CN210218592U - 一种x型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种X型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件，包括一对连杆，两个连杆相互垂直，其中一个连杆水平设置为水平连杆，另外一个连杆垂直设置为垂直连杆，每个所述的连杆的两端分别通过活塞销与活塞相连，两个连杆的中点分别与曲轴两端的曲轴连杆轴颈铰接；曲轴中心处的曲轴主轴径铰接在飞轮上。本实用新型提供的一种X型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件，采用类似于椭圆规运动方式，连杆可在发动机运转过程中通过杠杆原理增大对曲轴旋转运动的有效作用力，从而提高发动机转矩。

Description

一种X型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种X型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件。

背景技术

现有技术中的发动机曲轴，是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。主要包括主轴颈，连杆轴颈，主轴颈被安装在机体上，连杆轴颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔通过活塞销与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。

活塞只能将作用于沿连杆方向的分力Fp1作为推力推动连杆轴颈，而Fp1沿连杆轴颈和主轴颈在主轴颈垂直面上的投影点连线的垂直方向分力Fs为作用曲轴旋转的有效力。因此，因发动机曲柄连杆组和曲轴飞轮组的运作原理决定活塞做功不能被高效利用，而且发动机输出转矩低。

现有技术发动机中的连杆,是连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。在往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承，供装入轴销而构成铰接。连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。

活塞式发动机依靠活塞在汽缸中作往复运动，使气体工质完成热力循环，并将燃料的部分化学能转化为机械功的动力装置，应用于航空科技，推进技术与航空动力装置。活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器(汽缸)内燃烧，膨胀做功的机械。活塞式发动机按汽缸排列形式又可分为星型和直列式，但都由于发动机运转过程中连杆一端与活塞相连一同进行往复运动，另一端与曲轴的副轴相连一同进行圆周运动，发动机始终由汽缸做功产生的有效推力的分力做功推动曲轴旋转，造成因结构原因导致的发动机输出效率低下，现有发动机效率绝大多数低于60％，因此，改变连杆与活塞的运动方式以提高运动效率十分必要。

实用新型内容

为了克服现有发动机先天结构上的劣势，本实用新型针对X型行星发动机提供一种结构和运作方式，该发动机不仅可以使活塞以合力作用于连杆旋转，而且可以通过类似于杠杆原理的方式将连杆作用于曲轴连杆轴颈的力放大以增大输出转矩。

具体技术方案为：

一种X型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件，包括一对连杆，两个连杆相互垂直，其中一个连杆水平设置为水平连杆，另外一个连杆垂直设置为垂直连杆，每个所述的连杆的两端分别通过活塞销与活塞相连，两个连杆的中点分别与曲轴两端的曲轴连杆轴颈铰接；曲轴中心处的曲轴主轴径铰接在飞轮上。

本实用新型提供的一种X型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件，采用类似于椭圆规运动方式，连杆可在发动机运转过程中通过杠杆原理增大对曲轴旋转运动的有效作用力，从而提高发动机转矩。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构示意图；

图2为本实用新型的连杆结构示意图；

图3为本实用新型的曲轴结构示意图；

图4为本实用新型的运动示意图；

图5为实施例发动机主体结构主视图，图中未标示行星轮组；

图6为实施例发动机主体结构侧视图；

图7为实施例正等轴测图，图中未标示行星轮组。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的具体技术方案。

如图1所示，将现有发动机连杆结构由一端与活塞相连一端与曲轴连杆轴颈相连改变为两端与活塞相连，中点与曲轴连杆轴颈相连，如图2所示，即X型行星发动机的连杆两端为连杆小头，分别设有连杆小头孔9，连杆小头孔9与活塞7通过活塞销相连接，连杆中间为连杆大头，设有连杆大头孔8，连杆大头孔8与曲轴连杆轴颈4相连接；

两组连杆包括沿竖直方向的一组连杆即垂直连杆2和沿水平方向的一组连杆即水平连杆1，两组连杆与同一根曲轴3连接，曲轴3的结构如图3所示。两组连杆相垂直；活塞7分别沿水平方向、竖直方向做往复运动，其运动原理与椭圆规相同。

