TWI359904B - - Google Patents

Description

1359904 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種往復式内燃機引擎，尤指一種適用 於車輛（如機車、汽車、貨車）及船舶之單缸或多缸引擎。 【先前技術】 按，一般内燃機引擎係藉由活塞在汽缸内往復運動， 再經由連桿帶動曲柄軸將動力輸出。傳統的内燃機引擎係 • 使用一支曲柄軸，其造成活塞在運動時會因曲柄角度而產 生不平衡的侧向力，進而使得活塞在燃燒室活動時會與汽 缸產生摩擦，以致減低效率，此外，傳統的引擎通常要經 過一段磨合時間，否則，汽缸在引擎極高速運動之下極易 損壞，再者，經過磨合後的引擎依然存在有側向力，效率 仍然會減低，，且汽缸壽命也會減短。 為改善侧向力對引擎活塞的負面影響，在習用技術上 已有對稱雙曲柄的設計。參閱第一圖及第二圖，顯示一習 ® 用單缸引擎1，其包含一汽缸11、可在該汽缸11内做往 復運動之活塞12、二曲柄輪13及二連桿14，各連桿14 的第一端141係連接在該活塞12上，且第二端142係連 接在一對應的曲柄輪13上，而各曲柄輪13係一正齒輪， 該二曲柄輪13之間以齒相嚅合而做反向旋轉，藉以傳輸 扭力。 再參閱第三及第四圖，顯示一習用多缸引擎2,其包 含複數汽缸21、可在各汽缸21内做往復運動之活塞22 5 1359904 及可做反向旋轉之二平行曲柄軸23,在各活塞22與該二 曲柄轴23之間藉由二連桿24連接，又該二曲柄軸23在 前、後端之間藉由一對齒輪251、252嚅合連接以傳輸扭 力。 習用引擎的對稱雙曲柄轴結構雖可改善單曲柄之側 向力問題’然而價格昂貴，尤其，習用引擎之雙曲柄輪均 為偏心（eccentric) ’其旋轉角度和活塞的直線運動不再是 正弦波的關係’上死點（top dead center，TDC)和下死點 (bottom dead center，BDC)的關係相對較為複雜，不易控制 其點火與進、排氣閥的開閉，造成要應用在多缸引擎上有 其困難。 【發明内容】 本發明人有鑑於此，乃悉心從事設計，於今有本發明 產生。緣此，本發明之主要目的在提供一種往復式内^機 引擎’該引擎無習用引擎單曲柄之侧向力問題，而且其雙 曲柄輪之旋轉角度和活塞的直線運動的上、下死點關係為 固定’因而能簡易地控制其點火與進、排氣閥的開閉，進 而能應用在使用多缸引擎之車輛或船舶上。 依據本發明-實施例構成的往復式内燃機引擎，係包 含可在-汽Μ作往復運動的—活塞、—對分隔開的曲柄 ^一對連桿及—傳動軸，各曲柄輪具有-形成複數斜齒 的斜錐邊緣，各料係連接在脑塞與—對應㈣柄輪之 間’而該傳動㈣延伸穿過該對曲柄輪之間，且該傳動轴 6 1359904 上具有一斜齒輪，該斜齒輪與該各曲柄輪邊緣的斜齒相嚙 合，而能將該對曲柄輪的扭力傳遞至該傳動轴者。 在一實施例甲，各曲柄輪係一斜齒輪且裝設在一轴桿 上，最好，該對曲柄輪的轴桿位在同一軸線上，而該傳動 轴係一圓柱傳動轴且與該對曲柄輪的軸線形成垂直。 在一多缸引擎的實施例中，該引擎進一步包含可在一 第二汽缸内作往復運動的一第二活塞、一第二對曲柄輪、 一第二對連桿及一第二斜齒輪，該第二對曲柄輪係位在該 傳動軸的兩侧，各曲柄輪具有一形成複數斜齒的斜錐邊 緣，該第二對連桿之各連桿係連接在該第二活塞與該第二 對曲柄輪之一對應的曲柄輪之間，而第二斜齒輪係裝設在 該傳動轴上且與該第二對曲柄輪之各曲柄輪邊緣的斜齒 相嚙合，能將該第二對曲柄輪的扭力傳遞至該傳動轴。 