離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機，涉及各種柴油、汽油和天然氣，單缸、雙缸或多缸內燃發(fā)動機。適用于各種客貨車及大重型工程機械，尤其大型發(fā)電機組和船舶等。
【背景技術】
[0002]隨著全球經濟的發(fā)展，各種燃油發(fā)動機的數量日益增加，排放的有害氣體嚴重威脅著人類和動植物的生存，自然環(huán)境日益惡化，石油的儲存量是有限的。在沒有相應的代替品問世之前，節(jié)能減排保護環(huán)境已經成為人類之共識，我所研究的發(fā)動機與目前發(fā)動機對比，其特點是:能耗相同，輸出功率最大，或者說是功率相同能耗最小，可達到事半功倍的效果O
[0003]經研究發(fā)現，世界發(fā)明壓縮內燃發(fā)動機至今，已有一百幾十年的歷史，在這一百多年的時間里尤其是近幾十年，世界各國制造商為降低發(fā)動機耗油量，不斷地對發(fā)動機進行技術改造。但是傳統(tǒng)的一體式曲軸，至今仍為人所用?，F代的人們仍采取原始一體曲軸作功傳動技術，其實是很笨拙的，因為一體式曲軸發(fā)動機將壓能轉變成動能的傳動技術，似乎看不到杠桿力事半功倍的影子。
[0004]由于現有發(fā)動機主軸中心在氣缸垂直中心上，而且曲軸連桿機構中曲軸半徑是固定不變的，動力力臂和阻力力臂是基本相同的。使其作功時，力臂的壓力點與主軸中心的距離，和力臂作壓縮功時的受力點，與主軸中心的距離都是一樣的，沒有巧用杠桿力的原理作動力功和壓縮功。尤其是主軸徑中心在氣缸徑垂直中心上，使人們不能實現發(fā)動機能在上止點后，在較小的曲軸轉角內，以較大的有效作功半徑利用最高壓力作功的愿望。
[0005]針對上述現有技術的不足，研究一種相同能耗，輸出功率增大，或是輸出功率相同能耗降低，達到降耗增效的目的。所以設計一種新型的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機，從而彌補現有技術的不足是十分必要的。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現有技術的不足，本發(fā)明的目的是研究設計一種新型的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機。用以實現相同能耗，輸出功率增大；輸出功率相同，能耗降低，達到降耗增效的目的。
[0007]目前的內燃發(fā)動機，無論是以柴油，汽油還是天然氣為燃料，將壓能轉變成動能的曲軸結構及其作功傳動性能，仍是傳統(tǒng)的一體曲軸結構，其作功傳動性能也仍是傳統(tǒng)的將壓能轉變成動能，直接向外傳輸轉矩再無其它功能。而且曲軸與氣缸的位置關系，也仍是傳統(tǒng)的主軸徑向中心與氣缸中心，是一個中心的位置關系。所以活塞在作功時，通過連桿壓動連桿銷圍繞主軸中心旋轉時，連桿銷中心與主軸的中心距是不變的。
[0008]本發(fā)明徹底改變了內燃發(fā)動機曲軸的結構，和曲軸與氣缸的位置關系。目的是增加曲軸作功時的性能，和增加作功始點時的有效作功半徑。使曲軸作功半徑隨旋轉而變化，增大了發(fā)動機作功時的曲柄半徑，縮小了發(fā)動機壓縮時的曲柄半徑。
[0009]本發(fā)明的技術解決方案是這樣實現的:
[0010]本發(fā)明所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機，其特征在于所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機包括箱體、作功傳動機構及傳輸機構；箱體包括曲軸箱及缸套體；缸套體上加工有2個汽缸；缸套體裝于曲軸箱上部；傳動機構通過支撐板固定裝于曲軸箱內；活塞裝于汽缸內；傳輸機構通過軸承座II裝于曲軸箱上；作功傳動機構與傳輸機構通過齒輪1、齒輪II及齒輪III相連接；
[0011]所述的作功傳動機構包括齒輪II1、軸承座1、深溝軸承I1、支撐板1、定位銷圈、深溝軸承1、主軸滑道1、主軸滑道I1、連桿銷滑柄1、連桿銷滑柄I1、連桿總成、活塞、軸瓦、支撐板I1、齒輪I1、內六角螺栓1、支撐板II1、支撐板IV ;支撐板I與支撐板II相對設置；支撐板I的內側加工有軸承槽，軸承槽內裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板I上；主軸滑道I裝于支撐板I上，位于支撐板I外側的主軸滑道I軸上依次裝有軸承座I及齒輪II，深溝軸承II通過孔用卡簧固定于軸承座I內；支撐板II的內側加工有軸承槽，軸承槽內裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板II上；主軸滑道II裝于支撐板II上；連桿銷滑柄I的兩側分別裝于主軸滑道I與主軸滑道II上，連桿銷滑柄I上裝有連桿總成，連桿總成的下端與連桿銷滑柄I的連桿銷相連接，上端與活塞通過銷軸連接；支撐板III與支撐板IV相對設置；支撐板III的內側加工有軸承槽，軸承槽內裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板III上；主軸滑道III裝于支撐板III上。主軸滑道II在穿過支撐板II外壁的軸面上，加工有一個平鍵槽，平鍵槽內裝有平鍵；主軸滑道III的主軸孔內壁上加工有一個平鍵槽，與平鍵相匹配；主軸滑道II的主軸插入主軸滑道III的主軸孔內，并通過內六角螺栓I連接為一體；在主軸滑道III的外部軸上裝有齒輪III ;支撐板IV的內側加工有軸承槽，軸承槽內裝有深溝軸承I及定位銷圈；軸承壓板壓在深溝軸承I外圈上，并由沉頭螺釘將軸承壓板緊固在支撐板IV上；主軸滑道IV裝于支撐板IV上，位于支撐板IV外側的主軸滑道IV軸上依次裝有軸承座I及齒輪II，深溝軸承II通過孔用卡簧固定于軸承座I內；連桿銷滑柄II的兩側分別裝于主軸滑道III與主軸滑道IV上；連桿總成的下端與連桿銷滑柄II的連桿銷相連接，，上端與活塞通過銷軸連接；連桿總成上部的活塞裝于氣缸內；
[0012]本發(fā)明所述的傳輸機構包括傳動軸、齒輪1、深溝軸承II1、軸承座I1、法蘭；傳動軸的兩端通過深溝軸承III與軸承座II裝于曲軸箱上，傳動軸的一端裝有法蘭，另一端裝有止退螺母；傳動軸上裝有三個齒輪I，分別與兩個齒輪II及一個齒輪III相嚙合。
[0013]本發(fā)明所述的主軸滑道1、主軸滑道I1、主軸滑道III與主軸滑道IV同軸芯裝配。
[0014]本發(fā)明所述的主軸滑道I與支撐板I之間、主軸滑道II與支撐板II之間、主軸滑道III與支撐板III之間、主軸滑道IV與支撐板IV之間都裝有軸瓦。
[0015]本發(fā)明所述的主軸滑道1、主軸滑道I1、主軸滑道II1、主軸滑道IV分別與支撐板1、支撐板I1、支撐板III及支撐板IV偏心裝配。
[0016]本發(fā)明所述的連桿銷滑柄I與連桿銷滑柄II均為U型結構；其結構包括一個連桿銷與兩個曲柄；連桿銷與兩個曲柄的內平面首部加工為一體；兩個曲柄外平面各與一個長度與曲柄長度相同，寬度小于曲柄寬度的滑塊加工為一體；連桿銷與兩端的曲柄組成U型結構；另在連桿銷兩端的曲柄尾部，各加工有一個同心定位銷孔。
