CN108561225B

CN108561225B - 一种提高发动机有效热效率方法及其制备的功率传输机构

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Publication number: CN108561225B
Application number: CN201810308535.3A
Authority: CN
Inventors: 张佰力; 张玉川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2037-04-05
Also published as: CN108561225A

Abstract

本发明公开了一种提高发动机有效热效率方法及其制备的功率传输机构，将发动机功率传输机构中的曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线或曲轴轴线与活塞上的销轴中心和曲柄连杆连接端轴线间设置偏心距。它功率提高幅度大，节省用油，排气污染物低；功率高，扭矩大；做功行程加快，利于燃烧和压缩比的提高，减小热量损失；零部件少，生产成本低；能使连杆长度减小，使整体机构紧凑；曲轴负偏置旋转时使曲轴飞溅润滑油一直朝向活塞，活塞缸体润滑好，机油对活塞散热强，发动机工作强度大使用寿命长等。

Description

一种提高发动机有效热效率方法及其制备的功率传输机构

技术领域

本发明涉及发动机，是一种提高发动机有效热效率的方法及其制备的功率传输机构。

背景技术

目前已公开的各种发动机功率传输机构均是通过曲柄连杆机构和曲轴将活塞的往复运动转换成旋转运动，曲轴由活塞连杆驱动做功。在这些结构中又分单曲轴及双曲轴结构，具体还分无偏置和有偏置结构。这些结构的发动机功率传输机构虽各有优点，但其不足仍然存在，例如：单曲轴结构的无偏置发动机的活塞和气缸壁间存在着交变的侧压力，影响活塞与气缸套间的摩擦功耗，统计数据表明，这种摩擦功耗占发动机机械损失的75％左右，而缸套与活塞环的摩擦功耗占活塞连杆系统的50％，因此，为了减少活塞侧压力通常采用曲轴偏置布置，然而，由已公开的技术方案可知，偏置式曲轴结构一般情况下能消除发动机活塞和气缸壁的侧压力，减小摩擦和震动，由于本领域技术人员认为做功行程在曲轴旋转角度占比越大做功越多，所以，曲轴连杆机构只以正偏置方向旋转做功。但是，这些正偏置方式布置的发动机功率传输机构使发动机有效热效率的提高幅度较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高发动机有效热效率方法及其制备的功率传输机构，它能解决现有技术的不足。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种提高发动机有效热效率的方法，将发动机功率传输机构中的曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线或曲轴轴线与活塞上的销轴中心和曲柄连杆连接端轴线间设置偏心距；

设置偏心距e大于曲柄半径R；

将两个曲轴以负偏置或负偏置反拉方式布置；

设置曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商为偏置机构系数；

设置偏置机构系数为0.60-0.98，用偏置机构系数提供发动机功率传输机构。

所述的偏置机构系数为0.75-0.98。

所述的偏置机构系数为0.60-0.95。

所述的偏置机构系数为0.6-0.75。

所述的偏置机构系数为0.75-0.95。

一种提高发动机有效热效率的方法制备的功率传输机构，包括壳体，壳体内安装气缸，气缸内安装活塞，活塞杆一端与活塞连接，活塞杆另一端分别连接两个曲柄连杆机构，两个曲柄连杆机构的结构相同并对称布置于气缸两侧，曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线的偏心距e大于曲柄半径R，两个曲轴中心线分别与气缸中心线垂直，活塞杆连接两个曲柄连杆机构的两个连接端位于曲轴下方。

所述的两个曲轴为第一曲轴和第二曲轴，第一曲轴顺时针转动，第二曲轴逆时针转动。

所述的曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商为0.6-0.98。

所述的曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商为0.75-0.98。

所述的曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商为0.6-0.75。

本发明首先提供了一种提高发动机有效热效率的方法，这种方法限定在发动机功率传输机构中以双曲轴负偏置布置的结构中，偏置机构系数优选：0.60-0.98、0.75-0.95、0.75-0.98或0.60-0.75。

