CN2372461Y

CN2372461Y - 偏心轴瓦发动机

Info

Publication number: CN2372461Y
Application number: CN 99200178
Authority: CN
Inventors: 刘立苹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2000-04-05
Anticipated expiration: 2009-01-08

Abstract

一种偏心轴瓦发动机,偏心轴瓦机构包括双头活塞、偏心轴瓦和曲轴,双头活塞将两个气缸对置相连,活塞中部设有圆孔,偏心轴瓦基本形状为有偏心孔的圆台,偏心轴瓦分为两块,偏心轴瓦外圆与活塞中部的圆孔相配,内偏心孔与曲轴的轴瓦轴颈相配,该机构特点是取代传统发动机的曲柄连杆机构,由偏心轴瓦机构将燃料燃烧的热能转化为机械能,活塞的往复直线移动转换为曲轴的旋转运动,活塞冲程为四倍的曲轴偏心距。

Description

偏心轴瓦发动机

本实用新型属于往复式发动机技术领域，特别是涉及一种用偏心轴瓦机构取代曲柄连杆机构的新型发动机。

传统的往复式发动机通过曲柄连杆机构将燃料燃烧的热能转化为机械能，将活塞的往复直线移动转变为曲轴的旋转运动，是一种典型的、经典化的机构。但同时也存在许多缺点：(1)曲柄连杆机构比较庞大，在增加了发动机的体积和重量的同时，还由于总体布局的考虑，增加了发动机机体的复杂程度；(2)连杆对活塞作用侧向力，易发生拉缸、卡缸故障；(3)连杆是承力件中最脆弱的零件，易发生断裂故障；(4)活塞与气缸壁接触情况不好，摩擦不均匀。

本实用新型的目的是通过用偏心轴瓦机构将燃料燃烧的热能转化为机械能，将活塞的往复直线移动转换为曲轴的旋转运动，并实现发动机体积小、重量轻、活塞运动平稳、承力件受力均衡的目标。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

偏心轴瓦机构主要包括有双头活塞、偏心轴瓦和曲轴三大件，双头活塞将两个气缸对置相连，活塞中部设有用以安装偏心轴瓦的圆孔，偏心轴瓦基本形状为有偏心孔的圆台，并且为了安装、维护的方便，将偏心轴瓦按过两偏心圆圆心的直线剖分为两块，由于结构本身的限制和定位作用，偏心轴瓦两块间不需要连接件，偏心轴瓦的偏心距为曲轴曲拐的偏心距，厚度按结构、功能、工艺要求具体确定，偏心轴瓦外圆与活塞中部的圆孔相配，内偏心孔与曲轴的轴瓦轴颈相配；曲轴和传统意义上的曲轴没有区别，主要特点是曲轴的轴瓦轴颈相当于曲柄连杆机构中曲轴的连杆轴颈，活塞冲程为四倍的曲轴偏心距。

偏心轴瓦机构的工作过程是：燃烧室燃料燃烧的爆发压力推动活塞，活塞推动偏心轴瓦，偏心轴瓦在与曲轴反向转动的过程中像楔子一样对曲轴施力，从而带动加负载的曲轴作旋转运动。

偏心轴瓦机构和曲柄连杆机构相比有如下特点：

1.偏心轴瓦机构和曲柄连杆机构功能相同，工作状况类似，只是用偏心轴瓦代替了连杆；

2.活塞行程为4倍的曲轴偏心距，比曲柄连杆机构大一倍；

3.偏心轴瓦机构存在与曲柄连杆机构相同的两个死点，要靠惯性运动消除；

4.在活塞冲程中点处为曲轴转动的一个盲点，在这点曲轴可随意转动而不带动连杆，但由于活塞的惯性运动和其它缸对曲轴的推动可使活塞通过盲点，从而不影响偏心轴瓦机构的应用范围。

采用偏心轴瓦机构的发动机和采用曲柄连杆机构的发动机相比具有以下优点：

1.省去了连杆占的重量和体积，发动机的单位体积功率增力：

2.活塞冲程为4倍的曲轴偏心距，在同样冲程下曲轴曲拐的偏心距比曲柄连杆机构的小一倍，可增强曲轴的强度，减小发动机体积；

3.偏心轴瓦在转动过程中像楔子一样对曲轴施力，在相同有效力作用下可带动较大的负载；

4.双头活塞可由活塞两端的活塞环架起，单缸活塞环数量可相对减少，而且摩擦状况好，运动平稳；

5.整个机构的显著结构特征是圆孔或圆轴，结构工艺性好，制造容易，成本低廉；

6.偏心轴瓦分为两块，安装、拆卸、更换方便快捷；

7.发动机总体布局可采用对置直列式或星形排布式，发动机机体结构简单、紧凑、美观，总体体积小。

通过以上说明可知，偏心轴瓦发动机只是用偏心轴瓦机构取代了曲柄连杆机构，发动机的其它机构、结构与功能原理可完全继承沿用，在此不再赘述。本案对偏心轴瓦发动机的说明也只局限于说明偏心轴瓦机构的工作原理、主要组成件以及主要结构特点，而不作详细说明和详细设计。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1-图3偏心轴瓦机构结构及装配关系示意图

