一种并联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机制造技术

本实用新型专利技术提供一种并联无曲轴发动机传动机构，包括至少一个导向轮和至少两个主齿轮，主齿轮和导向轮平行设置，并且导向轮位于最外端；主齿轮之间和主齿轮与导向轮之间都设置有气缸活塞缸杆，气缸活塞缸杆的表面上设置有齿条，齿条与主齿轮啮合传动连接；其中一个主齿轮通过单向离合器与动力输出轴套设，其余主齿轮通过单向离合器与副轴套设，单向离合器的结合方向相同；导向轮内套设有导向轴，动力输出轴与其相邻的副轴通过传动机构传动连接，相邻两个副轴之间通过传动机构传动连接。发动机传动机构不使用曲轴，传动效率超过曲轴传动的发动机10％～15％，并且振动低，机构操控响应更灵敏，可立式或卧式安装；具备压缩比可调功能。本实用新型专利技术还包括一种发动机，发动机包括所述的并联无曲轴发动机传动机构。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发动机
，特别是一种并联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机，同时具备可调压缩比功能。
技术介绍
常见的发动机都是将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构将机械功输出，驱动从动机械工作。采用曲轴连杆机构也成为一动力传输的经典结构；但是此机构还是存在诸多缺点。机械传动效率低：气体作用在活塞上面的力通过连杆传递给曲轴，在曲轴与连杆的连接位置产生了两个分力。其中一个与曲轴圆周方向相切，形成使曲轴旋转的驱动力做有用功，另一个分力指向曲轴回转中心，此力做无用功，且当活塞在上止点位置附近时该分力最大，基本等于汽缸爆发压力，此时汽缸爆发压力也为最大值。即做有用功的力最小时气体压力做大，做有用功的力增加到最大时气体压力已经降到峰值的一半以下了。振动问题：采用曲轴连杆机构的内燃机运转时，活塞做直线往复运动，具有往复惯性力；曲轴做旋转运动，具有旋转惯性力。在整个运动件系统中往复惯性力与旋转惯性力合成后，会产生一个合力，该合力随着曲轴转角的变化，合力的方向也不相同，造成内燃机的振动。压缩比决定了汽油机压缩混合气的压力，汽油的燃烧特性导致了汽油发动机的混和气压力不能太高。如果气缸内的压力超过了临界值，汽油就会因为压缩而在点火之前被点燃，这种现象被称为爆燃，并产生爆震，会对发动机带来很大的伤害。对于现在广泛应用的增压发动机，当涡轮增压介入以后，燃烧室的温度和压力会大幅度升高，如果这个值过高，爆震就不可避免。这会对发动机造出巨大伤害，同时也会影响动力输出。所以，固定压缩比的涡轮增压和机械增压发动机只能把压缩比设计得比普通自然吸气发动机低一些。但是这种过低的压缩比设计，又会导致发动机在增压器(特别是涡轮增压)没有完全介入时(也就是说，发动机在低转速时)，燃烧效率非常低，能产生的动力要比普通自然吸气发动机所产生的动力要少的多。这个矛盾是促使设计师开发可变压缩比发动机的重要原因。另外，这种技术可以让发动机在燃油适应性方面拥有巨大的优势。现在新款的主流发动机的压缩比普遍设计在10:1以上，以获得更好的动力输出和燃油经济性。但是高压缩比的发动机需要使用较高标号的燃油，这种要求会降低汽车在偏远地方的适应性，影响到车辆的销售。可变压缩比在柴油机上的应用：柴油机为了确保起动性，而采用高压缩比但是在起动以后就不需要高压缩比。在这种场合，可变压缩比是有效的方法，或许使柴油机成为与汽油机一样的具有轻量化特点的发动机。在自然吸气式发动机中可考虑按照负荷要求调节压缩比。这是在低负荷时提高压缩比，在高负荷时降低压缩比的方法。
技术实现思路
本技术提供一种并联无曲轴发动机传动机构及具有其的发动机，以解决上述传动效率低和发动机振动，以及可调压缩比的技术问题。为了解决上述技术问题，本技术提供一种并联无曲轴发动机传动机构，包括至少一个导向轮和至少两个主齿轮，所述主齿轮和所述导向轮平行并列设置，并且所述导向轮位于最外端；所述主齿轮之间和所述主齿轮与所述导向轮之间都设置有气缸活塞缸杆，所述气缸活塞缸杆的表面上设置有齿条，所述齿条与所述主齿轮啮合传动连接，所述齿条与所述导向轮传动连接；所述其中一个主齿轮通过单向离合器与动力输出轴套设，所述其余主齿轮通过单向离合器与副轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述导向轮内套设有导向轴，所述动力输出轴与其相邻的副轴通过传动机构传动连接，所述相邻两个副轴之间通过传动机构传动连接。本技术的有益效果是：当其中一个气缸活塞缸杆通过对应的活塞运动做工时，对应的主齿轮转动，当与动力输出轴对应的主齿轮和单向离合器的结合方向相同时，与动力输出轴对应的主齿轮通过单向离合器使动力输出轴转动输出动力；当设置在副轴上的主齿轮和单向离合器的结合方向相同时，与设置在副轴上的主齿轮通过单向离合器使副轴转动，通过传动机构将带动动力输出轴转动输出动力；当其中一个副轴的主齿轮通过单向离合器使副轴转动，通过相邻两个副轴之间的传动机构带动与动力输出轴传动连接的副轴转动，然后再传动机构将带动动力输出轴转动输出动力。