專利名稱：活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)裝置，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞杠桿式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及配氣機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的重要裝置，其性能的優(yōu)劣，直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)能輸出的扭矩和功率的大小以及燃油能量轉(zhuǎn)換效率的高低?，F(xiàn)有的各類車輛、船舶發(fā)動(dòng)機(jī)，其發(fā)動(dòng)裝置都是采用的活塞、曲柄式結(jié)構(gòu)，燃油在汽缸內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的推力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞通過連桿將推力傳遞給曲軸變成機(jī)械能向外輸出。這種機(jī)械能又稱旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，其大小與曲軸的轉(zhuǎn)速與扭矩的大小成正比，而扭矩的大小與活塞連桿與曲軸的作用點(diǎn)到曲軸中心距離即力矩臂成正比，力矩臂越大，曲軸所產(chǎn)生的離心慣性力也越大，而機(jī)械產(chǎn)生的振動(dòng)也越大。因此現(xiàn)有技術(shù)將曲軸的力矩臂均設(shè)計(jì)得比較小，同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)的活塞連桿作用于曲軸形成的扭矩是連桿、曲柄與活塞銷中心點(diǎn)到曲軸回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)連線的夾角之和的正弘函數(shù)，其平均扭矩只有最大扭矩的64%，活塞產(chǎn)生的推力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率不高，燃油的經(jīng)濟(jì)性較差。因此，現(xiàn)有技術(shù)是靠增加氣缸的數(shù)量來提高輸出扭矩，增加輸出功率的。而增加氣缸卻帶來了一系列問題一是增加燃料消耗；二是增加發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量；三是給散熱帶來難度；四是增加成本和造價(jià)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于公開一種能提高發(fā)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率和燃油經(jīng)濟(jì)性的、在不增加氣缸數(shù)量的前提下，可有效提高輸出扭矩和功率的、運(yùn)行非常平穩(wěn)的、容易散熱的、 體積小、重量輕、造價(jià)低的活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置，包括機(jī)體、氣缸活塞裝置， 其特殊之處在于氣缸活塞裝置對(duì)稱設(shè)置在機(jī)體的左右兩側(cè)，在機(jī)體的頂部設(shè)置有杠桿，杠桿的兩端與氣缸活塞裝置中的活塞的連桿相鉸連，在機(jī)體的中上部內(nèi)的潤滑箱內(nèi)設(shè)有輸出軸、輸出軸上設(shè)有輸出軸齒輪，在輸出軸齒輪左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有與其相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪，兩驅(qū)動(dòng)齒輪分別通過曲柄與杠桿相鉸連。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中的機(jī)體的頂部的導(dǎo)向筒的前后設(shè)置有杠桿支座，杠桿支點(diǎn)軸設(shè)置在兩支座之間。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中的杠桿與曲柄之間分別設(shè)有導(dǎo)向筒，在導(dǎo)向筒中分別設(shè)有滑動(dòng)連接器，滑動(dòng)連接器的下端與曲柄鉸連，其上端用連桿與杠桿鉸連，兩鉸連點(diǎn)對(duì)稱于杠桿支點(diǎn)軸。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中的杠桿的鉸連點(diǎn)B或C到杠桿中心點(diǎn)E的距離比鉸連點(diǎn)A或D到杠桿鉸連點(diǎn)C、B的距離要短。本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有幾個(gè)顯著特點(diǎn)1、采用杠桿傳遞活塞的推力，可以大大提高輸出的力矩；2、活塞連桿與杠桿的夾角較大，且變化范圍不大，其活塞推力能最大限度地轉(zhuǎn)化為有用力矩輸出，平均力扭可以達(dá)到最大力扭的80%，大大提高了活塞推力的傳遞效率；3、采用杠桿傳遞活塞推力，不僅力矩大，而且無振動(dòng)，避免了采用曲軸所產(chǎn)生的振動(dòng)問題；4、采用直軸輸出，平穩(wěn)無振動(dòng)，且直軸較曲軸結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，使用壽命長，維修方便；5、采用對(duì)稱的雙傳動(dòng)輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率高，而且平衡性好；6、采用直軸、傳動(dòng)輪傳遞方式，其輸出轉(zhuǎn)速不受活塞行程的約束，可設(shè)計(jì)成高轉(zhuǎn)速輸出，也可設(shè)計(jì)成低轉(zhuǎn)速輸出，能滿足不同工作機(jī)械的需要；7、氣缸設(shè)置在外面，設(shè)計(jì)的自由度大，可適當(dāng)增大氣缸容積來增大活塞推力，使活塞的數(shù)量降低到最少；8、活塞外置有利于散熱，一般無需水冷，用風(fēng)冷就能達(dá)到其散熱要求；9、不僅可用燃油作燃料，還適應(yīng)于壓縮空氣驅(qū)動(dòng)；10、 采用杠桿和對(duì)稱傳動(dòng)輪向輸出軸傳遞動(dòng)力的方式，對(duì)輸出軸不形成壓力和彎曲力，使輸出平穩(wěn)并能延長使用壽命。

附圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視示意圖。
具體實(shí)施方式
活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置，包括機(jī)體[1]，在機(jī)體[1]的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有氣缸活塞裝置[2]，一般每側(cè)設(shè)置一個(gè)氣缸活塞裝置，也可以設(shè)置2個(gè)以上，根據(jù)設(shè)計(jì)功率而定。在機(jī)體[1]的頂部前后排列相隔一定距離設(shè)有至少2個(gè)杠桿支座[7]，如果氣缸活塞裝置設(shè)置2 組，杠桿支座[7]則設(shè)置3個(gè)，每兩個(gè)支座[7]之間設(shè)置有杠桿[6]，杠桿[6]用支點(diǎn)軸[8] 串設(shè)在支座[7]上，杠桿[6]的兩端與氣缸活塞裝置[2]中的活塞[13]的連桿[11]在A、 D處相鉸連，在機(jī)體[1]的中上部中間設(shè)潤滑箱[23]，箱內(nèi)設(shè)有輸出軸[21]，輸出軸[21]上設(shè)有傳動(dòng)齒輪[20]，傳動(dòng)齒輪兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有帶曲柄[12]的傳動(dòng)輪[22]，輸出軸[21]的旋轉(zhuǎn)方向由發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向所確定。在兩個(gè)支座[7]之間的機(jī)體[1]的頂部對(duì)稱中心線固定有兩個(gè)導(dǎo)向筒[5]，在兩導(dǎo)向筒[5]中分別設(shè)有滑動(dòng)連接器[4]，滑動(dòng)連接器[4]的下端與曲柄[12]鉸連，其上端用兩根連桿[9]與杠桿[6]分別在B、C點(diǎn)鉸連， 兩鉸連點(diǎn)B、C對(duì)稱于杠桿支點(diǎn)軸[8]，也可以不設(shè)導(dǎo)向筒[5]，傳動(dòng)輪[22]的曲柄[12]直接與杠桿[6]在B、C點(diǎn)鉸連。杠桿[6]的鉸連點(diǎn)B或C到杠桿中心點(diǎn)E的距離比鉸連點(diǎn) A或D到杠桿鉸連點(diǎn)C、B的距離要短，一般可以設(shè)為EC=IA⑶。氣缸活塞裝置[2]外面設(shè)有風(fēng)冷散熱器[15]，也可采用水冷設(shè)計(jì)。氣缸活塞裝置[2]的里面設(shè)有由活塞套[14]、活塞[13]、活塞連桿[11]組成的活塞裝置[3]。與本實(shí)用新型裝置配套的潤滑、點(diǎn)火、供油等均采用現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù)。與本實(shí)用新型裝置配套的潤滑、點(diǎn)火、供油等勻采用現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù)。配氣機(jī)構(gòu)設(shè)置可以采用在活塞套[14]的下部設(shè)有燃燒室[24]和噴油安裝孔[26]、點(diǎn)火安裝孔[17]，在燃燒室[24]和廢氣室[19]之間設(shè)置排氣道[18]和進(jìn)氣道 [25]，排氣道[18]與燃燒室[24]和廢氣室[19]相通，進(jìn)氣道[25]與燃燒室[24]相通，在燃燒室[24]和廢氣室[19]之間的進(jìn)排氣通道上設(shè)置氣門道[31]，內(nèi)置氣門[27]和彈簧 [28]，并在彈簧[28]的底座位置處設(shè)置彈簧底座[29]，在機(jī)體外設(shè)置空氣壓縮罐[30]儲(chǔ)存有一定氣壓的氣能，用氣道管[32]將空氣壓縮罐[30]的出氣道和進(jìn)氣道[25]相連接，在氣道管[32]上置電子感應(yīng)氣流控制開關(guān)[16]，由電子感應(yīng)氣流控制開關(guān)控制氣壓驅(qū)動(dòng)氣門[27]，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣道[25]和排氣道[18]，在機(jī)體上設(shè)置空氣壓縮泵[33]與輸出軸[21]相連接，空氣壓縮泵上的排氣道與氣罐進(jìn)氣道相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)將部份機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣能，隨時(shí)補(bǔ)充空氣壓縮罐在進(jìn)氣行程中所消耗的氣能，使空氣壓縮罐[30]內(nèi)氣壓保持穩(wěn)定。也可采用外來壓縮空氣貯存氣能，直接利用氣能推動(dòng)作功。采用氣壓驅(qū)動(dòng)氣門，可以精簡氣門組的構(gòu)造部件，降低制造成本，并便于安裝；采用空氣壓縮泵和空氣壓縮氣罐的設(shè) 置，可提高進(jìn)氣的速度和氣體的壓縮比，提升燃油的經(jīng)濟(jì)性和減少二氧化碳的排放量。
