[实用新型]齿轮齿条汽油机

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种齿轮齿条汽油机，具体是以齿轮齿条机构为动力转化机构，且该机构设置于气缸体内用于将与该机构中的齿条相连接的活塞的直线往复运动转换为该机构中与所述齿条啮合的齿轮的转动，其中该齿轮的轴为动力输出轴。

(二)背景技术

目前内燃机中的汽油机都是活塞式内燃机，基本结构是曲柄滑块机构，再辅以机体、气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统和启动装置。由于曲柄滑块机构存在死点，因此，通常在曲柄滑块机构的输出轴上设有一个转动惯量比较大的飞轮。由于曲柄和连杆在运动过程中需要占据较大的空间，不可避免的增加了汽油机的体积。此外，在汽油机相应的曲柄滑块机构中，有至少4个运动副需要润滑，所对应的润滑系统比较复杂。

曲柄滑块机构是一种能够把直线运动转化成转动的机械结构，本领域的技术人员为了解决现有汽油机的上述缺陷，有意在其他的可把直线运动转换成转动的机械结构进行有益的尝试，其中中国第200510078762号发明专利申请公开了一种齿轮齿条汽油机，即通过齿轮齿条机构把由活塞驱动的齿条的直线运动转换成齿轮的转动，再把该齿轮的转动形式通过齿轮轴将动力输出。不过此类齿轮齿条汽油机保留了现有曲柄滑块机构中的连杆，并把它作为齿条，在现有的活塞结构上，连杆与活塞间是铰轴连接，使连杆有一个摆动的自由度，但齿轮传动机构的传动精度较高，同时对机构中的构件间的位置精度要求也高，上述摆动副的存在很难保证齿轮传动机构的传动精度。此外，即便是把所说的齿条在铰轴段进行有效固定，齿条本身因只有一个支点而形成悬架杆，刚性差，也影响齿轮机构的传动精度。而所说的齿轮包括与所述齿条啮合的两个小齿轮和每个小齿轮的齿轮轴上各设置的一个大齿轮，对应的两个大齿轮啮合，其中所述小齿轮为半齿轮，且两个小齿轮其一在压缩阶段与齿条啮合，另一在排气阶段与齿条啮合，也就是两个小齿轮转向相反，再利用相啮合的两个齿轮转向相反的特性把所获得的往复运动转换成大齿轮向一个方向转动的运动形式，并通过其中的一根齿轮轴把动力输出。该结构虽然能够把活塞运动形式转换成所说输出轴的转动，但由于其涉及到了两组齿轮，结构偏于复杂。

(三)实用新型内容

本实用新型为了克服现有齿轮齿条汽油机结构复杂，且传动精度差的缺陷，提供了一种结构简单，传动精度高，且易于实现的齿轮齿条汽油机。

本实用新型采用以下技术方案：

该实用新型齿轮齿条汽油机，包括机体、安装在该机体上的活塞缸体系统和减速箱，以及配属的配气机构、供油系统和冷却系统；

其中活塞缸体系统通过齿轮齿条机构进行动力输出，相应地，齿条轴向地连接于活塞上；

所述活塞缸体系统至少有一个，每个含有处于同一轴线上的行程相反的两个活塞及对应的燃烧室，且每个活塞缸体系统含有两个齿轮齿条机构，对应的两个齿轮通过超越离合器安装于同一根齿轮轴上，而对应的两个齿条分居于活塞轴线两侧；

所述齿轮轴依次通过弹性联轴器、挠性轴连接到所述减速箱。

由于基于常规曲柄滑块机构的内燃机通过转动与直线运动的转换关系，能够形成活塞的上下运动，这种运动是可控的，并且活塞的上止点和下止点也是确定的。但齿轮齿条机构不具备活塞位置精确控制的条件，目前所说的齿轮齿条机构普遍存在无法实现的问题，其实现多基于理想状态，或者直接把曲柄滑块的原理直接挪用维持轮齿条机构上，认为活塞是能够上下运行的，这是不合理的。因此本方案首先要解决的是控制活塞行程的问题，满足实现条件，本方案采用了两个活塞构成一个活塞缸体系统的技术手段予以解决，两个活塞行程相反，当然，两个活塞是同步运动的，这里所说的行程相反体现在活塞冲程上，基于此教导，就容易理解本方案的工作原理了，依据此技术手段，不仅解决了活塞精确定位和本汽油机的实现问题，而且两缸具有比较大的输出功率，且在一个周期内均有动力输出。

本方案采用两个齿轮齿条机构，对应的两个齿轮通过超越离合器安装于同一根齿轮轴上，而对应的两个齿条分居于活塞轴线两侧，从机械原理上看，在活塞的一个行程中，会带着两根齿条向一个方向运动，如果是普通的齿轮，则两个齿轮一个逆时针转动另一个顺时针转动，根本就不能运动，那么若齿轮通过超越离合器安装于同一根齿轮轴上则可以解决这一问题，在活塞向一个方向运动时，一个齿轮齿条副起作用，而使齿轮轴做一个方向的转动，活塞返回时，另一个齿轮齿条副起作用，所述齿轮轴仍然会以原来的方向转动。因此，在机械原理上是可行的。