CN207568703U - 用于发动机的动力输出机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于发动机的动力输出转换机构，所述壳体内设有三叉连杆，三叉连杆的上端与发动机活塞连接，三叉连杆的下部由左至右等距离平行设置有三根叉杆，左、右两根叉杆长度一致，中间叉杆的长度比，左、右两根叉杆短，中间叉杆的底部连接有转盘，转盘上设有偏心环，偏心环的外环与转盘的内环相切，左、右叉杆的内侧分别设有凹槽，转盘的边沿卡在凹槽内，其中一侧的叉杆内侧还设有超越离合器。本实用新型用三叉连杆取代现有发动机的传统连杆，用安装在动力输出轴的多功能转盘代替现有发动机的传统曲轴。采用本实用新型所述机构的发动机，能够大大的提高输出扭矩和热效率，降低废气排放，减少对环境的污染。

Description

用于发动机的动力输出机构

技术领域

本实用新型涉及一种发动机部件，尤其是用于发动机的动力输出机构。

背景技术

目前，市场上的主要有曲柄连杆式发动机、转子发动机以及其他形式的发动机，应用最多的还是曲柄连杆发动机，这种发动机主要由两个机构：机体及曲柄连杆机构、配气机构。五个系统：燃油供给系统、点火系统（柴油机无）、冷却系统、润滑系统、启动系统组成。传统的曲柄连杆式发动机是将活塞的往复运动转化为旋转运动进行动力输出，无论是两冲程还是四冲程发动机，在燃烧膨胀作功行程中，燃烧着的可燃混合气使气缸内的温度和压力急剧升高，活塞则在此高温高压气压作用下，再由上止点向下止点运动，且通过连杆驱使曲轴旋转而做有用功。活塞在上止点，在曲轴在0°时连杆的推力最大，但曲轴的力臂最小为零，有用功为零，随着曲轴的旋转，连杆开始倾斜着推动曲轴做有用功，随着倾斜角度的增加，根据力的分解，在活塞推力一定的情况下，连杆推动曲轴的力开始下降、曲轴的力臂开始增加，发动机的扭矩加大、当曲轴转到90°时，连杆推动曲轴的力降到最小，曲轴的力臂达到最大、当曲轴由90°转向180°时，连杆推动曲轴的力由最小达到到最达，曲轴的力臂由最大达到最小，发动机的扭矩由大变小。因此，不难看出，只有活塞产生的推力至始至终垂直推在曲轴90的°位置上（即园的切线上），曲轴的力臂最大，发动机的扭力最大，才能使燃烧膨胀做功最大化，发动机的热效率最高，其原理类似古人发明的磨，曲轴相当于磨拐子，即推磨原理。正是由于连杆和曲轴的这种不理想的匹配，才使得发动机的机械能损耗大、热效率低，目前，汽车发动机的平均热效率只有35%左右，并且曲轴的制造工艺复杂，加工相对困难。

发明内容

本实用新型的目的是提供用于发动机的动力输出机构，能够克服传统发动机针对连杆和曲轴存在的问题，用该机构取代传统发动机的曲柄连杆机构，不改变配气机构和五大系统，提高发动机的输出扭矩和热效率，降低废气排放，减少对环境的污染。

为了解决上述技术问题，本实用新型的方案一如下：用于发动机的动力输出机构，包括机壳、发动机活塞，发动机活塞设置在机壳上端，其特征在于：所述机壳内设有三叉连杆，三叉连杆的上端与发动机活塞连接，三叉连杆的下部由左至右等距离平行设置有三根叉杆，左、右两根叉杆长度一致，中间叉杆的长度比左、右两根叉杆短，中间叉杆的下部设有转盘，左、右叉杆的内侧分别设有凹槽，转盘的边沿卡在凹槽内，转盘一侧的盘面上设有偏心环，偏心环的外环与转盘的内环相切，中间叉杆的下部设有导柱，导柱与偏心环滑动连接，转盘的中心设有动力输出轴，偏心环内通过动力输出轴安装有凹凸轮，偏心环与凹凸轮之间相隔的宽度与导柱的直径一致，转盘另一侧的盘面上通过动力输出轴连接有超越离合器，超越离合器的外环设有齿轮，左、右叉杆中的其中一根叉杆外侧设有齿条，齿轮与齿条相啮合。

对上述技术方案的改进：所述凹凸轮呈半圆盘状，凹凸轮的外圆弧边的边缘与偏心环的内环上分别设有导柱的滑动轨道。

对上述技术方案的进一步改进：所述机壳上端两侧向内收进形成对称的台阶。

对上述技术方案的更进一步改进：所述台阶的转角部位为圆角。

为了解决上述技术问题，本实用新型的方案二如下：用于发动机的动力输出机构，包括机壳、发动机活塞，发动机活塞设置在机壳上端，其特征在于：所述机壳内设有三叉连杆，三叉连杆的上端与发动机活塞连接，三叉连杆的下部由左至右等距离平行设置有三根叉杆，左、右两根叉杆长度一致，中间叉杆的长度比左、右两根叉杆短，中间叉杆的下部对称设有转盘，左、右叉杆的内侧分别设有凹槽，转盘的边沿卡在凹槽内，两个转盘内侧的盘面上分别设有偏心环，偏心环的外环与转盘的内环相切，中间叉杆的下部设有导柱，导柱卡在两个偏心环之间，两个转盘的中心分别设有动力输出轴，偏心环内通过动力输出轴安装有凹凸轮，偏心环与凹凸轮之间相隔的宽度与导柱的直径一致，两个转盘的外侧面上通过动力输出轴分别连接有超越离合器，超越离合器的外环设有齿轮，左、右叉杆中的其中一根叉杆外侧设有齿条，齿轮与齿条相啮合。

