CN1707078A - 往复式惯性发动机 - Google Patents

Abstract

往复式惯性发动机，构造包括二个对称安装的汽缸(1)，二个汽缸(1)的活塞(2)之间接有一个活塞连杆(3)，活塞连杆(3)的中间位置装有可上下移动的滑座(4)，滑座(4)经动力销(5)与动力环(6)联接；动力环(6)是一个圆环体，其内侧设有单向传力机构(21)，单向传力机构(21)分别经正向齿轮组和反向齿轮组使输出轴(12)单方向转动。本发明改进了内燃发动机的动力输出结构，可以充分采集到汽缸压缩燃气爆发时产生的巨大压力，实现了同等油耗下获取更大功率的目的。可作为一种新型的内燃发动机使用。

Description

往复式惯性发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机的构造。

背景技术

内燃式发动机有多种类型，最常用的主要是往复式曲轴发动机，近年来也有少数厂家使用三角活塞转子发动机，具有代表性的是日本马自达公司生产的三角活塞转子发动机，已经运用于汽车制造。

三角活塞转子发动机虽然具有高转速、大功率、燃油利用率高、马力重量轻等诸多优点。但目前也存在一些难以克服的问题，如制造工艺复杂、工件精度要求高、本身结构造成的活塞运动轨迹特殊、密封条件不成熟等。容易造成早期磨损，汽缸壁易出现震纹，而且生产成本高。因此未达到全面推广使用的条件。

曲轴往复式发动机通过不断改进和提高以及现代电子技术的应用，发展速度很快，马力重量减轻，燃料利用也取得了长足进步。但由于受自身结构限制，要进一步在原结构上进行优化，研究空间已经很小。因为曲轴发动机在爆发行程开始到爆发结束整个过程，连杆轴颈与曲轴主轴颈间的力臂长度是由无到有、由短到长的变化过程。当活塞到达上止点时，活塞、活塞销、连杆、连杆轴颈与曲轴主轴颈形成直线没有角度(为0°)，而0°时汽缸爆发压力最大，由于无力臂，作用在连杆轴颈上的推力受阻，需靠飞轮储存的能量使曲轴主轴颈产生偏角，出现力臂后曲轴主轴颈才得以采集爆发压力，但力臂很短，上止点后有10°为无力臂或短力臂，对曲轴输出扭矩影响很大，因此不能完全采集爆发力，无法再提高燃料利用率，直接影响主轴采集压力和输出扭矩。到90°时力臂最长，而爆发压力随汽缸容积变大降低了热能压力，固不能得到最佳扭力。这是曲轴往复发式发动机的结构局限所决定的。目前各国动力专家在配气时间、燃料供给、点火时间、换气条件及质量、压缩比、增压装置、加工精度诸多方面下了很多工夫，在一定程度上优化了发动机的性能，但仍未从根本上解决结构带来的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种往复式惯性发动机。它具有与曲轴往复式发动机和三角活塞转子发动机完全不同的动力输出结构，可以充分采集到汽缸压缩燃气爆发时产生的巨大压力，实现同等油耗下获取更大功率的目的。

本发明是这样实现的：往复式惯性发动机，其特征在于：构造包括二个对称安装的汽缸1，二个汽缸1的活塞2之间接有一个活塞连杆3，活塞连杆3的中间位置装有可上下移动的滑座4，滑座4经动力销5与动力环6联接；动力环6是一个圆环体，其内侧设有单向传力机构21，单向传力机构21分别经正向齿轮组和反向齿轮组使输出轴12单方向转动

上述的往复式惯性发动机中，单向传力机构21由二套滚针组、滚针滑槽、齿圈构成；动力环6经正向滚针组7、正向滚针滑槽8和正向齿圈9，带动正向齿轮组和输出轴12做单方向转动；动力环6经反向滚针组13，反向滚针滑槽14，反向齿圈15，带动反向齿轮组和输出轴12维持单方向转动。

前述的往复式惯性发动机中，正向齿轮组由与正向齿圈9啮合的正向行星齿轮10、装在输出轴12上的正向被动齿轮11组成；反向齿轮组由与反向齿圈15啮合的反向行星齿轮16、过桥齿轮17、装在输出轴12上的反向被动齿轮18组成。

与现有技术相比，本发明改进了内燃发动机的动力输出结构，可以充分采集到汽缸压缩燃气爆发时产生的巨大压力，实现了同等油耗下获取更大功率的目的。具有结构较简单，易于制作，同等油耗下输出功率大的优点。可作为一种新型的内燃发动机使用。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明单向传力机构的结构示意图；

附图3是图2的A向视图；

附图4是图2的B向视图。

附图中的标记为：1-汽缸，2-活塞，3-活塞连杆，4-滑座，5-动力销，6-动力环，7-正向滚针组，8-正向滚针滑槽，9-正向齿圈，10-正向行星齿轮，11-正向被动齿轮，12-输出轴，13-反向滚针组，14-反向滚针滑槽，15-反向齿圈，16-反向行星齿轮，17-过桥齿轮，18-反向被动齿轮，19-飞轮，20-滚针，21-单向传力机构，22-缸盖，23-导管，24-缸座，25-连杆组，26-前端盖，27-小飞轮，28-轴承，29-启动爪，30-偏心轴，31-机壳，32-飞轮螺钉，33-后端盖，34-轴承，35-封气板。

