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齒條齒輪棘輪傳動電控氣發(fā)動機

閱讀:242發(fā)布:2021-03-11

專利匯可以提供齒條齒輪棘輪傳動電控氣發(fā)動機專利檢索,專利查詢,專利分析的服務。并且本 發(fā)明 涉及一種用 齒條 、 齒輪 和 棘輪 傳動,將 活塞 的往復運動轉變?yōu)?主軸 的旋轉運動,用電磁 鐵 和計算機控制氣 門 開關 的新型 發(fā)動機 。其特征是一個與主軸轉動配合的齒輪套與兩套活塞組的 連桿 齒條相 嚙合 。齒輪套中的棘爪撥動主軸上的棘輪使主軸轉動。主軸上裝有兩個轉向相反的棘輪。一個固定在主軸上,另一個與主軸轉動配合。與主軸轉動配合的齒輪棘輪組件通過帶介輪的傳動機構,將與主軸轉向相反的 動能 改變方向推動主軸轉動。氣門與氣門電 磁鐵 直接連接,用計算機控制其開閉。該發(fā)動機節(jié)能、環(huán)保、無振動、壽命長、造價低,它適合做各種車輛、 船舶 、輕型飛機及小型發(fā)電設備的動 力 。,下面是齒條齒輪棘輪傳動電控氣發(fā)動機專利的具體信息內(nèi)容。

1.?一種發(fā)動機,該發(fā)動機用由齒條齒輪棘輪組成的傳動機構將活塞的 往復運動轉變?yōu)?a href='/zhuanli/list-19538-1.html' target='_blank'>主軸的旋轉運動,該發(fā)動機用由電磁和計算機組成的電控裝 置控制氣開關,該發(fā)動機至少由氣缸體(1)、氣缸蓋(2)、氣缸(9)、活塞 (10)、連桿齒條(13和27)、平衡連桿齒條側向的靠輪(26)、齒輪套(12)、 固定在齒輪套上的棘爪座(18)及其中的棘爪(30)、主軸(43)、固定在主軸 上的棘輪(40)和齒輪(41)、與主軸滑動配合的齒輪棘輪組件(28)、裝在齒 輪棘輪組件兩端的推力軸承(33)、介輪(23)、裝在傳動軸(49)上的齒輪(25 和24)、主軸軸承(42和34)、主軸密封(44和32)、進氣道(21)、排氣道(39)、 進氣門(37)、排氣門(7)、氣門電磁鐵(3和5)、壓力傳感器(6)、燃油噴嘴 (19)及控制導線(20)、火花塞(8)、由發(fā)射光電管(52)和接收光電管(54) 組成的光電傳感器、固定在齒輪套上的擋(65)、固定在氣缸體上的擋塊(64) 及設在其中的壓力傳感器(63)、潤滑油噴嘴(16)、吸油盤(53)構成,其特 征是:在氣缸體(1)中設置至少兩組具有同一軸線的氣缸(9),這兩組氣缸的 軸線相互平行,且在同一平面內(nèi),兩個與氣缸相配合的活塞(10),通過一根連 桿齒條(13)連接在一起,組成一個活塞組,另一根連桿齒條(27)與另兩個 活塞連接,組成另一個活塞組,兩個活塞組的連桿齒條的齒面相對置,一個軸 線與兩個活塞組軸線垂直但不相交的齒輪套(12),置于兩個活塞組中間,其齒 輪節(jié)圓與兩個活塞組連桿齒條的節(jié)線相切,兩個齒條和齒輪的模數(shù)相同,且相 互正確嚙合,在齒輪套上齒輪兩側設置有多個棘爪座(18),它們錯開一定度 對稱布置,在棘爪座中裝有棘爪(30)和壓緊彈簧(35),在氣缸體內(nèi),位于兩 個連桿齒條背面一側,各設置一個靠輪(26),兩個靠輪的軸線與齒輪套的軸線 相平行,且同在一個通過齒輪套軸線,且與活塞軸線相垂直的平面內(nèi),兩個靠 輪始終與其對應的連桿齒條背面相接觸,連桿齒條與齒輪套上齒輪的配合關系 是:當一個活塞組運行至氣缸左止點時,另一個活塞組剛好運行至氣缸右止點, 反之亦然,在氣缸體上設置擋塊(64),其中裝有壓力傳感器(63),在齒輪套 上設置擋塊(65),當活塞組的行程剛超過行程止點時,齒輪套上的擋塊剛好與 氣缸體上的擋塊相接觸,其上的壓力傳感器受壓產(chǎn)生電信號,通過電腦處理發(fā) 出指令使發(fā)動機熄火,避免活塞與氣缸頂部相撞擊,帶有兩個棘輪的主軸(43) 