图4-图6偏心轴瓦机构主要零件结构与零件间主要尺寸关系示意图

图7偏心轴瓦机构移动与转动相互关系几何原理图

图8活塞一个往复直线移动行程中运动转换过程轨迹线图

图1-图3描述偏心轴瓦机构的关键形状特征以及主要零件间的装配关系；图4-图6是对图1-图3中的主要结构特征的进一步说明；图7是对图1-3机构的运动转换原理的几何说明；图8是按图7原理作出的活塞往复一个行程的运动轨迹线，是按移动间距为行程的十二分之一作出的。

图中标号说明：

1-双头活塞2-偏心轴瓦3-曲轴

参阅图1-3所示，双头活塞1中部削扁是为了减少活塞重量和占的空间，并利于加工中间与偏心轴瓦2相配的圆孔。偏心轴瓦2由对称的两块组成，利于发动机的装配和维护。曲轴3的轴瓦轴颈与偏心轴瓦的偏心孔配合，实现移动变转动的功能。图1-3的特点是：仅绘制了偏心轴瓦机构的主要零件、主要结构特征和主要装配关系，而对主要零件的具体结构以及机构本身所需的限位、润滑、减摩擦磨损等其它机构未作限定和描述；对由双头活塞引起的对置燃烧室的发动机总体布局的结构形式不作相关的描述；对于多缸而言，曲轴各曲拐间的夹角选择不作描述。

另请参阅图4-6所示，该图不仅绘出了主要零件的主要结构，还标出了主要零件间的配合与相关尺寸关系，并且用相同的符号表示它们的名义值。图4-6中，双头活塞有两个关键尺寸：与偏心轴瓦配合的中间圆孔的半径R和活塞的长度L。中间圆孔的半径R要保证与偏心轴瓦外圆间留有合理间隙。活塞长度L要保证活塞移动冲程4r的过程中活塞环始终保持与缸套接触，并且要保证曲轴的装配空间，从而得出L＞2R+2h+4r。偏心轴瓦有三个关键尺寸：偏心圆台半径R、偏心孔半径R2和偏心距r，圆台半径R与活塞相配留适当间隙，偏心孔半径R2与曲轴相配留适当间隙，偏心距r与曲轴曲拐偏心距相同。曲轴有三个关键尺寸，主轴颈半径R1、轴瓦轴颈半径R2与曲拐偏心距R，主轴颈半径R1受曲轴强度、负载大小限定，轴瓦轴颈半径R2受曲轴强度和活塞冲程的限制，曲拐的偏心距r为活塞冲程的四分之一。

再请参阅图7，该图是对图1的偏心轴瓦机构的工作原理的几何说明，是往复直线移动与转动相互转换的几何原理图。该图表明：活塞移动距离S，曲轴转动角Φ，而偏心轴瓦一边移动S，一边按与曲轴相反的方向也转动角Φ，且活塞冲程必为4倍的曲轴偏心距。

图8是按图7原理作的十二分活塞冲程的运动轨迹线图，是对偏心轴瓦机构运动全过程的一种形象的描述结构，进一步说明了图1所描述的偏心轴瓦机构的工作原理。

以上全文和附图只说明了偏心轴瓦发动机的主要结构特点和工作原理，详细设计按具体生产厂家和用户的生产手段、功能质量要求、维护修理要求作深入、实际的研究。此外，偏心轴瓦发动机是一种用偏心轴瓦机构取代了曲柄连杆机构的发动机，偏心轴瓦发动机的其它机构装置可具有良好的生产继承。

Claims

1.一种偏心轴瓦发动机，其特征在于：偏心轴瓦机构主要包括有双头活塞、偏心轴瓦和曲轴三大件，双头活塞将两个气缸对置相连，活塞中部设有用以安装偏心轴瓦的圆孔，偏心轴瓦基本形状为有偏心孔的圆台，偏心轴瓦按过两偏心圆圆心的直线剖分为两块，两块间由于机构的限定不需要连接件，偏心轴瓦外圆与活塞中部的圆孔相配，内偏心孔与曲轴的轴瓦轴颈相配，偏心轴瓦的偏心距为曲轴曲拐的偏心距，活塞冲程为四倍的曲轴偏心距。