本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)傳動技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種推桿五活齒傳動內(nèi)燃機(jī)。

背景技術(shù)：

目前傳統(tǒng)活塞內(nèi)燃機(jī)多以一個氣缸為動力單元，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接，以曲柄連桿為傳動裝置，連桿連接有飛輪，活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，通過連桿推動曲軸轉(zhuǎn)動；為了吸進(jìn)新鮮氣體和排出廢氣設(shè)有進(jìn)氣門和排氣門，活塞頂離曲軸中心最遠(yuǎn)處稱上止點(diǎn)，活塞頂離曲軸中心最近處稱下止點(diǎn)。依靠氣缸內(nèi)混合油氣燃燒產(chǎn)生的膨脹力做功實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功和排氣四個沖程，四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個活塞沖程中只有一個沖程即在膨脹做功沖程推動曲柄連桿機(jī)構(gòu)對外做功，其余三個沖程有飛輪帶動完成，故四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)兩圈只能做功一次。因此四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸連桿機(jī)構(gòu)存在如下缺點(diǎn)：

1、由于內(nèi)燃機(jī)是利用連桿曲軸把活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動，當(dāng)氣缸壓縮沖程終了時即在膨脹做功沖程的上止點(diǎn)時缸內(nèi)混合氣燃燒使得缸內(nèi)壓力最大值而產(chǎn)生最強(qiáng)推力，但此時曲柄連桿機(jī)構(gòu)中曲軸與連桿呈一條直線即力臂為零，也就是此時根本沒有動力輸出即對外不做功；又因曲軸作圓周運(yùn)動必然造成與曲軸相連的連桿夾角變化，動力分散多，只能部分傳出功率，故曲軸連桿機(jī)構(gòu)使得內(nèi)燃機(jī)的熱能利用率很低；

2、連桿與活塞運(yùn)動方向存在的角度會使得活塞與氣缸體的內(nèi)壁產(chǎn)生一定的摩擦力，連桿與活塞運(yùn)動方向存在的角度越大則摩擦力越大，活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)行時對氣缸壁所產(chǎn)生的摩擦力是不均勻的，所以活塞在氣缸內(nèi)長期高速運(yùn)動后容易導(dǎo)致偏磨現(xiàn)象發(fā)生，使氣缸內(nèi)壁或活塞受損而漏氣，以致內(nèi)燃機(jī)的熱能利用率下降，這是曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)使用以來一直沒有解決的難題；

3、曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)機(jī)體安裝氣缸的上部分和安裝曲軸曲軸箱的下部分是結(jié)合起來進(jìn)行整體鑄造的，由于在實(shí)際應(yīng)用時曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)內(nèi)各部件的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)則需要曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)各部位的設(shè)計(jì)有著極高的精度，特別是對內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)各個氣缸及曲軸的位置、形狀及大小有著嚴(yán)格的要求，這必然導(dǎo)致加工生產(chǎn)高精度的整體鑄造的曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)機(jī)體的難度；由于內(nèi)燃機(jī)機(jī)體是整體鑄造加工而成的，一旦由于某個氣缸損壞而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)機(jī)體損壞則整個內(nèi)燃機(jī)機(jī)體就報(bào)廢而需要更換，使得內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)其它沒有被損壞的曲軸箱等部件也放棄使用而造成浪費(fèi)；

4、內(nèi)燃機(jī)氣缸及與氣缸相對應(yīng)的曲軸均是呈直線排列，曲軸的直線排列方式必然導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的體積增大，從而也使得內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的傳動部件體積加大，內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的各部件隨之增大后的結(jié)果是內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的摩擦力也隨之增大即造成內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時能耗也隨之加大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、體積小、成本低、防偏磨、維護(hù)容易、能耗低且有效功率大大提高的推桿五活齒傳動內(nèi)燃機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種推桿五活齒傳動內(nèi)燃機(jī)包括氣缸、傳動軸及內(nèi)燃機(jī)機(jī)體，氣缸內(nèi)設(shè)置有活塞，所述活塞外端垂直固定連接有推桿，內(nèi)燃機(jī)機(jī)體上通過軸承固定有主動轉(zhuǎn)軸及從動轉(zhuǎn)軸；所述主動轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有主動齒盤及主動活齒盤，主動齒盤與主動活齒盤之間的主動轉(zhuǎn)軸設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體固定；所述從動轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與主動轉(zhuǎn)軸上的主動齒盤相嚙合的從動齒盤，從動轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與主動轉(zhuǎn)軸上的主動活齒盤形狀及大小相同的從動活齒盤，從動齒盤與從動活齒盤之間的從動轉(zhuǎn)軸設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體固定；所述推桿相對于活塞端的外端通過彈簧與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體固定連接；

