專(zhuān)利名稱(chēng)：新科高效節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及曲柄連桿機(jī)構(gòu)與偏心輪機(jī)構(gòu)組合式的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是一種活塞行程小于曲柄長(zhǎng)度的兩倍發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)多采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)，在這種機(jī)構(gòu)里，曲柄上的連桿軸為圓柱形的光軸，與該連桿軸連接的是一根剛性的連桿的一端，連桿的另一端則通過(guò)活塞銷(xiāo)與活塞連接，這使得曲柄連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)或靜止時(shí)，活塞與連桿軸心間的距離始終保持不變，故此造成活塞行程等于曲柄長(zhǎng)度的兩倍狀況。由此，在需要提供擁有較大曲柄長(zhǎng)度(扭距力臂)的曲軸使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭距增大時(shí)，必須相應(yīng)地增大活塞行程，從而也會(huì)增加氣缸容積令燃料多耗，反之，在為減少燃料消耗量而減短活塞行程使氣缸容積變小時(shí)，也必須相應(yīng)縮短曲柄長(zhǎng)度(扭距力臂)，從而也會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭距力變小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，活塞行程小于曲柄長(zhǎng)度的兩倍，能夠在不增大活塞行程的情況下增長(zhǎng)曲柄的長(zhǎng)度，或是在不減小曲柄長(zhǎng)度的情況下縮短活塞行程的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)做到在不增加燃料消耗量的情況下增大扭距力，或是在不減少輸出扭距力的情況下減少燃料的消耗量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，將曲柄連桿機(jī)構(gòu)中為幾何中心的連桿軸與一偏心輪機(jī)構(gòu)中的回轉(zhuǎn)中心共軸，使曲柄連桿機(jī)構(gòu)與偏心輪機(jī)構(gòu)組合成一個(gè)共一連桿及一活塞并是作同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)的二合一曲軸連桿機(jī)構(gòu)，讓該二合一曲軸連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄指向(偏距指向)與偏心輪機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心與幾何中心間的偏距指向設(shè)置在一條直線上，使兩者相向而置，通過(guò)偏心輪機(jī)構(gòu)隨曲柄作同步同向的轉(zhuǎn)動(dòng)中，利用偏心輪的回轉(zhuǎn)中心與幾何中心間的偏距在圓周上各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與氣缸中心線間的變動(dòng)實(shí)現(xiàn)使剛性連桿長(zhǎng)度的變化，從而控制活塞上下移動(dòng)的行程，使活塞行程小于曲柄長(zhǎng)度的兩倍。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明曲軸主視圖；圖3為本發(fā)明曲軸側(cè)視圖；
圖4為本發(fā)明活塞上行至上止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)到圓周0°示意圖；圖5為本發(fā)明活塞下行至氣缸中部曲軸轉(zhuǎn)到圓周90°示意圖；圖6為本發(fā)明活塞下行至下止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)到圓周180°示意圖；圖7為本發(fā)明活塞上行至氣缸中部曲軸轉(zhuǎn)到圓周270°示意具體實(shí)施例方式為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，將曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的曲軸制成連桿軸(5)的軸頸(6)為偏心的曲軸(4)，該曲軸(4)上的偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)直徑大于軸頭圓(7)直徑，這兩圓的位置設(shè)置為內(nèi)切圓(8)，在成形曲軸(4)過(guò)程中，將偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓心(9)置于曲軸(4)與偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭圓心(10)之間，使偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)與軸頭圓(7)的切點(diǎn)(8)、偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭心(10)、偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓心(9)與曲軸(4)軸心(11)依次排列在曲軸(4)中心直線(14)上，此外，偏心軸頸連桿軸(5)上的兩軸肩(12)分別與曲柄(4)間留有空隙(13)。通過(guò)以上的實(shí)施，使曲軸(4)成為連桿軸頸(6)偏心的曲軸(4)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，曲軸(4)上的偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸(6)上可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接有連桿(3)，連桿(3)的一端通過(guò)活塞銷(xiāo)(15)可活動(dòng)地接著在氣缸(1)內(nèi)滑行的活塞(2)本發(fā)明曲軸(4)上的偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)與軸頭圓(7)為內(nèi)切圓(8)構(gòu)狀時(shí)，曲柄(4)長(zhǎng)度、偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)、偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭圓(7)與活塞(2)行程的關(guān)系變化用這樣一個(gè)D1+D3-D2＝S的計(jì)算式可以直率地表述出來(lái)。
式中、D1為曲柄(4)長(zhǎng)度的兩倍D2為偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)直徑D3為偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭圓(7)直徑S為活塞(2)的行程例1、當(dāng)D1＝90mm、D3＝55mm、S＝D1/2時(shí)、求D2按計(jì)算式套為90+55-D2＝90/2D2＝90+55-90/2＝100mm例2、當(dāng)D1＝90mm、D2＝80、D3＝55mm時(shí)、求S按計(jì)算式則得S＝90+55-80＝65mm例3、當(dāng)D1＝90mm、D2＝80mm、D3＝50mm時(shí)、求S按計(jì)算式則得S＝90+50+80＝60mm