與齒輪套(12)滑動配合,兩個棘輪的棘齒方向相反,棘輪(40)與主軸固定 配合,齒輪棘輪組件(28)與主軸滑動配合,在其兩端裝有推力軸承(33)和 (46),在主軸與齒輪套(12)和齒輪棘輪組件(28)的配合面上,加工有螺旋 狀油線(67),以便機油能進入軸和套之間的間隙,實現(xiàn)良好的潤滑,在齒輪套 (12)內(nèi)側表面中部,加工出一條截面為半圓形的環(huán)形溝槽(48),在主軸表面 對應齒輪套內(nèi)壁環(huán)形溝槽(48)處,加工出一條截面為半圓形的環(huán)形溝槽(47), 這兩條環(huán)形溝槽構成一個環(huán)形空間,其截面為圓形,在齒輪套外側對應環(huán)形空 間處,開有一個略大于環(huán)形截面的帶螺紋的小孔,多個與環(huán)形空間相配合的球, 從該孔放入環(huán)形空間,用一個帶螺紋的銷釘將該孔封住,其作用是確定齒輪套與 主軸的相對位置,防止其左右竄動,這樣安裝后,齒輪套上棘爪座(18)中的棘 爪(30)剛好與主軸上的棘輪的棘齒相嚙合,當活塞在燃氣推動下在氣缸中往 復運動時,連桿上的齒條帶動齒輪套來回擺轉,其上的棘爪撥動主軸上的兩個 棘輪向相反方向轉動,齒輪棘輪組件(28)通過固定在氣缸體上的介輪(23), 與位于主軸下方的,固定在與主軸平行的傳動軸(49)上的齒輪(25)傳動配 合,這三個齒輪模數(shù)相同,齒輪棘輪組件(28)的齒輪與齒輪(25)節(jié)圓直徑 相等,在傳動軸(49)的另一端,固定有齒輪(24),它與固定在主軸上的,與 其節(jié)圓直徑相等的齒輪(41)相嚙合,該套傳動軸及傳動齒輪的作用是將滑動 棘輪的轉動,轉變?yōu)榕c滑動棘輪轉向相反的主軸的轉動,主軸(43)的前端與 冷卻扇相連接,其后端為花鍵軸,與離合器變速器相連接,火花塞(8)安 裝在氣缸蓋上,其前端插入燃燒室(4)中,燃油噴嘴(19)安裝在進氣道(21) 末端,其噴油動作由電控器通過導線(20)控制,進、排氣門(37和7)的開、 關由計算機控制的電磁鐵(3和5)直接帶動,該計算機與電噴電控器及控制活 塞行程的計算機,整合為統(tǒng)一的集中電控器,在氣缸蓋上安裝有壓力傳感器(6), 其探頭插入燃燒室(4),在氣缸體頂蓋(56)下方對應連桿齒條(13)處,安 裝有由發(fā)射光電管(52)和接收光電管(54)構成的光電傳感器,在連桿齒條 (13)上開有兩個小孔(17),其中心連線與光電傳感器的兩個光電管的中心連 線垂直相交,當活塞運行至左側止點時,連桿齒條上偏右側的小孔的中心線剛 好與兩個光電管的中心連線相重合,此時發(fā)射光電管(52)發(fā)出的光,通過連 桿齒條上的小孔(17)照射到接收光電管(54)上,產(chǎn)生電信號傳至集中電控 器,與此同時,伸入燃燒室的壓力傳感器(6),將測得的壓力值傳至集中電控 器,集中電控器經(jīng)過數(shù)據(jù)處理確認該燃燒室處于壓縮終了狀態(tài)時,對該燃燒室 的燃油噴嘴(19)和火花塞(8)發(fā)出噴油和點火指令,該燃燒室開始爆發(fā)做工 行程,與此同時,集中電控器按即定程序指令應處于吸氣和排氣狀態(tài)的氣缸對 應的氣門電磁鐵(3和5)動作,打開進、排氣門,當所述活塞組運行至右端止 點時,活塞桿上偏左側的小孔中心線剛好與光電傳感器的兩個光電管的中心連 線相重合,于是又重復上述過程,使兩組活塞按四沖程不斷往復做功,通過連 桿齒條帶動齒輪套擺轉,并通過其上的棘爪撥動棘輪,使主軸旋轉,在氣缸體 頂蓋(56)上安裝有潤滑油噴嘴(16),保證齒輪、棘輪及主軸的潤滑,在油底 殼(68)中裝有吸油盤(53),以便回收用過的機油。
2.?根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機,其特征是:如果將由四個氣缸組成的上 述發(fā)動機稱為單元發(fā)動機,那么,由多個單元發(fā)動機串聯(lián)即可構成多元發(fā)動機, 其中每個單元發(fā)動機的工作起點的相位,相互均勻地錯開一定角度,這樣,它 們作用在共同主軸上的力就比較均勻。