所述主動活齒盤邊緣上等距離設(shè)置有五組主動活齒，每組主動活齒在主動活齒盤邊緣排列的長度為主動活齒盤周長的十分之一；所述從動活齒盤邊緣上等距離設(shè)置有五組從動活齒，每組從動活齒在從動活齒盤邊緣排列的長度為從動活齒盤周長的十分之一；所述推桿上設(shè)置有與主動活齒盤及從動活齒盤相嚙合的主動推齒及從動推齒，推桿上的主動推齒及從動推齒與主動活齒盤上的主動活齒及從動活齒盤上的從動活齒均個數(shù)相等。

推桿相對于推桿上主動推齒及從動推齒的一側(cè)設(shè)置有若干個防偏輪，內(nèi)燃機(jī)機(jī)體上位于推桿防偏輪一側(cè)設(shè)置有與防偏輪滾動相配合的防偏槽。

推桿上主動推齒前端若干個主動推齒的齒條高度依次由低到高排列，推桿上從動推齒后端若干個從動推齒的齒條高度依次由高到低排列；所述主動活齒盤上每組主動活齒按順時針方向排列的末端若干個主動活齒的齒條高度依次由高到低排列，所述從動活齒盤上每組從動活齒按順時針方向排列的前端若干個從動活齒的齒條高度依次由低到高排列。

從動活齒盤設(shè)置有從動活齒盤一及從動活齒盤二，主動活齒盤位于從動活齒盤一及從動活齒盤二前端中間位置；所述推桿上設(shè)置有與從動活齒盤一及從動活齒盤二相嚙合的從動推齒一及從動推齒二，推桿上從動推齒一及從動推齒二與從動活齒盤一及從動活齒盤二上從動活齒均個數(shù)相等。

主動活齒盤及從動活齒盤上主動活齒及從動活齒的齒條頂部均呈圓弧型，主動活齒盤及從動活齒盤上主動活齒及從動活齒的相鄰齒條根部之間圓弧型；所述推桿上主動推齒及從動推齒的齒條頂部均呈圓弧型，推桿上主動推齒及從動推齒的相鄰齒條根部之間均呈圓弧型。

本發(fā)明有益效果是：本發(fā)明的推桿五活齒傳動內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，制作方便，大大降低了制造成本；由于將曲軸的圓周運(yùn)動直接變?yōu)檫B桿的往復(fù)直線運(yùn)動，省略了內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)的曲軸及曲軸箱不僅大大降低了內(nèi)燃機(jī)機(jī)體加工難度，使得本發(fā)明產(chǎn)品的使用性能大大提高，也使得內(nèi)燃機(jī)的體積大大減小，同時也有效地地降低了內(nèi)燃機(jī)自身運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗；內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)省略了曲軸及曲軸箱使得結(jié)構(gòu)簡單，不僅降低了維修成本，而且因推桿的往復(fù)直線運(yùn)動有效地消除了活塞在氣缸內(nèi)因產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象，大大地延長氣缸或活塞的使用壽命；尤其是推桿在做往復(fù)直線運(yùn)動時推桿與主動齒盤或從動齒盤的力臂始終一致即為主動齒盤或從動齒盤的半徑，而且推桿在往復(fù)直線運(yùn)動時不論是何種運(yùn)動方向均是在做有用功，這必然使得本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的功率大大提高。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的推桿五活齒傳動內(nèi)燃機(jī)作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明主動推齒開始推動主動活齒運(yùn)動原理示意圖；