本发明所述的方法超出了本领域技术人员在负偏置机构中设置偏置机构系数小于或等于0.1的观念。本领域技术人员长期以来认为各种发动机功率传输机构中负偏置结构中的偏置系数不能大于0.1，这种观念基于做功行程在曲轴旋转角度占比越大做功越多，然而，本发明认为曲轴以负偏置方向旋转工作时，大幅提高发动机做功的力臂系数，就能摆脱负偏置机构的偏置机构系数小于或等于0.1的束缚，因此，本发明设定偏置机构系数为0.60-0.98、0.75-0.95、0.75-0.98或0.60-0.75，这些偏置机构系数能使发动机有效热效率有较大幅度提高。

本发明提供的负偏置双曲轴连杆机构力臂系数为

本发明提供的负偏置反拉双曲轴连杆机构力臂系数为

I式和II式中：L是曲柄连杆长度，R是曲柄半径，e是偏心距，

α为曲轴旋转角度。

由I式和II式可知，力臂系数的大小取决于曲轴与负偏置及曲柄连杆受力方向，同时，与偏心距e正相关，并与曲柄连杆长度L和曲柄半径R相关，因此，设置曲轴负偏置布置的偏心距e、曲柄连杆长度L和曲柄半径R的变化能够确定双曲轴连杆机构的几何特征，故，用σ_pz表示偏置机构系数为σ_pz＝e/(L-R)。，即：偏置机构系数是曲柄连杆长度与曲柄半径R的差除偏心距e的商。由此，设定偏置机构系数0.60-0.98、0.75-0.95、0.75-0.98或0.60-0.75情况下，增大曲轴负偏置力臂系数可提高发动机功率传输机构的传输功率，即，提高了发动机有效热效率。

用本发明所述方法提供的提高发动机有效热效率的功率传输机构的特点还在于：功率提高幅度大，节省用油，排气污染物低；功率高，扭矩大；做功行程加快，利于燃烧和压缩比的提高，减小热量损失；零部件少，生产成本低；能使连杆长度减小，使整体机构紧凑；曲轴负偏置旋转时使曲轴飞溅润滑油一直朝向活塞，活塞缸体润滑好，机油对活塞散热强，发动机工作强度大使用寿命长等。

附图说明

附图1是本发明所述负偏置双曲轴连杆功率传输机构示意图；附图2是本发明负偏置反拉双曲轴连杆功率传输机构示意图；附图3是本发明水平对置的负偏置反拉双曲轴连杆功率传输机构示意图；附图4是偏置机构系数为0.75时的曲轴连杆力臂系数曲线图；附图5是偏置机构系数为0.95时的曲轴连杆力臂系数曲线图；附图6是偏置机构系数为0.91时曲轴连杆负偏置反拉、负偏置、正偏置和无偏置工作方式各自轴功值与无偏置工作方式轴功值之比；附图7是偏置机构系数为0.91时正偏置与负偏置反拉功率传输机构发动机的P-V图；附图8是二冲程负偏置反拉双曲轴连杆发动机功率输出机构示意图；附图9是功率实验偏置机构系数为0.60的曲轴连杆力臂系数曲线图。

具体实施方式

对照附图对本发明做进一步说明。

本发明所述的一种提高发动机有效热效率的方法，将发动机功率传输机构中的曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线或曲轴轴线与活塞上的销轴中心和曲柄连杆连接端轴线间设置偏心距；

设置偏心距e大于曲柄半径R；

将两个曲轴以负偏置或负偏置反拉方式布置；

上述方法中所述的偏心距适用于双曲轴负偏置布置和双曲轴负偏置反拉布置。

当采用双曲轴负偏置布置时，活塞与曲柄连杆的连接可以有多种方式实现：①活塞与活塞杆连接，活塞杆分别与两个曲柄连杆连接，活塞杆与两个曲柄连杆的连接端位于曲轴中心点上方；②活塞上安装圆滑块，圆滑块上安装两个销轴，每个销轴分别与各自的曲柄连杆连接，此时，偏心距则是曲轴轴线与圆滑块上销轴和曲柄连杆连接端轴线间的距离；③活塞直接分别与两个曲柄连杆连接，此时，偏心距则是曲轴轴线与活塞和曲柄连杆连接端轴线间的距离。

