CN2510633Y - 新型连杆与曲轴传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内燃机上的能量传动机构,尤其是涉及一种内燃机上使用的新型连杆与曲轴传动机构,它包括连杆和曲轴,其特征是所述曲轴的中心与气缸的中心线不在同一直线上;所述连杆大头的中心有一中空的连杆缸体,连杆缸体内有一形状与其相似的油压活塞柱与曲轴的轴颈相连,将所述轴颈的两侧与连杆大头四周相接触处对称的加工成凸轮状;该机构结构简单,使曲轴的中心与气缸的中心线移位,能通过改变在内燃机作功冲程中力与力臂的夹角而提高内燃机的传递功率,且能减轻内燃机在工作过程中活塞对气缸壁的侧压力和拍击,延长内燃机使用寿命。

Description

新型连杆与曲轴传动机构

一、技术领域

本实用新型涉及一种内燃机上的能量传动机构，尤其是涉及一种内燃机上使用的新型连杆与曲轴传动机构。

二、背景技术

目前往复活塞式的内燃机，其能量转换装置包括气缸、活塞和由活塞驱动的曲轴连杆机构。活塞上行和下行时各占曲轴转角的180°，由于连杆与曲轴直接相连，这样在工作过程中，活塞到上止点时曲轴臂中线、连杆中线、做功方向线、支点方向线同时处在一条直线上，在此时应该是油燃烧产生最大热功的时候，此时单位面积压强最高，也就是机械能传递最大时机，而实际上从杠杆原理和内燃机工质做功实际循环来讲，此时热能转化为机械能时损失的能量很大，因而导致燃烧不能将活塞压缩气缸产生的热功最大限度的传递给曲轴，因此造成机械能在传递过程中产生很大的损失。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，使曲轴的中心与气缸的中心线移位，能通过改变在内燃机作功冲程中力与力臂的夹角而提高内燃机的传递功率，且能减轻内燃机在作功过程中活塞对气缸壁的侧压力和拍击，延长内燃机使用寿命的一种新型连杆与曲轴传动机构。

本实用新型通过以下方式实现：一种新型连杆与曲轴传动机构，它包括连杆和曲轴，其特征是所述曲轴的中心与气缸的中心线不在同一直线上；所述连杆大头的中心有一中空的连杆缸体，连杆缸体内有一形状与其相似的油压活塞柱与曲轴的轴颈相连，将所述轴颈的两侧与连杆大头四周相接触处对称的加工成凸轮状；所述油压活塞柱是一横截面形状为滑键式的上大下小的阶梯圆柱体，其上部位于所述连杆的下部大头中心连杆缸体内，其下部与上部相连接处通过一密封行程螺栓与所述连杆相连，所述油压活塞柱上有与所述曲轴上的油道相连通的油压道；所述轴颈的两侧的凸轮状与所述连杆大头相接触处的半径大。

本实用新型有如下效果：

(1)结构简单：本实用新型将现有的气缸的中心线与曲轴的中心偏移；并将现有的连杆与曲轴直接连接，改为间接连接，通过将连杆的大头的下部加工成一连杆缸体，将一油压活塞柱放入连杆缸体内，使油压活塞柱与曲轴的轴颈相连，同时将曲轴轴颈两侧与连杆的大头相接触处对称的加工成凸轮状。

(2)减轻了内燃机在工作过程中活塞对气缸壁的侧压力和拍击，降低了机械噪音：将现有的连杆与曲轴直接连接，改为间接连接，同时采用了油道，即保证了对连杆、曲轴和连杆缸体的润滑，同时大大减少了侧压力和拍击，降低了机械噪音，从而延长了内燃机的使用寿命。

(3)提高内燃机的效率：由于本实用新型采用了凸轮状的曲轴和油压活塞柱，因为凸轮是不规则的圆，让其凸起的部分来补充连杆和曲轴半径因力角的出现而使活塞到达上止点所缺的尺寸，同时通过油压活塞柱来辅助凸轮组所承受的力，也补充了尺寸行程，这样保证在做功冲程中活塞到上止点时，曲轴几何力臂和连杆中线的夹角不是180度，减少无用功和机械能的损失，从而大大地提高了内燃机在能量传递过程中的有效功，将内燃机的效率提高50％-150％。

四、附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型在做功冲程中凸轮轴颈与连杆做功力臂补充行程的初始状态图；

