活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力強(qiáng)化裝置。一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)缸，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)的增壓框架的上端固定設(shè)有驅(qū)動(dòng)各個(gè)工作機(jī)構(gòu)動(dòng)作的挺桿和發(fā)動(dòng)缸活塞，增壓框架下端固定設(shè)有增壓缸活塞，發(fā)動(dòng)缸活塞與增壓缸活塞同步運(yùn)動(dòng)且行程相同，以承受系統(tǒng)側(cè)傾力為基準(zhǔn)，增加挺桿的機(jī)械強(qiáng)度，所述的各個(gè)挺桿穿過(guò)機(jī)體橫隔板并與橫隔板貼緊滑動(dòng)配合，所述發(fā)動(dòng)缸活塞長(zhǎng)度為活塞行程和活塞環(huán)區(qū)段的長(zhǎng)度之和，述發(fā)動(dòng)缸活塞的內(nèi)腔內(nèi)相對(duì)于活塞頂面燃燒室外壁面設(shè)有散熱片。本實(shí)用新型消除了系統(tǒng)側(cè)傾力和活塞組熱負(fù)荷的危害，且大幅度地減少了常規(guī)內(nèi)燃機(jī)活塞在發(fā)動(dòng)缸內(nèi)的摩擦。
【專利說(shuō)明】活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力強(qiáng)化裝置，具體涉及一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)活塞往復(fù)的速度，受著活塞組熱荷、曲柄連桿機(jī)構(gòu)不平衡慣性力、曲柄銷線速度、側(cè)傾摩擦力以及側(cè)傾摩擦力造成的摩擦等不利因素的局限，活塞平均速度增大，會(huì)使上述不利因素增大，活塞工作環(huán)境惡化，磨損加劇，壽命下降，一般允許速度不超過(guò) 15m/s。
[0003] 申請(qǐng)人:之前申請(qǐng)過(guò)的實(shí)用新型專利“申請(qǐng)?zhí)?00710193939.4 —種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)及其組合與停缸技術(shù)”公開了一種新型活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)，采用實(shí)用新型專利“申請(qǐng)?zhí)?00710147446.7 一種齒輪齒條機(jī)構(gòu)”中公開的第一種齒輪齒條機(jī)構(gòu)作發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，解決了常規(guī)內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)慣性力及曲柄銷線速度高的危害，該動(dòng)力機(jī)構(gòu)動(dòng)力軸(齒輪軸、相當(dāng)于曲軸)轉(zhuǎn)動(dòng)1周，發(fā)動(dòng)缸活塞上下往復(fù)3次,是曲軸連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)1周發(fā)動(dòng)缸活塞往復(fù)1次的3倍，即在其他條件相同的情況下，由于在動(dòng)力軸相同時(shí)活塞作功的頻率提高為現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)的3倍，因此，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率提高為現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)功率的3倍；但是，發(fā)動(dòng)缸活塞往復(fù)的平均速度，也應(yīng)相應(yīng)地為現(xiàn)有活塞往復(fù)平均速度最大許用值的3倍，否則，“齒輪齒條機(jī)構(gòu)”就發(fā)揮不出強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)功率的效果。
