一种轴式连杆传动系统及对置活塞发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种将直线往复运动转化为旋转运动的轴式连杆传动系统，以及采用该轴式连杆传动系统的对置活塞发动机。
【背景技术】
[0002]活塞式发动机目前最为普及的是曲轴连杆活塞式发动机，通过曲轴连杆机构将活塞的直线往复运动转变成曲轴的旋转运动，但曲连杆机构降低了活塞式发动机的效率，燃料的利用效率只有30%左右。
[0003]为提高活塞式发动机的效率，人们对活塞式发动机的结构及其传动系统进行着不断的改进。
[0004]譬如，在公布号为CN102003282的发明专利申请说明书中即公开了一种发动机外齿轴内齿条连杆机构，该机构是将两段完全相同的齿条与一个模数相同的内齿从齿根处分出相同两部分组合成一个新的复合内齿，外齿轴既是发动机输出转轴，外齿轴上的外齿模数与复合内齿相同，与复合内齿的齿数比为1:2或者1:3并在复合内齿内啮合循环旋转。为达到各种位置上正确啮合的目的，在复合内齿条两侧及外齿轴上分别装配了多种导向块。该传动机构可以取代曲轴连杆机构，发挥出更高的转换效率，从而大幅度地降低燃料消耗。该项发明的不足是，由于离合内齿组件在换向过程中必然发生摆动，导致连接杆摆动，从而不能在连接杆上套密封套圈，使活塞背面与缸体之间的空间不能进行气密封，而不能得到利用。
[0005]又如，在授权公告号为CN201865768U的实用新型专利说明书中公开了一种废气助功直轴发动机，该直轴发动机包括有主功气缸，主功气缸包括有空腔，在空腔内设置有主功活塞、连接杆、离合内齿组件及穿过离合内具组件的传动直轴。离合内齿组件的中部设有长条形槽，长条形槽内侧边设有传递齿条。传动直轴上设有与内齿单边相啮合的齿轮，并设有使齿轮与内齿环单向循环转动的离合机构。通过离合内齿组件和齿轮配合运动，带动直轴单向旋转，改变曲轴复杂的能量转换方式，从而减少摩擦力，提高有效功率。其离合机构包括设置在离合内齿组件上的左右离合档板及固定在齿轮上的离合环，左右离合档板分别固定在长条形槽同一侧面，并遮住长条形槽竖起部分的齿牙，离合环固定在齿轮的一面，且离合环设有弧形凸边，弧形凸边遮住齿轮的部分齿牙，并使露出部分的齿牙与长条形槽的齿牙啮合。其不足之处是，由于离合内齿组件运动过程中必然发生摆动，导致连接杆也随之摆动，因此连接杆与主工活塞的连接不能采用固定连接，而只能采用铰接，因此不能在连接杆上设置密封套圈，使活塞背面与缸体之间的空间不能进行气密封，而不能得到利用，额外增加的助功活塞，虽然实现了直轴驱动但传递齿轮与传递齿条的啮合由于内齿组件的摆动其啮合并不可靠，还有换向机构中的弧形凸边上存在两个突变的台阶，对左右档板会发生产生较大的冲击、机械磨损和噪音，运行可靠性无法得到保证。
[0006]再如，在授权公告号为CN102192008B的发明专利说明书中则公开了一种齿轮传动内燃机。该齿轮传动内燃机采用齿套和齿轮的传动来替代曲轴和连杆的传动，可以逆向运行把往复直线运动转变为朝同一方向旋转的齿轮传动机构。该齿轮传动内燃机包括至少一套齿轮传动机构，传动轴由两个齿轮、四个滚轮和轴组成并固定连接，传动轴上有两个轴承并且安装在内燃机的箱体内，可以左右移动的两个联体活塞平等布置在箱体的滑槽内，联体活塞有两个相反方向伸出的活塞，与两个联体活塞相关联的有两对气缸，每一对气缸相对于传动轴沿径向对置，两个联体活塞的框架中间的宽度与两个齿套组件的宽度相等，两个齿套组件可以在框架内上下移动，齿套组件有两个轮套和一个齿套并且用连接件固定在一起，齿套上下各有一个伸出的定位杆，定位杆的一端用销轴装有滚子，两个齿套组件相同，两个齿套成E型，相对对插啮合，两个定位杆的截面形状同两个齿套组件上的两个齿套与两个齿轮正常啮合时的运动轨迹相同，两个定位杆是两套凸轮，相互接触并且能相对移动，得到并保持对两个齿轮和两个轮式套的两个啮合点的离开传动轴的径向约束，齿套的内齿轮形状是长圆形的，轮套的轮廓线与内齿轮的齿的中线连接线相同，内齿轮与齿轮啮合时，轮套也与滚轮接触，滚轮的外径等于齿轮的分度圆直径，在齿轮传动时作纯滚动，承受并传递径向作用力，防止齿条与齿的过度啮合，得到并保持对两个齿轮和两个齿套的两个啮合点的指向传动轴的径向约束，两个齿套组件套在传动轴上，能在径向的平面内移动，两个齿轮传动装置相对安装，互相组成一套齿轮传动机构。