專利名稱:活塞式分圓內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于動力類內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種活塞式分圓內(nèi)燃機。
背景技術(shù):
目前,在我國現(xiàn)有活塞式內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域中(主要指汽、柴油內(nèi)燃機),內(nèi)燃機中的活塞通過連桿直接與曲柄軸相連,將動力輸出。這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機動力損失較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠大幅度提高內(nèi)燃機扭矩、改善動力性能、節(jié)油效果較為明顯的活塞式分圓內(nèi)燃機。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為該活塞式分圓內(nèi)燃機包括汽缸、活塞、與活塞連接的連桿I、曲柄、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及點火系統(tǒng)等,所述連桿I的另一端與擺桿I的一端連接,連桿I與擺桿I之間所形成的夾角按銳角計為壓力角,初始狀態(tài)即活塞在上止點位置時,壓力角可以在0°-90°間選擇;擺桿I的另一端與擺桿II的一端同軸連接,兩擺桿之間的夾角為任一定角;擺桿II的另一端與連桿II的一端連接,這兩部件之間所形成的夾角按銳角計為加力角,初始狀態(tài)加力角可在0°-90°間選擇;連桿II的另一端與曲柄相連,帶動曲柄做圓周運動并將動力輸出。
本發(fā)明的運動方式為在上止點時,活塞開始向下移動,通過連桿I推動擺桿I向下做圓弧運動;擺桿I與擺桿II同軸,從而帶動擺桿II也做相應(yīng)的圓弧運動;擺桿II與連桿II連接,通過連桿II帶動曲柄做順時針方向的圓周運動。當活塞運行到下止點時,曲柄相應(yīng)旋轉(zhuǎn)到圓周頂點(180°),這時曲柄仍向前做圓周運動,從而推動擺桿II改變方向,向上運動;同時帶動擺桿I也向上做相應(yīng)運動,通過連桿I推動活塞向上運動。到上止點時,活塞完成一個往復(fù)運動;擺桿I、擺桿II完成一個擺動周期;曲柄完成一個圓周的旋轉(zhuǎn)運動周期。如此往復(fù),相繼完成內(nèi)燃機的吸氣、壓縮、爆發(fā)、排氣過程,推動曲柄做連續(xù)的圓周運動,將動力輸出。
在運動過程中,壓力角和加力角是相應(yīng)變化的,但初始狀況,即活塞在上止點位置時,壓力角和加力角的度數(shù)大小,將決定動力在傳遞過程中大小變化的基本量。初始狀態(tài)時,壓力角宜在30-90°之間選擇確定(按銳角計)。加力角宜在0-60°間選擇確定(按銳角計)。加力角確定后,兩擺桿擺動的幅度即擺角隨之確定,為擺角=180°-2×加力角,擺桿I與擺桿II的夾角即定角,可在0-360°間任意確定,此角將決定曲柄軸的方位,亦即決定內(nèi)燃機箱體的基本形狀。此角確定后為固定角,在運行中不再變化。擺桿I、擺桿II、曲柄三者的比例及連桿I、連桿II的比例,視設(shè)計需求而定,其中擺桿I擺桿II<1為宜。汽缸位置不再受曲柄軸制約,可依設(shè)計需求而定。曲柄旋轉(zhuǎn)方向也可為逆時針方向,具體視設(shè)計需求而定。
本發(fā)明由于應(yīng)用了加力角,使原動力有很大增加,相應(yīng)的力的作用路程將縮短。經(jīng)過估算,總的作用力還是增加的,尤其是扭矩有大幅度提高,功率有所增加,節(jié)油效果較為明顯。
圖1為活塞式分圓內(nèi)燃機實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為活塞式分圓內(nèi)燃機的側(cè)視圖;圖3為活塞式分圓內(nèi)燃機的原理簡圖;圖4為活塞在下止點時各部件的位置示意圖;圖5為本發(fā)明的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為雙汽缸同時運行實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實現(xiàn)方式 圖1至圖2中,1-汽缸;2-活塞;3-活塞銷;4-連桿I;5-擺桿I;6-曲柄;7-連桿II;8-擺桿II;9-內(nèi)燃機箱體。其中擺桿I、擺桿II同軸,擺桿I擺桿II<1,曲柄按順時針方向旋轉(zhuǎn),將動力輸出。
圖1所示為本發(fā)明活塞式分圓內(nèi)燃機實施例中,活塞2自上向下移動時的狀況。其中擺桿I5呈水平位置,其它部件呈相應(yīng)位置,圖中圓弧形虛線為擺桿II8與連桿II7連接點的運動軌跡。該活塞式分圓內(nèi)燃機包括汽缸1、活塞2、與活塞2銷連接的連桿I4、曲柄6以及冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和點火系統(tǒng)等,所述連桿I4的另一端不是直接與曲柄軸連接,而是與擺桿I5的一端連接,連桿I4與擺桿I5之間所形成的夾角按銳角計為壓力角,初始狀態(tài)即活塞2在上止點位置時,加力角可在0°-90°間選擇;擺桿I5的另一端與擺桿II8的一端同軸,兩擺桿5、8之間夾角為定角,定角可在0°-360°間任意選擇;擺桿II8的另一端與連桿II7的一端連接,這兩部件7、8之間所形成的夾角按銳角計為加力角,初始狀態(tài)加力角可在0°-90°間選擇;連桿II7的另一端與曲柄6相連,帶動曲柄6做圓周運動并將動力輸出。