在另一多缸引擎的實施例中，該引擎進一步包含可個 別地在複數汽缸内作往復運動的複數活塞、複數對曲柄 輪、複數對連桿及複數斜齒輪，該複數對曲柄輪之各對曲 柄輪係位在該傳動軸的兩側，且各曲柄輪具有一形成複數 斜齒的斜錐邊緣，該複數對連桿之各對連桿係連接在該複 數活塞中之一對應的活塞與該複數對曲柄輪中之對應的 一對曲柄輪之間，該複數斜齒輪係裝設在該傳動轴上且各 斜齒輪係與該複數對曲柄輪中之對應的一對曲柄輪之各 曲柄輪邊緣的斜齒相喃合，而能將該複數對曲柄輪的扭力 傳遞至該傳動軸。 關於本發明之其他目的、優點及特徵，將可由以下較 7 1359904 佳實施例的詳細說明並參照所附圖式來了解。 【實施方式】 請參閱第五及第六圖，顯示依據本發明一較佳實施例 構成的往復式内燃機引擎3應用在一多缸引擎的主體結 構’該引擎3包含複數汽缸31、可在汽缸31内作往復運 動之複數活塞32、複數對曲柄輪33、複數對連桿34及一 動力傳動軸35，各活塞32係可在一對應的汽缸31内作 往復運動’各對曲柄輪33包含分隔開的一第一曲柄輪331 及一第二曲柄輪，各曲柄輪331、332具有一斜錐邊 緣333 ’各斜錐邊緣333上形成有複數斜齒335，使得各 曲柄輪大體上為一斜齒輪型態，又各曲柄輪係裝設在一轴 桿334上’各軸桿334係可樞轉地裝設在該引擎缸壁上（未 圖示），使得各曲柄輪可在該引擎内轉動，又該第一曲柄 輪331與第一曲柄輪332的轴桿係位在同一轴線上，使得 該對曲柄輪33形成同心轉動。 各對連桿34包含分隔開的一第一連桿341及一第二 連桿342，各第一連桿341連接在一對應活塞32與一對 應的第一曲柄輪331之間，而各第二連桿342連接在一對 應活塞32與一對應的第二曲柄輪332之間，使得各活塞 32在汽缸31内的往復運動可經由各對連桿34轉換為各 對曲柄輪33的轉動。 在本實施例中，該傳動軸35係一圓柱傳動軸，其延 伸穿過該複數對曲柄輪33之間且與各曲柄輪的轴線形成 1359904 垂直，又該傳動轴35上具有複數斜齒輪36，各斜齒輪36 係與一對曲柄輪33之邊緣的齒335相嚙合，使得各對曲 柄輪33做反向轉動且該複數對曲柄輪33的扭力可經由該 複數斜齒輪36傳遞至該傳動轴35。 依據本發明構成之往復式内燃機引擎3,其各汽缸31 係使用同心且作反向旋轉的雙曲柄輪33來傳遞扭力，所 以，活塞32運動過程中無侧向力的問題，又各汽缸31的 雙曲柄輪33係以斜齒335與位在中心圓柱傳動軸35上的 ® 斜齒輪36嚅合，可以有效傳輸扭力，此外，本發明以強 韌便宜之圓柱傳動軸35取代傳統多缸引擎使用之昂貴曲 柄轴，能簡化結構並大幅降低成本，且可適當使用軸承來 避免側向的撓性振動。 再者，依據本發明構成之往復式内燃機引擎3，其各 對雙曲柄輪33均為同心（concentric)，旋轉角度與活塞32 的直線運動的上、下死點的關係為固定，所以可沿用傳統 點火與進、排氣閥開閉的控制，而無習用雙曲柄轴的缺 點，進而使得本發明可適用於車輛、船舶等所使用之單 缸、多缸引擎上，在車輛、船舶等使用多缸引擎的市場將 具備強大之競爭力。 