專利名稱：偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置。
目前，活塞式引擎普遍采用活動(dòng)式連桿使活塞與曲軸相連，活塞的推力通過活動(dòng)連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，由于這種結(jié)構(gòu)的引擎存在著活塞正對著曲軸主軸頸，即活塞的中心延長線與曲軸主軸頸的軸心線相交，活塞的一半位于曲軸主軸頸軸心線的左側(cè)，另一半在右側(cè)?；钊鞴r(shí)，曲柄銷必須從活塞中心線的一側(cè)旋轉(zhuǎn)到活塞中心線的另一側(cè)后，活塞才能開始作功。這樣，活塞作用力的合力方向(與活塞的中心線重合)始終與連桿推力方向之間形成一個(gè)大于零度的夾角，即活塞的推力經(jīng)過連桿傳導(dǎo)是斜向作用于曲柄銷的。并且，這個(gè)夾角隨著活塞與連桿的作功運(yùn)動(dòng)的增加而增加，當(dāng)活塞的行程達(dá)到一半時(shí)其夾角達(dá)到最大。此后，活塞在完成下半個(gè)行程時(shí)，這個(gè)夾角便逐漸縮小，直到活塞作功結(jié)束時(shí)達(dá)到最小，接近或等于零。在此同時(shí)，連桿作用于曲柄銷的力的方向也與曲柄銷旋轉(zhuǎn)的切線方向之間形成一個(gè)夾角，且這個(gè)夾角先是由大到小，在上半個(gè)行程的某一瞬間變?yōu)榱?，爾后逐漸增大直到結(jié)束。由此可以看出，活塞在整個(gè)作功過程中，其作用力的方向被兩次轉(zhuǎn)換后始終是斜向作用于曲柄銷的。根據(jù)力的分解原理可知，活塞的作用力被兩次分解一次是在活塞與連桿之間，另一次是在連桿與曲柄銷之間。活塞的作用力被分解后，有用功必然降低，引擎的功率也必然降低，且夾角愈大，功率降低愈多。特別是在活塞下半個(gè)行程中，連桿推壓曲柄銷的力被分解后產(chǎn)生一個(gè)向外的推力，具有離心作用，對曲軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生阻力。同時(shí)，由于連桿斜向推動(dòng)曲柄銷，其反作用力使活塞在缸體內(nèi)產(chǎn)生擺頭，致使活塞與缸體之間磨擦力增大，阻礙活塞運(yùn)行，且這種情況存在于活塞作功的全過程。另外，由于連桿與活塞之間的活動(dòng)連接，致使增加活塞行程或增加曲柄的長度(既曲柄銷旋轉(zhuǎn)的直徑)受到較大限制，缸徑行程比也受到較大限制，因?yàn)樵黾有谐袒蛟黾忧L度，會使連桿在運(yùn)動(dòng)過程中撞擊缸體，引擎就不能正常工作。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置，包括活塞2、固定于活塞底部的連桿4、固定于連桿另一端的矩形導(dǎo)框5和曲軸的主軸頸8、曲軸銷6。本實(shí)用新型的關(guān)鍵之處在于活塞2偏移到曲軸主軸頸8的軸心線的一側(cè)，即活塞中心延長線與曲軸主軸頸軸心線不相交，活塞2與連桿4之間采用固定連接法，使連桿在氣缸內(nèi)外均作與活塞一致的直線運(yùn)動(dòng)。連桿的長度應(yīng)根據(jù)活塞的行程和曲柄的長度或曲柄銷旋轉(zhuǎn)的半徑(或直徑)的長度而定，活塞的行程大，或曲柄銷旋轉(zhuǎn)的半徑(或直徑)大，則連桿的長度就長。反之，連桿的長度就短。連桿4的另一端固定一矩形導(dǎo)框5，曲柄銷6穿過矩形導(dǎo)框5。
上述解決方案中的矩形導(dǎo)框橫向固定于連桿的下端，連桿下端的大部或全部位于矩形導(dǎo)框該邊中點(diǎn)的一側(cè)，或者根據(jù)活塞偏移的距離而確定其位置。連桿、矩形導(dǎo)框均垂直于曲軸主軸頸。
上述解決方案中的矩形導(dǎo)框與曲軸的位置關(guān)系是矩形導(dǎo)框正對曲軸主軸頸，矩形導(dǎo)框的中線延長線與曲軸主軸頸的軸心線相交。矩形導(dǎo)框的內(nèi)空寬度應(yīng)與曲柄銷的直徑相當(dāng)，內(nèi)空長度應(yīng)與曲柄銷旋轉(zhuǎn)的圓的直徑(或曲柄長度的兩倍)再加一個(gè)曲柄銷的直徑之和相當(dāng)，以使曲柄銷在矩形導(dǎo)框內(nèi)活動(dòng)自如，間隙適當(dāng)。
