技术领域
[0001] 本
发明涉及一种发动机的传动装置，特指一种往复转动式活塞发动机专用的传动装置。
背景技术
[0002] 本发明针对于
发明名称为：环形往复式活塞发动机及其偶排环形往复式活塞发动机，
申请号为：201310166898.5的发明
专利而专
门设计的传动机构，具体的说是一种往复转动式活塞发动机专用的传动装置。
[0003] 现有的发动机传动结构无法适用于上述环形往复式活塞发动机，则需要重新设计一种全新的、适用于环形往复式活塞发动机的传动机构。
发明内容
[0004] 一、要解决的技术问题
[0005] 本发明的目的是针对
现有技术所存在的上述问题，特提供一种能够形成近似等容燃烧循环、提高发动机热效率并改进发动机燃烧排放的往复转动式活塞发动机专用的传动装置。
[0006] 二、技术方案
[0007] 为解决上述技术问题，本发明往复转动式活塞发动机专用的传动装置，其特征在于：包括有安装在
支架上的传动机构，该传动机构由发动机
主轴通过侧向
凸轮齿轮机构带动进行往复转动，所述发动机主轴上设有主动齿轮组，所述侧向凸
轮齿轮机构与主动齿轮组相
啮合，所述设置在发动机主体上的活塞组件与传动机构相连，并与传动机构做同步的往复转动；
[0008] 所述侧向凸轮齿轮机构安装在支架上并与传动机构相配合，所述安装在支架上的侧向凸轮齿轮机构至少设置两组，且相邻设置；
[0009] 所述侧向凸轮齿轮机构包括有与主动齿轮组啮合的侧向齿轮，该侧向齿轮上设有与其键连接的侧向轴，所述侧向轴上还设有随侧向齿轮同步转动的凸轮，至少设置两组的侧向凸轮齿轮机构的凸轮形成共轭凸轮，所述共轭凸轮的凸轮曲线有一个离中心点O的最近点A和一个离中心点O的最远点B，最近点A与中心点O的连线形成近轴线OA，最远点与中心点O的连线形成远轴线OB，近轴线OA与远轴线OB在同一直线上；所述传动机构的摆动
角度越大，远轴线越长但近轴线越短；所述凸轮曲线被近轴线OA和远轴线OB分割成左曲线ACB和右曲线ADB，所述左曲线上有一中间点C把其分成近段AC和远段CB，所述右曲线上有一中间点D把其分成近段AD和远段DB；中间点C和D离中心点O的距离相等；所述传动机构以90°为基准往返转动，
接触最近点A时，传动机构转动角小于90°并且最小，活塞处于
上止点位置；所述传动机构接触共轭凸轮最远点B时，传动机构转动角大于90°并且最大，活塞处于
下止点位置；所述传动机构接触共轭凸轮中间点C和D时，传动机构转动角等于90°。
[0010] 作为优化，所述传动机构为一四
连杆机构，包括有
传动连杆和
支点连杆，所述传动连杆的两端铰接有支点连杆，所述支点连杆的两端铰接有传动连杆，所述传动连杆与支点连杆的铰接处设有可自由转动的滚子，所述共轭凸轮与各自对应的滚子始终相接触，共轭凸轮在转动时将推动四连杆机构作往复转动；
[0011] 所述传动连杆中部设有用于连接活塞组件的传动套，当传动连杆作往复运动时，将
同步带动活塞组件作往复运动；
[0012] 所述支点连杆中部设有支点套，该支点连杆通过支点套铰接在支架上。
[0013] 作为优化，所述传动机构为一
法兰盘组件，该法兰盘组件与支架转动配合，所述法兰盘组件的上部及下部设置有可自由转动的滚子，所述共轭凸轮与各自对应的滚子始终相接触，当共轭凸轮转动时会推动法兰盘组件作往复转动；
[0014] 所述法兰盘组件的上部及下部设有与活塞组件相连接的传动套，当法兰盘组件在作往复转动时会同步带动活塞组件作往复转动。