显然，该齿轮传动机构存在以下几方面的不足，齿套组件必须两套相互配合互相约束才能完成内齿的换向运行，相应的活塞及齿套组件也必须是两套，不能单独运行;机构零件多造成惯性质量增大，会对其运行效率产生不利影响;限位机构过于复杂，增加了制造成本，可靠性稳定性也会降低。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种轴式连杆传动系统，以将往复直线运动转变为朝同一方向的旋转运动，有效提高传动系统的可靠性，简化传动系统使其更为紧凑，并使内燃机活塞背面与缸体之间的空间得到有效利用成为可能。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0009]本实用新型的一种轴式连杆传动系统，包括主轴和至少一个直线往复运动单元，直线往复运动单元包括至少一个直线往复运动体，其特征是:所述直线往复运动体与对应轴式连杆的一端固定连接，轴式连杆的另一端与对应的推拉框的一侧固定连接，轴式连杆、主轴的轴线相互垂直;推拉框内设置滑移块，该滑移块的两横向外侧壁与推拉框的两横向内侧壁形成竖向滑动配合，滑移块的内圈具有其分度圆呈椭圆状的内齿，内齿与对应设置在主轴上的齿轮相循环啮合;主轴与滑移块之间设置有换向机构。
[0010]所述换向机构包括分别固定设置在滑移块厚度方向两侧的一对上部限位块、下部限位块，以及间隔固定设置在主轴上齿轮两侧的第一凸轮、第二凸轮;第一凸轮、第二凸轮的外轮廓面为圆滑的曲面，上部限位块、下部限位块具有与第一凸轮、第二凸轮的外轮廓面保持滑动接触的圆滑弧面。
[0011]所述内齿的分度圆由左右两段相同圆弧及上下两段相同圆弧彼此相切构成，内齿、齿轮模数相同，内齿齿数为齿轮齿数的两倍。
[0012]本实用新型所要解决的另一技术问题是提供一种采用该轴式连杆传动系统的对置活塞发动机。
[0013]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0014]本实用新型的对置活塞发动机，包括设置在主轴轴线两侧平面上的至少一对直线往复运动单元，其直线往复运动体包括设置于气缸内的内侧活塞、外侧活塞，其特征是:所述轴式连杆包括其内端与两内侧活塞固定连接的内侧轴式连杆，以及其外端与两外侧活塞固定连接的外侧框架形轴式连杆;所述推拉框包括第一推拉框、第二推拉框和第三推拉框，内侧轴式连杆的内端与第一推拉框的一侧固定连接，外侧框架形轴式连杆的内端与第二推拉框、第三推拉框的一侧固定连接。
[0015]所述气缸内侧端口上可拆卸设置与内侧传动轴形成轴向滑动密封的内侧端盖，该内侧端盖与内侧活塞之间在气缸内形成内侧背腔;所述气缸外侧端口上可拆卸设置与外侧框架式传动轴形成轴向滑动密封的外侧端盖，该内外侧端盖与外侧活塞之间在气缸内形成外侧背腔;所述气缸上设置其启闭由内侧活塞行程控制的排气孔，以及其启闭由外侧活塞行程控制的进气孔;开设在气缸缸壁上呈环向分布的缸体气路连通内侧背腔、外侧背腔和进气孔。
[0016]本实用新型解决该上述技术问题所采用的另一技术方案是:本实用新型的对置活塞发动机，包括设置在主轴轴线两侧平面上的至少一对直线往复运动单元，其直线往复运动体为设置于气缸内的活塞，其特征是:所述轴式连杆为其外端与活塞固