圖2從側(cè)視角度清楚顯示出活塞2運行到接近下止點位置時,即擺桿I5垂直向下時各部件的位置。由圖中可看出擺桿I5與擺桿II8同軸,帶動連桿II7驅(qū)動曲柄6旋轉(zhuǎn),將動力輸出。
圖3至圖6均為原理簡圖。為避免線條混淆,各部件不再使用標引線,直接用代號標出。圖中l(wèi)1為連桿I;l2為連桿II;r1為擺桿I;r2為擺桿II;r3為曲柄;∠f為壓力角;∠q為加力角;∠d為定角;O1為擺桿軸;O2為曲柄軸,各銷、軸處簡化為圓點,虛線表示運動軌跡。
圖3中各部件尺寸同圖1,圖中所示為活塞在上止點時各部件位置,即初始狀態(tài)時方位。此時壓力角∠f=75°、加力角∠q=22.5°、定角∠d=65°。擺角=180°-2×加力角=180°-45°=135°。依據(jù)加力角可確定原動力的基本增量,本實施例為1/sin∠q=1/sin22.5≈2.6這個量在運行時是變化的,力在傳遞過程中的大小變化,還受其它部件相互間的角度、比例、尺寸的影響,力的最終增量是一個綜合的結(jié)果。
圖4與圖3配套,圖中各部件尺寸同圖1,圖示為活塞在下止點時各部件位置。
圖中r1∶r2∶r3=2∶3∶2.8
l1∶l2=5.9∶4圖5為本發(fā)明的另一實施例的結(jié)構(gòu)原理圖,即當擺桿I擺桿II>1時的情形。
圖中壓力角∠F=65°、加力角∠q=17.5°、定角∠d=60°、擺角=145°r1∶r2∶r3=2.5∶2∶1.85l1∶l2=6.9∶9圖6為本發(fā)明的再一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中擺桿IIr2同時與兩個擺桿Ir1、r1同軸,再分別通過兩個連桿Il1、l1與兩個汽缸中的活塞連接,形成兩個汽缸同時運行,當左邊汽缸活塞為上止點時,右邊汽缸活塞為下止點,互為動力。運行原理一樣,只是右邊汽缸作功時對曲柄r3的力是拉力。
圖中壓力角∠F=70°、加力角∠q=40°、定角∠d=15°、擺角=110°r1∶r2∶r3=3∶2∶1.55l1∶l2=6∶權(quán)利要求
1.一種活塞式分圓內(nèi)燃機,包括汽缸(1)、活塞(2)、與活塞(2)連接的連桿I(4)、曲柄(6)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及點火系統(tǒng)等,其特征在于所述連桿I(4)的另一端與擺桿I(5)的一端連接,連桿I(4)與擺桿I(5)之間所形成的夾角按銳角計為壓力角,初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點位置時,壓力角可在0°-90°間選擇;擺桿I(5)的另一端與擺桿II(8)的一端同軸連接,兩擺桿(5、8)之間的夾角為任一定角;擺桿II(8)的另一端與連桿II(7)的一端連接,這兩部件(7、8)之間所形成的夾角按銳角計為加力角,初始狀態(tài)加力角可在0°-90°間選擇;連桿II(7)的另一端與曲柄(6)相連,帶動曲柄(6)做圓周運動并將動力輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式分圓內(nèi)燃機,其特征在于所述擺桿II(8)同時與兩個擺桿I(5)同軸,分別通過兩個連桿I(4)與兩個汽缸(1)中的活塞(2)連接,雙氣缸同時運行、互為動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活塞式分圓內(nèi)燃機,其特征在于所述壓力角在初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點位置時,宜在30°-90°間選擇;所述加力角宜在0°-60°間選擇;所述擺桿I擺桿II<1為宜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞式分圓內(nèi)燃機,其特征在于所述壓力角在初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點位置時,可選擇75°;所述加力角可選擇22.5°;所述定角可選擇65°;擺桿Ir1擺桿IIr2曲柄r3之間的比例可選擇2∶3∶2.8。
全文摘要
一種活塞式分圓內(nèi)燃機,包括汽缸(1)、活塞(2)、連桿I(4)、曲柄(6)等,所述連桿I(4)與擺桿I(5)連接,它們之間所形成的夾角按銳角計為壓力角,初始狀態(tài)壓力角可在0°-90°間選擇;擺桿I(5)另一端與擺桿II(8)同軸,兩擺桿(5、8)之間的夾角為任一定角;擺桿II(8)另一端與連桿II(7)連接,這兩部件(7、8)之間所形成的夾角按銳角計為加力角,初始狀態(tài)加力角可在0°-90°間選擇;連桿II(7)另一端與曲柄(6)相連,帶動曲柄(6)做圓周運動并將動力輸出。該內(nèi)燃機由于應(yīng)用了加力角,使原動力有很大增加,相應(yīng)的力的作用路程將縮短。經(jīng)過估算,總的作用力得以增加,尤其是扭矩有大幅度提高,功率有所增加,節(jié)油效果較為明顯。
文檔編號F02B75/32GK1502796SQ02152539
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者王長征 申請人:王長征