CN214741671U - 一种直推传动机构及直推式发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直推传动机构及直推式发动机。一种直推传动机构，包括一在推动块内形成一长条孔，长条孔的上下壁面分别形成有一段滚齿面，长条孔内设有一可滚动的转动轮，转动轮的中部连接有传动轴，转动轮的半个外周边上凸设有可啮合至滚齿面上的半边齿轮，推动块的两端分别固定至一活塞上，各活塞分别位于气缸内，气缸内往复运动的活塞推动推动块来回移动，带动转动轮及传动轴进行转动。本实用新型可减少传动耗损，提高能量利用率。

Description

一种直推传动机构及直推式发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机，更具体的说涉及一种直推传动机构及直推式发动机。

背景技术

发动机作为动力输出部件，其功率输出一般采用旋转轴或旋转轮的方式，常见的发动机包括气缸体、活塞连杆组和曲轴箱等。对于目前广泛使用的以曲柄连杆和曲轴作为功率输出机构的发动机来说，以将活塞的直线运动转化为旋转运动。但是，曲柄连杆和曲轴结构较为庞大复杂，需要占用更大的体积且使负重增加，再者，发动机内众多的机械部件，会增加传动所产生能耗损失，造成很大的功率损失，使能量利用率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直推传动机构及直推式发动机，以减少传动耗损，提高能量利用率。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种直推传动机构，包括一在推动块内形成一长条孔，长条孔的上下壁面分别形成有一段滚齿面，长条孔内设有一可滚动的转动轮，转动轮的中部连接有传动轴，转动轮的半个外周边上凸设有可啮合至滚齿面上的半边齿轮，推动块的两端分别固定至一活塞上，各活塞分别位于气缸内，气缸内往复运动的活塞推动推动块来回移动，带动转动轮及传动轴进行转动。

进一步，推动块位于一传动箱内，传动箱内设有两个滚轴，滚轴分别插进滚轴轴承内，推动块的上下表面贴近上下两根滚轴的圆弧形外周面。

进一步，传动箱包括相互贴合的前箱盖和后箱盖，推动块位于前、后箱盖之间，滚轴的两端插入到滚轴轴承中，后箱盖上设有两个可分别插置滚轴轴承的圆孔，前、后箱盖的中部分别设有可供传动轴穿出的中部穿孔，中部穿孔外侧固定有一传动轴承，传动轴穿过传动轴承后穿出。

进一步，传动轴的周面上设有一方形的沉槽口，一方形块配合放置于沉槽口中，传动轴穿入转动轮中部设有的圆通孔中，圆通孔内壁设有一缺槽，传动轴上的方形块限位于缺槽中，再通过齿轮定位螺丝从转动轮穿入圆通孔，固定传动轴。

进一步，活塞的外周上套设有至少一圈密封环，活塞的朝向推动块的内侧面与推动块的侧面之间设有至少一个缓冲弹簧，活塞的内侧面还设有可插入定位在推动块的两端上的凸柱，推动块的两端设有可供凸柱穿入的限位孔，凸柱固定于限位孔，左右两个活塞连同推动块形成整体。

进一步，推动块为一矩形体，长条孔的上下壁面形成平行面，左右两侧壁形成向两侧外扩的弧形面，滚动轮形成长度配合滚齿面宽度的柱形体。

一种直推式发动机，包括在一传动箱的两端分别连接气缸，两气缸之间设有上述直推传动机构，气缸的外侧连接气门座，各气门座上分别设有两个气门作为进气门和排气门。

进一步，气门座上设有火花塞及喷油器。

进一步，火花塞连接在气门座中部处，喷油器从气门座底部装进，两气门分别插进气门座上的插孔中，气门后端套接有气门弹簧，气门后端套有一弹簧压片压住气门弹簧，气门座的后方连接固定有调节器固定座，调节器固定座枢接有上调节压脚和下调节压脚分别压住气门的后端。

采用上述结构后，本实用新型的直推传动机构在结构更简单、便于加工及组装，结构部件少，减小了体积及重量，可减少发动机内众多的机械部件，大大减小传动所产生的能耗损失，在同等油耗下，发动机传动力更加强劲，行驶更长里程，同等里程下可减少燃油损失。直推传动机构可运用在发动机或者蒸汽机等，以减少传动耗损，提高能量利用率。

