CN1131938C - 发动机传动系 - Google Patents
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Abstract
一种发动机传动系，两摆盘轴头向外相对放置，由中梁相连构成环摆体，曲轴的两曲柄部分别设有滑块，滑块在滑盘中可沿其轴线方向往复滑移，曲轴轴线与环摆体轴线于其二者中点处正交，摆杆与摆盘同轴，摆杆的上、下端分别与活塞相连。由于本发动机传动系采用环摆体结构，活塞运动方向与施力方向一致，对气缸无侧向压力，力传递过程中损耗较少，机械能转化率高，对气缸的磨损小，延长气缸使用寿命。
Description
本发明涉及柴油内燃机领域，特别涉及一种柴油发动机的传动系。
在柴油机领域，目前广泛使用的活塞连杆式内燃机是通过活塞运动推动连杆，带动曲轴转动的方式来进行工作。但此类发动机活塞运动方向与连杆方向不一致，活塞对缸体产生较大的侧向压力，发动机机械损失的50％～60％源出于此，产生较大的振动和噪声。这一传动结构的缺陷使发动机传动效率低下，缸体活塞过早磨损，能量损失较大。
本发明的目的在于：提供一种机械能转化率高，能耗小、可延长缸体活塞使用寿命、工作稳定的发动机传动系。
为了达到以上所述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种发动机传动系，双曲拐曲轴安装于机座上，两摆盘轴头向外相对放置，由中梁相连构成环摆体，滑盘对称分布于环摆体中心轴线两侧，其中心轴线与环摆体轴线平行且共面，曲轴的两曲柄部分别设有滑块，滑块在滑盘中可沿滑盘中心轴线方向往复滑移，曲轴轴线与环摆体轴线于其二者中点处正交，摆杆与摆盘同轴，摆杆的上、下端分别与活塞相连。
所述的双拐曲轴中部设有惯性轮，夹板与摆盘同轴；所述的活塞是同轴圆柱型双连活塞，活塞中心矩形滑槽中装有滑块轴，滑块轴一端轴头装入摆杆孔中，另一端装入夹板孔中，中部位于活塞的中心矩形滑槽中，夹板和摆杆与双连活塞的滑块轴间是活动连接，滑块轴可在矩形滑槽中上、下滑动。
本发明的工作过程如下：高压气体导入作功活塞气缸，推动活塞运动，对应端活塞同时进行排气，活塞中心矩形滑槽中的滑块轴随活塞同向移动，同时沿槽侧面滑动，推动摆杆，使环摆体摆动；滑盘随环摆体同步摆动，同时驱使滑盘中可滑动的滑块，带动曲轴绕其轴线转动。活塞作功和排气行程功能每交替变化一次，曲轴完成一周旋转运动。
本发明的优点在于：由于发动机活塞平动转换成曲轴转动过程中采用环摆体结构，活塞运动方向与施力方向一致，对气缸无侧向压力，力传递过程中损耗较少，机械能转化率高、能耗小，对气缸的磨损小，延长气缸使用寿命。对应的缸体间对发动机的非作功分力均得到平衡，从而保证了发动机工作平稳性。本发动机传动系结构简单紧凑。
为了更加清楚的说明本发明，下面结合附图来进行详细说明：
图1是目前活塞连杆式发动机活塞处受力图。
图2是本发明的整体结构示意图(右侧活塞未示出)。
图3是本发明的剖视图。
图4是本发明双连活塞运动输出部示意图。
如图1所示，目前广泛使用的发动机由于活塞运动方向V与连杆L方向不一致，活塞对缸体产生了较大的侧向压力Fx，使能量损失较大，产生了较大的振动和噪声。
如图2、图3所示，本发明所提出的发动机传动系，机座上装配有双曲拐曲轴1，双拐曲轴中部设有惯性轮2，两摆盘3轴头向外相对放置，由中梁4相连构成环摆体5，滑盘6对称分布于环摆体中心轴线两侧，其中心轴线与环摆体5轴线平行且共面，曲轴1的两曲柄部分别设有滑块7，滑块在滑盘6中可沿滑盘中心轴线方向往复滑移，曲轴1轴线与环摆体5轴线于其二者中点处正交，夹板8和摆杆9与摆盘3同轴，摆杆9与摆盘3是一体的，夹板8与摆杆9的上、下端分别与各自双连活塞10相连，双连活塞10的进气口与配气部分相接。
如图4所示，双连活塞是直缸型活塞，活塞10的中心矩形滑槽11中装有滑块轴12，滑块轴12一端轴头装入摆盘3端面外的摆杆9孔中，另一端装入夹板8孔中，中部位于活塞10的中心矩形滑槽中，夹板8和摆杆9与双连活塞的滑块轴间可以转动，滑块轴12可在矩形滑槽11中滑动。
结合图2、图3、图4所示，在本发明中，高压气体推动活塞10运动，并带动活塞中心矩形滑槽11中的滑块轴12运动，滑块轴12带动摆杆9运动，使环摆体3摆动；活塞的平动通过滑块轴转化为作用在摆杆9上的切向力和一个微小的法向力，切向力形成的力矩驱动环摆体的摆动；法向力为平衡力相互抵消，机械能损失小。双拐曲轴安装于机架上，环摆体3摆动迫使滑块7在滑盘6中滑动，带动曲轴1转动半周。下半周的转动由另一组缸体作功，上一组缸体排气，以上过程周而复始，完成连续转动。
滑块7在滑盘6中滑移越接近中间部时刻其滑移速率越小，在接近行程中止点时刻其滑移速率越大，故在行程作功区间，曲轴获得的有效转矩大。同时，环摆体与它一起摆动的滑盘与滑块构成一个典型的物理摆(尽管它不断受活塞策动力周期性作用)，这一突出的运动特点使整个传动部分机械效率大幅度提高。
在本发明中，活塞仅有全行程排气和全行程作功的交替变化，不存在传统二行程发动机难以摆脱的换气过程，减少能量损耗。活塞运动方向与施力方向基本一致，对缸体无侧向压力，使能量损失较小，对应的缸体间对发动机的侧向力相互抵消，减小了发动机振动和噪声，使发动机工作平稳。
在本发明中，所述的双连活塞可以是如前所述的直缸型，也可以采用环缸型的，环缸型的活塞仅在活塞与摆杆部改进即可。
Claims (2)
1、一种发动机传动系，双曲拐曲轴安装于机座上，其特征在于：两摆盘轴头向外相对放置，由中梁相连构成环摆体，滑盘对称分布于环摆体中心轴线两侧，其中心轴线与环摆体轴线平行且共面，曲轴的两曲柄部分别设有滑块，滑块在滑盘中可沿滑盘中心轴线方向往复滑移，曲轴轴线与环摆体轴线于其二者中点处正交，摆杆与摆盘同轴，摆杆的上、下端分别与活塞相连。
2、根据权利要求1所述的发动机传动系，其特征在于：所述的双拐曲轴中部设有惯性轮，夹板与摆盘同轴；所述的活塞是同轴圆柱型双连活塞，活塞中心矩形滑槽中装有滑块轴，滑块轴一端轴头装入摆杆孔中，另一端装入夹板孔中，中部位于活塞的中心矩形滑槽中，夹板和摆杆与双连活塞的滑块轴间是活动连接，滑块轴可在矩形滑槽中上、下滑动。
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