所述的偏置机构系数为0.75-0.98。

所述的偏置机构系数为0.60-0.95。

所述的偏置机构系数为0.6-0.75。

所述的偏置机构系数为0.75-0.95。

本发明所述的方法克服了本领域技术人员长期以来的偏见。本发明研究认为，提高力臂系数最大值并尽量使其接近双曲轴连杆功率传输机构中最大燃烧压力产生的曲轴转角，能达到提高发动机功率传输机构的传输效率，即提高了发动机有效热效率。

表1：偏置机构系数σ_pz与曲轴不同偏置方式力臂系数最大值

ξ_r，max对应曲轴旋转角度值θ_max变化表(λ＝1/3.5，λ表示连杆比)

由上表数据可知，偏置机构系数由小变大时：①曲轴正偏置力臂系数变化不大，而对应曲轴转角逐渐远离上止点；②曲轴负偏置力臂系数提高幅度大，但对应曲轴转角逐渐远离上止点，偏置机构系数从0.4开始增加时，力臂系数增加平缓，偏置机构系数从0.6再向上增加时力臂系数快速增加；③曲轴负偏置反拉力臂系数提高幅度大对应曲轴转角逐渐靠近上止点，偏置机构系数0.4力臂系数最大值对应曲轴转角94.06度，距气缸压力最大的上止点偏离过远，当偏置机构系数0.60力臂系数最大值对应曲轴转角86.20度，之后偏置机构系数增加力臂系数最大值增大对应曲轴转角变化也非常理想。所以曲轴负偏置反拉布置、曲轴负偏置布置为优选布置方式。

本发明优选的偏置机构系数为0.6-0.98，进一步优选0.75-0.98、0.75-0.95或0.6-0.75。当偏置机构系数为0.6-0.75时，其效果优于0.4-0.59。

本发明所述发动机功率传输机构的偏置机构系数与功率之间的关系有较大变化。

表2为双曲轴发动机三种偏置方式的功率实验输出数据

单位：W

表2中σ_pz-偏置机构系数，e-偏心距，L-曲柄连杆长度，R-曲柄半径，S-活塞行程。

由表2可知，当偏置机构系数为0.6-0.95时，曲轴负偏置和负偏置反拉布置的发动机功率输出机构的功率大幅高于现有技术的曲轴正偏置功率输出机构的功率。

表2所述连杆长度L＝9.4厘米、曲柄半径R＝2.07厘米、偏心量e＝4.42厘米，偏置机构系数σ_pz＝0.6，连杆力臂系数曲线参见图9。实验测得缸盖温度负偏置工作状态时比正偏置工作状态时低，证明负偏置工作状态时热损耗小，使得热效率提高。

本发明所述的曲轴负偏置是指发动机功率输出机构的做功行程曲柄转过的角度区间小于180度，如图1所示。当做功行程曲柄转过的角度区间大于180度时称为曲轴正偏置。

本发明所述的曲轴负偏置反拉是指发动机功率输出机构的做功行程曲柄转过角度区间小于180度，同时，连杆在做功行程承受拉力，即：活塞杆与连杆的连接端位于两个曲轴中心线活塞安装方向的反方向一侧。如图2所示活塞杆连接两个曲柄连杆机构的连接端位于两个曲轴中心点下方。

表2中活塞行程S随着偏置机构系数增大而增大，使得发动机排量增大，得出的功率值无法纵向分析比较，必须按比例消除活塞行程增大对功率数值的影响。以偏置机构系数0.60时，活塞行程4.74厘米和传统正偏置功率值901W为基准，先求出其它偏置机构系数值的各自活塞行程增加比值，再用行程增加比值和基准功率值(901w)的乘积，除各自传统正偏置、负偏置、负偏置反拉功率值，得到商是功率修正比值，也就是相对于基准传统正偏置的输出效率。

表3：表2的功率实验修正比值表

σ<sub>pz</sub>	S(cm)	行程增加比	正偏置	负偏置	负偏置反拉
						0.60	4.74	1.000	1.000	1.061	1.099
0.75	5.22	1.101	0.996	1.076	1.114
						0.85	5.74	1.211	0.990	1.093	1.123
0.90	6.19	1.306	0.986	1.103	1.122
						0.95	6.91	1.458	0.982	1.127	1.118