[0015] 作为优化，所述凸轮曲线左曲线的近段AC和右曲线的近段AD向内偏离正弦运动的凸轮曲线，所述凸轮曲线左曲线的远段CB和右曲线的远段DB向外偏离正弦运动的凸轮曲线；所述滚子在凸轮曲线最近点A前后一个角度滚动时，传动机构转动角处于最小值并且保持基本不变化，即主轴在一定角度范围内转动时，活塞在上止点位置基本不变；所述滚子在凸轮曲线最远点B前后一个角度滚动时，传动机构转动角处于最大值并且保持基本不变化，即主轴在一定角度范围内转动时，活塞在下止点位置基本不变。
[0016] 作为优化，上述主动齿轮组由两个结构相通的主齿轮和副齿轮组成，上述主齿轮与侧向齿轮啮合，齿轮比为1:2。
[0017] 三、本发明的有益效果
[0018] 本发明在活塞的上、下止点一定角度内产生近似等容。在发动机循环的燃烧过程中，上止点近似等容形成近似等容燃烧。根据热
力学理论，等容燃烧循环能够产生最大可能的热效率，因而提高发动机热效率；根据燃烧学理论，等容燃烧更容易取得完全燃烧，因而改进发动机燃烧排放。在发动机循环的进气过程中，下止点近似等容能够提高进气效率；在发动机循环的排气过程中，上止点等容能够提高排气效率。
附图说明
[0019] 图1是本发明
实施例一发动机和传动机构的分解图；
[0020] 图2是本发明实施例一支架的分解图；
[0021] 图3是本发明实施例一传动机构的分解图；
[0022] 图4是本发明实施例一四连杆机构的分解图；
[0023] 图5是本发明侧向凸轮齿轮机构的分解图；
[0024] 图6是本发明实施例一传动机构的运动示意图；
[0025] 图7是本发明实施例二发动机和传动机构的分解图；
[0026] 图8是本发明实施例二传动机构的立体机构示意图；
[0027] 图9是本发明实施例二传动机构的分解图；
[0028] 图10是本发明实施例二传动机构的运动原理图；
[0029] 图11是本发明实施例二另一形态传动机构的运动示意图；
[0030] 图12是本发明凸轮曲线与正弦运动的凸轮曲线的对比图；
[0031] 图13是近似等容凸轮产生的
气缸体积变化曲线图。
[0032] 图中，1为支架，2为发动机主轴，3为主动齿轮组，4为活塞组件，5为前支架，6为后支架，7为传动连杆，8为支点连杆，9为滚子，10为共轭凸轮，11为传动套，12为支点套，13为支点圆杆，14为主齿轮，15为副齿轮，16为发动机
凸轮轴齿轮，17为侧向齿轮，18为法兰盘组件，19为圆柱凸台，20为前法兰盘，21为后法兰盘，22为空心圆杆。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图对本发明往复转动式活塞发动机专用的传动装置作进一步说明：
[0034] 实施方式一：如图1和2所示，本发明往复转动式活塞发动机专用的传动装置，其中，包括有安装在支架1上的传动机构，该传动机构由发动机主轴2通过侧向凸轮齿轮机构带动进行往复转动，从而使
气缸体积变化产生等容的效果；上述发动机主轴2上设有主动齿轮组3，侧向凸轮齿轮机构与主动齿轮组3相啮合，上述设置在发动机主体上的活塞组件4与传动机构相连，并与传动机构做同步的往复转动，即，发动机主轴2通过主动齿轮组3带动侧向凸轮齿轮机构作往复转动，而与传动机构相连的活塞组件4则由侧向凸轮齿轮机构带动作往复转动。
