齿轮齿条式发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，具体说是齿轮齿条式发动机。


背景技术：

2.四缸发动机做功每个缸是180
°
，一共720
°
，三缸发动机做功每个缸是180
°
，一共540
°
，三缸发动机与四缸发动机相比少了180
°
，也就是每个缸少做功60
°
，少做功的部分属于无动力衔接部分；因此三缸发动机与四缸发动机相比运行不够稳定。


技术实现要素：

3.为了解决三缸发动机无动力衔接部分的问题，本实用新型提供了一种齿轮齿条式发动机。
4.本技术采用的技术方案为：齿轮齿条式发动机，包括并排设置的三个气缸，三个所述气缸内设有活塞，活塞的下端连接有齿条；齿条下端设有轴线相互平行的主动齿轮轴和从动齿轮轴；
5.所述主动齿轮轴上设有与齿条配合的第一扇形轮齿，相邻第一扇形轮齿的起始轮齿在顺时针方向的夹角为240
°
；
6.所述从动齿轮轴上设有与齿条配合的第二扇形轮齿，相邻第二扇形轮齿的起始轮齿在顺时针方向的夹角为240
°
；
7.所述齿条两侧设有与第一扇形轮齿和第二扇形轮齿配合的条齿；
8.所述条齿向下运动时带动第一扇形轮齿做功，所述主动齿轮轴带动从动齿轮轴转动；所述主动齿轮轴和从动齿轮轴的转速相同；第二扇形轮齿带动条齿向上运动。
9.进一步地，所述第一扇形轮齿的圆弧角为200
°
。
10.进一步地，所述第二扇形轮齿的圆弧角为100
°
。
11.进一步地，所述第一扇形轮齿的起始轮齿的齿高小于相邻的轮齿。
12.进一步地，所述第二扇形轮齿的起始和末端轮齿的齿高小于相邻的轮齿。
13.进一步地，所述第一扇形轮齿和第二扇形轮齿的齿数相同。
14.进一步地，所述齿条沿主动齿轮轴的轴向两侧通过第一定位块和第二定位块固定。
15.进一步地，所述条齿的主动齿轮轴侧，靠近活塞一端的第二个齿的高度小于相邻齿的高度，条齿的从动齿轮侧，靠近活塞一端的第二、三个齿的高度小于相邻齿的高度；条齿的从动齿轮轴侧，远离活塞一端的第一个齿的高度小于相邻齿的高度。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过齿条和齿轮轴代替传统的曲轴和连杆；使三个气缸的齿条依次对主动齿轮轴做功，传统发动机的四个冲程为：进气180
°
、压缩180
°
、做功180
°
、排气180
°
完成一次做功，本技术的发动机四个冲程为：进气240
°
、压缩120
°
、做功240
°
、排气120
°
完成一次做功；原三缸发动机的无动力衔接部分替换成齿条和齿轮后会持续做功；与同缸径的四缸发动机相比，油耗省25％，转数提升25％，动力提升20％，
转数的提升25％和动力的提升也会对油耗产生影响，综合影响下，油耗省30％以上。
附图说明
17.图1为本实用新型齿轮齿条式发动机的横向剖视图；
18.图2为本实用新型齿轮齿条式发动机的纵向剖视图；
19.图3为本实用新型齿轮齿条式发动机的局部示意图；
20.图4为本实用新型齿轮齿条式发动机的的运行变化图；
21.图5为本实用新型主动齿轮轴的剖视图；
22.图6为本实用新型从动齿轮轴的剖视图；
23.其中：气缸1，活塞2，齿条3，条齿301，主动齿轮轴4，从动齿轮轴5，第一扇形轮齿6，第二扇形轮齿7，第一定位块8，第二定位块9。
具体实施方式
24.面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1-图6所示，本实施方式提供了一种齿轮齿条式发动机，包括并排设置的三个气缸1，也就是市面常见的三缸发动机气缸，三个气缸1内均设有活塞2，活塞2下端连接有齿条3；齿条3下端设有轴线相互平行的主动齿轮轴4和从动齿轮轴5；
26.主动齿轮轴4上设有与齿条3配合的三个第一扇形轮齿6，三个第一扇形轮齿6间隔设置，相邻的第一扇形轮齿6的起始轮齿在顺时针方向的夹角为240
°
，即第二个第一扇形轮齿6与第一个第一扇形轮齿6相比，是向右旋转了240
°
；第三个第一扇形轮齿6与第二个第一扇形轮齿6相比，是向右旋转了240
°
；三个第一扇形轮齿6在主动齿轮轴4错开布置，与三个齿条3相配合，三个第一扇形轮齿6做功完成发动机的四个冲程；
27.从动齿轮轴5上设有与齿条3配合的三个第二扇形轮齿7，三个第二扇形轮齿7间隔设置，相邻的第二扇形轮齿7的起始轮齿在顺时针方向的夹角为240
°
，即第二个第二扇形轮齿7与第一个第二扇形轮齿7相比，是向右旋转了240
°
；第三个第二扇形轮齿7与第二个第二扇形轮齿7相比，是向右旋转了240
°
；三个第二扇形轮齿7在从动齿轮轴5上错开布置，与三个齿条3相配合，第二扇形轮齿7位于第一扇形轮齿6的对面；
28.齿条3两侧设有与第一扇形轮齿6和第二扇形轮齿7配合的条齿301；