表3数据显示，传统正偏置一栏得知该功率传输机构的偏置机构系数与输出效率负相关。负偏置一栏得知该功率传输机构的偏置机构系数与输出效率正相关，输出效率单调增大。负偏置反拉一栏得知该功率传输机构其偏置机构系数0.6时输出效率增幅达10％，偏置机构系数0.85时输出效率达高点，偏置机构系数继续增加至0.95时输出效率维持在高位略有下降。

本发明所述方法限定的发动机有效热效率传输机构是双曲轴连杆机构，如图1、图2所示，第一曲轴6、第三曲轴14的转向为顺时针，第二曲轴7、第四曲轴22的转向为逆时针，曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线或曲轴轴线与活塞上的销轴中心和曲柄连杆连接端轴线间设置偏心距，偏心距e大于曲柄半径R。两个曲轴负偏置布置或呈负偏置反拉布置。发动机功率传输机构的壳体、气缸及与其它部件的连接关系安装位置等与现有技术相同。当曲轴连杆机构运动时，偏心距是曲轴轴线与圆滑块上销轴的中心和曲柄连杆连接轴运动中心线的距离，偏心距还可以是曲轴轴线与活塞和曲柄连杆连接轴运动中心线间的距离，偏心距还可以是曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接轴运动中心线间的距离，活塞杆与曲柄连杆连接端位于曲轴中心点上方。

本发明所述的各部件位置均为图示位置。

本发明所述方法适用的发动机功率传输机构如图1、图2、图3所示实施例，但本发明不限于这些实施例。由于传输机构中的壳体、气缸等部件与图中所示结构的连接均为公知技术，故图1、图2及图3所示是双曲轴连杆机构简图。

图1所示是提高发动机有效热效率功率传输机构的双曲轴负偏置布置的连杆机构。图1中所示的负偏置结构中，活塞与曲柄连杆的连接是通过圆滑块及其上的销轴实现的，这是优选方式之一。活塞与曲柄连杆连接的结构还可以是：活塞分别与两个曲柄连杆的一端连接，或者活塞上连接活塞杆，活塞杆的另一端分别与两个曲柄连杆连接，活塞杆与两个曲柄连杆连接端位于两个曲轴中心点上方。

图1中1是第一气缸，2是第一活塞，第一活塞上安装圆滑块20，圆滑块20上安装第一销轴26和第二销轴27，第一销轴26与第一曲柄连杆4的一端连接，第一曲柄连杆4的另一端通过第一曲柄轴9与第一曲柄5一端连接，第一曲柄5另一端与第一曲轴6连接，第一曲轴6固连第一同步齿轮8，第一曲轴6的轴线与第一销轴26的轴线和第一曲柄连杆4连接端轴线间的距离为第一偏心距e₁，第一偏心距e₁大于第一曲柄5的半径R，第二销轴27与第二曲柄连杆28一端连接，第二曲柄连杆28另一端通过第二曲轴30与第二曲柄29一端连接，第二曲柄29另一端与第二曲轴7连接，第二曲轴7固连第二同步齿轮25，第一同步齿轮8和第二同步齿轮25啮合，第一曲轴6顺时针转动，第二曲轴7通过固连的同步齿轮逆时针转动。第二曲轴7的曲轴连杆机构以第一活塞2运动中心线为平面与第一曲轴6的曲轴连杆机构对称运动。做功行程曲柄转过的角度区间小于180度。第一曲柄5垂线位置f为起始点0度，第一曲柄5与该起始点间的夹角为a，第一曲柄连杆4与活塞上的第一销轴轴线间的夹角为β。

图2所示是提高发动机有效热效率功率传输机构的双曲轴负偏置反拉布置的曲轴连杆机构。图中10是第二气缸，第二气缸10内安装第二活塞11，第二活塞11与活塞杆12一端连接，活塞杆12另一端分别与第三曲柄连杆17一端和第四曲柄连杆一端18连接，第三曲柄连杆17另一端通过第三曲柄轴16与第三曲柄15一端连接，第三曲柄15另一端与第三曲轴14连接，第四曲柄连杆18另一端通过第四曲柄轴21与第四曲柄19一端连接，第四曲柄19另一端与第四曲轴22连接，第三曲轴14同步固连第三齿轮13，第四曲轴22同步固连第四齿轮23，第三曲轴14顺时针转动，第四曲轴22逆时针转动，第三齿轮13和第四齿轮23啮合。第三曲柄15垂直位置f为起始点0度，第三曲柄15与该起始点间的夹角为a，第三连杆17与活塞运动直线间的夹角为β。第三曲轴14的轴线与第三连杆17和活塞杆12连接端轴线间的距离为第二偏心距e₂，第二偏心距e₂的大于第三曲柄15的半径。第四曲轴22的曲轴连杆机构以活塞运动中心线为平面与第三曲轴14的曲轴连杆机构对称运动。