附圖描述了本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是活塞開始作功時(shí)曲柄銷所在位置示意圖。
圖2是活塞完成上半個(gè)作功行程時(shí)曲柄銷所在位置示意圖。
圖3是活塞完成全部作功行程時(shí)曲柄銷所在位置示意圖。
圖4是活塞完成排氣行程一半時(shí)曲柄銷所在位置示意圖。
圖中各標(biāo)號說明如下1．燃燒室；2．活塞；3．氣缸體；4．固定連桿；5．矩形導(dǎo)框；6．曲柄銷；7．曲柄銷旋轉(zhuǎn)軌跡；8．曲軸主軸頸。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)敘述參見附圖2，該圖是偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置圖，包括活塞2、固定于活塞底部的連桿4、固定于連桿另一端的矩形導(dǎo)框5和曲軸主軸頸8、曲柄銷6。由該圖可知，活塞2偏移到曲軸主軸頸軸心線的一側(cè)，即活塞中心延長線與曲軸主軸頸軸心線不相交，活塞2底部與連桿4上部采用固定連接法，使連桿在氣缸內(nèi)外均作與活塞一致的直線運(yùn)動(dòng)，連桿4的下端固定一矩形導(dǎo)框5，曲柄銷6穿過矩形導(dǎo)框5。
參見附
圖1-4可知該優(yōu)選實(shí)施例是活塞偏移到曲軸主軸頸左側(cè)的一種設(shè)計(jì)(偏移于那一方可根據(jù)曲軸旋轉(zhuǎn)的方向而定)。偏移的距離相當(dāng)于半個(gè)活塞體的寬度。參見
圖1可知，當(dāng)曲柄銷6運(yùn)行到上止點(diǎn)偏左側(cè)時(shí)，由于導(dǎo)框5的作用，理論上講，無論曲軸與活塞的偏移程度如何，活塞2就可開始做功產(chǎn)生推力，活塞2、連桿4和矩形導(dǎo)框5向下推壓曲柄銷6，曲柄銷6開始向左側(cè)旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，曲柄銷6并沒有運(yùn)行到活塞2的中點(diǎn)線，而是在活塞中點(diǎn)線的右側(cè)，與活塞2的右邊沿基本對正。隨著活塞2的下行，曲柄銷6便做圓周運(yùn)動(dòng)，并在矩形導(dǎo)框5內(nèi)向左側(cè)滑動(dòng)。在這一過程中，矩形導(dǎo)框5產(chǎn)生的是向下的推壓力，沒有斜向的推力，因此活塞2的推力沒有被連桿4分解，幾乎全部作用于曲柄銷6。
參見圖2可知，圖2是活塞2完成上半個(gè)做功行程時(shí)曲柄銷6所在位置的示意圖。此時(shí)，曲柄銷6所在的位置未超出活塞體的左邊沿，活塞2的推力仍然是向下的。
參見圖3可知，圖3是活塞完成做功行程時(shí)曲柄銷6所在位置示意圖。活塞2在完成下半個(gè)做功行程的過程中，曲柄銷6在導(dǎo)框5的作用下繼續(xù)作圓周運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程中曲柄銷6始終未超出活塞體的界限，且活塞2推壓曲柄銷6的力始終向下，并不產(chǎn)生向外的推力?；钊谕瓿扇孔龉?，在曲柄銷6旋轉(zhuǎn)推力的作用下，開始上行排氣。
參見圖4，圖4是活塞2完成半個(gè)行程的排氣后曲柄銷6所在位置示意圖?；钊?在完成作功后，在曲柄銷6慣性推力的作用下開始排氣，當(dāng)運(yùn)行到圖4的位置時(shí)，即完成排氣行程的一半。此后，再經(jīng)過半個(gè)行程的排氣活塞2又回到
圖1所示的位置。隨后的吸氣行程、壓縮行程此處不再贅述。