附图说明

图1为本实用新型的直推式发动机的立体结构示意图；

图2为本实用新型的直推式发动机的剖视示意图（进气门位于下方）；

图3为本实用新型的直推式发动机的爆炸图；

图4为本实用新型的直推传动机构的结构剖视图；

图5为本实用新型中推动块、转动轮、传动轴、及滚轴的结构示意图；

图6为本实用新型的直推式发动机中的气缸与活塞的结构示意图；

图7为本实用新型中后箱盖的结构示意图；

图8为本实用新型中前箱盖的结构示意图；

图9为本实用新型的直推式发动机的其中一侧气门座、气门及调节器固定座的结构示意图；

图10至图12为本实用新型的直推式发动机的工作进程示意图（以进气门位于下方且转动轮顺时针转动的运行方式为例）。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

结合图1至图5所示，本实用新型揭示了一种直推传动机构及应用该直推传动结构的发动机，该直推传动机构可运用在发动机或者蒸汽机等，本实施例中以运用于发动机上进行说明。结合图2、图5所示，直推传动机构包括在一传动箱1的两端分别连接气缸2，两气缸2之间设有直推传动机构，直推传动机构包括一在推动块3内形成一长条孔31，推动块3可为一矩形体，长条孔31可为一矩形，长条孔31的上下壁面形成平行面，左右两侧壁可形成向两侧外扩的弧形面。令长条孔31的上下壁面分别形成有一段滚齿面311，滚齿面311可形成近波浪形的齿面。长条孔31内设有一可滚动的转动轮41，转动轮41形成长度配合滚齿面311宽度的柱形体，转动轮41的中部连接有传动轴42，转动轮41的半个外周边上凸设有可啮合至滚齿面上的半边齿轮411，转动轮41在长条孔内进行转动。当推动块3在往复移动时，可带动转动轮41转动半圈后继续转动半圈，形成顺时针或逆时针旋转。令推动块3的两端分别固定至一活塞5上，各活塞5分别位于气缸2内，在气缸2内往复运动的活塞5可推动推动块5来回移动，从而带动转动轮41及传动轴41进行转动，令传动轴旋转后实现传动。

进一步，可令推动块3位于一传动箱1内，传动箱1内设有两个滚轴6分别位于推动块3的上方和下方，令滚轴6分别插进滚轴轴承61内，推动块3的上下表面分别贴近上下两根滚轴6的圆弧形外周面。通过上下两滚轴6，可使推动块3的往复运动更加稳定，同时可增加活塞5及传动轴42的稳定性及使用寿命。

本实施例中，结合图7、图8所示，传动箱1包括相互贴合的前箱盖11和后箱盖12，推动块3位于前、后箱盖11、12之间，滚轴6的两端插入到滚轴轴承61中，在后箱盖12上设有上下两个可分别插置滚轴轴承61的圆孔121，另一端的滚轴轴承61上可套上滚轴套圈62。前、后箱盖11、12的中部分别设有可供传动轴42穿出的中部穿孔111、122，中部穿孔111、122外侧固定有一传动轴承43，传动轴承43外侧设有一固定在前、后箱盖外侧面上的传动轴封盖44，传动轴封盖44通过封盖螺丝固定在前、后箱盖外侧，传动轴42穿过传动轴承43后从轴承封盖44穿出。

如图5所示，在推动块3中，传动轴42连接固定在转动轮41中，传动轴42的周面上设有一方形的沉槽口421，一方形块422配合放置于沉槽口421中，传动轴42穿入转动轮41中部设有的圆通孔412中，圆通孔412内壁设有一缺槽413，传动轴42上的方形块422限位于缺槽413中，可再通过齿轮定位螺丝414从转动轮41穿入圆通孔412，以固定传动轴42。

结合图3至图6所示，活塞5位于气缸2内，活塞5的外周上套设有至少一圈密封环51，本实施例中，在活塞5的外周上设有3个密封环51。活塞5的朝向推动块3的内侧面与推动块3的侧面之间还设有至少一个缓冲弹簧52，可在活塞5的内侧面设有至少一个可供缓冲弹簧52压进的孔位521，通过缓冲弹簧形成缓冲作用。活塞5的内侧面上还设有可插入定位在推动块3的两端上的凸柱53，推动块3的两端设有可供凸柱53穿入的限位孔32，凸柱53上环侧面设有多个定位孔531，再利用组米螺丝532旋进推动块两端设有的定位孔33后压入凸柱53上的定位孔531，压死凸柱53防止跑动，使活塞5固定在推动块3两端，令左右两个活塞5连同推动块5形成整体，往复运动的活塞5可带动推动块一并运动。