附图3是两个图2所示的负偏置反拉结构水平对置的方案，为了减小体积将直接耦合的同步第三齿轮13和第四齿轮23改为两个介齿轮啮合，介齿轮减速后与中心齿轮24啮合，通过中心输出轴31输出功率。图3所示结构中连杆长度L为4.7厘米，曲柄半径R为1.3厘米，偏心距e为3.1厘米，偏置机构系数σ_pz＝0.91，实验得出的输出功率是无偏置输出功率的1.23倍(在同等耗油量、同等排量的情况下)。

本发明所述的一种提高发动机有效热效率的方法制备的功率传输机构，包括壳体，壳体内安装气缸，气缸内安装活塞，活塞杆一端与活塞连接，活塞杆另一端分别连接两个曲柄连杆机构，两个曲柄连杆机构的结构相同并对称布置于气缸两侧，曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线的偏心距e大于曲柄半径R，两个曲轴中心线分别与气缸中心线垂直，活塞杆连接两个曲柄连杆机构的两个连接端位于曲轴下方。

所述的两个曲轴为第一曲轴6和第二曲轴7，第一曲轴6顺时针转动，第二曲轴7逆时针转动。

上述方案中的效果用本发明所述的表1、表2及表3予以说明，用附图4-7所示曲线进一步说明。表中及图中所示的偏置机构系数σ_pz即是曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商。

本发明所述的发动机功率传输机构的壳体、气缸、活塞、连杆、曲柄及曲轴的结构形状位置关系均与公知技术相同。

本发明在制备发动机功率传输机构时设定的曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商是偏置机构系数，设置偏置机构系数的前提条件是偏心距大于曲柄半径。偏置机构系数为0.6-0.98，优选0.60-0.95、0.75-0.98、0.75-0.95或0.6-0.75，上述偏置机构系数均可提高发动机双曲轴连杆功率输出机构的功率，本发明所述偏置机构系数范围任一值均能提高发动机功率传输机构的功率，例如：偏置机构系数为0.6、0.62、0.65、0.68、0.70、0.73、0.75、0.78、0.80、0.83、0.85、0.88、0.90、0.93、0.95或0.98，其中当偏置机构系数σ_pz设置为0.98时，e为7.2cm，R/L为0.22，S为7.55cm，双曲轴负偏置布置的发动机功率传输机构的功率为1505，双曲轴负偏置反拉布置的发动机功率传输机构的功率为1430，现有技术的正偏置布置的发动机功率传输机构的功率为1282。实验条件如表2相同，修正比值原理同表3，其中行程变化为1.593，负偏置输出功率为1.174，负偏置反拉输出功率为1.115。

本发明所述的制备发动机功率传输机构的实施例如下：

实施例1：它有第一气缸1，第一气缸1内安装第一活塞2，第一活塞上安装圆滑块20，圆滑块20上安装第一销轴26和第二销轴27，第一销轴26与第一曲柄连杆4的一端连接，第一曲柄连杆4的另一端通过第一曲柄轴9与第一曲柄5一端连接，第一曲柄5另一端与第一曲轴6连接，第一曲轴6固连第一同步齿轮8，第一曲轴6的轴线与第一销轴26和第一曲柄连杆4连接端轴线间的距离为第一偏心距e₁；第二销轴27与第曲柄二连杆28一端连接，第二曲柄连杆28另一端通过第二曲轴30与第二曲柄29一端连接，第二曲柄29另一端与第二曲轴7连接，第二曲轴7固连第二同步齿轮25，第一齿轮8和第二齿轮25啮合，第一偏心距e₁的大于第一曲柄5的半径R的，第一曲轴6顺时针转动，第二曲轴7通过固连的同步齿轮逆时针转动。第二曲轴7的曲轴连杆机构以第一活塞2运动中心线为平面与第一曲轴6的曲轴连杆机构对称运动。做功行程曲柄转过的角度区间小于180度。第一曲柄5垂线位置f为起始点0度，第一曲柄5与该起始点间的夹角为a，第一曲柄连杆4与活塞运动直线间的夹角为β。