圖3是本發(fā)明主動推齒結(jié)束推動主動活齒運(yùn)動原理示意圖；

圖4是本發(fā)明從動推齒開始拉動從動活齒運(yùn)動原理示意圖；

圖5是本發(fā)明從動推齒結(jié)束拉動從動活齒運(yùn)動原理示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例二立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、氣缸，2、傳動軸，3、內(nèi)燃機(jī)機(jī)體，4、活塞，5、推桿，6、主動轉(zhuǎn)軸，7、從動轉(zhuǎn)軸，8、主動齒盤，9、主動活齒盤，10、從動齒盤，11、從動活齒盤，12、彈簧，13、主動活齒，14、從動活齒，15、主動推齒，16、從動推齒，17、防偏輪，18、防偏槽，19、從動活齒盤一，20、從動活齒盤二，21、從動推齒一，22、從動推齒二。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一如圖1所示，本實(shí)施例的推桿五活齒傳動內(nèi)燃機(jī)包括氣缸1、傳動軸2及內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3，氣缸1內(nèi)設(shè)置有活塞4，活塞4外端垂直固定連接有推桿5，內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3上通過軸承固定有主動轉(zhuǎn)軸6及從動轉(zhuǎn)軸7，固定于內(nèi)燃機(jī)機(jī)體上的主動轉(zhuǎn)軸6的外端為傳動軸2。主動轉(zhuǎn)軸6上設(shè)置有主動齒盤8及主動活齒盤9，主動齒盤8與主動活齒盤9之間的主動轉(zhuǎn)軸6設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3固定。從動轉(zhuǎn)軸7上設(shè)置有與主動轉(zhuǎn)軸6上的主動齒盤8相嚙合的從動齒盤10，從動轉(zhuǎn)軸7上設(shè)置有與主動轉(zhuǎn)軸6上的主動活齒盤9形狀及大小相同的從動活齒盤11，從動齒盤10與從動活齒盤11之間的從動轉(zhuǎn)軸7設(shè)置有軸承與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3固定。推桿5相對于活塞4端的外端通過彈簧12與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3固定連接。主動活齒盤9邊緣上等距離設(shè)置有五組主動活齒13，每組主動活齒13在主動活齒盤9邊緣排列的長度為主動活齒盤9周長的十分之一。從動活齒盤11邊緣上等距離設(shè)置有五組從動活齒14，每組從動活齒14在從動活齒盤11邊緣排列的長度為從動活齒盤11周長的十分之一。推桿5上設(shè)置有與主動活齒盤9及從動活齒盤11相嚙合的主動推齒15及從動推齒16，推桿5上的主動推齒15及從動推齒16與主動活齒盤9上的主動活齒13及從動活齒盤11上的從動活齒14均個數(shù)相等。推桿5相對于推桿5上主動推齒15及從動推齒16的一側(cè)設(shè)置有兩個防偏輪17，內(nèi)燃機(jī)機(jī)體3上位于推桿5防偏輪17一側(cè)設(shè)置有與防偏輪17滾動相配合的防偏槽18。防偏輪17及防偏槽18的設(shè)置可使得推桿5在做往復(fù)運(yùn)動時的穩(wěn)定性得到更好的保證。

如圖2、圖3、圖4及圖5所示，推桿5上主動推齒15前端若干個主動推齒15的齒條高度依次由低到高排列，推桿5上從動推齒16后端若干個從動推齒16的齒條高度依次由高到低排列。主動活齒盤9上每組主動活齒13按順時針方向排列的末端若干個主動活齒13的齒條高度依次由高到低排列，從動活齒盤11上每組從動活齒14按順時針方向排列的前端若干個從動活齒14的齒條高度依次由低到高排列。如圖2所示的推桿5上由低到高排列的主動推齒15與主動活齒盤9上的前端主動活齒13嚙合；如圖3所示的推桿5上的主動推齒15與主動活齒盤9上由高到低排列的末端主動活齒13嚙合；如圖4所示的推桿5上從動推齒16與從動活齒盤11上由低到高排列的前端從動活齒14嚙合；如圖5所示的推桿5上由高到低排列的末端從動推齒16與從動活齒盤11上的從動活齒14嚙合。