結(jié)合上述實(shí)施例可以看出，由于本實(shí)用新型采用了偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框結(jié)構(gòu)，使活塞作用力的合力點(diǎn)(與活塞中心線重合)方向偏離曲軸主軸頸軸心線，即不與曲軸主軸頸8的軸心線相交。活塞2的偏移，使得矩形導(dǎo)框5作用于曲柄銷6的力的方向與活塞2作用力的方向一致，活塞2作用于連桿4的力不產(chǎn)生分解，有效提高了活塞2的有用功，增加了引擎的功率?；钊频牧怼攸c(diǎn)是，活塞推力合力點(diǎn)、矩形導(dǎo)框作用于曲柄銷的力的作用點(diǎn)之間的連線與活塞推力的合力方向線(與活塞中心線重合)之間形成的夾角變小，這樣，曲柄銷6產(chǎn)生的反作用力被分解為橫向的推力必然較小，通過連桿傳達(dá)到活塞時(shí)，活塞在缸體內(nèi)不易產(chǎn)生擺頭，活塞與缸體之間的摩擦力較活動(dòng)式連桿結(jié)構(gòu)的引擎要小。同時(shí)，由于活塞與連桿之間的固定連接，連桿的運(yùn)行方向與活塞的運(yùn)行方向一致，使得在增加活塞行程時(shí)，缸體不會碰撞連桿，這樣就使增加活塞行程和曲柄長度或曲柄銷旋轉(zhuǎn)半徑(或直徑)成為可能，缸徑行程比可得到合理改變，引擎的扭矩增大，增加活塞作功時(shí)間也成為可能，引擎功率也相應(yīng)得到提高。
以上內(nèi)容，僅是給出了本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的任何限定。對于本領(lǐng)域的普通專業(yè)技術(shù)人員來說，顯然可在不脫離所附權(quán)利要求書限定范圍的情況下，實(shí)現(xiàn)各種各樣的變更。
由以上分析可見，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1．活塞與連桿連固定為一體，結(jié)構(gòu)簡單，它們之間不產(chǎn)生力的分解，活塞的有效推力得到增加。
2．活塞作功時(shí)，在缸體內(nèi)不易產(chǎn)生擺頭，阻力較小，運(yùn)行更加平穩(wěn)。
3．導(dǎo)框作用于曲柄銷的力得到充分利用，效能更高。
4．活塞行程和曲柄銷旋轉(zhuǎn)的半徑(或直徑)可以有效增加，使活塞作功時(shí)間有效延長，缸徑行程比可以得到合理改變，有效提高引擎的功率。
5．活塞的行程可有效增加，燃油燃燒時(shí)間增長，燃燒充分，減少污染，降低能耗。
權(quán)利要求1.一種偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置，包括活塞、連桿和曲軸，其特征在于活塞偏移到曲軸主軸頸軸心線的—側(cè)，連桿的一端固定于活塞上，另一端上固定一矩形導(dǎo)框，曲軸的曲柄銷穿過矩形導(dǎo)框。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置，其特征在于矩形導(dǎo)框的一邊橫向固定于連桿的下端，連桿下端的大部或全部位于矩形導(dǎo)框該邊中點(diǎn)線的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置，其特征在于矩形導(dǎo)框正對曲軸主軸頸，矩形導(dǎo)框的中線延長線相交于曲軸主軸頸的軸心線，矩形導(dǎo)框的內(nèi)空寬度與曲柄銷的直徑相當(dāng)，內(nèi)空長度與曲柄銷旋轉(zhuǎn)的圓的直徑及曲柄銷的直徑之和相當(dāng)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種偏移式固定連桿矩形導(dǎo)框引擎裝置。用于引擎的活塞、連桿和曲軸的連接,由活塞、固定連桿、矩形導(dǎo)框和曲軸構(gòu)成?；钊朴谇S的一側(cè),即活塞的中心線不與曲軸主軸頸軸心線相交,活塞、連桿、矩形導(dǎo)框固定為一體,曲柄銷穿過矩形導(dǎo)框?；钊鞴r(shí),通過活塞的沖程,合理改變缸頸行程比,具有合理改變曲柄半徑和活塞行程的功效,增加引擎的功率。
文檔編號F02B75/32GK2419377SQ0022245
公開日2001年2月14日 申請日期2000年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月9日
發(fā)明者楊伯濤 申請人:楊伯濤