CN107165720B - 星形两冲程多缸发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种星形两冲程多缸发动机，包括机箱，围绕机箱一侧周向均布有三个构成星形状的气缸，机箱另一侧安装有将混合气体送入各缸体内的叶片泵，机箱内同轴安装有固接成一体的上曲轴和下曲轴，上曲轴的前端轴伸出机箱外与外部电机连接输入动力，下曲轴的后端轴上安装有内部包含定子线圈的发电机转子，位于上、下曲轴之间设有对应三个气缸活塞的连杆，连杆一端与上、下曲轴之间的曲轴销活动连接，连杆的另一端与对应的活塞活动连接，气缸的缸盖上安装有对三个气缸点火的火花塞。本发明综合了两冲程和星形发动机各自的优点，在减轻质量的同时减少了零部件数量，降低了加工难度，解决了现有发动机存在的转速低、功率质量比低等一系列问题。

Description

星形两冲程多缸发动机
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其是一种星形两冲程多缸发动机。
背景技术
两冲程发动机由于具有结构简单、质量轻等突出优点，因而应用广泛，发展也十分迅速，但同时也存在燃油率高，排放污染大等问题。现有的两冲程发动机主要应用在沙滩车、小跑车以及一些园林设备上，这些应用，主要还是选用了两冲程发动机结构简单，质量轻巧的特点。
而星形发动机最初则出现在二战时期的战斗机上，其特点，就是大大简化了四冲程多缸发动机的体积，减轻了重量，功率质量比高。但星形发动机加工难度高，结构复杂，价格昂贵，所以在现实社会中单纯的星形结构发动机，并没有得到很好的应用和推广。
现阶段车用发动机的结构形式，主要有直列式即L型，也有V型、W型等几种形式，但不管发展趋势如何，发动机缸径是有上限的，曲轴的长度也是有上限的，所以缸数也就不能无限的增加。现今在汽车销售中，发动机的耗油率和节能减排方面成为客户的主导选择。
本发明提出的发动机，柔和了两冲程和星形发动机各自的优点，在减轻质量的同时减少零部件数量，降低加工难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种星形两冲程多缸发动机，其柔和了两冲程和星形发动机各自的优点，在减轻质量的同时减少零部件加工数量，降低加工难度，提高发动机的功率质量比。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种星形两冲程多缸发动机，包括由上机箱与下机箱合围固连而成的机箱，围绕机箱一侧周向均布有三个构成星形状的气缸，气缸的缸体内设有与缸体内壁滑动配合的活塞，机箱另一侧安装有将混合气体送入各缸体内的叶片泵，机箱内同轴安装有通过曲轴销固接成一体的上曲轴和下曲轴，上曲轴的前端轴伸出机箱外输出功率或连接启动发动机输入动力，下曲轴的后端轴上安装有内部包含定子线圈的发电机转子，位于上、下曲轴之间设有对应三个活塞的连杆，所述的连杆一端与上、下曲轴、之间的曲轴销活动连接，连杆的另一端与对应的活塞活动连接，上曲轴的前端轴上安装有传动叶片泵转动的齿轮组，每个气缸的缸盖上均安装有对气缸点火的火花塞。
优选地，所述的上机箱外端面固定有上端盖，下机箱外端面固定有下端盖，位于叶片泵一侧的机箱侧壁上开设有将混合气体通入叶片泵所在腔体的进风口，上曲轴的前端轴伸出上端盖外。
所述的发电机转子位于下端盖与下机箱围合成的腔体内，下曲轴的后端轴上固定有支撑套，发电机转子固定在支撑套上，发电机转子内周向均布有六个定子线圈。
叶片泵的具体结构为：所述的叶片泵包括固定在上、下机箱内壁上的叶片泵定子和转动支撑在上、下机箱壁之间偏心于叶片泵定子设置的泵芯，泵芯周向等分均布有三个径向滑槽，每个径向滑槽内均设有随泵芯转动而在径向滑槽内滑动的叶片。
进一步地，所述的齿轮组包括固定在上曲轴前端轴上的主动齿轮、安装在泵芯芯轴上的从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮之间设有过渡齿轮。
为实现各活动件之间的活动连接，所述的连杆包括一根主连杆和两根副连杆，主连杆与固连上、下曲轴的曲轴销活动连接，两根副连杆通过连杆销分别与主连杆活动连接，所述的主连杆、副连杆均通过活塞销与活塞活动连接。
