CN204419356U - 一种采用十字头集结杆的多缸内燃机组及多缸内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用十字头集结杆的多缸内燃机组及多缸内燃机。所述采用十字头集结杆的多缸内燃机组包括一根十字头集结杆，至少八个气缸，以及至少一组曲柄连杆机构；每个气缸上装有相应的气缸盖总成，每个气缸内设有一个活塞，每个活塞均通过相应的活塞杆直接连接在同一根十字头集结杆上；在至少八个气缸中，其中至少四个气缸与另外至少四个气缸对称设置在十字头集结杆两侧，且任意两两对称的气缸内的活塞杆及其运动轨迹位于同一条轴线上；所述曲柄连杆机构的连杆小端与所述十字头集结杆相连，该曲柄连杆机构的连杆大端与曲轴颈相连。本实用新型解决了中低速内燃机体积庞大问题，同时主轴颈和曲轴颈得到均匀受力及润滑得到改善。

Description

一种采用十字头集结杆的多缸内燃机组及多缸内燃机

技术领域

本实用新型涉及内燃机领域，尤其涉及一种采用十字头集结杆的多缸内燃机组。

背景技术

一般传统内燃机由于在做功和压缩时曲轴的连杆轴瓦均处于受压状态而导致主轴颈和曲轴颈受力不均匀，润滑效果差。活塞做功通过链杆推动曲轴转动时产生的副作用反侧推力使活塞与气缸碧侧摩擦造成活塞与气缸匀受到磨损并损失部份功率。

另外，传统中速机、低速机体积大，如玉柴发动机厂生产的内燃机瓦锡兰32型中速机的体积为长×宽×高=8295mm×3020mm×3905mm，排量为578L，总功率为9000kw，排量体积比达到1:168，体积功率比为10.87L/kw；玉柴发动机厂生产的瓦锡兰RT-flex82C型低速机的体积为长×宽×高=21015mm×7680mm×13240mm，排量为16768L，总功率为54240kw，排量体积比达到1:127，体积功率比为39L/kw；现有类似的中低速机排量体积比大，因此，在制造这些大缸径、大冲程、大排量的中低速机时，尤其是低速机需要采用大重型机械设备，设备投资大，制造成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种采用十字头集结杆的多缸内燃机组，该内燃机组可以解决中低速机体积庞大问题，同时保证主轴颈和曲轴颈得到均匀受力及润滑得到改善。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其结构特点是，包括一根十字头集结杆，至少八个气缸，以及至少一组曲柄连杆机构；每个气缸上装有相应的气缸盖总成，每个气缸内设有一个活塞，每个活塞均通过相应的活塞杆直接连接在同一根十字头集结杆上；在至少八个气缸中，其中至少四个气缸与另外至少四个气缸对称设置在十字头集结杆两侧，且任意两两对称的气缸内的活塞杆及其运动轨迹位于同一条轴线上；所述曲柄连杆机构的连杆小端与所述十字头集结杆相连，该曲柄连杆机构的连杆大端与曲轴颈相连。

由此，采用多缸组设置，本实用新型的气缸数量远多于传统内燃机组的气缸数量，尤其对于低速机而言，这种设计极大地减小了内燃机的体积和重量，因此，在制造大功率内燃机时不再需要采用大型机械设备制造，有利于量产。同时，由于气缸对称设置，曲柄连杆机构的连杆轴瓦受力更均匀，从而使得主轴颈和曲轴颈得到均匀受力及良好的润滑效果。

以下为本实用新型的进一步改进的技术方案：

作为一种具体的结构形式，所述至少八个气缸分为一组，且该组气缸两侧各设有一组固定连接在十字头集结杆上的曲柄连杆机构。

作为另一种具体的结构形式，所述至少八个气缸分为两组，每组气缸包括对称设置在十字头集结杆两侧的至少四个气缸，且两组气缸之间设有一组或二组固定连接在十字头集结杆上的曲柄连杆机构。