29.条齿301向下运动时带动第一扇形轮齿6做功，从而带动主动齿轮轴4转动，主动齿轮轴4可通过齿轮、皮带轮或链轮等带动从动齿轮轴5转动；主动齿轮轴4和从动齿轮轴5的转速相同；当第一个条齿301移动到最低点时，第一扇形轮齿6与条齿301分开；此时，第二个条齿301开始向下移动，主动齿轮轴4持续带动从动齿轮轴5转动，从而使第二扇形轮齿7带动第一个条齿301向上运动；三个条齿301周期性移动，带动主动齿轮轴4无间歇做功，解决了三缸发动机气缸之间无动力衔接的问题。
30.进一步地，因为齿轮的多齿啮合性，第一扇形轮齿6、第二扇形轮齿7和条齿301不能在预设点完成啮合的同时分离，所以需要减小第一扇形轮齿6和第二扇形轮齿7的角度来
保证240
°
和120
°
的两个点能够完成啮合的同时分离，不受影响且连贯，经实际试验，将第一扇形轮齿6的圆弧角为200
°
，即第一个轮齿与最后一个轮齿之间的扇形区域的圆心角为200
°
；第二扇形轮齿7的圆弧角为100
°
，即第一个轮齿与最后一个轮齿之间的扇形区域的圆心角为100
°
。
31.进一步地，在条齿301向下运行到末端时，需要考虑第一扇形轮齿6和条齿301之间的分离问题，以及第二扇形轮齿7带动条齿301向上运动的影响，因此，将齿条3两侧的条齿301靠近活塞2一端的第二个的齿高设计成小于相邻的齿；即条齿301的主动齿轮轴4侧，靠近活塞2一端第二个齿的高度小于相邻齿的高度，条齿301的从动齿轮轴5侧，靠近活塞2一端第二、三个齿的高度小于相邻齿的高度；条齿301的从动齿轮轴5侧，远离活塞2一端第一个齿的高度小于相邻齿的高度。
32.第一扇形轮齿6的起始轮齿的齿高小于相邻的轮齿，大概为相邻轮齿一半多的高度；第二扇形轮齿7的起始和末端轮齿的齿高小于相邻的轮齿，大概为相邻轮齿一半多的高度。
33.进一步地，齿条3向上和向下的位移是相同的，两侧条齿301的齿数也是相同的，因此第一扇形轮齿6和第二扇形轮齿7的齿数也相同。
34.进一步地，齿条3沿主动齿轮轴4的轴向两侧通过第一定位块8和第二定位块9固定，以保证其连接的牢固性和位置的稳定。
35.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.齿轮齿条式发动机，包括并排设置的三个气缸，其特征在于：三个所述气缸内设有活塞，活塞的下端连接有齿条；齿条下端设有轴线相互平行的主动齿轮轴和从动齿轮轴；所述主动齿轮轴上设有与齿条配合的第一扇形轮齿，相邻第一扇形轮齿的起始轮齿在顺时针方向的夹角为240
°
；所述从动齿轮轴上设有与齿条配合的第二扇形轮齿，相邻第二扇形轮齿的起始轮齿在顺时针方向的夹角为240
°
；所述齿条两侧设有与第一扇形轮齿和第二扇形轮齿配合的条齿；所述条齿向下运动时带动第一扇形轮齿做功，所述主动齿轮轴带动从动齿轮轴转动；所述主动齿轮轴和从动齿轮轴的转速相同；所述第二扇形轮齿带动条齿向上运动。2.根据权利要求1所述的齿轮齿条式发动机，其特征在于：所述第一扇形轮齿的圆弧角为200
°
。3.根据权利要求1所述的齿轮齿条式发动机，其特征在于：所述第二扇形轮齿的圆弧角为100
°
。4.根据权利要求1所述的齿轮齿条式发动机，其特征在于：所述第一扇形轮齿的起始轮齿的齿高小于相邻的轮齿。5.根据权利要求1所述的齿轮齿条式发动机，其特征在于：所述第二扇形轮齿的起始和末端轮齿的齿高小于相邻的轮齿。6.根据权利要求1所述的齿轮齿条式发动机，其特征在于：所述第一扇形轮齿和第二扇形轮齿的齿数相同。7.根据权利要求1所述的齿轮齿条式发动机，其特征在于：所述齿条沿主动齿轮轴的轴向两侧通过第一定位块和第二定位块固定。8.根据权利要求1所述的齿轮齿条式发动机，其特征在于：所述条齿的主动齿轮轴侧，靠近活塞一端的第二个齿的高度小于相邻齿的高度，条齿的从动齿轮轴侧，靠近活塞一端的第二、三个齿的高度小于相邻齿的高度；条齿的从动齿轮轴侧，远离活塞一端第一个齿的高度小于相邻齿的高度。

技术总结
本实用新型涉及发动机技术领域，具体说是齿轮齿条式发动机。包括并排设置的三个气缸，三个所述气缸内设有活塞，活塞的下端连接有齿条；齿条下端设有轴线相互平行的主动齿轮轴和从动齿轮轴；主动齿轮轴上设有与齿条配合的第一扇形轮齿；从动齿轮轴上设有与齿条配合的第二扇形轮齿；齿条两侧设有与第一扇形轮齿和第二扇形轮齿配合的条齿；条齿向下运动时带动第一扇形轮齿转动，主动齿轮轴带动从动齿轮轴转动；第二扇形轮齿带动条齿向上运动。通过齿条和齿轮轴代替传统的曲轴和连杆；每个气缸做功240


技术研发人员：隋广田
受保护的技术使用者：隋广田
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2023/7/5