3.?根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機,其特征是:如果將由四個氣缸組成的發(fā) 動機稱為單元發(fā)動機,將上述單元發(fā)動機相互并聯(lián),即可構成多元發(fā)動機,其 中每兩個相鄰的單元發(fā)動機主軸的前后方向相互倒置,它們的主軸轉向相反, 這樣,它們可以相互借用對方的主軸作為自己的傳動軸,使其中一臺單元發(fā)動 機與主軸滑動配合的齒輪棘輪組件的齒輪,直接與另一臺單元發(fā)動機的固定在 主軸上的齒輪相嚙合,將其動能直接傳給另一臺單元發(fā)動機的主軸,相互嚙合 的這兩個齒輪節(jié)圓相等,這種并聯(lián)式多元發(fā)動機組合成環(huán)形。
4.?根據(jù)權利要求2所述的發(fā)動機,其特征是:由多臺串聯(lián)式多元發(fā)動機并 聯(lián)構成復合發(fā)動機。
5.?根據(jù)權利要求3所述的發(fā)動機,其特征是:由多臺并聯(lián)式多元發(fā)動機串 聯(lián)構成復合發(fā)動機。
6.?根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機,其特征是:齒輪套(12)、主軸(43)、 齒輪棘輪組件(28)、棘輪(40)和齒輪(41)均用38CrMoAl鋼制成,表面氮 化處理。
7.?根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機,其特征是:齒輪套(12)、主軸(43) 和齒輪棘輪組件(28)的配合表面噴涂陶瓷。
8.?根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機,其特征是:齒輪套(12)、主軸(43) 和齒輪棘輪組件(28)的配合表面鑲陶瓷襯套。

說明書全文

技術領域

發(fā)明涉及一種用齒條齒輪棘輪組成的傳動機構,將活塞的往復運動 轉變成主軸的旋轉運動,用電磁和計算機組成的電控裝置控制氣開關的新 型發(fā)動機。屬于內(nèi)燃機技術領域。

背景技術

現(xiàn)在廣泛應用的內(nèi)燃機,包括汽油機和柴油機,都是用曲軸連桿機構,將 活塞的往復運動轉變成主軸的旋轉運動的。中國專利《無曲軸連桿發(fā)動機》(專 利號ZL94202320.X)中,提供了一種用固定在兩個對置活塞之間連桿上的撥軸, 插入主軸表面上封閉的空間曲線槽中,通過活塞帶動撥軸在主軸表面上封閉的 空間曲線槽中往復運動,撥軸對主軸的切向分使主軸轉動的發(fā)動機。這種發(fā) 動機因為主軸表面上封閉的空間曲線槽形狀復雜,需用數(shù)控銑床和數(shù)控磨床加 工,制造成本高。撥軸與空間曲線槽相對運動速度高,難以實現(xiàn)充分的潤滑, 發(fā)動機壽命低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種用齒條、齒輪和棘輪組成的傳動機構,將活塞 的往復運動轉變成主軸的旋轉運動,用電磁鐵和計算機組成的電控裝置控制氣 門開關的新型發(fā)動機。這種發(fā)動機比現(xiàn)有曲軸連桿發(fā)動機,和中國專利 ZL94202320.X中提供的無曲軸連桿發(fā)動機,結構更簡單,性能更優(yōu)越。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:在發(fā)動機氣缸體中設置至少 兩組具有同一軸線的氣缸。這兩組氣缸的軸線相互平行,且在同一平面內(nèi)。兩 個與氣缸相配合的活塞,通過一根帶齒條的連桿連接在一起,形成一個活塞組。 兩個活塞組的連桿齒條的齒面相互對置。