本技术的发动机传动机构不使用曲轴，传动效率超过曲轴传动的发动机10％～15％，并且振动低；发动机的传动机构不需要惯性飞轮，减少了重量和体积并降低了怠速，同时机构操控响应更灵敏；不会产生活塞侧向力摩擦，并且可立式或卧式安装；可以很方便地调整发动机重心、气动布局及与变速器配合进行横、纵、中、后置布局；各个零部件加工简单成本低，齿轮箱精度和刚性高，维修简单；由于活塞为自由活塞，很容易实现压缩比可调功能。进一步，包括两个导向轮，所述两个导向轮分别位于至少两个所述主齿轮排列的两端。采用上述进一步方案的有益效果是：通过在两端都设置导向轮，简化了发动机传动机构的整体结构。进一步，所述导向轮为扇齿轮，所述扇齿轮和所述气缸活塞缸杆啮合传动连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过扇齿轮和气缸活塞缸杆啮合传动连接，具有较高的稳定性，同时减少发动机体积和重量。进一步，所述导向轮为槽轮轴承，所述槽轮轴承通过槽轮与所述气缸活塞缸杆的外表面滚动连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过槽轮轴承的滚动连接，结构比较简单并且减小体积和重量。进一步，所述主齿轮与所述齿条上的齿廓形状为为人字齿、斜齿或直齿。采用上述进一步方案的有益效果是：人字齿具有重合度高，轴向载荷小，承载能力高，工作平稳的特点；斜齿的冲击和噪音比较小，传动比较平稳；直齿的加工比较简单。进一步，所述传动机构为链传动机构或者齿轮副传动机构。采用上述进一步方案的有益效果是：链传动机构无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；齿轮副传动机构传动比较准确，效率高，结构紧凑，寿命长。进一步，所述链传动机构包括设置在所述副轴和所述动力输出轴上的副齿轮，所述副轴上的副齿轮和所述动力输出轴上的副齿轮通过链条传动连接；所述相邻两个副轴上的副齿轮之间通过链条传动连接。采用上述进一步方案的有益效果是：通过副齿轮和齿形链条的传动连接，敷在承载能力较强，稳定性较高。进一步，所述至少一个主齿轮的端面上设置有位置传感器。采用上述进一步方案的有益效果是：通过在主齿轮的端面上设置位置传感器，由于齿轮齿条是啮合关系，之间不会产生位移，在主齿轮端面上设置活塞位置传感器可准确获取当前活塞位置并通过计算获得其他活塞的准确位置。进一步，还包括压缩比调节器，所述压缩比调节器与所述位置传感器连接，并控制所述气缸活塞缸杆工作。采用上述进一步方案的有益效果是：通过在主动链轮上设置压缩比调节器，通过控制发动机活塞杆的起始和终止位置，实现发动机的压缩比可调，适合多元燃料驱动、提高发动机热效率并改善发动机燃油经济性、降低排放、提高运行稳定性、匹配废气涡轮增压等诸多优点。压缩比调节器有两种方案：第一种为利用具有进、排气独立调节VVT，即DIPS，修改ECU程序，通过活塞位置传感器的信号调整进/排气门的提前或延迟开关，进而控制改变活塞齿条杆的行程位置从而达到调节发动机压缩比的目的。第二种方案是在动力输出轴主动链轮内增设压缩比调节器，该调节器原理同相位控制器，ECU获得活塞位置传感器的信号后计算输出控制信号到OVC阀进而控制压缩比调节器，控制主动链轮相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，包括至少一个导向轮和至少两个主齿轮，所述主齿轮和所述导向轮平行并列设置，并且所述导向轮位于最外端；所述主齿轮之间和所述主齿轮与所述导向轮之间都设置有气缸活塞缸杆，所述气缸活塞缸杆的表面上设置有齿条，所述齿条与所述主齿轮啮合传动连接，所述齿条与所述导向轮传动连接；所述其中一个主齿轮通过单向离合器与动力输出轴套设，所述其余主齿轮通过单向离合器与副轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述导向轮内套设有导向轴，所述动力输出轴与其相邻的副轴通过传动机构传动连接，所述相邻两个副轴之间通过传动机构传动连接。

【技术特征摘要】
1.一种并联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，包括至少一个导向轮和至少两个主齿轮，所述主齿轮和所述导向轮平行并列设置，并且所述导向轮位于最外端；所述主齿轮之间和所述主齿轮与所述导向轮之间都设置有气缸活塞缸杆，所述气缸活塞缸杆的表面上设置有齿条，所述齿条与所述主齿轮啮合传动连接，所述齿条与所述导向轮传动连接；所述其中一个主齿轮通过单向离合器与动力输出轴套设，所述其余主齿轮通过单向离合器与副轴套设，所述单向离合器的结合方向相同；所述导向轮内套设有导向轴，所述动力输出轴与其相邻的副轴通过传动机构传动连接，所述相邻两个副轴之间通过传动机构传动连接。2.根据权利要求1所述的并联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，包括两个导向轮，所述两个导向轮分别位于至少两个所述主齿轮排列的两端。3.根据权利要求1或2所述的并联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述导向轮为扇齿轮，所述扇齿轮和所述气缸活塞缸杆啮合传动连接。4.根据权利要求1或2所述的并联无曲轴发动机传动机构，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓明，
申请(专利权)人：朱晓明，
类型：新型
国别省市：四川;51