实施例二：它有第二气缸10，第二气缸10内安装第二活塞11，第二活塞11与活塞杆12一端连接，活塞杆12另一端分别与第三曲柄连杆17一端和第四曲柄连杆一端18连接，第三曲柄连杆17另一端通过第三曲柄轴16与第三曲柄15一端连接，第三曲柄15另一端与第三曲轴14连接，第四曲柄连杆18另一端通过第四曲柄轴21与第四曲柄19一端连接，第四曲柄19另一端与第四曲轴22连接，第三曲轴14同步固连第三齿轮13，第四曲轴22同步固连第四齿轮23，第三曲轴14顺时针转动，第四曲轴22逆时针转动，第三齿轮13和第四齿轮23啮合。第三曲柄15垂直位置f为起始点0度，第三曲柄15与该起始点间的夹角为a，第三连杆17与活塞运动直线间的夹角为β。第三曲轴14的轴线与第三连杆17和活塞杆12连接端轴线间的距离为第二偏心距e₂，第二偏心距e₂的大于第三曲柄15的半径。第四曲轴22的曲轴连杆机构以活塞运动中心线为平面与第三曲轴14的曲轴连杆机构对称运动。

实施例三,；如附图3所示结构，是两个实施例二所述的负偏置反拉结构的水平对置方案，为了减小体积将直接耦合的同步第三齿轮13和第四齿轮23改为两个介齿轮啮合，介齿轮减速后与中心齿轮24啮合，通过中心输出轴31输出功率。

实施例四：如图8所示，包括在气缸体中滑动安装的活塞和扫气活塞，气缸体上部开有排气口和扫气口、下部开有进气口中部有扫气通道，进气口内安装进气单向阀，气缸体下端左右安装由一对同步齿轮啮合相向旋转的曲轴一和曲轴二，曲轴一和曲轴二分别固连曲柄和曲柄轴，曲柄轴安装可绕轴旋转的连杆的大端和扫气连杆的大端，活塞与活塞杆上端连接，活塞杆从扫气活塞中心穿过，活塞杆下端的双耳分别与曲轴一和曲轴二上安装的连杆的小端销接，扫气活塞下端的双耳分别与曲轴一和曲轴二上安装的扫气连杆的小端销接。由于活塞、扫气活塞与气缸体做滑动密封，活塞杆中部与扫气活塞做滑动密封，发动机工作时双曲轴连杆以负偏置方向运转，即曲轴一顺时针旋转、曲轴二逆时针旋转，由连杆带动活塞往复运动，通过扫气连杆带动扫气活塞往复运动。活塞上行时下部与扫气活塞上部组成的扫气容积变大产生负压，可燃气体从进气口通过进气单向阀进入，活塞上部气缸体缸内可燃气体被压缩，活塞继续上行至上止点，缸内气体点燃爆发做功。活塞下行时扫气容积变小，由于进气单向阀此时关闭，扫气口被活塞关闭，可燃气体被压缩。活塞继续下行依次打开排气口、扫气口，压缩的可燃气体由扫气通道进行扫气，曲轴旋转一周完成二冲程发动机工作循环。

图4所示的曲线中传统曲轴无偏置活塞行程为2R，曲轴偏置后活塞行程Se增大，两者力臂系数比较时应当按增大比例转换，曲轴偏置的力臂系数转换为

当σ_pz＝0.75时，采用常用连杆比

负偏置双曲轴反拉连杆机构的力臂系数曲线(图中简称负偏置反拉)和负偏置双曲轴连杆机构的力臂系数曲线(图中简称负偏置)与传统无偏置单曲轴连杆机构力臂系数曲线相比，力臂系数曲线最大值高出0.18，最大值时距上止点78°曲轴转角，此时负偏置反拉与负偏置两者的力臂系数曲线几乎重合，σ_pz＝0.75是负偏置反拉与负偏置两者的力臂系数曲线相似的临界点。