一個軸線與兩個活塞組軸線垂直但不 相交的齒輪套,置于兩活塞組的連桿齒條中間。其齒輪節(jié)圓與兩個活塞組連桿 齒條的節(jié)線相切。兩個齒條和齒輪的模數(shù)相同,且相互正確嚙合。在氣缸體內(nèi), 位于連桿齒條背面一側,各設置一個靠輪。兩個靠輪的軸線與齒輪套的軸線相 平行,同在一個通過齒輪套軸線,且與活塞軸線相垂直的平面內(nèi)。兩個靠輪始 終與其對應的連桿齒條背面相接觸。連桿齒條與齒輪套上齒輪的裝配關系是: 當一個活塞組運行至氣缸左止點時,另一個活塞組剛好運行至氣缸右止點。反 之亦然。在氣缸體和齒輪套上均設置擋。在氣缸體的擋塊處裝有壓力傳感器。 當活塞組的行程剛超過行程止點時,齒輪套上的擋塊剛好與氣缸體上的擋塊相 接觸。其上的壓力傳感器受壓產(chǎn)生電信號,通過電腦處理發(fā)出指令使發(fā)動機熄 火,避免活塞與氣缸頂部相撞擊。帶有兩個棘輪的主軸與齒輪套滑動配合。兩 個棘輪的棘齒方向相反。一個棘輪與主軸固定配合,另一個棘輪與主軸滑動配 合。在齒輪套上齒輪兩側設置有多個棘爪座。它們錯開一定度對稱布置。在 棘爪座中裝有棘爪和壓緊彈簧。棘爪與主軸上的棘輪的棘齒相嚙合。在齒輪套 內(nèi)側表面中部,加工出一條截面為半圓形的環(huán)形溝槽。在主軸表面對應齒輪套 內(nèi)壁環(huán)形槽處,也加工出一條截面為半圓形的環(huán)形溝槽。這兩條環(huán)形溝槽構成 一個環(huán)形空間。其截面為圓形。在齒輪套外側對應環(huán)形空間處,開有一個略大 于環(huán)形空間截面的帶螺紋的小孔。多個與環(huán)形空間相配合的球,從該孔放入 環(huán)形空間。用一個帶螺紋的銷釘將該孔封住。這套內(nèi)插件塊連接結構的作用是 確定齒輪套與主軸的相對位置,防止其左右竄動。這樣安裝后,齒輪套上棘爪 座中的棘爪,剛好與主軸上的棘輪的棘齒相嚙合。當活塞在燃氣推動下在氣缸 中往復運動時,連桿上的齒條帶動齒輪套來回擺轉。其上的棘爪撥動主軸上的 兩個棘輪向相反方向轉動。一個較小的齒輪與棘輪做成一體,稱為齒輪棘輪組 件。它通過一個介輪,與位于主軸下方的,固定在與主軸平行的傳動軸上的, 一個與其節(jié)圓直徑相等的齒輪傳動配合。這三個齒輪模數(shù)相同,齒輪棘輪組件 的齒輪與傳動軸上的齒輪節(jié)圓相等。在傳動軸的另一端,固定一個直徑較大的 齒輪。它與固定在主軸上的,與其節(jié)圓直徑相等的齒輪相嚙合。該套傳動軸及 傳動齒輪的作用,是將與主軸滑動配合的齒輪棘輪組件的轉動,轉變?yōu)榕c齒輪 棘輪組件轉向相反的主軸的轉動。在齒輪棘輪組件兩端裝有推力球軸承。在主 軸上對應齒輪套和齒輪棘輪組件處加工有螺旋狀油線,以便機油能進入軸和套 之間的間隙,實現(xiàn)良好的潤滑。在主軸兩端裝有主軸軸承和密封件。主軸的前 端與冷卻扇相連接。其后端為花鍵軸,與離合器變速器相連接。火花塞安 裝在氣缸蓋上,其前端插入燃燒室中。燃油噴嘴安裝在進氣道末端,其噴油動 作由電控器控制。進、排氣門的開、關由計算機控制的電磁直接帶動。該計 算機可與電噴電控器及控制活塞行程的計算機整合為統(tǒng)一的集中電控器。在氣 缸蓋上安裝有壓力傳感器,其探頭插入燃燒室。在氣缸體頂蓋下方對應連桿齒 條處,安裝有光電傳感器。在連桿齒條上開有兩個小孔。其中心連線與光電傳 感器的兩個光電管的中心連線垂直相交。當活塞運行至左側止點時,連桿齒條 上偏右側的小孔的中心線剛好與兩個光電管的中心連線相重合。此時發(fā)射光電 管發(fā)出的光,通過連桿齒條上的小孔照射到接收光電管上,產(chǎn)生電信號傳至集 中電控器。與此同時,探頭伸入燃燒室的壓力傳感器,將測得的壓力值傳至集 中電控器。集中電控器經(jīng)過數(shù)據(jù)處理,確認該燃燒室處于壓縮終了狀態(tài)時,對 該燃燒室的燃油噴嘴和火花塞發(fā)出噴油和點火指令。該燃燒室開始燃燒做工行 程。與此同時,集中電控器按即定程序指令應處于吸氣和排氣狀態(tài)的氣缸對應 的氣門電磁閥動作,打開進、排氣門。當所述活塞組運行至右端止點時,連桿 齒條上偏左側的小孔中心線剛好與光電傳感器的兩個光電管的中心連線相重 合。于是又重復上述過程,使兩組活塞按四沖程不斷往復做功,通過連桿齒條 帶動齒輪套擺轉,并通過其上的棘爪撥動棘輪,使主軸旋轉。在氣缸體頂蓋上 安裝有潤滑油噴嘴,保證齒輪、棘輪及主軸的潤滑。在油底殼中裝有吸油盤, 以便回收用過的機油。
