專利名稱：斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。這是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣(或氦)作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程又稱為斯特林循環(huán)，是封閉式的，采用定容下吸熱的氣體循環(huán)方式。循環(huán)過(guò)程是①等容吸熱加熱；②由外熱源等溫加熱；③等容放熱，供吸熱用；④向冷體等溫放熱，完成一個(gè)循環(huán)。在理想吸熱的條件下，這種循環(huán)的熱效率，等于溫度上下限相同的卡諾循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)使用氫氣作為工質(zhì)，在四個(gè)封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜?，膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過(guò)加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。由于這種循環(huán)是封閉式循環(huán)，可采用傳熱性能好的工質(zhì)，同時(shí)，工質(zhì)的腐蝕性也可以很小，如氮?dú)?、氫氣等氣體。充入的氣體工質(zhì)，還可以加大壓力，視封閉系統(tǒng)的情況，能夠采用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大氣壓力的高壓氣體工作，這樣可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的單位重量的功率，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的功率傳遞機(jī)構(gòu)多采用曲柄連桿傳動(dòng)方式。按缸內(nèi)循環(huán)的組成形式分，主要有配氣活塞式和雙作用式兩類。在一個(gè)氣缸內(nèi)有兩個(gè)活塞作規(guī)律的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，冷腔與熱腔之間用冷卻器、回?zé)崞骱图訜崞鬟B接，配氣活塞推動(dòng)工質(zhì)在冷熱腔之間往返流動(dòng)。 熱力循環(huán)可以分為定溫壓縮過(guò)程、定容回?zé)徇^(guò)程、定溫膨脹過(guò)程、定容儲(chǔ)熱過(guò)程四個(gè)過(guò)程。 雙作用式，每個(gè)氣缸內(nèi)只有一個(gè)活塞，兼起配氣活塞和動(dòng)力活塞的作用。各缸的上部為熱腔，下部為冷腔。各熱腔經(jīng)加熱器、回?zé)崞骱屠鋮s器與鄰缸的下部冷腔連接，組成一個(gè)動(dòng)力單元。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)分為單缸、雙缸、四缸的形式。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，獨(dú)立于燃?xì)獾墓べ|(zhì)通過(guò)加熱器吸熱，并按斯特林循環(huán)對(duì)外做功，因此避免了類似內(nèi)燃機(jī)的震爆做功和間歇燃燒過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了高效、低噪和低排放運(yùn)行。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的曲柄連桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的連接方式及作用力示意圖。如圖1所示， 現(xiàn)有技術(shù)的曲柄連桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括一可繞中心軸5旋轉(zhuǎn)的曲柄4，連接在曲柄4外端或稱邊緣端的連桿3。連桿3的一端與曲柄4相連，另一端與汽缸1內(nèi)的活塞2相連。連桿3與曲柄4連接的一端形成有連接孔，連接孔連接在曲柄4上突出的曲柄軸上。曲柄4繞中心軸 5旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)連桿3的下端做圓周運(yùn)動(dòng)，連桿3的上端帶動(dòng)活塞5在汽缸內(nèi)做上下的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連桿3對(duì)活塞5的作用力除有上下方向上的推力和拉力外，還具有左右方向上的橫向力，這種橫向力會(huì)增加活塞與汽缸內(nèi)壁之間的摩擦，使活塞和汽缸內(nèi)壁產(chǎn)生不必要的磨損。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題而提供一種連桿與活塞之間無(wú)側(cè)向力作用的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型為解決這一問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括一曲柄和連接在曲柄非圓心處的曲柄軸，內(nèi)部設(shè)置有活塞的第一汽缸和第二汽缸，以及第一連桿和第二連桿；第一連桿的一端與第一汽缸內(nèi)的活塞連接，另一端形成第一圓環(huán)，第一圓環(huán)內(nèi)部連接第一曲軸，第一曲軸的近邊緣處形成有與曲柄軸連接的連接孔；第二連桿的一端與第二汽缸內(nèi)的活塞連接，另一端形成第二圓環(huán)，第二圓環(huán)內(nèi)部連接第二曲軸，第二曲軸的近邊緣處形成有與曲柄軸連接的連接孔。