对上述技术方案的改进：所述凹凸轮呈半圆盘状，凹凸轮的外圆弧边的边缘与偏心环的内环上分别设有导柱的滑动轨道。

对上述技术方案的进一步改进：所述机壳上端两侧向内收进形成对称的台阶。

对上述技术方案的更进一步改进：所述台阶的转角部位为圆角。

有益效果：

本实用新型所述的用于发动机的动力输出机构，用三叉连杆取代现有发动机的传统连杆，用安装在动力输出轴的多功能转盘代替现有发动机的传统曲轴。无论是两冲程还是四冲程发动机，在燃烧膨胀作功行程中，燃烧着的可燃混合气使气缸内的温度和压力急剧升高，活塞则在此高温高压气压作用下，再由上止点向下止点运动，活塞产生的推力作用于三叉连杆，三叉连杆的齿条（或链条）与齿轮相切，推动齿轮旋转，再通过超越离合器带动输出轴旋转输出动力，完成爆发冲程。偏心圆环与输出轴同步旋转，偏心圆环内壁作用于导柱使连杆叉向下运动，带动活塞向下运动完成吸气冲程。凹凸轮与输出轴同步旋转，凹凸轮凸的一面将导柱向上推，使连杆叉向上运动，推动活塞向上运动完成压缩和排气冲程，在爆发冲程时，导柱对应凹凸轮凹的一面，连杆叉断崖式下跌，避免产生阻力而消耗机械能量。单向超越离合器将齿轮正向（顺时针方向）带动输出轴同步转动输出动力，当压缩和排气冲程时，三叉连杆的齿条向上运动，齿轮反向旋转，单向超越离合器使齿轮与转盘相互作用力断开而不影响输出轴旋转输出动力。采用本发明所述机构的发动机，能够大大的提高输出扭矩和热效率，降低废气排放，减少对环境的污染。

附图说明

图1是本实用新型的主要零件结构剖视图，活塞在上止点的位置，曲轴转到0°的位置。

图2是本实用新型的主要零件结构图，曲轴转到0°的位置。

图3是本实用新型的主要零件结构图，曲轴转到90°的位置。

图4是本实用新型的主要零件结构图，活塞在下止点的位置，曲轴转到180°的位置。

图5是本实用新型的主要零件结构图，曲轴转到270°的位置。

图6是转盘与齿轮和超越离合器结构图。

图7是三叉连杆、转盘及动力输出轴的仰视图。

图8是三叉连杆图。

图9是三叉连杆的仰视图。

图10是转盘面与输出轴、偏心环、凹凸轮的结构图。

图11是转盘面与输出轴、齿轮、超越离合器的结构图。

图中，1：气缸盖，2：发动机活塞，3：汽缸壁，4：齿条凹槽叉，5：齿条，6：三叉连杆，7：连杆叉，8：机壳，9：凹槽，10：转盘，11：超越离合器，12：齿轮，13动力输出轴，14：导柱，15：偏心环，16：凹凸轮。

具体实施方式

以上通过具体实施例来进一步说明本发明。

如图1—图11所示的本实用新型用于发动机的动力输出机构，用于发动机的动力输出机构，包括机壳8、发动机活塞2，发动机活塞2设置在机壳8的上端，所述机壳8内设有三叉连杆6，三叉连杆6的上端与发动机活塞2连接，三叉连杆6的下部由左至右等距离平行设置有三根叉杆，左、右两根叉杆长度一致，中间叉杆的长度比左、右两根叉杆短，中间叉杆的下部设有转盘，左、右叉杆的内侧分别设有凹槽9，转盘的边沿卡在凹槽9内，转盘10一侧的盘面上设有偏心环15，偏心环15的外环与转盘10的内环相切，中间叉杆的下部设有导柱14，导柱14与偏心环15滑动连接，转盘10的中心设有动力输出轴13，偏心环15内通过动力输出轴13安装有凹凸轮16，偏心环15与凹凸轮16之间相隔的宽度与导柱14的直径一致，转盘10另一侧的盘面上通过动力输出轴13连接有超越离合器11，超越离合器11的外环设有齿轮12，左、右叉杆中的其中一根叉杆外侧设有齿条5，齿轮12与齿条5相啮合；所述凹凸轮16呈半圆盘状，凹凸轮16的外圆弧边的边缘与偏心环15的内环上分别设有导柱14的滑动轨道；所述机壳8上端两侧向内收进形成对称的台阶。