本發(fā)明因為采用齒條和齒輪傳動機構,且有靠輪平衡齒條和齒輪嚙合時產(chǎn) 生的側向力,所以活塞在運動時不受側向力。這有利于延長氣缸、活塞和活塞 環(huán)的使用壽命。因為兩個活塞共用一個連桿齒條,它比兩個傳統(tǒng)連桿的質(zhì)量小 得多,所以該活塞組運動時產(chǎn)生的往復慣性力,比兩套傳統(tǒng)的活塞連桿組運動 時產(chǎn)生的往復慣性力小得多。又因為本發(fā)明兩組活塞運動方向相反,其往復慣 性力相互抵消,所以本發(fā)明沒有往復慣性力。往復慣性力會引起發(fā)動機振動。 而傳統(tǒng)發(fā)動機的往復慣性力較大,且難以平衡。因為本發(fā)明主軸和齒輪套的結 構都是對稱的,它們在轉動時不產(chǎn)生離心慣性力。而離心慣性力會引起發(fā)動機 振動和主軸頸的磨損。所以本發(fā)明的發(fā)動機工作時幾乎沒有振動,主軸及軸承 的壽命比傳統(tǒng)發(fā)動機要長得多。因為本發(fā)明活塞力始終與齒輪套的齒輪的節(jié)圓 相切,其作用力全部轉化為主軸的扭矩。而不象傳統(tǒng)發(fā)動機那樣,一部分力作 用于曲軸軸線,使曲軸彎曲。特別是在燃燒行程初期,徑向分力超過切向分力, 使大部分有用功,轉變?yōu)槭骨S彎曲的破壞性能量。所以本發(fā)明的機械效率比 傳統(tǒng)發(fā)動機高得多。本發(fā)明因為采用電控氣門結構,進、排氣門的開啟和關閉 均由計算機控制的電磁閥直接驅(qū)動,動作迅速、準確,可實現(xiàn)瞬間全開和全關, 使換氣更充分、更徹底。不象傳統(tǒng)發(fā)動機那樣,受凸輪升角的限制,氣門的開 啟和關閉有一個逐漸開大和逐漸關小的過程。所以本發(fā)明有利于減少廢氣殘留 量、增加新鮮空氣進氣量,有利于燃料充分燃燒,有利于減少排放氣體中的有 害物質(zhì),即有利于節(jié)能、環(huán)保。因為本發(fā)明的工作行程和氣門開閉均由集中電 控器控制,可以通過計算機選擇、控制各項工作參數(shù),所以本發(fā)明很容易實現(xiàn) 各項工作參數(shù)的最優(yōu)化。因為本發(fā)明比傳統(tǒng)發(fā)動機結構簡單,所以本發(fā)明有利 于降低成本。因為本發(fā)明幾乎沒有振動,所以裝用本發(fā)明的汽車坐上去感覺舒 適,有利于提高產(chǎn)品擋次和競爭力。
附圖說明
發(fā)明的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的齒條齒輪棘輪傳動電控氣門發(fā)動機的局部剖視圖。
圖2是圖1的俯視局部剖視圖。
圖3是圖1的A-A剖視圖。
圖4是圖2的B-B剖視圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖4詳細說明本發(fā)明提出的具體結構的細節(jié)和工作情況, 它并不作為對本發(fā)明的限定。
本發(fā)明至少由氣缸體(1)、氣缸蓋(2)、氣缸(9)、活塞(10)、連桿齒條 (13)和(27)、齒輪套(12)、固定在齒輪套上的棘爪座(18)、主軸(43)、 固定在主軸上的棘輪(40)、與主軸滑動配合的齒輪棘輪組件(28)、介輪(23)、 靠輪(26)、裝在傳動軸(49)上的齒輪(25)和(24)、固定在主軸上的齒輪 (41)、主軸軸承(42)和(34)、主軸密封(44)和(32)、裝在齒輪棘輪組件 (28)兩端的推力球軸承(33)、裝在齒輪套上的擋塊(65)、裝在氣缸體上的 擋塊(64)及設在其中的壓力傳感器(63)、進氣道(21)、排氣道(39)、進氣 門(37)、排氣門(7)、氣門電磁閥(3)和(5)、探頭伸入燃燒室的壓力傳感 器(6)、燃油噴嘴(19)及控制導線(20)、火花塞(8)、由發(fā)射光電管(52) 和接收光電管(54)組成的光電傳感器、潤滑油噴嘴(16)、吸油盤(53)構成。