[0004]在實(shí)用新型申請(qǐng)“200710193939.4”公開的“一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)”中，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)定位技術(shù)手段(圖3右邊示出)，不能克服系統(tǒng)側(cè)傾力的危害和減少活塞與發(fā)動(dòng)缸內(nèi)壁面的摩擦，且活塞不便于散熱，還有磨損大，難以檢測(cè)和維修的缺陷。用“齒輪齒條機(jī)構(gòu)”作動(dòng)力機(jī)構(gòu)雖然克服了現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)不平衡的慣性力和曲柄銷線速度高等局限活塞往復(fù)速度提高的不利因素，但發(fā)動(dòng)缸活塞組熱負(fù)荷及系統(tǒng)側(cè)傾力危害的不利因素依然存在。以上缺陷和不足之處，必須采用新的技術(shù)手段進(jìn)行克服。若不能消除上述缺陷和不足，就難以將發(fā)動(dòng)機(jī)活塞往復(fù)速度的最大許用值提高至現(xiàn)有速度最大許用值的3倍以上。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了消除新型活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)上述影響發(fā)動(dòng)缸活塞平均速度大幅度提高的不利因素，以此全面地消除現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)影響活塞平均速度提高的不利因素，從而在現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)活塞平均速度15m/s的基礎(chǔ)上，成數(shù)倍地增加活塞平均速度最大許用值，達(dá)到成倍數(shù)地強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)功率的目的，故此，提供一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)到上述目的，所采取的技術(shù)方案是:
[0007]一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和設(shè)置在動(dòng)力機(jī)構(gòu)上方的發(fā)動(dòng)缸，發(fā)動(dòng)缸與上部機(jī)體底部的橫隔板固定連接，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的兩條平行齒條兩端橫向連接構(gòu)成增壓框架，增壓框架的上端固定設(shè)有驅(qū)動(dòng)各個(gè)工作機(jī)構(gòu)工作的挺桿和發(fā)動(dòng)缸活塞，增壓框架下端固定設(shè)有增壓缸活塞，發(fā)動(dòng)缸活塞與增壓缸活塞同步運(yùn)動(dòng)且行程相同，所述的各個(gè)挺桿穿過(guò)機(jī)體橫隔板，橫隔板上還設(shè)有通風(fēng)口 ；以承受系統(tǒng)側(cè)傾力為基準(zhǔn)，增加挺桿的機(jī)械強(qiáng)度，使其具有系統(tǒng)定位的機(jī)械強(qiáng)度，所述的挺桿與橫隔板貼緊滑動(dòng)配合，并利用挺桿在發(fā)動(dòng)缸四周分布的特征，使發(fā)動(dòng)缸活塞實(shí)現(xiàn)全方位定位運(yùn)動(dòng)，通過(guò)各個(gè)挺桿與橫隔板之間的導(dǎo)向定位，配合增壓缸活塞與增壓缸的定位功能，使系統(tǒng)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)缸活塞不受到側(cè)傾力的沖擊和側(cè)傾力摩擦的危害，則發(fā)動(dòng)缸活塞在無(wú)外界作用力的干擾下，精準(zhǔn)地在發(fā)動(dòng)缸內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，由此將發(fā)動(dòng)缸活塞的長(zhǎng)度設(shè)置為發(fā)動(dòng)缸活塞總長(zhǎng)度=發(fā)動(dòng)缸活塞行程+發(fā)動(dòng)缸活塞環(huán)區(qū)段的長(zhǎng)度，使活塞向下運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)，除活塞環(huán)區(qū)段位于發(fā)動(dòng)缸進(jìn)風(fēng)口區(qū)段接受供風(fēng)的冷卻外，其余全部伸出發(fā)動(dòng)缸外，接受經(jīng)機(jī)體橫隔板上通風(fēng)口向下流入增壓缸的空氣冷卻，且大幅度地減少傳統(tǒng)的活塞與發(fā)動(dòng)缸內(nèi)壁面的摩擦，發(fā)動(dòng)缸活塞內(nèi)腔設(shè)有與活塞頂面燃燒室