CN100414125C - 变力向曲轴 - Google Patents

Abstract

一种变力向曲轴。它主要是解决现有的活塞式发动机在死点位置消耗大量能量的技术问题。这种曲轴及其生产方法是：主轴和曲轴之间的曲柄的一边有截口，截口部分越过主轴和曲轴中心点的连线，使活塞传递过来的力产生杠杆效应，成为旋转力矩，减小曲轴的死点夹角。主要是用于各种活塞式发动机。

Description

变力向曲轴

技术领域

本发明涉及一种连杆式变力向曲轴，尤其是其死点夹角很小。

背景技术

目前，活塞式发动机普遍用于内燃机中，其直线运动转化为圆周运动几乎无一不是采用曲轴结构，但曲轴结构有一个很大的问题是有两个死点：活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点，从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。理论上，死点位置只有两个，但实际中，加工或磨损都会使活塞、气缸等产生误差，同时，燃料燃烧给予活塞的推力是一个有限数值，那么，死点位置就扩展到一个区域，称这个区域为“死点夹角”，现有活塞式发动机需要用飞轮储存动能来越过死点夹角，多缸发动机需要其他缸做功来越过死点夹角，越过死点夹角的过程需要消耗大量的能量。现有设计为了避免在死点位置点火，采用延迟点火的方法，虽然取得一定效果，但不能使燃料和氧气在理想的压缩比时点火，燃烧效率总是受到了较大的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种变力向曲轴。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

主轴和曲轴之间的曲柄有截口的生产方法，使活塞传递到曲柄的力在曲柄形成旋转力矩。

主轴和曲轴之间的曲柄的一边有截口，截口部分越过主轴和曲轴中心点的连线，使活塞传递过来的作用力产生杠杆效应，形成使主轴运转的力矩，减小曲轴的死点夹角。

当活塞处于上死点位置时，活塞向下运动，其作用力方向指向主轴中心点。本发明只要向下运动很小的位移，即可脱离实际情况中所产生的死点区域。活塞的作用力传递到主轴时，因为曲轴和主轴之间有截口而产生力矩，减少阻力，提高直线运动转化为圆周运动的效率。

本发明的有益效果是：只要曲轴在死点处发生微小的位移，由于主轴和曲轴之间有截口，致使主轴到曲轴或曲轴到主轴的直线方向作用力不能以直线形式传递，从而产生杠杆效应，形成更大的旋转力矩，大大降低死点夹角的范围和幅度，减小阻力，提高直线运动转化为圆周运动的效率，克服了普通活塞式发动机在死点夹角区域运转时需要消耗大量的能量的弊端。减小了死点夹角即减小了能量的消耗，节约燃料，延长活塞式内燃机的使用寿命，降低运行成本。

将死点夹角区域的行程称为无效行程，这个无效行程越长，消耗的无用功越大，反之，消耗的无用功越少。本发明人通过测试得出如下一组数据：

柴油机型号	活塞行程(mm)	改进前无效行程(mm)	改进后无效行程(mm)
				195型	115	11	3.5
175型	70	4.5	1.5

附图说明

图1是活塞行至上死点位置时的原理示意图。

图2是活塞行至死点以外位置时的原理示意图。

图3是活塞行至下死点位置时的原理示意图。

图4是曲轴截口实施例之一的示意图。

图中1.截口，2.主轴，3.曲轴，4.连杆，5.活塞，6.缸套，7.曲柄。

具体实施方式

实施方式1：由图1至图3，本发明曲柄材料比普通曲柄材料要求高，截口1为一狭窄的缝隙，这条缝隙越过主轴2和曲轴3中心点的连线，曲轴3经过动平衡试验并达到动平衡后即可使用。

如图1，自上而下的力F经过曲轴3后，由于曲柄7上有截口1，力F将改变方向，形成如图1所示所标注的传递方向，形成顺时针方向的旋转力矩，从而大大减小曲轴的死点夹角。同理，如图3所示，与F力相反的F1从活塞5传递到曲柄7后，也会形成顺时针方向的转动力矩。如果，截口开在曲柄的另一边，那么形成的转动力矩将是逆时针的。

实施方式2：截口1的实施例形状分别有线形、矩形、“U”形、“V”形、圆弧形等，原则是：只要截口部分越过主轴和曲轴中心点的连线，使活塞传递过来的力产生杠杆效应，形成转动力矩，要求曲轴能达到动平衡，同时达到运转所要求的强度，在正常的使用寿命内不断裂，所以本发明不排除其他复杂形状的截口。

实施方式3：截口的优选方案为越过主轴和曲轴中心点连线到达主轴的边缘，如图4所示。其余同实施方式1。

Claims (1)

1. 一种变力向曲轴，其特征是：主轴和曲轴之间的曲柄的一边有截口，截口越过主轴和曲轴中心点连线到达主轴的边缘，使活塞传递过来的力产生杠杆效应，形成旋转力矩，减小曲轴的死点夹角。

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