氣缸體(1)用鑄鐵合金鑄成。其上至少加工出四個軸線相互平行的氣 缸(9),其中兩兩氣缸對置,且同軸線。活塞(10)和活塞銷(11)與現(xiàn)有發(fā) 動機的相同。連桿齒條(13)和(27)用45號鋼或40Cr鋼制成。其兩端加工 出與活塞銷相配合的孔。其中部一側加工成齒條,并做高頻熱處理。兩根連桿 齒條(13)和(27)分別通過活塞銷(11)與兩個對置的活塞(10)相連接, 組成兩個活塞組。齒輪套(12)用40Cr鋼制成,齒輪部位做高頻熱處理。該齒 輪模數(shù)與連桿齒條的模數(shù)相同。其節(jié)圓與兩齒條的節(jié)線相切。在齒輪套上設有 至少四個棘爪座(18)。它們兩兩相對,分別置于齒輪兩側,且相互錯開90度 角。在棘爪座中裝有棘爪(30)、壓緊彈簧(35)。棘爪座蓋(36)與棘爪座螺 紋連接。在棘爪座上裝有帶螺紋的銷釘(60)。它插入棘爪側壁上與棘爪軸線相 平行的槽(61)中,起導向作用,防止棘爪(30)轉動。主軸(43)用40Cr 鋼制成,調(diào)質(zhì)處理。它與齒輪套(12)滑動配合。在配合表面上加工有螺旋狀 油線(67)。在主軸前、后端分別裝有圓錐滾子軸承(34)和(42),主軸通過 軸承與氣缸體(1)相配合。在前軸承蓋(31)上裝有橡膠密封圈(32)。在后 軸承蓋(45)上裝有橡膠密封圈(44)。主軸前端與冷卻風扇相連接。其后端為 花鍵軸,與離合器及變速器相連接。在主軸后部固定有棘輪(40)和齒輪(41)。 它們均用40Cr鋼制成,齒面高頻熱處理。在主軸前部軸徑較細段,裝有齒輪棘 輪組件28。它也用40Cr鋼制成,齒面高頻熱處理。在主軸上與其配合部分的表 面,加工有螺旋狀油線(67)。為提高主軸(43)、齒輪套(12)、齒輪棘輪組件 (28)、棘輪(40)和齒輪(41)的強度和耐磨性,上述另部件可用38CrMoAl 鋼制成,表面氮化處理。為提高上述另部件的耐磨性,還可在主軸(43)、齒輪 套(12)、齒輪棘輪組件(28)的配合表面噴涂陶瓷,或在配合表面鑲陶瓷襯套。 在齒輪棘輪組件(28)兩端裝有推力球軸承(33)。在齒輪套(12)內(nèi)壁中部加 工出一條截面為半圓形的環(huán)形溝槽(48)。在主軸表面對應齒輪套內(nèi)壁環(huán)形溝槽 (48)處,加工出一條截面為半圓形的環(huán)形溝槽(47)。這兩條環(huán)形溝槽構成一 個環(huán)形空間,其截面為圓形。在齒輪套外側對應環(huán)形空間處,開有一個略大于 環(huán)形截面的帶螺紋的小孔。多個與環(huán)形空間相配合的鋼球,從該孔放入環(huán)形空 間。用一個帶螺紋的銷釘將該孔封住。上述結構稱為內(nèi)插鍵塊連接結構。詳見 中國專利ZL00101462.5。其作用是確定齒輪套與主軸的相對位置,防止其左右 竄動。這樣安裝后,齒輪套上棘爪座中的棘爪剛好與主軸上的棘輪的棘齒相嚙 合。在齒輪套上設置四個擋塊(65)。在氣缸體上設置兩個擋塊(64)。安裝時 當活塞處于左止點時,擋塊(65)剛好與擋塊(64)輕微接觸。當活塞處于右 止點時,擋塊(65)剛好與擋塊(64)的另兩個接觸面輕微接觸。在氣缸體上 擋塊接觸面處裝有壓力傳感器(63)。它們通過導線(62)與集中電控器相連接。 在主軸下方安裝有傳動軸(49)。它用40Cr鋼制成,調(diào)質(zhì)處理。在傳動軸上固 定有齒輪(25)和齒輪(24)。它們用40Cr鋼制成,調(diào)質(zhì)處理。它們通過鍵(59) 與傳動軸連接。