图3为本实用新型在做功冲程中凸轮轴颈与连杆做功力臂补充行程的中间状态图；

图4为本实用新型在做功冲程中凸轮轴颈与连杆做功力臂补充行程的活塞到达上止点状态图；

图5为本实用新型在做功冲程中凸轮轴颈与连杆做功力臂补充行程中油道即将打开状态示意图；

图6为本实用新型在做功冲程中凸轮轴颈与连杆做功力臂补充行程中油道打开时的状态示意图；

图7为本实用新型在做功冲程中凸轮轴颈与连杆做功力臂补充行程中油道关闭的状态示意图；

图8为本实用新型图1沿A-A剖视图；

图9为现有技术中在做功冲程中活塞在上止点时曲轴臂中线、连杆中线、做功方向线、支点方向线同时处在一条直线上的状态示意图；

图10为现有技术中在做功冲程中活塞过了上止点时曲轴臂中线、连杆中线、做功方向线、支点方向线夹角状态示意图；

图11为本实用新型在做功冲程中活塞到达上止点之前曲轴臂中线、连杆中线、做功方向线、支点方向线夹角状态示意图；

图12为本实用新型在做功冲程中活塞接近上止点时曲轴臂中线、连杆中线、做功方向线、支点方向线夹角状态示意图；

图13为本实用新型在做功冲程中活塞到达上止点时曲轴臂中线、连杆中线、做功方向线、支点方向线夹角状态示意图；

五、具体实施方式

如图1所示，一种新型连杆与曲轴传动机构，它包括连杆8和曲轴3，如图11、图12和图13所示曲轴3的中心17与气缸15的中心线16不在同一直线上；所述连杆8大头6的中心有一中空的连杆缸体7，连杆缸体7内有一形状与其相似的油压活塞柱12与曲轴3的轴颈2相连，将所述轴颈2的两侧与连杆8大头6四周相接触处对称的加工成凸轮状1；如图8所示为了防止连杆8扭曲，油压活塞柱12是一横截面形状为滑键式的上大下小的阶梯圆柱体，其上部位于所述连杆8的下部大头6中心连杆缸体7内，其下部与上部相连接处通过一密封行程螺栓10与所述连杆8相连；所述油压活塞柱12上有与所述曲轴3上的油道4相连通的油压道11；所述轴颈2的两侧的凸轮状1与所述连杆8大头6相接触处的半径大。

内燃机工作，在做功冲程初始状态时，连杆8、油压活塞柱12、活塞14所处位置分别如图2、图5、图11所示，此时活塞14还未到上止点，如图2所示连杆8大头6处于凸轮状1的最低处，如图5所示油道还未打开；随着曲轴3的继续转动，活塞14接近上止点，连杆8、油压活塞柱12、活塞14所处位置分别如图3、图6、图12所示，如图3所示活塞14接近上止点，这时凸轮状1与连杆8的做功力臂相遇，凸轮1推动连杆8的力臂，使得油压活塞柱12的组合，如图12所示它们之间存在着夹角，同时如图6所示油道开关打开由高压润滑系统通过油道4和油压道11给油压活塞柱12与曲轴3注入高压油来减轻凸轮状1和连杆力臂所承受的力，也同时给油压活塞柱12提供润滑油并通过油密封它们之间的缝隙保证整个传动机构在其它冲程中可靠的工作；随着曲轴3的继续转动，活塞14到达上止点，连杆8、油压活塞柱12、活塞14所处位置分别如图4、图7、图13所示，当如图13所示曲轴3转到预定的上止点时，如图4所示凸轮转动到凸起的最高处，同时如图7所示油道关闭，此时保存压力，通过油压活塞柱12推动曲轴3转动，这样空气压强在燃烧室内保存下来，也同时出现了一定的力角和几何力臂，这时在活塞14的推动下油充分燃烧，工质热比提到最高，因为它们此时不在同一直线上，同时连杆几何力臂加大，根据功与力臂的关系，力臂有增加一点，功率就成倍的增加，且在机械运动中损失很小，将尽可能多的热功传递出去。

做功冲程完毕后，活塞排气门打开，凸轮状1高度回到最低处，曲轴3和油压活塞柱12中的油压道11和油道4中的油被挤压出去，等到下次做功时，再被加入，由于气缸15，油压活塞柱12和油的作用正负压具有周期性，同时活塞14与连杆8的惯性也起到缓冲作用，下一个过程同上述一样排气、进气、压缩再做功。

Claims (3)

1.一种新型连杆与曲轴传动机构，它包括连杆(8)和曲轴(3)，其特征是所述曲轴(3)的中心与气缸(15)的中心线不在同一直线上；所述连杆(8)大头(6)的中心有一中空的连杆缸体(7)，连杆缸体(7)内有一形状与其相似的油压活塞柱(12)与曲轴(3)的轴颈(2)相连，将所述轴颈(2)的两侧与连杆(8)大头(6)四周相接触处对称的加工成凸轮状(1)。

2.如权利要求1所述的新型连杆与曲轴传动机构，其特征是所述油压活塞柱(12)是一横截面形状为滑键式的上大下小的阶梯圆柱体，其上部位于所述连杆(8)的下部大头(6)中心的连杆缸体(7)内，其下部与上部相连接处通过一密封行程螺栓(10)与所述连杆(8)相连。

3.如权利要求1或2所述的新型连杆与曲轴传动机构，其特征是所述油压活塞柱(12)上有与所述曲轴(3)上的油道(4)相连通的油压道(11)；所述轴颈(2)的两侧的凸轮状(1)与所述连杆(8)大头(6)相接触处的半径大。

Images