[发明专利]一种活塞式直驱发动机及先取力后集成设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞直驱发动机，具体地说是一种活塞式直驱发动机及先取力后集成设计方法。 

背景技术

直驱式发动机在专利文献中已有公开报道，例如“新型活塞发动机，专利号01120523.7”；“一冲程对爆自由活塞发动机，专利号94238030.4”“可变输出转速无连杆往复活塞发动机，专利号200510096455.9”。上述文献公开的技术都是对置活塞直驱式发动机，所讨论的核心问题都是如何取力问题，例如专利号01120523.7”采用两个带棘齿的单向齿轮与连接活塞的双面齿条啮合输出一个转动方向的力，“专利号94238030.4”的活塞发动机，是采用半齿轮与齿条啮合进行取力；专利号200510096455.9”是通过行星齿轮取出活塞往复运动的力，但是通过上述方式取出的统一方向旋转的力可以对外做功，但是却不能通过外力反向驱动使发动机在静止状态下启动，也就是说无法通过外力重新让活塞往复工作实现最初的吸压爆排四个冲程。没有最初的启动，发动机就无法工作，也就不可能实现上述力的输出。另外，发动机的工作往往是连续的大负荷的，使用单向齿轮和行星齿轮与齿条直接啮合都是不现实的，尤其是行星齿轮方式，活塞的直径决定了行星齿轮的运动空间，也决定了齿轮轴不可能有较大的强度，细小的零件决定了发动机较短的使用寿命。 

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术存在的不足，提供一种先取力后合成的活塞式直驱发动机。 

本发明的目的是按以下方式实现的，在发动机壳体内设置对称的活塞直接驱动活塞之间双面齿条往复运动，双面齿条驱动两套传动齿轮带动传动轴往复转动向外输出两路方向相反的往复转动力，然后在通过曲轴连杆式和单向齿轮式动力集成机构将两路转动方向相反的往复转动力集成成两路连续的一个方向转动的力。 

具体结构是由发动机壳体、气缸筒、活塞、双面齿条、上传动齿轮、下传动齿轮、传动轴和动力集成机构组成，其中，气缸筒对称设置在发动机壳体之中，活塞位于气缸筒之中并连接在双面齿条的两端，双面齿条的上下两边分别设置上下两根传动轴，上传动齿轮和下传动齿轮分别设置在上传动轴和下传动轴上并与 双面齿条的上下两面齿条啮合，上传动轴和下传动轴的两端与动力集成机构连接； 

设置在上传动轴和下传动轴两端的动力集成机构有连杆曲轴式结构和单向齿轮式结构： 

其中连杆曲轴式结构是由偏心轮、连杆和曲轴组成，偏心轮分别设置在上下两根传动轴的端部，连杆的两端连接偏心轮和曲轴。 

单向齿轮式结构是由左转单向齿轮、右转单向齿轮、换向齿轮、动力集成齿轮和动力输出轴组成，左转单向齿轮和右转单向齿轮分别设置在上下传动轴的端部，左转单向齿轮与动力集成齿轮啮合，右转单向齿轮通过换向齿轮与动力集成齿轮啮合，动力集成齿轮与动力输出轴固定。 

本发明的发动可以应用于汽油发动机、柴油发动机、蒸汽机、空压机和真空泵。 

本发明的活塞式直驱发动机所具有的优异效果是：结构简单，易于加工，没有侧向分力，直行直驱，能量全部输出，气缸不产生侧向磨损，使用寿命长，节约能源。 

附图说明

附图1为活塞式直驱发动机的发动机的结构示意图； 

附图2为图1的断面的结构示意图； 

附图3为单向齿轮式动力集成结构示意图。 

附图标记说明：发动机壳体1、气缸筒2、活塞3、双面齿条4、上传动齿轮5、上传动轴6、下传动齿轮7、下传动轴8、偏心轮9、连杆10、曲轴11、动力集成齿轮12、动力输出轴13、换向齿轮14、右转单向齿轮15、左转单向齿轮16、扇形齿轮17、启动齿轮18。 

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的发动机作以下详细地说明。 

本发明的活塞式直驱发动机，其结构是由发动机壳体1、气缸筒2、活塞3、双面齿条4、上传动齿轮5、下传动齿轮7、上传动轴6、下传动轴8和动力集成机构组成，其中，气缸筒2对称设置在发动机壳体1之中，活塞3位于气缸筒2之中并连接在双面齿条4的两端，双面齿条4的上下两边分别设置上下两根传动轴6、8，上传动齿轮5和下传动齿轮7分别设置在上下两根传动轴6、8上并与双面齿条4的上下两面的齿条啮合，上下两根传动轴6、8伸出发动机壳体1与动力集成机构连接； 

设置在上下两根传动轴端部动力集成机构有连杆曲轴式结构和单向齿轮式动力集成结构：