现在图4上标记A点、B点和C点，B点和C点为曲轴连杆轴颈4的中心轴线，A点为曲轴主轴径5的中心轴线，且A点为B、C中点。当C点沿水平方向做往复运动，B点沿竖直方向做往复运动时，A点将沿一个完整的圆做旋转运动。该旋转运动将带动飞轮6旋转并向外界输出动力。其中，曲轴主轴径5绕飞轮6旋转中心轴做公转运动，曲轴连杆轴颈4绕曲轴主轴径5做自转运动。

在曲轴3运动过程中，C点沿水平方向做往复运动时，B点不沿水平方向运动，例如在C点向左运动，B点向下运动时，A点将沿逆时针方向做圆周运动。此时，可将C点作为动力的作用点，B点为支点，A点为阻力作用点，阻力臂显然为动力臂的1/2，为省力杠杆。此结构可将活塞推力以一个“放大”的效果作用于飞轮。而飞轮即为行星发动机结构中的太阳轮，太阳轮通过行星轮进行固定并输出动力。

太阳轮与行星轮，创意源自于托森差速器的行星系状的特殊结构，行星轮共分为四组每组由一根共用的轴相连的。并且，轴的两端是固定的。侧面看，四根串连着行星轮的轴围城一个正方形的四个顶点，且通过这四根轴上平行的行星轮来固定太阳轮，使之能够稳定旋转。

该装置具体的运动关系为：每两个汽缸连接于同一根连杆，并且这两个汽缸沿同一运动作用线往返运动，同时有并列的多个汽缸组连接在连杆上。从侧面看，每相邻的两个汽缸组的运动作用线相垂直，其运动机理可等效于一个椭圆规的运转。

一对活塞之间连杆中点处为传动太阳偏心轮的偏心孔所处位置即A点；十字相交处为传动太阳偏心轮的圆心所处位置。由椭圆规的运转机制可得A点可进行一个完整的圆周运动，恰可以带动太阳偏心轮的旋转。汽缸对置往返做功通过连杆将动力放大后传递给太阳轮，太阳轮通过行星轮稳定运转，并将动力输出。

该装置运用在发动机的主体结构上为：

太阳轮视为飞轮6；活塞连杆组中，活塞7与连杆做沿水平或竖直方向的往复运动，活塞销插入连杆小头孔9与活塞7上的连接销孔，活塞7与连杆均可绕活塞销做旋转运动。曲轴飞轮组中，曲轴连杆轴颈4围绕曲轴主轴径5做旋转运动，曲轴主轴径5围绕太阳轮旋转中心做旋转运动，曲轴主轴径5插于飞轮6(太阳轮即为飞轮6)上的主轴颈插孔中，曲轴3围绕曲轴主轴径5做旋转运动；曲轴连杆轴颈4插于连杆大头孔8中，连杆围绕曲轴连杆轴颈4做旋转运动。飞轮组中，太阳轮与行星轮组之间通过齿轮连接的形式相连接。

如图5、图6和图7所示，发动机主体结构由活塞连杆组、曲轴飞轮组组成，其中活塞连杆组包括活塞7、连杆，曲轴飞轮组包括曲轴3、飞轮6。每两个汽缸的活塞7连接于同一根连杆，曲轴主轴颈4与太阳轮上的主轴颈孔相连，曲轴连杆轴颈4与连杆大头孔8相连，太阳轮与行星轮组作为齿轮结构刚性啮合，太阳轮将曲轴3传来的动力传给行星轮，行星轮输出动力以驱动发动机其他所必需的结构如凸轮轴、正时皮带等和将动力输出给变速箱。

Claims (1)

1.一种X型行星转轴发动机活塞连杆组与曲轴飞轮组组件，包括一对连杆，两个连杆相互垂直，其中一个连杆水平设置为水平连杆，另外一个连杆垂直设置为垂直连杆；

其特征在于，每个所述的连杆的两端分别通过活塞销与活塞相连，两个连杆的中点分别与曲轴两端的曲轴连杆轴颈铰接；曲轴中心处的曲轴主轴径铰接在飞轮上。

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