附图5所示的曲线图中传统曲轴无偏置活塞行程为2R，曲轴偏置后活塞行程Se增大，两者力臂系数比较时应当按增大比例转换，曲轴偏置的力臂系数转换为

当σ_pz＝0.95时，采用常用连杆比

负偏置双曲轴反拉连杆机构的力臂系数曲线(图5中简称：负偏置反拉)、负偏置双曲轴连杆机构的力臂系数曲线(图5中简称：负偏置)与传统无偏置单曲轴连杆机构力臂系数曲线(图5中简称：无偏置)相比，力臂系数曲线最大值高出0.29，尤其是此时负偏置反拉的力臂系数曲线最大值时的曲轴转角前移，前移至距上止点51°曲轴转角；附图4、附图5中传统曲轴无偏置活塞行程为2R，曲轴偏置后活塞行程Se增大，两者力臂系数比较时应当按增大比例转换。

附图6所示的轴功值之比(未计入双曲轴连杆机构减少摩擦提高机械效率部分)，由于负偏置反拉、负偏置与正偏置工作方式力臂系数最大值不同，负偏置反拉、负偏置力臂系数最大值发生的曲轴角度值不同，使得正偏置、负偏置、负偏置反拉工作方式的轴功依次提高，σ_pz＝0.91的负偏置反拉轴功是无偏置工作方式轴功的1.16倍左右。

附图7所示的P-V图，是用内燃机传统理论，工程热力学表述即活塞所作的循环功为:W_o＝∫P_gdv，将发动机工作时活塞所做膨胀与气体压力P_g画出循环指示功率图(P-V图)，从图中看出发动机负偏置反拉工作方法，明显高于正偏置工作方法。

Claims

1.一种提高发动机有效热效率的方法，其特征在于：将发动机功率传输机构中的曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线或曲轴轴线与活塞上的销轴中心和曲柄连杆连接端轴线间设置偏心距；

设置偏心距e大于曲柄半径R；

将两个曲轴以负偏置反拉方式布置，所述负偏置反拉是指活塞杆与连杆的连接端位于两个曲轴中心线活塞安装方向的反方向一侧；

设置偏置机构系数为0.60-0.98，用偏置机构系数提供发动机功率传输机构；

负偏置反拉双曲轴连杆机构力臂系数为：

；II式中：L是曲柄连杆长度，R是曲柄半径，e是偏心距，α为曲轴旋转角度，增大所述力臂系数可提高发动机功率传输机构的传输功率和提高发动机有效热效率。

2.根据权利要求1所述的一种提高发动机有效热效率方法，其特征在于：所述的偏置机构系数为0.75-0.98。

3.根据权利要求1所述的一种提高发动机有效热效率方法，其特征在于：所述的偏置机构系数为0.60-0.95。

4.根据权利要求1所述的一种提高发动机有效热效率方法，其特征在于：所述的偏置机构系数为0.6-0.75。

5.根据权利要求1所述的一种提高发动机有效热效率方法，其特征在于：所述的偏置机构系数为0.75-0.95。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种提高发动机有效热效率的方法制备的功率传输机构，其特征在于：包括壳体，壳体内安装气缸，气缸内安装活塞，活塞杆一端与活塞连接，活塞杆另一端分别连接两个曲柄连杆机构，两个曲柄连杆机构的结构相同并对称布置于气缸两侧，曲轴轴线与活塞杆和曲柄连杆连接端轴线的偏心距e大于曲柄半径R，两个曲轴中心线分别与气缸中心线垂直，活塞杆连接两个曲柄连杆机构的两个连接端位于曲轴下方。

7.根据权利要求6所述的一种提高发动机有效热效率方法制备的功率传输机构，其特征在于：所述两个曲轴为第一曲轴（6）和第二曲轴（7），第一曲轴（6）顺时针转动，第二曲轴（7）逆时针转动。

8.根据权利要求6所述的一种提高发动机有效热效率方法制备的功率传输机构，其特征在于：曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商为0.6-0.98。

9.根据权利要求6所述的一种提高发动机有效热效率方法制备的功率传输机构，其特征在于：曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商为0.75-0.98。

10.根据权利要求6所述的一种提高发动机有效热效率方法制备的功率传输机构，其特征在于：曲柄连杆长度L与曲柄半径R的差除偏心距e的商为0.6-0.75。