CN2818816Y - 发动机切线作功传动输出机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机动力传动机构，具体地说是一种发动机切线作功传动输出机构。它由发动机汽缸的活塞连杆的往复运动提供动力，由与汽缸数相统一的偶数个机构单元组成，每相邻两个机构单元为一组，机构单元包括配装于一体的⊥型长短动力杆、输出轴、两侧处带有轴向凸台的棘轮式从动轮、动力支杆、两端为外凸延伸端的弧形拉杆、定位块。活塞施力于受力臂切线方向的发动机切线作功传动输出机构，旋转机构可连续作圆周运动，不存在任何死点，活塞作功可高效率输出，因此使热机效率提高，进而可节约大量燃料，本实用新型适用于以活塞往复运动作功的发动机。

Description

发动机切线作功传动输出机构

技术领域

本实用新型涉及发动机动力传动机构，具体地说是一种发动机切线作功传动输出机构。

背景技术

传统发动机都通过汽缸内活塞的往复运动输出功率，发动机及汽缸本身都是相对不动的。现广泛采用的往复活塞式内燃发动机，通过可燃气体在汽缸内燃烧膨胀产生压力，推动活塞运动并经连杆转变为曲轴的旋转运动来对外输出功率。上述机构为平面机构，活塞、活塞对曲轴连杆的施力点、曲轴的旋转中心位于同一直线上，如图1所示设活塞杆受到的推力为F，则用于曲柄转动的力矩为F.sinα.sinβ.1，α、β均为变量，加之在旋转周期中除固定的一点外，sinα与sinβ为0-1-0的循环变量，因此这样的作功方式造成现有内燃机热机效率很低；另外这样的机构在运动过程中会产生连杆偏摆，还存在曲轴与活塞共线时的两个死点；曲轴既要承受来自活塞的压力，又要调整旋转，故由于磨擦也会所消耗功率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是要提供一种活塞施力于受力臂切线方向的发动机切线作功传动输出机构，旋转机构可连续作圆周运动，不存在任何死点，活塞作功可高效率输出，因此使热机效率提高，进而可节约大量燃料。

本实用新型要解决上述的技术问题是通过以下的技术方案得以实现的：一种发动机切线作功传动输出机构，由发动机汽缸的活塞连杆的往复运动提供动力，它由偶数个机构单元组成，每相邻两个机构单元为一组，所述机构单元数与汽缸数相同；

机构单元包括配装于一体的 型长短动力杆、输出轴、两侧处带有轴向凸台的棘轮式从动轮、动力支杆、两端为外凸延伸端的弧形拉杆、定位块；长短动力杆水平平行设置且一端对齐，二者于对齐端之间通过轴承联接有输出轴，输出轴上固联从动轮；长短动力杆于非对齐端相应于短动力杆端部位置定距固联；长短动力杆间于其竖直部分的上端铰有动力支杆，动力支杆为

型；动力支杆上低于拐点处侧铰有滑块，下端与弧形拉杆的外凸延伸端铰接；弧形拉杆位于从动轮上方且其另一外凸延伸端铰接有定位块，所述拉杆还配有限位卡件，卡件的下端固定于长动力杆上与输出轴联接一端，卡件的上端固联有沿轴向延伸的挡件，挡件位于拉杆的弧形范围内且高出拉杆，其最高点略高于拉杆位于棘齿齿顶时所在的高度；

棘轮式从动轮的齿数为3；定位块下部落于从动轮齿上，其下缘带有与从动轮的棘齿相匹配的棘爪，定位块于其远离轴心的边缘处铰套在两端固定于拉杆边缘侧壁的定位销上；

凸台设于从动轮两侧，其内径、外径分别与轴孔直径、棘轮的齿根圆直径相同；滑块截面为类∩型，下部落于从动轮两侧的凸台上，其底部为圆弧面，弧面的半径与凸台外径相同；

长短动力杆竖直部分间设有固联于长动力杆顶部或短动力杆顶部的固定块，固定块上设有相匹配的螺纹孔及滑块间隙调整螺栓，它们位于动力支杆与动力杆竖直部分的铰接轴上方且沿铰接轴的水平径向，螺纹孔贯通；

每组机构单元的短动力杆靠近受力端的下方设有交替机构，交替机构由下向上包括支座、转轴式支点设于支座顶部的杠杆式交替摆杆、铰接于交替摆杆另一端的向上延伸的交替连杆，交替连杆的另一端铰接于位于短动力杆下方的交替连杆支座上，交替连杆的两端分别装有调心轴承；

