CN208669427U - 一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，所属活塞式内燃发动机技术领域，包括发动机轴连接法兰，发动机直轴上设有半周齿轮，发动机轴连接法兰侧边设有若干并联排列的内燃机，半周齿轮设置在内燃机内且与内燃机呈相对旋转式啮合。上箱体上端面设有活塞缸，下箱体下端面设有活塞缸，活塞缸端面上依次设有延伸至活塞缸内的喷油嘴、火花塞、排、进气阀门。该活塞式切线驱动直轴内燃发动机具有结构紧凑、燃油热效率高、使用周期长和方便装配及维修的特点，解决了因现有发动机曲轴驱动方式造成的活塞式内燃发动机热效率低下的技术限制瓶颈问题。降低了发动机轴因受巨大的径向推力引起的故障，提高了发动机的可靠性，而且降低了发动机的成本。

Description

一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机

技术领域

本实用新型涉及活塞式内燃发动机技术领域，具体涉及一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机。

背景技术

目前，活塞式内燃发动机是应用最广泛的内燃机类型，它的技术方案是燃油燃烧所产生的巨大爆发力推动活塞作直线运动，活塞通过连杆驱动曲轴旋转，曲轴以周围运动的方式将燃油燃烧产生的爆发力向外输出，可以得到曲轴获得的有效驱动力的规律。

中国专利201220184383.9，公开日为2013年1月16日，公开一种双缸直轴汽车发动机，在基座1纵向上安装工作齿轮轴2，工作齿轮轴2左侧安装2号归位轴4，在工作齿轮轴2右侧安装1号归位轴3；在三根轴上面，在基座1的左侧下部横向安装1号汽缸5及组件1号活塞5-1、1号工作齿条5-2、1号归位齿条5-3、1号齿条定位杆5-4、1号定位杆筒座5-5；在三根轴下面，基座1的右侧上部横向安装2号汽缸6及组件2号活塞6-1、2号工作齿条6-2、2号归位齿条6-3、2号齿条定位杆6-4、2号定位杆筒座6-5；用螺栓固定在相应位置，基座上盖14、基座底盖板24用螺杆与基座1连接，发动机安装完后经基座底盖板24上的螺栓孔用螺栓安装在汽车前桥上。该汽车发动机存在结构不紧凑、体积大笨重、热能效率低和使用寿命短的缺点。

发明内容

本实用新型主要解决现有技术中存在体积大、结构不紧凑、燃油热效率低和使用周期短的不足，提供了一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，其具有结构紧凑、燃油热效率高、使用周期长和方便装配及维修的特点，解决了因现有发动机曲轴驱动方式造成的活塞式内燃发动机热效率低下的技术限制瓶颈问题。降低了发动机轴因受巨大的径向推力引起的故障，提高了发动机的可靠性，而且降低了发动机的成本。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，包括发动机轴连接法兰，所述的发动机轴连接法兰端面上设有与发动机轴连接法兰相嵌接的发动机直轴，所述的发动机直轴上设有若干等间距相间隔的半周齿轮，所述的发动机轴连接法兰侧边设有若干并联排列且与发动机直轴相活动式套接的内燃机，所述的半周齿轮设置在内燃机内且与内燃机呈相对旋转式啮合；所述的内燃机包括上箱体和下箱体，所述的上箱体上端面设有活塞缸，所述的下箱体下端面设有活塞缸，所述的活塞缸端面上依次设有与活塞缸相嵌接且延伸至活塞缸内的喷油嘴、火花塞、排、进气阀门，所述的活塞缸内设有与活塞缸相活动式间隙套接的活塞，所述的活塞上设有与活塞缸相活动式密封套接的活塞环，所述的活塞上设有活塞杆，所述的活塞杆上设有与活塞杆呈一体化的连杆，两上下相对称的连杆之间设有一对与连杆相垂直固定的齿条，两相对称平行的齿条与半周齿轮相齿形啮合。

采用双向活塞缸使热能充分转化为动能，减少能量转化的损耗。根据需求进行多台内燃机并列组合，提高输出功率满足最高速度要求。通过活塞缸内的活塞驱动齿条上下运动，从而带动发动机直轴上的半周齿轮进行圆周运动，发动机的直轴向外输出驱动力。节约了结构空间，降低了发动机轴因受巨大的径向推力引起的故障，提高了发动机的可靠性，而且降低了发动机的成本。

作为优选，所述的活塞缸中设有冷却剂腔体，所述的冷却剂腔体上设有与活塞缸外壁相连通的冷却剂进出口，所述的冷却剂腔体侧边设有贯穿活塞缸内外壁的润滑剂进出口。

发动机的排气冲程过程中需要快速对腔体进行冷却，排出废气，为下一步发动机的吸气冲程做好准备。当温度过高时，无法有效排干净腔内废气并影响燃油的燃烧效率及降低热能转化动能效率值。采用润滑剂进出口在四个冲程中将润滑剂溅射到活塞缸、齿条和半周齿轮上，从而起到润滑作用。