本实用新型还揭示了应用上述直推传动结构的直推式发动机，结合图1至图4所示，直推式发动机包括在一传动箱1的两端分别连接气缸2，两气缸2之间设有上述直推传动机构，气缸2的外侧连接气门座7，各气门座7上分别设有两个气门8作为进气门和排气门。其中，气门座7的两端设有通气孔702作为进气口或出气口，进气口和出气口分别对应进气门和排气门，气门座中的进、出气口或者进气门、排气门方向的改变，可根据发动机的实际使用进行设置。气门座7上设有火花塞71及喷油器72，形成内燃机。火花塞71连接在气门座7中部处，喷油器72从气门座7底部装进。两气门8分别插进气门座7上的插孔701中，气门8后端套接有气门弹簧81，气门8后端套有一弹簧压片82压住气门弹簧81。气门座7的后方连接固定有调节器固定座9，调节器固定座9枢接有上调节压脚91和下调节压脚分92别压住气门8的后端。本实用新型的直推式发动机可通过传动轴串联为4缸、6缸、8缸、10缸、N个双缸发动机。

本实用新型的直推式发动机在工作时，结合图10至图12所示，以进气口、进气门位于气门座7下方，出气口及排气门位于下方，且转动轮41顺时针转动的运行方式为例进行说明。

如图10中顺序1，当位于左侧的气缸中的活塞5（元件标号请参考图2）在最左侧时，位于左侧的调节器固定座9中的下调节压脚92压了位于左下方的气门8（作为进气门），左下方气门中的气门弹簧81被压缩，左下方气门8的气门头被向前推，不再封堵气门座7与气缸2之间的气道，使位于左下方的气门处于打开状态；左边的喷油器的72油口喷出油雾，进入左气缸。同时，左上方的气门弹簧未被上调节压脚91压缩，左上方气门（作为排气门）的气门头封堵气门座7与气缸2之间的气道，左上方气门处于封闭状态。同时右侧调节器固定座9上的上调节压脚91压了右上气门（作为排气门），气门弹簧被压缩，右上气门的气门头不再封堵气门座与气缸之间的气道，右上气门处于打开状态，左边气门座的出气口打开。右下气门弹簧未被下调节压脚压缩，右下气门的气门头封堵气右侧门座7与气缸2之间的气道，右下气门（作为进气门）处于封闭状态。右边活塞5的缓冲弹簧52被传动箱右侧面挤压。转动轮4中的半边齿轮411上端的第一个齿，刚进入位于推动块内上壁面的滚齿面311上的第一个齿槽中。

请参见图10至图11中的顺序2、顺序3、顺序4。接着，半边齿轮411上面的第二个齿进入滚齿面311上面的第二个齿槽。左侧的调节器固定座9中的下调节压脚92不再压左下气门，左下气门的气门弹簧被弹开；左下气门的气门头向后推后，使左下气门处于关闭状态；喷油器72不再喷出燃油雾。紧接着左边的火花塞71放电点火，引爆左边气缸内的燃油雾，推动左边活塞5向右侧移动，活塞5连同推动块3整体向右移动，右边气缸2内的空气，通过右边的气门座的出气口被排出。随着半边齿轮411继续顺时针滚动，右边气缸内的空气持续被排出。

接着，如图11中的顺序5，左气缸2中被爆燃气压推动至最右边时，右侧的调节器固定座9中的下调节压脚92压了右下气门部位，右下气门的气门弹簧，气门头被向前推，右下气门处于打开状态；右边的喷油器72喷出油雾，进入右气缸。同时，右上气门的气门弹簧未被压缩，右上气门于封闭状态。左上气门的气门弹簧被压缩，左上气门601的部位，气门头被向前推，左上气门处于打开状态，左边的气门座的出气口打开。同时，左下气门的气门弹簧未被压缩，左下气门处于封闭状态。同时，放进左边活塞5的缓冲弹簧52被传动箱左侧面挤压。半边齿轮411下面的第一个齿，刚进入推动块内位于下壁面的滚齿面311上的第一个齿槽中。

参见图11至图12中的顺序6、顺序7、顺序8。接着，半边齿轮411下面的第二个齿，进入滚齿面311下壁面的第二个齿槽。右侧的调节器固定座9中的下调节压脚92不再压右下气门，右下气门的气门弹簧被弹开；右下气门的气门头向后推后，使右下气门处于关闭状态；右边的喷油器72不再喷出燃油雾。紧接着右边的火花塞71放电点火，引爆右边气缸内的燃油雾，推动右边活塞5，让活塞及推动块3整体向左移动，左边气缸内的空气，通过左边的左侧气门座的出气口被排出。随着半边齿轮411继续顺时针滚动，左边气缸内的空气持续被排出。