外壁面連接的散熱片，當(dāng)發(fā)動(dòng)缸內(nèi)燃燒活塞下行時(shí)，在通風(fēng)口流向增壓缸的空氣和齒輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)所擾動(dòng)的空氣和機(jī)油的共同冷卻作用下，通過(guò)發(fā)動(dòng)缸活塞內(nèi)腔設(shè)有的散熱片將發(fā)動(dòng)缸活塞頂段及燃燒室內(nèi)壁的熱負(fù)荷導(dǎo)出，使發(fā)動(dòng)缸活塞不受熱負(fù)荷的危害而安全可靠地工作，所述的機(jī)體橫隔板上的通風(fēng)口的開口方向朝向發(fā)動(dòng)缸活塞伸出發(fā)動(dòng)缸外的位置，通風(fēng)口的橫截面面積由上向下逐漸縮小，以增加空氣的流速，加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)缸活塞的冷卻效果，同時(shí)加強(qiáng)隨空氣一起流動(dòng)的機(jī)油對(duì)活塞的潤(rùn)滑作用。
[0008]所述各個(gè)挺桿與橫隔板之間設(shè)有耐磨損的耐磨承壓塊，耐磨承壓塊與橫隔板為可拆卸固定連接，以減小挺桿與活動(dòng)口的磨損，且便于更換和維修。
[0009]采用上述技術(shù)方案，所取得的有益效果是:
[0010]本實(shí)用新型消除了系統(tǒng)側(cè)傾力和活塞組熱負(fù)荷的危害，且大幅度地減少了常規(guī)內(nèi)燃機(jī)活塞在發(fā)動(dòng)缸內(nèi)的摩擦，以此全面地消除了現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)提高平均速度最大許用值的不利因素，使得發(fā)動(dòng)缸活塞的平均速度達(dá)到45m/s以上時(shí)，仍能夠安全可靠穩(wěn)定的工作。
[0011]①將現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)燃機(jī)活塞平均速度許用值15m/s時(shí)，影響速度提高的各不利因素綜合地稱為“速度阻率”，設(shè)此“速度阻率”為1 ;若此阻率增大，則活塞平均速度相應(yīng)地減小，反之，則活塞平均速度相應(yīng)地增大，互為反比。
[0012]將齒輪齒條機(jī)構(gòu)和本實(shí)用新型的技術(shù)方案共同消除的影響活塞速度提高的“速度阻率”，保守取值為0.7-0.75計(jì)算，則活塞平均速度的許用值可提高至50-60m/s ;現(xiàn)暫取活塞平均速度許用值為45m/s，此數(shù)值為現(xiàn)有許用值15m/s的3倍，由此，可將發(fā)動(dòng)缸活塞作功的頻率提高2倍。當(dāng)增壓機(jī)構(gòu)將增壓比提高至η κ = 5(即發(fā)動(dòng)缸每循環(huán)功增加至未增壓時(shí)的5倍)時(shí)，采用活塞平均速度45m/s (由于活塞作功頻率的增加)，可將發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后的功率再提高2倍，即將發(fā)動(dòng)機(jī)未增壓的功率再提高10倍，也即可將發(fā)動(dòng)機(jī)的比重量再減小10倍，取得了預(yù)料不到的效果，由此可節(jié)省大量制造發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬和人力物力，大量地降低發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本并且增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用價(jià)值。
[0013]②此技術(shù)方案充分利用了發(fā)動(dòng)機(jī)已有結(jié)構(gòu)特征和工作部件，以及其占用的發(fā)動(dòng)機(jī)體內(nèi)空間，結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，便于制造、檢測(cè)和維修，且基本上未增加制造費(fèi)用，同時(shí)還省去了原設(shè)計(jì)的定位設(shè)置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的新型活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)的挺桿與橫隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖1中B-B向