[0035] 上述侧向凸轮齿轮机构安装在支架1上并与传动机构相配合，上述安装在支架1上的侧向凸轮齿轮机构至少设置两组(一对)，且相邻设置，所述相邻的两组侧向凸轮齿轮机构上的两个凸轮是一对共轭凸轮，本实施例侧向凸轮齿轮机构设置有四组(两对)，即有两对共轭凸轮；上述支架1由前支架5和后支架6螺接固定而成，而传动机构则设置在前支架5和后支架6之间。
[0036] 如图3至6所示，本实施例传动机构为一四连杆机构，包括有传动连杆7和支点连杆8，上述传动连杆7的两端铰接有支点连杆8，上述支点连杆8的两端铰接有传动连杆7，上述传动连杆7与支点连杆8的铰接处设有可自由转动的滚子9，两对共轭凸轮10与各自相对应的滚子9始终相接触，两对共轭凸轮10在转动时将推动四连杆机构作往复转动；上述传动连杆7中部设有用于连接活塞组件4的传动套11，当传动连杆7作往复转动时，将同步带动活塞组件4作往复转动；上述支点连杆8中部设有支点套12，该支点连杆8通过支点套12铰接在支架1上；而上述支点套12内设置有支点圆杆13，该支点圆杆13的两端通过
螺栓螺接固定在前支架5和后支架6上，而支点圆杆13与支点连杆8之间是转动配合，当两对共轭凸轮10转动时，与传动连杆7铰接的支点连杆8只能绕着支点圆杆13来回转动，这迫使传动连杆7与支点连杆8的铰接处的滚子9以及传动连杆7作往复摆动；此时，与传动连杆7相连的活塞组件4作来回的往复转动。
[0037] 上述主动齿轮组3由两个结构相通的主齿轮14和副齿轮15组成，上述主齿轮14与侧向齿轮17啮合，齿轮比为1:2，副齿轮15与发动机凸轮轴齿轮16相啮合，齿轮比为1:1，发动机凸轮轴齿轮16则与凸轮轴键连接，这样，当发动机凸轮轴齿轮16转动时，便会带动凸轮轴一起转动，配合调节气缸的进气和排气；也就是说，当发动机主轴2转动一圈时，完成一次进气和排气，同时，活塞组件4完成两次往复转动。
[0038] 如图6和12所示，上述侧向凸轮齿轮机构包括有与主动齿轮组3啮合的侧向齿轮17，该侧向齿轮17上设有与其键连接的侧向轴，上述侧向轴上还设有随侧向齿轮17同步转动的共轭凸轮10，上述共轭凸轮10的凸轮曲线有一个离中心点O的最近点A和一个离中心点O的最远点B，最近点A与中心点O的连线形成近轴线OA，最远点与中心点O的连线形成远轴线OB，近轴线OA与远轴线OB在同一直线上；上述传动机构的摆动角度越大，远轴线越长但近轴线越短；上述凸轮曲线被近轴线OA和远轴线OB分割成左曲线ACB和右曲线ADB；
上述左曲线内有一中间点C把其分成近段AC和远段CB，上述右曲线内有一中间点D把其分成近段AD和远段DB；中间点C和D离中心点O的距离相等；上述传动机构以90°为基准往返转动，当一滚子9接触共轭凸轮10的最近点A时，与这共轭凸轮10相邻的其他两个共轭凸轮10与滚子9接触的最远点B，此时传动机构转动角小于90°并且最小，活塞处于上止点位置；当一滚子9接触共轭凸轮10的最远点B时，与这共轭凸轮10相邻的其他两个共轭凸轮10与滚子9接触的最近点A，传动机构转动角大于90°并且最大，活塞处于下止点位置；上述传动机构的滚子9接触共轭凸轮10中间点C或D时，与其相邻的共轭凸轮10与滚子9接触的是中间点D或C，传动机构转动角等于90°。