接着，当活塞5又被推至最左侧时，左侧的调节器固定座9中的下调节压脚92压了左下气门，左下气门的气门弹簧被压缩，左下气门处于打开状态；左边的喷油器72的油口喷出油雾，进入左气缸。左上气门的气门弹簧未被上调节压脚压缩，左上气门处于封闭状态。同时右上气门的气门弹簧被压缩，右上气门处于打开状态，右边的气门座出气口打开。右下气门的气门弹簧未被压缩，右下气门处于封闭状态。同时右边活塞5的缓冲弹簧被传动箱的右侧面挤压。半边齿轮411上面的第一个齿，进入推动块内位于上壁面的滚齿面311上的第一个齿槽。以上请参见图12中的顺序9及图10中的顺序1，直推发动机就是这样周而复始的运动，实现传动轴的顺时针旋转。

上述实施例仅仅是对进气门位于下方且转动轮顺时针转动的运行方式为例，也可是进气门位于下方且转动轮逆时针转动，进气门位于上方且转动轮逆时针或顺时针的运行方式，配合不同的发动机，实现传动轴的转动。

当然，本案中的直推式发动机也可以改变气门的进、出气结构，例如高压气体进入气缸，演变为蒸汽推动结构，加上发电装置，就是蒸汽发电机。

采用上述方案后，本实用新型的直推传动机构及直推式发动机可达到以下优点：

1、减少发动机内众多的机械部件，减少传动耗损，在同等油耗下，发动机传动力更加强劲，行驶更长，同等里程下可减少燃油损失，提高能量利用率。

2、传动机构的设计体积更小更轻，进而减小负重及占用整体产品的面积。

3、直推传动机构的结构简单、节省材料成本，好加工，好组装，减少加工成本，好维护。

4、采用传动轴直接套半边齿轮与推动块的传动设计，能有效加大齿轮齿面的受力面积，增加齿轮的使用寿命。

5、通过在推动块的上下设有滚轴，可使推动块的往复运动更加稳定，增加活塞及传动轴的稳定性及使用寿命。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (9)

1.一种直推传动机构，其特征在于：包括一在推动块内形成一长条孔，长条孔的上下壁面分别形成有一段滚齿面，长条孔内设有一可滚动的转动轮，转动轮的中部连接有传动轴，转动轮的半个外周边上凸设有可啮合至滚齿面上的半边齿轮，推动块的两端分别固定至一活塞上，各活塞分别位于气缸内，气缸内往复运动的活塞推动推动块来回移动，带动转动轮及传动轴进行转动。

2.如权利要求1所述的一种直推传动机构，其特征在于：推动块位于一传动箱内，传动箱内设有两个滚轴，滚轴分别插进滚轴轴承内，推动块的上下表面贴近上下两根滚轴的圆弧形外周面。

3.如权利要求2所述的一种直推传动机构，其特征在于：传动箱包括相互贴合的前箱盖和后箱盖，推动块位于前、后箱盖之间，滚轴的两端插入到滚轴轴承中，后箱盖上设有两个可分别插置滚轴轴承的圆孔，前、后箱盖的中部分别设有可供传动轴穿出的中部穿孔，中部穿孔外侧固定有一传动轴承，传动轴穿过传动轴承后穿出。

4.如权利要求1所述的一种直推传动机构，其特征在于：传动轴的周面上设有一方形的沉槽口，一方形块配合放置于沉槽口中，传动轴穿入转动轮中部设有的圆通孔中，圆通孔内壁设有一缺槽，传动轴上的方形块限位于缺槽中，再通过齿轮定位螺丝从转动轮穿入圆通孔，固定传动轴。

5.如权利要求1所述的一种直推传动机构，其特征在于：活塞的外周上套设有至少一圈密封环，活塞的朝向推动块的内侧面与推动块的侧面之间设有至少一个缓冲弹簧，活塞的内侧面还设有可插入定位在推动块的两端上的凸柱，推动块的两端设有可供凸柱穿入的限位孔，凸柱固定于限位孔，左右两个活塞连同推动块形成整体。

6.如权利要求1所述的一种直推传动机构，其特征在于：推动块为一矩形体，长条孔的上下壁面形成平行面，左右两侧壁形成向两侧外扩的弧形面，滚动轮形成长度配合滚齿面宽度的柱形体。

7.一种直推式发动机，其特征在于：包括在一传动箱的两端分别连接气缸，两气缸之间设有如权利要求1至6中任一项所述的直推传动机构，气缸的外侧连接气门座，各气门座上分别设有两个气门作为进气门和排气门。

8.如权利要求7所述的一种直推式发动机，其特征在于：气门座上设有火花塞及喷油器。

9.如权利要求8所述的一种直推式发动机，其特征在于：火花塞连接在气门座中部处，喷油器从气门座底部装进，两气门分别插进气门座上的插孔中，气门后端套接有气门弹簧，气门后端套有一弹簧压片压住气门弹簧，气门座的后方连接固定有调节器固定座，调节器固定座枢接有上调节压脚和下调节压脚分别压住气门的后端。

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