[实用新型]偏置式齿轮齿条发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发动机的结构，特别是利用齿轮齿条传动的发动机，属于发动机技术领域。

背景技术

发动机是汽车动力的源泉。迄今为止，除了为数不多的电动汽车之外，汽车发动机都是热能动力装置，简称热机。在热机中借助工质的状态变化，将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。这种发动机通过曲柄连杆机构将活塞的往返直线运动转变成曲柄的旋转运动，进而将功率输出。在做功冲程中，发动机将燃料燃烧产生的热能转变成为推动活塞作往复式运动的机械能，再通过连杆带动曲轴作旋转运动；在其他冲程中，又由曲柄来驱动活塞作往复运动，从而实现换气和压缩的过程。

做功冲程中，活塞作用在曲柄上的做功力臂L的长度随着曲轴转角θ的变化而变化。当活塞在上止点时，活塞、连杆和曲轴主轴颈的中心成一直线，这时曲轴的扭矩为0。气体压力对活塞所作的功全部转化为对曲轴主轴颈的“死点”压力；而在其他位置，气体压力的一部分使活塞产生侧向压力，就是对汽缸壁的压力。由此可见，传统发动机在工作过程中，燃料燃烧产生的压力，只有一小部分转化为曲轴的输出扭矩，而绝大部分转化为活塞对汽缸壁的压力和对曲轴主轴颈的压力，能源利用效率不高。

此外，传统发动机的工作循环中，各部件所承受载荷都是周期性变化的，使得各接触面间产生了不均匀的摩擦和撞击(如敲缸、拉缸现象，从而影响发动机的性能。

实用新型内容

本实用新型目的是要克服现有发动机存在的上述不足，提供一种能克服对主轴的“死点”压力和对汽缸壁的侧向压力，能源利用率高的偏置式齿轮齿条发动机。

本实用新型的目的是这样实现的，偏置式齿轮齿条发动机，其特征是设有固定连接的上、下箱体，上箱体的顶端设有汽缸盖和汽缸盖罩，上箱体内呈立式分布四个汽缸，每个汽缸内分别装有一个活塞，每个活塞固定连接在一根活塞推杆的顶端，活塞推杆底端支承在下箱体内布置的动压支承导轨上，每根活塞推杆上固定连接一根齿条；上、下箱体之间通过轴承安装相互平行的传动轴和输出轴，传动轴和输出轴上分别各自安装大小两个齿轮；两个大齿轮相互啮合，两个小齿轮分别与两侧活塞推杆上固定连接的齿条啮合。

所述的上、下箱体内设有循环冷却水套。

所述的动压支承导轨上设有对活塞推杆和齿条进行润滑的油槽。

所述的下箱体内的底部设有与活塞推杆相配合的缓冲槽。

本实用新型结构合理紧凑，生产制造容易，成本低，使用性能好，在发动机工作循环中克服对主轴的“死点”压力和对汽缸壁的侧向压力，避免敲缸、拉缸现象发生。其结构特点是上、下箱体即是气缸体，汽缸盖用来密封和形成配气系统，从而形成燃烧室。上箱体构成发动机的四缸四冲程装置；同时与夹于两齿条间的两个齿轮相啮合，构成齿条-齿轮机构，齿条-齿轮机构的动力分别由传动轴和输出轴输出至两个齿轮，两齿轮相互啮合构成传动轴与输出轴联动机构。本实用新型利用齿轮齿条机构，通过相互间的啮合，将气缸活塞驱动齿条的往复式直线运动转变成齿轮的旋转运动的一种往复式内燃发动机。

本实用新型的工作原理：可燃气爆炸产生巨大的正压力，某一气缸产生的正压力通过活塞传递给活塞推杆，驱使齿条做往复式直线运动，由于两齿条同时与两轴上的齿轮相啮合，这样就可以把爆炸产生的正压力通过齿条-齿轮机构传递给两轴。由于传动轴和输出轴通过参数相同的两个大齿轮啮合构成等两轴转速联动机构，故无论哪一个气缸在工作行程，均能完成由齿条的往复式直线运动到输出轴的连续旋转运动的转换。

本实用新型具有的优越性有：

1、因齿条与齿轮在工作过程中始终处于垂直状态，故气缸对活塞产生的推力所做的功几乎完全传递到输出轴，克服了对主轴的“死点”压力和对汽缸壁的侧向压力；消除了传统发动机在工作循环中，各部件因周期变化载荷作用，使得各接触面间产生的不均匀摩擦和撞击(如敲缸、拉缸)现象，从而使发动机的效率达到最大，动静态性能较佳。

2、采用齿轮齿条机构就使得在做功冲程中，混合气爆炸而作用于活塞顶部的正压力无需二次分解，而是几乎等值的通过齿条-齿轮传动机构来驱动输出传动轴转动，减少无用功，进而最大限度地提高发动机地工作效率，能源利用率高。

3、采用齿轮齿条机构来代替曲柄连杆机构，而在整体结构上和传统发动机没有很大的差异，因此传统发动机的许多部件都可以直接在本实用新型上使用。

4、对上、下箱体冷却，在上、下箱体内设置循环冷却水的水套，防止发动机过热，延长发动机使用寿命。