主连杆与曲轴销之间的活动连接选用如下结构：所述的主连杆与曲轴销之间设有实现主连杆绕曲轴销转动的滚针轴承。
本发明的有益效果是：本发明柔和了两冲程和星形发动机各自的优点，在减轻质量的同时减少了零部件数量，降低了加工难度，解决了现有发动机存在的转速低、功率质量比低等一系列问题，其用在滑翔机、旋翼机、直升机、摩托车、沙滩车、航模、航拍等设备上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A-A的剖视结构示意图。
图3是图2中B-B的剖视结构示意图。
图中：1.机箱 1-1.上机箱 1-2.下机箱 2.缸体 3.活塞 4.叶片泵 4-1.叶片泵定子 4-2.泵芯 4-3.叶片 5.上曲轴 6.下曲轴 7.发电机转子 8.连杆 8-1.主连杆 8-2.副连杆 9.缸盖 10.火花塞 11.上端盖 12.下端盖 13.支撑套 14.主动齿轮 15.从动齿轮16.过渡齿轮 17.曲轴销 18.连杆销 19.活塞销 20.滚针轴承 21.排气管 22.气缸垫 23.气缸垫片 24.活塞环 25.定位卡簧
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1～图3所示的一种星形两冲程多缸发动机，包括由上机箱1-1和下机箱1-2合围固连而成的机箱1，所述的上机箱1-1外端面固定有上端盖11，下机箱1-2外端面固定有下端盖12。
围绕机箱1左半部周向均布有三个构成星形状的气缸，气缸的缸体2内设有与缸体2内壁滑动配合的活塞3，每个气缸的缸盖9上均安装有对各自对应气缸点火的火花塞10，所述缸体2侧壁上安装有排气管21，机箱1右半部安装有将油气混合气体送入各缸体2内的叶片泵4，位于叶片泵4一侧的机箱1侧壁上开设有将油气混合气体通入叶片泵4所在腔体的进风口。
所述的叶片泵4包括固定在上机箱5和下机箱6内壁上的叶片泵定子4-1、转动支撑在上机箱5和下机箱6内壁之间且偏心于叶片泵定子4-1设置的泵芯4-2，在泵芯4-2周向等分均布有三个径向滑槽，每个径向滑槽内均设有可作径向滑动的叶片4-3，叶片4-3随泵芯4-2转动产生的离心力而紧贴在叶片泵定子4-1内壁上，叶片4-3在泵芯4-2的径向滑槽内来回滑动。
机箱1内同轴安装有作同步转动的上曲轴5和下曲轴6，上曲轴5和下曲轴6通过曲轴销17固连成整体。其中上曲轴5的前端轴伸出上端盖11外连接负载实现功率输出，或在启动时连接外部启动发动机。
位于下端盖12与下机箱1-2围合成的腔体内设有内部包含定子线圈的发电机转子7，下曲轴6的后端轴伸进所述腔体内，在该后端轴上轴向固定有支撑套13，发电机转子7安装在支撑套13上，发电机转子7内周向均布有六个定子线圈。
所述上曲轴5的前端轴上安装有传动叶片泵4转动的齿轮组，该齿轮组包括固定在上曲轴5前端轴上的主动齿轮14、安装在泵芯4-2芯轴上的从动齿轮15，主动齿轮14与从动齿轮15之间设有过渡齿轮16，过渡齿轮16支撑在上机箱1-1外壁与上端盖11内壁之间。
三个气缸中，其中一个作为主气缸，设在正对叶片泵4的机箱1外壁，另外两个作为副气缸分别位于叶片泵4两侧的机箱1外壁。位于上、下曲轴5、6的曲柄臂之间设有对应三个气缸活塞3的连杆8，所述的连杆8一端与固连上、下曲轴5、6的曲轴销17活动连接，连杆8的另一端与对应的活塞3活动连接。
本实施例中，所述的连杆8包括一根主连杆8-1和两根副连杆8-2，主连杆8-1与主气缸的活塞3活动连接，两个副连杆8-2分别与副气缸的活塞3活动连接，具体连接为：主连杆8-1与所述曲轴销17活动连接，两根副连杆8-2通过连杆销18分别与主连杆8-1活动连接，所述的主连杆8-1、副连杆8-2均通过活塞销19与活塞3活动连接，在主连杆8-1与曲轴销17之间设置有实现主连杆8-1绕曲轴销17转动的滚针轴承20。
为提高发动机的密封效果和安装性能，在缸盖9与缸体2之间设有气缸垫22，缸体2与机箱1外壁之间设有气缸垫片23，上机箱1-1与下机箱1-2之间用耐高温密封胶密封，位于活塞3外壁上安装有活塞环24，活塞销19上设有定位卡簧25。
