CN105889449B - 双曲轴高效发动机 - Google Patents

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Abstract

一种双曲轴高效发动机，它改变了传统设计方案，活塞下面交叉连接的两根连杆分别同两套曲轴相连接，两套曲轴通过同步齿轮同飞轮相连；主推连杆是一个液压结构，中间的柱塞杆就可根据需要伸缩；而另一根辅助连杆则是U形设计并在下端装有缓冲弹簧；点火时活塞上强大的压力先加载到曲轴力臂较长扭动阻力小的主推液压连杆上把强大的扭矩力传递给传动系统，当主曲轴力臂转过120度时主推连杆中间柱塞杆压下缩回这时活塞上的力又完全加载到曲轴力臂变长的辅助U形连杆上，继续把活塞上的扭矩力传递给传动系统，并带动活塞完成排气、吸气、压缩冲程，就这样两套曲轴交替完成压力的转换使输出的扭矩力大幅提高。

Description

双曲轴高效发动机
技术领域
本发明创造涉及发动机增效节能技术。
背景技术
大家公知的曲轴是广泛用于将直线运动转换为圆周的机械中，在往复式活塞发动机中更堪称为完美结合；根据现有资料表明内燃机汽缸里活塞上力的大小是由产生膨胀气体的体积与做功前缸体空间的比值，在上止点上它的空间体积基数最小需要膨胀气体的量相对较小就能获得较大的作用力，当活塞开始运动后曲轴由0°—145有效做功只有60％，而其它40％的做功都转变成了连杆对轴瓦的摩擦力而做无用功，曲轴传动也只有在90°一个点上能把做功完全传递到曲轴上，其它的任何点都存在做或多或少的无用功，但在90°这个点上缸体的空间体积比活塞在上止点上增大了5倍；在曲轴0——145°的转动中活塞的运动将造成缸体空间的逐渐增大，也就是大量的膨胀气体所做的无用功的空间会转变成轴瓦对曲轴的摩擦力；而活塞需要运动到下止点后又返回到上曲轴575°的圆周变活塞直线运动自身消耗掉的有用功，这时曲轴上的所有动力功又要在转换中损失60％多，它比做功时的损失40％还要多，可见曲轴传动在进行力的互换中自身损失造成的能量损失可以达到80％以上，往复式内燃机浪费的力根源就在力的传递和转换上；一个设想：那么，能否有一种恒定力矩将气缸直线运动转换为圆周运动的驱动方式呢？有，将气缸活塞往复直线运动施加在圆周的切点就可以了，然而这种“切线式发动机”的致命之处在于直线往复运动与圆周持续转动之间的矛盾；目前尚无一种有效的机械装置可以将切线力矩“整流”为对圆周的单向驱动。
发明内容
为了减少发动机能量传递的损耗，本发明创造提供一种双曲轴高效发动机；它改变了传统设计方案，活塞下面交叉连接有两根连杆一根主推连杆和一根辅助连杆，主推连杆上端小头同活塞销相连接下端大头同左边主推曲轴的连杆轴颈相连接，另一根辅助连杆上端也同活塞销相连接，下端大头则同右边的辅助曲轴的连杆轴颈相连接，而左右两套曲轴通过同步齿轮同时同飞轮轴上的齿轮相连；主推连杆是一个液压结构，它是由一个储油底座和插入底座中心的一根柱塞杆组成，底座中心柱塞杆下是压力油室，底座中心外圈是储油室它们之间通过一个阀门相连通，阀门开启或关闭来控制两个油室里的液压油相互流动，这样就可以根据需要来控制柱塞杆伸缩；而另一根辅助连杆由上下两部分组成，上端则采用U形设计与活塞销连接，尾部设一连接圆柱；下端则是一个圆柱体中间设一圆孔,内装一个缓冲弹簧，尾部是连杆大头；U形上端尾部的连接圆柱插入下端圆孔内构成辅助U形连杆整体结构。活塞行程的上下止点是以辅助U形连杆的长度和曲轴臂长设定的，当辅助U形连杆带动活塞压缩汽缸内混合油气到上止点后点火系统工作汽缸内气体燃烧膨胀，活塞上强大的压力作用在两根连杆上，这时辅助U形连杆所连的辅助曲轴臂夹角较小，受力臂较短，扭动阻力较大而使得缓冲弹簧压缩，活塞大部分压力自然加载到主推液压连杆上，而它所连接的主曲轴力臂与活塞运动方向成60度夹角，力臂较长，扭动阻力小能很好的把活塞上的压力传递给飞轮再传递到变速机构带动设备运行；当主曲轴力臂转到120度夹角时主推液压连杆上的控制阀门的开关触动使油压阀门打开液压油从压力油室释放到储油室，连杆中间柱塞杆压下缩回，此时活塞上的力又完全加载到辅助U形连杆上，恰好这时辅助U形连杆所连接的辅助曲轴臂夹角转动在70度左右，力臂变长扭动阻力变小缓冲弹簧复位继续把活塞上的压力通过辅助曲轴传递给飞轮再传动传递给变速机构，辅助曲轴臂转过180度夹角后辅助U形连杆继续带动活塞完成排气、吸气、压缩冲程；而主推液压连杆则随所连接的主曲轴转动，它此时的柱塞杆能自由伸缩来配合高底位差；当辅助U形连杆带动活塞作压缩冲程运行到上止点时这时主推液压连杆转动到60度夹角时控制阀门开关触动阀门关闭柱塞杆不能缩回等待下次压力传递；就这样两套曲轴在一次做功冲程中交替完成活塞上压力的转换。此种设计的特点在于当主推液压连杆推动主曲轴时曲轴力臂是在最长区间，活塞压力也是最大区间，并且活塞同主推液压连杆基本在一条直线上活塞同汽缸壁的侧压力也很小；所以此种设计的发动机功率比传统单曲轴发动机提高一倍以上。
它的有益效果是大幅提高发动机功率。
附图说明：图1为本发明创造原理图；图2为立体结构图；图3为连杆同活塞销连接图；图4为主推液压连杆结构图；图5为辅助U形连杆结构图。
图中：1活塞；2主推液压连杆；3主曲轴；4辅助U形连杆；5辅助曲轴；6活塞销；2-1主推液压连杆小头；2-2主推液压连杆大头；2-3柱塞杆；2-4压力油室；2-5储油室；2-6阀门；4-1U形连杆小头；4-2 U形连杆大头；4-3U形上端；4-4连接圆柱；4-5下端圆柱体;4-6缓冲弹簧。
具体实施方式：活塞1从汽缸下端套入，主推液压连杆2中间的柱塞杆上端的小头2-1同活塞下端的活塞销6相连接，另一端底座上大头2-2和左边主曲轴3的连杆轴颈相连，而主曲轴3一端安装的齿轮同飞轮轴上的齿轮相连接；辅助U形连杆4上端的小头4-1也同活塞下端的活塞销6交叉连接，另一端大头4-2同右边辅助曲轴5的连杆轴颈相连接，辅助曲轴5的一端安装的齿轮同飞轮轴上的齿轮相连接。