9 1359904 【圖式簡單說明】 第一圖：係一習用單缸引擎結構的立體示意圖。 第二圖：係第一圖之平面圖。 第三圖：係一習用多缸引擎結構的立體示意圖。 第四圖：係第三圖之平面圖，其中汽缸被移除。 第五圖：係依據本發明一實施例構成之引擎的立體示 意圖。 第六圖：係第五圖之平面圖，其中汽缸被移除。 【主要元件符號說明】 ⑴⑺引擎 (11)(21)汽缸 (12)(22)活塞 (13)曲柄輪 (14)(24)連桿 (141)第一端 (142)第二端 (23)曲柄軸 (251)(252)齒輪 (3)引擎 (31)汽缸 (32)活塞 (33)曲柄輪 (331)(332)曲柄輪 (333)邊緣 (334)軸桿 (335)斜齒 (34)連桿 (341)(342)連桿 (35)傳動軸 (36)斜齒輪

Claims (1)

1359904 十、申請專利範圍： 1. 一種往復式内燃機引擎，包含： 一活塞，其可在一汽缸内作往復運動； 一對分隔開的曲柄輪，各曲柄輪具有一斜錐邊緣，各斜錐 邊緣上形成有複數斜齒； 一對連桿，各連桿係連接在該活塞與一對應的曲柄輪之 間； 一傳動轴，其延伸穿過該對曲柄輪之間，該傳動韩上具有 一斜齒輪，該斜齒輪與該各曲柄輪邊緣的斜齒相哺 舍，而能將該對曲柄輪的扭力傳遞至該傳動軸。 2. 如申請專利範圍第1項所述之往復式内燃機引擎，其中， 各曲柄輪係一斜齒輪且裝設在一軸桿上，該對曲柄輪的 軸桿位在同一轴線上，而該傳動轴係一圓柱傳動轴且與 該對曲柄輪的轴線形成垂直。 3. 如申請專利範圍第1項所述之往復式内燃機引擎，其中， 該引擎進一步包含： 一第二活塞，其可在一第二汽缸内作往復運動； '—楚 ^ till -fcft 5 it \技 教ώίϊ τ3ή /目，丨，欠^ 挺s· 古" ▼ ^"-4 ^ Ί* y Ί γ|· _ ·—ν» I -<Ty ·| ·*» ·"» y · ., ·, ,·♦ ·—» , | · v _ »··* /、 / ^ 一斜錐邊緣，各斜錐邊緣上形成有複數斜齒； 一第二對連桿，各連桿係連接在該第二活塞與該第二對曲 柄輪之一對應的曲柄輪之間； 一第二斜齒輪，其裝設在該傳動軸上且與該第二對曲柄輪 之各曲柄輪邊緣的斜齒相嚙合，而能將該第二對曲柄 輪的扭力傳遞至該傳動轴。 11 1359904 4. 如申請專利範圍第3項所述之往復式内燃機引擎，其中， 該第二對曲柄輪之各曲柄輪係一斜齒輪且裝設在一轴桿 上，該第二對曲柄輪的轴桿位在同一轴線上，該軸線與 該傳動軸形成垂直。 5. 如申請專利範圍第1項所述之往復式内燃機引擎，其中， 該引擎進一步包含： 複數活塞，其可個別地在複數汽缸内作往復運動； 複數對曲柄輪，各對曲柄輪係位在該傳動軸的兩側，且各 曲柄輪具有一斜錐邊緣，各斜錐邊緣上形成有複數斜 齒； 複數對連桿，各對連桿係連接在該複數活塞中之一對應活 塞與該複數對曲柄輪中之對應的一對曲柄輪之間； 複數斜齒輪，其裝設在該傳動軸上且與該複數對曲柄輪中 之對應的一對曲柄輪之各曲柄輪邊緣的斜齒相喷合， 而能將該複數對曲柄輪的扭力傳遞至該傳動轴。 6. 如申請專利範圍第5項所述之往復式内燃機引擎，其中， 該複數對曲柄輪之各曲柄輪係一斜齒輪且裝設在一轴桿 上，各對Λ括輪的钟桿位在同一袖線Jl，該轴線與該傳 動轴形成垂直。 12