发动机启动时，外接的启动发动机带动上曲轴5的前端轴旋转，上曲轴5和下曲轴6同步转动，上曲轴5前端轴的旋转带动主动齿轮14转动，经过渡齿轮16传动从动齿轮15转动而带动叶片泵4的泵芯4-2旋转，叶片4-3跟随泵芯4-2旋转并在径向滑槽内来回滑动，同时由于离心力作用迫使叶片4-3紧贴叶片泵定子4-1内侧滑动，把叶片泵4的内部空间划分为三个随叶片4-3转动而变化的空间，变化的独立空间实现了气体的传输，使得外部混合气体经进风口被送入至机箱1内，同时连杆8推动活塞3作往复运动，并控制着气缸进气口的闭合时间，外部的油气混合气体依次进入到各缸体2内，下曲轴6的旋转带动发电机转子7同步旋转，发出的电由火花塞10依次对各气缸点火，各气缸依次做功并持续运转，启动发动机则在本发动机启动后停止运转。
上述实施例是以三缸发动机为例说明本发明结构的，该结构同样适合于其他诸如四缸、五缸等多缸发动机，这种星形两冲程多缸发动机，融合了两冲程和星形发动机各自的优点，在减轻质量的同时减少了零部件数量，降低了加工难度，解决了现有发动机存在的转速低、功率质量比低等一系列问题，其可广泛应用在滑翔机、旋翼机、直升机、摩托车、沙滩车、航模、航拍等设备上。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种星形两冲程多缸发动机，包括由上机箱（1-1）与下机箱（1-2）合围固连而成的机箱（1），其特征是：围绕机箱（1）一侧周向均布有三个构成星形状的气缸，气缸的缸体（2）内设有与缸体（2）内壁滑动配合的活塞（3），机箱（1）另一侧安装有将混合气体送入各缸体（2）内的叶片泵（4），所述的叶片泵（4）包括固定在上、下机箱（1-1）、（1-2）内壁上的叶片泵定子（4-1）和转动支撑在上、下机箱（1-1）、（1-2）壁之间偏心于叶片泵定子（4-1）设置的泵芯（4-2），泵芯（4-2）周向等分均布有三个径向滑槽，每个径向滑槽内设有随泵芯（4-2）转动而在径向滑槽内滑动的叶片（4-3）；
机箱（1）内同轴安装有通过曲轴销（17）固接成一体的上曲轴（5）和下曲轴（6），上曲轴（5）的前端轴伸出机箱（1）外输出功率或连接启动发动机输入动力，下曲轴（6）的后端轴上安装有内部包含定子线圈的发电机转子（7），所述的发电机转子（7）位于下端盖（12）与下机箱（1-2）围合成的腔体内，下曲轴（6）的后端轴上固定有支撑套（13），发电机转子（7）固定在支撑套（13）上，发电机转子（7）内周向均布有六个定子线圈；
位于上、下曲轴（5）、（6）之间设有对应三个活塞（3）的连杆（8），所述的连杆（8）一端与上、下曲轴（5）、（6）之间的曲轴销（17）活动连接，连杆（8）的另一端与对应的活塞（3）活动连接，上曲轴（5）的前端轴上安装有传动叶片泵（4）转动的齿轮组，每个气缸的缸盖（9）上均安装有对气缸点火的火花塞（10），下曲轴（6）的旋转带动发电机转子（7）同步旋转，发出的电由火花塞（10）依次对各气缸点火；
所述的连杆（8）包括一根主连杆（8-1）和两根副连杆（8-2），主连杆（8-1）与固连上、下曲轴（5）、（6）的曲轴销（17）活动连接，两根副连杆（8-2）通过连杆销（18）分别与主连杆（8-1）活动连接，所述的主连杆（8-1）、副连杆（8-2）均通过活塞销（19）与活塞（3）活动连接。
2.如权利要求1所述的星形两冲程多缸发动机，其特征是：所述的上机箱（1-1）外端面固定有上端盖（11），下机箱（1-2）外端面固定有下端盖（12），位于叶片泵（4）一侧的机箱（1）侧壁上开设有将混合气体通入叶片泵（4）所在腔体的进风口，上曲轴（5）的前端轴伸出上端盖（11）外。
3.如权利要求1所述的星形两冲程多缸发动机，其特征是：所述的齿轮组包括固定在上曲轴（5）前端轴上的主动齿轮（14）、安装在泵芯（4-2）芯轴上的从动齿轮（15），主动齿轮（14）与从动齿轮（15）之间设有过渡齿轮（16）。
4.如权利要求1所述的星形两冲程多缸发动机，其特征是：所述的主连杆（8-1）与曲轴销（17）之间设有实现主连杆（8-1）绕曲轴销（17）转动的滚针轴承（20）。
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