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為實(shí)用新型活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為發(fā)動(dòng)缸活塞散熱片平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中標(biāo)號(hào)相同，所代表的的意義相同，圖中標(biāo)號(hào):1為上部機(jī)體、2為發(fā)動(dòng)缸、3為發(fā)動(dòng)缸活塞、4為橫隔板、5為增壓框架、6為齒輪、7為挺桿、8為通風(fēng)口、9為耐磨承壓塊、10為燃燒室、11為散熱片、12為增壓缸活塞。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]參見圖1?圖5，本實(shí)用新型一種新型活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)活塞平均速度強(qiáng)化裝置，包括內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和設(shè)置在動(dòng)力機(jī)構(gòu)上方的發(fā)動(dòng)缸2,發(fā)動(dòng)缸2與上部機(jī)體1底部的橫隔板4固定連接，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的兩條平行齒條兩端橫向連接構(gòu)成增壓框架5，增壓框架5的上端固定設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)“二次發(fā)動(dòng)缸噴水”、“燃油水液連體輸出泵”、“燃油泵噴”、“排氣”等工作機(jī)構(gòu)工作的挺桿7和發(fā)動(dòng)缸活塞3，增壓框架5的下端固定設(shè)有增壓缸活塞12，發(fā)動(dòng)缸活塞3與增壓缸活塞12同步運(yùn)動(dòng)且行程相同。所述上部機(jī)體1的橫隔板4上開設(shè)有與各個(gè)挺桿7匹配的通孔，以承受系統(tǒng)側(cè)傾力為基準(zhǔn)，增加挺桿7的機(jī)械強(qiáng)度，所述的挺桿7與橫隔板4貼緊滑動(dòng)配合，并利用挺桿7在發(fā)動(dòng)缸2四周的分布特征，使得發(fā)動(dòng)缸活塞3實(shí)現(xiàn)全方位定位運(yùn)動(dòng)，橫隔板4上還設(shè)有通風(fēng)口 8，所述橫隔板4與各個(gè)挺桿7的之間均設(shè)有耐磨承壓塊9，耐磨承壓塊9與橫隔板4為可拆卸固定連接，所述發(fā)動(dòng)缸活塞3長(zhǎng)度為活塞行程和活塞環(huán)區(qū)段的長(zhǎng)度之和，所述發(fā)動(dòng)缸活塞3的內(nèi)腔設(shè)有與活塞頂面燃燒室10外壁面相連接的散熱片11，通過(guò)各個(gè)挺桿7與橫隔板4之間的導(dǎo)向定位，配合增壓缸活塞12與增壓缸的定位功能，使系統(tǒng)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)缸活塞3不受到側(cè)傾力的沖擊和側(cè)傾力摩擦的危害，使得發(fā)動(dòng)缸活塞3在無(wú)外界作用力的干擾下，精準(zhǔn)地在發(fā)動(dòng)缸內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，由此將發(fā)動(dòng)缸活塞3的長(zhǎng)度設(shè)置為發(fā)動(dòng)缸活塞總長(zhǎng)度=發(fā)動(dòng)缸活塞行程+發(fā)動(dòng)缸活塞環(huán)區(qū)段的長(zhǎng)度，使活塞向下運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)，除活塞環(huán)區(qū)段位于發(fā)動(dòng)缸進(jìn)風(fēng)口區(qū)段接受供風(fēng)的冷卻外，其余全部伸出發(fā)動(dòng)缸2外，接受經(jīng)機(jī)體橫隔板4上通風(fēng)口向下流入增壓缸的空氣冷卻，且大幅度地減少傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)缸活塞與發(fā)動(dòng)缸內(nèi)壁面的摩擦；發(fā)動(dòng)缸活塞3內(nèi)腔設(shè)有與活塞頂面燃燒室10外壁面連接的散熱片11，當(dāng)發(fā)動(dòng)缸2內(nèi)活塞下行時(shí)，在通風(fēng)口流向增壓缸空氣和齒輪6高速轉(zhuǎn)動(dòng)所擾動(dòng)的空氣和機(jī)油的共同的冷卻作用下，通過(guò)發(fā)動(dòng)缸活塞3內(nèi)腔設(shè)有的散熱片11將發(fā)動(dòng)缸活塞3頂段及燃燒室10內(nèi)壁的熱負(fù)荷導(dǎo)出，使發(fā)動(dòng)缸活塞3不受熱負(fù)荷的危害而安全可靠地工作，所述橫隔板4上開設(shè)有通風(fēng)口 8，通風(fēng)口 8的開口方向朝向發(fā)動(dòng)缸活塞3伸出發(fā)動(dòng)缸2的位置。