所述的第一曲軸和第二曲軸均呈圓餅形，且第一曲軸的直徑小于第一圓環(huán)的內(nèi)徑；第二曲軸的直徑小于第二圓環(huán)的內(nèi)徑。所述的第一曲軸與第一圓環(huán)之間、第一曲軸與第二圓環(huán)之間均設(shè)置有減小摩擦的軸承。所述的曲柄的一側(cè)連接曲柄軸，另一側(cè)連接有帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。所述的旋轉(zhuǎn)軸形成在曲柄的圓心處。所述的曲柄及與曲柄軸連接的第一圓環(huán)和第二圓環(huán)均設(shè)置在框架內(nèi)，框架的相應(yīng)側(cè)壁上分別形成有使旋轉(zhuǎn)軸、第一連桿和第二連桿穿過(guò)的孔。上述的方案適用于發(fā)動(dòng)機(jī)雙缸的形式，也可以在曲柄軸上再增加兩個(gè)曲軸和套接在曲軸外并連接連桿的圓環(huán)，形成四缸的形式，或者增加更多這樣的結(jié)構(gòu)，形成多缸。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，曲柄帶動(dòng)曲柄軸做圓周運(yùn)動(dòng)，以第二汽缸為例，曲柄軸帶動(dòng)第二曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第二曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的外周軌跡呈橢圓形，從而使第二圓環(huán)做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與第二圓環(huán)連接的第二連桿也隨之做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而沒(méi)有左右方向上的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)活塞只有平行于汽缸軸向的力的作用，而沒(méi)有垂直于汽缸軸向的力的作用，即沒(méi)有橫向力的作用。第一汽缸的連桿也采用同樣的運(yùn)動(dòng)方式，因此減小了活塞與汽缸內(nèi)壁之間的摩擦力，降低了磨損。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的曲柄連桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖3是多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。附圖中主要部件符號(hào)說(shuō)明1 汽缸2 活塞3:連桿4:曲柄5:中心軸6 旋轉(zhuǎn)軸7 第一連桿8 第一汽缸9 第二汽缸10 第二連桿11:第二曲軸12:第二圓環(huán)13 第一圓環(huán)14 框架[0029]15:曲柄軸。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相同的部件使用了相同的符號(hào)。圖2是本實(shí)用新型的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括一曲柄5和連接在曲柄5非圓心處的曲柄軸15，內(nèi)部設(shè)置有活塞的第一汽缸8和第二汽缸9，以及第一連桿7和第二連桿10。第一連桿7的一端與第一汽缸8內(nèi)的活塞連接，另一端形成第一圓環(huán)13，第一圓環(huán) 13內(nèi)部連接第一曲軸，第一曲軸呈圓餅形，其直徑小于第一圓環(huán)的內(nèi)徑，第一曲軸與第一圓環(huán)之間設(shè)置有減小摩擦的軸承。第一曲軸的近邊緣處形成有與曲柄軸15連接的連接孔，曲柄軸15連接在連接孔內(nèi)。第二連桿10的一端與第二汽缸9內(nèi)的活塞連接，另一端形成第二圓環(huán)12，第二圓環(huán)12內(nèi)部連接第二曲軸11，第二曲軸11也呈圓餅形，其直徑小于第二圓環(huán)12的內(nèi)徑，第二曲軸11與第二圓環(huán)12之間設(shè)置有減小摩擦的軸承。第二曲軸11的近邊緣處形成有與曲柄軸連接的連接孔，曲柄軸15連接在連接孔內(nèi)。曲柄5的一側(cè)連接曲柄軸15，另一側(cè)連接有帶動(dòng)曲柄5旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸6，旋轉(zhuǎn)軸6 形成在曲柄5的圓心處。上述的曲柄5及與曲柄軸15連接的第一圓環(huán)13和第二圓環(huán)12均設(shè)置在框架14 內(nèi)，框架14的相應(yīng)側(cè)壁上分別形成有使旋轉(zhuǎn)軸6、第一連桿7和第二連桿10穿過(guò)的孔。以上的方案適用于發(fā)動(dòng)機(jī)雙缸的形式，也可以在曲柄軸15上再增加兩個(gè)曲軸和套接在曲軸外并連接連桿的圓環(huán)，形成四缸的形式，或者增加更多這樣的結(jié)構(gòu)，形成多缸。