作为优选，所述的上箱体内壁设有与齿条相活动式嵌接的齿条托架，所述的齿条托架呈“L”形。

对齿条起到导向作用，降低动能消耗减少量。

作为优选，所述的半周齿轮包括驱动盘，所述的驱动盘外壁上设有若干在180度圆周上均匀排列的做功齿，所述的驱动盘内设有与发动机直轴相固定套接的装配孔。

在满足内燃机运行时只需齿条与半周齿轮进行半圆周啮合运行，减少加工工序，降低半周齿轮的重量。

作为优选，若干做功齿的排列周长与齿条的有效工作面长度一致，所述的齿条的有效工作面长度大于活塞在活塞缸内的位移尺寸。

活塞在活塞缸内的冲程位移距离带动齿条在上、下箱体内驱动半周齿轮进行上下位移的距离。若干做功齿的排列周长与齿条的有效工作面长度一致，防止啮合运动中出现死角卡顿的现象，保证运行过程中的低损耗。

本实用新型能够达到如下效果：

本实用新型提供了一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，与现有技术相比较，该内燃发动机具有结构紧凑、燃油热效率高、使用周期长和方便装配及维修的特点，解决了因现有发动机曲轴驱动方式造成的活塞式内燃发动机热效率低下的技术限制瓶颈问题。降低了发动机轴因受巨大的径向推力引起的故障，提高了发动机的可靠性，而且降低了发动机的成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中的内燃机的结构示意图。

图3是本实用新型中的半周齿轮的结构示意图。

图中：发动机轴连接法兰1，发动机直轴2，内燃机3，上箱体4，喷油嘴5，火花塞6，排、进气阀门7，活塞环8，活塞9，齿条10，齿条托架11，半周齿轮12， 连杆13，活塞杆14，活塞缸15，润滑剂进出口16，冷却剂腔体17，冷却剂进出口18，下箱体19，做功齿20，驱动盘21，装配孔22。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1、图2和图3所示，一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，包括发动机轴连接法兰1，发动机轴连接法兰1端面上设有与发动机轴连接法兰1相嵌接的发动机直轴2，发动机直轴2上设有2个等间距相间隔的半周齿轮12，发动机轴连接法兰1侧边设有若干并联排列且与发动机直轴2相活动式套接的内燃机3，半周齿轮12设置在内燃机3内且与内燃机3呈相对旋转式啮合。半周齿轮12包括驱动盘21，所述的驱动盘21外壁上设有18个在180度圆周上均匀排列的做功齿20，18个做功齿20的排列周长与齿条10的有效工作面长度一致，齿条10的有效工作面长度大于活塞9在活塞缸15内的位移尺寸。驱动盘21内设有与发动机直轴2相固定套接的装配孔22。内燃机3包括上箱体4和下箱体19，上箱体4内壁设有与齿条10相活动式嵌接的齿条托架11，齿条托架11呈“L”形。上箱体4上端面设有活塞缸15，下箱体19下端面设有活塞缸15。活塞缸15中设有冷却剂腔体17，冷却剂腔体17上设有与活塞缸15外壁相连通的冷却剂进出口18，冷却剂腔体17侧边设有贯穿活塞缸15内外壁的润滑剂进出口16。活塞缸15端面上依次设有与活塞缸15相嵌接且延伸至活塞缸15内的喷油嘴5、火花塞6、排、进气阀门7，活塞缸15内设有与活塞缸15相活动式间隙套接的活塞9，活塞9上设有与活塞缸15相活动式密封套接的活塞环8，活塞9上设有活塞杆14，活塞杆14上设有与活塞杆14呈一体化的连杆13，两上下相对称的连杆13之间设有一对与连杆13相垂直固定的齿条10，两相对称平行的齿条10与半周齿轮12相齿形啮合。

发动机的吸气冲程：在发动机直轴2上的半周齿轮12带动下，半周齿轮12与齿条10啮合，齿条10在齿条托架11上作滑动运动，排气阀门关闭，进气阀门打开，活塞9从上止点向下止点运动，在活塞腔内吸入新鲜空气。在齿条10向下止点运动的过程中，将上箱体4内的润滑剂溅射到活塞缸15、齿条10和半周齿轮12上，从而起到润滑作用。

