專利名稱：活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于動(dòng)力類內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在我國(guó)現(xiàn)有活塞式內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中(主要指汽、柴油內(nèi)燃機(jī))，內(nèi)燃機(jī)中的活塞通過(guò)連桿直接與曲柄軸相連，將動(dòng)力輸出。這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力損失較大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠大幅度提高內(nèi)燃機(jī)扭矩、改善動(dòng)力性能、節(jié)油效果較為明顯的活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為該活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)包括汽缸、活塞、與活塞連接的連桿I、曲柄、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及點(diǎn)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(jì)為壓力角，初始狀態(tài)即活塞在上止點(diǎn)位置時(shí)，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(jì)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(dòng)曲柄做圓周運(yùn)動(dòng)并將動(dòng)力輸出。
本實(shí)用新型運(yùn)動(dòng)方式為在上止點(diǎn)時(shí)，活塞開(kāi)始向下移動(dòng)，通過(guò)連桿I推動(dòng)擺桿I向下做圓弧運(yùn)動(dòng)；擺桿I與擺桿II同軸，從而帶動(dòng)擺桿II也做相應(yīng)的圓弧運(yùn)動(dòng)；擺桿II與連桿II連接，通過(guò)連桿II帶動(dòng)曲柄做順時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)，曲柄相應(yīng)旋轉(zhuǎn)到圓周頂點(diǎn)(180°)，這時(shí)曲柄仍向前做圓周運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)擺桿II改變方向，向上運(yùn)動(dòng)；同時(shí)帶動(dòng)擺桿I也向上做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿I推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)。到上止點(diǎn)時(shí)，活塞完成一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；擺桿I、擺桿II完成一個(gè)擺動(dòng)周期；曲柄完成一個(gè)圓周的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)周期。如此往復(fù)，相繼完成內(nèi)燃機(jī)的吸氣、壓縮、爆發(fā)、排氣過(guò)程，推動(dòng)曲柄做連續(xù)的圓周運(yùn)動(dòng)，將動(dòng)力輸出。
在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(diǎn)位置時(shí)，壓力角和加力角的度數(shù)大小，將決定動(dòng)力在傳遞過(guò)程中大小變化的基本量。初始狀態(tài)時(shí)，壓力角宜在30-90°之間選擇確定(按銳角計(jì))。加力角宜在0-60°間選擇確定(按銳角計(jì))。加力角確定后，兩擺桿擺動(dòng)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(jī)箱體的基本形狀。此角確定后為固定角，在運(yùn)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(jì)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(jì)需求而定。曲柄旋轉(zhuǎn)方向也可為逆時(shí)針?lè)较?，具體視設(shè)計(jì)需求而定。
本實(shí)用新型由于應(yīng)用了加力角，使原動(dòng)力有很大增加，相應(yīng)的力的作用路程將縮短。經(jīng)過(guò)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(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)的側(cè)視圖；圖3為活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)的原理簡(jiǎn)圖；圖4為活塞在下止點(diǎn)時(shí)各部件的位置示意圖；圖5為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為雙汽缸同時(shí)運(yùn)行實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)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(jī)箱體。其中擺桿I、擺桿II同軸，擺桿I∶擺桿II＜1，曲柄按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，將動(dòng)力輸出。
圖1所示為本實(shí)用新型活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)實(shí)施例中，活塞2自上向下移動(dòng)時(shí)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。該活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)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(rùn)滑系統(tǒng)和點(diǎn)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(jì)為壓力角，初始狀態(tài)即活塞2在上止點(diǎn)位置時(shí)，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(jì)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(dòng)曲柄6做圓周運(yùn)動(dòng)并將動(dòng)力輸出。
圖2從側(cè)視角度清楚顯示出活塞2運(yùn)行到接近下止點(diǎn)位置時(shí)，即擺桿I5垂直向下時(shí)各部件的位置。由圖中可看出擺桿I5與擺桿II8同軸，帶動(dòng)連桿II7驅(qū)動(dòng)曲柄6旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力輸出。
圖3至圖6均為原理簡(jiǎn)圖。為避免線條混淆，各部件不再使用標(biāo)引線，直接用代號(hào)標(biāo)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(jiǎn)化為圓點(diǎn)，虛線表示運(yùn)動(dòng)軌跡。
圖3中各部件尺寸同圖1，圖中所示為活塞在上止點(diǎn)時(shí)各部件位置，即初始狀態(tài)時(shí)方位。此時(shí)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(dòng)力的基本增量，本實(shí)施例為1/sin∠q＝1/sin22.5≈2.6這個(gè)量在運(yùn)行時(shí)是變化的，力在傳遞過(guò)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(gè)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(diǎn)時(shí)各部件位置。
圖中r1∶r2∶r3＝2∶3∶2.8
l1∶l2＝5.9∶4圖5為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖，即當(dāng)擺桿I∶擺桿II＞1時(shí)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為本實(shí)用新型的再一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中擺桿IIr2同時(shí)與兩個(gè)擺桿Ir1、r1‘同軸，再分別通過(guò)兩個(gè)連桿Il1、l1’與兩個(gè)汽缸中的活塞連接，形成兩個(gè)汽缸同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)左邊汽缸活塞為上止點(diǎn)時(shí)，右邊汽缸活塞為下止點(diǎn)，互為動(dòng)力。運(yùn)行原理一樣，只是右邊汽缸作功時(shí)對(duì)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(jī)，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(rùn)滑系統(tǒng)及點(diǎn)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(jì)為壓力角，初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點(diǎn)位置時(shí)，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(jì)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(dòng)曲柄(6)做圓周運(yùn)動(dòng)并將動(dòng)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(jī)，其特征在于所述擺桿II(8)同時(shí)與兩個(gè)擺桿I(5)同軸，分別通過(guò)兩個(gè)連桿I(4)與兩個(gè)汽缸(1)中的活塞(2)連接，雙氣缸同時(shí)運(yùn)行、互為動(dòng)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(jī)，其特征在于所述壓力角在初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點(diǎn)位置時(shí)，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(jī)，其特征在于所述壓力角在初始狀態(tài)即活塞(2)在上止點(diǎn)位置時(shí)，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。
專利摘要一種活塞式分圓內(nèi)燃機(jī)，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(jì)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(jì)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(dòng)曲柄(6)做圓周運(yùn)動(dòng)并將動(dòng)力輸出。該內(nèi)燃機(jī)由于應(yīng)用了加力角，使原動(dòng)力有很大增加，相應(yīng)的力的作用路程將縮短。經(jīng)過(guò)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(hào)F02B75/32GK2581701SQ0228855
公開(kāi)日2003年10月22日 申請(qǐng)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(zhǎng)征 申請(qǐng)人:王長(zhǎng)征