專利名稱：用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的偏置曲軸的曲軸連桿機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的偏置曲軸的曲軸連桿機(jī)構(gòu)，屬內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
另外由于活塞的中心線與曲軸的中心線是垂直重疊的，當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)以及經(jīng)過上止點(diǎn)后一個(gè)較小距離，即曲軸轉(zhuǎn)過約5°～10°時(shí)，活塞所承受的爆發(fā)壓力也是最大的，但由于這時(shí)剛好活塞、曲軸和曲柄銷處在一條垂直線上或幾乎在一條直線上，所以這時(shí)的最大活塞壓力非但沒有作功，反而給整個(gè)內(nèi)燃機(jī)的機(jī)體、曲軸、連桿、活塞造成了很大的機(jī)械負(fù)荷。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的偏置曲軸的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，包括活塞、連桿和曲軸曲柄，活塞置于內(nèi)燃機(jī)的汽缸內(nèi)，連桿通過活塞銷與活塞聯(lián)動(dòng)，曲軸通過曲柄銷與連桿聯(lián)動(dòng)。所述的曲軸中心偏置，偏置量L為曲軸半徑(即曲軸中心至曲柄銷中心的距離)R的3-35％。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的偏置曲軸的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)可以接近理想的定容燃燒，從而提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率。由于其特殊的結(jié)構(gòu)，可以有效地減少活塞對汽缸側(cè)面的壓力，進(jìn)而減少摩擦所消耗的能量，并延長汽缸和活塞的使用壽命。最后，本實(shí)用新型的特殊結(jié)構(gòu)還可以減少有害氣體氧化氮的排放。
圖2是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的曲軸機(jī)構(gòu)的示意圖。


圖1和圖2中，1是活塞，2是活塞銷，3是汽缸，4是連桿，5是曲柄銷，6是曲軸曲柄，7是曲軸中心，8是曲柄銷旋轉(zhuǎn)軌跡。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，曲軸中心線根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不同，可以向左或向右偏移一段距離L。決定偏移方向的方法是從視圖的正面看，若曲柄6向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則向左側(cè)偏移，反之則向右側(cè)偏移移。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是活塞1在上止點(diǎn)m時(shí)，連桿4同活塞1的垂直中心線已經(jīng)形成了一個(gè)小的擺角β，由于偏置距離L和連桿擺角β的存在，當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)m附近時(shí)，曲柄6可以獲得比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)更大的旋轉(zhuǎn)角度。這是因?yàn)楫?dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，曲軸曲柄6繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，而這時(shí)連桿4也將隨著曲柄銷5的移動(dòng)而向活塞的垂直中心線擺動(dòng)，當(dāng)曲柄銷5的中心移動(dòng)到活寒的垂直中心線上時(shí)，連桿的中心線也同活塞的垂直中心線重合，這時(shí)由于曲柄銷的移動(dòng)，使活塞銷中心在沿氣缸垂直中心線的高度上略有降低，但同時(shí)連桿4在向活塞的垂直中心線上繞活塞銷2擺動(dòng)，迫使活塞銷的中心點(diǎn)沿氣缸的垂直中心線向上移動(dòng)?；钊N降低和向上移動(dòng)的距離，與曲軸曲柄銷中心繞曲軸中心的旋轉(zhuǎn)半徑R、曲軸中心線同汽缸垂直中心線的偏移距離L以及連桿的長度即活塞銷中心至曲柄銷中心的距離有關(guān)。當(dāng)活塞1從上止點(diǎn)開始下行、曲柄轉(zhuǎn)過α角時(shí)，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同樣位置相比，活塞1下移的距離要小。這樣就可以更接近理想的定容燃燒，而眾所周知內(nèi)燃機(jī)如果能做到定容燃燒，其熱效率就會(huì)極大的提高。
從本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可以看出，曲柄銷5從圖中的m位置旋轉(zhuǎn)到活塞垂直中心線上的n位置時(shí)，活塞從上止點(diǎn)向下移動(dòng)的距離幾乎可以忽略不計(jì)，但這時(shí)由于曲軸中心偏置了距離L，產(chǎn)生扭力的力矩H2比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的力矩H1要大，這樣活塞上部燃燒爆發(fā)的巨大氣體壓力，比原結(jié)構(gòu)可以更多的轉(zhuǎn)變成對曲軸的扭力。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，由于曲軸中心的偏移，使活塞自上而下作功時(shí)，連桿4與曲柄之間的夾角α的減小，可以有效地減小活塞對氣缸側(cè)面?zhèn)认驂毫?，從而可以減少由于活塞與汽缸壁之間的摩擦而消耗的能量，提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率，并且可以延長氣缸與活塞的使用壽命。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，曲柄銷從上止點(diǎn)m旋轉(zhuǎn)至連桿與活塞的中心垂直線相重合的n點(diǎn)，活塞下行距離相對較小，同時(shí)由于曲軸的偏置，作用于活塞上部的壓力可以獲得較大的扭矩，所以可以適當(dāng)?shù)販p小點(diǎn)火提前角(對汽油機(jī)而言)或者是噴油提前角(對柴油機(jī)而言)，從而可以相應(yīng)減少有害氣體氧化氮的排放。
本實(shí)用新型的兩個(gè)實(shí)施例是實(shí)施例一用于缸徑110毫米、活塞行程120毫米、曲軸半徑60毫米的內(nèi)燃機(jī)，曲軸中心的偏移量為15毫米，曲軸扭矩提高10％。
實(shí)施例二用于缸徑80毫米、活塞行程80毫米、曲軸半徑40毫米的內(nèi)燃機(jī)，曲軸中心的偏移量為8毫米，曲軸扭矩提高10％。
權(quán)利要求1.一種用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的偏置曲軸的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，包括活塞、連桿和曲軸曲柄，活塞置于內(nèi)燃機(jī)的汽缸內(nèi)，連桿通過活塞銷與活塞聯(lián)動(dòng)，曲軸通過曲柄銷與連桿聯(lián)動(dòng)，其特征在于所述的曲軸中心偏置，偏置量L為曲軸半徑R的3-35％。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的偏置曲軸的曲軸連桿機(jī)構(gòu)，屬內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。本機(jī)構(gòu)包括活塞、連桿和曲軸，活塞置于內(nèi)燃機(jī)的汽缸內(nèi)，連桿通過活塞銷與活塞聯(lián)動(dòng)，曲軸通過曲柄銷與連桿聯(lián)動(dòng)。所述的曲軸中心偏置，偏置量L為曲軸半徑R的3－35％。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的偏置曲軸的曲軸連桿機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)可以更接近理想的定容燃燒，可以增加扭矩，從而提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率。由于其特殊的結(jié)構(gòu)，可以有效地減少活塞對汽缸側(cè)面的壓力，進(jìn)而減少摩擦所消耗的能量，并延長汽缸和活塞的使用壽命。最后，本實(shí)用新型的特殊結(jié)構(gòu)還可以減少有害氣體氧化氮的排放。
文檔編號F02B75/32GK2556371SQ02237620
公開日2003年6月18日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者李德平, 吳鐵偉 申請人:李德平, 吳鐵偉