作为又一种具体的结构形式，所述至少八个气缸分为三组，中间组的气缸包括对称设置在十字头集结杆两侧的至少四个气缸，两侧组的气缸包括对称设置在十字头集结杆两侧的至少两个气缸，且相邻两组气缸之间设有一组固定连接在十字头集结杆上的曲柄连杆机构。进一步地，三组气缸中，中间一组的气缸有8个，两侧组的气缸各4个。

所述曲柄连杆机构相邻者，曲轴转向相反，即，相邻两组曲柄连杆机构的曲轴转向相反，由此，曲轴转动所产生的侧向推力被双曲轴的对向转动而抵消，降低了内燃机体的振动幅度。

所述十字头集结杆与各气缸的活塞杆垂直相连，由此，十字头集结杆与各气缸活塞运动方向一致，保证了传动的高效率。

本实用新型还包括导向结构，作为一种具体的导向结构形式，所述导向结构包括固定在机架上的滑板座，装在滑板座上的推力滑板和定向滑板；该推力滑板和定向滑板均固定在十字头集结杆上且设置在气缸的两侧。

进一步地，本实用新型还提供了一种多缸内燃机，该内燃机包括多组如上所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，各组采用十字头集结杆的多缸内燃机组平行并列设置，且相邻两根十字头集结杆的高度不同，具体而言，十字头集结杆的高度按每个曲轴颈的位置而定。

其中，至少两组的内燃机组共用一根十字头集结杆，多根十字头集结杆平行并列设置。

本实用新型内燃机组的进排气系统，供油系统，点火系统，电路系统，冷却系统，润滑系统及调速与操控系统采取传统设计及工艺。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的设计结构紧凑性好，排量体积比会大大降低，甚至会达到1:30左右，体积功率比为5L/kw左右，极大地减小了机组的体积，减轻了机组的重量，同时，制造方面由于缸径比较小，不需取用大型机械设备，一般的中型内燃机企业可以完成生产，有利于批量生产，从而极大地降低了制造成本。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是图1的正视图；

图3是本实用新型一种实施例的工作原理示意图；

图4是本实用新型另一种具有多个单排缸组的实施例的俯视图；

图5是本实用新型四组的内燃机组共用一根十字头集结杆的结构示意图。

在图中

1-十字头集结杆；      2-活塞杆；     3-活塞；      4-气缸盖总成；

5，9-曲柄连杆机构；  6-滑板座；     7-推力滑板；  8-定向滑板；

10-曲轴颈。

具体实施方式

一种多缸内燃机，包括36组并列排列的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，共包括1008个气缸，如图5所示，其中相邻四组采用十字头集结杆的多缸内燃机组共用一根十字头集结杆1，换句话说，每根十字头集结杆上两侧共设有112个气缸，单组采用十字头集结杆的多缸内燃机组包括28个气缸。具体而言，单组采用十字头集结杆的多缸内燃机组包括一根十字头集结杆1，28个气缸，以及两组曲柄连杆机构5,9；每个气缸上装有相应的气缸盖总成4，每个气缸内设有一个活塞3，每个活塞3均通过相应的活塞杆2直接连接在同一根十字头集结杆1上；在28个气缸中，其中14个气缸与另外14个气缸对称设置在十字头集结杆1两侧，且任意两两对称的气缸内的活塞杆2及其运动轨迹位于同一条轴线上；所述曲柄连杆机构5,9的连杆端与所述十字头集结杆1相连，该曲柄连杆机构5,9的连杆端的曲柄端用于与曲轴相连。

本实施例的采用十字头集结杆的多缸内燃机组中的112个气缸的活塞杆均直接与一根十字头集结杆1固定相连，在工作时，有28个缸在进气、28个缸在压缩、28个缸在做功、28个缸在排气，活塞对称布置按四冲程发火顺序排列，因此曲轴在旋转时受到十字头集结杆1的推力（往运动时）或拉力（复运动时），从而使得主轴颈和曲轴颈得到均匀受力及良好的润滑效果。

