專利名稱：對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種 完全對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，理論上往復慣性力和慣性力轉(zhuǎn)矩對外完全平衡。
背景技術：
傳統(tǒng)二氣缸對置發(fā)動機上采用二個活塞、二個曲拐、二個連桿機構(gòu)，但二活塞的軸線之間不能實現(xiàn)同軸線。在機構(gòu)有一階、二階、三階往復慣性力條件下，因往復慣性力產(chǎn)生的力矩而無法對外完全平衡。往復慣性力矩會引起機座的強烈震動，不僅加速了車用儀器和設備的損壞，影響使用發(fā)動機的人員身心健康，若發(fā)動機是車或船的動力就會降低乘坐人員的舒適性。據(jù)中國工業(yè)報報道2007年全國32個廠家單缸柴油機產(chǎn)量合計8129588臺。單缸柴油機是道路車輛、農(nóng)業(yè)機械、非道路移動機械、固定機組、田地灌溉、江河湖泊以及近海船的配套動力。我國是單缸柴油機的生產(chǎn)大國和使用大國，社會保有量極大。單缸機不平衡的多階往復慣性力會引起強烈震動，另外720°曲軸轉(zhuǎn)角做功一次其運轉(zhuǎn)均勻性很差，為改善均勻性需要很大的飛輪。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的快速提高，功率小、震動大的單缸柴油機的性能已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟迅速發(fā)展的需要。因此，為有效提高輸出功率，運轉(zhuǎn)均勻性較好的對置二氣缸發(fā)動機必將得到更為廣泛的應用。

發(fā)明內(nèi)容
解決傳統(tǒng)對置二氣缸發(fā)動機的活塞不能同軸線問題，提供一種理論上對外完全平衡的偶數(shù)氣缸發(fā)動機。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案結(jié)合


如下一種對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，主要由二個活塞、三個連桿和具有三個曲柄銷、四個曲柄臂的曲軸組成，所述的二個活塞對置在同一軸線上，所述曲軸6的左右主軸頸 5、5’之間有三個曲柄銷和四個曲柄臂10，三個曲柄銷包括一個中間曲柄銷4”和左右側(cè)邊曲柄銷4、4’，左右側(cè)邊曲柄銷4、4’同軸線布置，二個活塞中的上活塞1通過左右連桿3、3’ 和左右側(cè)邊曲柄銷4、4’與四個曲柄臂10連接，下活塞1’通過一個連桿和一個中間曲柄銷 4”與中間的兩個曲柄臂10連接。所述的二個對置上下活塞1、1’結(jié)構(gòu)形狀相同或不同，但質(zhì)量相同，二個活塞運動方向為沿同一軸線同時相對或相反運動。所述的三個曲柄銷直徑，相等，其軸線為同一平面，左右側(cè)邊曲柄銷4、4’長度相等，中間曲柄銷4”長度為左右側(cè)邊曲柄銷4、4’長度的2倍，四個曲柄臂10的結(jié)構(gòu)形狀相同，且兩兩對稱布置在左右主軸頸5、5’之間。所述的三個連桿為獨立結(jié)構(gòu)，其中與上活塞1連接的左右連桿3、3’和與下活塞1’ 連接的下連桿3”分別通過左右側(cè)邊曲柄銷4、4’和中間曲柄銷4”連接在曲柄臂10上，左右連桿3、3’的橫截面積之和與下連桿3”對應處的橫截面積相等。所述的左右連桿3、3’與上活塞1連接處和下連桿3”與下活塞1’連接處分別通過上下橫梁15、15’連接在一起，構(gòu)成上下橫梁式連桿14、14’組合結(jié)構(gòu)，上橫梁15和下橫梁15’結(jié)構(gòu)形狀相匹配對稱布置，上下橫梁式連桿14、14’的質(zhì)量或慣量平衡。在曲軸軸線的上下方沿活塞軸線布置的活塞、連桿、活塞銷、曲柄銷和曲柄臂結(jié)構(gòu)相同或不同，但對應處的質(zhì)量分布相同。

本發(fā)明的技術效果對置二活塞、三曲拐和三個連桿機構(gòu)的慣性力和慣性力矩對外理論上完全平衡，二缸機將不再有多階往復慣性力會引起強烈震動。

圖-1 二種活塞三曲拐獨立三連桿結(jié)構(gòu)主視示意_2圖-1的側(cè)視示意_3圖-1的俯視示意-4 一種活塞三曲拐橫梁式三連桿結(jié)構(gòu)主視示意_5圖-4的側(cè)視示意中1-上活塞，1’-下活塞，2-上活塞銷，2’-下活塞銷，3-左連桿，3’-右連桿， 3 ”-下連桿，4-左側(cè)曲柄銷，4’ -右側(cè)曲柄銷，4”_中間曲柄銷，5-左主軸頸，5 ’ -右主軸頸， 6-曲軸，7-連桿小頭軸套，8-曲柄銷卡環(huán)，9-左右連桿潤滑油通道，9’-主軸頸潤滑油通道 9"-下連桿潤滑油通道10-曲柄臂，11-連桿軸承瓦片，12-上連桿大頭蓋，12’ -下連桿大頭蓋13-連桿螺釘，14-上橫梁式連桿，14’ -下橫梁式連桿，15-上橫梁，15’ -下橫梁。
