CN104832286A

CN104832286A - 高效节能内燃机主件结构

Info

Publication number: CN104832286A
Application number: CN201510274288.6A
Authority: CN
Inventors: 于德付; 于洋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-05-23
Filing date: 2015-05-23
Publication date: 2015-08-12

Abstract

本发明公开了一种高效节能内燃机主件结构，包括缸体、缸套、活塞和曲轴，曲轴与活塞通过连杆连接，在缸体上端设有缸盖，在缸盖内设有配气机构，所述配气机构包括配气凸轮轴、摇臂轴、配气凸轮、摇臂和气门；其特殊之处是：曲轴轴心位于活塞的竖直中心线一侧，当活塞处于缸套内上端初始位置时，连杆中心线与曲轴的曲柄中心线重合且与活塞的竖直中心线夹角β为7～18度；所述配气凸轮的进气凸轮体面积小于排气凸轮体面积，使曲轴对应的吸气转角为140～170度，曲轴对应的做功转角为190～210度。优点是：起步阻力小，有效功率高，能源消耗低，可增大做功行程，使燃油和气体在缸体内燃烧更加充分，降低做功后排出的热量值，热能利用率高，节省燃油。

Description

高效节能内燃机主件结构

技术领域

本发明涉及一种内燃机结构，特别涉及一种高效节能内燃机主件结构。

背景技术

现有的往复式内燃机主件结构包括缸体和设在缸体内的缸套，在缸体内安装有活塞、曲轴和连杆，在缸体上端连接有缸盖，在缸盖内安装有配气机构。所述配气机构包括配气凸轮轴和摇臂轴，在配气凸轮轴上安装有配气凸轮，配气凸轮是由大小相等的进气凸轮体和排气凸轮体构成，在摇臂轴上设有多个分别与配气凸轮对应的气门摇臂，气门摇臂一端压在配气凸轮外缘，气门摇臂另一端压在气门上端。

上述内燃机主件结构存在问题如下：

1、在活塞处于初始位置时，连杆处于竖直状态，活塞、连杆和曲轴的中心线在同一条竖直线上，活塞对曲轴做功的初始力矩为零，连杆处于竖直状态对于活塞做功起阻力作用，起步阻力大，有效功率低，消耗能源。

2、由于配气凸轮的进气凸轮体和排气凸轮体的外形大小相等，因此吸气行程等于活塞的运动行程，曲轴对应的吸气、压缩、做功和排气转角各为180度，缸套内的吸气量和进油量比较大，做功后排出的热量值较大，缸套内燃烧产生的热能利用率较低，浪费燃油。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种起步阻力小，有效功率和热能利用率高，节省燃油的高效节能内燃机主件结构。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种高效节能内燃机主件结构，包括缸体和安装在缸体内的缸套，在缸套内设有活塞，在缸体内设有曲轴，曲轴与活塞通过连杆连接，在缸体上端设有缸盖，在缸盖内设有配气机构，所述配气机构包括配气凸轮轴、摇臂轴、配气凸轮、摇臂和气门；所述曲轴与配气凸轮轴通过传动机构连接，其特殊之处是：所述曲轴的旋转轴心位于活塞的竖直中心线一侧，当活塞处于缸套内上端的初始位置时，连杆中心线与曲轴的曲柄中心线重合且与活塞的竖直中心线夹角为7～18度；所述配气凸轮的进气凸轮体面积小于排气凸轮体面积，使曲轴对应的吸气转角为140～170度，曲轴对应的做功转角为190～210度。

作为优选，当活塞处于缸套内上端的初始位置时，所述连杆中心线与活塞的竖直中心线夹角为13度47分。

作为优选，所述进气凸轮体的上端圆弧面弦长a与排气凸轮体的上端圆弧面弦长b的关系为a＝(0.6～0.8)b。

本发明的有益效果是：

1、由于曲轴的旋转轴心位于活塞的竖直中心线一侧，当活塞处于缸套内上端的初始位置时，连杆中心线与曲轴的曲柄中心线重合且与活塞的竖直中心线夹角为7～18度，因此可使曲轴对应的做功转角大于180度，活塞对曲轴做功的初始力矩大于零，起步阻力小，有效功率高，能源消耗低。

2、由于所述配气凸轮的进气凸轮体面积小于排气凸轮体面积，使曲轴对应的吸气转角为140～170度，曲轴对应的做功转角为190～210度，因此活塞的吸气行程小于其做功行程长度，能够减小缸套内的吸气量和进油量，增大做功行程，使燃油和气体在缸体内燃烧更加充分，降低做功后排出的热量值，热能利用率高，节省燃油。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明配气凸轮的结构示意图。