權(quán)利要求1.活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置，包括機(jī)體[1]、氣缸活塞裝置[2]，其特征在于氣缸活塞裝置 [2]對(duì)稱設(shè)置在機(jī)體[1]的左右兩側(cè)，在機(jī)體[1]的頂部設(shè)置有杠桿W]，杠桿[6]的兩端與氣缸活塞裝置[2]中的活塞[13]的連桿[11]在A、D處相鉸連，在機(jī)體[1]的中上部內(nèi)的潤滑箱[23]內(nèi)設(shè)有輸出軸[21]、輸出軸[21]上設(shè)有輸出軸齒輪[20]，在輸出軸齒輪[20] 左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有與其相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪[22]，兩驅(qū)動(dòng)齒輪[22]分別通過曲柄[12]與杠桿[6]相鉸連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所求的活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置，其特征在于機(jī)體[1]的頂部的導(dǎo)向筒 [5]的前后設(shè)置有杠桿支座[7]，杠桿支點(diǎn)軸[8]設(shè)置在兩支座[7]之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所求的活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置，其特征在于杠桿[6]與曲柄[12]之間分別設(shè)有導(dǎo)向筒[5]，在導(dǎo)向筒中分別設(shè)有滑動(dòng)連接器W]，滑動(dòng)連接器W]的下端與曲柄[1 鉸連，其上端用連桿[9]與杠桿[6]在B、C點(diǎn)鉸連，兩鉸連點(diǎn)B、C對(duì)稱于杠桿支點(diǎn)軸[8]。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所求的活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置，其特征在于杠桿W]的鉸連點(diǎn)B或C 到杠桿中心點(diǎn)E的距離比鉸連點(diǎn)A或D到杠桿鉸連點(diǎn)C、B的距離要短。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所求的活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置，其特征在于在活塞套[14]的下部設(shè)有燃燒室[24]和噴油安裝孔D6]、點(diǎn)火安裝孔[17]，在燃燒室[24]和廢氣室[19]之間設(shè)置排氣道[18]和進(jìn)氣道[25]，排氣道[18]與燃燒室[24]和廢氣室[19]相通，進(jìn)氣道[25] 與燃燒室[24]相通，在燃燒室[24]和廢氣室[19]之間的進(jìn)排氣通道上設(shè)置氣門道[31]， 內(nèi)置氣門[27]和彈簧[觀]，并在彈簧[28]的底座位置處設(shè)置彈簧底座[四]，在機(jī)體外設(shè)置空氣壓縮罐[30]，用氣道管[32]將空氣壓縮罐[30]的出氣道和進(jìn)氣道[25]相連接，在氣道管[32]上置電子感應(yīng)氣流控制開關(guān)[16]，由電子感應(yīng)氣流控制開關(guān)控制氣壓驅(qū)動(dòng)氣門[27]，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣道[25]和排氣道[18]。
專利摘要活塞杠桿式發(fā)動(dòng)裝置涉及汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)裝置，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞杠桿式能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及配氣機(jī)構(gòu)。包括機(jī)體、氣缸活塞裝置，其特殊之處在于氣缸活塞裝置對(duì)稱設(shè)置在機(jī)體的左右兩側(cè)，在機(jī)體的頂部設(shè)置有杠桿，杠桿的兩端與氣缸活塞裝置中的活塞的連桿相鉸連，在機(jī)體的中上部內(nèi)的潤滑箱內(nèi)設(shè)有輸出軸、輸出軸上設(shè)有輸出軸齒輪，在輸出軸齒輪左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有與其相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪，兩驅(qū)動(dòng)齒輪分別通過曲柄與杠桿相鉸連。它能大大提高輸出的力矩和活塞推力的傳遞效率，輸出平穩(wěn)無振動(dòng)，避免了采用曲軸所產(chǎn)生的振動(dòng)問題，其輸出轉(zhuǎn)速不受活塞行程的約束，可設(shè)計(jì)成高轉(zhuǎn)速輸出，也可設(shè)計(jì)成低轉(zhuǎn)速輸出，且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，使用壽命長，維修方便。
文檔編號(hào)F02B33/00GK202001109SQ20112004842
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月27日
發(fā)明者肖多嬌 申請(qǐng)人:肖多嬌