將橫隔板4上原設(shè)計(jì)的垂直通風(fēng)口 8，修改成其出口正對(duì)發(fā)動(dòng)缸活塞3伸出發(fā)動(dòng)缸2的部分，且通風(fēng)口 8的橫截面積逐漸縮小，以形成急流風(fēng)速，加強(qiáng)通風(fēng)口 8流動(dòng)的空氣對(duì)發(fā)動(dòng)缸活塞3伸出發(fā)動(dòng)缸2外部分的冷卻，同時(shí)增加了與空氣隨同流動(dòng)的機(jī)油對(duì)發(fā)動(dòng)缸活塞3的潤(rùn)滑作用。發(fā)動(dòng)缸活塞3的內(nèi)腔設(shè)有與發(fā)動(dòng)缸活塞3頂面燃燒室外壁面連接的散熱片，當(dāng)活塞在外面接受冷卻時(shí)，可有效地降低活塞頂部熱負(fù)荷的危害。
【權(quán)利要求】
1.一種活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和設(shè)置在動(dòng)力機(jī)構(gòu)上方的發(fā)動(dòng)缸，發(fā)動(dòng)缸與上部機(jī)體底部的橫隔板固定連接，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的兩條平行齒條兩端橫向連接構(gòu)成增壓框架，增壓框架的上端固定設(shè)有驅(qū)動(dòng)各自工作機(jī)構(gòu)工作的挺桿和發(fā)動(dòng)缸活塞，增壓框架下端固定設(shè)有增壓缸活塞，發(fā)動(dòng)缸活塞與增壓缸活塞同步運(yùn)動(dòng)且行程相同，所述的各個(gè)挺桿穿過(guò)機(jī)體橫隔板，橫隔板上還設(shè)有通風(fēng)口，其特征在于，以承受系統(tǒng)的側(cè)傾力為基準(zhǔn)，增加挺桿的機(jī)械強(qiáng)度，使其具有系統(tǒng)定位的機(jī)械強(qiáng)度；所述的挺桿與橫隔板貼緊滑動(dòng)配合，利用挺桿在發(fā)動(dòng)缸四周分布的特征，使發(fā)動(dòng)缸活塞實(shí)現(xiàn)全方位定位運(yùn)動(dòng)；所述發(fā)動(dòng)缸活塞長(zhǎng)度為活塞行程和活塞環(huán)區(qū)段的長(zhǎng)度之和，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)，除活塞環(huán)區(qū)段位于發(fā)動(dòng)缸進(jìn)風(fēng)口區(qū)段接受供風(fēng)的冷卻外，其余全部伸出發(fā)動(dòng)缸外，接受經(jīng)機(jī)體橫隔板上通風(fēng)口向下流入增壓缸的空氣冷卻；發(fā)動(dòng)缸活塞的內(nèi)腔設(shè)有與活塞頂面燃燒室外壁面連接的散熱片，接受齒輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)所擾動(dòng)的空氣和機(jī)油冷卻；所述的機(jī)體橫隔板上的通風(fēng)口開口方向，朝向發(fā)動(dòng)缸活塞伸出發(fā)動(dòng)缸外的位置，通風(fēng)口的橫截面面積由上向下逐漸縮小，加強(qiáng)通風(fēng)口流動(dòng)的空氣對(duì)發(fā)動(dòng)缸活塞伸出發(fā)動(dòng)缸外部分的冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞往復(fù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)缸活塞工作環(huán)境強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于，所述各個(gè)挺桿與橫隔板之間設(shè)有耐磨損的耐磨承壓塊，耐磨承壓塊與橫隔板為可拆卸固定連接。
【文檔編號(hào)】F02B75/40GK203499816SQ201320587122
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】肖光宇 申請(qǐng)人:肖光宇