例4、當(dāng)S＝70mm、D2＝90mm、D3＝60mm時(shí)、求D1按計(jì)算式則得D1+60-90＝70D1＝70+90-60＝100mm由例1、例2、例3、可以明白，本發(fā)明曲軸(4)上的D2比D3越大，活塞(2)行程S則越??；如D2越小，則活塞(2)行程S越大；如D3越小，則活塞(2)行程S越小。此外，從計(jì)算中可知，要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，必須D2＞D3和D2＜D1+D3因?yàn)椋?dāng)D2＝D3則S＝D1當(dāng)D2＝D1+D3則S＝0本發(fā)明還可以這樣實(shí)施由柄(4)上的偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)與軸頭圓(7)的設(shè)置為不同心的內(nèi)含圓。
由以上方案的實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
本發(fā)明運(yùn)轉(zhuǎn)的情況如下當(dāng)活塞(2)在上止點(diǎn)時(shí)，曲柄(4)轉(zhuǎn)到圓周0°曲柄中心線(4)與氣缸中心線共線，此時(shí)因連桿(3)大端孔內(nèi)的回轉(zhuǎn)中心(10)和幾何中心(9)的偏距的向下轉(zhuǎn)向，并與氣缸中心線共線，使得偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭心(10)與活塞銷(xiāo)(15)間的距離為最近，從而讓連桿(3)桿身的長(zhǎng)度此時(shí)縮為最短(如圖4)。
當(dāng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移行中，由于連桿(3)大端孔內(nèi)的回轉(zhuǎn)中心(10)與幾何中心(9)的偏距逐漸由下至上的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭心(10)與活塞銷(xiāo)(15)間的距離也逐漸擴(kuò)大，從而也讓連桿(3)桿身的長(zhǎng)度逐漸伸長(zhǎng)(如圖5)。
當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí)，曲柄(4)轉(zhuǎn)到圓周180°，曲柄中心線(14)與氣缸中心線共線，因連桿(3)大端孔內(nèi)的回轉(zhuǎn)中心(10)與幾何中心(9)間的偏距此時(shí)轉(zhuǎn)向上并與氣缸中心線共線，使得這時(shí)連桿(3)桿身的長(zhǎng)度此時(shí)伸長(zhǎng)至最大，而偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭心(10)與活塞銷(xiāo)(15)間的距離此時(shí)則為最遠(yuǎn)(如圖6)。
當(dāng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)的移行中，在曲軸(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)下連桿(3)大端孔內(nèi)的回轉(zhuǎn)中心(10)與幾何中心(9)間的偏距也由向上逐漸向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使得連桿(3)桿身的長(zhǎng)度由最長(zhǎng)逐漸縮短，而偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭心(10)與活塞銷(xiāo)(15)間的距離也逐漸接近(如圖7)。
權(quán)利要求
1.一種活塞行程小于曲柄長(zhǎng)度的兩倍的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，其中至少有一個(gè)由偏心輪(6)機(jī)構(gòu)及曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成的共一連桿(3)及一活塞(2)的二合一曲軸連桿機(jī)構(gòu)(16)，其特征在于曲柄(4)上的連桿軸(5)為軸頸(6)偏心的偏心軸頸連桿軸(5)，偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)直徑大于其軸頭圓(7)直徑，兩圓位置成內(nèi)切圓(8)設(shè)置，在成形曲軸(4)上，偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓心(9)置于曲軸(4)軸心(11)與偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭圓心(10)之間，偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)與軸頭圓(7)的切點(diǎn)(8)、偏心軸頸連桿軸(5)的軸頭圓心(10)、偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓心(9)與曲軸(4)軸心(11)依次排列在曲柄(4)中心直線(14)上，偏心軸頸連桿軸(5)的兩軸肩(12)分別與曲柄(4)間有空隙(13)。
2.按權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于曲柄(4)上的偏心軸頸連桿軸(5)的軸頸圓(6)與軸頭圓(7)的兩圓位置為不同心的內(nèi)含圓。
全文摘要
一種活塞行程小于曲柄長(zhǎng)度的兩倍的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。其中至少有一個(gè)由偏心輪(6)機(jī)構(gòu)及曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成的共一連桿(3)及一活塞(2)的二合一曲軸連桿機(jī)構(gòu)(16)，通過(guò)二合一曲軸連桿機(jī)構(gòu)(16)中連桿(3)大端孔內(nèi)的回轉(zhuǎn)中心(10)與幾何中心(9)間的偏距的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變了往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)活塞(2)行程必須與曲柄(4)長(zhǎng)度的兩倍相等限制，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與提高扭矩。該發(fā)動(dòng)機(jī)適用于汽油、柴油等往復(fù)活塞式的二沖程及四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)及泵的作用。
文檔編號(hào)F02B75/32GK1712684SQ20041001329
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2004年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者耿新科 申請(qǐng)人:耿新科