以上描述的是本实用新型采用单片转盘的实施例，采用单片转盘结构简单、成本低。本发明也可采用两片转盘对称设置的结构，这种结构相对于单片转盘更加稳定、平衡性更好。

本发明设置一个超越离合器即可实现功能，但是在成本允许的情况下也可设置两个对称的超越离合器，这样可以减少超越离合器运转时的时间差，进一步提高运行时的可靠性。

机壳台阶的转角部位为圆角，减少装配时的干涉。

使用时，燃烧着的可燃混合气使气缸内的温度和压力急剧升高，活塞2则在此高温高压气压作用下，再由上止点向下止点运动，活塞产生的推力作用于三叉连杆6，齿条5与齿轮12相切，推动齿轮12旋转，使超越离合器11带动输出轴13旋转输出动力，完成爆发冲程。

偏心圆环15与输出轴13同步旋转，偏心圆环15内壁作用于导柱14使连杆叉7向下运动，带动活塞2向下运动完成吸气冲程。

凹凸轮16与输出轴13同步旋转，凹凸轮16凸的一面将导柱14向上推，使连杆叉7向上运动，推动活塞2向上运动完成压缩和排气冲程，在爆发冲程时，导柱14对应凹凸轮16凹的一面，面临断崖式下跌，避免产生阻力而消耗机械能量，但是，齿条5推动齿轮12受力惯性运动，导柱14不会出现断崖式下降。

单向超越离合器11将齿轮12正向（顺时针方向）带动输出轴13同步转动输出动力，当压缩和排气冲程时，齿条5向上运动，齿轮12反向旋转，单向超越离合器11使齿轮12与多功能转盘10相互作用力断开而不影响输出轴13旋转输出动力。

凹槽叉4、9卡在两个旋转的多功能盘上来回滑动，使三叉连杆6不发生偏移。

多功能盘由两个对称镜像配置，两个齿条作用于两个齿轮和两个超越离合器上。导柱14作用在两个凹凸轮和两个偏心环上。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.用于发动机的动力输出机构，包括机壳、发动机活塞，发动机活塞设置在机壳上端，其特征在于：所述机壳内设有三叉连杆，三叉连杆的上端与发动机活塞连接，三叉连杆的下部由左至右等距离平行设置有三根叉杆，左、右两根叉杆长度一致，中间叉杆的长度比左、右两根叉杆短，中间叉杆的下部设有转盘，左、右叉杆的内侧分别设有凹槽，转盘的边沿卡在凹槽内，转盘一侧的盘面上设有偏心环，偏心环的外环与转盘的内环相切，中间叉杆的下部设有导柱，导柱与偏心环滑动连接，转盘的中心设有动力输出轴，偏心环内通过动力输出轴安装有凹凸轮，偏心环与凹凸轮之间相隔的宽度与导柱的直径一致，转盘另一侧的盘面上通过动力输出轴连接有超越离合器，超越离合器的外环设有齿轮，左、右叉杆中的其中一根叉杆外侧设有齿条，齿轮与齿条相啮合。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的动力输出机构，其特征在于：所述凹凸轮呈半圆盘状，凹凸轮的外圆弧边的边缘与偏心环的内环上分别设有导柱的滑动轨道。

3.根据权利要求1或2所述的用于发动机的动力输出机构，其特征在于：所述机壳上端两侧向内收进形成对称的台阶。

4.根据权利要求3所述的用于发动机的动力输出机构，其特征在于：所述台阶的转角部位为圆角。

5.用于发动机的动力输出机构，包括机壳、发动机活塞，发动机活塞设置在机壳上端，其特征在于：所述机壳内设有三叉连杆，三叉连杆的上端与发动机活塞连接，三叉连杆的下部由左至右等距离平行设置有三根叉杆，左、右两根叉杆长度一致，中间叉杆的长度比左、右两根叉杆短，中间叉杆的下部对称设有转盘，左、右叉杆的内侧分别设有凹槽，转盘的边沿卡在凹槽内，两个转盘内侧的盘面上分别设有偏心环，偏心环的外环与转盘的内环相切，中间叉杆的下部设有导柱，导柱卡在两个偏心环之间，两个转盘的中心分别设有动力输出轴，偏心环内通过动力输出轴安装有凹凸轮，偏心环与凹凸轮之间相隔的宽度与导柱的直径一致，两个转盘的外侧面上通过动力输出轴分别连接有超越离合器，超越离合器的外环设有齿轮，左、右叉杆中的其中一根叉杆外侧设有齿条，齿轮与齿条相啮合。

6.根据权利要求5所述的用于发动机的动力输出机构，其特征在于：所述凹凸轮呈半圆盘状，凹凸轮的外圆弧边的边缘与偏心环的内环上分别设有导柱的滑动轨道。

7.根据权利要求5或6所述的用于发动机的动力输出机构，其特征在于：所述机壳上端两侧向内收进形成对称的台阶。

8.根据权利要求7所述的用于发动机的动力输出机构，其特征在于：所述台阶的转角部位为圆角。