为有效的提高。

本发明装置在替换现有发动机的曲柄连杆机构时替换容易，面对正在使用的汽车进行改装具有巨大的应用市场。本发明旨在直轴发动机整机研发前景遥遥无期的背景条件下采取的捷近之路。本发明结构简单，体积小，而且本发明结构与曲柄连杆机构相比制造费用更低。本技术的公开是为了尽快地推广应用转化为生产力。

Claims (4)

1.一种新型动力传动装置，其特征在于：包括能在现有发动机缸体(100)内来回运动的活塞(1)，所述的活塞(1)上连接有活塞连杆(2)，所述的活塞连杆(2)一端连接活塞(1)，另一端连接有能相对其左右活动的一体成型的离合内齿架(3)，所述的离合内齿架(3)包括两块间隔设置的离合内齿板(31)，所述的离合内齿板(31)上设有环形槽(32)，所述的环形槽(32)包括两段直侧壁(321)和两段圆弧过渡面(322)，两块所述的离合内齿板(31)之间设有纵向排列的左内齿(33)和纵向排列的右内齿(34)，在所述的环形槽(32)内设有能与左内齿(33)和右内齿(34)交替啮合的齿轮(4)，所述的齿轮(4)上设有穿过环形槽(32)的传动轴(5)，所述的齿轮(4)为包括圆弧部(41)和齿形部(42)的不完全齿轮，所述的齿轮(4)两侧分别设有在齿轮(4)转动时能与离合内齿板(31)接触而阻止圆弧部(41)与左内齿(33)和右内齿(34)碰撞的推动件(6),相邻左内齿(33)和相邻右内齿(34)之间部位均为镂空结构。

2.根据权利要求1所述的新型动力传动装置，其特征在于：所述的推动件(6)包括分别设在齿轮(4)两侧的推动圆盘(61)，所述的推动圆盘(61)的边缘设有向外凸出的凸出部(62)。

3.根据权利要求2所述的新型动力传动装置，其特征在于：在所述的圆弧过渡面(322)上并位于左内齿(33)上方设有能与凸出部(62)配合的第一凸起部(7)，在所述的圆弧过渡面(322)上并位于右内齿(34)下方还设有能与凸出部(62)配合的第二凸起部(8)。

4.根据权利要求2所述的新型动力传动装置，其特征在于：所述的不完全齿轮的齿数比左内齿(33)和右内齿(34)的齿数少一个。