活塞4在氣缸1內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動時使得推桿5也同樣在做往復(fù)運(yùn)動，彈簧12的設(shè)置使得推桿5在做往復(fù)運(yùn)動時得到較好地緩沖及避免了動能的浪費(fèi)。推桿5在向彈簧12端運(yùn)動時，推桿5上的主動推齒15與主動活齒盤9上的主動活齒13嚙合并帶動主動活齒盤9按順時針轉(zhuǎn)動即帶動主動齒盤8轉(zhuǎn)動；此時推桿5上的從動推齒16與從動活齒盤11上的從動活齒14沒有接觸，又由于主動齒盤8與從動齒盤10嚙合而使得從動活齒盤11呈反時針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推桿5在向活塞4端運(yùn)動時，推桿5上的從動推齒16與從動活齒盤11上的從動活齒14嚙合則帶動從動齒盤10作反時針方向轉(zhuǎn)動，而此時推桿5上的主動推齒15與主動活齒盤9上的主動活齒13沒有接觸，又由于從動齒盤10與主動齒盤8嚙合而使得主動活齒盤9呈順時針方向旋轉(zhuǎn)。因此，不論推桿5向彈簧12端方向運(yùn)動還是向活塞4端方向運(yùn)動，推桿5所帶動的主動轉(zhuǎn)軸6均是順時針方向轉(zhuǎn)動即主動轉(zhuǎn)軸6所帶動的傳動軸2也一直按順時針方向旋轉(zhuǎn)。

活塞4帶動推桿5在做功時的力臂始終為主動活齒盤9或從動活齒盤11的半徑R，活塞4帶動推桿5的行程設(shè)為s則2πR＝10s即R＝5s/π；曲軸連桿內(nèi)燃機(jī)的連桿行程最大力臂是r而最小力臂是零，曲軸連桿的行程s等于2r，即R＝5s/π＝10r/π。由于曲軸連桿做功時的力臂由零到r后再由r到零，所以根據(jù)微積分或初等數(shù)學(xué)算法即可算出推桿5做功效率是曲軸連桿做功效率的約4.1倍。

圖2、圖3、圖4至圖5是推桿5依次往復(fù)運(yùn)動與主動活齒盤9、從動活齒盤11的運(yùn)動關(guān)系，推桿5及主動活齒盤9、從動活齒盤11上分布高低齒條目的均是為了增加齒條之間接觸的數(shù)量以達(dá)到增加齒條之間的有效接觸面積，更好地延長推桿5、主動活齒盤9及從動活齒盤11的使用壽命。主動活齒盤9及從動活齒盤11上主動活齒13及從動活齒14的齒條頂部均呈圓弧型，主動活齒盤9及從動活齒盤11上主動活齒13及從動活齒14的相鄰齒條根部之間圓弧型；推桿5上主動推齒15及從動推齒16的齒條頂部均呈圓弧型，推桿5上主動推齒15及從動推齒16的相鄰齒條根部之間均呈圓弧型。圓弧型的設(shè)置使得主動推齒15與主動活齒13以及從動推齒16與從動活齒14的有效接觸面積加大，也是更好地延長推桿5、主動活齒盤9及從動活齒盤11的使用壽命。

實(shí)施例二如圖6所示，從動活齒盤11設(shè)置有從動活齒盤一19及從動活齒盤二20，主動活齒盤9位于從動活齒盤一19及從動活齒盤二20前端中間位置；推桿5上設(shè)置有與從動活齒盤一19及從動活齒盤二20相嚙合的從動推齒一21及從動推齒二22，推桿5上的從動推齒一21及從動推齒二22與從動活齒盤一19及從動活齒盤二20上的從動活齒14均個數(shù)相等，從動活齒盤一19及從動活齒盤二20的設(shè)置可使得推桿5在做往復(fù)運(yùn)動時的穩(wěn)定性得到更好的保證。本實(shí)施例的其它設(shè)置及原理與實(shí)施例一的設(shè)置及原理相同。