[0017]本發(fā)明所述的定位銷圈上加工有銷軸。
[0018]本發(fā)明所述的主軸滑道1、主軸滑道I1、主軸滑道II1、主軸滑道IV上加工有滑道槽。
[0019]本發(fā)明所述的連桿銷滑柄I兩側的滑塊分別置于主軸滑道I與主軸滑道II的滑道槽內，尾部的銷孔套在銷軸上；連桿銷滑柄II兩側的滑塊分別置于主軸滑道III與主軸滑道IV的滑道槽內，上部尾端上的銷孔套在銷軸上。
[0020]本發(fā)明所述的支撐板1、支撐板I1、支撐板III及支撐板IV上均加工有油道。
[0021]本發(fā)明所述的離心式組合曲軸節(jié)能發(fā)動機技術，適用于以柴油、汽油和天然氣為燃料的單缸、雙缸和多缸內燃機發(fā)動機。
[0022]本發(fā)明的作功傳動原理:
[0023]本發(fā)明改進后的曲軸不是一體的，而且主軸徑中心是偏高氣缸徑中心的。下面以本發(fā)明雙缸發(fā)動機的一個單元為例，介紹一下本專利的作功傳動特點:
[0024]—個連桿銷與兩個曲柄為一體，兩個曲柄外平面與加工的滑塊為一體，故在此總稱連桿銷滑柄。單缸發(fā)動機需兩個主軸，每個主軸一端與一個曲柄為一體，每個曲柄平面加工成凹形槽，槽內兩側是耐磨滑面，故在此稱之為主軸滑道。兩個主軸滑道槽面對槽面，分別將連桿銷滑柄兩端曲柄外平面的滑塊含在槽內，使連桿銷兩端曲柄外平面的滑塊，能在兩側滑道槽內同時前后滑動，至此，兩個主軸滑道與一個連桿銷滑柄組合的曲軸，在此稱之為組合曲軸。
[0025]組合曲軸兩端的主軸分別由內向外，從兩個支撐板的偏心軸承孔穿出。兩個支撐板偏心軸承孔中心，是橫向偏離氣缸垂直中心線的，偏向壓縮一面。偏心尺寸大約是發(fā)動機曲柄半徑的40%左右。
[0026]兩個支撐板鏡面軸承槽內與軸承外徑緊配合各壓裝一套深溝軸承I，大功率發(fā)動機需各壓裝兩套深溝軸承I，并與軸承內徑緊配合各壓裝一個定位銷圈，兩個定位銷圈從內徑向外的平面上各有一個軸向圓柱定位銷軸，軸承與定位銷圈中心與支撐板中心是一個中心，也是在氣缸徑垂直中心線上。
[0027]連桿銷兩端滑柄平面尾部各有一個定位銷孔，組裝時，組合曲軸兩端的主軸，在分別從兩個支撐板內側偏心軸承孔穿入的同時，將兩側定位銷圈上的定位銷軸，分另嵌入兩個滑柄尾部的定位銷孔內。因此就形成了被含在左右兩側主軸滑道槽內的兩個滑柄，在尾端的定位銷軸的牽制下，使活塞作功時通過連桿壓動連桿銷，連桿銷通過兩端的滑柄在兩側的滑道槽內，扭動主軸滑道一同旋轉。在旋轉的同時，由于支撐板主軸承孔，是橫向偏離支撐板中心的偏向壓縮一面。而定位銷軸確是圍繞支撐板中心旋轉的，所以連桿銷滑柄扭動兩側的主軸滑道每旋轉一圈，連桿銷滑柄尾部在定位銷軸的牽制下，連桿銷兩端滑柄的滑塊，在兩側的滑道槽內前后滑動運行一次。
[0028]當活塞向下作功運行至橫向90°曲軸轉角時，定位銷軸將連桿銷滑柄向前推至極限，使此時的連桿銷中心與主軸的中心距最大，反之活塞由下止點向上止點做壓縮功，運行至橫向90°曲軸轉角時，定位銷軸又將連桿銷滑柄回拉至極限，此時連桿銷中心與主軸中心距最小。但活塞在上下止點時的曲軸轉角，(連桿銷中心)乃在氣缸徑的垂直中心線上。而且作功和壓縮至橫向90°曲軸轉角時，連桿銷中心與支撐板的中心距，也就是氣缸徑的垂直中心點都是一樣的。這就是本發(fā)明，對目前內燃發(fā)動技術改造的最終目的。
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