齒輪(25)與齒輪棘輪組件(28)的齒輪節(jié)圓相等,模數(shù)相同。 它們通過模數(shù)相同的介輪(23)相嚙合。介輪軸固定在氣缸體上,呈懸臂布置。 齒輪(24)與齒輪(41)節(jié)圓相等,模數(shù)相同,直接嚙合。在傳動軸中部對應 連桿齒條(27)處,安裝有用深溝球軸承做成的靠輪(26)。它剛好與連桿齒條 (27)的背面相接觸。傳動軸(49)兩端裝有圓錐滾子軸承(55)。在齒輪(25) 和(24)、靠輪(26)及軸承(55)之間裝有套管(66)。其作用是確定它們之 間的相對位置。使齒輪(25)與介輪(23)及齒輪棘輪組件(28)的齒輪對正。 使齒輪(24)與齒輪(41)對正。使靠輪(26)對準連桿齒條(27)的中心線。 在軸承(55)兩端裝有軸承蓋(46)。它們用20號鋼制成。安裝時它們被軸承 蓋(31)和(45)蓋住。在主軸上方,機頂蓋(56)的下端,設置由兩塊平行 的固定板組成的支架(15)。在支架上裝有與主軸平行的小軸(50)。在小軸中 部裝有用深溝球軸承做成的靠輪(26)。它與連桿齒條(13)的背面剛好接觸。 在靠輪和支架之間裝有套管(66)。其作用是確定靠輪(26)的位置,使靠輪(26) 對準連桿齒條(13)的中心線。在小軸(50)及傳動軸(49)兩端均裝有彈簧 擋圈(51)。其作用是防止軸沿軸向竄動。在支架(15)的固定板下端內(nèi)側,各 開有一個盲孔(57)和(58)。它們相對置,且同軸線。在固定板上與盲孔(57) 和(58)相垂直的方向,開有兩個較深的盲孔。它們與盲孔(57)和(58)的 底部相連通。發(fā)射光電管(52)通過固定板上較深的盲孔置于盲孔(58)的底 部。其導線通過接線柱(14)與集中電控器相連接。接收光電管(54)通過固 定板上較深的盲孔置于盲孔(57)的底部。其導線通過接線柱(14)與集中電 控器相連接。在連桿齒條(13)上開有兩個小孔(17)。這兩個小孔的中心連線 與盲孔(57)和(58)的中心線垂直相交。連桿齒條(13)和(27)與齒輪套 (12)的安裝關系是:當含連桿齒條(13)的活塞組運行至左止點時,含連桿 齒條(27)的活塞組剛好運行至右止點。此時連桿齒條(13)上右側的小孔(17), 剛好與發(fā)射光電管和接收光電管處在同一直線上。反之,當含連桿齒條(27) 的活塞組運行至左止點時,含連桿齒條(13)的活塞組剛好運行至右止點。此 時連桿齒條(13)上左側的小孔(17),剛好與發(fā)射光電管和接收光電管處在同 一直線上。兩個氣缸蓋(2)分別安裝在氣缸體兩端。它們用鋁合金鑄成。氣缸 體和氣缸蓋的冷卻套(22)相互連通。在氣缸蓋上鑄有半球狀燃燒室(4)、 進氣道(21)和排氣道(39)。進、排氣道均與燃燒室相連通。在進氣口處裝有 進氣門(37)和氣門導管(38)。在氣缸蓋外側對應進氣門處,安裝有氣門電磁 鐵(3)。其鐵芯與進氣門(37)同軸線,且相互連接。在排氣口處裝有排氣門 (7)和氣門導管(38)。在氣缸蓋外側對應排氣門處,安裝有氣門電磁鐵(5)。 其鐵芯與排氣門同軸線,且相互連接。在氣缸蓋頂部裝有壓力傳感器(6)。其 探頭伸入到燃燒室頂部。它通過導線與集中電控器相連接。在缸蓋上還安裝有 火花塞(8)和燃油噴嘴(19)及其控制導線(20)。火花塞頭部插入燃燒室。 燃油噴嘴插入進氣道末端。其控制導線與集中電控器相連接。這些與電噴發(fā)動 機相同。在機頂蓋(56)上裝有機油噴嘴(16)。其作用是保證傳動構件的潤滑。 在發(fā)動機底部裝有油底殼(68)和吸油盤(53)。其作用是回收用過的機油。