相邻两组机构单元间还设有联动连杆，联动连杆两端各铰有联动摆杆，联动摆杆的另一端分别固联于两组交替摆杆的转轴式支点处；

长动力杆与活塞连杆间通过联动轴铰接；动力杆于其铰接点的下方与设于固定支座上的曲柄连杆铰接。

各机构单元共用输出轴和联动轴。

作为本实用新型的改进，在沿输出轴径向的同一纵截面内，输出轴中心、长动力杆与活塞连杆的铰接中心、拉杆与长动力杆的铰接中心三点位于同一直线上。

本实用新型所提供的上述结构的发动机切线作功传动输出机构，其工作原理如下：由活塞杆施力端与动力杆受力端相铰接，当活塞带动其连杆受膨胀气体的推力作上下往复运动时，驱动动力杆连带动力支杆、滑块、拉杆、定位块作相应的运动。当定位块的棘爪进入棘轮的齿根部位即处于定位工作状态时，由拉杆拉紧动力支杆及滑块，从动轮同长动力杆一起转动，从而带动输出轴将功率输出。

本实用新型的工作方式为双缸一组，两缸的中心连线与功率输出轴平行。长动力杆在相对于其水平位置上下(60+n)°的行程范围内以输出轴为转轴作圆周运动。双缸长动力杆上下交替运动，由长动力杆竖直部分连接的摆动连杆和横杆连接，摆动横杆中心由支座支撑使其作此上彼下的摆动。摆动的行程由长动力杆水平部分下方连接的曲柄连杆及支座部分的相关参数确定，曲柄长度的二倍相当于长动力杆水平部分所作的(60+n)°圆弧运动的弦长。

曲轴所起的作用是保证活塞的运行位置及发动机启动，使汽路、油路及电路得到准确的工作时间。

定位销、定位块、拉杆间的联接，可保证定位块在悬空时的状态。

拉杆限位是控制在高速运动时拉杆连接的定位块和从动轮的间隙。

活塞的连杆与长动力杆间为铰接，使汽缸的中心位于长动力杆工作时所形成的弧、弦之间，可减小活塞连杆的摆动幅度。

在沿输出轴径向的同一纵截面内，输出轴中心、长动力杆与活塞连杆的铰接中心、拉杆与长动力杆的铰接中心三点位于同一直线上，可提高作功效率。

因行程的需要，双缸活塞连杆互作交替运动，功率输出轴的一次行程为60°。在安装时，两单元的从动轮部分相对输出轴错位60°，两单元的定位块和从动轮在进入传动状态时需有一定的间隙。每单元中长动力杆的行程为(60+n)°，n°的值便是上述间隙的值，这样就得以准确完成功率传递。

本实用新型与现有发动机曲轴连杆机构相比，其所取得的技术进步是：由活塞施力于受力臂切线方向，长动力杆的行程为(60+n)°，活塞施力基本位于力臂切线位置，只是有小幅的偏转角而已，所产生的使输出轴旋转的力矩与现有技术相比大大提高；而汽缸数为偶数个，每两个为一组，保证作为输出轴的旋转机构可连续作圆周运动，不存在任何死点，活塞作功可高效率输出，因此使热机效率提高，进而节约大量燃料。本实用新型适用于以活塞往复运动作功的发动机。

本实用新型下面将结合附图和具体实施例作进一步的详细说明。

附图说明

图1为现有活塞式往复发动机的运动简图；

图2为本实用新型实施例(一)的结构示意图；

图3为图1的B-B视图；

图4为图1的A---A视图；

图5为图2--图4所示实施例各构件的轴向位置关系示意图；

图6为实施例(二)的交替机构的结构示意图。

具体实施方式

实施例(一)

如图1-5所示的一种发动机切线作功传动输出机构，由双缸发动机的汽缸活塞连杆的往复运动提供动力，包括一组即两个机构单元。机构单元包括配装于一体的 型长短动力杆11、12、输出轴2、两侧带有凸台的棘轮式从动轮3、动力支杆4、两端为外凸延伸端的弧形拉杆5、定位块6；长短动力杆11、12水平平行设置且一端对齐，二者11、12于对齐端之间通过轴承联接有输出轴2，输出轴2上固联从动轮3；长短动力杆11、12于非对齐端相应于短动力杆12端部位置定距固联；长短动力杆11、12间于其竖直部分的上端铰有

型动力支杆4；动力支杆4上低于拐点处侧铰有滑块7，下端与弧形拉杆5的外凸延伸端81铰接；弧形拉杆5位于从动轮3上方且其另一外凸延伸端82铰接有定位块6，所述拉杆5还配有限位卡件9，卡件9的下端固定于长动力杆11上与输出轴2联接一端，卡件9的上端固联有沿轴向延伸的挡件，挡件位于拉杆5的弧形范围内且高出拉杆5，其最高点略高于拉杆5位于棘齿齿顶时所在的高度；

棘轮式从动轮3的齿数为3，其齿廓为由齿顶与右侧之齿的齿根沿齿根圆向逆时针方向留出定位块的位置余量后两点间的光滑曲线；定位块6下部落于从动轮3的齿上，其下缘带有与从动轮3的棘齿相匹配的棘爪，定位块6于其远离轴心的边缘处铰套在两端固定于拉杆边缘侧壁的定位销13上；