Claims (3)

1.一种双曲轴高效发动机，其特征是，活塞下面交叉连接有两根连杆，一根主推液压连杆和一根辅助U形连杆，主推液压连杆由上下两部分组成，上端柱塞杆上的小头同活塞销相连接，柱塞杆插入下端底座中心与里面的液压油相接触形成压力油室，底座中心外圈是储油室，两个油室之间通过一个阀门相连通，底座尾部大头同左边主推曲轴的连杆轴颈相连接，另一根辅助U形连杆也由上下两部分组成，上端U形小头也同活塞销相连接，尾部相连接的圆柱插入下端圆柱体中心圆孔，圆孔内底部装有一个缓冲弹簧，下端圆柱体尾部是连杆大头，同右边的辅助曲轴的连杆轴颈相连接，而左右两套曲轴通过同步齿轮同时同飞轮轴上的齿轮相连。
2.据根据权利要求1所述的双曲轴高效发动机，其主要特征是，所述的主推液压连杆，它是由一个储油底座和插入底座中心的一根柱塞杆组成，底座中心柱塞杆下是压力油室，底座中心外圈是储油室，它们之间通过一个阀门相连通，阀门开启或关闭来控制两个油室里的液压油相互流动，这样就可以根据需要来控制柱塞杆伸缩。
3.根据权利要求1所述的双曲轴高效发动机，其主要特征是，所述的辅助U形连杆，上端小头则采用U形设计，尾部设一连接圆柱，下端则是一个圆柱体，中间设一圆孔，内装一个缓冲弹簧，尾部是连杆大头，U形上端尾部的连接圆柱插入下端圆孔内构成辅助U形连杆整体结构。
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