图中：曲轴1，连杆2，缸套3，活塞4，缸体5，缸盖6，排气气门7，配气凸轮轴8，摇臂轴9，摇臂10，配气凸轮11，进气凸轮体1101，排气凸轮体1102，进气气门12，油底壳13。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明涉及的一种高效节能内燃机主件结构，包括缸体5和安装在缸体5内的多个缸套3，在缸套3内分别设有活塞4，在缸体5内安装有曲轴1，曲轴1上的偏心轴段与对应的活塞4分别通过连杆2铰接。在缸体5下端通过螺钉固定有油底壳13，在缸体5上端通过螺栓连接有缸盖6，在缸盖6内安装有配气机构。所述配气机构包括配气凸轮轴8、摇臂轴9、配气凸轮11、摇臂10和气门，配气凸轮轴8和摇臂轴9可旋转地安装在缸盖6内，摇臂轴9对称设在配气凸轮轴8的两侧斜上方，配气凸轮11数量与缸套3数量相当且安装在配气凸轮轴8上对应每个缸套3的上方，每个配气凸轮11是由进气凸轮体1101和排气凸轮体1102构成的一体结构，所述气门分为进气气门12和排气气门7且分别安装在气门座内，所述摇臂10分别安装在摇臂轴9上且连接每个配气凸轮11和与其对应的气门。所述曲轴1与配气凸轮轴8一端分别由缸体5和缸盖6穿出并通过传动机构连接。

所述曲轴1的旋转轴心位于活塞4的竖直中心线一侧，当活塞4处于缸套3内上端的初始位置时，连杆2中心线与曲轴1的曲柄中心线重合且与活塞4的竖直中心线夹角β为7～18度；作为优选，所述夹角β为13度47分。

所述配气凸轮11的进气凸轮体1101面积小于排气凸轮体1102面积，使曲轴1对应的吸气转角为140～170度，使曲轴1的做功转角增大角度Φ，曲轴1对应的做功转角可达到190～210度。所述进气凸轮体1101的上端圆弧面弦长a与排气凸轮体1102的上端圆弧面弦长b的关系为a＝(0.6～0.8)b。

当活塞4开始吸气冲程时，进气气门12打开，由于所述配气凸轮11的进气凸轮体1101面积小于排气凸轮体1102面积，使曲轴1对应的吸气转角为140～170度，因此活塞4的吸气行程S2小于其做功行程长度S1，即活塞4由初始位置运动到吸气行程S2位置时，进气气门12即关闭，随后活塞4在真空状态下继续下行至最低点，此时曲轴1的曲柄转过的角度大于180度。

然后活塞4随曲轴1旋转开始压缩冲程，直至活塞4上行到初始位置时，压缩冲程结束，缸套3内吸入的燃油和空气的混和气体被压缩。随后开始做功冲程，火花点燃混和气体，燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞4下行；由于活塞4初始位置时连杆2中心线与活塞4的竖直中心线夹角为7～18度，曲轴1对应的做功转角达到190～210度，因此增大了活塞4的做功行程，使燃油和气体在缸体5内燃烧更加充分，降低做功后排出的热量值，热能利用率高。

最后是配气冲程，排气气门7在配气凸轮11的作用下打开，活塞4在曲轴1和连杆2的作用下上行，将燃烧后的废气排出，当活塞4运动至最顶部初始位置时，排气气门7关闭。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种高效节能内燃机主件结构，包括缸体和安装在缸体内的缸套，在缸套内设有活塞，在缸体内设有曲轴，曲轴与活塞通过连杆连接，在缸体上端设有缸盖，在缸盖内设有配气机构，所述配气机构包括配气凸轮轴、摇臂轴、配气凸轮、摇臂和气门；所述曲轴与配气凸轮轴通过传动机构连接，其特征是：所述曲轴的旋转轴心位于活塞的竖直中心线一侧，当活塞处于缸套内上端的初始位置时，连杆中心线与曲轴的曲柄中心线重合且与活塞的竖直中心线夹角β为7～18度；所述配气凸轮的进气凸轮体面积小于排气凸轮体面积，使曲轴对应的吸气转角为140～170度，曲轴对应的做功转角为190～210度。

2.根据权利要求1所述的高效节能内燃机主件结构，其特征是：当活塞处于缸套内上端的初始位置时，所述连杆中心线与活塞的竖直中心线夹角β为13度47分。

3.根据权利要求1或2所述的高效节能内燃机主件结构，其特征是：所述进气凸轮体的上端圆弧面弦长a与排气凸轮体的上端圆弧面弦长b的关系为a＝(0.6～0.8)b。