[0039] 上述凸轮曲线左曲线的近段AC和右曲线的近段AD向内偏离正弦运动的凸轮曲线，上述凸轮曲线左曲线的远段CB和右曲线的远段DB向外偏离正弦运动的凸轮曲线；当上述一滚子9在凸轮曲线最近点A前后一个角度滚动时，与其相邻的两个滚子9在凸轮曲线最远点B前后一个角度滚动，此时传动机构转动角处于最小值并且保持近似不变化，即主轴在一定角度范围内转动时，活塞在上止点位置近似不变，气缸体积保持近似不变(气缸近似等容)；当上述一滚子9在凸轮曲线最远点B前后一个角度滚动时，与其相邻的两个滚子9在凸轮曲线最近点A前后一个角度滚动，此时传动机构转动角处于最大值并且保持近似不变化，即主轴在一定角度范围内转动时，活塞在下止点位置近似不变，气缸体积保持近似不变(气缸近似等容)。
[0040] 如图13所示，从图中可以看出，在进气阶段的末期、燃烧膨胀阶段的初期以及排气阶段的初期和末期，也就是活塞在上止点和下止点时，气缸体积保持近似等容；进气阶段的末期保持近似等容，能够保证进气更充分，燃烧前期保持近似等容，能提高热循环效率并且保证更完全的燃烧，排气阶段的初期和末期保持近似等容，能够保证排气更充分。
[0041] 实施方式二：如图7至9所示，本实施例与实施方式一基本相同，所不同的是上述传动机构为一法兰盘组件18，该法兰盘组件18与支架1转动配合，上述法兰盘组件18的上部及下部设置有可自由转动的滚子9，上述共轭凸轮10与各自对应的滚子9始终相接触，当共轭凸轮10转动时会同步的推动法兰盘组件18作往复转动；上述法兰盘组件18的上部及下部设有与活塞组件4相连接的传动套11，当法兰盘组件18在作往复转动时会同步带动活塞组件4作往复转动；上述法兰盘组件18分为前法兰盘20和后法兰盘21，前、后法兰盘20、21之间设置有空心圆杆22，该空心圆杆22用于
支撑前、后法兰盘20、21。
[0042] 上述支架1由前支架5和后支架6螺接固定而成，上述前支架5上设有供法兰盘组件18安装的圆柱凸台19，法兰盘组件18与该圆柱凸台19转动配合，上述前支架5上方和下方设有扇形槽，活塞组件4的传动杆在扇形槽内往复摆动。
[0043] 本实施例法兰盘组件18上部和下部共设置有两对共轭凸轮10，这样能够使法兰盘组件18在往复转动时更加稳定；当然，除此之外，还可相邻的设置两组，即一对共轭凸轮，如图11所示，在法兰盘组件18同侧的上部和下部相邻设置有一对共轭凸轮10，而这样的设置也能够使法兰盘组件18完成往复转动。
[0044] 如图10所示，图中两对共轭凸轮10的转动中心关于支架1中心线X1X2和Y1Y2对称；在(a)位置时，法兰盘组件18上两个滚子9分别与右上方和左下方的共轭凸轮10上的最近点A接触，另两个滚子9分别与左上方和右下方的共轭凸轮10上的最远点B接触，法兰盘转动角最小，活塞位于上止点；在(b)位置时，法兰盘组件18上两个滚子9分别与左上方和右下方的共轭凸轮10上的中间点C接触，另两个滚子9分别与右上方和左下方的共轭凸轮10的中间点D接触，法兰盘转动角为90°，活塞朝向下止点方向运动；在(c)位置时，法兰盘组件18上两个滚子9分别与右上方和左下方的共轭凸轮10上的最远点B接触，另两个滚子9分别与左上方和右下方的共轭凸轮10上的最近点A接触，法兰盘转动角最大，活塞位于下止点；在(d)位置时，法兰盘组件18上两个滚子9分别与左上方和右下方的共轭凸轮10的中间点D接触，另两个滚子9分别与右上方和左下方的共轭凸轮10上的中间点C接触，法兰盘转动角为90°，活塞朝向上止点方向运动。
[0045] 而在(a)位置和(c)位置时，活塞位于上止点和下止点，此时的气缸体积处于近似等容，无明显变化，在图12中可明显的看出。
[0046] 以上上述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
