CN1285460A - 内燃机气缸及传动装置 - Google Patents

Abstract

一种内燃机气缸及传动装置,包括上下连杆和导向摇杆,加大活塞行程与气缸内径的比值,在气缸活塞总排量不变的情况下,减小气缸内径,增大活塞行程,若气缸内径不变,则增加活塞总排量,加大气缸长度,增加活塞行程,曲柄的有效长度加大,上下连杆的连接部位处于气缸之外,导向摇杆两端孔分处于上连杆轴线两侧。本发明可延长燃料燃烧过程,减少对曲轴的摩擦力,连杆运动稳定,内燃机总热效率提高。

Description

内燃机气缸及传动装置

本发明涉及内燃机的气缸及连杆、曲柄等传动装置。

现有的内燃机气缸的活塞行程长度与内径尺寸相差不多，气缸中活塞行程短，由此导致曲柄也较短。而实际上，因为要保证轴颈和曲轴的抗冲击力、耐磨性和强度要求，所以在实际制造中，轴颈和曲轴都要保证足够的尺寸，这样便使得曲柄的有效长度更短了，也就使得驱动曲轴转动的动力臂比理论计算值更短了。另外，气缸的内径尺寸过小，对于现有的单连杆传动而言，连杆与气缸内壁的碰撞问题则是一个难题。

在中国专利公报上，公告号为CN2233462和CN2302342的公告中公开了两种由上下连杆和摇杆组成的传动装置，其目的是为了提前形成有效夹角。但其形状、三连杆之间的长短比例关系和连接方式，各不相同。

本发明的目的是改变内燃机气缸的内径尺寸与活塞行程长度之比，以及连杆、曲柄等传动装置的结构，以提高内燃机的总热效率。

本发明是通过以下途径实现的。

加大活塞行程与气缸内径的比值。在内燃机气缸活塞总排气量不变的情况下，减小气缸内径尺寸，增大活塞行程，以加大曲柄的长度，即增大活塞冲力之动力臂的长度。由于总排气量不变，轴颈、曲轴可以不再加粗、加大，所以曲柄有效长度的实际增加值比理论计算增加值要大。另外，曲轴两端的摩擦损耗的相对值也小了。所以，可有效地提高内燃机的热效率。一般来说，在活塞总排量不变的情况下，可把活塞行程在原来基础上加长1倍以上，最好是0.2～1倍。也可以在气缸内径不变的情况下，增加气缸活塞总排气量，加大气缸的长度，以增加活塞行程。

本发明将与活塞直接相连的连杆称为上连杆[5]，而与轴颈[11]相连的连杆称为下连杆[7]，将减少上连杆摇摆的连杆称为导向摇杆[9]。三连杆相互之间的连接方式是：上连杆通过连接销[6]与下连杆连接，下连杆与轴颈连接，导向摇杆一端通过连接销[8]与上连杆连接，另一端通过连接销[10]与机体连接。三连杆相互之间的尺寸关系是：上连杆的长度设置是使得活塞在上止点时，上下连杆的连接部位处于气缸之外，最好处于气缸的边缘处，上连杆相当于活塞的延长，下连杆的长度最好选定为其两端孔中心连线长度约等于活塞行程尺寸，导向摇杆的长度最好选为其两端孔中心连线长度稍大于活塞行程尺寸。

导向摇杆两端孔分处于上连杆轴线两侧，这样，在内燃机机体体积增加不大的情况下，可使得导向摇杆有足够的长度，而保证上连杆在上下运动时，杆的摆幅尽可能小。导向摇杆与连接销[10]连接的那端，可做成锹把状，以减少其向两边摆动。导向摇杆可穿过下连杆的中空槽与上连杆连接。导向摇杆在内燃机机体端的固定位置可这样确定：活塞在气缸行程中段稍上一点位置时，摇杆两端孔的中心连线与上连杆纵向轴线约为90°角，此时，上连杆的摆动最大。

对排气量较小的内燃机，气缸直径改小后，若气缸顶部不够排列两个气门的位置，可把气缸顶部做成倒圆台形，圆台的小圆直径与气缸直径相等即可。

为了防止连杆、摇杆之间运动中的碰撞，摇杆可以做成向下弯的弧形，下连杆可以做成向上连杆与摇杆连接方向相反一侧弯的弧形。具体形状见附图。另外，两曲柄中间空可做宽些，可设计两块圆铁片，与平衡块齐平面，以使连杆接头在夹道中，防止连接销[8]的松动造成上连杆与摇杆的连接头与平衡块相撞。

本发明通过上下两根连杆的设置，延长了燃料的燃烧过程、减少了对曲轴的法向分力(摩擦力)，通过导向摇杆的设置，提高了连杆运动的稳定性，而气缸活塞行程的加长，使曲柄的实际增加长度比理论计算增加值大，从而使内燃机的总热效率有明显的提高。

附图为一实施例示意图。1为气缸锥形口，2为气缸，3为活塞与上连杆连接销，4为活塞，5为上连杆，6为上连杆与下连杆的连接销，7为下连杆，8为上连杆与导向摇杆9的连接销，9为导向摇杆，10为导向摇杆9与内燃机机体的连接销，11为轴颈，12为曲柄，13为曲轴。

本发明将通过以下实施例作进一步说明

实施例：附图为本发明实施例的示意图。气缸[2]的内径由原来的95毫米改为67.2毫米，活塞[4]行程原为115毫米，加长一倍则为230毫米，再加上压缩后存空气的空间长度13毫米及活塞[4]长度为60毫米，则气缸[2]总长为303毫米，上连杆[5]两端孔中心连线长为268毫米，其通过活塞销[3]与活塞[4]连接，下连杆[7]两端孔中心连线长为235毫米，通过连接销[6]与上连杆[5]连接，另一端与轴颈[11]连接，下连杆[7]向右呈弧形，导向摇杆[9]两端孔中心的连线长为250毫米，一端通过连接销[8]与上连杆[5]连接，另一端通过连接销[10]与内燃机机体连接，导向摇杆[9]向下呈弧形，轴颈中心与曲轴中心之连线长为115毫米。本实施例在活塞的整个行程中，上连杆与气缸内壁的间隙最小时约为10毫米，不会与气缸内壁发生相碰撞。

Claims (4)

1、一种内燃机的气缸，其特征是加大活塞行程与气缸内径的比值，在活塞

   总排量不变的情况下，在原来的基础上，减小气缸内径，加长活塞行程；

   若气缸内径不变，则增加活塞总排量，加大气缸长度，增加活塞行程。

2、根据权利要求1所述的内燃机气缸，其特征是在活塞总排量不变的情况

   下，活塞的行程在原来的基础上加长0.2～1倍。

3、一种内燃机三连杆传动装置，其特征是上连杆的长度设置值使得活塞在

   上止点时，上下连杆的连接部位处于气缸之外，导向摇杆的两端孔分处于

   上连杆纵向轴线的两侧。

4、根据权利要求3所述的三连杆传动装置，其特征是下连杆的长度是其两

   端孔中心连线长度约等于活塞行程尺寸，导向摇杆的长度是其两端孔中心

   连线长度稍大于活塞行程尺寸。

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