以下詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的工作過(guò)程本實(shí)用新型的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，曲柄5在旋轉(zhuǎn)軸6的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)， 帶動(dòng)曲柄軸15做圓周運(yùn)動(dòng)，以第二汽缸為例，曲柄軸15帶動(dòng)第二曲軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，第二曲軸11 轉(zhuǎn)動(dòng)的外周軌跡呈橢圓形，從而使第二圓環(huán)12做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與第二圓環(huán)12連接的第二連桿10也隨之做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而沒(méi)有左右方向上的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)活塞只有平行于汽缸軸向的力的作用，而沒(méi)有垂直于汽缸軸向的力的作用，即沒(méi)有橫向力的作用。第一汽缸的連桿也采用同樣的運(yùn)動(dòng)方式，如果是多缸的連接方式，每一個(gè)汽缸內(nèi)的活塞都只受到平行于汽缸軸向的力的作用，而不會(huì)受到垂直于汽缸軸向的橫向力的作用。因此減小了活塞與汽缸內(nèi)壁之間的摩擦力，降低了磨損。
權(quán)利要求1.一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括一曲柄(5)和連接在曲柄非圓心處的曲柄軸(15)，內(nèi)部設(shè)置有活塞的第一汽缸(8)和第二汽缸(9)，以及第一連桿(7)和第二連桿(10)；其特征在于第一連桿(7)的一端與第一汽缸內(nèi)的活塞連接，另一端形成第一圓環(huán) (13)，第一圓環(huán)內(nèi)部連接第一曲軸，第一曲軸的近邊緣處形成有與曲柄軸(15)連接的連接孔；第二連桿(10)的一端與第二汽缸內(nèi)的活塞連接，另一端形成第二圓環(huán)(12)，第二圓環(huán)內(nèi)部連接第二曲軸(11 )，第二曲軸的近邊緣處形成有與曲柄軸(15)連接的連接孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于第一曲軸和第二曲軸(11)均呈圓餅形，且第一曲軸的直徑小于第一圓環(huán)(13)的內(nèi)徑；第二曲軸(11)的直徑小于第二圓環(huán)(12)的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于第一曲軸與第一圓環(huán)之間、第一曲軸與第二圓環(huán)之間均設(shè)置有減小摩擦的軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于曲柄(5)的一側(cè)連接曲柄軸(15)，另一側(cè)連接有帶動(dòng)曲柄(5)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于旋轉(zhuǎn)軸(6)形成在曲柄(5)的圓心處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于曲柄(5)及與曲柄軸(15)連接的第一圓環(huán)(13)和第二圓環(huán)(12)均設(shè)置在框架(14)內(nèi)，框架(14)的相應(yīng)側(cè)壁上分別形成有使旋轉(zhuǎn)軸(6)、第一連桿(7)和第二連桿(10)穿過(guò)的孔。
專利摘要一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括一曲柄和連接在曲柄非圓心處的曲柄軸，內(nèi)部設(shè)置有活塞的汽缸和連桿；連桿的一端與汽缸內(nèi)的活塞連接，另一端形成圓環(huán)，圓環(huán)內(nèi)部連接曲軸，曲軸的近邊緣處形成有與曲柄軸連接的連接孔。本實(shí)用新型的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的多偏心傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，曲柄帶動(dòng)曲柄軸做圓周運(yùn)動(dòng)，曲柄軸帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的外周軌跡呈橢圓形，從而使圓環(huán)做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與圓環(huán)連接的連桿也隨之做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而沒(méi)有左右方向上的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)活塞只有平行于汽缸軸向的力的作用，而沒(méi)有垂直于汽缸軸向的力的作用，即沒(méi)有橫向力的作用。因此減小了活塞與汽缸內(nèi)壁之間的摩擦力，降低了磨損。
文檔編號(hào)F02G1/044GK202001137SQ20112004880
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者常金星, 陳安麗, 陳賢 申請(qǐng)人:天津啟星動(dòng)力科技有限公司