本發(fā)明的工作情況如下:為敘述方便,我們將四個氣缸按從上到下,從左 至右,逆時針排序,分別命名為:E、F、G、H。我們假設圖1此時的狀態(tài)是: 氣缸E處于壓縮終了狀態(tài),氣缸F處于吸氣終了狀態(tài),氣缸G處于排氣終了狀 態(tài),氣缸H處于燃燒終了狀態(tài)。此時連桿齒條(13)右側的小孔(17)剛好對 準光電管(58)和(57)的中心連線。發(fā)射光電管(58)發(fā)出的光穿過小孔(17) 被接收光電管(57)接收。光信號轉變?yōu)殡娦盘枺ㄟ^導線傳至集中電控器。 與此同時,壓力傳感器(6)將各氣缸壓力值傳至集中電控器。經(jīng)計算機處理后 確認,此時應為氣缸E燃燒行程開始。于是向燃油噴嘴(19)發(fā)出噴油指令。 向火花塞(8)發(fā)出點火指令。并按即定程序向氣缸G的進氣門電磁閥(3)發(fā) 出指令,將進氣門(37)打開。向氣缸H的排氣門電磁閥(5)發(fā)出指令,將排 氣門(7)打開。于是,含連桿齒條(13)的活塞組向右運動,完成氣缸E的燃 燒行程和氣缸H的排氣行程。連桿齒條(13)推動齒輪套(12)順時針轉動, 帶動連桿齒條(27)向左運動。完成氣缸F的壓縮行程和氣缸G的吸氣行程。 此時,齒輪套中的棘爪(30)撥動齒輪棘輪組件(28)的棘齒(29),使與主軸 滑動配合的齒輪棘輪組件(28)順時針轉動。通過介輪(23)、傳動齒輪(25) 和(24)將轉動能量傳遞給與主軸固定為一體的齒輪(41),使其逆時針轉動。 因為棘輪(40)的棘齒方向為逆時針,所以,在此行程中,棘輪(40)與其對 應的棘爪(30)空滑動。當氣缸H的活塞運行至右止點,氣缸F的活塞運行至 左止點時,連桿齒條左側的小孔(17)剛好對準光電管(58)和(57)的中心 連線。于是光電傳感器和壓力傳感器又重復上述的過程,集中電控器指令氣缸F 的燃油噴嘴噴油,火花塞點火,指令氣缸H的進氣門打開,氣缸E的排氣門打 開。于是氣缸F開始燃燒行程,氣缸G開始壓縮行程,氣缸H開始吸氣行程, 氣缸E開始排氣行程。在此過程中,連桿齒條(27)向右運行,帶動齒輪套(12) 逆時針轉動。其上的棘爪(30)撥動棘輪(40)的棘齒,使主軸逆時針轉動。 因為齒輪棘輪組件(28)的棘齒為順時針方向,所以在這一行程中,齒輪棘輪 組件的棘輪與其對應的棘爪空滑動。象上面的工作行程繼續(xù)下去,我們可以排 出各氣缸的工作程序:從圖1的狀態(tài)開始,氣缸E:燃燒、排氣、吸氣、壓縮。 氣缸F:壓縮、燃燒、排氣、吸氣。氣缸G:吸氣、壓縮、燃燒、排氣。氣缸H: 排氣、吸氣、壓縮、燃燒。每個氣缸都完成一次上述四沖程循環(huán)以后,將繼續(xù) 重復上述循環(huán)。如果集中電控器或其它部件發(fā)生故障,使活塞行程超過止點, 齒輪套上的擋塊(65)將撞擊氣缸體上的擋塊(64)。裝在氣缸體上擋塊中的壓 力傳感器(63)將壓力信號傳至集中電控器。經(jīng)電腦處理確認后,發(fā)出熄火指 令。發(fā)動機停止工作。因擋塊的保護作用,活塞不會撞擊氣缸頂部。
如果將上述由四個氣缸組成的發(fā)動機稱為單元發(fā)動機,那么,由多個單元 發(fā)動機串聯(lián)即可構成多元發(fā)動機。其中每個單元發(fā)動機的工作起點的相位,相 互均勻地錯開一定角度,這樣,它們作用在共同主軸上的力就比較均勻。將多 個單元發(fā)動機相互并聯(lián),也可構成多元發(fā)動機。其中每兩個相鄰的單元發(fā)動機 的主軸的前后方向相互倒置,它們的主軸轉向相反。這樣,它們可以相互借用 對方的主軸作為自己的傳動軸,使其中一臺單元發(fā)動機與主軸轉動配合的齒輪 棘輪組件的齒輪,直接與另一臺單元發(fā)動機的固定在主軸上的齒輪相嚙合。將 其動能直接傳給另一臺單元發(fā)動機的主軸。相互嚙合的這兩個齒輪節(jié)圓相等。 這種并聯(lián)式多元發(fā)動機可以組合成環(huán)形。上述多元發(fā)動機還可以相互組合成串、 并聯(lián)復合發(fā)動機。既可由多臺串聯(lián)式多元發(fā)動機并聯(lián)構成復合發(fā)動機,也可由 多臺并聯(lián)式多元發(fā)動機串聯(lián)構成復合發(fā)動機。
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