具體實施例方式實施例1 本實施例為二種活塞、三曲拐、獨立三個連桿結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖-1、圖-2、圖-3說明如下特點是連桿方便制造但活塞和連桿都要分別增加一個品種。二個對置上下活塞1、1’的軸線與坐標Y軸線重合在一起，二個活塞的結(jié)構(gòu)形狀雖然不相同，但二個活塞質(zhì)量相同，二個活塞運動位置在Y坐標方向?qū)ΨQ于X坐標軸線，運動方式同時接近坐標點0或同時離開坐標點0。上活塞1與上活塞銷2之間為中間支撐，左右連桿3、3’小頭與上活塞銷2之間為二端支撐。左右連桿3、3’的大頭分別經(jīng)上下連桿大頭蓋12、12’和四個螺釘13與左右側(cè)曲柄銷4、4’連接；下活塞1’與下活塞銷2’之間為二端支撐，下活塞1’中的下活塞銷2’經(jīng)下連桿3”、下連桿大頭蓋12’、四個螺釘13和中間曲柄銷4”相連接。曲軸6的左右主軸頸5、5’之間有左右側(cè)曲柄銷4、4’、中間曲柄銷4”和四個曲柄臂10構(gòu)成三曲拐。其中左右側(cè)曲柄銷4、4’同軸線，三曲柄銷直徑]相等，三曲柄銷繞X坐標軸線的旋轉(zhuǎn)半徑r相等，三曲柄銷的軸線在X、Y坐標平面，左右側(cè)曲柄銷4、4’與中間曲柄銷4”之間在Y、Z坐標平面的夾角為180°。中間曲柄銷4”長度為2W，左右側(cè)曲柄銷4、 4’長度分別為W，左右側(cè)曲柄銷4、4’對稱于Y坐標軸線，中間曲柄銷4”自身對稱于Y坐標軸線；每個曲柄臂10的結(jié)構(gòu)形狀分別對稱于坐標Y、Z軸線。四個曲柄臂10在X軸方向的相對位置對稱于坐標Y、Z平面。
左右連桿3、3’和下連桿3”為獨立結(jié)構(gòu)其長度L相同，在Y坐標方向X軸線上、下 y位置的連桿截面積關系式為左連桿3+右連桿3’ =下連桿3”，即上邊y位置左右連桿3、 3’的截面積之和等于下邊y位置下連桿3”的截面積。由于二個對置上下活塞1、1’的軸線于Y軸線重合且活塞組的質(zhì)量相同；左右連桿 3、3’和下連桿3”的截面積在上、下的y位置處相等；三曲拐在Y軸方向X軸線上、下質(zhì)量分布相等，同名稱零件材 料均質(zhì)相同和運動方式也相同。因此，當二個活塞在Y軸線中作相對或相反往復運動、連桿作復合運動而曲軸作旋轉(zhuǎn)運動時，整個機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)慣性力和慣性力矩以及往復慣性力和慣性力矩在內(nèi)部完全相互平衡，對外界沒有不平衡的慣性力和慣性力矩。主軸頸、連桿軸頸、活塞銷可經(jīng)左右連桿潤滑油通道9、主軸頸潤滑油通道9’和下連桿潤滑油通道9”提供壓力潤滑油。實施例2 本實施例為一種活塞、三曲拐、橫梁式三連桿結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖-4、圖-5說明如下本實施例與實施例1的區(qū)別首先是二個活塞1’相同，然后是連桿為組合式連桿。上橫梁式連桿14和下橫梁式連桿14’上分別有上下橫梁式15、15’結(jié)構(gòu)，其中上橫梁15為跨接左右曲柄銷4、4’之間的K距離，上橫梁15把二個相同的連桿14在接近小頭位置跨接在一起，實現(xiàn)一個連桿小頭連接二個連桿大頭結(jié)構(gòu)，橫梁跨下空間允許中間曲拐轉(zhuǎn)動而不能相互干涉。 下橫梁15’是為了與上橫梁15在結(jié)構(gòu)形狀和位置上相匹配對稱，利用下橫梁15’來平衡上橫梁15的質(zhì)量或慣量。各連桿的長度L相同，在Y坐標方向X軸線上、下y位置的連桿截面積關系式為上橫梁式連桿14和上橫梁15 =下橫梁式連桿14’和下橫梁15’，即上邊y 位置上橫梁式連桿連桿14和上橫梁15的截面積之和等于下面y位置上橫梁式連桿14’和下橫梁15’的截面積。同理，因為二個對置上下活塞1、1’的軸線于Y軸線重合且活塞組的質(zhì)量相同；上橫梁式連桿14和上橫梁15與下橫梁式連桿14’和下橫梁15’的截面積在y位置處處相等；三曲拐在Y軸方向X軸線上、下質(zhì)量分布相等，同名稱零件材料均質(zhì)相同和運動方式也相同。整個機構(gòu)慣性力和慣性力矩在內(nèi)部完全相互平衡。活塞銷可采用壓力潤滑也可以用飛濺潤滑方式。