十字头集结杆1用来固定活塞在气缸往复运动，前向运动时完成四冲程工作（进气、压缩、做功、排气），反向运动时完成四冲程工作（压缩、做功、排气、进气）。

本实施例充分利用曲柄连杆机构转动将活塞做功的力通过连杆传递给曲轴，从而推动或拉动曲轴旋转。本实用新型可设计多种机型，如单曲轴机型、双曲轴机型和多曲轴机型，以双曲轴机型为最佳机型，采用双曲柄连杆机构对向运动，抵消了曲轴转动时通过连杆产生对活塞的侧向推力，消除活塞与气缸碧的侧摩擦力及降低了机体振动，并在合理位置安装推力滑板和定向滑板，功率输出按需配置。

本实施例的内燃机活塞采取长行程设计，气缸采用四冲程工作。本实用新型的内燃机组的多个气缸按曲柄均匀受力的原则而布置活塞的发火顺序。

本实施例涉及的内燃机参数如下：

缸径为110mm，活塞冲程为410mm，气缸数为1008个，单缸排量为3.895L，总排量为3926L，整机体积为长×宽×高=8100mm×4320mm×2900mm，总功率为39260kw，排量体积比为1:25.84，按四冲程转速为700rpm的内燃机排量每升的功率为10kw计算，则体积功率比为2.58L/kw。所述排量体积比是指内燃机的总排量与整体体积之比，所述体积功率比是指内燃机的总体积与总功率之比。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，包括一根十字头集结杆（1），至少八个气缸，以及至少一组曲柄连杆机构（5,9）；每个气缸上装有相应的气缸盖总成（4），每个气缸内设有一个活塞（3），每个活塞（3）均通过相应的活塞杆（2）直接连接在同一根十字头集结杆（1）上；在至少八个气缸中，其中至少四个气缸与另外至少四个气缸对称设置在十字头集结杆（1）两侧，且任意两两对称的气缸内的活塞杆（2）及其运动轨迹位于同一条轴线上；所述曲柄连杆机构（5,9）的连杆小端与所述十字头集结杆（1）相连，该曲柄连杆机构（5,9）的连杆大端与曲轴颈（10）相连。

2. 根据权利要求1所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，所述至少八个气缸分为一组，且该组气缸两侧各设有一组固定连接在十字头集结杆（1）上的曲柄连杆机构（5,9）。

3. 根据权利要求1所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，所述至少八个气缸分为两组，每组气缸包括对称设置在十字头集结杆（1）两侧的至少四个气缸，且两组气缸之间设有一组或二组固定连接在十字头集结杆（1）上的曲柄连杆机构。

4. 根据权利要求1所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，所述至少八个气缸分为三组，中间组的气缸包括对称设置在十字头集结杆（1）两侧的至少四个气缸，两侧组的气缸包括对称设置在十字头集结杆（1）两侧的至少两个气缸，且相邻两组气缸之间设有一组固定连接在十字头集结杆（1）上的曲柄连杆机构（5,9）。

5. 根据权利要求4所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，三组气缸中，中间一组的气缸有8个，两侧组的气缸各4个。

6.  根据权利要求1,2,4,5之一所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，相邻两组曲柄连杆机构（5,9）的曲轴转向相反。

7. 根据权利要求1—5之一所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，所述十字头集结杆（1）与各气缸的活塞杆（2）垂直相连。

8. 根据权利要求7所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，其特征在于，还包括导向结构，所述导向结构包括固定在机架上的滑板座（6），装在滑板座（6）上的推力滑板（7）和定向滑板（8）；该推力滑板（7）和定向滑板（8）均固定在十字头集结杆（1）上且设置在气缸的两侧。

9. 一种多缸内燃机，其特征在于，包括多组如权利要求1-8之一所述的采用十字头集结杆的多缸内燃机组，各组采用十字头集结杆的多缸内燃机组平行并列设置，且相邻两根十字头集结杆的高度不同。

10. 根据权利要求9所述的多缸内燃机，其特征在于，至少两组的内燃机组共用一根十字头集结杆（1），多根十字头集结杆（1）平行并列设置。