发动机的压缩冲程：在发动机直轴2上的半周齿轮12带动下，半周齿轮12与齿条10啮合，齿条10在齿条托架11上作滑动运动，进气阀门和排气阀门关闭，活塞9从下止点向上止点运动，上一冲程吸入缸体的空气被压缩到较高压力。在齿条10从下止点向上止点运动的过程中，也将下箱体19内的润滑剂带到活塞缸15、齿条10和半周齿轮12上，从而起到润滑作用。

发动机的做功冲程：在活塞9进入上止点时，发动机的喷油嘴5喷入燃油，火花塞6点火，燃油在瞬间完成燃烧，活塞缸15内产生高压燃气，高压燃气推动活塞9从上止点位置向下止点位置运动，通过齿条10在齿条托架11上作滑动运动，驱动半周齿轮12旋转，将活塞9的直线运动转变为直轴的圆周运动，发动机的直轴向外输出驱动力。在齿条10向下止点运动的过程中，将上箱体4内的润滑剂溅射到活塞缸15、齿条10和半周齿轮12上，从而起到润滑作用。

发动机的排气冲程：在活塞9运动到下止点位置时，排气阀打开，在发动机直轴2上的半周齿轮12带动下，半周齿轮12与齿条10啮合，齿条10在齿条托架11上作滑动运动，活塞9从下止点向上止点运动，上一冲程产生的燃气作为废气被排出缸体。在齿条10从下止点向上止点运动的过程中，也将下箱体19内的润滑剂带到活塞缸15、齿条10和半周齿轮12上，从而起到润滑作用。

综上所述，该活塞式切线驱动直轴内燃发动机通过以上四个冲程完成热能转化为动能。采用2套双向活塞式的内燃机3并联驱动发动机直轴2，每台内燃机3设置有双活塞缸15完成循环式上下冲刺运动，提高了内燃机3的热能转化为动能，减少能量消耗及浪费。且让内燃机内的燃油得到充分的燃烧，减少了废气排放带走的能量。具有结构紧凑、燃油热效率高、使用周期长和方便装配及维修的特点，解决了因现有发动机曲轴驱动方式造成的活塞式内燃发动机热效率低下的技术限制瓶颈问题。降低了发动机轴因受巨大的径向推力引起的故障，提高了发动机的可靠性，而且降低了发动机的成本。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范实施例的细节，而且在不背离实用新型的基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

总之，以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (5)

1.一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机,包括发动机轴连接法兰（1），所述的发动机轴连接法兰（1）端面上设有与发动机轴连接法兰（1）相嵌接的发动机直轴（2），其特征在于：所述的发动机直轴（2）上设有若干等间距相间隔的半周齿轮（12），所述的发动机轴连接法兰（1）侧边设有若干并联排列且与发动机直轴（2）相活动式套接的内燃机（3），所述的半周齿轮（12）设置在内燃机（3）内且与内燃机（3）呈相对旋转式啮合；所述的内燃机（3）包括上箱体（4）和下箱体（19），所述的上箱体（4）上端面设有活塞缸（15），所述的下箱体（19）下端面设有活塞缸（15），所述的活塞缸（15）端面上依次设有与活塞缸（15）相嵌接且延伸至活塞缸（15）内的喷油嘴（5）、火花塞（6）、排、进气阀门（7），所述的活塞缸（15）内设有与活塞缸（15）相活动式间隙套接的活塞（9），所述的活塞（9）上设有与活塞缸（15）相活动式密封套接的活塞环（8），所述的活塞（9）上设有活塞杆（14），所述的活塞杆（14）上设有与活塞杆（14）呈一体化的连杆（13），两上下相对称的连杆（13）之间设有一对与连杆（13）相垂直固定的齿条（10），两相对称平行的齿条（10）与半周齿轮（12）相齿形啮合。

2.根据权利要求1所述的一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，其特征在于：所述的活塞缸（15）中设有冷却剂腔体（17），所述的冷却剂腔体（17）上设有与活塞缸（15）外壁相连通的冷却剂进出口（18），所述的冷却剂腔体（17）侧边设有贯穿活塞缸（15）内外壁的润滑剂进出口（16）。

3.根据权利要求1所述的一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，其特征在于：所述的上箱体（4）内壁设有与齿条（10）相活动式嵌接的齿条托架（11），所述的齿条托架（11）呈“L”形。

4.根据权利要求1所述的一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，其特征在于：所述的半周齿轮（12）包括驱动盘（21），所述的驱动盘（21）外壁上设有若干在180度圆周上均匀排列的做功齿（20），所述的驱动盘（21）内设有与发动机直轴（2）相固定套接的装配孔（22）。

5.根据权利要求4所述的一种活塞式切线驱动直轴内燃发动机，其特征在于：若干做功齿（20）的排列周长与齿条（10）的有效工作面长度一致，所述的齿条（10）的有效工作面长度大于活塞（9）在活塞缸（15）内的位移尺寸。