具体实施方式

实施例。往复式惯性发动机，如附图1所示，构造包括二个对称安装的汽缸1，二个汽缸1的活塞2之间接有一个活塞连杆3。活塞连杆3的中间位置装有滑座4和经动力销5联接的动力环6；动力环6是一个圆环体，其内侧设有单向传力机构21。滑座4装在连杆3中间的方孔中，连杆3往复运动时，它可以沿方孔上下移动；动力销5一端经滚针20与滑座4联接，另一端固定在动力环6上；连杆3的往复运动带动滑座4上下移动，再通过动力销5的正反向转动带动动力环6正反向转动；由于滑座4上下移动的距离有限，动力环6正反向转动实际上只是一种正反向的摆动(参见附图3、4)。单向传力机构21的构造包括二套滚针组、滚针滑槽、齿圈。如附图3所示，动力环6正向转动时，经正向滚针组7，正向滚针滑槽8，正向齿圈9，由正向行星齿轮10、装在输出轴12上的正向被动齿轮11组成的正向齿轮组，带动输出轴12和飞轮19正向转动。如附图4所示，动力环6反向转动时，经反向滚针组13，反向滚针滑槽14，反向齿圈15，由反向行星齿轮16、过桥齿轮17、装在输出轴12上的反向被动齿轮18组成的反向齿轮组，带动输出轴12和飞轮19仍作正向转动。单向传力机构21的作用主要是，动力环6摆动时，使正向齿圈9和反向齿圈15只有一个工作。单向传力机构21相当于二个超越离合器与齿圈的组合，也可以采用二个类似自行车棘轮的结构加齿圈构成。

工作原理(同时参见附图1、附图2)：如附图3所示，汽缸1工作时，如活塞连杆3向右移动，通过动力销5带动动力环6正向(顺时针)转动，正向转动的动力环6将正向滚针组7的滚针挤压到正向滚针滑槽8的尾端，并将动力传给正向齿圈9，再经正向齿轮组的行星齿轮10、被动齿轮11，使输出轴12和飞轮19正向转动；此时反向滚针组13回位于反向滚针滑槽14的头端，反向齿圈15与动力环6之间处于脱离状态。如附图4所示，活塞连杆3向左移动时，动力环6反向(逆时针)转动，反向转动的动力环6将反向滚针组13的滚针挤压到反向滚针滑槽14的尾端，并将动力传给反向齿圈15，再经反向齿轮组的行星齿轮16、过桥齿轮17、被动齿轮18，使输出轴12和飞轮19维持原方向转动；此时正向滚针组7回位于正向滚针滑槽8的头端，正向齿圈9与动力环6之间处于脱离状态。

发动机启动后，二个汽缸交替工作，使活塞连杆3形成直线的往复运动。在活塞连杆3的往复运动过程中，通过动力环6形成的大力臂始终存在，动力环6在充分采集到汽缸压缩燃气爆发时产生的巨大压力后，通过与滚针组7、13的交替配合，使两个不同方向的齿圈9、15交替旋转，再经交替工作的正、反向齿轮组，使输出轴12和飞轮19始终保持一个方向上的转动。发动机熄火后，因无动力输入，动力环6不工作，在飞轮19的惯性作用下，二个滚针组7、13的滚针分别退到滚针滑槽8、14的头端，使二个齿圈9、15与动力环6之间均处于分离状态，输出轴12仍可凭飞轮19的惯性输出动力。

在同等油耗下，本发明输出的功率大大高于曲轴往复式发动机，也明显高于三角活塞转子发动机。本发明输出功率的提高，可以通过加大汽缸容积、或增加汽缸组、动力环和单向传力机构的个数、或加大动力环的直径实现。

Claims (3)

1、往复式惯性发动机，其特征在于：构造包括二个对称安装的汽缸(1)，二个汽缸(1)的活塞(2)之间接有一个活塞连杆(3)，活塞连杆(3)的中间位置装有可上下移动的滑座(4)，滑座(4)经动力销(5)与动力环(6)联接；动力环(6)是一个圆环体，其内侧设有单向传力机构(21)，单向传力机构(21)分别经正向齿轮组和反向齿轮组使输出轴(12)单方向转动。

2、根据权利要求1所述的往复式惯性发动机，其特征在于：单向传力机构21由二套滚针组、滚针滑槽、齿圈构成；动力环(6)经正向滚针组(7)、正向滚针滑槽(8)和正向齿圈(9)，带动正向齿轮组和输出轴(12)单向转动；动力环(6)经反向滚针组(13)，反向滚针滑槽(14)，反向齿圈(15)，带动反向齿轮组和输出轴(12)维持单向转动。

3、根据权利要求1所述的往复式惯性发动机，其特征在于：正向齿轮组由与正向齿圈(9)啮合的正向行星齿轮(10)、装在输出轴(12)上的正向被动齿轮(11)组成；反向齿轮组由与反向齿圈(15)啮合的反向行星齿轮(16)、过桥齿轮(17)、装在输出轴(12)上的反向被动齿轮(18)组成。

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