凸台28设于从动轮3两侧，其内径、外径分别与轴孔直径、棘轮的齿根圆直径相同；滑块7截面为类∩型，下部落于凸台28上，其底部为圆弧面，弧面的半径与凸台28外径相同；

长短动力杆11、12竖直部分间设有固联于长动力杆顶部的固定块31，固定块31上设有相匹配的螺纹孔及滑块间隙调整螺栓14，它们位于动力支杆与动力杆竖直部分的铰接轴上方且沿铰接轴的水平径向，螺纹孔贯通；

定位块6下部位于从动轮3的滑道内且于其边缘处铰套在两端固定于拉杆5边缘侧壁的小轴13上；

滑块7下部落于从动轮3滑道内，其底部为圆弧形，圆弧的半径为棘轮的齿根圆的半径；

棘轮式从动轮3的齿数为三；定位块6的下缘为与从动轮3相配的棘爪状；

每组机构单元的长动力杆11靠近受力端的下方设有交替机构，交替机构由下向上包括支座15、转轴式支点16设于支座15顶部的杠杆式交替摆杆17、铰接于交替摆杆17自由端的向上延伸的交替连杆18，交替连杆18的另一端铰接于位于长动力杆11下方的交替连杆支座19上，交替连杆18的两端分别装有调心关节轴承；

长动力杆11与活塞连杆22间通过联动轴23铰接；长动力杆11于铰接点23的下方与设于固定支座24上的曲柄连杆25铰接。

各机构单元共用输出轴2和联动轴23。

实施例(二)

如图1-图3、图5、图6所示的一种发动机切线作功传动输出机构，由四缸发动机的汽缸活塞连杆的往复运动提供动力，包括两组即四个机构单元。

本实施例与实施例(一)的基本机构单元相同，只在于数目的不同；两实施例在结构上的区别在于：交替摆杆17的转轴式支点16处还铰有向上延伸的联动摆杆20，联动摆杆20的另一端分别固联于两组交替摆杆17的转轴式支点16处；每组机构单元的两联动摆杆间铰接有联动连杆21。

Claims (2)

1、一种发动机切线作功传动输出机构，由发动机汽缸的活塞连杆的往复运动提供动力，其特征在于：它由偶数个机构单元组成，每相邻两个机构单元为一组，所述机构单元数与汽缸数相同；

机构单元包括配装于一体的⊥型长短动力杆、输出轴、两侧处带有轴向凸台的棘轮式从动轮、动力支杆、两端为外凸延伸端的弧形拉杆、定位块；长短动力杆水平平行设置且一端对齐，二者于对齐端之间通过轴承联接有输出轴，输出轴上固联从动轮；长短动力杆于非对齐端相应于短动力杆端部位置定距固联；长短动力杆间于其竖直部分的上端铰有动力支杆，动力支杆为 型；动力支杆上低于拐点处侧铰有滑块，下端与弧形拉杆的外凸延伸端铰接；弧形拉杆位于从动轮上方且其另一外凸延伸端铰接有定位块，所述拉杆还配有限位件，限位件的下端固定于长动力杆上与输出轴联接一端，卡件的上端固联有沿轴向延伸的挡件，挡件位于拉杆的弧形范围内且高出拉杆，其最高点略高于拉杆位于棘齿齿顶时所在的高度；

棘轮式从动轮的齿数为3；定位块下部落于从动轮齿上，其下缘带有与从动轮的棘齿相匹配的棘爪，定位块于其远离轴心的边缘处铰套在两端固定于拉杆边缘侧壁的定位销上；

凸台设于从动轮两侧，其内径、外径分别与轴孔直径、棘轮的齿根圆直径相同；滑块截面为类∩型，下部落于从动轮两侧的凸台上，其底部为圆弧面，弧面的半径与凸台外径相同；

长短动力杆竖直部分间设有固联于长动力杆顶部或短动力杆顶部的固定块，固定块上设有相匹配的螺纹孔及滑块间隙调整螺栓，它们位于动力支杆与动力杆竖直部分的铰接轴上方且沿铰接轴的水平径向，螺纹孔贯通；

每组机构单元的短动力杆靠近受力端的下方设有交替机构，交替机构由下向上包括支座、转轴式支点设于支座顶部的杠杆式交替摆杆、铰接于交替摆杆另一端的向上延伸的交替连杆，交替连杆的另一端铰接于位于短动力杆下方的交替连杆支座上，交替连杆的两端分别装有调心轴承；

相邻两组机构单元间还设有联动连杆，联动连杆两端各铰有联动摆杆，联动摆杆的另一端分别固联于两组交替摆杆的转轴式支点处；

长动力杆与活塞连杆间通过联动轴铰接；动力杆于其铰接点的下方与设于固定支座上的曲柄连杆铰接；

各机构单元共用输出轴和联动轴。

2、根据权利要求1所述的发动机切线作功传动输出机构，其特征在于：在沿输出轴径向的同一纵截面内，输出轴中心、长动力杆与活塞连杆的铰接中心、拉杆与长动力杆的铰接中心三点位于同一直线上。

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