權利要求
1.一種對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，主要由二個活塞、三個連桿和具有三個曲柄銷、 四個曲柄臂的曲軸組成，其特征在于，所述的二個活塞對置在同一軸線上，所述曲軸(6)的左右主軸頸(5、5’ )之間有三個曲柄銷和四個曲柄臂(10)，三個曲柄銷包括一個中間曲柄銷(4”)和左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’)，左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’)同軸線布置，二個活塞中的上活塞(1)通過左右連桿(3、3’ )和左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’ )與四個曲柄臂(10)連接，下活塞(1’ )通過一個連桿和一個中間曲柄銷(4”)與中間的兩個曲柄臂(10)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，其特征在于，所述的二個對置上下活塞(1、1’ )結(jié)構(gòu)形狀相同或不同，但質(zhì)量相同，二個活塞運動方向為沿同一軸線同時相對或相反運動。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，其特征在于，所述的三個曲柄銷直徑，相等，其軸線在同一平面，左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’ )長度相等，中間曲柄銷 (4”)長度為左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’ )的長度之和，四個曲柄臂(10)的結(jié)構(gòu)形狀相同，且分別對稱X軸線和Y軸線。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，其特征在于，所述的三個連桿為獨立結(jié)構(gòu)，其中與上活塞(1)連接的左右連桿(3、3’)和與下活塞(1’)連接的下連桿(3”)分別通過左右側(cè)邊曲柄銷(4、4，)和中間曲柄銷(4”)連接在曲柄臂(10)上，左右連桿(3、3’ )的橫截面積之和與下連桿(3”)對應處的橫截面積相等。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，其特征在于，所述的左右連桿(3、3’)與上活塞(1)連接處和下連桿(3”)與下活塞(1’)連接處分別通過上下橫梁(15、15’)連接在一起，構(gòu)成上下橫梁式連桿(14、14’)組合結(jié)構(gòu)，上橫梁(15)和下橫梁 (15’ )結(jié)構(gòu)形狀相匹配對稱布置，上下橫梁式連桿(14、14’ )的質(zhì)量或慣量平衡。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，其特征在于，在曲軸軸線的上下方沿活塞軸線布置的活塞、連桿、活塞銷、曲柄銷和曲柄臂結(jié)構(gòu)相同或不同，但對應處的質(zhì)量分布相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種完全對置二活塞三曲拐三連桿機構(gòu)，其目的是解決傳統(tǒng)對置二氣缸發(fā)動機的活塞不能同軸線問題。技術方案是該機構(gòu)主要由二個活塞、三個連桿和具有三個曲柄銷、四個曲柄臂的曲軸組成，二個活塞對置且在同一軸線上，曲軸(6)的二個主軸頸(5、5’)之間有三個曲柄銷和四個曲柄臂(10)，三個曲柄銷包括一個為中間曲柄銷(4″)和左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’)，左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’)同軸線，二個活塞中的上活塞(1)通過左右連桿(3、3’)和左右側(cè)邊曲柄銷(4、4’)與四個曲柄臂(10)連接，下活塞(1’)通過一個連桿和一個中間曲柄銷(4″)與中間的兩個曲柄臂(10)連接。
文檔編號F02B75/24GK102182557SQ20111008539
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權日2011年4月6日
發(fā)明者方顯忠 申請人:吉林大學